实验设计与评价

1、实验的设计与评价实验的设计与评价知识整理知识整理例例1 (2013黄石黄石)下列实验方案中，设计合理的是下列实验方案中，设计合理的是() A用点燃的方法除去用点燃的方法除去CO2中少量的中少量的CO B加入氧化镁除去硫酸镁溶液中含有的少量硫酸加入氧化镁除去硫酸镁溶液中含有的少量硫酸(氧化氧化镁难溶于水镁难溶于水) C用活性炭将硬水软化用活性炭将硬水软化 D用水除去生石灰中混有的碳酸钙用水除去生石灰中混有的碳酸钙 解析：解析：二氧化碳中混有的少量的一氧化碳是不容易被点二氧化碳中混有的少量的一氧化碳是不容易被点燃的，燃的，A选项设计不合理；氧化镁能与硫酸反应生成硫选项设计不合理；氧化镁能与硫酸反应

2、生成硫酸镁，剩余的氧化镁可以过滤除去，且不增加新的杂质，酸镁，剩余的氧化镁可以过滤除去，且不增加新的杂质，故故B选项设计合理；活性炭只能吸附一些杂质，而不能选项设计合理；活性炭只能吸附一些杂质，而不能将硬水软化，软化硬水可以用煮沸的方法，故将硬水软化，软化硬水可以用煮沸的方法，故C选项设选项设计不合理；生石灰的成分是氧化钙，氧化钙能与水反应计不合理；生石灰的成分是氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，故生成氢氧化钙，故D选项设计不合理。选项设计不合理。 答案：答案：B 例例2 (2013湛江湛江)在学习盐的化学性质时，老师将一定在学习盐的化学性质时，老师将一定量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过

3、滤反应后的混合量的碳酸钠溶液与氯化钡溶液混合，过滤反应后的混合物。老师要求同学们探究滤液中溶质的组成，请你一同物。老师要求同学们探究滤液中溶质的组成，请你一同参与探究并回答有关问题。参与探究并回答有关问题。 【查阅资料查阅资料】碳酸钠溶液显碱性，氯化钠、氯化钡溶液碳酸钠溶液显碱性，氯化钠、氯化钡溶液呈中性。呈中性。 请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式请你写出碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应的化学方程式 _。 【提出猜想提出猜想】 猜想猜想1：滤液中溶质是：滤液中溶质是NaCl 猜想猜想2：滤液中溶质是：滤液中溶质是NaCl和和_(填化学式填化学式)的混合物的混合物 猜想猜想3：滤液中溶质

4、是：滤液中溶质是NaCl和和Na2CO3的混合物的混合物 【实验探究实验探究】 (1)取少量滤液于试管中，滴加取少量滤液于试管中，滴加23滴无色酚酞试液，振滴无色酚酞试液，振荡，无明显现象。同学们认为猜想荡，无明显现象。同学们认为猜想_不成立。不成立。 (2)另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若另取少量滤液于另一支试管中，滴加碳酸钠溶液，若有有_(填实验现象填实验现象)证明猜想证明猜想2成立。成立。 【问题讨论问题讨论】 (1)甲同学认为要证明猜想甲同学认为要证明猜想2成立也可以改用硫酸钠溶液。成立也可以改用硫酸钠溶液。你认为甲同学你认为甲同学_(填填“能能”或或“不能不能”)达到实

5、验达到实验目的。目的。 (2)乙同学认为要证明猜想乙同学认为要证明猜想2成立也可以改用硝酸银溶液。成立也可以改用硝酸银溶液。你认为乙同学你认为乙同学_(填填“能能”或或“不能不能”)达到实验达到实验目的。理由是目的。理由是_。 例例3 (2013兰州兰州)实验室中有一瓶标签受损的无色液体，实验室中有一瓶标签受损的无色液体，如图所示。这瓶无色液体是什么呢？实验员老师告诉大如图所示。这瓶无色液体是什么呢？实验员老师告诉大家，该液体只能是过氧化氢溶液、稀硫酸和蒸馏水中的家，该液体只能是过氧化氢溶液、稀硫酸和蒸馏水中的一种。一种。 (1)大家讨论后一致认为不可能是蒸馏水，理由是大家讨论后一致认为不可能

