中考化學—實驗設計專題講練課題實驗設計知識點實驗的設計與評價要求熟悉物質的相關性質，緊扣題意，篩選信息，答案力求言簡意賅，切中要害知識內容命題預測(1)實驗設計會考實驗方案的設計包括反應的原理、操作步驟、注意事項等，這些都是考試的熱點和難點。(2)實驗設計的基本要求也是常考內容，實驗設計不僅要思路正確能達到目的，也要求設計的實驗具有科學性、安全性、可行性、簡約性。(3)定量的實驗。真題解析【例1】如果以碳酸鈣、碳酸鈉、水為原料制取氫氧化鈉，可設計如下反應過程：碳酸鈣高溫氧化鈣水氫氧化鈣碳酸鈉氫氧化鈉，如果以鋅、稀硫酸和氧化銅為原料制取單質銅，可有兩種設計方案；請你按照上面的設計格式，完成以下設計方案，方案一：Zn稀H2SO4方案二：CuO=在以上兩個設計方案中，你認為方案操作更合理，更簡便，【考查要求】本題考查實驗設計與評價的能力，同時考查對金屬與酸、與鹽溶液發生反應的關系。初中理化難題新題精講精練【思路點撥】由于設計實驗方案的基本要求是：根據實驗目的，確定實驗方案，根據化學反應選擇合適的試劑，然后確定；實驗儀器和裝置，并由此確定操作步驟．因此，根據本題現有鋅、硫酸和氧化銅，可考慮：方案一為：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；H2+CuO加熱Cu+H2O．方案二為：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu.【答案】方案一：Zn稀H2SO4H2CuO加熱Cu.方案二：CuO稀H2SO4CuSO4ZnCu.因方案一中的第二步需加熱，故方案二的操作更合理、簡便些。【誤區警示】在完成設計方案時，學生易錯在方案二，因不知氧化銅如何變為銅，原因是對金屬氧化物與物質發生反應的規律未掌握的緣故．在評價哪種方案更簡便時，易錯選方案一，原因是忽略了H2還原CuO時需加熱，這樣既耗能源，操作也不簡便．【例2】實驗室里有一瓶標簽殘缺的鹽酸，請你來探究．(1)怎樣立即確定它是不是濃鹽酸？有人猜測是，有人記得好像不是，大家各抒己見，你認為，應該用下列中方法（填選編號）立即確認．A.討論B.調查C.實驗D.上網具體做法是________________________________________________________________________。(2)粗略測定該鹽酸每毫升溶液中含溶質HC1的質量．同學們依據酸和堿中和反應的原理，設計了一種可行的實驗方案，其操作步驟如下：第1步，在小燒杯中加入10g5%的NaOH溶液；第2步，向上述燒杯中滴人2滴酚酞試液；第3步，向10mL的量筒里注入該鹽酸至一定刻度；第4步，用膠頭滴管吸取量筒中的鹽酸，逐滴滴入上述燒杯中，，一直滴到溶液由紅色剛剛變成無色為止；第5步，記錄實驗數據；第6步，計算，確定每毫升鹽酸中含溶質HCl的質量，請根據以上實驗過程，回答下面問題：①本實驗為什么要用指示劑（酚酞）?答：____________________________________________________________________。②第3步中向量筒注入鹽酸，量筒中液面的位置如圖320所示，A與B，B與C刻度均相差1mL，如果刻度A為8，量筒中鹽酸的體積是mL。③第4步要用到玻璃棒，它是做用，目的是。停止滴人鹽酸后，膠頭滴管中殘留的鹽酸應。④第5步要記錄的實驗數據是。(3)測定每毫升該鹽酸中含溶質HCl的質量，原理和方法還有多種，為此大家繼續進行探究．有人提出用KOH等堿類試劑代替上述NaOH與鹽酸進行中和反應，測定耗去鹽酸的體積，通過計算確定鹽酸中HCl的含量，這和上述實驗屬同一種方法．你能寫出三種其他可行的方法嗎？若能，請寫在下面（用文字表述）：方法一：。方法二：。方法三：。(4)請你在上述三種方法中，選一種，并寫出按此法實驗所需要的玻璃儀器．我選的是方法，所需要的玻璃儀器是。【考查要求】本題考查實驗的設計．【思路點撥】本題為實驗設計類結論開放性試題．