九年级化学中考第二轮复习—实验设计与评价人教实验版

九年级化学中考第二轮复习—实验设计与评价人教实验版
【本讲教育信息】
一、教学内容
中考复习——化学实验设计与评价
二、考点清单
能根据提供的药品、仪器依据实验原理、实验目的设计一些简单的实验方案，明确科学探究的要素。

会对实验方案进行评价
三、全面突破：——实验方案的设计与评价
实验设计与评价是中考的热点题型。

侧重于考查同学们是否理解基本的实验原理，是否掌握基本的实验操作技能。

（一）实验方案的设计
（1）一个比较完整的化学实验设计方案，一般包括以下几个内容：
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。

（2）对于给出实验目的，要求设计实验方案的题一般可以按以下思维程序进行：错误!根据实验目的，确定实验原理（或假设）；②根据实验原理（或假设），选择需要的仪器和药品（或实验装置图）；③写出实验操作步骤及注意事项；④记录实验现象，分析实验结果，得出正确结论。

（3）实验设计要科学合理，安全可靠，操作简便、现象明显、结论可信、绿色环保。

（二）实验方案的评价
（1）对于给出的实验方案设计，要求评价方案的合理性，推断实验中的现象和分析．归纳出结论（或规律）的题，可结合有关的化学知识和实验技能，从实验的原理、实验仪器和药品、实验操作和注意事项等方面考虑方案的合理性，描述实验现象，得出实验的结论。

（2）对实验方案的评价要全方位综合评价。

如看方案是否科学合理、具有严密性，操作是否安全简单易行；是否节约试剂、成本，保证产品质量；是否有利于保护环境等。

此外解题时要仔细审题，针对题意，运用评价的各个标准逐步逐项进行全面的分析评价。

【典型例题】
例1：某化学兴趣小组，为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活泼性顺序，设计了如图所示的四种实验方案。

其中不能达到目的的是（）
【解析】本题主要考查金属和酸、金属和盐溶液反应及金属活动性顺序的相关知识。

本
题要求找出不能达到目的的选项。

选项A：铁和硫酸铜能反应，说明铁比铜活泼；银不能与硫酸铜反应，说明银不如铜活泼，所以，证明了Fe、Cu、Ag的活泼性依次减弱。

选项B：铜、银和硫酸亚铁都不反应，只能说明铜和银都不如铁活泼，但铜和银的活泼性不能确定。

所以不能达到目的。

选项C：铁和盐酸能反应而铜不能，说明铁比铜活泼；铜能置换出银，说明铜比银活泼，从而证明了Fe、Cu、Ag的活泼性依次减弱。

选项D：铁能和硫酸铜反应置换出铜，说明铁比铜活泼；铜能和硝酸银反应置换出银，说明铜比银活泼，从而证明了Fe、Cu、Ag的活泼性依次减弱。

所以正确选项为B。

【答案】B
例2：用实验证明一包黑色粉末是由氧化铜和炭粉混合而成的。

甲乙两位同学设计的实验方案如下：
甲：黑色粉末观察现象
乙：黑色粉末观察现象
试回答：
（1）甲方案中证明有氧化铜的实验依据是
证明有炭粉的实验依据是。

（2）乙方案中证明有氧化铜的实验依据是
证明有炭粉的实验依据是。

（3）以上两个方案中，你认为哪个方案更好理由是什么
【解析】“实验证明”题的一般步骤为：操作现象——结论，甲、乙两同学的依据是各自观察到的现象。

（1）甲方案中根据CuO2HC=CuC2H2O，溶液颜色变为蓝色（有时为蓝绿色或绿色），说明CuO的存在，而炭粉仍以黑色粉末状态存在；乙方案根据
2CuOC 高温
2CuCO2↑，黑色粉末变成红色证明有Cu生成，由此证明CuO的存在，结合
CO2Ca（OH）2＝CaCO3↓H2O，证明了炭粉的存在。