6、是蒸馏水，理由是_。 (2)为确定该液体成分，同学们继续进行了如下实验探为确定该液体成分，同学们继续进行了如下实验探究：究：实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结论步骤一：取该液体适量于步骤一：取该液体适量于试管中，向其中加入少量试管中，向其中加入少量_粉末粉末没有气泡没有气泡产生产生该液体不是过该液体不是过氧化氢溶液氧化氢溶液步骤二：取该液体适量于步骤二：取该液体适量于试管中，向其中滴加少量试管中，向其中滴加少量氯化钡溶液氯化钡溶液该液体是稀硫该液体是稀硫酸酸【反思交流反思交流】 (1)大家认为标签受损的原因可能是大家认为标签受损的原因可能是_。 (2)如果该液体是过氧化氢溶液，则步

7、骤一中产生的变化如果该液体是过氧化氢溶液，则步骤一中产生的变化用化学方程式表示为用化学方程式表示为_。 方法总结：方法总结： 本题考查了破损标签试剂的确定，完成此题，可以依据本题考查了破损标签试剂的确定，完成此题，可以依据破损标签的部分以及有关物质的性质进行合理推测。破损标签的部分以及有关物质的性质进行合理推测。专题训练专题训练一、选择题一、选择题(每题每题5分，共分，共30分分) 1(2013岳阳岳阳)“家庭小实验家庭小实验”是利用家庭生活中常用的是利用家庭生活中常用的物质，进行化学实验探究的活动。下列实验不能用物质，进行化学实验探究的活动。下列实验不能用“家家庭小实验庭小实验”完成的是完成

8、的是() A检验自来水中是否含有氯离子检验自来水中是否含有氯离子 B用闻气味的方法鉴别酒精和水用闻气味的方法鉴别酒精和水 C检验自来水是否为硬水检验自来水是否为硬水 D探究铁在潮湿的空气中是否生锈探究铁在潮湿的空气中是否生锈 答案：答案：A 2(2013金华金华)为区别稀盐酸和稀硫酸，小强同学设计为区别稀盐酸和稀硫酸，小强同学设计如图所示的实验方案：在每组的两支试管中分别盛放稀如图所示的实验方案：在每组的两支试管中分别盛放稀盐酸和稀硫酸；向同组的两支试管各滴加同种试剂。其盐酸和稀硫酸；向同组的两支试管各滴加同种试剂。其中能达到实验目的的是中能达到实验目的的是() 答案：答案：D 3(2013陕

9、西陕西)下列实验能达到目的的是下列实验能达到目的的是 () A鉴别两种化肥鉴别两种化肥NH4Cl和和KNO3 B检验二氧化碳检验二氧化碳 C除去氧气中的水蒸气除去氧气中的水蒸气 D探究空气中氧气的含量探究空气中氧气的含量 答案：答案：A 4(2013广东广东)下列实验方法错误的是下列实验方法错误的是() A用稀硝酸除去用稀硝酸除去NaCl中混有的中混有的Na2CO3 B用带火星的木条区别空气和用带火星的木条区别空气和O2 C用水区分用水区分NH4NO3和和NaOH两种固体两种固体 D用湿润的石蕊试纸区别用湿润的石蕊试纸区别CO和和CO2 答案：答案：A 5下列实验的实验现象与实验结论都正确的是

10、下列实验的实验现象与实验结论都正确的是() 实验操作实验操作实验现象实验现象实验结论实验结论A将一根未打磨的将一根未打磨的铝条放入硫酸铜铝条放入硫酸铜溶液中溶液中无紫红色无紫红色 固体析出固体析出铝不如铜活泼铝不如铜活泼B将带火星的木条将带火星的木条伸入氧气中伸入氧气中木条复燃木条复燃氧气能支持燃氧气能支持燃烧烧C将将CO通过灼热通过灼热的氧化铜的氧化铜黑色氧化黑色氧化 铜变成红色铜变成红色CO具有可燃性具有可燃性D将氢氧化钠固体将氢氧化钠固体加入水中加入水中溶液温度升高溶液温度升高该反应放热该反应放热解析：解析：未打磨的铝条表面有氧化铝，因为氧化铝与硫酸未打磨的铝条表面有氧化铝，因为氧化铝与

