2023年中考化学热点专练-03实验方案的设计与评价(含解析).docx
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1、热点03 实验方案的设计与评价实验方案的设计与评价有以4幅图的形式考查,也有借助物质的检验、鉴别分离、除杂及溶液的配制等内容以表格或文字叙述的形式考查,一般会从实验目的、实验操作、实验现象及分析、实验反思、评价等角度考查。热点1.实验方案的评价(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。若无法避免有毒物质,则应采取安全措施,以防造成环境污染和人身伤害。(3)可行性:设计的实验方案要切实可行,所选药品、仪器、装置要经济、可靠、节能。(4)简约性:实验设计应简单易行。实验装置简单,实验操作简便,实验现象明
2、显。热点2.设计实验方案(1)有关物质成分检验的实验方案设计:先分析所要检验的物质的化学性质,然后选择合适试剂进行检验。(2)有关影响因素,设计对照实验,对照实验中除要研究的因素外,其余因素均相同,后确定所要观察的实验现象或测量的数据,通过对比现象或数据总结该因素对实验的影响。第一步:确定要研究的因素一次只能分析一个因素。第二步:确定对比实验组对比某因素对实验结果的影响时,所选取的对比实验组中,除要研究的因素不同,其余因素均相同。第三步:分析测量的对象,分析测量数据或实验现象与实验结果的关系。第四步:结论表述总结该因素对实验结果的影响(3)设计实验方案注意三个关键点规范取样:要明确取用少量样品
3、选择试剂:选择合理的试剂规范描述现象:根据明显的实验现象得出结论(4)完善实验方案厘清实验操作、实验现象、实验结论三者之间的对应关系:物质+试剂现象结论,若方案中已给其中两项,则可推断出另外一项。考点1 实验方案的评价1.(2022年广西贵港市中考题)下列实验方案能达到实验目的的是( )。实验目的实验方案A检验二氧化碳将燃着的木条伸入集气瓶中,观察现象B除去CO2中混有的HCl将气体通过足量NaOH溶液C分离碳酸钙与氯化钠固体加足量稀盐酸,过滤,洗涤,蒸发D鉴别NaCl、NH4NO3、NaOH、Mg(OH)2四种固体取样品,加水,观察现象【答案】D【解析】将燃着的木条伸入集气瓶中,木条火焰熄灭
4、,不能确定该瓶气体是二氧化碳还是氮气等不支持燃烧的气体。将混有HCl的CO2通过足量的NaOH溶液,HCl和CO2两种气体都会与NaOH反应。向碳酸钙和氯化钠固体的混合物中加入足量稀盐酸,其中碳酸钙会与稀盐酸反应生成可溶于水的氯化钙、水和二氧化碳,氯化钠溶于稀盐酸的水中形成溶液,可见,加稀盐酸无法分离碳酸钙和氯化钠的混合物。向NaCl、NH4NO3、NaOH、Mg(OH)2四种固体样品中分别加水,可观察到其中一种固体难溶于水,该固体是Mg(OH)2;一种固体溶解时放出大量的热,该固体是NaOH; 一种固体溶解时溶液温度下降,这种固体是NH4NO3;而能溶于水,且没有明显温度和颜色变化的固体是N
5、aCl,可见,加水可以鉴别NaCl、NH4NO3、NaOH、Mg(OH)2四种固体。【思维点拨】对实验方案的可行性或合理性做出评价,关键是分析实验操作(包括选择的试剂)能否达到预定的实验目的,有时还会涉及实验现象的描述。解题时,应从实验原理的正确性、操作的简便性和科学性等方面进行综合评判。2. (2022重庆中考A)化学产品制备正向着绿色、低碳、可持续的方向发展。(1)工业制备硫酸铜的两种方案原理如下:Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2 + 2H2O:2Cu+O22CuO CuO+H2SO4=_(完成化学方程式)(2)某兴趣小组三名同学探究制备硫酸铜的新方案,原理如下:Cu+H2O2
6、+ H2SO4=CuSO4+2H2O将反应物混合,观察到:开始有少量气泡,而后反应剧烈产生大量气泡,溶液呈蓝色,试管发热。逸出气体能使带火星木条复燃,该气体为_。他们对反应产生大量气泡非常好奇,推测是某些因素导致了H2O2分解。甲同学认为是反应生成的CuSO4所导致,乙同学认为是反应放热使温度升高所导致。于是设计了下表实验进行探究。编号试剂温度现象10mL30%H2O2、1mL10%CuSO430产生少量气泡10mL30%H2O2、_30无明显现象10mL30%H2O2、1mL10%CuSO480快速放出气泡甲同学对比实验认为自己的推测正确,请将表中实验补充完整。乙同学对比实验_(填编号)认为
