中考化学 实验方案的设计与评价

实验方案的设计与评价
仍将以理化综合题的形式，采取实验拼图的形式(也叫实验拼，即物理实验和化学实验拼在一起)考查对实验的设计及综合评价能力。

实验方案的设计
1．实验设计的基本要求：
(1)科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。

(2)安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触。

(3)可行性：设计的实验方案要切实可行，所选药品、仪器、装置经济可靠。

(4)简约性：实验设计应简单易行。

装置简单，实验操作简便，实验现象明显。

2．解题思路和方法：
(1)明确目的原理：明确实验的目的原理，弄清题目所给的新信息。

(2)选择仪器药品：选择合理的化学仪器和药品。

(3)设计装置步骤：设计出合理的实验装置和实验操作步骤。

(4)记录现象数据：全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。

(5)分析得出结论：根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。

实验方案的评价
这类试题的出现，使化学实验命题中批判思想得到更新和升华。

对实验方案的评价一般从以下角度进行：1．可行性：
(1)实验原理是否正确、可行；
(2)实验操作是否安全、合理；
(3)实验步骤是否简单、科学；
(4)实验现象是否明显；
(5)实验结果是否与实验目的一致等。

2．“绿色化学”：
(1)原料是否易得、安全、无毒；
(2)反应速率是否适中；
(3)原料利用率以及生成物质的产率是否较高；
(4)合成过程中是否会造成环境污染。

命题点1实验方案的设计
(2014·河北)如图所示实验设计不能达到目的的是()
A.鉴别碳酸钠和氢氧化钠溶液
B.除去氢气中的氯化氢气体
C.测定空气中的氧气含量
D.验证化学反应前后质量守恒
思路点拨：碳酸钠和氢氧化钠溶液均显碱性，均能使酚酞溶液变红色；氯化氢气体能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，氢气不能，可使用氢氧化钠溶液除去氢气中的氯化氢气体，且进气管与出气管的方向符合“长进短出”，B项实验设计能达到实验目的；红磷能够在空气中燃烧，生成固体五氧化二磷，因此用红磷可以测定空气中氧气的含量；红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，且该反应在密闭容器内进行，能直接用于验证质量守恒定律。

1．(2015·石家庄二模)下列对如图所示实验的分析中正确的是()
A．图甲中，用木炭代替红磷同样可以测定出空气中氧气的体积分数
B．图乙中，实验生成氢气和氧气可以说明水由氢分子和氧分子构成
C．图丙中，将受力物(塑料板)转一个角度，是为探究二力平衡时，二力大小是否相等
D．图丁中，调换磁铁N、S极位置，是为探究通电导体在磁场中受力方向是否与磁场方向有关
2．(2015·荆门)下列设计的实验方案中(括号中为方法或试剂)，你认为可行的是()
A．验证铁、铜、银的金属活动性顺序(硫酸亚铁溶液、硝酸铜溶液、银丝)
B．鉴别固体：氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵(水)
C．除去二氧化碳中混有的少量一氧化碳(点燃)
D．分离氧化钙中混有的碳酸钙粉末(加水溶解，过滤)
命题点2实验方案的评价
(2014·泰安)化学兴趣小组的同学利用废铜制取硫酸铜，设计
了如下两个方案：
方案一：Cu ――→O 2
△CuO ――→稀硫酸
△
CuSO 4 方案二：Cu ――→浓硫酸
△
CuSO 4[Cu ＋2H 2SO 4(浓)=====△
CuSO 4＋SO 2↑＋2H 2O] 比较上述两个方案，你认为方案一的优点是( )
①节约能源 ②不产生污染大气的二氧化硫 ③提高硫酸的利用率 ④提高铜的利用率 A ．②③ B ．①②③ C ．①③④ D ．①②③④
思路点拨：评价实验方案要从反应的可操作性、生成物的性质、环保节能等方面分析。

第一个方案中铜和氧气加热生成氧化铜，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水，因此反应过程中没有污染物，且原料的利用率高；第二个方案中放出的有毒气体二氧化硫会造成对空气的污染，因此，从保护环境的角度来看，方案二不合理。