設計實驗測定鹽酸中HCl的質量分數，其方法的選擇可以從測定鹽酸中H+的含量和CI的含量分別考慮，也可以從控制鹽酸的量或反應所選試劑的量分析．從鹽酸中H+的性質分析．具備酸的通性，可選擇活潑金屬(如Zn，Mg)、金屬氧化物（如CuO，Fe2O3）、堿（如NaOH）、碳酸鹽（如Na2CO3）．鹽酸中CI的性質可選擇AgNO3溶液，【答案】(1)C打開瓶塞，若有白霧冒出來是濃鹽酸，否則不是濃鹽酸；(2)①為了指示NaOH與HCl什么時候恰好完全中和②③攪拌使反應物混合均勻，充分反應全部滴回量筒中④量筒中剩下鹽酸的體積（答“中和用去的鹽酸體積”也可以）；(3)方法一：用一定質量鋅粒（或鐵、鎂等活潑金屬）與鹽酸反應，測量用去鹽酸的體積方法二：用一定質量碳酸鈣（或其他碳酸鹽、酸式碳酸鹽）與鹽酸反應，測量用去鹽酸的體積方法三：用一定質量CuO(或其他不溶性堿性氧化物)與鹽酸反應，測量用去鹽酸的體積方法四：用一定體積鹽酸與足量AgNO3溶液反應，測量生成AgCl沉淀的質量方法五：用一定體積鹽酸與足量Zn粒（或Fe，Mg…）反應，用排水法測量生成H2的體積方法六：用一定體積鹽酸與足量Zn粒（或CaCO3）反應，用稱量方法測量生成氣體的質量方法七：用一定體積鹽酸與足量Zn(或NaOH，Na2CO3，CaCO3，CuO等)反應，將過濾后溶液蒸發稱重，測量生成物（NaCl，ZnCl2，CaCl2，CuCl2等）的質量方法八：用比重計測鹽酸密度，查閱鹽酸密度與濃度對照表；(4)方法一：燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒方法二：燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒方法三：燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒方法四：燒杯、量筒、膠頭滴管、玻璃棒、漏斗方法五：試管（或燒瓶）、量筒、集氣瓶（或水槽）方法六：試管（或燒瓶）、量筒、集氣瓶方法七：燒杯、量筒、漏斗、酒精燈、玻璃棒方法八：燒杯【方法導析】實驗設計與評價是開放性試題，開放的知識點多．(1)設計探究反應的條件（如燃燒的條件，鐵生銹的條件等），(2)設計實驗探究物質的性質，(3)設計實驗測定物質的組成、含量，(4)對實驗裝置進行改進、設計、評價，這一類試題要求設計思路開闊，解題時要掌握好設計、評價的原則，本題中應從鹽酸中所含離子(H+，Cl)去分析、選擇試劑．【例3】比較分析：在化學課上，老師取一定量的氫氧化鈉溶液，向其中通人適量的CO2，為探究二者是否發生了化學反應，經過討論，同學們提出以下三種實驗方案．方案一：向所得溶液中滴加無色酚酞試液，觀察現象，得出結論．方案二：向所得溶液中滴加稀鹽酸，觀察現象，得出結論．方案三：向所得溶液中滴加硝酸鋇溶液，觀察現象，得出結論．請分析上述三個實驗方案是否可行，可行與不可行均說明理由（填入下表）方案是否可行說明理由一二三【考查要求】本題主要考查實驗設計與分析，同時也考查NaOH，Na2CO3的化學性質。【思路點撥】根據實驗方案和實驗現象的分析可知：方案一不行．因為NaOH與CO2的生成物為純堿Na2CO3(2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)它也能使無色酚酞變紅。方案二可行．因為生成的Na2CO3可與稀HCl反應放出CO2氣體而有氣泡冒出：Na2CO2+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。方案三可行，因為生成BaCO3沉淀，實驗現象明顯：Na2CO3+Ba(NO3)2=BaCO3↓+2NaNO3。答案見以上分析。【答案】略【誤區警示】Na2CO3溶液顯堿性，同樣能使酚酞試液變紅．總結實驗設計與評價通常考慮的角度有：化學原理是否合理，裝置是否正確，操作是否正確及經濟、環保、資源的利用，廢物的回收等．