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1、专题四实验的设计、评价与探究专题突破明技法类型1 实验的设计、评价1.解题方法：（1）实验方案的设计。明确化学实验设计的基本要求。明确实验方案设计的基本思路。根据实验目的和原理及所选用的药品和仪器，设计合理的装置，并且从几种方案中分析选择出最佳方案。（2）实验方案的评价。明确评价的基本内容。最佳方案的选择原则。几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案，所谓最佳，就是装置简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。2.注意事项：（1）实验方案的设计。实验操作顺序。装置选择与连接气密性检查加固体药品加液体药品开始实验（按程序）拆卸仪器其他处理等。加热操作的先后顺序。若气体制取实验需加
2、热，应先加热气体发生装置，用得到的气体排出装置中的空气后，再给实验中需要加热的物质加热。如实验室用CO还原氧化铁；熄灭酒精灯的顺序则相反。仪器选用及连接顺序。（2）实验方案的评价。关注实验方案的易错点：【典例1】（2021宜昌中考）下列实验设计能达到实验目的的是( )选项ABCD实验设计实验目的探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关探究蜡烛中是否含有氧元素探究可燃物燃烧是否需要氧气探究二氧化碳能否与水反应A类型2 科学探究题1.命题角度及解题方法：（1）探究物质的组成和性质。探究物质的组成。探究物质的性质：探究物质的酸碱性，可能是酸性、中性或碱性；探究物质的热稳定性、还原性等。（2）探究化学反应的有
3、关影响因素。影响反应速率的因素一般有反应物浓度、固体物质的表面积、温度、催化剂。进行实验探究时一般用控制变量法，使其他因素保持不变，改变其中一个因素。（3）探究物质的变质问题。对物质变质的探究常结合NaOH、Ca（OH）2、CaO的变质进行探究。这类问题在猜想时可从没有变质、部分变质和完全变质这3个方面入手。（4）探究规律和实质。有关规律类的探究主要以金属活动性顺序的探究为主，有关实质类的探究主要是以反应是否进行的探究或反应中产生作用的粒子的探究为主。2.解答探究题的一般步骤：（1）审清题意，明确实验目的。（2）弄清反应原理，充分利用题目给出的信息。（3）围绕主要问题思考选择适当的实验方法。选
4、择需要的仪器与药品。（4）设计合理的实验装置和实验探究操作步骤。（5）记录实验现象，分析实验结果，得出正确的结论。【典例2】（2021衡阳中考）某化学兴趣小组的同学发现有一瓶标签受损、久置的某溶液，受损标签如图所示。该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究：【提出问题】这瓶溶液是什么物质的溶液【猜想与假设】老师提示：原溶液只可能是下列三种溶液中的一种：氢氧化钠溶液碳酸钠溶液硫酸钠溶液【查阅资料】Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性【实验探究一】同学实验操作实验现象及结论同学相互评价甲溶液变红猜想成立乙同学认为此方案结论不正确，你认为他的理由是_碳酸钠溶液也显碱性，也能使酚酞试液变红色同学实验操作
5、实验现象及结论同学相互评价乙产生气泡猜想成立丙同学认为猜想的溶液久置可能变质，加足量盐酸也会产生气泡【实验探究二】丙同学重新设计实验如下：实验操作实验现象实验结论或结果步骤一:取少量样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,振荡_猜想正确,且已部分变质。步骤二完毕后,溶液中除酚酞外还含有的溶质有_种(填数字) 步骤二:静置,取少量上层清液于另一支试管中,滴加_溶液变红酚酞试液产生白色沉淀3【交流与讨论】大家认为该实验方案仍然存在缺陷，如果氢氧化钠溶液已完全变质，则无法得出正确结论。【实验反思】（1）氢氧化钠变质的化学方程式为_，为了防止变质，该药品必须要_保存。（2）倾倒液体试剂，要注意标签_
6、。2NaOHCO2=Na2CO3H2O密封向着手心强化训练检成效1.（2021岳阳中考）下列对比实验不能达到实验目的的是( )C2.（2021枣庄中考）下列图示实验中，不能达到目的的是( )A.探究CO2与NaOH能否发生反应B.用硝酸钾和水验证质量守恒定律C.探究燃烧的条件温度达到着火点D.验证浓硫酸溶于水放热B3.（2021河北中考）下列实验方案能够达到目的的是( )A.用点燃的方法除去二氧化碳中的少量一氧化碳B.用溶解、过滤、蒸发的方法从粗盐中提取纯净的氯化钠C.分别加入熟石灰研磨、闻气味，鉴别化肥氯化钾和氯化铵D.分别将镁片、锌片放入硝酸银溶液中，验证镁、锌、银的金属活动性顺序C4.（
