专题一8 化学实验方案的设计与评价（讲义+练习）- 【考点精讲】最新中考化学复习考点一遍过（全国通用）

这是一份专题一8 化学实验方案的设计与评价（讲义+练习）- 【考点精讲】最新中考化学复习考点一遍过（全国通用），共23页。试卷主要包含了实验方案的设计，实验方案的评价等内容，欢迎下载使用。

知识点一、实验方案的设计
（1）实验方案设计的总体思路
明确实验目的→确定反应原理→选择合适的药品和仪器→设计实验装置和操作步骤→记录实验现象和数据→分析、推理得出结论。
（2）实验方案设计的基本要求
①科学性：实验原理、方案和操作过程必须科学、严谨、合理。②可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。
③安全性：要尽量避免危险性的操作、避免接触有毒物质，若无法避免则应采取安全措施，以防污染环境和人身伤害。
④简易性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。
知识点二、实验方案的评价
（1）评价实验方案的原则
①实验目的明确；
②实验方法简便、现象明显；
③操作安全可靠；
④分析严密、结论正确。
知识点三、实验方案的评价一般包括以下几方面
Ⅰ. 原理的评价：
①所选药品是否可行；
②反应是否易于控制；
③所用药品是否安全(是否易燃易爆、有毒)；
④反应是否会造成环境污染；
⑤药品的利用率是否高。
Ⅱ. 装置的评价：
①操作是否简便；
②添加药品的难易度；
③是否安全；
④是否节约药品(微型装置)。
Ⅲ. 操作的评价：
①操作顺序是否正确；
②实验步骤是否完善等。
Ⅳ. 实验结果的评价：
①对现象分析得出的结论的评价；
②实验误差的评价；
③实验的创意性的评价等。
（3）实验方案的评价解答时主要考虑以下几种常见的情况。
Ⅰ. 常温下，产生气体的反应：
①活泼金属与稀盐酸或稀硫酸；
②碳酸盐或碳酸氢盐与稀盐酸或稀硫酸；
③铵态氮肥与碱（刺激性气体，尿素不与碱反应）。
Ⅱ. 滴加酚酞溶液不变色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液。
Ⅲ. 向加盐酸酸化的某溶液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，则某溶液中可能含有SO ,也可能含有Ag+。
Ⅳ. 氢氧化钠固体、浓硫酸溶于水时会放出大量的热，因此向氢氧化钠固体中加入酸溶液，或把浓硫酸加入碱溶液中，试管壁发烫，都不能说是中和反应放热。
Ⅴ. 将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中溶液变红色，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊溶液变红色，而不是二氧化碳使石蕊溶液变红色。
Ⅵ. 未打磨的铝条放入硫酸铜或硝酸银溶液中不发生反应，并不是铝的活泼性比铜或银弱，而是铝条表面的氧化膜阻止了反应的进行，影响判断。
1．（2023•日照）下列四个对比实验设计不能达到目的的是（ ）
A．如图甲所示，探究CO2使紫色石蕊溶液变红的原因
B．如图乙所示，探究水是铁生锈的主要条件之一
C．如丙图所示，探究O2的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一
D．如图丁所示，探究燃烧的条件之一是需要O2
2．（2023•呼和浩特）下列实验设计不能达到实验目的的是（ ）
3．（2023•菏泽）下列实验方案不能达到实验目的的是（ ）
4．（2023•大庆）下列实验所选用的仪器或用品不能达到相应实验目的的是（ ）
5．（2023•常德）实验室里，同学们设计了如图所示四个实验，经分析可知，其中能达到目的的是（ ）
A．验证一氧化碳还原氧化铜的产物
B．测定空气里氧气的含量
C．探究燃烧的三个条件
D．验证Mg、Fe、Ag三种金属活动性顺序
6．（2023•娄底）下列实验方法能够达到实验目的的是（ ）
7．（2023•济南）下列根据实验事实得出的结论中，不正确的是（ ）
8．（2023•澄城县模拟）检验、鉴别、除杂、区分是重要的实验技能。下列是同学们针对不同实验目的设计的实验方案。
其中正确的个数是（ ）
A．1个B．2个C．3个D．4个
9．（2023•崇川区模拟）控制变量法是实验探究的重要方法，下列实验方法的设计中，能达到实验目的的是（ ）
A．图甲比较铁、铜的金属活动性强弱
B．图乙探究铁的锈蚀是否需要水
C．图丙探究MnO2对H2O2分解的催化作用
D．图丁探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度
10．（2023•周至县二模）下列实验设计能达到实验目的的是（ ）
11．（2023•邗江区二模）分离、检验、鉴别、除杂是最基本的实验技能。下列实验设计能达到实验目的的是（ ）
12．（2023•成都模拟）下列实验能达到实验目的的是（ ）
