中考化學(xué)實驗方案的設(shè)計和評價專題突破

1、2019年中考化學(xué)實驗方案的設(shè)計和評價專題突破【考綱要求】1.了解實驗設(shè)計的基本要求，了解實驗設(shè)計的幾種類型，學(xué)會實驗設(shè)計的方法和技巧。2.了解實驗設(shè)計評價的原則。3.掌握對比實驗設(shè)計和條件控制實驗設(shè)計；了解實驗設(shè)計的改進(jìn)和創(chuàng)新， 【知識網(wǎng)絡(luò)】 多種儀器連接方式的設(shè)計 氣體制備方案的設(shè)計實驗設(shè)計 金屬活動性順序探究的設(shè)計混合物分離方法的設(shè)計 物質(zhì)性質(zhì)探究實驗的設(shè)計 明確目的原理 選擇儀器藥品思路方法 設(shè)計裝置步驟記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù) 分析得出結(jié)論 評價理論上是否可行 評價操作是否簡便實驗評價 評價是否安全可靠評價原料是否經(jīng)濟(jì) 評價是否給環(huán)境造成污染【考點梳理】考點一、實驗設(shè)計1.實驗設(shè)計基本要求： （

2、1）科學(xué)性：實驗原理、實驗方法和操作過程必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。（2）安全性：實驗操作要盡量防止帶有危險性的操作，盡量避免與有毒物質(zhì)接觸。若無法避免有毒物質(zhì)，則應(yīng)采取安全措施，以防造成環(huán)境污染和人體傷害。（3）可行性：設(shè)計的實驗方案要真正切實可行，所選藥品、儀器、裝置經(jīng)濟(jì)可靠。（4）簡約性：實驗設(shè)計應(yīng)簡單易行。裝置簡單，實驗操作簡便，實驗現(xiàn)象明顯。2.實驗方案設(shè)計的幾種思路：（1）對比實驗設(shè)計：對比實驗是實驗設(shè)計的一種基本思路，有利于實驗現(xiàn)象觀察對比，有利于推理論證結(jié)論。如某學(xué)生欲探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性，按下圖進(jìn)行實驗。（2）控制變量實驗設(shè)計：一個問題常常受多方面的因素制約，為了研

3、究每一個因素對問題的影響程度，常常采取控制變量法逐個檢驗，每一個現(xiàn)象只說明一個問題，換一個條件再檢驗。綜合各個因素對問題的影響作出綜合性的判斷。如課本上燃燒條件實驗設(shè)計和鐵的生銹條件設(shè)計都是控制變量實驗設(shè)計。（3）綜合實驗設(shè)計：設(shè)計一個實驗探究多方面的問題，如設(shè)計一個組合實驗探究某一混合氣體的成分、某一氣體的性質(zhì)和組成等。3.實驗設(shè)計題的類型：（1）單項實驗設(shè)計題：設(shè)計實驗求證某一單項問題，或求證某一規(guī)律。設(shè)計的特點是圍繞某一問題設(shè)計一個指向很單一的實驗，而且實驗通常一步到位。如證明中和反應(yīng)是放熱反應(yīng)（如下圖所示）。（2）綜合實驗設(shè)計題：設(shè)計實驗求證多個問題，其特點是多步操作、裝置復(fù)雜、現(xiàn)象多

4、樣。常見的有對某氣體從制取到組成、成分含量、性質(zhì)、尾氣處理等多項目標(biāo)進(jìn)行實驗檢驗和求證。如下圖所示的裝置，將其組合起來制取氣體，驗證其性質(zhì)等。（3）定量實驗設(shè)計：通過實驗，獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，然后分析數(shù)據(jù)推理出結(jié)論。定量實驗設(shè)計要精密一些，要盡可能地回避一些誤差的引入。常見的定量實驗有：分子組成測定、混合物成分含量的測定、物質(zhì)溶解度的測定、氣體體積的測定等。（4）開放型實驗設(shè)計：試題從提出問題、實驗的方向、儀器的選擇、裝置的設(shè)計、現(xiàn)象的觀察記錄到結(jié)論的推理完全自主完成。解答此類試題，過程要合理完整，方法簡便，現(xiàn)象敘述要準(zhǔn)確，推理要符合邏輯?！疽c詮釋】1.解答實驗設(shè)計題的方法技巧：（1）解答實驗設(shè)計

