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专题十七 实验方案的设计与评价
基础篇
考点 一 制备实验方案的设计与评价 操作是否安全 合理 步骤是否简单 方便
、 ； 、 ；
实验效果是否明显等
1.实验方案包括的内容 实验名称 实验目的 。
： 、 、
绿色化学视角 反应原料是否易得 安全 无
实验原理 实验用品 实验步骤 实验现象记 ２） ： 、 、
、 、 、
毒 反应速率是否合适 原料利用率以及合
录及结果处理 问题和讨论 ； ；
、 。
成物质的产率是否较高 合成过程是否造成
2.实验方案设计的基本要求 科学性 安全性 ；
： 、 、
环境污染等
可行性 简约性 。
、 。 安全性视角 净化 吸收气体及熄灭酒精灯
3.实验方案设计的步骤 ３） ： 、
时要防倒吸 进行某些易燃易爆实验时要防
明确实验目的 原理 认真审题 明确实验目 ；
１） 、 ： ， 爆炸 防氧化 防吸水等
的 理清题给信息 结合已学知识 通过类 、 、 。
， ， ， 规范性视角 有些反应中 为减少易挥发液体
比 迁移 分析等明确实验原理 ４） ：① ，
、 、 。 反应物的损耗和充分利用原料 需在反应装置
选择仪器 药品 根据实验目的和原理 反应 ，
２） 、 ： 、 上加装冷凝回流装置 如长玻璃管 竖置的干燥
物和生成物的性质 反应条件 如反应物和 ， 、
、 ， 管及冷凝管等 易挥发液体产物 导出时可为
生成物的状态 是否会腐蚀仪器 反应是否 ；② （
、 、 蒸气 的及时冷却 仪器拆卸与组装顺序相
需要加热及温度是否控制在一定的范围等 ） ；③
， 反 按照从右向左 从高到低的顺序拆卸
选择合适的仪器和药品 ， 、 ；
。 其他 如实验操作顺序 试剂加入顺序等
④ ， 、 。
组装仪器 设计实验步骤 根据实验目的和
３） 、 ：
原理 以及所选用的仪器和药品 组装实验 考点 二 探究实验方案的设计与评价
， ，
装置 设计出完整 简明的实验操作步骤
1.研究物质性质的基本方法和程序
， 、 。
记录实验现象 数据 观察实验现象 全面而
研究物质性质的基本方法 观察法 实验法
４） 、 ： ，
１） ： 、 、
准确地记录实验过程中的现象和数据 分类法 比较法等
。 、 。
分析得出实验结论 根据观察到的现象和记 研究物质性质的基本程序
５） ： ２） ：
录的数据 通过分析 计算 推理等方法 得
， 、 、 ，
出正确的结论
。
提醒 高考题中常以表格形式考查“实验操作、现象
与结论”的正误判断，常见的错误类型： 关系项（实验
①
和现象）与推论项（结论或解释）之间出现逻辑混乱（或
专
没有逻辑关系）； 实验设计或操作本身就有错误或不 题
② 十
七
严密。
实
4.制备实验方案的评价 2.探究实验方案的评价类型 验
方
科学性 可行性视角 原理是否正确 可行 装置评价型 对比各方案的装置 从装置的 案
１） 、 ： 、 ； １） ： ， 的
设
计
【实验探究情境】 碘与指纹破案 用手指在白纸上按一下，然后对准装有少量碘的试管的管口，加热试管底部， 与
评
试管中产生的碘蒸气与纸接触后，纸上的指纹就会显示出来。 这是因为手指上有油脂、汗水等物质，碘蒸气会 价
溶解在其中，指纹也就显示出来了。 ３２３
合理性 操作的简便可行性等方面进行全面 案 要求操作简单 现象明显 安全可行
