專題23 實驗設計及實驗方案的評價-2014年中考化學備考百日捷進提升系列（解析版）

考點透視一、新課標的要求：1、在教師指導下或通過小組討論，提出活動方案，經歷制訂科學探究活曲計劃的過程。2、能根據(jù)所要探究的具體問題設計簡單的化學實驗方案。具有控制實驗條件的意識。3、能對觀察和測量的結果進行記錄，并運用圖表等形式加以表述。4、有對探究結果的可靠性進行評價的意識。5、能對探究學習活動進行反思，發(fā)現(xiàn)自己和他人的長處與不足，并提出改進的具體建議。二、考情分析：1、考查情況：化學學習離不開實驗活動。實驗設計及實驗方案的評價是通過實驗的方法解決化學問題的一種途徑。也是中考化學試題中必不可少的內容之一。2、考查形式：本類知識的考查形式主要有實驗方案的設計、補充、對比、改進；實驗現(xiàn)象的預設及反思。題型以實驗題為主。3、命題方向： 本類知識的命題方向是通過設置生活、生產中問題、實驗、圖表等情景，考查學生對相關知識的理解和掌握情況，以及學生閱讀、分析、解決化學問題的能力和對知識的遷移能力。4、試題難度：本類試題綜合性強、步驟較多、要求高。難度一般為難檔。知識梳理一、設計實驗的一般思路：來源:中學學科網Zxxk.COM1、明確實驗目的；2、知識整理；3、 制定計劃（選擇實驗用品、實驗儀器并設計操作步驟）；4、進行實驗；5、得出結論；6、反思交流。二、實驗方案評價的要點：1、方案的可行性。在原理上是否可行。2、安全性。實驗是否安全、易于操作。3、環(huán)保性。從環(huán)保角度來說，是否會給環(huán)境造成污染。4、經濟性。從經濟的角度來說，是否達到節(jié)約資源或能源、成本低等要求?？键c突破【典型例題1】（2013東營）化學是一門以實驗為基礎的科學，實驗是學習化學的一條重要途徑下面我們就實驗室制取二氧化碳的收集問題做如下討論根據(jù)二氧化碳的性質，它可溶于水也能與水反應生成碳酸，通常采用排空氣集氣法收集二氧化碳真的就不能用排水法收集嗎？資料一：文獻表明1體積水要完全溶解于1體積二氧化碳，至少需要約7天左右的時間如果是1天時間，則1體積水大約只能溶解體積左右的二氧化碳資料二：對任何氣體的收集，凡能用排水法收集的氣體，最好用排水法收集，這樣既可以觀察集氣的快慢，又可以提高被集氣體的純度資料三：二氧化碳不溶于飽和的碳酸氫鈉溶液（1）你認為在中學化學實驗中是否可以用排水法收集二氧化碳氣體，你的觀點是 。（2）要使實驗室收集二氧化碳達到最優(yōu)化，你是否還有更好的建議?！镜湫屠}2】（2013遼寧大連）如圖所示，取三根粗細、長度均相同的光亮細鐵絲，將其中兩根分別盤成螺旋狀，在每根鐵絲一端綁上粗銅絲，另一端系一火柴，點燃火柴，待快燃盡時，分別插入充滿氧氣的集氣瓶中（預先放入一些水）觀察到：I、II中鐵絲都劇烈燃燒，且II中鐵絲燃燒比I中的更劇烈；III中鐵絲沒有燃燒。（1）為什么III中鐵絲不能燃燒？（2）分析II中鐵絲燃燒比I中的更劇烈的原因。【典型例題3】（2013山東濟寧）實驗室中，我們通常使用下面三種方法來制取氧氣；2H2O22H2O+O22KClO32KCl+3O22KMnO4K2MnO4+MnO2+O2圖1是氣體制備時的常用裝置：根據(jù)你對上述內容的理解，回答下列問題：裝置C的名稱是 ；一般采用雙氧水制取氧氣的理由是 ；采用高錳酸鉀制氧氣選用的發(fā)生裝置是 ；采用氯酸鉀制得的氧氣有刺激性氣味，是因為氯酸鉀分解時會產生少量的氯氣?？衫?（填序號）裝置，并向其中加入 溶液除去；三種制氧方法中都出現(xiàn)二氧化錳，他們的作用有何不同？ 。信息提供：氯氣有毒，會對上呼吸道黏膜造成傷害，癥狀嚴重時會致人死亡，少量氯氣可通過堿溶液除去。蘇打水是碳酸氫鈉（NaHCO3）的水溶液，有弱堿性。