5、題首先應(yīng)具備良好的實驗操作基本知識，懂得操作的一般步驟和原理，熟悉相關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)、制備原理和變化規(guī)律。同時要讀懂題，明確實驗?zāi)康?，充分利用題中所給信息（如裝置、藥品、題干中描述的目的等），分析題意設(shè)計相關(guān)的猜想（假設(shè)），提出問題，設(shè)計實驗的程序，再分析現(xiàn)象得出相關(guān)的結(jié)論和啟示。（2）解答實驗題還應(yīng)具備整體、全局意識，即審題時要先統(tǒng)觀全局，逐字逐句把整個題審讀一遍再細(xì)致地讀懂每一步要求，這樣才能在答題時少丟分或不丟分。（3）實驗方案設(shè)計題的解答思路與方法 明確目的原理明確實驗的目的要求，弄清題給的新信息。 選擇儀器藥品選擇合理的化學(xué)儀器和藥品。 設(shè)計裝置步驟設(shè)計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。

6、記錄現(xiàn)象數(shù)據(jù)全面、及時而準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象。 分析得出結(jié)論根據(jù)實驗的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結(jié)論。2.信息綜合實驗設(shè)計題：（1）信息實驗設(shè)計綜合題是中考中難度較大的試題，又是中考的熱點題。此類題有如下特點： 材料陌生，試題以信息的方式給出大家沒有學(xué)習(xí)過的物質(zhì)，介紹此種物質(zhì)的部分性質(zhì)； 反應(yīng)復(fù)雜，此類物質(zhì)反應(yīng)常常不符合四個基本反應(yīng)類型，可能是很復(fù)雜的氧化還原反應(yīng)； 裝置復(fù)雜，實驗設(shè)計多種儀器組合，實驗多步完成； 試題較長，用實驗探究組成性質(zhì)定性定量結(jié)合。（2）解題思路： 逐字逐句審讀完整個試題，了解實驗的目的，每一步的要求； 迅速理解題給知識條

7、件、規(guī)律、方法以及與原來學(xué)習(xí)過的知識之間的相關(guān)性或相似性； 運用臨場學(xué)習(xí)的知識、方法、技能解答試題中提出的問題； 分析實驗裝置，理解實驗步驟是關(guān)鍵，要認(rèn)識實驗設(shè)計中每個裝置作用，每步實驗的意圖，要能描述每步實驗的現(xiàn)象，并能理解產(chǎn)生現(xiàn)象的原因； 試題中給出的實驗數(shù)據(jù)都是為推理結(jié)論服務(wù)的，要分析數(shù)據(jù)規(guī)律，應(yīng)用數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計算作出結(jié)論。考點二、實驗方案評價1.實驗方案評價：以批判的思維方法對所設(shè)計的實驗方案、實驗方法、裝置設(shè)計從某角度否定，排除不合理或可行但不是最優(yōu)的方法，選擇、創(chuàng)新更好的方法。2.實驗評價的原則：（1）理論正確，設(shè)計方案一定要符合化學(xué)變化規(guī)律和實驗原理；（2）操作可行；（3）經(jīng)濟(jì)合理；

8、（4）推理嚴(yán)密；（5）保護(hù)環(huán)境。3.評價實驗方案的方法：實驗方案的評價包括實驗原理及方案的評價，實驗裝置的評價，實驗操作的評價，實驗現(xiàn)象的描述與結(jié)論分析的評價等。進(jìn)行評價時一般從以下幾個方面入手：（1）方案在理論上是否科學(xué)合理，具有嚴(yán)密性。（2）在滿足安全性的前提下，操作上是否簡單易行。（3）從經(jīng)濟(jì)角度評價，是否節(jié)約試劑、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。（4）從環(huán)境角度考慮，是否會給環(huán)境造成污染?！疽c詮釋】1.實驗方案的評價是一個深刻、復(fù)雜的思維活動，要根據(jù)嚴(yán)密性、安全性、節(jié)約性、環(huán)保性四個方面，通過分析和結(jié)合，比較和論證，才能評選出最佳方案。2.裝置設(shè)計題：主要評價裝置設(shè)計原理是否科學(xué)，實驗操作步

