中考化学复习考点知识梳理模块五科学探究专题三实验方案的设计和评价P

专题三试验方案设计和评价第1页知识网络考点扫描第2页知识网络考点扫描考点1

科学探究安徽省中考化学试题中相关试验方案设计和评价主要以科学探究题形式出现,试题往往以化学试验为基础,联络生产、生活等领域,引导学生利用所学知识去发觉问题和处理问题。科学探究普通步骤:(1)发觉问题→(2)提出猜测(假设)→(3)制订计划→(4)进行试验→(5)搜集证据→(6)解释与结论→(7)反思与评价→(8)表示与交流(迁移与知识拓展)。作为探究题,普通并不需要完全具备以上八个步骤,常因题目标需要而选择其中主要步骤展现。

第3页知识网络考点扫描解答科学探究题注意事项(1)不要答非所问:普通而言,最终结论与开始猜测与假设有一致性,最少也应有一定关系。(2)注意猜测或假设合理性:即使猜测和假设有很多可能,不过所给猜测与假设不能脱离题目给出条件,不然就是无源之水。(3)正确选择试验用具:首先搞清试验原理;设计试验方案需紧紧围绕假设,正确选择仪器和药品。(4)答题发散性:探究性试题往往在假设提出、方案设计等方面答案并非唯一,所以,学生可从最熟悉、最符合题意答案入手,从而有效预防错误发生。

第4页知识网络考点扫描典例1

(·安徽)某兴趣小组用图1装置进行试验时发觉:烧杯中饱和石灰水先变浑浊,后逐步澄清。(1)写出甲装置中发生反应化学方程式:

;石灰水“变浑浊”是因为生成了

(填化学式)。

(2)为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清原因”,该小组同学开展了以下活动:第5页知识网络考点扫描【查阅文件】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水碳酸氢钙(碳酸氢钠等)。【提出假设】假设1:挥发出HCl使浑浊变澄清;假设2:

。

【设计试验】为除去CO2中HCl,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置连接次序是甲→

→

→乙(填字母序号);其中盛放试剂合理是

(填选项序号)。

A.浓硫酸B.NaOH溶液C.饱和Na2CO3溶液D.饱和NaHCO3溶液

第6页知识网络考点扫描【试验现象】饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。【得出结论】由以上探究可得出结论是

。

[注意:若答对第(3)小题奖励4分,化学试卷总分不超出60分。](3)该兴趣小组在老师指导下,用pH传感器测得图1烧杯中溶液pH随通入气体时间改变曲线如图3。①AB段pH几乎不变原因可能是

;

D点所得澄清溶液成份除H2O外还有

。

②BC段发生反应化学方程式主要有

。

第7页知识网络考点扫描【解析】(1)甲装置中石灰石主要成份碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。二氧化碳能与石灰水中氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故石灰水“变浑浊”是因为生成了碳酸钙(CaCO3)。(2)【提出假设】由题给信息可知,饱和石灰水浑浊后变澄清原因也可能是产生CO2使浑浊变澄清。【设计试验】题图2装置用于洗气时,应“长进短出”,故装置连接次序是甲→b→a→乙;浓硫酸与HCl不反应;NaOH和Na2CO3不但与HCl反应,还会与CO2反应;饱和NaHCO3溶液与CO2不反应,与HCl反应生成NaCl、H2O和CO2。故盛放试剂合理是饱和NaHCO3溶液。【得出结论】因为饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清,故CO2只能使饱和石灰水生成沉淀部分溶解,不能最终使其变澄清,由此可知,挥发出HCl能使饱和石灰水产生浑浊最终变澄清。第8页知识网络考点扫描(3)①刚开始排出气体是空气,对饱和石灰水pH无影响,故AB段pH几乎不变。D点溶液显酸性,所得澄清溶液成份除H2O外,还有氯化氢气体溶于水生成盐酸以及盐酸与Ca(OH)2、CaCO3反应生成CaCl2。②BC段发生化学反应使溶液靠近中性,反应化学方程式主要有CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O。【答案】

