2019-2020年中考化學 教材知識梳理 模塊五 科學探究 課時22 實驗方案的設計與評價.doc

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2019-2020年中考化學 教材知識梳理 模塊五 科學探究 課時22 實驗方案的設計與評價 年份 題型 題號 考查知識點及內容 分值 xx 選擇 5 化學實驗方案設計與評價，判斷實驗方案能否達到目的 2 xx 選擇 5 判斷能否達到實驗目的 2 xx 實驗探究 35(拓展) 設計實驗證明黑褐色物質中含有鐵單質 1 2011 實驗探究 35(拓展) 催化劑對過氧化氫溶液制取氧氣的反應速率的影響 2 xx 實驗探究 37(設計) 驗證金屬活動性順序 1 實驗方案的設計及評價分值為1～2分，常在選擇題和實驗探究題中考查，預計xx年河北中考在實驗探究題中考查實驗方案的設計的可能性較大。 河北8年中考真題演練 實驗方案的設計與評價 1．(xx河北中考5題2分)下列實驗方案不能達到目的的是( ) A．用Na2SO4除去NaCl中的BaCl2 B．用點燃的方法鑒別滌綸和羊毛絨 C．用點燃的方法除去CO2中的CO D．用水鑒別NH4NO3和NaOH固體 2．(xx河北中考5題2分)下列所示實驗設計不能達到目的的是( ) ,) ,) ,) ,) 中考考點清單 實驗方案的設計 1．設計原則 (1)科學性：實驗原理準確、實驗流程合理。 (2)安全性：實驗操作要盡量避免帶有危險性的操作，盡量避免與有害性的物質接觸。若無法避免與有毒物質接觸，則應采取安全措施，以免造成環(huán)境污染和人身傷害。 (3)可行性：條件允許，實驗效果要明顯，操作簡單，設計的實驗方案切實可行。 (4)簡約性：步驟少、時間短、效果好。 2．實驗方案設計的一般思路 (1)目的明確：明確實驗的目的要求，弄清題目的已知信息。 (2)選擇儀器藥品：選擇合適的儀器和藥品，組合實驗裝置性能安全可靠，易于操作，實驗現(xiàn)象明顯。 (3)設計實驗步驟：設計步驟，思路清晰，步驟盡可能的少。 (4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：全面、及時、準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結論：根據(jù)記錄的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析、計算、推理和理論論證，得出結論。 3．設計實驗的幾種方法 (1)對比實驗設計 對比實驗是實驗設計中的一種基本方法。目的是通過實驗現(xiàn)象的對比，有利于推理論證結論。 (2)控制變量法實驗設計 某一問題，常受多個變量因素的制約，為了研究其中某一個因素對問題產(chǎn)生的影響，采用控制變量法，對變量因素逐個進行實驗。綜合各個變量因素對問題的影響作出綜合性判斷。 (3)對比實驗法和控制變量法同時應用 對同一個問題研究既用對比實驗法又用控制變量法。如課本上燃燒條件的實驗設計，既利用了控制變量法又利用了對比法。 實驗方案的評價 1．評價要求 (1)實驗方案理論上科學合理具有嚴密性。 (2)在實驗安全的前提下，操作簡單易解。 (3)從經(jīng)濟的角度考慮，節(jié)約試劑，節(jié)約能源，無儀器損壞，成本低。 (4)從環(huán)境角度考慮，對環(huán)境無污染。 2．評價細節(jié) (1)實驗方案在理論上是否科學合理，設計脈絡是否嚴密，無漏洞。 (2)可行性：①原理是否正確，可解；②實驗步驟是否簡單科學易解；③實驗現(xiàn)象是否明顯，實驗結果是否與實驗目的一致。 (3)實驗成本：①是否從節(jié)約角度使用儀器和藥品、藥品的利用率是否較高；②實驗中是否有節(jié)能措施。 (4)實驗綠色化：①是否使用安全易得，對人體無傷害的試劑；②實驗過程中是否對環(huán)境造成污染等。 中考重難點突破 實驗方案的設計 【例1】(xx赤峰中考)設計對比實驗，控制變量是學習化學的重要方法，下列對比實驗不能達到目的的是( ) 編號 A B 實驗 設計 實驗 目的 探究同種物質在不同溶劑中的溶解性 探究物質燃燒的條件 編號 C D 實驗 設計 實驗 目的 探究鐵生銹的條件 探究CO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應 【解析】將NaCl(同質量)放入同體積的水和汽油中溶解，能夠比較得出NaCl在不同溶劑中的溶解性不同，A能達到實驗目的。白磷和紅磷同時放在銅片上，同時與空氣(氧氣)接觸，接觸的銅片溫度也相同(控制變量相同)，即要控制兩個變量相同，通過白磷燃燒，而紅磷不燃燒現(xiàn)象的對比，得出燃燒需要達到可燃物的最低溫度(著火點)結論。水中的白磷不燃燒而銅片上的白磷燃燒，它們所處的溫度基本相同，通過對比得出燃燒需跟氧氣接觸的結論。歸納：不與氧氣接觸，不能燃燒，溫度沒有達到著火點，不能燃燒，從而得到燃燒的條件：①有可燃物(本題可燃物為紅磷和白磷)；②可燃物跟氧氣接觸；③可燃物溫度達到著火點(三者缺一不可)，B能達到實驗目的。特別提醒：本題既利用了控制變量法，又利用了對比法。鐵釘放在蒸餾水中和被油覆蓋的蒸餾水中，前者能與空氣(氧氣)接觸，后者不能與氧氣接觸，通過實驗對比，說明鐵在有水(相同條件)而無氧氣(后者)的條件下，不生銹，本實驗不能驗證，有氧氣接觸而無水接觸的情況下能不能生銹呢？實驗設計不嚴密、不合理，C不能達到實驗目的。