9、驟是否合適，儀器排列順序是否合理。3.實驗方案評價題：關(guān)鍵看實驗途徑是否合理?！镜湫屠}】類型一、考查實驗方案的設(shè)計和評價1下列實驗中利用提供的方案能達(dá)到目的是（）選項實驗操作實驗現(xiàn)象A除去CaO中混有的CaCO3先加足量水，然后過濾B除去CO2中的少量HCl氣體先通過NaOH溶液，再通過濃硫酸C鑒別棉絨和羊毛絨點燃，聞產(chǎn)生的氣味，觀察生成的灰燼D鑒別稀鹽酸和氯化鈉溶液滴加酚酞試液，觀察溶液顏色變化【思路點撥】根據(jù)原物質(zhì)和雜質(zhì)的性質(zhì)選擇適當(dāng)?shù)某s劑和分離方法，所謂除雜（提純），是指除去雜質(zhì)，同時被提純物質(zhì)不得改變除雜質(zhì)題至少要滿足兩個條件：加入的試劑只能與雜質(zhì)反應(yīng)，不能與原物質(zhì)反應(yīng)；反應(yīng)后不能

10、引入新的雜質(zhì)。鑒別物質(zhì)時，首先對需要鑒別的物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行對比分析找出特性，再根據(jù)性質(zhì)的不同，選擇適當(dāng)?shù)脑噭?，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象的才能鑒別?！敬鸢浮緾【解析】ACaO固體能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，碳酸鈣不溶于水，反而會把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則，故選項所采取的方法錯誤。BCO2和HCl氣體均能與NaOH溶液反應(yīng)，不但能把雜質(zhì)除去，也會把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則；故選項所采取的方法錯誤。C羊毛線的主要成分是蛋白質(zhì)，燃燒時有燒焦羽毛的氣味，棉線沒有，得到的固體用手能捏成粉末的是羊毛線，可用燃燒法區(qū)別棉線和羊毛線，故選項提供的方案能達(dá)到目的。D無色酚酞溶遇酸性溶液不變色，遇堿性溶液變紅色，稀鹽酸和氯化鈉

11、溶液分別顯酸性、中性，酚酞溶液遇之分別顯示無色、無色，不能出現(xiàn)兩種明顯不同的現(xiàn)象，故不能鑒別，故提供的方案不能達(dá)到目的?！究偨Y(jié)升華】物質(zhì)的分離、除雜與鑒別是中考的重點，也是難點，抓住除雜質(zhì)的必需條件（加入的試劑只與雜質(zhì)反應(yīng)，反應(yīng)后不能引入新的雜質(zhì)），熟練掌握鑒別的物質(zhì)的性質(zhì)，然后選擇適當(dāng)?shù)脑噭┗蚍椒?，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象即可鑒別是正確解答本題的關(guān)鍵。2下列關(guān)于實驗操作中先后順序的敘述錯誤的是（）A實驗室制取氣體時，先裝藥品，再檢查裝置氣密性B用托盤天平稱量藥品時，先調(diào)節(jié)天平平衡，再稱量C點燃可燃性氣體時，先檢驗氣體純度，再點燃D給試管中的固體物質(zhì)加熱時，先預(yù)熱，再集中加熱【思路點撥】A根據(jù)實驗室制取

12、氣體的步驟進(jìn)行分析判斷。B根據(jù)托盤天平的使用方法進(jìn)行分析判斷。C根據(jù)可燃性氣體與空氣混合后點燃可能發(fā)生爆炸進(jìn)行分析判斷。D根據(jù)給試管中的固體物質(zhì)加熱的方法進(jìn)行分析判斷?！敬鸢浮緼【解析】A實驗室制取氣體時，應(yīng)在向容器中裝入藥品前檢查裝置氣密性，然后再裝入藥品，避免裝入藥品后發(fā)現(xiàn)裝置氣密性不好，更換部分儀器而浪費藥品，故選項說法錯誤。B用托盤天平稱量藥品時，先調(diào)節(jié)天平平衡，再稱量，故選項說法正確。C點燃可燃性氣體與空氣或氧氣的混合物容易發(fā)生爆炸，所以在點燃前要檢驗可燃性氣體的純度，以避免發(fā)生爆炸，故選項說法正確。D給試管中的固體物質(zhì)加熱時，先預(yù)熱，再集中加熱，以防止試管底部受熱不均勻，造成試管炸

