中考化学 专题31 实验设计与评价复习课件（含11真题和12预测试题）
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专题31 实验设计与评价
题型特点
解题技巧
中考典例精析
专题训练
化学实验方案的设计及评价试题，涉及中学化学多方面知识，多为 填充题，包括：(1)实验方案的评价；(2)实验装置的设计；(3)实验步骤 的完善；(4)实验过程的设问；(5)实验数据的分析处理；(6)实验的整体 设计；(7)跨学科的综合实验；(8)实验方案设计的研究性学习等主流试题 类型。这类试题运用化学实验知识和技能设计实验方案，重在培养或考查 把已有知识和技能运用于新情景的能力。
A：称取一定质量的样品加入足―搅量―拌 的→稀盐酸过滤、洗涤、干燥、称量所 得固体质量
B：称取一定质量的样品加入足量―搅的―拌硫→酸铜溶液过滤、洗涤、干燥、称 量所得固体质量
(3)两种方案，你认为不能达到目的的是______(填“A”或“B”)， 理由是_______________________________________________。
【答案】(1)试管 水槽 (2)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③ (3)检查装置的气密性 (4)除去CO2 中的HCl (5)氢氧化钠溶液 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O (6)排水法 用拇指堵住试管口，取出试管， 将带火星的木条伸入试管，木条复燃，证明收集到的气体是氧气 (7)不 能 在B、C装置之间添加一个除水装置
这类题型一般是实验目的、实验仪器与药品、实验原理、仪器组装 的“四缺一”，即题目给出其他几个方面的已知或线索，而在某一方面设 问，因此审题和分析时应紧扣这几个方面思考，捕捉题意。解决具体问题 时注意各种常见的思考角度，遵循：科学性、可行性、安全性三个基本原 则。
(2011·武汉)探究活动一：在室温条件下进行如下图所示 实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相 同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
[实验结论]该氢氧化钠溶液__部__分___ (填“部分”或“全部”)变质。 [反思与评价](1)氢氧化钠溶液暴露置于空气中容易变质，请写出相 关反应的化学方程式：___C_O__2_＋__2_N_a_O__H_=_=_=__N_a_2_C_O__3_＋__H_2_O___。 (2)在上述[实验探究2]中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶 液，你认为该方案___不__可__行____ (填“可行”或“不可行”)。 [理解与应用]氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密 封保存的药品还有很多，试另举一例： 浓__盐__酸__(_或__浓__硫__酸__或__澄__清__石__灰__水__等__合__理__答__案__均__可__)。
在不同温度下可以其他方式分解产生更多氧气；④升高温度K2MnO4 和MnO2相互反应产生氧气(合理假设均可)。(4)(5)验证假设2，需将锰酸 钾分离开，分离锰酸钾的操作有溶解、过滤、蒸发、干燥；验证时，首先 取干燥后固体于试管中充分加热，然后将带火星的木条插入其中，若带火 星的木条复燃，则假设2成立，反之不成立。
化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现 有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
[提出问题1]该氢氧化钠溶液是否变质了呢？ [实验探究1]
实验操作
实验现象 实验结论
取少量该溶液于试管中，向 溶液中滴加稀盐酸，并不断 振荡。
有气泡冒 出。
氢氧化钠溶液一定变 质了。
[提出问题2]该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？ [猜想与假设] 猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。 猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。 [查阅资料](1)氯化钙溶液呈中性。 (2)氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应： CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl [实验探究2]
5．(14分)(2011 ·广东) 学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的 知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了以下 探究。
【猜想】 Ⅰ.CuO不是催化剂、也不参加反应，反应前后质量和化学 性质不变；
Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后 ________________________________________________。 【实验】 用托盘天平称量0.2 g CuO，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于 试管中，进行如下实验：