醫(yī)學上外用可消毒殺菌，飲用可改變酸性體質，保持人體內的酸堿平衡。圖2是某品牌蘇打水的圖片和配料表，讀圖完成下面問題：根據(jù)配料表可以發(fā)現(xiàn)：蘇打水成分中的無機物有 ，有機物有 （每空至少填寫兩種物質）；請你設計實驗證明該品牌蘇打水含有碳酸氫鈉：實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論及化學反應方程式【答案】(1) 集氣瓶；操作簡單，節(jié)約能源；A；C；氫氧化鈉；雙氧水制取氧氣和氯酸鉀制取氧氣中二氧化錳是催化劑；高錳酸鉀制氧氣中二氧化錳是生成物；（2）碳酸氫鈉、二氧化碳；甜味劑、香料實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論及化學方程式取少量蘇打水樣品放入試管內，向試管內滴加稀鹽酸有氣泡產生蘇打水中含有碳酸氫鈉NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2【解析】1、設計實驗時，應先確定實驗的目的；然后根據(jù)實驗中相關物質的性質預設實驗步驟和可能出現(xiàn)的現(xiàn)象。2、對于需要補充實驗現(xiàn)象、實驗操作步驟等形式的試題，要結合物質的性質進行細致的推理和論證。要符合試題預設的步驟。3、實驗方案的評價可結合相應的角度進行了評價。跟蹤練習1、（2013德州）對于化學反應，我們不但要考慮加入的試劑，還要考慮環(huán)境中的其他物質對化學反應的影響教材中“木炭還原氧化銅”的實驗（如圖）（1）根據(jù)你所學化學知識猜測：試管A中，除C、CuO外，還可能（寫化學式，下同）參與反應除木炭可以還原氧化銅外，經反應生成的也可以還原氧化銅，寫出相應的化學方程式要排除環(huán)境對該反應的影響，你認為應采取何種措施？ 。（2）請你推測，進入試管B的氣體，除二氧化碳外，還可能有。要想使進入試管B中的二氧化碳全部被吸收，應采取什么措施？ 。2、（2013廣東廣州）實驗室中的試劑一般要密封保存，否則可能會與空氣接觸而變質。某研究性學習小組發(fā)現(xiàn)一瓶未密閉的KOH固體，對其成分提出以下假設，并完成了實驗探究。來源:中&學&學&科&網假設1：只含KOH； 假設2：含KOH和K2CO3； 假設3：只含K2CO3（1）成分中可能含有K2CO3的原因是（用化學方程式回答）_。來源:Zxxk.COM學科網（2）取少量樣品于試管中，加入足量稀鹽酸，觀察到_，說明假設2或假設3成立。（3）進一步探究的過程如下： “操作1”的名稱是_。“固體A”的化學式是_。加入足量CaCl2溶液的作用是_。（4）變質試劑也有利用價值，從KOH和K2CO3的組成和性質看，這瓶變質試劑的用途是_（寫出一條）。3、（2013遼寧大連）取銅、鋅混合粉末，在空氣中充分灼燒后，加入稀硫酸至固體恰好溶解，再加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。（1）濾渣中一定有 ；濾液中溶質一定有 。（2）設計實驗方案，探究濾渣成分和與濾渣成分對應的濾液中溶質成分，寫出實驗操作、預期現(xiàn)象及結論。4、（2013貴州貴陽）某小組同學用鹽酸和氫氧化鈣，對酸和堿的中和反應進行探究請你參與甲同學向裝有氫氧化鈣溶液的燒杯中加入鹽酸，無明顯現(xiàn)象結論：兩種物質未發(fā)生反應。乙同學向滴有酚酞的氫氧化鈣溶液的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由 色變?yōu)闊o色。結論：兩種物質發(fā)生了反應反應的化學方程式為 。大家認為乙的實驗證明鹽酸與氫氧化鈣發(fā)生了中和反應，并對甲的實驗繼續(xù)探究。