相比之下，很明显甲方案操作简便，不需加热，所以更好。

【答案】（1）溶液变蓝色（有时为蓝绿色或绿色），试管中仍有黑色不溶物（2）试管中出现红色固体，石灰水变浑浊（3）甲方案更好．操作简便，不需要加热。

例3：下面是某同学的三个实验方案和结论，试评价这些方案和结论是否合理，并对不合
实验目的实验方法与现象实验结论方案与结论
是否正确
改进意见
①证明KMnO4不是KCO3制O2的催化剂a 加热KCO3制O2速
度慢
b 加热KCO3和
KMnO4混合物制O2速
度快
KMnO4是KCO3
制O2的催化剂
②证明盐酸中发生HC=HC－
所以溶液才有酸性a 水中通入HC气体
后滴入石蕊试液变红
b HC气体通入干燥的
石蕊试纸不变色
盐酸中发生HC=
HC－溶液呈酸性
【解析】对题给的三个实验方案和结论进行评价时，主要考虑①理论上是否正确；②方案是否可行、完整；③根据方案和实验现象能否得出结论。

实验一方案结论都不正确。

根据催化剂的定义，要证明高锰酸钾是否是催化剂，就必须设计将其单独加热后，检验它在反应前后性质和质量是否改变。

实验二结论虽然正确，但其方案并不完整，根据实验目的，必须在HC气体和水均不能使石蕊变红的前提下，证明HC的水溶液——盐酸使石蕊变红，才能说明盐酸具有酸性。

因此，方案中应补加关于证明水不能使石蕊试液变红的实验。

实验三方案虽正确，但结论只说了一般情况，没有将特例金属钠与硫酸铜溶液反应，不能置换出铜的实验事实归纳进去。

【答案】①方案、结论都不正确；单独加热KMnO4，并检验反应后的产物性质及反应前后的质量，结论为KMnO4不是KCO3制O2的催化剂。

②方案不正确，结论正确；方案中补充做一个水不能使石蕊变红的实验。

③方案正确，结论不完整；结论中补充：最活泼的金属如K、Ca、Na除外。

例4：处理胶片的废液中含有大量Ag＋、Zn2＋、Fe2＋，某下岗职工想从上述废液中回收银，请你帮他设计一个实验方案，用最简单的方法和尽可能少的步骤从该废液中回收银。

【解析】本题渗透了“废物利用”观点，考查学生运用所学知识，设计实验来解决实际问题的能力。

解题的关键是选择置换Ag＋的金属。

从反应原理看，要把Ag＋变成金属银回收，可用活泼金属来置换，选择何种活泼金属去置换Ag＋，供选择的金属较多，但要考虑到价廉和易分离，就不能选择Cu，因为Cu和Ag难以分离；选择锌理论上可以，但锌可以置换Fe2＋，使置换出来的银中混有铁，选择铁最合适，加入铁粉，不能置换Zn2＋，只置换Ag＋，过量的铁粉和生成的银粉滤渣，可用酸处理，得到银粉。

【答案】实验方案如下：
（1）在废液中加入过量铁粉，搅拌使其充分反应；
（2）过滤；
（3）向滤渣中加入稀硫酸，搅拌；
（4）充分反应后过滤，用蒸馏水冲洗滤渣，将滤渣烘干。

例5：铁暴露在空气中会生锈。

不知你注意了没有，将苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，也好像是生了“锈”一样。

某化学活动小组对此进行了探究。

【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关
【猜想与假设】
猜想①：可能与空气没有关系，只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。

猜想②：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”；
猜想③：可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”；
猜想④：可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”；
猜想⑤：可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”，并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。

【收集证据】
（一）查阅有关资料：已知苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的一种物质发生反应，生成咖啡色的物质。

（二）实验探究：针对上面的猜想①至猜想⑤，化学活动小组依次设计了实验方案，进行了实验验证，并依次观察到下列实验现象。

请你将他们设计的可行的实验探究方案，填写在下表中
【得出结论】。

【反思与评价】（1）在②—⑤四种猜想中，你认为猜想（填代号）最不合理，理由是。

（2）在验证猜想①时，同学们发现，如果水不与空气隔绝，果肉放在水中时间长了也会变色，其可能的原因是。

【应用】根据上述结论，要防止果汁变质，果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是。

【解析】本题从铁生锈的条件联想到对苹果“生锈”的条件的探究，“苹果生锈”其实是苹果肉中含有的物质（酚和酶）与空气中的某种物质作用而生成咖啡色的物质，因此解答本题应该从试题所给信息入手，将苹果肉分别置于各个猜想所处的环境中进行实验探究，同时还要对果肉接触到的各物质的物理、化学性质进行分析，找出正确答案。