、 ， ， ， 。
分析 选出最佳装置 探索物质性质实验方案的设计 分析物质结
， 。 ２） ：
原理评价型 紧扣实验目的 对各方案的原 构特点或从所属类型的典型代表物去推测
２） ： ，
理综合考虑 从原理是否科学正确 原料是 该物质可能具有的一系列性质 而后据此分
， 、 ，
否节省 涉及的操作是否简便易行 误差是 别设计出合理的实验方案 去探索它可能具
、 、 ，
否较小等方面进行全面分析 设计或选出最 有的性质
， 。
佳方案
。
3.物质性质实验方案的设计思路
验证物质性质实验方案的设计 对物质具备
１） ：
的性质去求证 关键是设计出简洁的实验方
，
5
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考 【实验探究情境】 金属萃取剂 金属萃取剂主要是一些常见物质（如磷酸、铵盐、苯等）中的氢原子或羟基被一
化
学 些长链烷基取代所得到的物质。 金属能与这些萃取剂结合变成金属有机化合物溶解于有机溶剂中。 由于各
３２４ 种金属与萃取剂的结合能力不同，故萃取剂萃取出金属的顺序不同，从而实现分离。
综合篇
综合 制备实验综合题的解题策略 备 ，欲制得干燥、纯净的 ，可先将产生的气体通
ＣＯ２ ＣＯ２
过饱和 溶液除去其中的 气体，再通过浓硫
一、物质制备一般流程 ＮａＨＣＯ３ ＨＣｌ
酸除去水蒸气。
气体的发生装置 考查反应原理、气密性检查等
→
若采用加热除杂，则一般是干燥在前，除杂在后。 如
②
气体的净 ↓ 化装置 考查除杂试剂的选取以及顺序 中混有 、 、 （ ），可先将混合气体通过碱石
→ Ｎ２ Ｏ２ ＣＯ２ Ｈ２Ｏ ｇ
灰除去 和 （ ），再将从干燥管中导出的气体通
↓
物质制备或性质 ＣＯ２ Ｈ２Ｏ ｇ
考查反应原理、实验现象等 过装有灼热铜网的硬质玻璃管，除去 ，得到干燥、纯
实验 → Ｏ２
净的 。 若将混合气体先通过灼热的铜网，因气体中
所制取物 ↓ 质的保 Ｎ２
考查装置的作用或装置设计 混有水蒸气，易使硬质玻璃管炸裂。
护措施 →
二、有机物制备中的典型装置及思维流程
↓
尾气处理 考查尾气处理原理、方法等
→ 1.反应装置
例如下图装置中 最左侧为氯气的发生装置
， ，ａ
为氯气的净化装置 和 分别为制备
，ｂ ｃ ＫＣｌＯ３
和 的装置 为尾气处理装置
ＮａＣｌＯ ，ｄ 。
2.蒸馏装置
注意 关于气体净化与干燥的先后顺序，可以分两种
情况：
若采用溶液除杂，应该是除杂在前，干燥在后。 其原
①
因是气体除杂过程中会从溶液中带出水蒸气，干燥剂可
除去水蒸气。 如实验室中利用大理石与稀盐酸反应制
3.解答有机物制备实验题的思维流程 塞 用食指摁住瓶塞 倒立观察 然后将容量
； ， ；
瓶正立 并将瓶塞旋转 后塞紧 再倒立
， １８０° ， ；
若均不漏水 则容量瓶可以使用
， 。
3.萃取、分液操作 关闭分液漏斗活塞 将混合
： ，
液倒入分液漏斗中 塞上塞子 用右手心顶住
， ，
塞子 左手握住活塞部分 将分液漏斗倒置
， ， ，
充分振荡后 放在铁架台上静置 分层 在分
， 、 ，
液漏斗下面放一个小烧杯 先打开上口塞子
，
再打开分液漏斗活塞 使下层液体从下口沿
，
烧杯内壁流下 上层液体从上口倒出
， 。
四、实验设计类规范语言表述
1.性质实验设计 从实验原理 含性质 出发
： （ ） ，
按操作过程 或方法 实验现象 实验结论
（ ）、 、
