考前100天中考化學復習第20講實驗方案的設計與評價

第20講 實驗方案的設計與評價考點1 實驗方案的設計1.實驗設計以化學實驗為基礎，對實驗過程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定，常聯(lián)系科學研究、生產、生活、環(huán)境保護的實際去發(fā)現(xiàn)并提出問題，設計實驗去探討和解決實際問題并得出科學的發(fā)現(xiàn)和結論。2.實驗設計的基本要求：科學性；可行性；安全性；簡約性；單一性；對比性。3.實驗方案的設計原則：方法簡便，現(xiàn)象明顯，操作易行?？键c2 實驗方案的評價1.實驗評價題由題目提供多套方案，要求從某一角度或幾個方面評價方案的優(yōu)劣，解題時要求學生以批判的思維和方法排除不合理的或不是最優(yōu)的方案，選擇、創(chuàng)造更好的方案。2.通常有如下的方面：(1)對典型裝置的多種用途的評價；(2)對實驗方案是否合理，實驗現(xiàn)象和結論是否正確的評價；(3)依據實驗條件和要求，設計物質的制取、成分的推斷、定量組成測定等實驗方案。命題點1 實驗方案的設計例1 (2014泰安)某化學興趣小組為驗證Ag、Fe、Cu三種金屬的活動性順序，設計了如圖所示的實驗操作。其中可以達到實驗目的的組合是( )A.或或 B.或或 C.或或 D.或或思路點撥:要驗證Ag、Fe、Cu三種金屬的活動性順序，可以用金屬與可溶性鹽是否發(fā)生反應來判斷，最簡單的方法是用金屬Cu與Ag和Fe的可溶性鹽溶液進行反應來判斷，或用金屬Ag和金屬Fe與Cu的可溶性鹽溶液進行反應來判斷，也可以用酸、金屬Cu、金屬Fe和Ag的可溶性鹽溶液進行反應來判斷。1.(2014河北)如圖所示實驗設計不能達到目的的是( ) A.鑒別碳酸鈉和氫氧化鈉溶液 B.除去氫氣中的氯化氫氣體 C.測定空氣中的氧氣含量 D.驗證化學反應前后質量守恒2.(2014山西)下列實驗中實驗設計不合理的是( )x_k_b_1實驗目的操作或所用試劑A除去NaCl固體中混有的泥沙溶解、過濾、蒸發(fā)B除去CO中混有的CO2NaOH溶液、濃H2SO4C鑒別食鹽、蔗糖品嘗D鑒別H2O、KCl溶液AgNO3溶液命題點2 實驗方案的評價例2 (2013哈爾濱)實驗室有四瓶失去標簽的溶液，現(xiàn)標為A、B、C、D，分別是碳酸鈉溶液、氯化鋇溶液、硫酸鈉溶液和稀鹽酸中的一種?！咎岢鰡栴}】如何區(qū)分出四種溶液?【進行實驗】甲同學實驗如圖所示：由此甲同學認為A一定不是_?！颈磉_與交流】甲同學向實驗后的溶液中滴加酚酞溶液，酚酞溶液由無色變?yōu)榧t色，則甲同學的結論：A是氯化鋇溶液。乙同學不同意甲同學的結論，乙同學的理由是_。于是乙同學另取少量A于試管中，向其中滴加一種試劑是_，觀察到的明顯現(xiàn)象是_。由此證明了甲同學的結論是錯誤的，同時確定了A。乙同學繼續(xù)實驗如圖所示：【收集證據】觀察到C中產生氣泡，D中產生白色沉淀?！窘忉屌c結論】寫出D中發(fā)生反應的化學方程式_。乙同學最終通過實驗區(qū)分出了四種溶液?！痉此寂c評價】請指出甲同學區(qū)分上述四種溶液時，在實驗方法上的一點不足之處_。思路點撥:由于A中加入氫氧化鋇后無明顯現(xiàn)象，所以能與氫氧化鋇產生沉淀的物質是不可能是A的；如果A是鹽酸，加入的氫氧化鋇過量時，酚酞溶液也能變紅；由于氯化鋇與碳酸鈉反應生成碳酸鋇白色沉淀，所以如果加入碳酸鈉，沒有現(xiàn)象，說明不能是氯化鋇；鹽酸與碳酸鈉反應生成氯化鈉、水、二氧化碳，所以現(xiàn)象是有氣泡產生；根據方程式的書寫注意事項，寫出方程式；甲同學在實驗開始時只取A，沒有同時取A、B、C、D進行對比實驗是不科學的方法。1.(2014泰安)化學興趣小組的同學利用廢銅制取硫酸銅，設計了如下兩個方案：方案一：CuCuOCuSO4方案二：CuCuSO4Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2+2H2O比較上述兩個方案，你認為方案一的優(yōu)點是( )節(jié)約能源 不產生污染大氣的二氧化硫 提高硫酸的利用率 提高銅的利用率A. B. C. D.2.(2013揭陽)如圖表示實驗室用稀H2SO4、CuO、Fe粉三種物質，制取銅的兩種實驗方案。方案1方案2(1)若按方案1制取銅，步驟II反應的現(xiàn)象是_；(2)若按方案2制取銅，步驟I發(fā)生反應的化學方程式是_；(3)兩種方案比較，方案更好，理由是：_。