7、自己的推测正确。丙同学认为,甲、乙同学的结论都不严谨,其理由是_。(3)综合评价制备CuSO4的方案,下列说法正确的是_(填序号)。A. 比更环保、比更节能B. 消耗等质量铜,生成CuSO4最多C. 中有原料发生分解,造成试剂浪费【答案】(1)CuSO4+H2O (2) 氧气或O2 1mL水 可 能是硫酸或铜加快了过氧化氢分解(3)AC【解析】(1)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水,方程式为: CuO+H2SO4CuSO4+H2O。(2)氧气能使带火星的木条复燃,故填氧气;甲认为是反应生成的硫酸铜所导致,甲同学对比实验,认为自己的推测正确,根据控制变量法,硫酸铜是变量,故试剂取用10mL30%
8、H2O2、1mL水;乙同学认为是反应放热使温度升高所导致,乙同学认为实验变量是温度,其它相同,故乙同学对比实验认为自己的推测正确。甲、乙同学的结论都不严谨,其理由是可能是硫酸或铜加快了过氧化氢分解;(3)A.中生成二氧化硫,二氧化硫有毒;中需要加热,消耗能源;在常温下进行,不产生有害物质;故比更环保、比更节能,正确;B.根据、方程式及质量守恒定律可知,铜和生成的硫酸铜关系为CuCuSO4,故消耗等质量铜,生成硫酸铜一样多,错误;C.中过氧化氢常温下发生分解,造成试剂浪费,正确。故选AC。考点2 设计实验方案3.(2022年湖南省常德市中考题)亚硝酸钠是一种工业用盐,它是一种有毒、有咸味的白色晶
9、体,水溶液无色、呈碱性。人误食亚硝酸钠会引起中毒,危害人体健康,甚至导致死亡。硝酸钠是常见的钠盐,其外形与亚硝酸钠相似,硝酸钠水溶液无色、呈中性。实验室有一瓶亚硝酸钠溶液和一瓶硝酸钠溶液,请设计实验鉴别它们(写出实验操作、实验现象、实验结论)。实验操作实验现象实验结论【答案】实验操作实验现象实验结论各取少量样品溶液于试管中,编号为甲、乙,再分别向甲、乙两试管中滴加几滴酚酞溶液甲试管中溶液变红色,乙试管中无明显现象甲试管中的是亚硝酸钠溶液,乙试管中的是硝酸钠溶液【解析】根据题给信息“亚硝酸钠的水溶液无色、呈碱性”“硝酸钠水溶液无色、呈中性”,可以设计出如下实验鉴别方法:各取少量样品溶液,分别滴加
10、酚酞溶液(或石蕊溶液),可观察到其中一种溶液变红色(或变蓝色),该溶液为亚硝酸钠溶液,另一种溶液颜色无变化(或为紫色),则为硝酸钠溶液。也可通过测定溶液pH的方法进行鉴别:用洁净的玻璃棒分别蘸取两种溶液,滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,pH大于7的为亚硝酸钠溶液,pH等于7的为硝酸钠溶液。【思维点拨】设计和完善化学实验方案是化学探究最基本的能力,也是近年来各地中考重点考查的核心素养。设计或完善实验方案,首先要认真分析实验目的,弄清楚实验所依据的化学原理,然后根据实验目的和实验原理,选择合适的仪器装置,设计科学合理、简单可行的实验操作,保证实验的顺利进行,达到实验目的。1(20
11、22湖南邵阳中考)除去下列物质中所含的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂和方法正确的是()AO2(N2):通过灼热的铜网BCO2(CO):通入氧气后点燃CFeSO4溶液(CuSO4):加入过量的铁粉,过滤DNaCl溶液(Na2SO4):加入过量的BaCl2溶液,过滤【答案】C【解析】A.氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜,而氮气不与铜反应,反而会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误。B.除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃,这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体,否则会引入新的气体杂质,故选项所采取的方法错误。C.加入过量的铁粉能与硫酸铜液反应生成硫酸亚铁溶液和
