探究物质组成、性质的实验方案设计与评价
考试大纲要求1、了解控制实验条件的方法，能改进简单的实验方案；
2、能综合运用化学实验原理和方法设计实验方案，解决
人生已经太匆匆
简单的化学问题，能对实验方案、实验过程和实验结果进
行分析和评价。
三年考点分析1、探究物质组成、性质实验方案的设计与评价
2、定量实验的设计与评价
明年高考预测探究类实验题的一般命题思路：发现问题→提出猜想→设
计验证方案→具体实施实验→观察现象、分析数据→总结
归纳→得出结论。在能力考查点的设置上则可以考查学生
发现问题的能力、提出问题的能力(作出合理假设或猜
想)、探究问题的能力(设计实验进行探究)、分析问题的能
力(根据实验现象得出合理结论)等。在知识点的涵盖上则
既可以考查基本概念、基本理论又可以考查元素化合物的
有关知识；而且符合新课程改革在学习方法上强调的“探
究学习”、“自主学习”的概念。因此探究类实验题将会是今
后命题的一个亮点。探究类试题一般有以下几种命题形
式：探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探
究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性
质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等。这
类题是今后命题的方向，体现新课程的理念。
1、实验方案设计的一般步骤：
试题解析策略与
陷阱规避
①明确实验目的，抓住核心元素，认清杂质元素；
七个月的宝宝发育标准②审题给信息和提供的试剂、仪器；
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③根据物质的性质确定除杂方法与核心转化的反应原理；
[来源：学_④画出表示实验过程的简单流程；
⑤写出合理的实验步骤；
⑥对照信息逐步完善答案。
2、评价实验方案的前提是明确实验目的，进而从实验目
的的角度评价实验设计是否可行。在同样达到实验目的的
前提下，应尽量选择最优的实验设计方案。在评价实验方
案时一般遵循以下原则：
（1）装置应最简：对于不同的实验方案，尽量选择实验
装置、实验步骤最简单的方案。
（2）安全无污染：对于不同实验途径、实验药品，在达
什么是债券到实验目的的前提下，优先选择实验过程与操作最安全的
途径，并充分考虑尾气的吸收、废物的综合利用、循环操
作等。
（3）药品价格低廉：在选择实验方案时，应尽量选择消
耗药品最少(转化率最高)、实验成本最低的实验方案。
（4）环保无污染：对于不同的实验方案，尽量选择不产
生污染性气体等有利于环境保护的实验方案。
（5）操作较方便：不同的实验方案需要不同的实验条
件，如加热、加压和催化剂等；在选择方案时力求实验条
件简单，有利于节约资源，如尽量避免加热，如果需要加
热，力求选择需要温度低的方案。
（6）原理较简单：所选择的反应原理要正确合理，力求
选择反应速率容易控制的实验方案，以便有利于对生成物
的控制和确保实验安全。
（7）现象最明显：在性质验证或物质检验的实验中，应
选择反应现象最明显的实验方案。
高考真题汇编
1.化学小组实验探究SO2与AgNO3溶液的反应。
（1）实验一：用如下装置（夹持、加热仪器略）制备SO2，将足量SO2通入AgNO3溶液中，迅速反应，得到无溶液A和白沉淀B。
①浓H2SO4与Cu反应的化学方程式是____________________________________。
②试剂a是____________。
毫米换米（2）对体系中有关物质性质分析得出：沉淀B可能为、Ag2SO4或两者混
合物。（资料：Ag2SO4微溶于水；Ag2SO3难溶于水）
实验二：验证B的成分
①写出Ag2SO3溶于氨水的离子方程式：__________。
②加入盐酸后沉淀D大部分溶解，剩余少量沉淀F。推断D中主要是BaSO3，进而推断B中含有Ag2SO3。向滤液E中加入一种试剂，可进一步证实B中含有
Ag2SO3。所用试剂及现象是__________。
（3）根据沉淀F的存在，推测的产生有两个途径：
途径1：实验一中，SO2在AgNO3溶液中被氧化生成Ag2SO4，随沉淀B进入D。途径2：实验二中，被氧化为进入D。
实验三：探究的产生途径
①向溶液A中滴入过量盐酸，产生白沉淀，证明溶液中含有________：取上层清液继续滴加BaCl2溶液，未出现白沉淀，可判断B中不含Ag2SO4。做出判断的理由：_______。
②实验三的结论：__________。
（4）实验一中SO2与AgNO3溶液反应的离子方程式是_________________。（5）根据物质性质分析，SO2与AgNO3溶液应该可以发生氧化还原反应。将实验一所得混合物放置一段时间，有Ag和生成。
（6）根据上述实验所得结论：__________________。
【答案】Cu+2H 2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O浓硫酸或饱和的NaHSO3溶
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液Ag2SO3+4NH3•H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O H2O2溶液，产生白沉淀，则证明B中含有Ag2SO3Ag+因为若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白沉淀实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42-2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子
【解析】
【分析】
本题的实验目的是探究SO2与硝酸银溶液的反应，实验过程先用铜片和浓硫酸反应制备SO2，再将SO2通入硝酸银溶液中，对所得产物进行探究，可依据元素化合物知识解答。
【详解】
(1)①铜和浓硫酸在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式为：Cu+2H 2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，
故答案为：Cu+2H 2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