7、2021长春中考）区分是利用物质性质的不同对物质区分的一种方法，下列实验方案不合理的是( )目的实验操作A区分软水与硬水取等量硬水、软水，分别滴加等量的肥皂水，振荡B区分稀硫酸与氢氧化钠分别用玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上C区分羊毛与涤纶分别取样，灼烧D区分CO2和N2两种气体分别向盛有气体的集气瓶中伸入燃着木条D5.（2021深圳中考）以下实验方案错误的是( )选项实验目的实验方案A除去红墨水中的色素过滤B区分O2和空气将燃着的木条伸入集气瓶C区分黄金与黄铜放在空气中灼烧D比较Ag与Cu的活泼性把洁净铜丝放入AgNO3中A6.（2021湘潭中考）实验是科学探究的重要方式，请结合图示回答下列问
8、题：（1）装置1常用于实验室测定空气中氧气含量。请写出红磷燃烧的化学方程式_。点燃点燃=4P5O22P2O5（2）装置2中的活性炭有_性，可用于净化水；常用_区别硬水和软水，生活中常用_的方法降低水的硬度。（3）装置3常用于实验室电解水，与电源正极相连的玻璃管中收集的气体是_；此实验可以证明水是由_组成的。吸附肥皂水煮沸氧气氢元素和氧元素（4）装置4可用于研究CO2与NaOH溶液的反应。关闭弹簧夹K，将NaOH溶液全部挤入烧瓶，振荡；然后打开弹簧夹K。观察到的实验现象：_，形成美丽喷泉，写出该反应的化学方程式_。水倒吸进入烧瓶，变为红色2NaOHCO2=Na2CO3H2O7.（2021抚顺中考
9、）根据如图所示的实验回答相关问题。（1）A实验中白磷燃烧，红磷不燃烧，可得出的燃烧条件是_。（2）配制一定溶质质量分数的溶液时，在其他操作和步骤均正确的情况下，B操作会使所得溶液的溶质质量分数_（填“偏大”“偏小”或“不变”）。（3）C实验_（填“能”或“不能”）用于验证质量守恒定律，在此过程中燃烧掉的蜡烛质量_（填“大于”“小于”或“等于”）生成的二氧化碳和水蒸气的总质量。温度达到着火点偏大不能小于8.（2021眉山中考）有一包从海水中获得的粗盐，已经经过初步提纯。课外活动小组对它的成分进行探究，并将粗盐进一步提纯。一些物质的溶解性探究过程：.探究一：这包粗盐中可能有的杂质是CaCl2和Mg
10、Cl2。现用实验验证这种假设，取样品并溶解，加入数滴NaOH溶液，无明显现象，说明粗盐中无_；另取样品并溶解，加入数滴碳酸钠溶液，有白色沉淀生成。实验证明：这包粗盐中含有的杂质是_。MgCl2CaCl2.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：称取a g的样品；将样品加水溶解，制成粗盐溶液；向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；将中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到b g纯净固体M；向中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发，称量得到c g纯净固体N。（1）的步骤中，都使用到同一仪器是_；它在步骤和中的操作方法相同，但目的不同，在步骤中的
11、目的是_。（2）步骤中加入的试剂是_；目的是_。玻璃棒加速粗盐的溶解Na2CO3溶液（或碳酸钠溶液）将杂质CaCl2完全转化为CaCO3沉淀.探究二：这包粗盐中NaCl的质量分数。按下面步骤进行实验：称取a g的样品；将样品加水溶解，制成粗盐溶液；向粗盐溶液中加入过量的某种试剂，过滤，得到沉淀和滤液；将中所得沉淀洗涤后小心烘干，称量得到b g纯净固体M；向中所得滤液逐滴滴入稀盐酸，直到不再产生气泡为止后，移入蒸发皿蒸发，称量得到c g纯净固体N。（3）根据以上实验可知粗盐中NaCl的质量分数为（用含字母的代数式表达）_。100a111ba1.11b%100%aa或9.（2021岳阳中考）某化学
12、兴趣小组用未知浓度的盐酸和碳酸钙反应，将制得的气体X通入澄清石灰水中，始终没有发现石灰水变浑浊。针对此现象，同学们展开了如下探究：【提出问题】澄清石灰水未变浑浊的原因是什么？【查阅资料】盐酸具有挥发性，易挥发出氯化氢气体AgCl为白色且难溶于水的固体CO2不溶于饱和的NaHCO3溶液CO2与Na2CO3溶液反应的化学方程式为CO2H2ONa2CO3=2NaHCO3CO2不与AgNO3溶液反应【作出猜想】澄清石灰水未变浑浊的原因：甲同学的猜想：澄清石灰水已变质。乙同学的猜想：气体X中除了有CO2外，还有_（填化学式）气体杂质。【实验探究】同学们经过讨论后设计了如图实验装置进行探究。A、B试管中是
13、AgNO3溶液，C试管中是澄清石灰水，连接好装置后通入气体X。盛有AgNO3溶液的B装置的作用是_。若A、B、C试管中的现象分别是_，则甲、乙同学的猜想都正确。【实验反思】要除去上述CO2中的气体杂质，可以将气体通入_（填字母）中。A.NaOH溶液BNa2CO3溶液C饱和NaHCO3溶液HCl验证HCl是否除尽A：产生白色沉淀，B：没有沉淀产生，C：澄清石灰水不变浑浊C10.（2021十堰中考）十堰某中学化学兴趣小组为鉴定某工厂排出的无色污水成分，他们查阅工厂的有关资料，推测出污水中可能含有盐酸、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或几种物质，小组同学取污水进行了探究：【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性【实验探