12、铜在,再过滤,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故选项所采取的方法正确。D.Na2SO4能与过量的BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,能除去杂质但引入了新的杂质,不符合除杂原则,故选项所采取的方法错误。2(2022年山东省泰安市中考)根据下列实验方案进行实验,能达到相应实验目的的是( )序号ABCD实验方案实验目的探究铁生锈的条件探究蜡烛中是否含有氧元素探究不同溶剂中物质溶解性强弱测定空气中氧气的含量AABBCCDD【答案】C【解析】A.铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果,实验中左侧试管中铁钉没有与氧气接触不易生锈,右侧试管中铁钉没有与水接触不易生锈,故无法通过对比探究出铁生锈
13、的条件;B.在蜡烛的上方放置干冷的烧杯若烧杯中产生水雾,证明燃烧产生水,水由H、O组成,反应物中有氧气参与反应,氧气中含有O,则证明蜡烛一定含有H,可能含有氧元素,故选项说法错误;C.将0.5g碘分别放入10ml的水与酒精中,两个实验中除了溶剂的种类不同,其余的量都相同,则可以通过该实验探究不同溶剂中物质溶解性强弱;D.根据质量守恒可知,32份质量的氧气完全反应需要128份质量的铜,则完全消耗完玻璃管中的氧气需要消耗大量的铜,则该装置测定空气中氧气含量设计不合理;故选C。3.(2022广西梧州中考)下列操作能够达到实验目的的是选项实验目的实验操作A除去氯化氢气体中的水蒸气将混合气体通过氢氧化钠
14、溶液B探究气态石蜡是否易燃将尖嘴玻璃导管插入燃着蜡烛烛心附近,在尖嘴处点燃C探究水对铁钉生锈的影响将两枚洁净的铁钉分别放入装有蒸馏水和食盐水的两个小烧杯中D测定肥皂水的 pH用玻璃棒蘸取肥皂水滴到湿润的pH试纸上A. AB. BC. CD. D【答案】B【解析】A.除去氯化氢气体中的水蒸气,将混合气体通过氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液会和氯化氢反应生成氯化钠和水,选项错误。B.探究气态石蜡是否易燃,将尖嘴玻璃导管插入燃着的蜡烛烛心附近,尖嘴处有气态石蜡,所以在尖嘴处点燃,选项正确。C.探究水对铁钉生锈的影响,将两枚洁净的铁钉分别放入装有蒸馏水和食盐水的两个小烧杯中,没有控制变量水,选项错误。D.测
15、定肥皂水的 pH,用玻璃棒蘸取肥皂水滴到干燥的pH试纸上,选项错误。故选:B。4(2022河北中考)下列实验设计不能达到相应实验目的的是选项实验目的实验设计A鉴别H2O2溶液和H2O加入MnO2B鉴别NaCl溶液和NaOH溶液滴加CuSO4溶液C除去H2中混有的少量CO通过灼热的CuOD除去木炭粉中混有的氧化铁加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥【答案】C【解析】A.H2O2溶液可以在MnO2的催化下产生氧气,H2O不能,所以A正确;B.NaOH溶液可以和CuSO4溶液反应产生蓝色沉淀,NaCl溶液不能,所以B正确;C.H2也能和CuO反应,所以C错误;D.足量稀盐酸能将氧化铁完全溶解,而木炭不能
16、与稀盐酸反应,所以D正确。5. (2022湖南荆州中考)下列实验方案,能达到实验目的的是实验目的实验方案A检验集气瓶中CO2是否收集满将带火星的木条伸入集气瓶内B除去KCl溶液中混有的K2SO4滴加适量Ba(OH)2溶液后过滤C鉴别CH4、H2两种无色气体点燃气体,分别在火焰上方罩一个干燥的冷烧杯D鉴别稀盐酸和蒸馏水取样,分别滴加紫色石蕊溶液A. AB. BC. CD. D【答案】D【解析】A.检验集气瓶中CO2是否收集满,将燃着的木条放在集气瓶口。A错。B.除去KCl溶液中混有的K2SO4,滴加适量BaCl2溶液后过滤,滴加氢氧化钡会引入新杂质氢氧化钾。B 错。C.鉴别CH4、H2两种无色气