【答案】【收集证据】
【得出结论】是果肉中的成分与氧气作用的结果，“生锈”的速度与温度有关，温度越高，果肉变色速度越快。

【反思与评价】
（1）③氮气化学性质很稳定，通常不与其它物质反应。

（2）水中溶解了氧气
【应用】将水果在隔绝空气的条件下加工，采用真空包装并低温保存。

例6：某校化学兴趣小组的同学为探究裹在皮蛋壳外固体的成分，他们从资料和网上查找到腌制皮蛋的原料和方法，发现多是将灰料（一般含生石灰、纯碱、草木灰、食盐等）用水调成糊状，敷于蛋上，密封保存。

下面请你参与他们的讨论并协助完成相关实验。

（1）向烧杯中加入研碎的皮蛋壳外的固体，再加入适量的水，搅拌、静置。

观察到烧杯底部有白色固体，该白色固体中可能含有_____________。

（2）为分析上述烧杯内的溶液中可能含有哪些物质，同学们继续进行探究。

①甲同学从烧杯中取出少量溶液，加入稀盐酸，观察到有无色气体产生，说明溶液中含有____________________。

②乙同学从烧杯中取出少量溶液，向其中滴加酚酞试液，溶液变红色，于是认为使溶液呈碱性的就是NaOH等碱类物质，你认为乙同学的看法是否正确__________，理由是___________________。

为确证溶液中含有NaOH等碱类物质，请你设计一个简单的实验方案________________________________________________________。

【解析】这是一道探究性实验题，由灰料的成分可以看出，生石灰溶于水后会生成微溶物Ca（OH）2，而溶解的Ca（OH）2可与纯碱（Na2CO3），草木灰（主要成分K2CO3）反应生成难溶的CaCO3沉淀；碳酸盐能与盐酸反应冒气泡；Na2CO3和NaOH的水溶液都显碱性，因此在检验NaOH时，应先除掉Na2CO3，以免干扰。

【答案】（1）CaCO3和Ca（OH）2；（2）①碳酸盐；②不正确Na2CO3的水溶液也显碱性向溶液中滴加CaC2溶液至不再产生沉淀，过滤后向滤液中滴加酚酞试液，溶液变红色，证明溶液中含有NaOH等碱类物质。

例7：某校课外活动小组在做NaOH溶液与酚酞作用的实验时，发现当酚酞滴入所配制的氢氧化钠溶液中时，溶液最终不显红色。

⑴一同学猜测可能是由于氢氧化钠溶液在空气中久置而转化为碳酸钠的原因，请问你是否同意他的猜想并说出理由：
⑵再请你将你的各种猜想及实验方案填写在下表中（至少两种）
⑶在洗涤做过上述实验的试管时，某同学发现加入少量的酸后，试管内的溶液变成了红色。

请你猜想出现这种现象的可能原因，并设计实验验证你的猜想，要求写出实验方法、现象和结论。

猜想：。

实验方案方法、现象和结论：。

【解析】碳酸钠溶液显碱性，可使酚酞变红，因此那位同学的猜想是错误的。

因为在该实验中酚酞遇氢氧化钠溶液最终不变红，可通过分析实验过程中药品是否有错、仪器是否有问题、操作有没有错误、以及是否有其他反应发生等来进行猜想。

而在第⑶题中原溶液加酸后变红的现象表明：药品没有取错、试管没问题，说明少量酸与部分碱反应，相当于将原NaOH溶液稀释，说明氢氧化钠溶液浓度太大而使酚酞褪色。

【答案】⑴这位同学的猜想不正确，因为碳酸钠溶液显碱性，也使酚酞变红。

⑶可能是NaOH溶液太浓取原NaOH溶液滴加酚酞，再滴入少量的稀硫酸试液变红，
再加少量NaOH固体，红色褪去，再加稀硫酸又变红。

例8：刘丽同学在某食品包装内取出一小袋干燥剂，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”。

她将这袋干燥剂全部倒入一定量水中，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和滤液。

（1）刘丽同学测定了滤液的酸碱度，你认为结果可能是_________________________。

（2）刘丽同学又对白色沉淀的组成提出了以下假设：
假设1：是CaO和CaCO3的混合物
假设2：是Ca（OH）2和CaCO3的混合物
假设3：只有CaCO3
假设4：只有Ca（OH）2
其中假设____不合理。