的顺序来表述答案
。
答题模板 操作 现象 结论 即取样 加
： → → ， ，
三、实验操作类规范语言表述 入 有 生成 的是
……→ …… →…… ……
1.沉淀洗涤 2.实验现象描述 有关化学实验的描述不仅要
：
目的 除去沉淀表面附着或沉淀中包夹的可 求准确 还要求全面 其答题规范可利用下面
１） ： ， ，
溶性离子 的模板来处理
。 。
操作 将洗涤剂沿玻璃棒注入过滤器中至浸没沉 溶液 颜色由 变成 液面上升或下
２） ： １） ： …… ……；
淀 静置 使洗涤剂自然流出 重复操作 次 降 形成液面差 溶液变浑浊 生成 产
， ， ， ２～３ 。 （ ）； ； （
判断沉淀是否洗净的操作 取最后一次洗涤 生 沉淀 溶液发生倒吸 产生大量气
３） ： ）…… ； ；
液 滴加 试剂 若出现 或不出现 泡 有气体从溶液中逸出等
， ……（ ）， （ ）…… ； 。
现象 证明沉淀已经洗净 固体 固体表面产生大量气泡 固体逐渐溶
， 。 ２） ： ；
常用洗涤剂 解 固体逐渐减少 颜色由 变成
４） ； ； …… ……。
蒸馏水 主要适用于除去沉淀吸附的可溶性杂质 气体 生成 色 味 气体 气体由 色变
① ： 。 ３） ： …… （ ） ； ……
冷水 除去沉淀吸附的可溶性杂质 降低沉 成 色 先变 后 加深 变浅 褪色
② ： ， …… ； …… ……（ 、 、 ）。
淀在水中的溶解而减少沉淀损失 3.仪器或装置的作用 有利于 (这样做的好
。 ： ……
沉淀的饱和溶液 减少沉淀的溶解 处) 以防止 (不这样做的坏处)
③ ： 。 ， …… 。
有机溶剂 酒精 丙酮等 适用于易溶于水的 如 有机实验中玻璃长导管的作用 冷凝回流
④ （ 、 ）： ① ： ，
固体 既减少了固体溶解 又利用有机溶剂的挥 提高反应物的利用率 某瓶的作用 作安全
， ， 。 ② ：
发性 带走固体表面的水分 产品易干燥 瓶 防止 中的液体倒吸进入 中 或者平
， ， 。 ， …… …… ，
沉淀剂是否过量的判断方法 静置 取适量 衡气压 便于 中液体顺利进入 中
５） ： ， ， …… …… 。 专
题
上层清液于另一洁净试管中 向其中加入少 尾气吸收 吸收 气体 防止污染空气
十
， ③ ： …… ， 。
七
量与沉淀剂作用产生沉淀的试剂 若产生沉 4.原因、理由 分析 分析试剂的性质 实验目
， ： （ 、 实
淀 证明沉淀剂已过量 否则沉淀剂不过量 的 装置特点等 结合 结合已有知识进行 验
， ， 。 、 ）→ （ 方
2.容量瓶检漏操作 加入一定量的水 塞好瓶 分析 结论 找出原因 案
： ， ）→ （ ）。 的
设
计
【学术探索情境】 二氧化氯 二氧化氯对细菌有很好的杀灭作用，是一种常用的饮用水消毒剂。 二氧化氯杀灭 与
评
微生物的机理是其对细胞壁有较好的吸附和透过作用，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，抑制微生物蛋白质 价
的合成。 ３２５
答题 要 求 有 理 化 学 原 理 有 例 （ 全国乙， ， 分）氧化石墨烯具有
： “ ”——— ， “ ２０２１ ２７ １４
据 事实依据 可采取以下两种方式 稳定的网状结构，在能源、材料等领域有着重
”——— 。 ：
正说 直接原因 根本目的 反 要的应用前景。 通过氧化剥离石墨制备氧化
①“ ”———“ ＋ ”；②“