实验设计与评价 (训练时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(每小题4分，共8分) 1. (2011 ·芜湖) 科学探究的一个重要环节是“猜想”，猜想是依 据已有知识、经验，对提出的问题进行合理的假设。下列对“影响食物腐 败快慢的因素”的猜想不合理的是( ) A．温度高低 B．氧气含量 C．食物多少 D．食物的种类 【解析】影响食物腐败快慢的因素与温度高低、氧气含量和食物的种 类有关，与食物的多少无关。 【答案】C
(3)提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产 生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设。
假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气 假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气 假设3：二氧化锰和锰酸钾都可以受热分解产生氧气 假设4：_______________________________(只填一种) (4)设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计 了如下实验流程验证假设2。请在下面流程方框中的相应位置填写各步骤 实验操作名称；
(1)写出有标号仪器的名称：a________，b________。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式是 ________________________________，装置A可选用下面提供的________ (填序号)装置。
(3)连接好实验装置后，应先______________，再装入药品。 (4)装置B中盛放的饱和NaHCO3溶液的作用是___________________。 (5)为了吸收未反应的CO2，装置D中盛放的试剂应该是________，反 应的化学方程式为：_________________________。 (6)装置E中收集气体的方法是________；为了验证收集到的气体是氧 气，仪器a中收集满气体后接下来的实验操作是_ _____________________________________。 (7)通过以上实验能否确定收集到的O2是由Na2O2与CO2反应生成的？ ________(填“能”或“不能”)。若能，请简述理由；若不能，请提出你 对实验的改进意见：_______________。
(1)该实验的目的是______、______。两支长颈漏斗中产生的现象的
不同之处是______。
(2)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生 的H2质量______(填“多”、“少”或“相等”)。
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的
质量分数，现有如下A、B两组实验方案。
【解析】本题综合考查对实验的探究能力及分析解决问题的能力。实 验室中制取二氧化碳不需加热，②装置中长颈漏斗伸入容器中太短而导气 管伸入容器中太长，因此不选用①②中装置而选③装置，连接好装置后， 应先检验装置的气密性，后装入药品；B装置中的碳酸氢钠溶液是为了除 去二氧化碳中混有的氯化氢杂质；但由B装置导出的气体中会含有水蒸气 ，由于过氧化钠与二氧化碳、水等物质都能够发生化学反应产生氧气，因 此不能确定收集到的氧气是否由过氧化钠与二氧化碳反应产生的；为防止 制得的氧气中混有未反应的二氧化碳，因此D装置中盛有石灰水或氢氧化 钠溶液，用以除去二氧化碳。
2．(2010中考变式题) 正确的操作能保证实验顺利进行。下列实验 操作正确的是( )
A．配制稀硫酸时，将水沿量筒壁慢慢注入浓硫酸中，并不断搅拌 B．测定溶液的pH，先用水润湿pH试纸，然后将试纸插入待测液中 C．为了达到节约药品的目的，将实验后剩余的药品放回原瓶 D．有腐蚀性的药品不能直接放在天平的托盘上称重 【解析】为避免有腐蚀性的药品腐蚀天平托盘，因此药品不能直接 放在天平的托盘上进行称重，可在天平的左右两个托盘上各放一张相同的 纸片，像氢氧化钠等易潮解的药品可放在小烧杯或表面皿等玻璃器皿中称 量。 【答案】D
【答案】(1)2KMnO4==Δ===K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO3=M=nΔ=O==22KCl ＋3O2↑ (3)MnO2 也可以催化 K2MnO4 受热分解产生 O2(其他合理也可) (4)溶解 过滤 蒸发 取部分干燥后的固体于试管中充分加热，将带火星的 木条(或燃烧的木条)插入试管中(其他合理答案也可) (5)带火星的木条复燃 (或木条燃烧更旺) 带火星的木条没有复燃(木条没有燃烧更旺)
反应的问题，抓住酸相等，金属过量，就不难判断产生H2质量相等了 ；第三问应从反应的彻底性来考虑，金属与酸的反应比与盐要彻底，因为 析出的铜会覆盖在未反应的铁表面阻止反应的进一步进行；第四问中因为 加热过程中会使铜部分氧化导致质量增加，算出铁的质量分数就偏小了。
【答案】(1)比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度；比较相同时间内 镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少。甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置 中的高 (2)相等 (3)B 铁未被完全除尽 (4)偏小