(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑

CaCO3(2)【提出假设】产生CO2使浑浊变澄清(或HCl和CO2共同作用使浑浊变澄清)【设计试验】b

a

D【得出结论】挥发出HCl使饱和石灰水产生浑浊最终变澄清;CO2只能使饱和石灰水生成沉淀部分溶解,不能最终使其变澄清(合理即可)(3)①先排出是装置内空气,不会使溶液pH显著改变(合理即可)

CaCl2和HCl(或Ca2+、H+和Cl-)②CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O、Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O第9页知识网络考点扫描针对训练1.(·合肥庐阳区二模)镁与NH4Cl溶液反应时不但生成一个盐,还有气泡产生。为确定气体成份,某化学兴趣小组同学进行以下试验探究。【提出问题】镁能与NH4Cl溶液反应生成何种气体【猜测与假设】小华说:生成气体可能是HCl、NH3、H2中一个或几个。(1)小华提出上述猜测理论依据是化学反应前后元素种类不变(或质量守恒定律)。

【进行试验】修正后该小组同学认为该气体中可能含有NH3和H2或NH3,他们设计以下装置进行试验:第10页知识网络考点扫描【现象与结论】(2)A中观察到酚酞水溶液变红,证实生成气体中含有NH3。B装置中浓硫酸作用:①干燥气体;②吸收NH3

。C中有肥皂泡飘到空中,用燃着木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,说明生成气体中还含有氢气。

【试验反思】(3)写出Mg与NH4Cl溶液反应化学方程式:

Mg+2NH4ClMgCl2+2NH3↑+H2↑

。

(4)氨气极易溶于水,上述试验中有氨气逸出原因可能是反应放热,温度升高,使氨气在水中溶解度减小(或反应生成气体速率太快,无法完全溶解,合理即可)

。

第11页知识网络考点扫描考点2

试验方案设计该考点是安徽省中考高频考点,也是中考难点,主要考查试验方案设计内容、标准和思绪。1.试验方案设计标准(1)科学性:试验原理、试验操作程序和方法正确。(2)可行性:切实可行,所选取药品、仪器、设备和方法等在中学现有试验条件下能够得到满足。(3)安全性:设计试验时,应尽可能防止使用有毒药品和进行有一定危险性试验操作。(4)简约性:要尽可能简单易行,应选取简单试验装置、用较少试验步骤和试验用具,在短时间内完成试验。(5)创造性:有创新意识。

第12页知识网络考点扫描2.试验方案内容(1)一个比较完整化学试验方案,普通包含以下几个内容:①试验目标;②试验原理;③试验用具(包含仪器和药品等)及规格;④试验装置、试验步骤、操作方法及注意事项;⑤试验现象及结论;⑥反思与交流。(2)对于给出试验目标,要求设计试验方案试题普通能够按以下思维程序进行:①依据试验目标,确定试验原理(或假设);②依据试验原理(或假设),选择需要仪器和药品(或试验装置图);③写出试验操作步骤及注意事项;④统计试验现象,分析试验结果,得出正确结论。(3)试验设计要科学合理、安全可靠、操作简便、现象显著、结论可信、绿色环境保护。

第13页知识网络考点扫描3.试验方案设计思绪(1)设计试验方案时要有完整步骤和清楚思绪。(2)设计试验时要考虑对照性标准和控制变量标准。

第14页知识网络考点扫描典例2

(·内蒙古赤峰)以下探究试验不能到达目标是

(

)第15页知识网络考点扫描【解析】A项,铁丝表面附着一层红色固体,说明铁比铜活泼,银丝表面无显著现象,说明铜比银活泼,由此可知金属活动性次序:Fe>Cu>Ag,正确;B项,该试验中有两个变量:水温度和硝酸钾状态,故无法探究影响物质溶解速率原因,错误;C项,铜片上白磷燃烧,水中白磷不燃烧,说明燃烧需要氧气参加,铜片上白磷燃烧,红磷不燃烧,说明燃烧需要温度到达可燃物着火点,正确;D项,将3个试管依次编号为①②③,①②对比可得出铁生锈需要与氧气接触,①③对比可得出铁生锈需要与水接触,正确。【答案】B第16页知识网络考点扫描针对训练2.如图所表示试验设计能实现其对应试验目标是