13．（2023•德阳）查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）可与CO2或H2O 反应生成O2，反应原理为2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2，某化学兴趣小组同学设计了如下图所示实验，证明Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。
回答下列问题：
（1）写出装置A中任意一种仪器的名称 。
（2）装置A中发生反应的化学方程式为 。
（3）装置B中盛装饱和NaHCO3溶液的目的是 。
（4）装置D用于除去未被装置C转化的CO2，便于后续气体检验，则D中盛装的液体试剂是 。
（5）验证装置E的试管中的气体的方法是（描述操作、现象和结论） 。
（6）装置E的试管中收集到的气体的来源有 。
14．（2023•江汉区校级一模）2022年10月31日，长征五号B遥四运载火箭成功将梦天实验舱成功送入预定轨道。金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验。
（1）A中发生反应的化学方程式为 ；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到 现象，即可证明装置不漏气。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是 。
（3）D瓶收集到的气体是 ，验满的操作是 。
（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式 。
（5）某潜水艇上有4人，如果每人每小时消耗的氧气75g，则该潜水艇中每天需要过氧化钠多少千克？（请详细写出解题过程）
15．（2023•宿迁模拟）金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，为了验证过氧化钠与二氧化碳反应会产生氧气，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。
（1）A中发生反应的化学方程式为 ；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水，若能观察到 的现象，即可证明装置不漏气。
（2）B装置中碳酸氢钠溶液的作用是 。
（3）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是 。
（4）验证装置F中收集的气体为氧气的操作是 。
（5）查阅资料：Na2O2与CO2反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2＝2X+O2。写出X的化学式 。
16．（2023•增城区一模）化学兴趣小组为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，称取20g石灰石样品在20℃按图甲进行实验（杂质不与盐酸反应，忽略容器空气中二氧化碳和盐酸挥发对实验结果的影响）。回答下列问题：
（1）装置A内发生反应的化学方程式为 。
（2）装置B的作用是吸收水分，盛放的试剂是 。多孔球泡的作用是 。
（3）装置C的作用是吸收反应产生的二氧化碳，吸收二氧化碳的质量随时间变化的曲线如图乙。
①下表是几种物质的市场价格和20℃时的溶解度，综合考虑试剂X最好选择 。
②通过上述实验，结合图乙推算出石灰石样品中碳酸钙的质量分数为 。
（4）结合装置分析，实验测得碳酸钙的质量分数 （填“＞”、“＝”、“＜”）理论值，原因是 。
一．选择题（共8小题）
1．（2023•兴化市三模）下列实验操作能够达到目的的是（ ）
2．（2023•宁化县模拟）对比实验是实验探究的重要方法。下列实验设计不能实现相应实验目的的是（ ）
A．证明可燃物燃烧需温度达到着火点
B．区分硬水和软水
C．证明MnO2是H2O2分解的催化剂
D．证明铁生锈必须跟空气或氧气接触
3．（2023•三明模拟）下列实验不能达到实验目的是（ ）
4．（2023•东港区校级二模）下列实验方案设计正确的是（ ）
5．（2023•阜新模拟）运用所学化学知识解决实际问题更能体现学科价值。下列实验方案不合理的是（ ）
6．（2023•曹县二模）对比实验是实验探究的重要方法。下列对比实验设计能实现相应实验目的是（ ）
A．图1探究温度对分子运动快慢的影响
B．图2对比金属锌和铁与酸反应的剧烈程度
C．图3探究空气是燃烧的必要条件
D．图4探究CO2与水发生反应
7．（2023•天河区校级三模）下列实验操作能达到实验目的的是（ ）
8．（2023•贵池区二模）下列实验不能达到相应目的的是（ ）
二．实验题（共5小题）
9．（2023•峄城区校级模拟）2022年10月31日，长征五号B遥四运载火箭成功将梦天实验舱送入预定轨道。金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。
（1）A中发生反应的化学方程式为 。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是 。
（3）D瓶收集到的气体是 ，验满的操作是 。