課堂練習1．在裝潢、裝飾和書寫對聯時，常用到一種“金粉”．已知這種“金粉”是由兩種金屬形成的合金粉末，三位同學做了如下實驗：甲同學：取少量“金粉”放入燃燒匙中，用酒精燈加熱，發現“金粉”變黑，立即將燃燒匙伸入盛有H2的集氣瓶中，黑色粉末又恢復金黃色．乙同學：取少量“金粉”放人試管中，加入足量稀鹽酸，有氣體產生，始終有紅色固體不能溶解．丙同學：通過定量實驗測得一些數據，再計算出“金粉”中與稀鹽酸反應的金屬的相對原子質量為65.4．綜合分析上述實驗結果回答下列問題：①寫出與實驗現象財應的化學反應方程式，并判斷反應類型，甲同學的實驗中金粉變黑：，()反應；乙同學的實驗中產生氣體：，()反應．②假設“金粉”是純的黃金，在甲、乙兩同學的實驗中應觀察到：甲；乙．③在乙同學的實驗中，若把稀鹽酸換為AgNO3溶液，可能發生反應的化學方程式

為，④丙同學的實驗中，至少應該測量的一組數據是．（填寫下列選項的字母標號）A．“金粉”的質量B．“金粉”溶于鹽酸后剩余固體的質量C．反應放出氣體的質量D．反應放出氣體的體積和密度2．李洋同學在實驗室用木炭和氧化銅兩種黑色粉末在高溫下反應制取單質銅，反應的化學方程式為：

C+2CuO高溫2Cu+CO2↑，他聯想到單質碳的一些化學性質，認為在該實驗中還可能會有CO產生．[查閱資料]CO氣體能使濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色．[實驗驗證]（實驗裝置如圖322所示）(1)當點燃A處酒精燈數分鐘后，發現試管中的黑色固體物質變紅，該紅色物質是。(2)裝置B中發生的實驗現象是，該反應的化學方程式是；(3)C裝置中濕潤的黃色氯化鈀試紙變藍色，說明有氣體生成，證明李洋同學的判斷是正確的．[實驗反思](4)李洋同學對CO產生的原因進行了分析：①原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發生反應產生CO；②原因二：C+2CuO高溫2Cu+CO2↑中的一種產物和反應物木炭又發生了新的化學反應，產生了CO；③原因三：……請你從原因一、原因二中選擇其一，用化學方程式表示存在此原因的化學反應原理：。(5)在設計裝置時還要考慮環保因素，因此要在裝置C處添加裝置．3．某化學興趣小組的同學在學習了純堿(Na2CO3)的性質后，聯想到家中蒸制饅頭時常用的物質小蘇打(NaHCO3)，于是采用市售的外蘇打樣品進行了如下實驗探究．實驗一：探究碳酸氫鈉的化學性質：(1)取樣品溶于適量的水中，測得溶液的pH大于7．(2)向小蘇打樣品中滴加鹽酸，有大量氣泡產生，經檢驗該氣體是二氧化碳．該反應的化學方程式

為。(3)向小蘇打的溶液中加入澄清石灰水，生成了白色沉淀．(4)同學們通過查閱資料，在老師的指導下采用了如圖324所示裝置對小蘇打和純堿做了對比實驗．實驗中B中試管內沾有無水硫酸銅粉末的棉花球變成藍色，a燒杯中石灰水無明顯現象，b燒杯中石灰水中出現了白色渾濁，試回答：①在實驗結束時，操作上要注意的問題是：。②由實驗(4)可以得出的結論是。③請歸納出小蘇打的化學性質：（至少三點）。實驗二：測定小蘇打樣品中NaHCO3的質量分數：市售的小蘇打樣品NaHCO3的質量分數的標注為95%，該興趣小組對此產生了疑問，于是又進行了下面的實驗（假設小蘇打樣品中的雜質可溶解于水，并對實驗測定無影響）．測定過程：取10g固體樣品加適量水完全溶解后，加入足量澄清石灰水，反應的化學方程式

為Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O，過濾得到沉淀(CaCO3)，干燥后稱量質量為10g．經計算得到NaHCO3的質量為8.4g，低于標注，利用本題中的信息，請你設計出新的測定方案（簡述實驗方法和分析、推理過程）：。4．某化學興趣小組按以下步驟探究某一溫度下氯化鈉飽和溶液的酸堿度．[猜想或假設]溶液的pH可能為（請將你的假設填入空格中）：①pH<7，②，③．[設計和實驗]要測定該溶液的酸堿度，除有正確的操作步驟外，不能采用下列物質中的（填序號）來進行實驗．同學們進行了如下實驗：甲同學：取pH試紙放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化鈉溶液沾在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，測得pH=7．乙同學：取pH試紙放在玻璃片上，先用蒸餾水將pH試紙潤濕，然后用玻璃棒蘸取氯化鈉溶液沾在pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，測得pH=7.丙同學：將pH試紙直接浸入氯化鈉溶液中，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，測得pH=7．[評價]三位同學中，操作規范的是同學．指出其余同學操作上的錯誤：。[結論和分析]丙同學得出：“凡是鹽溶液的pH都等于7”，你認為該結論是否正確？，如不正確請舉一例說明（如正確，此空不用填）．________________。課后作業1．氨氣是一種重要的化工原料，在工農業生產中有廣泛的應用。某興趣小組的同學為了探究氨氣的某些性質，進行以下實驗。如圖中從左到右依次是實驗步驟及相應的現象。請根據圖中所示的信息，歸納出有關氨氣的性質：(1)物理性質①；②。(2)化學性質氨氣與水反應后所得氨水顯性。2．劉麗同學在某食品包裝袋內取出一小袋干燥劑，上面寫著“干燥劑，主要成分為生石灰”。她將這袋干燥劑全部倒人一定量水中，充分攪拌后過濾，得到白色沉淀和濾液。(1)劉麗同學測定了濾液的酸堿度，你認為結果可能是。(2)劉麗同學又對白色沉淀的組成提出了以下假設：假設1是CaO和CaCO3的混合物；假設2是Ca(OH)2和CaCO3的混合物；假設3只有CaCO3；假設4只有Ca(OH)2。其中假設不合理。(3)為了判斷其他幾種假設的合理性，劉麗同學繼續進行實驗：①取少量沉淀放在試管中，加入稀鹽酸，出現氣泡，該反應的化學方程式為：，由此可否定假設。②為了得到最后結論，她再取少量沉淀放在另一支試管中，加少量水振蕩、靜最后，滴入酚酞試液，顯紅色，說明只有假設合理。3．某課外小組的同學們從工廠加工車間收集到一些混有少量小鐵片的細小銅片。(1)為了除去混含物中的鐵，同學們提出了三套設計方案：方案一：用磁鐵進行分離。該方法屬于（填“物理”或“化學”）方法。方案二：用稀硫酸。該方法還可以用來制取____氣。方案三：用硫酸銅溶液。該方法涉及到反應的化學方程式為，該反應屬于反應基本類型。(2)上述第套方案操作最簡便。(3)在實際操作中，同學們發現方案三不能在短時間內將鐵除凈，請回答其中的原因。。4．某市中考化學實驗操作考試有四個考題：①粗鹽提純②酸的化學性質③二氧化碳的制取、收集和驗滿④氧氣的制取、收集和驗滿。考試的方法是由考生抽簽確定考題，小凱同學抽簽后被監考老師引導至準備了下列儀器和藥品的實驗臺前：請回答：(1)指出上圖中儀器a的名稱：；(2)由實驗臺上提供的儀器和藥品，你認為小凱抽到的是第個考題；(3)以下是小凱完成該實驗主要操作過程的示意圖。按評分標準，每項操作正確得1分，滿分5分，實驗完畢后小凱得了3分。請找出他失分的操作并說明原因：(4)僅用上述儀器（藥品另選），也能完成另一種常見氣體的實驗室制取，化學方程式為：；5．用如圖所示裝置，加熱堿式碳酸銅[Cu2(OH)2CO3]固體，除生成黑色粉末氧化銅外，還有CO2和水蒸氣生成；加熱氧化汞生成氧氣與汞蒸汽，汞蒸汽有毒，易與硫粉反應，生成紅色硫化汞晶體。請選擇下列實驗裝置（沒有提供的儀器不必寫出），對上述實驗作補充或改進，回答有關問題：(1)若要驗證堿式碳酸銅分解產生的CO2和水蒸氣，應將生成的混合氣體先通過（填編號）裝置，現象是；再通過（填編號）裝置，現象是；反之會有何影響？。(2)當將氣體通入裝置A進行驗證時，氣流應從口通入。(3)若用上述右圖所示裝置，在加熱條件下，用氫氣還原黑色粉末氧化銅，可觀察到的現象

