2024年中考化学复习实验设计专题讲练

中考化学—实验设计专题讲练课题实验设计知识点实验的设计与评价要求熟悉物质的相关性质，紧扣题意，筛选信息，答案力求言简意赅，切中要害知识内容命题预测(1)实验设计会考实验方案的设计包括反应的原理、操作步骤、注意事项等，这些都是考试的热点和难点。(2)实验设计的基本要求也是常考内容，实验设计不仅要思路正确能达到目的，也要求设计的实验具有科学性、安全性、可行性、简约性。(3)定量的实验。真题解析【例1】如果以碳酸钙、碳酸钠、水为原料制取氢氧化钠，可设计如下反应过程：碳酸钙高温氧化钙水氢氧化钙碳酸钠氢氧化钠，如果以锌、稀硫酸和氧化铜为原料制取单质铜，可有两种设计方案；请你按照上面的设计格式，完成以下设计方案，方案一：Zn稀H2SO4方案二：CuO=在以上两个设计方案中，你认为方案操作更合理，更简便，【考查要求】本题考查实验设计与评价的能力，同时考查对金属与酸、与盐溶液发生反应的关系。初中理化难题新题精讲精练【思路点拨】由于设计实验方案的基本要求是：根据实验目的，确定实验方案，根据化学反应选择合适的试剂，然后确定；实验仪器和装置，并由此确定操作步骤．因此，根据本题现有锌、硫酸和氧化铜，可考虑：方案一为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；H2+CuO加热Cu+H2O．方案二为：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu.【答案】方案一：Zn稀H2SO4H2CuO加热Cu.方案二：CuO稀H2SO4CuSO4ZnCu.因方案一中的第二步需加热，故方案二的操作更合理、简便些。【误区警示】在完成设计方案时，学生易错在方案二，因不知氧化铜如何变为铜，原因是对金属氧化物与物质发生反应的规律未掌握的缘故．在评价哪种方案更简便时，易错选方案一，原因是忽略了H2还原CuO时需加热，这样既耗能源，操作也不简便．【例2】实验室里有一瓶标签残缺的盐酸，请你来探究．(1)怎样立即确定它是不是浓盐酸？有人猜测是，有人记得好像不是，大家各抒己见，你认为，应该用下列中方法（填选编号）立即确认．A.讨论B.调查C.实验D.上网具体做法是________________________________________________________________________。(2)粗略测定该盐酸每毫升溶液中含溶质HC1的质量．同学们依据酸和碱中和反应的原理，设计了一种可行的实验方案，其操作步骤如下：第1步，在小烧杯中加入10g5%的NaOH溶液；第2步，向上述烧杯中滴人2滴酚酞试液；第3步，向10mL的量筒里注入该盐酸至一定刻度；第4步，用胶头滴管吸取量筒中的盐酸，逐滴滴入上述烧杯中，，一直滴到溶液由红色刚刚变成无色为止；第5步，记录实验数据；第6步，计算，确定每毫升盐酸中含溶质HCl的质量，请根据以上实验过程，回答下面问题：①本实验为什么要用指示剂（酚酞）?答：____________________________________________________________________。②第3步中向量筒注入盐酸，量筒中液面的位置如图320所示，A与B，B与C刻度均相差1mL，如果刻度A为8，量筒中盐酸的体积是mL。③第4步要用到玻璃棒，它是做用，目的是。停止滴人盐酸后，胶头滴管中残留的盐酸应。④第5步要记录的实验数据是。(3)测定每毫升该盐酸中含溶质HCl的质量，原理和方法还有多种，为此大家继续进行探究．有人提出用KOH等碱类试剂代替上述NaOH与盐酸进行中和反应，测定耗去盐酸的体积，通过计算确定盐酸中HCl的含量，这和上述实验属同一种方法．你能写出三种其他可行的方法吗？若能，请写在下面（用文字表述）：方法一：。方法二：。方法三：。(4)请你在上述三种方法中，选一种，并写出按此法实验所需要的玻璃仪器．我选的是方法，所需要的玻璃仪器是。【考查要求】本题考查实验的设计．【思路点拨】本题为实验设计类结论开放性试题．设计实验测定盐酸中HCl的质量分数，其方法的选择可以从测定盐酸中H+的含量和CI的含量分别考虑，也可以从控制盐酸的量或反应所选试剂的量分析．从盐酸中H+的性质分析．具备酸的通性，可选择活泼金属(如Zn，Mg)、金属氧化物（如CuO，Fe2O3）、碱（如NaOH）、碳酸盐（如Na2CO3）．