（3）为了判断其他几种假设的合理性，刘丽同学继续进行实验：
①取少量沉淀放在试管中，加入稀盐酸，出现气泡。

由此可否定假设____。

②为了得到最后结论，她再取少量沉淀放在另一支试管中，加入少量水振荡、静置后，滴入酚酞溶液，显红色，说明只有假设____合理。

【解析】（1）生石灰是氧化钙的俗名，能与水发生反应：CaOH2O====Ca（OH）2，所以生石灰可作食品的干燥剂。

但Ca（OH）2可以进一步和二氧化碳发生反应：CO2Ca（OH）2====CaCO3↓H2O，因此刘丽同学拿出的这袋干燥剂可能的组成以及滤
所以若滤液是澄清的石灰水，则滤液的H＞7；若滤液是水，则滤液的H=7。

（2）由（1）分析可知，假设1是不成立的。

因为CaO能与水反应。

（3）①沉淀放入稀盐酸中有气泡，说明沉淀中一定含有碳酸钙，否定了假设4。

因为氢氧化钙和稀盐酸反应没有气体生成。

②沉淀放入水中所得溶液加入酚酞溶液后变红，说明溶液显碱性，沉淀中含有氢氧化钙。

否定了假设3，证明假设2是成立的。

【答案】（1）H＞7或H=7 （2）1 （3）①4，②2。

四、本讲小结：
中考的命题走向常趋向于：给出正确的实验方案描述实验现象，归纳出实验结论；给出实验目的，要求设计实验方案；给出实验方案，评价方案的合理性、实验现象或结论的正确性，并改进实验方案等。

五、应考锦囊：
1、落实重要知识点，为实验探究打下坚实基础
2、加强训练规范的实验用语，灵活的表述方式，提高对实验探究的表达能力。

3、（1）会设计实验方案。

（2）会对实验方案进行评价。

（3）熟练的运用化学实验的设计与评价解决一些生产、生活、实践应用问题。

*实验设计与评价的原则：
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 推断完整严密。

六、超前思维：（化学计算）
【模拟试题】（答题时间：45分钟）
1 某化学兴趣小组为了验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如下的四种方案，你认为不可行的是（）
A Fe CuSO4溶液Ag
B Cu Ag FeSO4溶液
C Fe Cu 稀HC AgNO3溶液
D Cu FeSO4溶液AgNO3溶液
2 要想除去食盐中的纯碱，小明同学设计了两套方案：
A 固体混合物（加过量盐酸）→溶液（蒸发）→固体；
B 固体混合物（加过量硫酸）→溶液（蒸发）→固体
你认为合理的方案是____________，另一方案不合理的理由是_________
3 有两包黑色粉末，分别是铁粉（通常情况下呈黑色）和木炭粉，请你设计多种实验方案
步骤现象和结论方案一
方案二
方案三
方案四
4 同学们欲通过实验探究铝、铁和铜的金属活动性。

大家预先约定：只用一支试管，只取一次盐酸，完成实验探究并得出结论。

甲同学选用铜丝、铁丝、铝丝和盐酸四种物质，并设计了如下实验探究方案。

实验步骤观察到的现象
①向盛有少量盐酸的试管中插入铁丝，充分反应。

有_______________________
②向①中所得溶液中插入_____________。

无明显现象
③向②中所得溶液中插入_____________，充分反应。

反应后溶液呈无色
结论：金属活动性A＞Fe＞Cu。

实验①中反应的化学方程式为____________________________________________，将铝丝插入溶液前应打磨光亮，其原因是_______________________________________________。

（2）乙同学认为甲同学只要再补充一个实验，还能得出活动性A＞Fe＞H＞Cu的结论，乙同学要补充的实验是____________________________________________。

（3）丙同学认为不必补做实验，只需将甲同学方案中插入金属的顺序稍做调整即可得出活动性A＞Fe＞H＞Cu的结论，丙同学插入金属的顺序是____________________。

5 某校化学兴趣小组的同学在阅读资料时发现，18世纪末，法国科学家拉瓦锡曾经做了这样—个实验：让水蒸气通过一根烧红的枪管，生成了一种气体。

同学们对这个实验很感兴趣：难道红热的铁能与水蒸气反应生成的气体又是什么带着这些疑问，他们设计了如图所示的装置进行探究。

（1）已知试管内湿棉花不参加化学反应，它的作用是；
（2）若干燥从a导管出来的气体，应从（选填“b”或“c”）端管口通入；
（3）对化学变化过程中生成的气体同学们有以下猜想：
猜想一：生成的气体可能是氢气
猜想二：生成的气体可能是。

（4）请你对猜想二进行探究：
操作方法现象结论
6 某化学兴趣小组的同学在学习了纯碱（Na2CO3）的性质后，联想到家中蒸制馒头时常用的物质小苏打（NaHCO3），于是采用市售的小苏打样品进行了如下实验探究。