14、究】实验一：小组同学用pH试纸测得的污水的pH2，由此得出污水中一定不含_，原理是_（用化学方程式表示）。氢氧化钠NaOHHCl=NaClH2O实验二：为检测污水中可能含有的成分，甲同学做了如下实验：实验二中生成白色沉淀的化学方程式为_。【得出结论】兴趣小组确定了废水的成分【反思与评价】乙同学经过思考后，用物理方法也得到了甲同学的实验结论，他的实验操作及实验现象是_。实验操作实验现象实验结论取少量污水于一支洁净试管中，向其中滴加少量的_溶液有白色沉淀生成污水中一定含有硫酸钠氯化钡BaCl2Na2SO4=BaSO42NaCl取适量废液于蒸发皿中，加热，蒸发皿中出现白色固体11.（2021广安中考
15、）2021年全球新冠疫情形势依然严峻，除了打疫苗、戴口罩、勤洗手外，还需要科学、正确、安全地消毒。84消毒液、H2O2溶液都是常用的消毒剂，某兴趣小组对这两种消毒剂进行了如下探究活动：【实验】取少量84消毒液置于试管中，滴加H2O2溶液，有大量气泡产生，经检验产生的气体是氧气；【查阅资料】84消毒液的有效成分是次氯酸钠（化学式为NaClO）；【提出问题】在上述反应中，NaClO的作用是什么？【作出猜想】猜想一：NaClO类似分解H2O2溶液制取氧气时MnO2的作用，作催化剂；猜想二：NaClO与H2O2溶液发生化学反应，作_；反应物【实验探究】（1）按如图所示组装实验装置（固定装置省略），加入
16、药品前的操作是_；（2）实验：按如图装置经注射器甲注入10 mL水，观察到注射器乙活塞向右移动10 mL；（忽略大气压、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响，下同）检查装置气密性（3）实验：先向锥形瓶中加入20 mL 84消毒液，再按如图装置将25 mL H2O2溶液平均分5次经注射器甲注入锥形瓶中，待注射器乙活塞不再向右移动后，记录每次气体的总体积，数据见表：表中的数据a_；/第1次第2次第3次第4次第5次H2O2溶液/mL55555注射器乙中气体的总体积/mL357085ab90【实验结论】根据表中数据判断_（填“猜想一”或“猜想二”）是正确的，依据是_。【反思评价】通过该实验说明消毒剂混用
17、可能会影响消毒的效果，因此生活中在使用各种消毒剂时不能随意混用，应科学使用，注意安全。猜想二每次加入相同的量的反应物，产生的气体不是每次都相同，说明次氯酸钠参与了反应/第1次第2次第3次第4次第5次H2O2溶液/mL55555注射器乙中气体的总体积/mL357085ab12.（2021金华中考）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证
18、了自己的假设是成立的。（1）小组同学设计如图甲所示实验基于的假设是_；气体是由铁和稀盐酸反应生成的（2）小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是_；稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的
19、”问题探究。【实验探究】查阅资料：镁能与水缓慢反应生成氢气；Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na、 、水分子外，还有OH。小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液、X溶液进行实验，一段时间后，观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“X溶液”应该是_；（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是_。氢氧化钠溶液碳酸根离子23CO13.（2021遂宁中考）在七十五届联
20、合国大会上，中国提出努力争取2060年前实现“碳中和”，实现二氧化碳的“零排放”。化学兴趣小组认为实验室可用氢氧化钠溶液吸收多余的二氧化碳，从而实现实验室二氧化碳的“零排放”。小组同学对吸收后溶液中溶质的成分产生兴趣并进行探究。【提出问题】氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体后，溶液中溶质的成分是什么？【查阅资料】（1）CO2与NaOH溶液反应会生成Na2CO3，当二氧化碳过量时，会继续反应生成NaHCO3。（2）NaHCO3溶液呈弱碱性，一般不与CaCl2溶液反应，与稀盐酸反应产生气体。（3）CaCl2溶液呈中性。【作出猜想】猜想NaOH、Na2CO3猜想Na2CO3猜想Na2CO3、NaHCO3猜想NaHCO3实验步骤实验现象实验结论步骤一：取少量待测液于试管中，加入CaCl2溶液产生白色沉淀猜想_不成立步骤二：另取少量待测液于试管中，加入过量CaCl2溶液至不再产生沉淀，过滤，取少量滤液，向其中加入适量稀盐酸_气泡产生（填“有”或“无”）猜想不成立步骤三：另取步骤二的少量滤液，向其中滴入23滴无色酚酞试液试液变红猜想_成立无写出步骤一中反应的化学方程式_。CaCl2Na2CO3=CaCO32NaCl【反思与交流】反应物的量不同，可能导致生成物的种类不同。