②由于烧瓶中的空气没有排出，反应生成的SO2可能会被氧气氧化为SO3，SO3会
干扰后续的实验，所以试剂a应为除去杂质SO3的试剂，可以用饱和NaHSO3溶液；
故答案为：饱和NaHSO3溶液；
（2）①Ag2SO3溶于氨水得到Ag(NH3)2+，离子方程式为：Ag2SO3+4NH3•H2O=2 Ag(NH3)2++SO32-+4H2O，
故答案为：Ag2SO3+4NH3•H2O=2Ag(NH3)2++SO32-+4H2O；
②推测沉淀D为BaSO3，加过量稀盐酸溶解得滤液E和少量沉淀F，则E中可能含有溶解的SO2，可加入双氧水溶液，若加入双氧水溶液可以将亚硫酸或亚硫酸根离子氧化为硫酸根离子，从而生成白的硫酸钡沉淀，则证明B中含有Ag2SO3；故答案为：H2O2，溶液，产生白沉淀，则证明B中含有Ag2SO3；
（3）①加入过量盐酸产生白沉淀，说明含有Ag+；B中不含Ag2SO4，因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白沉淀，
故答案为：Ag+；因若含有Ag2SO4，加入BaCl2溶液会生成难溶的BaSO4白沉淀；
②实验三的结论：实验一中，SO2在AgNO3溶液中未被氧化生成Ag2SO4；实验二中，SO32-被氧化为SO42-；
（4）根据以上分析，二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀，离子方程式为：2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+，
故答案为：2Ag++SO2+H2O=Ag2SO3+2H+；
（6）综合实验一、实验二和实验三的分析，可以得出该实验的结论为：二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。
故答案为：二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银和硫酸根离子的速率，碱性溶液中亚硫酸根离子更易被氧化为硫酸根离子。
2.化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含干扰测定的物质）。
Ⅰ．用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L−1KBrO3标准溶液；Ⅱ．取v1mL上述溶液，加入过量KBr，加H2SO4酸化，溶液颜呈棕黄；Ⅲ．向Ⅱ所得溶液中加入v2mL废水；
Ⅳ．向Ⅲ中加入过量KI；
Ⅴ．用b mol·L−1Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄时，滴加2滴淀粉溶液，继续滴定至终点，共消耗Na2S2O3溶液v2mL。
已知：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜均为无
（1）Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和____________。（2）Ⅰ中发生反应的离子方程式是_______________________________。
（3）Ⅲ中发生反应的化学方程式是_________________________________。
（4）Ⅳ中加KI前，溶液颜须为黄，原因是
______________________________。
（5）KI与KBrO3物质的量关系为n（KI）≥6n（KBrO3）时，KI一定过量，理由是________。
（6）Ⅴ中滴定至终点的现象是_____________________________。
（7）废水中苯酚的含量为___________g·L−1（苯酚摩尔质量：94g·mol−1）。（8）由于Br2具有____________性质，Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏高。
【答案】容量瓶、量筒BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+
3H2OⅡ中生成的Br2与废水中苯酚完全反应后，Ⅲ中溶液颜为黄，说明有Br2剩余，剩余Br2与过量KI反应生成I2可利用后续滴定法测量，从而间接计算苯酚消耗的Br2Ⅱ中反应为KBrO3+ 5KBr+3H2SO4=3K2SO4+3Br2+3H2O可知3n(KBrO3)=n(Br2)，Ⅱ中Br2部分与苯酚反应，剩余溴在Ⅳ中反应为Br2+2KI=I2+2KBr，若剩余溴完全反应，则n(KI)≥
2n(Br2)，推知n(KI)≥6n(KBrO3)当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝
变为无，且30s不变挥发
【解析】
【分析】
本题考查氧化还原反应滴定的综合运用。苯酚与溴反应快速灵敏，但滴定终点难以判断，因而制得一定量的溴分别与苯酚和KI反应（溴须完全反应完），而溴与KI 反应生成的I2与Na2S2O3进行滴定分析，因而直接测出与KI反应所消耗的溴，进而计算出与苯酚反应消耗的溴，最后根据苯酚与溴反应的系数计算废水中苯酚的浓度。
【详解】
（1）准确称量KBrO3固体配置溶液所需的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管，一定规格的容量瓶，因而该空填容量瓶、量筒；
（2）KBrO3溶液中加入KBr和H2SO4，溶液颜呈棕黄，说明生成Br2，根据缺项配平可知该离子方程式为BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O；
（3）苯酚和溴水反应得到白沉淀2,4,6-三溴苯酚，化学方程式为
；
（4）该测量过程是利用一定量的溴分别与苯酚和KI反应，注意溴须反应完全，且一定量溴的总量已知，部分溴与KI反应生成的I2可利用氧化还原滴定法测量，进而计算出与KI反应的溴的消耗量，将一定量溴减去与KI反应的溴的消耗量，可得与苯酚反应的溴的消耗量，因而一定量的溴与苯酚反应完，必须有剩余的溴与KI反应，Ⅲ中反应结束时，若溶液显黄说明苯酚反应完，且有溴剩余，以便与KI反应，故原因为Ⅱ中生成的Br2与废水中苯酚完全反应后，Ⅲ中溶液颜为黄