11、硫酸铜溶液不反应，因此无变化；将带火星的木条伸入氧气铜溶液不反应，因此无变化；将带火星的木条伸入氧气中，木条复燃，说明氧气能支持燃烧，即氧气具有助燃中，木条复燃，说明氧气能支持燃烧，即氧气具有助燃性；将性；将CO通过灼热的氧化铜，黑色氧化铜变成红色，通过灼热的氧化铜，黑色氧化铜变成红色，说明说明CO具有还原性；将氢氧化钠固体加入水中，溶液具有还原性；将氢氧化钠固体加入水中，溶液温度升高，说明氢氧化钠溶于水放热，但是没有发生化温度升高，说明氢氧化钠溶于水放热，但是没有发生化学反应。学反应。 答案：答案：B 6下列依据实验目的所设计的实验过程，不合理的是下列依据实验目的所设计的实验过程，不合理的是

12、()实验目的实验目的实验设计实验设计A除去氢氧化钠溶液中除去氢氧化钠溶液中的氢氧化钙的氢氧化钙加入过量的纯碱溶液，充加入过量的纯碱溶液，充分反应后过滤分反应后过滤B区别炭粉和氧化铜粉区别炭粉和氧化铜粉末末取样后，分别在空气中灼取样后，分别在空气中灼烧烧C区别硬水和软水区别硬水和软水取样后，分别加入肥皂水，取样后，分别加入肥皂水，振荡振荡D除去氯化钙溶液中的除去氯化钙溶液中的盐酸盐酸加入过量的碳酸钙，充分加入过量的碳酸钙，充分反应后过滤反应后过滤解析：解析：除去氢氧化钠溶液中的氢氧化钙，加入过量的纯除去氢氧化钠溶液中的氢氧化钙，加入过量的纯碱溶液，充分反应后过滤可以把氢氧化钙除去，但过量碱溶液，

13、充分反应后过滤可以把氢氧化钙除去，但过量的碳酸钠会成为新的杂质，故的碳酸钠会成为新的杂质，故A不合理。不合理。 答案：答案：A 二、填空题二、填空题(共共70分分) 7(14分分)(2013宜昌宜昌)二氧化硫是造成酸雨的主要物质之二氧化硫是造成酸雨的主要物质之一。小丽为探究二氧化硫能与水反应生成酸，设计了如一。小丽为探究二氧化硫能与水反应生成酸，设计了如下实验方案。下实验方案。 【实验设计实验设计】她先用紫色石蕊试液将白色滤纸浸润，干她先用紫色石蕊试液将白色滤纸浸润，干燥后做成紫色的小花，然后按下列图示进行实验。观察燥后做成紫色的小花，然后按下列图示进行实验。观察到实验到实验()和和()中的小

14、花变红，中的小花变红，()中的小花不变色。中的小花不变色。 【评价反思评价反思】小虎对小丽的实验方案提出了质疑，他认小虎对小丽的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了二氧化硫和水反应生成了酸酸”。两位同学仔细讨论后认为还需补充如下一个实验，。两位同学仔细讨论后认为还需补充如下一个实验，才能得出二氧化硫与水反应生成酸。才能得出二氧化硫与水反应生成酸。【拓展应用拓展应用】二氧化硫也是实验室的一种污染气体，常二氧化硫也是实验室的一种污染气体，常用碱液吸收。写出实验室用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫用碱液吸收。写出实验室用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫的化学方

15、程式：的化学方程式：_。 答案：答案：将干燥的紫色小花放入二氧化硫气体中小花不将干燥的紫色小花放入二氧化硫气体中小花不变色变色2NaOHSO2=Na2SO3H2O 8(14分分)某工厂的废水中只含有硫酸镁和少量稀硫酸，某工厂的废水中只含有硫酸镁和少量稀硫酸，课外活动小组以此为课题，探讨如何从中回收纯净的硫课外活动小组以此为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体，他们设计了两种方案，请你参加讨论。酸镁固体，他们设计了两种方案，请你参加讨论。 【方案一方案一】选用镁粉作为试剂。选用镁粉作为试剂。 进行实验：往废液中加入镁粉，当观察到进行实验：往废液中加入镁粉，当观察到_，说明加入的镁粉足够了。接下