13、裂，故選項說法正確。【總結(jié)升華】本題難度不大，熟悉各種儀器的用途及使用注意事項、掌握常見化學(xué)實驗基本操作的注意事項是解答此類試題的關(guān)鍵。3下列各組物質(zhì)中，僅用一種試劑不能鑒別的一組是（）ACu粉、Fe粉、Fe2O3粉 BNa2CO3、BaCl2、 KNO3CNaCl固體、CuSO4固體、CaCO3固體D(NH4)2SO4 、KNO3、 NaNO3【思路點撥】A根據(jù)它們與鹽酸反應(yīng)時的不同現(xiàn)象鑒別；B根據(jù)碳酸根離子和鋇離子的鑒別方法解答；C根據(jù)物質(zhì)的溶解性和溶液的顏色鑒別；D根據(jù)硝酸鉀和硝酸鈉性質(zhì)相似的特點判斷?！敬鸢浮緿【解析】A加入稀鹽酸或稀硫酸，無明顯現(xiàn)象的是銅，溶液變色且有氣泡的是鐵，溶液

14、只變黃色的是氧化鐵，可鑒別；B加入稀硫酸，有氣泡產(chǎn)生的是碳酸鈉，有白色沉淀的是氯化鋇，無明顯現(xiàn)象的是硝酸鉀，可鑒別；C可加水，固體溶解且無色的是氯化鈉，固體溶解且溶液呈藍(lán)色的是硫酸銅，固體不溶的是碳酸鈣，可鑒別；D硝酸鉀和硝酸鈉性質(zhì)極其相似，用一種試劑無法鑒別。故選D。【總結(jié)升華】熟練掌握各種物質(zhì)的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)是解題的先決條件。4實現(xiàn)“低碳經(jīng)濟(jì)”的一種策略是節(jié)約能源。如圖所示的四種制取氧氣的方法中最節(jié)能的是（）ABCD【思路點撥】獲得氧氣的方法有多種，通電分解水能得到氧氣，但是要消耗電能；實驗室可以用加熱氯酸鉀或高錳酸鉀的方法制氧氣，也可以用分解過氧化氫的方法制氧氣。選擇制取氧氣的方法時

15、一定要考慮節(jié)約能源?！敬鸢浮緾【解析】A用高錳酸鉀制氧氣時，需要加熱，會消耗熱能；故此選項錯誤。B加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制氧氣時，也消耗熱能；故此選項錯誤。C分解過氧化氫制氧氣時，不需要加熱，用了催化劑二氧化錳，二氧化錳可以循環(huán)使用；故此選項正確。D水通電分解得到氧氣，不僅產(chǎn)生氧氣慢而且還要消耗大量的電能，故此選項錯誤。故選C?！究偨Y(jié)升華】“低碳經(jīng)濟(jì)”的一種策略是節(jié)約能源，在制取氧氣的方法選擇上也要注意節(jié)能、環(huán)保等。物質(zhì)的制備理論上必須正確，反應(yīng)要符合物質(zhì)的性質(zhì)及變化規(guī)律；操作上要可行，操作越簡便越好；經(jīng)濟(jì)上要合理，要求盡可能節(jié)約能源、減小生產(chǎn)成本；還要注意環(huán)保，對環(huán)境無污染或污染越小越

16、好。5某化學(xué)興趣小組，設(shè)計了驗證Fe、Cu、Ag的金屬活動性順序的多種方案，每種方案所需的試劑如下：Fe、CuSO4溶液、Ag；FeCl2溶液、Cu、AgNO3溶液； Fe、Cu、稀鹽酸、AgNO3溶液；FeSO4溶液、Cu、Ag。你認(rèn)為可行的方案是 （填序號）。【思路點撥】判斷金屬活動性順序的基本方法有兩種，一是通過金屬與酸反應(yīng)，二是通過金屬與鹽溶液反應(yīng)；先根據(jù)現(xiàn)象判斷是否反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)情況判斷金屬活動性，最后進(jìn)行綜合得出結(jié)論。【答案】【解析】鐵能置換出硫酸銅中的銅，得出金屬活動性鐵大于銅；銀不能置換出硫酸銅中的銅，得出金屬活動性銅大于銀，所以正確。銅不能置換出氯化亞鐵中的鐵，但能置換出硝酸

