高考化学考点解读命题热点突破专题13实验方案的设计与评价55页

专题 13 实验方案的设计与评价
【考向解读】
1．了解化学实验是科学探究过程中的一种重要方法。
2．能根据实验试题要求，做到：(1)设计、评价或改进实验方案；(2)了解控制实验条件的方法；(3)
分析或处理实验数据，得出合理结论；(4)绘制和识别典型的实验仪器装置图。
3．各部分实验基础知识与技能的综合应用。
【命题热点突破一】化学实验方案的设计与探究
1．实验方案的设计
(1)基本要求
(2)基本步骤
①认真审题，明确实验目的，确定实验原理。
②根据实验原理选择仪器和药品，并设计出合理的实验装置和操作步骤。
③准确地记录实验过程中的现象和数据，并运用分析、计算、图表、推理等方法处理有关实验现象和
数据，得出正确的结论。
2．实验方案的评价
(1)评价原则
①实验原理科学合理；②操作和装置简单可行；
③符合绿色化学理念；④药品和操作安全可靠。
(2)评价类型
①评价实验原理；②评价实验方案；
③评价药品和仪器；④评价实验现象和结论。
3．探究型实验的基本程序
解答探究型实验题的基本程序可用以下流程图表示：

(1)提出问题
要提出问题，首先得发现问题，对题给信息进行对比、质疑，通过思考提出值得探究的问题。此外，
实验中出现的特殊现象也是发现问题、提出问题的重要契机。
(2)提出猜想
所谓猜想就是根据已有知识对问题的解决提出的几种可能的情况。有一些问题，结论有多种可能(这就
是猜想)，只能通过实验进行验证。
(3)设计验证方案
提出猜想后，就要结合题给条件，设计出科学、合理、安全的实验方案，对可能的情况进行探究。实
验设计中，关键点是对试剂的选择和实验条件的调控。
(4)观察实验现象，得出结论
根据设计的实验方案，根据实验现象进行推理分析或计算分析得出结论。
例 1．(2016·北京，27，12分)以废旧铅酸电池中的含铅废料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)和 H2SO4
为原料，制备高纯 PbO，实现铅的再生利用。其工作流程如下：
(1) 过 程 Ⅰ 中 ， 在 Fe2 ＋ 催 化 下 ， Pb 和 PbO2 反 应 生 成 PbSO4 的 化 学 方 程 式 是 ________
____________________________________________________________。
(2)过程Ⅰ中，Fe2＋催化过程可表示为：
i：2Fe2＋＋ PbO2＋4H＋＋SO2－4 ===2Fe3＋＋PbSO4＋2H2O
ii: ……
①写出 ii的离子方程式：_______________________________________________。
②下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
a．向酸化的 FeSO4溶液中加入 KSCN溶液，溶液几乎无色，再加入少量 PbO2，溶液变红。
b．___________________________________________________________________。
(3)PbO溶解在 NaOH溶液中，存在平衡：PbO(s)＋NaOH(aq) NaHPbO2(aq)，其溶解度曲线如图所
示。

①过程Ⅱ的目的是脱硫。滤液 1经处理后可在过程Ⅱ中重复使用，其目的是________(选填序号)。
A．减少 PbO的损失，提高产品的产率
B．重复利用 NaOH，提高原料的利用率
C．增加 Na2SO4浓度，提高脱硫效率
② 过 程 Ⅲ 的 目 的 是 提 纯 。 结 合 上 述 溶 解 度 曲 线 ， 简 述 过 程 Ⅲ 的 操 作 __________
______________________________________________________________。
【答案】 (1)Pb＋PbO2＋2H2SO4 =====
Fe2＋

2PbSO4＋2H2O
(2)①2Fe3＋＋Pb＋SO2－4 ===PbSO4＋2Fe2＋ ②b.取 a 中红色溶液，向其中加入铅粉后，红色褪去 
(3)①AB ②向 PbO粗品中加入一定量的 35%NaOH溶液，加热至 110℃，充分溶解后，趁热过滤，冷却结晶，
过滤得到 PbO固体
【变式探究】Fe2O3熔点为 1 565 ℃，其红棕色粉末为一种低级颜料，工业上称为“铁红”，用于油漆、
油墨、橡胶等工业中，也可作催化剂和玻璃、宝石、金属的抛光剂等。某同学以碳酸亚铁为原料，设计 3
种方案制备高纯度的 Fe2O3。
方案 1：碳酸亚铁 ― ― →
高温

Fe2O3；
方案 2：碳酸亚铁 ― ― ―→
稀硫酸


过滤
溶液 ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― ― →
（a）足量氢氧化钠溶液


（b）过滤
沉淀 ― ― →
灼烧

Fe2O3；...