实验操作
实验现象
实验结论
(1)取少量该溶液于试
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
管中，向溶液中滴加过 有__(_白__色__)_沉__淀____ 说明原溶液中一定有碳
量的氯化钙溶液，并不 生成。
酸钠。
断振荡。
(2)取步骤(1)试管中的 少量上层清液，滴加酚 溶液变红色。 酞溶液。
说明原溶液中一定有氢 __氧__化__钠__(或__N__a_O_H__)__。
4．(18分)(2010中考变式题) 呼吸面具中常用的供氧剂是过氧化钠( 化学式为Na2O2)，它与人呼出的CO2能反应产生氧气，反应的化学方程式为 2Na2O2＋2CO2=== Na2CO3＋ O2。过氧化钠还能与盐酸、水等物质发生反应 产生氧气。为了验证Na2O2能和CO2反应产生氧气，某化学兴趣小组的同学 设计了如下图所示的实验。
二、填空题 3．(14分)(2011 ·桂林) 实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实 验。小元同学称取7.9 g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580 mL(标准状况)。 (1)请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式： _________________________________________________。 (2)意外发现：根据化学方程式计算，7.9 g高锰酸钾完全分解，反应 生成氧气560 mL(标准状况)。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气 体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现高锰酸钾 溶液呈墨绿色。
请简要叙述步骤5的操作______________ ____________________________________________________。 (5)得出结论：若观察到__________________________，则假设2成立 ；若观察到__________________，则2不成立。 【解析】(3)假设要围绕MnO2、KMnO4或K2MnO4 进行，如①MnO2可催化 K2MnO4 受热分解产生O2；②K2MnO4 可催化MnO2受热分解产生O2；③KMnO4
(4)在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致 测定的铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法 判断”) 。
【解析】第一问中的实验目的可以从装置、药品来分析，甲乙装置相 同，而药品不同(酸相同，金属不同)，所以可得出实验的目的之一是比较 不同金属与酸反应的快慢，又根据装置中红墨水在长颈漏斗中形成倒吸的 特点可以分析出另一个目的是比较相同时间内不同金属与酸反应放热的不 同，现象的不同就可以从红墨水倒吸来分析了；第二问是考察金属与酸
题型特点
解题技巧
中考典例精析
专题训练
化学实验方案的设计及评价试题，涉及中学化学多方面知识，多为 填充题，包括：(1)实验方案的评价；(2)实验装置的设计；(3)实验步骤 的完善；(4)实验过程的设问；(5)实验数据的分析处理；(6)实验的整体 设计；(7)跨学科的综合实验；(8)实验方案设计的研究性学习等主流试题 类型。这类试题运用化学实验知识和技能设计实验方案，重在培养或考查 把已有知识和技能运用于新情景的能力。
A：称取一定质量的样品加入足―搅量―拌 的→稀盐酸过滤、洗涤、干燥、称量所 得固体质量
B：称取一定质量的样品加入足量―搅的―拌硫→酸铜溶液过滤、洗涤、干燥、称 量所得固体质量
(3)两种方案，你认为不能达到目的的是______(填“A”或“B”)， 理由是_______________________________________________。
【答案】(1)试管 水槽 (2)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ ③ (3)检查装置的气密性 (4)除去CO2 中的HCl (5)氢氧化钠溶液 2NaOH＋CO2===Na2CO3＋H2O (6)排水法 用拇指堵住试管口，取出试管， 将带火星的木条伸入试管，木条复燃，证明收集到的气体是氧气 (7)不 能 在B、C装置之间添加一个除水装置
这类题型一般是实验目的、实验仪器与药品、实验原理、仪器组装 的“四缺一”，即题目给出其他几个方面的已知或线索，而在某一方面设 问，因此审题和分析时应紧扣这几个方面思考，捕捉题意。解决具体问题 时注意各种常见的思考角度，遵循：科学性、可行性、安全性三个基本原 则。
(2011·武汉)探究活动一：在室温条件下进行如下图所示 实验。已知：试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相 同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