（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式 。
10．（2022•犍为县模拟）泡腾片含有NaHCO3和柠檬酸等物质，放入水中时，NaHCO3完全反应产生CO2。某化学兴趣小组的同学欲测定某品牌泡腾片中NaHCO3的含量，设计实验方案如下：
按图示连接装置并加入药品，取用的泡腾片质量为10g。打开止水夹a通入适量空气后，称量D装置，其质量为10g。关闭止水夹a，用注射器向B装置中注入适量水。待装置B中无气泡产生后，打开止水夹a，再次通入适量空气，第二次称量D装置，其质量为12.2g。
回答下列问题：
（1）A装置中浓NaOH溶液的作用是 。
（2）C装置中浓硫酸的作用是 。
（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，D装置中碱石灰吸收CO2质量增加，写出所涉及反应的一个化学方程式： 。
（4）步骤中再次通入空气的目的是 。
（5）若省略E装置，则测得NaHCO3的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为 。
11．（2022•新洲区校级模拟）NaOH是一种重要的化工原料，广泛应用于肥皂、造纸、纺织等工业，长时间露置在空气中易吸收CO2而变质，得到NaOH和Na2CO3的混合物，某同学设计了如图的实验装置来测定Na2CO3的含量。他用气密性良好的装置装好样品，然后通一会儿N2后关闭止水夹，再打开分液漏斗活塞。待甲装置中反应结束后打开止水夹再通入一会儿N2。
提示：1．碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物（可以吸收CO2和H2O）、碱石灰和浓硫酸均足量，稀盐酸不考虑其挥发性。
2．碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O
回答下列问题：
（1）乙中浓硫酸的作用是 。
（2）试写出丙中发生反应的化学方程式 。
（3）测定Na2CO3的含量需要测定两个物理量，其中一个物理量为样品的质量。
①另一个物理量为 （填字母）。
A．滴下的稀盐酸质量
B．反应前后乙装置增加的质量
C．反应前后丙装置增加的质量
D．反应前后丁装置增加的质量
②若样品质量为m1，上述①中另一个物理量的质量为m2，则样品中Na2CO3的质量分数为 。（用含有m1、m2的代数式表示）
（4）下列说法正确的是 （填字母）。
A．反应开始时通入N2，目的是排尽装置中空气
B．若去掉丁装置，对实验结果没影响
C．反应结束后如果不通入N2，测得Na2CO3含量会偏低
12．（2022•和平区模拟）某化学兴趣小组探究在实验室中由Cu为原料制取CuSO4溶液的实验方案，并进行评价分析、实验探究和方案改进。
【实验方案】
方案一：Cu→△O2CuO→稀H2SO4CuSO4
方案二：Cu→H2O2稀H2SO4CuSO4[Cu+H2O2+H2SO4（稀）═CuSO4+2H2O]
方案三：Cu→△浓H2SO4CuSO4[Cu+2H2SO4（浓）△¯CuSO4+SO2↑+2H2O]
方案四：Cu→Fe2(SO4)3CuSO4[Cu+Fe2（SO4）3═CuSO4+2FeSO4]
方案五：Cu→稀HNO3稀H2SO4CuSO4[3Cu+3H2SO4（稀）+2HNO3（稀）═3CuSO4+2NO↑+4H2O]
【评价分析】
（1）方案二与方案一相比，优点是实验的操作步骤不需要走分步进行和 。但工业上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸铜的原因是 。
（2）方案三与方案一、二相比，缺点是 和反应会产生SO2．生产生活中大量的SO2排放到空气中容易形成 。
【实验探究】
（3）老师设计了如下的实验方案四：
已知：①4FeSO4+O2+2H2SO4（稀）═2Fe2（SO4）3+2H2O
②溶液中pH＝3.2时Fe（OH）3开始沉淀，实验流程中“滤渣”的化学式为 ，滤渣与稀H2SO4反应的化学方程式为 。
【方案改进】
（4）某同学针对方案五查阅资料：Cu与稀H2SO4和稀HNO3的混合酸反应时，生成的无色NO气体很容易在常温下与空气中的O2反应，生成红棕色，有刺激性气味的有毒气体NO2：NO2溶于H2O时生成HNO3和NO，工业上利用这一生产原理生产HNO3．NO2溶于H2O的化学反应方程式为 ，若采用方案五制取CuSO4溶液，根据上述查阅资料所获得的反应原理，改进的实验方案中可循环使用的物质是 （填化学式）。
13．（2022•鹿城区校级二模）俗话说“碱去油污、酸除锈”，纯碱（Na2CO3）能做日常生活中的去油污剂。科学兴趣小组设计实验探究温度和浓度对Na2CO3溶液去油污效果的影响。
资料：去油污效果的测定方法：把Na2CO3溶液与油污布一起放入烧杯浸泡一段时间，取出油污布后用测量仪测定油污残留量。
实验器材：20%的碳酸钠溶液、蒸馏水、烧杯、油污布若干、恒温箱、油污残留量测量仪及其它实验所需的仪器。
（1）选择合适器材，写出实验步骤。
（2）碳酸钠溶液的pH值会影响去油污效果，用pH试纸测试碳酸钠溶液pH值的具体操作方法是 。