17、体,点燃气体,分别在火焰上方罩一个内壁蘸有澄清石灰水的烧杯,甲烷燃烧生成二氧化碳和水,氢气燃烧生成水,都有水生成,使用干冷的烧杯均有水雾生成,不能区分。C错。D.鉴别稀盐酸和蒸馏水,取样,分别滴加紫色石蕊溶液,稀盐酸为酸性可使紫色石蕊变红,蒸馏水为中性,紫色石蕊仍为紫色。D正确。综上所述:选择D。6.(2022湖南益阳中考)下列实验设计或操作能达到实验目的的是()选项实验目的实验设计或操作A验证Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序用铜丝、Al2(SO4)3和FeSO4溶液进行实验B加快H2O2溶液分解制取O2的速率选用CuSO4溶液作催化剂C除去铁粉中的铜粉加入足量的稀盐酸,充分反应后过滤D配
18、制50g质量分数为6%的NaCl溶液称取3.0gNaCl加入50mL水中完全溶解AABBCCDD【答案】B【解析】A.铜丝与Al2(SO4)3和FeSO4溶液均不反应,说明了活动性铝铜,铁铜,但无法确定铁和铝的活动性强弱,故选项不能达到实验目的。B.加快H2O2溶液分解制取O2的速率,可使用CuSO4溶液作催化剂,故选项能达到实验目的。C.铁粉能与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气,铜粉不能与稀盐酸反应,反而会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项不能达到实验目的。D.溶质质量溶液质量溶质的质量分数,配制50g质量分数为6%的NaCl溶液,需氯化钠的质量50g6%3g;溶剂质量溶液质量溶质质量,则
19、所需水的质量50g3g47g(合47mL),应称取3.0gNaCl加入47mL水中完全溶解,故选项不能达到实验目的。故选:B。7(2022年江西省中考)下列实验方案正确的是_选项实验目的实验方案A鉴别氯化铵和氯化钾取样,加熟石灰研磨,闻气味B除去粗盐中的难溶性杂质溶解、过滤、洗涤、干燥C鉴别氢气和甲烷点燃,用冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,观察现象D除去银粉中的锌粉_【答案】 A 加足量的稀盐酸,过滤(或加足量的硝酸银溶液,过滤等)【解析】A.取样,氯化铵和氯化钾加入熟石灰,氯化铵和熟石灰研磨会有刺激性气味,而氯化钾和熟石灰则无明显现象,可以鉴别,正确。B.将粗盐溶解、过滤、洗涤、干燥得到难溶性杂
20、质,不能得到氯化钠;还需要蒸发结晶才能得到氯化钠,错误。C.氢气燃烧产生水,甲烷燃烧产生二氧化碳和水,用一只冷而干燥的烧杯罩在火焰上方,可以观察到烧杯壁上都有水雾产生,现象相同,无法区分,错误。D.银不与盐酸反应,锌和盐酸反应产生氯化锌和氢气,可以在样品中加入足量的盐酸反应后过滤,故加足量的稀盐酸,过滤;也可有利用锌和硝酸银溶液反应产生硝酸锌和银,即加足量的硝酸银溶液,过滤(合理即可)。故填:A;加足量的稀盐酸,过滤(或加足量的硝酸银溶液,过滤等)。8(2022贵州贵阳中考)下列实验目的与实验操作不相符的是()选项实验目的实验操作A区别软水和硬水加入适量肥皂水,振荡B防止集气瓶中硫燃烧产物污染
21、空气集气瓶中加一定量水C除去粗盐中混有的泥沙加水、溶解、蒸发D鉴别化肥NH4Cl和KNO3分别加入熟石灰,研磨,闻气味AABBCCDD【答案】C【解析】A.加入适量肥皂水,振荡,产生泡沫较多的是软水,较少的是硬水,可以鉴别,故选项实验目的与实验操作相符。B.硫燃烧的产物是二氧化硫,集气瓶中加一定量水,二氧化硫能溶于水,可防止燃烧产物污染空气,故选项实验目的与实验操作相符。C.氯化钠易溶于水,泥沙难溶于水,可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂,故选项实验目的与实验操作不相符。D.分别加入熟石灰,研磨,闻气味,产生有刺激性气味气体的是NH4Cl,无明显现象的是KNO3,可以鉴别,故选项实验
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