说 如果 就 石墨烯的一种方法如下（装置如图所示）：
”———“ …… ……”。
五、实验条件控制的目的叙述
1.调节溶液 pH
目的 使某种或某些离子转化为沉淀 而
１） ：① ，
目标离子不转化为沉淀 达到分离的目的
， ；
抑制某微粒的水解
② 。
调节 的方法多为加入某种能消耗 ＋且
２） ｐＨ Ｈ
不引入新杂质的物质 每种离子都有开始
。
沉淀和沉淀完全对应的 一定要正确控制 将浓 、 、石墨粉末在 中混合，
ｐＨ，
Ⅰ． Ｈ２ＳＯ４ ＮａＮＯ３ ｃ
的范围 杂质离子沉淀完全 目标离子不 置于冰水浴中。 剧烈搅拌下，分批缓慢加入
ｐＨ （ ，
沉淀 如要除去 ２＋中混有的 ３＋ 可加 粉末。 塞好瓶口。
）。 Ｃｕ Ｆｅ ，
ＫＭｎＯ４
入 等来调节溶液的 转至油浴中， 搅拌 小时。 缓慢滴加一定
ＣｕＯ、Ｃｕ（ＯＨ）２ ｐＨ。 Ⅱ． ３５ ℃ １
2.控制体系温度 量的蒸馏水。 升温至 并保持 小时。
９８ ℃ １
控制低温的目的 防止某反应物或目标 转移至大烧杯中，静置冷却至室温。 加入大
１） ：① Ⅲ．
产物分解 如 量蒸馏水，而后滴加 至悬浊液由紫色变
， ＮａＨＣＯ３、Ｈ２Ｏ２、Ｃａ（ＨＣＯ３）２、 Ｈ２Ｏ２
浓 等物质 防止 为土黄色。
ＫＭｎＯ４、ＡｇＮＯ３、ＨＮＯ３（ ） ；②
某反应物或目标产物挥发 如盐酸 醋酸 离心分离，稀盐酸洗涤沉淀。
， 、 Ⅳ．
和氨水等 抑制物质的水解 反应放 蒸馏水洗涤沉淀。
；③ ；④ Ⅴ．
热 低温使平衡向放热反应方向移动 冷冻干燥，得到土黄色的氧化石墨烯。
， 。 Ⅵ．
控制某一温度范围的目的 低温反应速率 回答下列问题：
２） ：①
慢 高温浪费能源 确保催化剂的催化效 （ ）装置图中，仪器 、 的名称分别是 、
， ；② １ ａ ｃ
果 兼顾反应速率和转化率 防止副反应 ，仪器 的进水口是 （填字母）。
， ；③ ｂ
的发生 如乙醇的消去反应需迅速升温至 （ ）步骤 中，需分批缓慢加入 粉末并
， ２ Ⅰ ＫＭｎＯ４
防止 时生成乙醚 使用冰水浴，原因是 。
１７０ ℃， １４０ ℃ 。
加热的目的 加速某固体的溶解 减少 （ ）步骤 中的加热方式采用油浴，不使用热
３） ：① ；② ３ Ⅱ
气体生成物的溶解使其逸出 加快反应速 水浴，原因是 。
；③
率 使平衡向吸热反应方向移动 防止 （ ）步骤 中， 的作用是
；④ ；⑤ ４ Ⅲ Ｈ２Ｏ２
某物质降温时析出或引入新的杂质 （以离子方程式表示）。
。
5 3.调节体系压强 （ ）步骤 中，洗涤是否完成，可通过检测洗出
年 ５ Ⅳ
高
考 改变速率 改变平衡移动的方向 液中是否存在 ２－ 来判断。 检测的方法
3
１） ， ； ＳＯ４
减压蒸馏 避免目标产物发生热分解 是 。
年
２） ， 。
模
拟 4.反应物配比选择：低于配比 反应物转化率 （ ）步骤 可用 试纸检测来判断 － 是否洗
， ６ Ⅴ ｐＨ Ｃｌ
A 低 高于配比 浪费原料 净，其理由是 。
版 ； ， 。
高
考 葡萄糖氧化酶 过氧化氢酶
化 【实验探究情境】 糖尿病患者尿样检测 原理：葡萄糖 过氧化氢 原子氧，原子氧能
学 → →
将某种无色化合物氧化成有色化合物。 将上述两种酶和无色化合物固定制成试纸，检测时尿液中葡萄糖含量
３２６ 由少到多而呈现出浅蓝、浅绿、棕或深棕色。
解题导引 根据步骤 操作中的“置于冰水浴” 的是除去过量的 ，根据得失电子守恒、