是、，化學方程式為。(4)若要驗證氧化汞分解產生的O2，應將生成的氣體先通過（填編號）裝置，目的

是，再用帶火星的木條檢驗氧氣。二、簡答題6．CO2是初中化學重點研究的氣體之一。某化學興趣小組設計了如下實驗來探究CO2的制取和性質：(1)該興趣小組用干燥管、燒杯、銅網等設計裝配了一個在實驗室中制取二氧化碳氣體的裝置，如圖(1)所示。在干燥管內的銅網上應盛放；若將銅網換成鐵網，可能產生的后果是，其原因是（用化學方程式表示）。(2)該興趣小組同學將制得的CO2分別通人澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中，他們觀察到前者變渾濁，后者無明顯現象。CO2和NaOH是否發生了化學反應？①小明設計了甲、乙兩個實驗來驗證CO2與NaOH發生了化學反應，如圖(2)所示。實驗現象為：甲——軟塑料瓶變癟，乙——“瓶吞雞蛋”。小虎同學認為上述實驗是可行的。其共同原理是。小雯同學提出質疑，她認為上述實驗還不足以說明CO2和NaOH發生了反應。其理由是。小明同學針對小雯的質疑又補充了一個對照實驗，這個實驗是。②小虎向甲實驗后變癟塑料瓶的溶液中加入，觀察到現象，從而證明CO2與NaOH已經發生了反應。7．小亮在做“鹽酸中和氫氧化鈉溶液”的實驗時，滴加鹽酸前忘了加入指示劑，導致無法判斷該中和反應進行的程度。于是他對所得溶液的酸堿性進行探究。【探究目的】探究所得溶液的酸堿性【提出猜想】所得溶液可能呈堿性，也可能呈性，還可能呈性。【實驗驗證】實驗操作實驗現象結論用試管取該溶液l2mL，滴入12滴無色酚酞試液，振蕩無色酚酞試液變溶液呈堿性無色酚酞試液不變色溶液呈【分析與思考】(1)為避免堿性溶液污染環境，小亮對所得溶液進行了如下處理：向溶液中逐滴加入溶液，直到不再產生沉淀為止。然后過濾，把濾液倒入蒸發皿中加熱，得到氯化鈉晶體，該過程涉及的化學方程式

為。(2)若無色酚酞試液不變色，為了進一步確定溶液的酸堿性，小亮提出了以下方案：方案一：取樣，加入碳酸鈉溶液，若觀察到，則所取溶液呈酸性；若無明顯現象，則呈中性。方案二：取樣，加入金屬鋅，若有氣泡產生，則所取溶液呈酸性，該反應的化學方程式為；若無明顯現象，則呈中性。8．同學們在學習堿的化學性質時，進行了如圖所示的實驗。(1)寫出甲實驗中鹽酸和氫氧化鈉反應的化學方程式。(2)乙實驗中滴加氫氧化鈉溶液后，可觀察到的現象是。(3)丙實驗中觀察到試管內有白色沉淀產生。(4)實驗結束后，同學們將甲、乙、丙三個實驗的廢液倒入同一個干凈的廢液缸中，最終看到廢液渾濁并呈紅色，產生疑問。【提出問題】廢液中含有哪些物質？【交流討論】①一定含有的物質：碳酸鈣、指示劑、水和（寫物質名稱）。②還含有能使廢液呈堿性的物質。能使廢液呈堿性的物質是什么？同學們有如下猜想。小云認為：只有碳酸鈉小紅認為：只有氫氧化鈣小林認為：是氫氧化鈉和碳酸鈉你認為還可能是__________。（寫一種猜想）【實驗設計】小方想用氯化鈣溶液來驗證小云、小紅、小林的猜想。查閱資料獲悉氯化鈣溶液呈中性，并設計如下實驗。請你將小方的實驗設計補充完整。實驗內容預計現象預計結論取少量廢液缸中上層清液于試管中，加入過量氯化鈣溶液，靜置。①有白色沉淀，溶液呈紅色。的猜想正確。②的猜想正確。③的猜想正確。【實驗反思】在分析化學反應后所得物質的成分時，除了考慮生成物外還需考慮。課堂練習答案1．①2Cu+O2加熱2CuO化合Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑置換；②不變黑，無氣泡，不反應；③Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2[注意：因為稀鹽酸為過量，所以AgNO3也過量]；④BD[一定的金粉反應后剩余的物質質量，及生成H2的量（其中酸要過量）]2．(1)Cu；