盐酸中CI的性质可选择AgNO3溶液，【答案】(1)C打开瓶塞，若有白雾冒出来是浓盐酸，否则不是浓盐酸；(2)①为了指示NaOH与HCl什么时候恰好完全中和②③搅拌使反应物混合均匀，充分反应全部滴回量筒中④量筒中剩下盐酸的体积（答“中和用去的盐酸体积”也可以）；(3)方法一：用一定质量锌粒（或铁、镁等活泼金属）与盐酸反应，测量用去盐酸的体积方法二：用一定质量碳酸钙（或其他碳酸盐、酸式碳酸盐）与盐酸反应，测量用去盐酸的体积方法三：用一定质量CuO(或其他不溶性碱性氧化物)与盐酸反应，测量用去盐酸的体积方法四：用一定体积盐酸与足量AgNO3溶液反应，测量生成AgCl沉淀的质量方法五：用一定体积盐酸与足量Zn粒（或Fe，Mg…）反应，用排水法测量生成H2的体积方法六：用一定体积盐酸与足量Zn粒（或CaCO3）反应，用称量方法测量生成气体的质量方法七：用一定体积盐酸与足量Zn(或NaOH，Na2CO3，CaCO3，CuO等)反应，将过滤后溶液蒸发称重，测量生成物（NaCl，ZnCl2，CaCl2，CuCl2等）的质量方法八：用比重计测盐酸密度，查阅盐酸密度与浓度对照表；(4)方法一：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒方法二：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒方法三：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒方法四：烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒、漏斗方法五：试管（或烧瓶）、量筒、集气瓶（或水槽）方法六：试管（或烧瓶）、量筒、集气瓶方法七：烧杯、量筒、漏斗、酒精灯、玻璃棒方法八：烧杯【方法导析】实验设计与评价是开放性试题，开放的知识点多．(1)设计探究反应的条件（如燃烧的条件，铁生锈的条件等），(2)设计实验探究物质的性质，(3)设计实验测定物质的组成、含量，(4)对实验装置进行改进、设计、评价，这一类试题要求设计思路开阔，解题时要掌握好设计、评价的原则，本题中应从盐酸中所含离子(H+，Cl)去分析、选择试剂．【例3】比较分析：在化学课上，老师取一定量的氢氧化钠溶液，向其中通人适量的CO2，为探究二者是否发生了化学反应，经过讨论，同学们提出以下三种实验方案．方案一：向所得溶液中滴加无色酚酞试液，观察现象，得出结论．方案二：向所得溶液中滴加稀盐酸，观察现象，得出结论．方案三：向所得溶液中滴加硝酸钡溶液，观察现象，得出结论．请分析上述三个实验方案是否可行，可行与不可行均说明理由（填入下表）方案是否可行说明理由一二三【考查要求】本题主要考查实验设计与分析，同时也考查NaOH，Na2CO3的化学性质。【思路点拨】根据实验方案和实验现象的分析可知：方案一不行．因为NaOH与CO2的生成物为纯碱Na2CO3(2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O)它也能使无色酚酞变红。方案二可行．因为生成的Na2CO3可与稀HCl反应放出CO2气体而有气泡冒出：Na2CO2+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。方案三可行，因为生成BaCO3沉淀，实验现象明显：Na2CO3+Ba(NO3)2=BaCO3↓+2NaNO3。答案见以上分析。【答案】略【误区警示】Na2CO3溶液显碱性，同样能使酚酞试液变红．总结实验设计与评价通常考虑的角度有：化学原理是否合理，装置是否正确，操作是否正确及经济、环保、资源的利用，废物的回收等．课堂练习1．在装潢、装饰和书写对联时，常用到一种“金粉”．已知这种“金粉”是由两种金属形成的合金粉末，三位同学做了如下实验：甲同学：取少量“金粉”放入燃烧匙中，用酒精灯加热，发现“金粉”变黑，立即将燃烧匙伸入盛有H2的集气瓶中，黑色粉末又恢复金黄色．乙同学：取少量“金粉”放人试管中，加入足量稀盐酸，有气体产生，始终有红色固体不能溶解．丙同学：通过定量实验测得一些数据，再计算出“金粉”中与稀盐酸反应的金属的相对原子质量为65.4．综合分析上述实验结果回答下列问题：①写出与实验现象财应的化学反应方程式，并判断反应类型，甲同学的实验中金粉变黑：，()反应；乙同学的实验中产生气体：，()反应．②假设“金粉”是纯的黄金，在甲、乙两同学的实验中应观察到：甲；乙．③在乙同学的实验中，若把稀盐酸换为AgNO3溶液，可能发生反应的化学方程式