Ⅰ ＫＭｎＯ４
和“分批缓慢加入”，可推测该反应是较为剧烈 电荷守恒、原子守恒可得离子方程式。 （ ）步
５
的放热反应。 步骤 的反应温度为 ，与 骤 中已用稀盐酸洗涤沉淀，故可直接滴加
Ⅱ ９８ ℃ Ⅳ
水的沸点接近，水浴不易控制温度，温度稍有 溶液来检验 ２－。 （ ）步骤 用稀盐酸
ＢａＣｌ２ ＳＯ４ ６ Ⅳ
偏差则可能导致水沸腾。 步骤 是利用稀盐 洗涤沉淀，步骤 用蒸馏水将沉淀表面稀盐酸
Ⅳ Ⅴ
酸洗涤沉淀，洗出液中也会有稀盐酸，故检验 洗去，
＋
与
－
电荷平衡，洗出液接近中性时，
Ｈ Ｃｌ
２－
时不需要再加入稀盐酸，直接加入 可认为
－
洗净。
ＳＯ４ ＢａＣｌ２ Ｃｌ
溶液即可。 答案 （ ）滴液漏斗 三颈瓶
１ ｄ
解析 （ ） 为球形冷凝管，作用为冷凝回 （ ）反应放热，防止反应过快
１ ｂ ２
流，为增强冷凝效果，冷却水要从 口进， 口 （ ）反应温度接近水的沸点，油浴更易控温
ｄ ｅ ３
出。 （ ）题述反应为放热反应，为控制反应速 （ ） － ＋ ２＋
２ ４ ２ＭｎＯ４ ＋５Ｈ２Ｏ２ ＋６Ｈ ２Ｍｎ ＋８Ｈ２Ｏ＋５Ｏ２↑
率，避免反应过于剧烈，需分批缓慢加入 （ ）取少量洗出液，滴加 溶液，没有白色
５ ＢａＣｌ２
粉末并使用冰水浴。 （ ）该实验反应温 沉淀生成
ＫＭｎＯ４ ３
度为 ，接近水的沸点，不好控温，而采用 （ ） ＋ 与 － 电荷平衡，洗出液接近中性时，可
９８ ℃ ６ Ｈ Ｃｌ
油浴，可更好地控制温度。 （ ）滴加 的目 认为 － 洗净
４ Ｈ２Ｏ２ Ｃｌ
专
题
十
七
实
验
方
案
的
设
计
【实验探究情境】 可逆反应的实验证明 选择 与 的反应来验证可逆反应，可以是 过量时证明 与
ＦｅＣｌ３ ＫＩ ＦｅＣｌ３ ＫＩ 评
有剩余，也可以是 过量时证明 有剩余。 对于后一种情况，实验步骤为取少量 溶液加入过量的 价
ＫＩ ＦｅＣｌ３ ＦｅＣｌ３
，再滴加 溶液，观察溶液是否呈红色。 ３２７
ＫＩ ＫＳＣＮ
应用篇
应用 定量分析实验综合题的解题策略 相平 如图中 读数时应使左右两
， （Ⅱ）、（Ⅳ）
侧的液面高度保持相平
一、定量测定数据的方法 。
3.测气体质量法：将生成的气体通入足量的吸
1.测沉淀质量法：先将某种成分转化为沉淀
，
收剂中 通过称量实验前后吸收剂的质量 求
然后过滤 洗涤 干燥 称量沉淀的质量 再进 ， ，
、 、 、 ， 得所吸收气体的质量 然后进行相关计算
行相关计算 ， 。
。 4.滴定法：利用滴定原理 通过酸碱中和滴定
2.测气体体积法：对于产生气体的反应 可以 ， 、
， 沉淀滴定或氧化还原反应滴定等获得相应数
通过测定气体体积的方法测定样品纯度
。 据后再进行相关计算
常见测量气体体积的实验装置 。
１） 5.热重法：只要物质受热时发生质量变化 都
，
可以用热重法来研究物质的组成 热重法是
。
在控制温度的条件下 测量物质的质量与温
，
度关系的方法 通过分析热重曲线 我们可
。 ，
以知道样品及其可能产生的中间产物的组
成 热稳定性 热分解情况及生成产物等与质
、 、
量相联系的信息
。
二、定量实验数据的处理方法
量气时应注意的问题 装置处于室温状态 1.看数据是否符合测量仪器的精确度 如用托
２） ： ， ，
读数时要特别注意消除 压强差 保持液面 盘天平测得质量的精确度为 若精确度
“ ”， ０．１ ｇ，