A.证明水是由氢、氧元素组成
B.验证质量守恒定律
C.探究可燃物燃烧的条件
D.鉴别氯化钾和氯化铵
选项
实验目的
实验方案
A
检验O2
将带火星的木条伸入集气瓶中，观察现象
B
测稀硫酸的pH
取一片pH试纸，用镊子夹持蘸取溶液，与标准比色卡对照
C
分离KCl和MnO2固体混合物
加足量水充分溶解，过滤、洗涤、干燥、蒸发结晶
D
除去FeCl2溶液中的CuCl2
加入足量的铁粉，充分反应后过滤
选项
实验目的
实验仪器或用品
A
用质量分数为6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g质量分数为3%的NaCl溶液
量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
B
称取一定质量的NaOH固体
托盘天平（带砝码）、药匙、纸片
C
从实验室制O2的残留固体中分离MnO2
铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸
D
从KCl溶液中获取KCl晶体
烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、火柴、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、石棉网
编号
A
B
C
D
实验
方案




实验
目的
比较Zn和Fe的金属活动性强弱
探究二氧化碳能否与水反应
干燥并收集氧气
将胶头滴管内的液体滴入试管中来验证分子不断运动
选项
实验事实
结论
A
将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面有银白色金属附着
金属活动性：铜＞银
B
某纯净物在氧气中充分燃烧，生成二氧化碳、二氧化硫和水
该物质由碳、氢、氧三种元素组成
C
向碳酸钠溶液中滴加无色酚酞试液，溶液呈红色
碳酸钠溶液显碱性
D
50mL水和50mL酒精混合后的总体积小于100mL
分子之间存在间隔
实验目的
实验方案
检验某固体是碳酸盐
取样，加入稀盐酸，观察是否有气泡产生
除去生石灰中的少量碳酸钙
将固体高温煅烧
鉴别某纺织品是否为天然纤维
取样后，在空气中灼烧，观察现象
区分NaCl溶液和NaOH溶液
取样，分别加入一定量的水稀释，测量溶液的温度变化
选项
A
B
C
D
实验目的
测定空气中氧气的含量
探究水的组成
探究燃烧的条件
验证质量守恒定律
实验设计




选项
实验目的
实验设计
A
除去O2中混有的少量N2
将气体缓缓通过足量的灼热铜网
B
检验NaOH溶液是否混有Na2CO3
取样、滴加BaCl2溶液，观察现象
C
除去NaCl溶液中的少量MgCl2
滴加过量氢氧化钠溶液、过滤
A.探究质量守恒定律
B.探究草木灰里是
否含有碳酸根离子
C.区分氢气与甲烷
D.探究铝与铜活动
性的强弱
物质
NaOH
Ca（OH）2
KOH
价格/（元/t）
4300
500
9000
溶解度/g
109
0.16
112
选项
实验目的
实验操作
A
除去粗盐中的泥沙
溶解、蒸发结晶
B
鉴别淀粉和葡萄糖
分别取样，滴加碘酒
C
检验CO2中混有HCl
将气体通入紫色石蕊试液中
D
稀释浓硫酸
先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水
实验




实验目的
A．验证生石灰与水反应放出热量
B．探究MnO2能否加快H2O2的分解
C．证明呼出气体中CO2含量比空气中多
D．测定空气中O2的含量
选项
实验目的
实验方案
A
检验某物质中是否含有Na2CO3
加入足量稀盐酸，观察是否产生气泡
B
分离木炭粉和铁粉的混合物
加入足量稀硫酸，过滤、洗涤、干燥
C
除去O2中混有的CO
通过灼热的CuO
D
除去CuCl2溶液中混有NaCl
加入足量NaOH溶液，过滤洗涤，再向滤渣中加入适量稀盐酸
选项
实验内容
实验操作
A
检验氧气中是否含有二氧化碳
通入澄清石灰水中
B
鉴别化肥KCl和NH4Cl
取样，分别加入熟石灰、研磨、闻气味
C
鉴别棉纤维与羊毛纤维
抽丝、灼烧、闻气味
D
除去KCl中混有的少量KClO3
加入少量二氧化锰加热，使其充分反应
选项
实验目的
实验操作

A
除去氯化铁溶液中少量氯化氢
加入过量的铁粉，过滤

B
除去NaCl固体中混有的少量Na2CO3
溶解，加稀盐酸至无气泡产生，蒸发结晶

C
检验Na2CO3溶液中是否混有Na2SO4
取样，滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生

D
比较铜和银的金属活动性强弱
分别向盛有铜和银的试管中加入稀盐酸




A.验证木炭具有吸附性
B.观察乳化现象
C.探究铁生锈的条件
D.验证面粉在一定条件下能爆炸