16、来的操作方法依次是说明加入的镁粉足够了。接下来的操作方法依次是_和和_。 【方案二方案二】选用氢氧化钠作为试剂。选用氢氧化钠作为试剂。 进行实验：向废液中逐滴加入氢氧化钠溶液，当观察进行实验：向废液中逐滴加入氢氧化钠溶液，当观察到到_时停止滴入氢氧化钠。进行过滤，时停止滴入氢氧化钠。进行过滤，将得到的氢氧化镁固体洗涤，放入烧杯中逐滴加入稀硫将得到的氢氧化镁固体洗涤，放入烧杯中逐滴加入稀硫酸至恰好完全反应，将溶液蒸发结晶得到硫酸镁。酸至恰好完全反应，将溶液蒸发结晶得到硫酸镁。 【反思与评价反思与评价】比较方案一和方案二，你会选择方案比较方案一和方案二，你会选择方案_，理由是，理由是_。 【拓展与

17、交流拓展与交流】请你继续探究，设计新的方案请你继续探究，设计新的方案(使用试使用试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属于不同类别的物质剂必须是与镁粉和氢氧化钠属于不同类别的物质)，你所，你所选的试剂是选的试剂是_(写化学式写化学式)。 答案：答案：【方案一方案一】无气泡产生时过滤蒸发无气泡产生时过滤蒸发【方案方案二二】不再有白色沉淀产生不再有白色沉淀产生【反思与评价反思与评价】一操作简一操作简便便(或反应容易控制或反应容易控制)【拓展与交流拓展与交流】MgCO3(或或MgO)(合理即可合理即可) 9(20分分)(2013泸州泸州)甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液，设计了

18、如下图所示的四组实验方案。钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案。 (1)其中能达到实验目的的是其中能达到实验目的的是_。 (2)在在C组实验中的化学方程式为组实验中的化学方程式为_。 (3)实验结束后，甲同学将实验结束后，甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒组四支试管中的溶液倒入同一容器中，看到溶液变浑浊，该现象说明有入同一容器中，看到溶液变浑浊，该现象说明有_(填化学式填化学式)物质生成，滴入酚酞后溶液呈红色。物质生成，滴入酚酞后溶液呈红色。 (4)滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性。使溶液呈滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢？甲同学进一步推测：溶液中呈碱碱性

19、的物质是什么呢？甲同学进一步推测：溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和_三种物三种物质中的一种，或是三种物质两两混合组成的混合物。质中的一种，或是三种物质两两混合组成的混合物。 (5)为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液呈中性，并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下呈中性，并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白：列空白：实验内容实验内容预测现象预测现象结论结论取少量容器中的取少量容器中的上层溶液于试管上层溶液于试管中，加入过量的中，加入过量的氯化钡溶液，静氯化钡溶液，静置置若有白色沉淀，若有白色

20、沉淀，溶液呈无色溶液呈无色物质是碳酸钠物质是碳酸钠若无沉淀生成，若无沉淀生成，溶液呈红色溶液呈红色物质是氢氧化钙物质是氢氧化钙若有白色沉淀，若有白色沉淀，溶液呈红色溶液呈红色(6)乙同学认为甲同学第步验证的结论不严密，原因是乙同学认为甲同学第步验证的结论不严密，原因是_。 解析：解析：(1)根据氢氧化钠和氢氧化钙的性质可以知道，它根据氢氧化钠和氢氧化钙的性质可以知道，它们都能够和稀盐酸反应且都没有现象，都能使酚酞变红，们都能够和稀盐酸反应且都没有现象，都能使酚酞变红，氢氧化钠不能和碳酸钠反应，但是氢氧化钙可以和碳酸氢氧化钠不能和碳酸钠反应，但是氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成白色沉淀，氢氧化钠和氢