为，④丙同学的实验中，至少应该测量的一组数据是．（填写下列选项的字母标号）A．“金粉”的质量B．“金粉”溶于盐酸后剩余固体的质量C．反应放出气体的质量D．反应放出气体的体积和密度2．李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜，反应的化学方程式为：

C+2CuO高温2Cu+CO2↑，他联想到单质碳的一些化学性质，认为在该实验中还可能会有CO产生．[查阅资料]CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色．[实验验证]（实验装置如图322所示）(1)当点燃A处酒精灯数分钟后，发现试管中的黑色固体物质变红，该红色物质是。(2)装置B中发生的实验现象是，该反应的化学方程式是；(3)C装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色，说明有气体生成，证明李洋同学的判断是正确的．[实验反思](4)李洋同学对CO产生的原因进行了分析：①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO；②原因二：C+2CuO高温2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应，产生了CO；③原因三：……请你从原因一、原因二中选择其一，用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理：。(5)在设计装置时还要考虑环保因素，因此要在装置C处添加装置．3．某化学兴趣小组的同学在学习了纯碱(Na2CO3)的性质后，联想到家中蒸制馒头时常用的物质小苏打(NaHCO3)，于是采用市售的外苏打样品进行了如下实验探究．实验一：探究碳酸氢钠的化学性质：(1)取样品溶于适量的水中，测得溶液的pH大于7．(2)向小苏打样品中滴加盐酸，有大量气泡产生，经检验该气体是二氧化碳．该反应的化学方程式

为。(3)向小苏打的溶液中加入澄清石灰水，生成了白色沉淀．(4)同学们通过查阅资料，在老师的指导下采用了如图324所示装置对小苏打和纯碱做了对比实验．实验中B中试管内沾有无水硫酸铜粉末的棉花球变成蓝色，a烧杯中石灰水无明显现象，b烧杯中石灰水中出现了白色浑浊，试回答：①在实验结束时，操作上要注意的问题是：。②由实验(4)可以得出的结论是。③请归纳出小苏打的化学性质：（至少三点）。实验二：测定小苏打样品中NaHCO3的质量分数：市售的小苏打样品NaHCO3的质量分数的标注为95%，该兴趣小组对此产生了疑问，于是又进行了下面的实验（假设小苏打样品中的杂质可溶解于水，并对实验测定无影响）．测定过程：取10g固体样品加适量水完全溶解后，加入足量澄清石灰水，反应的化学方程式

为Ca(OH)2+NaHCO3=CaCO3↓+NaOH+H2O，过滤得到沉淀(CaCO3)，干燥后称量质量为10g．经计算得到NaHCO3的质量为8.4g，低于标注，利用本题中的信息，请你设计出新的测定方案（简述实验方法和分析、推理过程）：。4．某化学兴趣小组按以下步骤探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度．[猜想或假设]溶液的pH可能为（请将你的假设填入空格中）：①pH<7，②，③．[设计和实验]要测定该溶液的酸碱度，除有正确的操作步骤外，不能采用下列物质中的（填序号）来进行实验．同学们进行了如下实验：甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将pH试纸润湿，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7.丙同学：将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．[评价]三位同学中，操作规范的是同学．指出其余同学操作上的错误：。[结论和分析]丙同学得出：“凡是盐溶液的pH都等于7”，你认为该结论是否正确？，如不正确请举一例说明（如正确，此空不用填）．________________。课后作业1．氨气是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛的应用。某兴趣小组的同学为了探究氨气的某些性质，进行以下实验。如图中从左到右依次是实验步骤及相应的现象。请根据图中所示的信息，归纳出有关氨气的性质：(1)物理性质①；②。(2)化学性质氨气与水反应后所得氨水显性。2．刘丽同学在某食品包装袋内取出一小袋干燥剂，上面写着“干燥剂，主要成分为生石灰”。她将这袋干燥剂全部倒人一定量水中，充分搅拌后过滤，得到白色沉淀和滤液。(1)刘丽同学测定了滤液的酸碱度，你认为结果可能是。(2)刘丽同学又对白色沉淀的组成提出了以下假设：假设1是CaO和CaCO3的混合物；假设2是Ca(OH)2和CaCO3的混合物；假设3只有CaCO3；假设4只有Ca(OH)2。其中假设不合理。(3)为了判断其他几种假设的合理性，刘丽同学继续进行实验：①取少量沉淀放在试管中，加入稀盐酸，出现气泡，该反应的化学方程式为：，由此可否定假设。②为了得到最后结论，她再取少量沉淀放在另一支试管中，加少量水振荡、静最后，滴入酚酞试液，显红色，说明只有假设合理。3．某课外小组的同学们从工厂加工车间收集到一些混有少量小铁片的细小铜片。(1)为了除去混含物中的铁，同学们提出了三套设计方案：方案一：用磁铁进行分离。该方法属于（填“物理”或“化学”）方法。方案二：用稀硫酸。该方法还可以用来制取____气。方案三：用硫酸铜溶液。该方法涉及到反应的化学方程式为，该反应属于反应基本类型。(2)上述第套方案操作最简便。(3)在实际操作中，同学们发现方案三不能在短时间内将铁除净，请回答其中的原因。。4．某市中考化学实验操作考试有四个考题：①粗盐提纯②酸的化学性质③二氧化碳的制取、收集和验满④氧气的制取、收集和验满。考试的方法是由考生抽签确定考题，小凯同学抽签后被监考老师引导至准备了下列仪器和药品的实验台前：请回答：(1)指出上图中仪器a的名称：；(2)由实验台上提供的仪器和药品，你认为小凯抽到的是第个考题；(3)以下是小凯完成该实验主要操作过程的示意图。按评分标准，每项操作正确得1分，满分5分，实验完毕后小凯得了3分。请找出他失分的操作并说明原因：(4)仅用上述仪器（药品另选），也能完成另一种常见气体的实验室制取，化学方程式为：；5．用如图所示装置，加热碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]固体，除生成黑色粉末氧化铜外，还有CO2和水蒸气生成；加热氧化汞生成氧气与汞蒸汽，汞蒸汽有毒，易与硫粉反应，生成红色硫化汞晶体。请选择下列实验装置（没有提供的仪器不必写出），对上述实验作补充或改进，回答有关问题：(1)若要验证碱式碳酸铜分解产生的CO2和水蒸气，应将生成的混合气体先通过（填编号）装置，现象是；再通过（填编号）装置，现象是；反之会有何影响？。(2)当将气体通入装置A进行验证时，气流应从口通入。(3)若用上述右图所示装置，在加热条件下，用氢气还原黑色粉末氧化铜，可观察到的现象