CO2通入盛有20mL的氫氧化鈉溶液中和盛有20mL水中，(因為水也能與CO2反應，同時NaOH溶液中也有水)通過實驗對比，盛有20mLNaOH溶液的塑料瓶變癟的程度要大于盛有20mL水的塑料瓶。在有水相同的條件下，說明CO2與NaOH發(fā)生了反應。D能達到實驗目的。 1.(xx衡陽中考)下列實驗不能達到實驗目的的是( ) 實驗方案的評價 【例2】(xx紹興中考)實驗小組的同學向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現(xiàn)象。 【提出問題】兩者是否發(fā)生了化學反應？ 【實驗探究】將盛有上述實驗混合液的試管標為①，如圖甲。 小華：測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液pH＞7，于是得出結論：________。 小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，實驗過程與現(xiàn)象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實驗結論。 【反思評價】小軍認為小敏在實驗設計中存在不夠嚴密的地方，請幫他指出：________________________________________________________________________。 【交流討論】試管③溶液中有哪些溶質？同學小孟分析了兩位同學的實驗過程，一致認為沒有H2SO4，其理由是________。在此基礎上同學小孟提出兩種推理： 推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH 推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。 【解析】【實驗探究】小華測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液pH＞7，酸堿度發(fā)生了較大的改變，說明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學反應；【反思評價】小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①(顯堿性)中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應產(chǎn)生氣泡，試管①(顯堿性)與碳酸鈉溶液反應無氣泡產(chǎn)生，說明試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗，因此實驗設計不嚴密，因為試管②和③需要保證里面的硫酸量是相同的(假設硫酸和氫氧化鈉沒發(fā)生反應)，如果兩者沒有發(fā)生反應，試管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實驗應該用試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗；【交流討論】試管①中的溶液pH＞7，顯堿性，試管③中滴入碳酸鈉溶液無氣泡產(chǎn)生，說明不含H2SO4。 2.(xx滄州重點中學質檢)為了探究硝酸鉀溶液能否導電，實驗步驟如下：(1)將硝酸鉀晶體溶解在盛有自來水的燒杯中；(2)連接如圖電路；(3)閉合開關，觀察小燈泡能否發(fā)光。針對該實驗目的，下列評價或改進正確的是( ) A．實驗步驟正確，完整 B．應補做硝酸鉀晶體能否導電的實驗 C．應將自來水改為蒸餾水 D．應分別補做硝酸鉀晶體、蒸餾水能否導電的實驗 中考備考方略 一、選擇題 1．(xx貴港中考)下列有關物質鑒別方案中，正確的是( ) A．Na2CO3、NaCl、KOH三種溶液，只用酸堿指示劑即可鑒別 B．MgCl2、NaOH、HCl、Na2SO4四種溶液，不加任何試劑即可鑒別 C．(NH4)2CO3、Ca(OH)2、BaCl2、HCl四種溶液，不加任何試劑即可鑒別 D．Fe2O3、CuO、C、Fe只用一種試劑無法鑒別 2．(xx永州中考)氨氣(NH3)是沒有顏色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水。下列是實驗室收集氣體的幾種裝置，為防止污染環(huán)境，你認為最合理的裝置是( ) A B C D 3．(xx?？谥锌?下列實驗方案，能達到實驗目的的是( ) 選項 實驗目的 實驗方案 A 分離碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物 加入過量氫氧化鈣溶液，過濾 B 除去氯化鈉固體中的少量碳酸鈉 加入適量稀鹽酸，充分反應后，蒸發(fā) C 檢驗二氧化碳氣體中含有少量的一氧化碳 將混合氣體依次通過灼熱的氧化鐵和澄清石灰水，觀察澄清石灰水的變化 D 鑒別氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液和稀鹽酸 各取少量溶液于試管中，分別滴加無色酚酞溶液，觀察溶液顏色的變化 4.(xx綿陽中考)下列實驗目的、操作、現(xiàn)象、結論都正確的是( ) 選項 實驗目的 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結論 A 測定溶液pH 用玻璃棒蘸取待測液滴在用蒸餾水潤濕的pH試紙上 試紙變?yōu)闇\紅色 溶液pH為2 B 鑒別NaOH 和NH4NO3 在裝有等量水的試管中分別加入a、b固體 加a的試管水溫升高，加b的試管水溫降低 a是NaOH，b 是NH4NO3 C 驗證燃燒是否需要O2 做白磷是否燃燒的對比實驗 前者不燃燒，后者燃燒 燃燒需 要O2 D 比較Al、Cu的活潑性 將未經(jīng)打磨的Al條放入CuSO4溶液中 無明顯現(xiàn)象 Al的活潑性低于Cu 5.