提出問題甲實驗后的溶液中有什么溶質？作出猜想猜想一，只有CaCl2；猜想二有CaCl2和Ca（OH）2；猜想三，有CaCl2和HCl。實驗探究為驗證猜想，丙同學設計了方案1和方案2，并按方案進行實驗。方案編號方案1方案2方案3實驗操作（分別取少量甲實驗后的溶液于試管中）實驗現(xiàn)象對比標準比色卡：pH7產生白色沉淀實驗結論溶液中有HCl溶液中有CaCl2實驗結論丙認為猜想三正確。實驗評價丙的實驗操作和方案中有不足之處，其不足之處是 。大家討論后通過方案3即證明了猜想三正確，其實驗中應觀察到的現(xiàn)象為 。實驗拓展為節(jié)約資源和避免實驗廢液對環(huán)境污染，小組同學將方案1和方案3及甲實驗后燒杯中剩余溶液混合（混合時未見明顯現(xiàn)象），并對混合液中的鹽分離回收，請將相關內容填入下表。要分離的鹽所用試劑主要操作 【解析】試題分析：酚酞試液遇堿性溶液顯紅色，所以向滴有酚酞的氫氧化鈣溶液的試管中慢慢滴加鹽酸，溶液由紅色變?yōu)闊o色，說明兩種物質發(fā)生了反應，其中氫氧化鈣溶液和鹽酸反應生成氯化鈣和水，反應的化學方程式為Ca（OH）2+2HClCaCl2+2H2O；實驗評價：用pH試紙測定溶液酸堿性時不能將pH試紙直接伸入待測液中，所以方案1中使用pH試紙的操作不對；方案2中加AgNO3產生白色沉淀只能說明溶液中有Cl，不能說明只有氯化鈣；根據(jù)碳酸鈉溶液和鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體以及碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應生成碳酸鈣沉淀，所以方案3即證明了猜想三正確，其實驗中應觀察到的現(xiàn)象為先有氣體產生，后有白色沉淀生成；實驗拓展：方案1和方案3及甲實驗后燒杯中剩余溶液混合，混合時未見明顯現(xiàn)象說明沒有碳酸鈉，所以這時溶液中溶質為氯化鈣和氯化鈉，把氯化鈣和氯化鈉分離可以加入過量的碳酸鈉溶液，充分反應后過濾，將濾液蒸發(fā)即得NaCl；將過濾后的固體加稀鹽酸至不再產生氣體，對溶液加熱蒸發(fā)即得CaCl2?？键c：考查中和反應及其應用；書寫化學方程式、文字表達式5、（2013河南）酸、堿、鹽是幾類重要的化合物，他們之間能發(fā)生復分解反應。（1）復分解反應發(fā)生的條件是有沉淀析出，或有氣體放出，或有 生成。（2）某化學小組進行“酸和堿的中和反應”實驗：將鹽酸滴入一定量的澄清石灰水中，實驗無明顯現(xiàn)象。取反應后的部分溶液加熱、蒸干、得到白色固體。以下是探究白色固體成分的實驗，已知CaCl2溶液呈中性。請?zhí)顚懴卤恚簩嶒灢僮鳒y定結果白色固體成分用pH試紙測定反應后溶液的酸堿度，操作方法是 pH7CaCl2實驗反思：無明顯現(xiàn)象的中和反應可借助酸堿指示劑判斷反應終點。（3）“粗鹽提純”指除去NaCl中的泥沙和MgCl2、CaCl2、Na2SO4等雜質。來源:中#學#學#科#網某同學設計了除去三種可溶性雜質的實驗方案：先將固體溶解，然后向其中依次加入過量的BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液，充分反應后過濾，蒸發(fā)結晶。請回答：部分物質的溶解性表（室溫）OHClSOCOH溶、揮溶溶、揮Ba2溶溶不溶不溶Ca2微溶溶微溶不溶Mg2不溶溶溶微溶溶解、過濾和蒸發(fā)操作中都用到一種玻璃儀器，該儀器在蒸發(fā)操作中的作用是什么？加入Na2CO3溶液的目的是什么？以上方案還需完善，請說明原因并加以補充。（4）LiOH和NaOH的化學性質相似?！吧裰邸憋w船內，可用盛有LiOH的過濾網吸收航天員呼出的氣體，以降低CO2含量。