2022年中考化学二轮专题突破课件实验方案的设计与评价

这是一份2022年中考化学二轮专题突破课件实验方案的设计与评价，共36页。PPT课件主要包含了C探究水的组成元素，D验证质量守恒定律，变式训练1，①③⑥，稀硫酸，铜丝和硝酸银溶液，④⑤⑥，导管内水面上升，方法突破，变式训练2等内容，欢迎下载使用。
考点一 实验方案的设计
1.科学探究的一般步骤 (1)提出问题;(2)猜想(假设);(3)进行实验;(4)解释与结论;(5)反思与评价;(6)表达与交流。 2.实验方案设计的内容 (1)实验目的;(2)实验原理;(3)实验用品(包括仪器和药品等)及规格;(4)实验装置、实验步骤、操作方法及注意事项;(5)实验现象及结论。
3.实验方案设计的基本思路
4.实验方案设计应遵循的原则 (1)科学性:实验方法和操作过程必须科学、严 谨、合理。 (2)可行性:实验方案要切实可行,比如仪器、原料易得,实验易操作等。 (3)安全性:实验过程中要尽量避免带有危险性的操作,尽量避免与有毒物质接触。若无法避免与 有毒物质接触,则应采取安全措施,以防造成环境污染和人身伤害。 (4)简约性:实验方案设计要求操作简便、装置简单、现象明显。使用实验药品时要遵循节约的原则。
5.实验方案设计的分类 (1)探究物质的制取:主要有常见气体、金属、氧化物、酸、碱、盐等的制取。解答此类题的思路:首先确定制取物质的类别,再列出能生成该类物质的所有反应原理,最后根据设计与评价原则选择最适合的制取方案。 (2)物质的成分:气体混合物中成分的检验,如O2或CO2的检验等;溶液中成分的检验,如检验溶液中有某种离子存在;固体混合物,如金属及其氧化物,酸、碱、盐(包括化学肥料)等成分的检验等。 (3)物质的检验、鉴别和提纯。
5.实验方案设计的分类 (4)探究物质的性质:探究一类物质的通性,如酸、碱的通性,盐、金属的共性及微观粒子的性质(如分子不断地运动)等。探究某种物质的个性,如探究某物质具有氧化性、还原性、催化性、酸性、碱性等。 (5)探究物质的变化:这类题主要表现为证明物质之间发生了反应,即有新物质生成,往往从两个方面入手:一是物质质量的变化,如反应物的减少或生成物的增加;二是从化学变化伴随的现象入手,如变色、气体生成、沉淀生成等。
5.实验方案设计的分类 (6)探究反应原理:一般通过控制变量法进行探究,主要探究反应物、生成物或反应条件等,如证明 “二氧化碳与水反应生成了碳酸”,探究燃烧原理,探究金属锈蚀的原因等。 (7)探究变化的影响因素:一般用对比实验法探 究,主要包括探究影响反应速率的因素、探究影响燃烧剧烈程度的因素及探究影响燃烧充分的因素等。
6.实验设计的注意事项 (1)实验操作顺序: 装置的选择与连接→气密性检查→加固体药品 →加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其 他处理等。 (2)仪器的选用及连接顺序:
命题点1 实验方案的设计
(2020·河北)下列实验方案不能达到实验目的的是( )
A.证明待测溶液呈酸性
B.探究硝酸钾溶解度与温度的关系
【解题思路】考查用酚酞检验溶液酸碱性、溶解度与温度关系,电解水实验验证水的元素组成,及硫酸铜与氢氧化钠溶液在敞口的烧杯中反应前后质量是否改变。
(2020·山西)课外实验具有趣味性、实践性等特点。鸡蛋壳成分的探究过程如下,其中正确的是( )A.实验①证明蛋壳成分是CaCO3B.实验②可证明蛋壳中含钙元素C.实验③得到的固体能与水反应D.实验中每步操作都是规范的
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
(2020·荆门)实验室现有铁钉、铜丝、稀硫酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液和水,以及如图仪器:(1)利用上述仪器和药品制取并收集一瓶H2,你选择的最简单仪器组合是 (填标号,下同),药品是 (从所提供的药品中选择,下同)。