(xx巴中中考)下列實驗能達到實驗目的的是( ) ,) B ,) ,) 二、填空及簡答題 6．(xx南寧中考)某化學興趣小組的同學對實驗室制取二氧化碳及相關性質進行一系列的探究活動。 (1)氣體制取 按如圖1所示的制取裝置進行實驗。 ①寫出有標號儀器的名稱：a__________，b________。 ②實驗室制取二氧化碳的反應的化學方程式是________________________。 ③實驗室收集二氧化碳的方法是________________________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗研究 【提出問題】實驗室制取二氧化碳時能否采用排水法收集？ 【設計實驗】 實驗一：向一個充滿二氧化碳氣體的質地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶。可觀察到塑料瓶________，說明二氧化碳能溶于水。 實驗二：先用集氣瓶裝滿一瓶蒸餾水(pH＝7.0)，然后按如圖2所示組裝并進行實驗，再用pH計測定從裝置C排到燒杯中的液體的pH。 收集到二氧化碳的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：①______________，②________________。(合理即可) 【實驗結論】實驗室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。 【拓展延伸】某同學先對圖2裝置做了以下改進：將裝置C中的部分蒸餾水換成植物油，將燒杯換成量筒(如圖3所示)，然后利用改進后的裝置測定。 ①裝置B中NaHCO3溶液的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②測得燒杯中液體的pH<7，說明溶液呈酸性，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 三、實驗探究題 7．(xx威海中考)鐵生銹探秘。 為探究鐵生銹的原因，化學興趣小組的同學進行了如圖所示的四個實驗，實驗結果顯示：B、D實驗中鐵生了銹，而A、C實驗中沒有明顯的現(xiàn)象，仔細分析這4個實驗，回答下列問題： (1)評價方案 對照實驗指除了一個變量外，其他的量都保持不變的實驗。該實驗方案中采用了對照實驗方法。請指出其中的對照實驗(填ABCD實驗代號)和變量。 第①組對照實驗________，變量________。 第②組對照實驗________，變量________。 第③組對照實驗________，變量________。 (2)解釋數(shù)據(jù) 實驗時，每隔一段時間測量導管內水面上升的高度，結果如下表所示(表中所列數(shù)據(jù)為導管中水面上升的高度/cm) 時間/小時 編號 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A 0 0 0 0 0 0 0 B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5 C 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8 導致B、D實驗裝置中導管內水面上升的原因是______________________________________。 (3)獲得結論 根據(jù)本實驗，你認為導致鐵生銹的物質有________；能加快鐵生銹的物質是________。 8．(xx菏澤中考)實驗室中常用分解過氧化氫來簡便快速地制取氧氣，化學小組進一步探究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，并進行了氧氣的性質探究實驗。 【查閱資料】有些水果、蔬菜對過氧化氫的分解有催化作用。 【實驗探究1】探究蘋果和土豆對過氧化氫分解是否有催化作用及催化效果： 各量取6mL的過氧化氫溶液，分別倒入1、2、3號三支試管中，取大小、形狀基本相同的蘋果塊和土豆塊，分別放入2、3號試管中，并把帶火星的木條分別同時伸入三支試管口內，觀察現(xiàn)象并記錄如下： 試管編號 1 2 3 材料名稱 無 蘋果 土豆 實驗 現(xiàn)象 反應速率 很慢 稍快 較快 產(chǎn)生氣泡 很少 比1中多 較多 復燃情況 不復燃 復燃 很快復燃 實驗結論,________________________【實驗探究2】探究濃度對過氧化氫分解速率的影響： 取10mL30%的過氧化氫三份，將其中兩份分別稀釋為不同濃度的溶液，同時測定收集到100mL氧氣所用的時間(其他實驗條件均相同)，記錄如下： 實驗編號 1 2 3 過氧化氫溶液濃度 5% 15% 30% 所用時間(秒) 205 25 3 實驗結論 __________________ 【實驗探究3】用上述收集的氣體與不同物質進行反應，其中有一固體能在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，生成刺激性氣味的氣體，該反應的化學方程式為：________________________。