的值超过了这个范围 说明所得数据是无 例 （ 全国甲， 节选）（ ）结晶水测定：
， ２０２１ ２７ ４
效的 称量干燥坩埚的质量为 ｍ ，加入胆矾后总质量
。
１
2.看数据是否在误差允许范围内 若所得的数 为 ｍ 。 将坩埚加热至胆矾全部变为白色，置于
，
２
据超出误差允许范围 要舍去 干燥器中冷至室温后称量，重复上述操作，最
， 。
3.看反应是否完全 只有完全反应时所得的数 终总质量恒定为 ｍ 。 根据实验数据，胆矾分子
，
３
据 才能进行有效处理和应用 中结晶水的个数为 （写表达
， 。
4.看所得数据的测试环境是否一致 特别是气 式）。
，
体体积数据 只有在温度 压强一致的情况下 （ ）下列操作中，会导致结晶水数目测定值偏
， 、 ５
得出的数据才能进行比较 运算 高的是 （填标号）。
、 。
5.看数据测量过程是否规范 合理 错误和违反 胆矾未充分干燥
、 ， ①
测量规则的数据要舍去 坩埚未置于干燥器中冷却
。 ②
三、定量分析实验中的常用计算方法 加热时有少量胆矾迸溅出来
③
解题导引 第（ ）问，加热过程中减少的固体质
类型 解题方法
５
根据关系式法 得失电子守恒法 滴定法等 求
量为测得的结晶水质量，从测得的结晶水质量
物质含 、 、 ，
出混合物中某一成分的量 再除以样品的总 偏大或偏小的角度，分析不同操作导致的
量计算 ，
量 即可得出此成分的含量 误差。
，
根据题给信息 计算出有关物质的物质 解析 （ ）胆矾的质量为 ｍ ｍ ，加热完全失
确定物 （１） ，
的量 ４ ２ － １
质化学 水后硫酸铜的质量为 ｍ ｍ ，结晶水的质量为
根据电荷守恒 确定出未知离子的物质 ３ － １
式的计 （２） ， （ｍ ｍ ） （ｍ ｍ ） ｍ ｍ ，则有如下关系：
的量 － － － ＝ －
２ １ ３ １ ２ ３
算
根据质量守恒 确定出结晶水的物质的量
·ｘ △ ｘ
（３） ，
ＣｕＳＯ４ Ｈ２Ｏ ＣｕＳＯ４ ＋ Ｈ２Ｏ
设晶体为
（１） １ ｍｏｌ ｘ
１６０ １８
失重一般是先失水 再失气态非金属氧化物
（２） ， ｍ ｍ ｍ ｍ
ｍ ３ － １ ２ － ３
计算每步的 ｍ 余 固体 （ｍ ｍ ）
（３） 余，ｍ 晶体质量 ×１００％＝ 得 ｘ ８０ ２ － ３ 。 （ ） 若胆矾未充分干燥，
热重曲 （１ｍｏｌ ） ＝ （ｍ ｍ ） ５ ①
残留率 ９ ３ － １
线计算
晶体中金属元素质量不减少 仍在ｍ 中 加热过程中固体减少的质量为水分和结晶水
（４） ， 余
失重最后得到的一般为金属氧化物 由质 的总质量，会导致测得的结晶水质量（即固体
（５） ，
量守恒得ｍ
氧，
由ｎ
金属 ∶
ｎ
氧
即可求出失重后物 减少的质量）偏大，则结晶水数目测定值偏高。
质的化学式
加热后坩埚未置于干燥器中冷却，固体会从
②
复杂的滴定可分为两类
： 空气中吸水，ｍ 偏大，导致测得的结晶水质量
连续滴定法 第一步反应生成的产物 还可 ３
（１） ： ， 偏小，则结晶水数目测定值偏低。 加热时胆
以继续参加第二步的滴定 根据第二步滴定 ③
5 。
矾迸溅出，ｍ 偏小，导致测得的结晶水质量偏
年 多步滴 的消耗量 可计算出第一步的反应物的量
高 ， ３
考 定计算 返滴定法 第一步加入的试剂是过量的 然 大，则结晶水数目测定值偏高。
3 （２） ： ，
年 后第二步再用另一物质滴定过量的试剂 根 （ｍ ｍ ）
模 。 答案 （ ）８０× ２ － ３ （ ）