对实验方案的评价一般从反应原理的正确性，操作方法的可行性、简便性、安全性，推理过程的科学性、严谨性，对环境的影响，经济、节能等几个方面进行。

解题时要认真审题，思考问题要全面。

3．从反应原理和产物纯度两个角度考虑，下列制取Fe2(SO4)3溶液的方案中最佳的是() A．过量的Fe粉与稀硫酸反应，过滤
B．过量的Fe2O3与稀硫酸反应，过滤
C．过量的稀硫酸与Fe2O3反应
D．过量的Fe粉与CuSO4溶液反应，过滤
4．(2015·株洲)下列实验操作和分析都正确的是()
第18讲实验方案的设计与评价
一、选择题
1．(2015·连云港)下列实验中利用提供的方案不能达到目的的是()
2.
3.(2015·石家庄42
4.(2015·乐山)根据生活经验和所学知识判断，下列课外实验不能成功的是() A．用pH试纸检验酸牛奶是否变质
B．用肥皂水鉴别硬水和软水
C．用食醋除去暖水瓶中的水垢
D．用紫甘蓝和酒精溶液制酸碱指示剂
5．(2014·东营)用下列实验装置进行相应的实验，达不到实验目的的是()
A．用图1所示装置除去CO2中含有的少量HCl气体
B．用图2所示装置加热蒸发NaCl饱和溶液制备NaCl晶体
C．用图3所示装置制取少量CO2气体
D．在实验室中，用图4所示装置除去少量黄河水中的泥沙
6．(2015·无锡)下列实验方案不合理的是()
A．用观察颜色的方法鉴别磷矿粉和硝酸钾
B．用植物的花瓣制作指示剂，检验溶液的酸碱性
C．用水鉴别NH4NO3、NaOH、NaCl三种固体
D．用FeSO4溶液、Cu和Ag比较Fe、Cu和Ag的金属活动性
7．(2015·沧州二模)如图所示的实验中，得出的结论不正确的是()
A．甲：导线触接电源，位于导线周围的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在磁场B．乙：铜片表面出现银白色物质，溶液由无色变成蓝色，说明铜比银活泼
C．丙：口吹硬币跳过栏杆，说明气体流速大的地方压强大
D．丁：下层蜡烛先熄灭，说明二氧化碳不燃烧、也不支持燃烧，密度比空气大8．(2014·广州)通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是()
9.(2015·大庆)下列装置不能达到实验目的是()
,A.制取二氧化碳,气体并收集))
,B.钢铁的腐蚀)
,C.电解水实验)
(D.测定空气中氧气的含量)
10．(2015·泰安)下列是分析久置于空气中的NaOH固体的相关实验(不考虑水分)，其中合理的是()
二、填空及简答题
11．(2015·广东)现有工厂丢弃的废铜屑(铜屑表面呈绿色，其中混有少量生锈铁屑)。

课外活动小组同学欲利用其制取胆矾，他们设计了下面的两种制取流程。

已知Cu＋Fe2(SO4)3===2FeSO4＋CuSO4，请回答：
(1)铜屑表面呈绿色的物质的化学式是Cu 2(OH)2CO 3，俗称铜绿，操作①所用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和________。

(2)溶液A 的溶质有________(只写一种)；铁锈与稀硫酸反应的化学方程式为________________________________。

(3)两种方法比较，符合绿色化学要求的是方法________；方法II 的化学方程式为2Cu ＋2H 2SO 4 ＋________===2CuSO 4 ＋________，操作②实验步骤为________，降温结晶。

12．(2014·宁波)宁波有较长的海岸线，每年能生产大量的食用盐。

从海水中结晶的食盐一般混有MgCl 2、CaCl 2、Na 2SO 4等杂质，为了除去上述杂质，设计了如下实验方案：先将固体溶解，然后向溶液中依次加入过量的BaCl 2、NaOH 、Na 2CO 3溶液，充分反应后过滤，将滤液蒸发结晶，得到较纯净的食盐。

(1)溶解、过滤和蒸发操作中都要用到玻璃棒。

过滤时，玻璃棒的作用是________。

(2)加入BaCl 2溶液的目的是为了除去________杂质。

(3)以上方案不够完善，应在过滤后增加一个步骤：往滤液中加入适量的________。

13．(2015·杭州)小金在实验室分别用甲盐的晶体配置了溶质质量分数为5%的A 溶液和30%的B 溶液，但忘了贴标签，请你运用两种不同的科学原理，分别设计两个简单实验来判别这两瓶溶液。

请写出简要的实验方案和明确的判别依据。

有下列仪器、物品供选择：量筒、天平、小烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、漏斗、玻璃棒、滤纸、温度计、新鲜胡萝卜、甲盐的晶体。

(实验室的室温为30 ℃，30 ℃甲盐的溶解度为50 g)
方案1：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

判别依据：________________________________________________________________________。

方案2：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

判别依据：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

14．(2015·德阳)工业烟气通常含有二氧化硫，在排放前需经脱硫处理。

如图是两种常用脱硫工艺中含硫物质的转化路径(部分产物已略)。

双碱法：SO 2――→NaOH 反应ⅠNa 2SO 3――→Ca （OH ）2
反应Ⅱ
CaSO 3 钠碱法：SO 2――→NaOH 反应Ⅰ
Na 2SO 3 请回答下列问题：
(1)反应Ⅰ的化学方程式是________________________。

(2)反应Ⅱ所属的基本反应类型是__________，CaSO 3中Ca 、S 、O 元素的质量比是________。

(3)已知原料NaOH 的价格为2.9元/kg 、Ca(OH)2的价格为0.36元/kg 。

两种工艺中，处理相同质量的SO 2，双碱法所需的原料成本更低，其原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

参考答案
第18讲实验方案的设计与评价
各个击破
例1 A
例2 A
题组训练 1.D 2.B 3.B 4.D
整合集训
1．C 2.A 3.C 4.A 5.A 6.D7.C8.C9.D10.B
11．(1)漏斗(2)FeSO4Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O(3)II O22H2O蒸发浓缩
12．(1)引流(2)硫酸钠(或Na2SO4)(3)稀盐酸(或稀HCl)
13．取等量的A、B溶液，然后加入甲盐，不断搅拌，直至出现不溶固体为止，加入甲盐多的是A溶液，加入甲盐少的是B溶液饱和溶液的定义取两份等量的溶液于烧杯中，向溶液中加等规格的两块胡萝卜，先萎蔫的为30%的B溶液外界溶液浓度越大，植物细胞失水越快，则胡萝卜萎蔫得越快
14．(1)SO2＋2NaOH===Na2SO3＋H2O(2)复分解反应5∶4∶6(3)通过反应II实现了NaOH的循环利用，减少了NaOH的用量，所以成本降低。