21、氧化钙都能和二氧钠反应生成白色沉淀，氢氧化钠和氢氧化钙都能和二氧化碳反应，但是和氢氧化钠反应没有现象，和氢氧化钙化碳反应，但是和氢氧化钠反应没有现象，和氢氧化钙反应生成白色沉淀，所以能够达到实验目的的为反应生成白色沉淀，所以能够达到实验目的的为C和和D。 (2)C组中发生的反应为氢氧化钙和碳酸钠的反应，该反组中发生的反应为氢氧化钙和碳酸钠的反应，该反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式为Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH。(3)根据题意生根据题意生成的白色沉淀只能是碳酸钙，其化学式为成的白色沉淀只能是碳酸钙，其化学式为Ca

22、CO3。(4)根根据题意可以知道，在溶液中可能含有氢氧化钠。据题意可以知道，在溶液中可能含有氢氧化钠。(5)能够能够和氯化钡溶液反应生成白色沉淀的是碳酸钠，而氢氧化和氯化钡溶液反应生成白色沉淀的是碳酸钠，而氢氧化钙不能和碳酸钠共存，所以可以判断使溶液变红的是氢钙不能和碳酸钠共存，所以可以判断使溶液变红的是氢氧化钠，即该溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠。氧化钠，即该溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠。(6)氢氧化氢氧化钠溶液也呈碱性，也可以使酚酞变红，所以不能仅仅根钠溶液也呈碱性，也可以使酚酞变红，所以不能仅仅根据溶液变红就判断溶液中只是氢氧化钙。据溶液变红就判断溶液中只是氢氧化钙。 答案：答案：(1)CD(

23、2)Ca(OH)2Na2CO3=CaCO32NaOH(3)CaCO3(4)NaOH(5)物质是碳酸钠和氢物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物氧化钠的混合物(6)氢氧化钠溶液也显碱性，还可能是氢氧化钠溶液也显碱性，还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物 10(22分分)化学小组同学对酸的性质很感兴趣，向老师化学小组同学对酸的性质很感兴趣，向老师提出研究硝酸的性质，老师高兴答应并带领同学们进行提出研究硝酸的性质，老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。了硝酸性质的实验探究。 【实验设计实验设计】(1)将石蕊试液滴入稀硝酸中，预计石蕊试将石蕊试液滴入稀硝

24、酸中，预计石蕊试液由紫色变液由紫色变_色。色。 (2)将将Zn片投入稀硝酸中，预计将产生片投入稀硝酸中，预计将产生H2，其名称为，其名称为_。 【实验验证实验验证】同学们按上述设计做了实验，却发现石蕊同学们按上述设计做了实验，却发现石蕊变色后一会儿即退去，变色后一会儿即退去，Zn片投入稀片投入稀HNO3后，溶液中冒后，溶液中冒出气泡，产生无色气体出气泡，产生无色气体A，在试管口气体，在试管口气体A变成红棕色、变成红棕色、有刺激性气味的气体有刺激性气味的气体B。 【提出问题提出问题】(1)石蕊试液变色后为何会退色？石蕊试液变色后为何会退色？ (2)上述产生的无色气体是什么？硝酸具有哪些特性？上述

25、产生的无色气体是什么？硝酸具有哪些特性？ 【查阅资料查阅资料】看到如此异常的现象，在老师的指导下，看到如此异常的现象，在老师的指导下，同学们上网查到了下列资料：同学们上网查到了下列资料：(1)硝酸可与硝酸可与Zn、Cu等多等多种金属反应生成相应的硝酸盐，但不生成种金属反应生成相应的硝酸盐，但不生成H2。 (2)氮元素某些气态物质的物理性质氮元素某些气态物质的物理性质【猜想与分析猜想与分析】(1)小明同学认为石蕊变色后又退色的原小明同学认为石蕊变色后又退色的原因是由于试管不干净，含有其他杂质造成的，要证明小因是由于试管不干净，含有其他杂质造成的，要证明小明的观点，应进行的操作是明的观点，应进行的操作是_。 (2)大家一致认同红棕色气体大家一致认同红棕色气体B是是NO2，但对于无色气体，但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法：及变化的原因有不同的看法： 小丽同学认为小丽同学认为A是是NH3，但遭到大家的一致反对，原，但遭到大家的一致反对，原因是因是_； 小强同学认为小强同学认为A是是N2，也遭到大家的一致反对，原因，也遭到大家的一致反对，原因是是_； 经讨论，最终大家获得了经讨论，最终大家获得了A是是NO的共识。的共识。NO遇氧变遇氧变成成