初三化学化学实验专题复习——实验设计

化学实验专题复习——实验设计
化学实验设计具有试题思维量大、综合性强、题目提供的信息和情景新且陌生度高、设计的问题不固定等特点，能较好地反映同学们对化学基本知识和技能的掌握情况，能激发同学们的创新意识并提高思维能力。

处理实验设计是一般思路是：根据题中提出的实验目的，设计实验方案，选择合适的药品，选择实验装置，记录实验现象，分析实验结果，最后得出正确结论。

一、对教材实验进一步深化的实验设计
此类题目往往是课本上探究实验的变形，这就要求我们深刻理解教材上的实验。

在处理这类题目时，充分联系教材内容、基本理论（特别是质量守恒定律）和一些常见物质的检验等，进行实验设计。

例1（2020年·咸阳）某同学在一段旧的铜导线上发现一些绿色物质，查阅相关资料知道是铜绿，主要成分是碱式碳酸铜()[]322CO OH Cu 。

铜在什么样的条件下容易生锈？拟下列实验进行探究。

【提示问题】铜在什么条件下容易生锈？
【假设猜想】根据铜绿的化学式，猜想铜生锈可能是铜与氧气、_________和_________共同作用的结果。

【设计方案】
【问题讨论】（1）实验较长时间后，发现_________（填编号）试管中光亮的铜丝最先生锈。

（2）B 试管中光亮的铜丝不生锈，是因为它只与_________、_________接触，要使其生锈，还应加入_________。

（3）C 中NaOH 的作用是_________，从而使铜丝只与_________、_________同时接触。

（4）上述实验还不够完整，要得出正确结论，还需要再补充一个实验（用文字叙述或用图表均可）
________________________________________________________________________。

分析：本题是对铁生锈探究实验的进一步深化。

我们根据质量守恒定律中化学反应前后元素的种类不变，很容易想到铜生锈可能是铜与氧气、水和二氧化碳共同作用的结果；我们在探究此问题时，应对其中的条件逐个进行隔绝加以实验，B 中铜丝不生锈是因为它没有与水接触；C 中铜丝不生锈，是因为铜丝没有与二氧化碳接触；很显然该题中没有对隔绝氧气这一条件进行探究。

答案：（1）A （2）氧气 二氧化碳 水（3）除去空气中的二氧化碳 水
氧气（4）在盛有蒸馏水的试管中放入光亮的铜丝，通入二氧化碳并塞紧橡皮塞（其他答案合理均可）
二、联系新信息进行的实验设计
此类题目往往借助新信息或新情景对实验进行考查。

在处理这类题目时，一定要充分理解所给材料中的新信息、新知识，结合已有经验对实验进行设计。

例2（2020年·宁波）某校地处工业园区附近，空气中经常弥漫着刺激性气味，这引起了同学们的思考……
【提出问题】这种有刺激性气味的气体可能是2SO ，该气体可能来自学校附近的工厂。

【实地调查】工业园区内有一家使用含硫燃料的化工厂。

【查阅资料】①2SO 能被碘（2I ）氧气：HI 2SO H O H 2I SO 42222+=++；②碘液能使淀粉变蓝。

【设计实验】①在一定质量分数的碘液中加入适量的淀粉糊，得到蓝色的测试液；②甲、乙、丙三组同学用三支相同的m L 100注射器，各抽取mL 5测试液，然后到校园的操场中进行实验（每次抽取mL 80空气，抽气后，用橡皮塞堵住注射器口，充分振荡，再打开橡皮塞排出余气，然后进行第二次抽气，如此反复，直至测试液变为无色，记录抽气的总次数）。

【实验分析】①在实验中，每次抽取的空气要进行充分振荡的目的是______________ ________________。

②三组同学都到同一地点进行实验的好处在于____________________ ____________________。

【反思交流】同学们的行动得到了老师的肯定，为进一步确定2SO 的来源，同学们又开始了新的探究。

你认为三组同学的下一步操作是如何进行的？____________________ ______________________________。

【实验结论】污染校园空气的气体是2SO 。

进一步探究表明，该污染源主要来自校园附近的化工厂。

分析：本题通过对新信息的分析知道了二氧化硫的性质。

该实验通过二氧化硫与碘反应，使蓝色的测试液由蓝色变为无色，从而测定二氧化硫的含量。

当然在实验的过程中，充分振荡是为了使二氧化硫与碘液充分反应。

答案：【实验分析】①使空气中的2SO 与碘液充分反应②减少实验误差
【反思交流】在离化工厂不同距离处进行多次测量，并分析2SO 含量与距离的关系，来确认2SO 的来源。

三、物质含量的探究
这类问题往往将计算和实验有机地结合起来进行考查。

这就要求我们对常见物质的性质掌握得较牢固，并能熟练地进行基本的化学计算。

例3（2020年·济南）由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。

某化学研究小组的同学欲对某种塑料袋的组成进行分析探究（资料显示该塑料只含C 、H 两种元素），他们设计了如下图所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中燃烧，观察实验现象，分析有关数据，推算元素含量。

（1）仪器A 中所发生反应的化学方程式为：______________________________。

（2）仪器B 的作用是__________________________________________________。

（3）仪器E 中的现象是__________________________________________________。

（4）若仪器C 的玻璃管中放入的塑料试样质量为wg ，塑料试样充分燃烧后，若仪器D 增重ag ，则wg 该塑料试样中含氢元素的质量为__________g （计算结果可用分数形式表示）。

（5）若装置中没有连接仪器B ，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果__________（填“偏小”、“偏大”或“无影响”）。

分析：本题通过燃烧法测定了塑料碎屑中元素的含量。

根据质量守恒定律可知反应前后元素质量不变，我们通过测定水和二氧化碳的质量，可计算出碎塑料屑中氢元素和碳元素的质量。

因此我们需要准确测量碎塑料屑燃烧后生成的水和二氧化碳的质量，这就要求把燃烧前混有的水蒸气和二氧化碳除去，因此仪器B 的作用是除去混在氧气中的水蒸气。

仪器D 增重，即为碎塑料屑燃烧生成的水的质量。

若没有仪器B ，那么测得水的质量偏大，氢元素的质量分数也就偏大。

答案：（1）↑+2222
2O O 2H MnO O H 2（2）吸收水蒸气（3）澄清石灰水变浑浊 （4）
9a （5）偏大。