2018年中考化学专题突破(六) 实验设计与评价

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专题突破(六) ┃ 实验设计与评价 例3 【2017· 无锡】为验证“加热碳酸氢铵”所发生的变化，
两同学分别用图Z6－2中甲、乙所示装置进行实验，发现两实 验中碳酸氢铵固体均消失，乙实验中还观察到无水硫酸铜变 蓝、浸有酚酞溶液的棉球变红、澄清石灰水变浑浊。
图Z6－2
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专题突破(六) ┃ 实验设计与评价
资料：无水硫酸铜呈白色，遇水后呈蓝色。 下列说法错误的是( B ) A．甲实验不如乙实验环保 B．只根据甲实验“固体消失”这一现象，可验证碳酸氢铵发 生了分解 C．乙实验有利于学生分析“固体消失”的原因 △ D ．只根据乙实验的现象，可验证 NH4HCO3 NH3↑＋ CO2↑＋H2O
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实验设计与评价
专题突破(六) ┃ 实验设计与评价
专 题 解 读
1．实验的设计 (1)概念理解：根据提出的问题或猜想与假设的问题，进行 实验设计，从而对所提问题的正确性进行验证。 (2)基本要求：①科学性：实验原理、方法和操作过程必须 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、装置安全可靠。③安全性：避免带有危险性的操 验纯 作，如使用可燃性气体之前要________ ，进行有毒气体的实 验时应在通风橱中进行，并注意对尾气的处理等，以防止造 成环境污染和人身伤害。 (3)一般思路：①明确目的原理，弄清题目要求。②选择合 适的仪器药品。③设计装置步骤：仪器组装顺序一般为气体 的制取、除杂、干燥、主体装置、实验产物的验证与尾气的 处理。④记录现象和数据，要全面、及时、准确。⑤分析得 出实验结论。
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专题突破(六) ┃ 实验设计与评价
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(4)常用方法：①对比实验设计。②控制变量法实验设计：控 制变量法需设置对照组和实验组，两组只有一个条件不相同。 控制变量法在实验数据的表格上的反映为某两次实验只有一 个条件不相同，若两次实验结果不同，则与该条件有关，否 则无关。 2．实验的评价 (1)概念理解：指用批判的思想对题中所设计的实验方案、实 验步骤、实验装置等进行否定或指出不合理的地方，使其达 到最优化。 (2)评价角度：①化学原理是否正确、可行。②实验操作步骤 是否简单、科学，现象是否明显。③是否符合经济原则。④ 推理过程是否严密。⑤是否节能环保等。⑥结论是否正确或 是否与实验目的一致。
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专题突破(六) ┃ 实验设计与评价 [解析] (1)该同学的猜想不严谨，因为碳和氧化铜在高温的条 件下反应，生成的气体中可能既有二氧化碳，又有一氧化碳， 且一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊。(2)设计实验时，要先 验证二氧化碳的存在，后验证一氧化碳的存在，方案是：先 将气体通入澄清石灰水中，若澄清石灰水变浑浊，证明气体 中有二氧化碳，再将气体通入氢氧化钠溶液中，把二氧化碳 气体完全吸收，最后将气体通入到灼热的氧化铜中，若观察 到黑色固体变为红色，证明气体中含有一氧化碳。(3)实验中 可能产生一氧化碳，一氧化碳与澄清石灰水不反应，且一氧 化碳有毒，排放到空气中会造成空气污染，所以，图示装置 的缺陷是没有进行尾气处理。(4)反应结束时，应先将导管从 澄清石灰水中移出，再停止加热，否则试管①中的液体会倒 吸入刚停止加热的热试管中，使试管炸裂。(5)实验后试管① 中的二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙，碳酸钙不溶于 水，但能与稀盐酸反应生成易溶于水的氯化钙，所以，可以 先加稀盐酸进行清洗，再用水冲洗。
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典 例 分 析
类型1 实验方案的设计 例1 【2017· 长沙】某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条 件下生成的气体产物的成分，提出如下猜想： A．可能是二氧化碳； B．可能是一氧化碳。 并设计如图Z6－1所示装置进行实验， 预期的实验现象及结论如下： Ⅰ.若澄清石灰水变浑浊，则气体为二 氧化碳； Ⅱ.若澄清石灰水不变浑浊，则气体为 图Z6－1 一氧化碳。 (1)该同学的猜想是否严谨，请你说明 理由：， _____________________________________________ 。 不严谨 气体产物可能是CO和CO 的混合物
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类型2 实验方案的反思评价 例2 【2016· 山西】百校一下列实验方法不能达到实验目的的 是( D )
选项 实验目的 实验方法 用燃着的木条分别检验电解 水产生的气体
A
B C D
验证水的组成
鉴别生石灰和熟石灰
加水后用手触摸试管外壁 检测某土壤样品的酸 用pH试纸测定土壤与水混 合后的上层清液的pH 碱性 比较Fe、Cu、Ag的金 将铁片分别放入CuSO4溶液 和AgNO3溶液中 属活动性顺序
2
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(2)设计一个实验，验证(1)中你的理由。请简述你的实验方 案： 先将混合气体通入澄清石灰水，再通入足量NaOH溶液， _____________________________________________________ 最后通入到灼热的氧化铜中，观察现象，若澄清石灰水变 _____________________________________________________ 浑浊，玻璃管中固体变红，则猜想正确 _____________________________________________ 。 (3)该实验装置存在的缺陷是 没有尾气处理装置 _________________________________________ 。 (4)反应结束时，停止实验的操作步骤是 先将导管移出水面，再熄灭酒精 __________________________________________________ 。 (5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体 生成物，清洗试管①的方法是 向试管①中加入足量稀盐酸清洗 ___________________________________________________ 。