拟 据第一步加入的量减去第二步中过量的量 即 ４ （ｍ ｍ ） ５ ①③
，
９×
３
－
１
A 可求出第一步所求物质的量
版
高
考 【实验探究情境】 验证维生素 的还原性 取一片维生素 药片研磨、溶于水得到维生素 水溶液。 另取一定
化 Ｃ Ｃ Ｃ
学 量淀粉溶液于试管中，滴入少量碘水，得到蓝色的碘—淀粉溶液，然后继续慢慢滴加维生素 溶液，蓝色褪去。
Ｃ
３２８
创新篇
创新 探究实验综合题的解题策略
3.影响因素的探究
物质变化往往受到多个因素的影响 在研究
1.物质成分的探究
，
化学反应与外界因素之间的关系时 对影响
通过化学反应原理猜测可能生成哪些物质
，
，
物质变化规律的因素或条件加以人为控制
对这些物质逐一进行检验来确定究竟含有哪
，
些成分 虽然探究型实验主要考查学生的探 使其他几个因素不变 集中研究其中一个因
。 ，
究能力 但在问题中常常包含了对实验基础 素的变化所产生的影响 以利于研究过程中
， ， ，
知识的考查 如 迅速寻找到物质变化的规律
， ： 。
常见物质分离提纯的方法 结晶法 蒸馏法 无关变量
１） ： 、 、 空白实验：实验变量 反应变量
ü对照
→ ï
过滤法 升华法 萃取法 反萃取法等 （对照组） ï分析实验
、 、 、 。 ↓ ↓ ↓ ý
常见气体的制备 净化 干燥 收集等方法 设计实验：操纵实验 控制无关 检测反应þ
ïï
→结论
２） 、 、 、 。 （实验组） 变量 变量 变量
熟悉重点操作 气密性检查 测量气体体积
３） ： 、 、
防倒吸 防污染等 例 （ 北京， ， 分）探究 固体
、 。 ２０２０ １９ １２ Ｎａ２ＳＯ３
总结 物质成分探究的常见类型 的热分解产物。
定 性 研 究
元素组成 资料： △ 。
定 量 研 究
→ ①４Ｎａ２ＳＯ３ Ｎａ２Ｓ＋３Ｎａ２ＳＯ４
物质的组成 分子构成 能与 反应生成 ， 与酸反应
半定 量研究
→ ②Ｎａ２Ｓ Ｓ Ｎａ２Ｓｘ Ｎａ２Ｓｘ
混合物组成 生成 和 。
→ Ｓ Ｈ２Ｓ
易溶于水。
2.物质性质的探究
③ＢａＳ
隔绝空气条件下，加热无水 固体得到
在探究过程中往往可以利用对比实验 即设
１） ，
Ｎａ２ＳＯ３
黄色固体 ，过程中未检测到气体生成。 黄色
置几组平行实验来进行对照和比较 从而研
Ａ
，
固体 加水得到浊液，放置得无色溶液 。
究和揭示某种规律 解释某种现象形成的原
Ａ Ｂ
，
（ ）检验分解产物
因或证明某种反应机理
。
１ Ｎａ２Ｓ
取少量溶液 ，向其中滴加 溶液，产生
物质性质的探究必须在牢牢掌握元素化合
２）
Ｂ ＣｕＳＯ４
物知识的基础上 大胆猜想 细心论证 脱 黑色沉淀，证实有 ２－。 反应的离子方程式是
Ｓ
， ， 。
离元素化合物知识 独立看待实验问题是不 。
，
科学的 只有灵活运用已有的元素化合物知 （ ）检验分解产物
，
２ Ｎａ２ＳＯ４
识 才能变探究型实验为验证型实验 使复
取少量溶液 ，滴加 溶液，产生白色沉
， ， Ｂ ＢａＣｌ２
杂问题简单化 淀，加入盐酸，沉淀增多（经检验该沉淀含 ），
。 Ｓ
总结 物质性质探究的常见研究内容 同时产生有臭鸡蛋气味的气体（ ）。 由于沉
Ｈ２Ｓ
专
淀增多对检验造成干扰，另取少量溶液 ，加入 题
观察外观 物理性质 → 酸碱性 Ｂ 十
定 性研 究 → 稳定性 足量盐酸，离心沉降（固液分离）后， 七
物质的性质 化学性质 → 实