[实验结论]该氢氧化钠溶液__部__分___ (填“部分”或“全部”)变质。 [反思与评价](1)氢氧化钠溶液暴露置于空气中容易变质，请写出相 关反应的化学方程式：___C_O__2_＋__2_N_a_O__H_=_=_=__N_a_2_C_O__3_＋__H_2_O___。 (2)在上述[实验探究2]中，小明提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶 液，你认为该方案___不__可__行____ (填“可行”或“不可行”)。 [理解与应用]氢氧化钠溶液容易变质，必须密封保存。实验室必须密 封保存的药品还有很多，试另举一例： 浓__盐__酸__(_或__浓__硫__酸__或__澄__清__石__灰__水__等__合__理__答__案__均__可__)。
在不同温度下可以其他方式分解产生更多氧气；④升高温度K2MnO4 和MnO2相互反应产生氧气(合理假设均可)。(4)(5)验证假设2，需将锰酸 钾分离开，分离锰酸钾的操作有溶解、过滤、蒸发、干燥；验证时，首先 取干燥后固体于试管中充分加热，然后将带火星的木条插入其中，若带火 星的木条复燃，则假设2成立，反之不成立。
化学课后，化学兴趣小组的同学在整理实验桌时，发现 有一瓶氢氧化钠溶液没有塞橡皮塞，征得老师同意后，开展了以下探究：
[提出问题1]该氢氧化钠溶液是否变质了呢？ [实验探究1]
实验操作
实验现象 实验结论
取少量该溶液于试管中，向 溶液中滴加稀盐酸，并不断 振荡。
有气泡冒 出。
氢氧化钠溶液一定变 质了。
[提出问题2]该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质呢？ [猜想与假设] 猜想1：氢氧化钠溶液部分变质。 猜想2：氢氧化钠溶液全部变质。 [查阅资料](1)氯化钙溶液呈中性。 (2)氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应： CaCl2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaCl [实验探究2]
5．(14分)(2011 ·广东) 学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的 知识后，某同学想：CuO能否起到类似MnO2的催化作用呢？于是进行了以下 探究。
【猜想】 Ⅰ.CuO不是催化剂、也不参加反应，反应前后质量和化学 性质不变；
Ⅱ.CuO参与反应产生O2，反应前后质量和化学性质发生了改变； Ⅲ.CuO是反应的催化剂，反应前后 ________________________________________________。 【实验】 用托盘天平称量0.2 g CuO，取5 mL 5%的过氧化氢溶液于 试管中，进行如下实验：
实验设计与评价 (训练时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(每小题4分，共8分) 1. (2011 ·芜湖) 科学探究的一个重要环节是“猜想”，猜想是依 据已有知识、经验，对提出的问题进行合理的假设。下列对“影响食物腐 败快慢的因素”的猜想不合理的是( ) A．温度高低 B．氧气含量 C．食物多少 D．食物的种类 【解析】影响食物腐败快慢的因素与温度高低、氧气含量和食物的种 类有关，与食物的多少无关。 【答案】C
(3)提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产 生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设。
假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气 假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气 假设3：二氧化锰和锰酸钾都可以受热分解产生氧气 假设4：_______________________________(只填一种) (4)设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计 了如下实验流程验证假设2。请在下面流程方框中的相应位置填写各步骤 实验操作名称；
(1)写出有标号仪器的名称：a________，b________。
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取CO2的化学方程式是 ________________________________，装置A可选用下面提供的________ (填序号)装置。
(3)连接好实验装置后，应先______________，再装入药品。 (4)装置B中盛放的饱和NaHCO3溶液的作用是___________________。 (5)为了吸收未反应的CO2，装置D中盛放的试剂应该是________，反 应的化学方程式为：_________________________。 (6)装置E中收集气体的方法是________；为了验证收集到的气体是氧 气，仪器a中收集满气体后接下来的实验操作是_ _____________________________________。 (7)通过以上实验能否确定收集到的O2是由Na2O2与CO2反应生成的？ ________(填“能”或“不能”)。若能，请简述理由；若不能，请提出你 对实验的改进意见：_______________。
(1)该实验的目的是______、______。两支长颈漏斗中产生的现象的
不同之处是______。
(2)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生 的H2质量______(填“多”、“少”或“相等”)。