(2020·荆门)实验室现有铁钉、铜丝、稀硫酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液和水,以及如图仪器:(2)某活动小组为探究铜、银的金属活动性顺序,向容器中加入药品 ,观察到的现象是 , 。
铜丝表面附着白色固体,溶液由无色变为蓝色
(2020·荆门)实验室现有铁钉、铜丝、稀硫酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液和水,以及如图仪器:(3)铁钉锈蚀过程中消耗了空气中的氧气,小明利用上述仪器设计了一套装置验证。他选择的仪器是 ,证明上述结论的现象是 。
【解题思路】根据实验原理与气体性质选择合适的发生装置与收集装置;根据金属的化学性质选择金属与盐溶液的反应验证金属活动性;密闭体系内铁钉锈蚀过程中消耗了空气中的氧气,可观察到导管内水面上升。
(2020·漳州质检)为了探究影响铜生锈的因素,设计如下实验,有关分析正确的是( )
A.对比实验①和②可知:影响铜生锈的因素是CO2和H2OB.对比实验①和③可知:影响铜生锈的因素是H2O和O2C.对比实验①和④可知:影响铜生锈的因素是CO2和O2D.此实验设计运用了控制变量的方法
【解题思路】运用控制变量法研究H2O、O2和CO2三个因素对铜锈蚀的影响。①中铜与H2O、O2和CO2接触,②中铜与H2O和O2接触,③中铜与H2O、CO2接触,④中铜与O2、CO2接触。①和②对比,研究CO2对铜锈蚀的影响;①和③对比,研究O2对铜锈蚀的影响;①和④对比,研究H2O对铜锈蚀的影响。
在实验探究过程中,要学会控制变量法,即如果有多种因素同时影响某一实验结果,当我们要探究其中的一种因素时,就要使其他因素保持不变,探究此种因素对实验结果的影响。
(2020·泉州质检)利用相关试剂进行实验探究,不需要通过控制变量就能达到实验目的的是( ) A.用铁、水和氧气,探究铁锈蚀的条件B.用碘、酒精和水,探究物质在不同溶剂中的溶解性差异C.用蛋壳、稀盐酸和石灰水,探究蛋壳中是否含有碳酸盐D.用过氧化氢溶液、二氧化锰和氧化铜,探究不同催化剂的催化效果
命题点2 实验方案的评价与改进
(2020·莆田质检)下列实验对空气污染最小的是( )【解题思路】刺激性、有毒气体(如氨气和二氧化 硫)及氧化镁与五氧化二磷等小颗粒需进行处理。
A B C D
(2019·福建)t ℃时,加热烧杯中的石灰水,发现溶液变浑浊,测得此时溶液的pH>7。关于溶液变浑浊的原因,同学们有两种观点:①Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小;②Ca(OH)2与空气中的CO2反应。他们设计以下方案进行探究,其中没有意义的是( ) A.将装有浊液的烧杯,用冰水冷却,恢复至 t℃,观察浑浊是否消失B.取适量浊液,过滤,往滤渣中加入盐酸,观察是否有气泡产生C.取适量浊液,过滤,往滤液中加入Na2CO3溶液,观察是否有沉淀生成D.其他条件不变,隔绝空气,再做一个加热石灰水的对比实验
【解题思路】根据氢氧化钙与碳酸钙的性质进行验证。若将装有浊液的烧杯冷却到t℃,溶解度增大,浊液变澄清,则观点①正确;滴加盐酸有气泡生成,证明含有CaCO3,则观点②正确;隔绝空气进行实验,排除空气中CO2的影响。
(2020· 重庆B卷)化学规律建立在实验基础之上,质量守恒定律可以用许多化学实验加以验证。(1)小东同学按照课本上的实验进行验证(如图所示)。一段 时间后,可以观察到铁钉表面出现 ,其反应的化学反应方程式为 , 反应前后天平读数不变,但溶液颜色变化不明显。(2)小东想既能验证质量守恒定律,又能更快地观察到溶液颜色的变化,提出了以下设想:
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【提出设想】设想一:增大硫酸铜溶液的浓度; 设想二:用更活泼的金属锌代替铁钉。 【实验验证】小东将以上实验进行了如下改进:
【实验分析】 (3)从以上现象分析,两个设想都不合适,其中按设想 ,(填“一”或“二”)进行的实验能够验证质量守恒定律。(4)实验1中溶液颜色几乎不变的原因可能是 (填字母)。 A.铁与饱和硫酸铜溶液不反应B.铁表面形成了一层氧化膜,阻止了反应的进一步进行C.生成的铜快速沉积在铁表面,阻止了反应的进一步进行D.水也参与了该反应,但饱和硫酸铜溶液中水太少
(5)实验2虽然很快观察到溶液颜色变化,但出现了反应后总质量减小的情况,老师提醒小东,硫酸铜溶液呈酸性,所以总质量减小的原因可能是 。 (6)小东通过反复实验和探究得出:向实验1的饱和硫酸铜溶液中加入等体积的水,将实验2中的烧杯换成如图所示装置,均能达到实验目的,但该装置中缺少一种物品,请你在装置图中画出。
锌和酸反应生成氢气,氢气逸散
(2020·成都)化学兴趣小组对贝壳中碳酸钙的含量进行探究。【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定?【查阅资料】贝壳的主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。室温时,CaCO3不溶于水,CaSO4微溶于水。 【设计与实验】实验一:选择药品。分别取等质量颗粒状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在图1的三颈烧瓶中反应,采集数据。
(1)图1中反应的化学方程式是 。(2)据图2分析,选择粉末状样品的依据是 。(3)据图3分析,影响实验测定准确性的原因: 一是水蒸气含量增加;二是 。
CaCO3+2HCl=CaCl2+ H2O+CO2↑
单位时间内,反应效率更高
稀盐酸挥发出来的HCl气体增加
实验二:小组设计如图4装置进行测定。(4)打开活塞,稀硫酸进入试管,观察到的现象 , 。反应结束后进行读数。读数前调节水准管与量气管液面相平的原因是 。
试管中出现气泡,量气管内液面下降,水准管内液面上升
使内外压强平衡,避免压强不同对实验的准确性产生干扰
实验三:优化装置。在老师指导下,小组优化方 案并设计了图5装置进行测定。(5)试剂a是 。(6)检查该装置气密性的方法是 , 。(7)加入足量稀硫酸,一段时间后反应停止。再加入氯化铵溶液,发现又产生气泡,推测加入氯化铵的作用是 , 。
连接装置,将右侧注射器的活塞向右拉,松手,如果活塞恢复至原处,证明装置不漏气
促进硫酸钙的溶解,使硫酸继续与碳酸钙反应
【数据处理】(8)实验三中,样品质量为m g,加入稀硫酸体积为V1mL,加入氯化铵溶液体积为V2mL,右侧针筒最后读数为V3mL,则反应生成CO2体积为 mL。该实验条件下CO2密度为dg/mL,则样品中碳酸钙质量分数的表达式为 。 【反思与评价】(9)与实验二相比,实验三的优点是(写一点) , 。
V3mL-(V1mL+V2mL)
[(V3mL-V1mL-V2mL)×100×d]/(44×m)×100%
样品中的碳酸钙能全部与稀硫酸反应,测量的结果更准确
(2020·陕西)某学习小组的同学在整理归纳反应规律时发现,有些化学反应发生时没有伴随明显的现象,他们就此进行了以下探究。【提出问题】怎样证明NaOH溶液分别与CO2及稀盐酸发生了反应? 【分析讨论】同学们讨论后认为,可以用两种思路探究上述反应是否发生。思路Ⅰ:验证有 ;思路Ⅱ:验证反应物减少或消失。
新物质生成或新物质出现或生成物出现
【实验探究】同学分两组设计方案进行探究。
【实验结论】(1)第一组同学将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中,观察到试管内液面升高,认为NaOH溶液与CO2发生了反应。但有同学指出,还应进行CO2与 反应的对比实验才能得出这一结论。
【实验结论】(2)第二组的小文同学向丙中滴入无色酚酞溶液后,观察到溶液颜色 ,得出NaOH溶液与稀盐酸发生了反应的结论。小亮同学向丁中滴入AgNO3溶液后,观察到有白色沉淀生成,由此他认为NaOH溶液与稀盐酸反应生成了NaCl,你认为小亮的结论是 的(填“合理”或“不合理”)。
仍为无色(或无明显变化)