是、，化学方程式为。(4)若要验证氧化汞分解产生的O2，应将生成的气体先通过（填编号）装置，目的

是，再用带火星的木条检验氧气。二、简答题6．CO2是初中化学重点研究的气体之一。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究CO2的制取和性质：(1)该兴趣小组用干燥管、烧杯、铜网等设计装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置，如图(1)所示。在干燥管内的铜网上应盛放；若将铜网换成铁网，可能产生的后果是，其原因是（用化学方程式表示）。(2)该兴趣小组同学将制得的CO2分别通人澄清石灰水和氢氧化钠溶液中，他们观察到前者变浑浊，后者无明显现象。CO2和NaOH是否发生了化学反应？①小明设计了甲、乙两个实验来验证CO2与NaOH发生了化学反应，如图(2)所示。实验现象为：甲——软塑料瓶变瘪，乙——“瓶吞鸡蛋”。小虎同学认为上述实验是可行的。其共同原理是。小雯同学提出质疑，她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应。其理由是。小明同学针对小雯的质疑又补充了一个对照实验，这个实验是。②小虎向甲实验后变瘪塑料瓶的溶液中加入，观察到现象，从而证明CO2与NaOH已经发生了反应。7．小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时，滴加盐酸前忘了加入指示剂，导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。【探究目的】探究所得溶液的酸碱性【提出猜想】所得溶液可能呈碱性，也可能呈性，还可能呈性。【实验验证】实验操作实验现象结论用试管取该溶液l2mL，滴入12滴无色酚酞试液，振荡无色酚酞试液变溶液呈碱性无色酚酞试液不变色溶液呈【分析与思考】(1)为避免碱性溶液污染环境，小亮对所得溶液进行了如下处理：向溶液中逐滴加入溶液，直到不再产生沉淀为止。然后过滤，把滤液倒入蒸发皿中加热，得到氯化钠晶体，该过程涉及的化学方程式

为。(2)若无色酚酞试液不变色，为了进一步确定溶液的酸碱性，小亮提出了以下方案：方案一：取样，加入碳酸钠溶液，若观察到，则所取溶液呈酸性；若无明显现象，则呈中性。方案二：取样，加入金属锌，若有气泡产生，则所取溶液呈酸性，该反应的化学方程式为；若无明显现象，则呈中性。8．同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式。(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后，可观察到的现象是。(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。(4)实验结束后，同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中，最终看到废液浑浊并呈红色，产生疑问。【提出问题】废液中含有哪些物质？【交流讨论】①一定含有的物质：碳酸钙、指示剂、水和（写物质名称）。②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么？同学们有如下猜想。小云认为：只有碳酸钠小红认为：只有氢氧化钙小林认为：是氢氧化钠和碳酸钠你认为还可能是__________。（写一种猜想）【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性，并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。实验内容预计现象预计结论取少量废液缸中上层清液于试管中，加入过量氯化钙溶液，静置。①有白色沉淀，溶液呈红色。的猜想正确。②的猜想正确。③的猜想正确。【实验反思】在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑。课堂练习答案1．①2Cu+O2加热2CuO化合Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑置换；②不变黑，无气泡，不反应；③Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2[注意：因为稀盐酸为过量，所以AgNO3也过量]；④BD[一定的金粉反应后剩余的物质质量，及生成H2的量（其中酸要过量）]2．(1)Cu；