实验一：探究碳酸氢钠的化学性质
（1）取样品溶于适量的水中，测得溶液的H大于7。

（2）向小苏打样品中滴加盐酸，有大量气泡产生，经检验该气体是二氧化碳。

该反应的化学方程式为。

（3）向小苏打的溶液中加入澄清石灰水，生成了白色沉淀。

（4）同学们通过查阅资料，在老师的指导下采用了下图所示装置对小苏打和纯碱做了对比实验。

实验中小试管内沾有无水硫酸铜粉末的棉花球变成蓝色，a烧杯中石灰水无明显现象，b烧杯中石灰水出现白色浑浊。

试回答：
①在实验结束时，操作上要注意的问题是：
②由实验（4）可以得出的结论是。

请归纳出小苏打的化学性质（至少三点）。

7 小明同学在进行中和反应时，向烧杯内的澄清石灰水中滴加稀盐酸，一会儿后，才发现忘记滴加指示剂，因此，无法确定盐酸和氢氧化钙是否恰好完全反应。

为了证明这两种物质是否恰好反应，小明从烧杯中取出少量反应后的溶液于一支试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液，振荡，观察到酚酞溶液不变色，于是他得出两种物质已恰好中和的结论。

（1）你认为他的结论是否正确___________，理由_____________________________。

（2）写出该中和反应的化学方程式___________________________________________。

（3）请你补充设计一个实验，探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全反应，并填写下表。

实验方法可能观察到的现象实验结论
【试题答案】
1 B
2 A 引入了新杂质
3 【解析】设计方案时可分别从铁粉和木炭粉的物理性质和化学性质考虑。

【答案】方案一：磁铁吸附；被吸起的是铁粉，另一种是木炭粉
方案二：取少量于试管中，分别加入稀盐酸；有气泡产生的是铁粉，无现象的是木炭粉 方案三：两支盛有硫酸铜溶液的试管中分别放入少量两种粉末；有红色固体析出的是铁粉，无红色固体析出的是木炭粉
方案四：各取少量两种粉末，用火点燃粉末；能被点燃的是木炭粉，另一包是铁粉 4 （1）气泡产生（一段时间后，溶液逐渐变为浅绿色）
铜丝 铝丝 Fe2HC ＝FeC 2H 2↑
去除铝丝表面的致密的氧化铝薄膜
（2）向盛有少量盐酸的试管中插入铜丝
（3）铜丝、铁丝、铝丝
5 【解析】要探究假设是否成立，就要围绕假设设计实验，要注意实验原理的科学性、严密性。

本题的关键点在第三问和第四问，即猜想、实验验证。

化学反应产物的假设的提出一定要依据质量守恒，确保所提假设有其存在的理论上的可能性，否则假设犯错误也无意义。

而设计实验验证假设，则要根据假设中所提出来的观点，从正反两方面进行佐证，以证明其正确或错误，一般情况下，对于物质的证明，往往从物质典型性质入手，设计实验加以验证。

6 【解析】本题只要认真阅读实验探究的过程和实验现象，并通过对现象的分析，即可得出小苏打的化学性质。

【答案】（2）NaHCO 3＋HC =NaCCO 2↑＋H 2O
（4）①应先将导管从烧杯中取出，再熄灭酒精灯
②碳酸氢钠受热会分解，碳酸钠受热不分解（或碳酸钠比碳酸氢钠稳定）
碳酸氢钠的水溶液呈碱性，能使酸碱指示剂变色；它可与酸反应；它可以与碱反应，它受热能分解。

（任选三个性质）
7 【解析】酚酞溶液只在碱性溶液中变红，所以酚酞溶液不变色时，溶液有可能显中性，也有可能显酸性。

因为本实验中酚酞溶液没有变色，所以溶液肯定不显碱性，即2)OH (Ca 一定被完全反应，因此，补充实验只要确定反应后的溶液中是否含有盐酸，即能确定2)OH (Ca 和盐酸是否恰好完全反应。

但选择试剂时要注意，不仅要选择能和盐酸反应的，而且还要在和盐酸反应时有明显的现象，通过有无相应的现象，来确定盐酸存在与否。

【答案】（1）不正确；如果盐酸过量，滴入酚酞溶液也不会变色。

（2）Ca （OH ）22HC====CaC 22H 2O。