17、銀中的銀，說明金屬活動性是鐵大于銅，銅大于銀，所以正確。根據(jù)鐵能和鹽酸反應(yīng)，銅不能和鹽酸反應(yīng)，得出鐵的活動性大于銅，再根據(jù)銅能置換出硝酸銀中的銀，得出銅的活動性大于銀，所以正確。銅、銀與硫酸亞鐵均不反應(yīng)，則金屬活動性銅、銀均小于鐵；但無法判斷銅、銀之間的金屬活動性順序，所以錯誤。【總結(jié)升華】掌握金屬活動性順序的判斷思路和方法，會恰當(dāng)運用對比的分析方法是解題的前提。舉一反三：【變式1】Na2CO3俗稱純堿，其溶液去油污效果較好。Na2CO3溶液能使酚酞試液變?yōu)榧t色。（1）碳酸鈉溶液的pH_7（填“大于”、“小于”或“等于”）。（2）甲同學(xué)探究是Na+還是CO32的作用使酚酞試液變紅，其設(shè)計方案如

18、下：先往Na2CO3溶液中滴加酚酞試液，再加入適量的Ca(OH)2溶液，觀察紅色是否消失。老師肯定了乙同學(xué)的看法。你認(rèn)為甲同學(xué)方案的不合理之處是_。 若想設(shè)計一個實驗方案證明是否是CO32的作用使酚酞試液變紅，在下列物質(zhì)中選用一種可行的試劑是_（填序號）。 AHCl BNaOH CCaCl2實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論 【答案】（1）大于 （2）Na2CO3與Ca(OH)2反應(yīng)生成的NaOH顯堿性 A（或C）實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論先往Na2CO3溶液中滴入幾滴酚酞試液，再滴入適量的HCl溶液溶液中有氣泡產(chǎn)生，并由紅色變?yōu)闊o色是CO32的作用使酚酞試液變紅或?qū)嶒灢僮鲗嶒灛F(xiàn)象實驗結(jié)論先往Na2CO3

19、溶液中滴入幾滴酚酞試液，再滴入適量的CaCl2溶液溶液產(chǎn)生渾濁，紅色消失是CO32的作用使酚酞試液變紅 【解析】（1）Na2CO3溶液顯堿性，故pH7。（2）驗證Na2CO3溶液中是Na+還是CO32使酚酞變紅，若想除去CO32，不應(yīng)選使CO32沉淀的Ca(OH)2，否則生成物中有NaOH會影響結(jié)論的正確性，故甲同學(xué)的方案不合理；應(yīng)選CuCl2或稀鹽酸，這樣既能除去CO32，又不影響實驗現(xiàn)象和結(jié)論的正確性?！咀兪?】實驗室開放日，我與小娜、小佳、小華、小麗等同學(xué)來到實驗室，看到實驗桌上擺放著四瓶無標(biāo)簽的試劑，分別是兩瓶固體和兩瓶液體，我們決定對“固體與液體”之間的反應(yīng)進(jìn)行一些探究。（1）小娜同學(xué)從一瓶固體和一瓶液體中各取少量試劑于試管中進(jìn)行混合，立即產(chǎn)生了一種無色氣體，對氣體是何物質(zhì)，同學(xué)們進(jìn)行了大膽的猜想，小佳同學(xué)的猜想可能是_，_。（2）我想設(shè)計一個實驗證明小佳同學(xué)的猜想是正確的，實驗設(shè)計如下：實驗步驟現(xiàn)象及結(jié)論（3）小麗同學(xué)從另外兩瓶試劑中各取少量試劑于試管中，發(fā)現(xiàn)混合后固體發(fā)生了變化，但無氣泡放出。同學(xué)們對加入試管中的固體和液體從不同的反應(yīng)類型、物質(zhì)類別等方面進(jìn)行了大膽的猜想： 猜想一：_ 猜想二：_ 猜想三：_【答案】（1）CO2 H2（或O2） （2）如是CO2（或H2、或O2）實驗步驟現(xiàn)象及結(jié)論將氣體通入澄清石灰水中（或?qū)⒃嚬芸诙伦∫粫海c燃此氣體