請計算：用LiOH完全吸收176 g CO2生成Li2CO3和H2O，理論上至少需要LiOH的質量是多少？【解析】6、（2013湖南長沙）小寧和小明同學學習完酸、堿、鹽后發(fā)現(xiàn)：堿溶液能使酚酞試液變紅，Na2CO3溶液也能使酚酞試液變紅。堿溶液使酚酞試液變紅，是因為堿在水中解離出OH，那么Na2CO3溶液中究竟是哪種粒子使酚酞試液變紅呢？小寧設計了如圖三個實驗，請你、小寧和小明一起探究并完成下列問題：（1）Na2CO3屬于 （填“酸”、“堿”、“鹽”）；（2）實驗的目的是為了 ；（3）實驗加入蒸餾水的目的是探究水分子是否能使酚酞試液變紅，小明同學認為實驗沒必要做，你認為小明的理由是 ；（4）實驗滴入Na2CO3溶液，震蕩，酚酞試液變紅，向變紅后的溶液中再逐滴滴加過量的CaCl2溶液后，震蕩，紅色逐漸消失，同時還觀察到生成了 （提示：CaCl2溶液呈中性）。由實驗、得出結論：溶液中的CO32以使酚酞試液變紅；（5）小明同學在和老師交流上述結論時，老師說：“其實Na2CO3溶液能使酚酞試液變紅也是由于溶液中存在OH”，你認為Na2CO3溶液中存在OH的原因是 。7、（2013聊城）實驗室內有一瓶化肥的標簽已脫落，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4和KNO3中的一種現(xiàn)進行如下實驗：（1）取少量樣品在研缽中與混合研磨，有刺激性氣味的氣體放出（2）另取少量化肥樣品與試管中，加入少量水溶解，再滴入圖中的溶液，產生白色沉淀根據(jù)以上實驗，可知該化肥為8、（2013營口）金屬在生產生活中有著廣泛的應用（1）據(jù)有關報道，每年因銹蝕而報廢的鐵制品約占年產量的20%40%，鐵制品生銹的條件是（2）寫出用稀鹽酸除鐵銹的化學方程式（3）同學們通過實驗來驗證Cu、Fe、Ag三種金屬的活動性順序實驗室提供的藥品有： Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、Fe（NO3）2溶液、稀鹽酸、銅絲、鐵絲、銀絲、小華同學設計并完成了如下實驗：把鐵絲插入裝有稀鹽酸的試管中； 把銅絲插入裝有稀鹽酸的試管中；把銀絲插入裝有稀鹽酸的試管中； 把銅絲插入裝有AgNO3溶液的試管中觀察到中的實驗現(xiàn)象是，中的化學方程式是你認為小華所做的實驗（填序號）是多余的、后來，小貝只選用了上述藥品中的三種，通過兩步實驗，也達到了實驗目的他選用的三種藥品是 （寫出一種藥品組合即可）【答案】（1）與水和氧氣同時接觸（2）6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O（3）、鐵絲表面有氣泡產生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色 Cu+2AgNO32Ag+Cu（NO3）2 、銅絲、AgNO3溶液、Fe（NO3）2溶液【解析】試題分析：（1）鐵制品生銹的條件是與氧氣和水同時接觸故填：與氧氣和水同時接觸9、（2014屆甘肅省鎮(zhèn)原縣平泉中學第一學期期末試題）某化學興趣小組對金屬的性質做了如下探究，請你填寫空格：（1）用下圖所示實驗探究鐵生銹的條件（每支試管中均放有完全相同的潔凈鐵片）：甲同學認為，試管A發(fā)生的現(xiàn)象就能夠說明鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結果。乙同學不同意他的觀點，認為必須全面觀察試管_（選填試管編號）發(fā)生的現(xiàn)象，并經過科學嚴謹?shù)耐评?，才能得出上述結論。試管D和E實驗的目的是進一步探究鐵在_的環(huán)境中是否更容易銹蝕。為防止金屬銹蝕