一、選擇題1.(2014廣元)下列實驗方案中不合理的是( )A.熱固性塑料和熱塑性塑料加熱，觀察外形變化B.為檢驗CaO中是否含有Ca(OH)2，可將其加水后滴加酚酞溶液C.用稀硫酸區(qū)別NaOH、K2CO3、BaCl2三種白色固體D.用熟石灰區(qū)別化肥硝酸鉀和硝酸銨2.(2014衡陽)下列實驗不能達到實驗目的的是( ) A.探究水的組成 B.探究化學反應是否遵循質量守恒定律 C.探究分子運動 D.探究二氧化錳能否加快過氧化氫分解3.(2013南充)下列有關物質的檢驗、除雜質所用的試劑或方法錯誤的是( )A.實驗目的：檢驗NH4Cl溶液和Na2SO4溶液；所用試劑或方法：NaOH溶液或Ba(NO3)2溶液B.實驗目的：區(qū)分失去標簽的白酒和白醋；所用試劑或方法：聞氣味C.實驗目的：除去生石灰中含有的雜質石灰石；所用試劑或方法：水或稀鹽酸D.實驗目的：除去NaCl溶液中含有的少量Na2CO3；所用試劑或方法：稀鹽酸4.(2013北京)某同學欲測定Na2CO3和NaCl固體混合物中Na2CO3的質量分數(shù)，分別取ag樣品，按下列方案進行實驗，合理的是( )A.與足量稀鹽酸充分反應，用排水法收集到VmL氣體B.與足量稀鹽酸充分反應，稱量反應后的溶液，質量為m1gC.與足量Ca(OH)2溶液充分反應，將沉淀過濾、洗滌、干燥，得到m2g固體D.與足量濃鹽酸充分反應，逸出的氣體用NaOH固體充分吸收，固體質量增加m3g二、填空題5.(2013南寧)某化學興趣小組設計了如圖所示的裝置，對純堿(Na2CO3)和小蘇打(NaHCO3)兩種固體進行實驗探究。(1)寫出甲、丙兩種儀器的名稱：甲_，丙_。(2)在實驗過程中，觀察到乙儀器中的澄清石灰水沒有變渾濁。丙儀器中的澄清石灰水變渾濁，請寫出丙儀器中發(fā)生反應的化學方程式_。(3)該實驗探究利用的科學方法是_(填“控制變量法”“對比觀察法”或“定量分析法”)，實驗目的是_。6.某化學實驗小組為了除去混在N2中的O2，將混合氣體通過紅熱的銅絲網后，發(fā)現(xiàn)銅絲網變黑。在研究如何除去黑色物質，回收再利用銅絲網的討論中，制定了下列方案。 甲方案圖示 乙方案圖示請根據以上方案回答：(1)乙方案的燒杯中發(fā)生反應的化學方程式是(其中B物質自行確定)_。兩種方案相比較，甲方案明顯的不足之處是_。(2)若采用甲、乙兩種方案處理此黑色銅絲網，則回收的銅絲網a的質量_(填“<”“>”或“=”)銅絲網b的質量。(3)實驗小組的同學發(fā)現(xiàn)，反應后燒杯中的液體有腐蝕性，應加以適當?shù)奶幚?。他們采取加入鐵粉的方案處理廢液。加入足量的鐵粉充分攪拌，最后得到的溶液中溶質為_。7.（2013日照）已知某粗鹽樣品中含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2等雜質。實驗室提純流程如下：（1）用托盤天平稱量粗鹽時，若指針偏向右邊，則表示_（填下列正確選項的代碼）。A右盤重，砝碼輕 B右盤輕，樣品重 C左盤重，樣品輕 D左盤輕，砝碼重（2）第步操作發(fā)生反應的化學方程式是_。（3）第步操作的目的是_。（4）第步操作a的名稱是_，此步操作中，玻璃棒的末端要輕輕地斜靠在_的一邊。（5）在第步操作中，向濾液中滴加足量鹽酸的目的是_。（6）在第步操作時，要用玻璃棒不斷攪拌，目的是_。x k b 1 . c o m三、實驗探究題8.(2014濱州)在研究酸和堿的化學性質時，某小組想證明稀硫酸和氫氧化鈉溶液混合后，雖然無明顯現(xiàn)象，但確實發(fā)生了化學反應。試與他們一起完成實驗方案的設計、實施和評價，并得出有關結論。(1)探究稀硫酸和氫氧化鈉溶液的反應。x_k_b_1當?shù)稳霂椎畏犹囈汉?，溶液由無色變?yōu)開色。根據上述實驗中顏色變化，可確定稀硫酸和氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學反應，反應的化學方程式為：_；(2)探究上述稀硫酸和氫氧化鈉溶液反應后燒杯中的硫酸是否過量。根據上述反應過程中溶液變成無色，不能確定稀硫酸是否過量。同學們又分別選取氯化鋇溶液、紫色石蕊試液設計實驗方案，請你判斷并分析：實驗方案實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論方案一取樣，滴入適量的氯化鋇溶液出現(xiàn)白色沉淀稀硫酸過量方案二取樣，滴入幾滴紫色石蕊試液溶液變紅稀硫酸過量上述設計的實驗方案中，正確的是_(填“方案一”或“方案二”)；另外一個實驗方案錯誤的原因是_；若請你再設計一個確定稀硫酸是否過量的實驗方案，你選用的藥品是_，實驗現(xiàn)象及結論是_。