定性 研究 →
物质类别 →
氧化性、还原性 （填操作和现 验
方
→ …… 象），可证实分解产物中含有 ２－。 案
→ ＳＯ４ 的
设
计
【实验探究情境】 无水乙醇的制备 实验室制备无水乙醇时，是在 的乙醇中加入生石灰加热回流，使乙醇 与
９５％ 评
中的水跟氧化钙反应生成氢氧化钙以除去水分，然后蒸馏得到 的无水乙醇。 若要继续除去残留的水，可 价
９９．５％
加入金属镁来处理，得到无水乙醇。 ３２９
（ ）探究（ ）中 的来源 与足量 溶液反应后生成的白色沉淀 中
３ ２ Ｓ ＢａＣｌ２ １
来源 ：固体 中有未分解的 ，在酸性 含有 与 ， 与 反应生
１ Ａ Ｎａ２ＳＯ３ ＢａＳＯ４ ＢａＳＯ３ ＢａＳＯ３ Ｈ２ＳＯ４
条件下与 反应生成 。 成的溶液 中含有 ， 可使少量
Ｎａ２Ｓ Ｓ ２ Ｈ２ＳＯ３ Ｈ２ＳＯ３
来源 ：溶液 中有 ，加酸反应生成 。 溶液褪色。 酸性条件下 可氧
２ Ｂ Ｎａ２Ｓｘ Ｓ ＫＭｎＯ４ ② ＫＭｎＯ４
针对来源 进行如下实验： 化 －，不能用盐酸代替硫酸。 与酸反
１ Ｃｌ ③Ｎａ２Ｓｘ
应生成 单质和 。
Ｓ Ｈ２Ｓ
答案 （ ） ２－ ２＋
１ Ｓ ＋Ｃｕ ＣｕＳ↓
（ ）取上层清液，滴加 溶液，产生白色
２ ＢａＣｌ２
沉淀
实验可证实来源 不成立。 实验证据是
① １
（ ） 向溶液 中加入 溶液，溶液没有褪
。 ３ ① ２ ＫＭｎＯ４
色 盐酸中 元素为 价，是 元素的最低
不能用盐酸代替硫酸的原因是 ② Ｃｌ －１ Ｃｌ
②
价，具有还原性，会与 溶液发生氧化还原
。 ＫＭｎＯ４
反应，使 溶液褪色，干扰实验现象和实验
写出来源 产生 的反应的离子方程
ＫＭｎＯ４
③ ２ Ｓ
式： 。 结论 ③Ｓ ２ ｘ － ＋２Ｈ ＋ Ｈ２Ｓ↑＋ （ｘ －１ ） Ｓ↓
（ ） 实验证明 固体热分解有 、 （ ）根据反应 △ 可
４ Ｎａ２ＳＯ３ Ｎａ２Ｓ ４ ４Ｎａ２ＳＯ３ Ｎａ２Ｓ＋３Ｎａ２ＳＯ４
和 产生。 运用氧化还原反应规律分 知， 发生歧化反应，其中的 元素化合
Ｎａ２ＳＯ４ Ｓ Ｎａ２ＳＯ３ Ｓ
析产物中 产生的合理性： 价既可升高也可降低，能从 价降为 价，也
Ｓ ＋４ －２
。 可以降到 价生成硫单质
０
解题导引 第（ ）小题 可采用假设法进行分
３ ①
解题技巧猜想探究型实验综合题解题思路
析，假设固体 中含有 ，则溶液 中会
Ａ Ｎａ２ＳＯ３ ２
含有 ， 具有还原性，酸性条件下
Ｈ２ＳＯ３ Ｈ２ＳＯ３
具有强氧化性，两者相遇后会发生氧化
ＫＭｎＯ４
还原反应， 溶液应该褪色，但实际得到
ＫＭｎＯ４
的溶液仍为紫色，说明假设不成立，固体 中
Ａ
不含 。 第（ ）小题从硫元素化合价的
Ｎａ２ＳＯ３ ４
变化入手进行分析即可。
解析 （ ） 为难溶于水的黑色固体。
１ ＣｕＳ
（ ）加入足量盐酸，离心沉降后，排除干扰，再
２
取上层清液，滴加 溶液来检验 ２－。
ＢａＣｌ２ ＳＯ４
（ ） 若固体 中有未分解的 ，溶液
5
３ ① Ａ Ｎａ２ＳＯ３ Ｂ
年
高
考
3
年
模
拟
A
版
高
考 【实验探究情境】 减压过滤 减压过滤可加速过滤，并将沉淀抽吸得较干燥，但不宜过滤胶状沉淀和颗粒太小
化
学 的沉淀。 胶状沉淀易穿透滤纸；颗粒太小的沉淀易在滤纸上形成一层密实的沉淀，溶液不易透过。 当停止减
３３０ 压过滤时，需先拔掉连接抽滤瓶和泵的橡皮管，再关泵，以防反吸。