(B)第17页知识网络考点扫描【解析】A项,应利用控制变量法设计对比试验,即H2O2溶液浓度和体积应保持相同,CuSO4、FeCl2量也应保持相同,依据题图无法得出CuSO4、FeCl2量是否相同,错误;C项,反应有气体生成,且该反应在敞口容器中进行,故生成气体会逸出,反应后烧杯内物质总质量会降低,故无法验证质量守恒定律,错误;D项,塑料瓶变瘪也可能是二氧化碳溶于水造成,错误。

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试验方案评价该考点是安徽省中考重点,通常结合试验方案及试验现象和结论,要求考生从试验合理性、可行性和安全性等角度评价试验方案并改进试验方案。1.试验方案评价标准(1)可行性:原理是否正确、可行;操作是否安全、合理;步骤是否简单、方便;现象是否显著等。(2)绿色化:原料是否易得、安全、无毒;反应速率是否较快;原料利用率、产物产率是否较高;反应过程中是否有环境污染物产生。(3)安全性:防倒吸;防爆炸;防氧化;防吸水;防挥发等。

第19页知识网络考点扫描2.试验方案设计和评价思绪(1)依据试验目标,说明试验原理,选择适当仪器和药品。(2)依据试验特点,设计试验装置。(3)依据试验要求,设计可行操作步骤,分析试验中注意事项。(4)经过对比和归纳,选出最正确方案。(5)试验结束后写出完整试验汇报。3.复习时可依据以下思绪,在了解前提下加以掌握

第20页知识网络考点扫描(1)试验方案评价不是简单“对、错”,而是分析试验方案是否合理、是否符合化学原理等。(2)绿色化学是化学学科发展目标之一,一些试验可行性不是只要能够出现试验现象即可,还要注意环境保护方面问题。

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(·安徽)氨水和盐酸是常见化学试剂,可将氨气(NH3)、氯化氢气体分别溶于水制得。(1)工业上利用氮气和氢气反应制氨气,反应化学方程式为

(不要求注明条件)。

(2)小华为探究氨气溶于水是否发生化学反应,设计并完成以下试验(填写表中空白):第22页知识网络考点扫描(3)小明将滴有酚酞稀氨水加热,观察到溶液红色变浅,原因可能是

。

(4)小芳将滴有石蕊稀盐酸加热,溶液颜色无显著改变。为深入研究,取稀盐酸分成2份:①未经加热;②加热煮沸一段时间后冷却,分别中和等量氢氧化钠,消耗二者质量:①>②,则稀盐酸经加热煮沸后浓度

(填“增大”“减小”或“不变”)。

[注意:若答对第(5)小题奖励4分,化学试卷总分不超出60分。](5)为除去氯化钠溶液中碳酸钠,小林设计了以下方案:你认为上述方案

(填“合理”或“不合理”),请分析:

(若合理,说明原因;若不合理,说明原因并设计改进方案)。

第23页知识网络考点扫描【解析】(1)氢气和氮气在一定条件下反应生成氨气,反应化学方程式为N2+3H22NH3。(2)氨水呈碱性,能使酚酞溶液变红,而氨水由氨气溶于水制得,由此可说明氨气溶于水发生了化学反应。(3)溶液红色变浅原因可能是氨水不稳定,受热易分解,随温度升高,氨气溶解度减小,部分氨气逸出,造成氨水浓度降低。(4)依据题意“中和等量氢氧化钠,消耗盐酸质量:①>②”可知,①盐酸浓度小于②,由此可知稀盐酸经加热煮沸后浓度增大。【答案】(1)N2+3H22NH3(2)①向上述集气瓶中滤纸上滴入少许水②滤纸变红,说明二者发生了反应(3)氨水受热分解,随温度升高,氨气溶解度减小,造成氨水浓度降低(合理即可)(4)增大(5)不合理依据上述试验,加热煮沸无法除去溶液A中混有过量HCl。改进方案:向含碳酸钠氯化钠溶液中边逐滴加盐酸,边测定溶液pH,至溶液呈中性即可(合理即可)第24页知识网络考点扫描针对训练3.(·黑龙江龙东地域)小维与家人聚餐时,对火锅燃料“固体酒精”产生了好奇,于是他与同学对其成份进行以下探究。【查阅资料】(1