9.(2014衡陽)“侯氏制堿法”首先得到的是碳酸氫鈉，然后將碳酸氫鈉加熱分解得到產品碳酸鈉：2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。碳酸鈉露置在空氣中能與空氣中的二氧化碳和水反應生成碳酸氫鈉：Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。某中學化學研究性學習小組對一瓶開啟后久置的碳酸鈉是否變質及變質程度進行探究。【提出問題】假設：完全變質；假設：沒有變質；假設：_?！緦嶒炋骄俊繉嶒炓唬喝∩倭繕悠酚谠嚬苤?，加水溶解后再加入少量CaCl2溶液，產生白色沉淀，說明假設_不成立。反應的化學方程式為_。實驗二：取少量樣品于試管中，用導管連接后固定在鐵架臺上，導管的另一端插入澄清石灰水中。加熱樣品，有氣體產生，澄清的石灰水變渾濁，說明假設不成立。【實驗結論】假設_成立，樣品的成分是_?！窘涣鞣此肌坑a2CO3變質后的雜質，最合適的方法是_。10.(2014廣州)同學們在實驗室用混合兩種固體藥品的辦法自制“鉀、氮復合肥料”，使用到的藥品有KCl、K2SO4、NH4HCO3、NH4Cl。同學們制得了成分不同的“鉀、氮復合肥料”，從中抽取一份作為樣品探究其成分，請回答有關問題：限選試劑：稀HCl，稀H2SO4，BaCl2溶液，AgNO3溶液，蒸餾水。(1)提出合理假設。所抽樣品的成分有4種可能：w w w .x k b 1.c o m假設1：KCl和NH4HCO3；假設2：KCl和NH4Cl；假設3：K2SO4和NH4HCO3；假設4：_。(2)形成設計思路。甲同學提出先用AgNO3溶液確定是否含有KCl，你是否同意并說出理由：_。乙同學提出先確定是否含有NH4HCO3，則可以選擇的試劑是_。(3)完成實驗方案。請?zhí)顚憣嶒灢僮骷芭c表中結論相符的預期現(xiàn)象。實驗操作預期現(xiàn)象結論步驟1：_假設2成立步驟2：_參考答案各個擊破例1A題組訓練1.A2.C例2碳酸鈉溶液或硫酸鈉溶液若A是稀鹽酸，氫氧化鋇與稀鹽酸反應后氫氧化鋇過量，也能使酚酞溶液變紅(或酚酞溶液變紅只能說明實驗后的溶液中有氫氧化鋇，不能說明A是氯化鋇溶液)碳酸鈉溶液(或碳酸鉀溶液或紫色石蕊溶液)產生氣泡(或產生氣泡或紫色石蕊溶液變?yōu)榧t色) H2SO4+BaCl2BaSO4+2HCl甲同學在實驗開始時只取A，沒有同時取A、B、C、D進行對比實驗是不科學的方法(或甲同學用實驗后的溶液證明A，沒有另取原溶液鑒別是錯誤的方法)(其他答法合理即可)題組訓練1.A2.(1)黑色固體變?yōu)榧t色，且有水珠出現(xiàn)(2)CuO+H2SO4CuSO4+H2O(3)2安全、節(jié)能、煉銅率高整合集訓1. B2.B3.C4.C5.(1)酒精燈燒杯(2)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(3)對比觀察法探究純堿和小蘇打兩種固體加熱是否分解(合理即可)6.(1)CuO+H2SO4CuSO4+H2O需制取CO；CO有劇毒；尾氣未作處理；裝置復雜等(2)>(3)FeSO47.（1）D（2）MgCl2+2NaOHMg(OH)2+2NaCl（3）除去雜質CaCl2和加入的過量試劑BaCl2（4）過濾三層濾紙（5）除去加入的過量試劑NaOH和Na2CO3（6）防止蒸發(fā)時因局部溫度過高，造成液滴飛濺8.(1)紅H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O(2)方案二當稀硫酸不過量時，生成的硫酸鈉也會與氯化鋇反應生成白色沉淀鎂條若有氣體放出，證明稀硫酸過量，反之稀硫酸不過量9.部分變質Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaClNa2CO3和NaHCO3加熱至不再產生氣泡10.(1)K2SO4和NH4Cl(2)不同意，因為AgNO3也可以與NH4Cl反應生成AgCl沉淀，不能確定是否有KCl稀HCl(或稀H2SO4)(3)取少量這種混合固體于試管中，滴加適量稀鹽酸(或稀硫酸)無氣泡冒出另取少量這種混合固體于另一支試管中，加足量蒸餾水溶解，滴加氯化鋇溶液，振蕩無白色沉淀產生新課標第一網系列資料