探究活动二：为除去铜屑中混有的少量铁屑，并测定该混合物中铁的
质量分数，现有如下A、B两组实验方案。
【解析】本题综合考查对实验的探究能力及分析解决问题的能力。实 验室中制取二氧化碳不需加热，②装置中长颈漏斗伸入容器中太短而导气 管伸入容器中太长，因此不选用①②中装置而选③装置，连接好装置后， 应先检验装置的气密性，后装入药品；B装置中的碳酸氢钠溶液是为了除 去二氧化碳中混有的氯化氢杂质；但由B装置导出的气体中会含有水蒸气 ，由于过氧化钠与二氧化碳、水等物质都能够发生化学反应产生氧气，因 此不能确定收集到的氧气是否由过氧化钠与二氧化碳反应产生的；为防止 制得的氧气中混有未反应的二氧化碳，因此D装置中盛有石灰水或氢氧化 钠溶液，用以除去二氧化碳。
2．(2010中考变式题) 正确的操作能保证实验顺利进行。下列实验 操作正确的是( )
A．配制稀硫酸时，将水沿量筒壁慢慢注入浓硫酸中，并不断搅拌 B．测定溶液的pH，先用水润湿pH试纸，然后将试纸插入待测液中 C．为了达到节约药品的目的，将实验后剩余的药品放回原瓶 D．有腐蚀性的药品不能直接放在天平的托盘上称重 【解析】为避免有腐蚀性的药品腐蚀天平托盘，因此药品不能直接 放在天平的托盘上进行称重，可在天平的左右两个托盘上各放一张相同的 纸片，像氢氧化钠等易潮解的药品可放在小烧杯或表面皿等玻璃器皿中称 量。 【答案】D
【答案】(1)2KMnO4==Δ===K2MnO4＋MnO2＋O2↑ 2KClO3=M=nΔ=O==22KCl ＋3O2↑ (3)MnO2 也可以催化 K2MnO4 受热分解产生 O2(其他合理也可) (4)溶解 过滤 蒸发 取部分干燥后的固体于试管中充分加热，将带火星的 木条(或燃烧的木条)插入试管中(其他合理答案也可) (5)带火星的木条复燃 (或木条燃烧更旺) 带火星的木条没有复燃(木条没有燃烧更旺)
反应的问题，抓住酸相等，金属过量，就不难判断产生H2质量相等了 ；第三问应从反应的彻底性来考虑，金属与酸的反应比与盐要彻底，因为 析出的铜会覆盖在未反应的铁表面阻止反应的进一步进行；第四问中因为 加热过程中会使铜部分氧化导致质量增加，算出铁的质量分数就偏小了。
【答案】(1)比较镁、铁与稀盐酸反应的剧烈程度；比较相同时间内 镁、铁与稀盐酸反应放出热量的多少。甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置 中的高 (2)相等 (3)B 铁未被完全除尽 (4)偏小
实验操作
实验现象
实验结论
(1)取少量该溶液于试
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
管中，向溶液中滴加过 有__(_白__色__)_沉__淀____ 说明原溶液中一定有碳
量的氯化钙溶液，并不 生成。
酸钠。
断振荡。
(2)取步骤(1)试管中的 少量上层清液，滴加酚 溶液变红色。 酞溶液。
说明原溶液中一定有氢 __氧__化__钠__(或__N__a_O_H__)__。
4．(18分)(2010中考变式题) 呼吸面具中常用的供氧剂是过氧化钠( 化学式为Na2O2)，它与人呼出的CO2能反应产生氧气，反应的化学方程式为 2Na2O2＋2CO2=== Na2CO3＋ O2。过氧化钠还能与盐酸、水等物质发生反应 产生氧气。为了验证Na2O2能和CO2反应产生氧气，某化学兴趣小组的同学 设计了如下图所示的实验。
二、填空题 3．(14分)(2011 ·桂林) 实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实 验。小元同学称取7.9 g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580 mL(标准状况)。 (1)请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式： _________________________________________________。 (2)意外发现：根据化学方程式计算，7.9 g高锰酸钾完全分解，反应 生成氧气560 mL(标准状况)。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气 体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现高锰酸钾 溶液呈墨绿色。
请简要叙述步骤5的操作______________ ____________________________________________________。 (5)得出结论：若观察到__________________________，则假设2成立 ；若观察到__________________，则2不成立。 【解析】(3)假设要围绕MnO2、KMnO4或K2MnO4 进行，如①MnO2可催化 K2MnO4 受热分解产生O2；②K2MnO4 可催化MnO2受热分解产生O2；③KMnO4
(4)在你所选取的方案中，若采用加热烘干的方式干燥滤渣，会导致 测定的铁的质量分数______(填“偏大”、“偏小”、“不变”或“无法 判断”) 。
【解析】第一问中的实验目的可以从装置、药品来分析，甲乙装置相 同，而药品不同(酸相同，金属不同)，所以可得出实验的目的之一是比较 不同金属与酸反应的快慢，又根据装置中红墨水在长颈漏斗中形成倒吸的 特点可以分析出另一个目的是比较相同时间内不同金属与酸反应放热的不 同，现象的不同就可以从红墨水倒吸来分析了；第二问是考察金属与酸