广东专版中考化学总复习第六部分专题复习专题四实验设计与评价课件

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专题四 实验设计与评价
一、实验设计1．特点及类型实验设计题考查的方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产、生活、环境保护的实际去发现并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的结论。它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等实验方案的设计。2．设计要求实验设计要科学，安全可靠，操作简便，药品经济，现象明显。3．一般流程(1)根据某一主题，“发现问题”“提出猜想”“确定假设”；(2)根据假设设计实验方案；(3)通过实验收集证据或实验现象；(4)做出假设是否成立的结论；(5)对结论进行反思与评价。
温馨提示在进行实验方案设计时要特别注意水的处理。(1)水作为杂质要除去：要先除去其他杂质，后干燥。(2)水作为产物的检验：先检验水，再检验其他产物。(3)水的定量测量：前后都要排除外来水的干扰。
4．解题策略(1)分析题给条件，明确实验目的；(2)根据反应原理，选择恰当的仪器和药品；(3)对仪器装置进行科学的连接；(4)制定操作步骤；(5)结合物质性质，根据实验现象，得出正确的结论。
二、实验评价1．评价内容实验方案的评价包括实验原理的评价、方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。2．评价方法(1)化学反应原理是否正确，是否与实验目的相符；(2)实验装置是否科学、优化、安全；(3)操作方法是否可行，简捷；(4)绿色化学的理念是否符合，对环境是否会造成污染；(5)推理过程是否严密。
(2017·广东) 如图的实验设计不能实现其对应实验目的是(　　)
A.测定空气中O2含量 B.检验氢气的纯度 C.探究燃烧的条件 D.证明密度：CO2＞空气
【思路点拔】 解：A.木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体或者一氧化碳气体甚至是两者的混合气体，虽除去氧气，而增加了新的气体，不能用来测定空气中氧气含量，故选项实验设计不能实现其对应实验目的。B.检验氢气纯度的方法：用排水法收集一试管氢气，用拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，松开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到听到很小的响声，才表明氢气已经纯净，故选项实验设计能实现其对应实验目的。C.铜片的白磷燃烧，红磷不燃烧，水中的白磷不能燃烧，薄铜片上的白磷能与氧气接触，温度能达到着火点，水中的白磷不能与氧气接触，红磷温度没有达到着火点；可得出燃烧需要与氧气接触，且温度达到着火点，故选项实验设计能实现其对应实验目的。D.下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明了CO2密度比空气的大，故选项实验设计能实现其对应实验目的。
1．(2017·张掖)设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的是(　　)
命题点1：实验目的合理性评价1．下列实验方案中，设计合理的是(　　)
2.下列依据实验目的所设计的实验过程，不合理的是(　　)
3.下列实验操作中(括号内为杂质)不能达到实验目的是(　　)
4.在实验室中，仅用下表提供的仪器和药品，就能达到相应实验目的是(　　)
5.下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是(　　)
命题点2：控制变量法应用6．(2017·丹江口模拟)下列实验没有体现控制变量思想方法的是(　　)
A B C D　　A．探究影响反应速率的因素 B．探究温度对溶质溶解速率的影响C．探究影响铁生锈的有关因素 D．探究可燃物燃烧的条件
7．(2017·市南区模拟)下列实验方案的设计中，没有正确体现对比这种科学思想的是(　　)
A.比较二氧化碳的含量 B.研究二氧化锰的催化作用
C.区分硬水和软水 D.比较氯化钠溶解的快慢
8．(2017·南昌)如图所示，下列实验方案设计不能达到实验目的是(　　)
图1 图2 图3 图4　　A．图1探究溶液浓度对反应速率的影响 B．图2探究可燃物燃烧的条件C．图3探究温度对品红扩散速率的影响 D．图4比较二氧化碳含量的多少
9．(2017·溧阳模拟)进行下列对比试验，不需要控制变量的是 (　　)A．用氯化钙溶液检验某氢氧化钠溶液是否变质B．用红磷和白磷探究可燃物燃烧的条件C．用铁钉探究铁生锈的条件D．用镁、锌与稀硫酸反应，比较镁、锌的金属活动性强弱
10．(2017·十堰)下列图示实验能达到目的是(　　)
A.探究溶剂种类对物质溶解性的影响 B.测定空气中O2的含量
C.鉴别NH4Cl溶液和NH4NO3溶液 D.探究MnO2的催化作用
11．(2017·武汉一模)有三瓶失去标签的溶质质量分数为15%、10%、5%的盐酸。选择下列仪器和药品，设计两种不同的方案，辨别出三瓶盐酸：实验仪器：温度计、量筒、秒表、烧杯、试管、剪刀、镊子药品：镁条提示：镁条和盐酸反应速度很快，通过观察放出气泡的速度很难准确判断盐酸浓度的大小。(1)写出镁与盐酸反应的化学方程式_____________________(2)实验的关键是控制三个变量：________________
Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑
①在相同的环境温度下进行实验。②取相同质量的镁条。③取_____________________________________________________________________________________________________________________。(3)你的方案是：方案一：测定___________________________________________________________________。方案二：测定________________________________________________________________________。
测定不同浓度盐酸和镁条反应所需时间，通过测定反应时间可以判断反应速率的快慢
测定不同浓度盐酸和镁条反应后所得溶液的温度，单位时间内温度升高的越快，反应速率越快
因为相同条件下，反应时间越短，反应速率越快；镁和稀盐酸反应放热，反应速率越快，单位时间内放热越多，温度升高的越快实验方案可以是
不同浓度盐酸和镁条反应所需时间
不同浓度盐酸和镁条反应后所得溶液的温度
命题点3：装设仪器微型化改进评价12．如右图为某同学设计的氢气还原氧化铜的微型实验装置，微型滴管内装稀硫酸。(1)实验时应先挤压微型滴管，还是先点燃微型酒精灯？__________________________。(2)写出该实验中发生的化学方程式________________________________、_________________________；实验过程中，发现被酒精灯加热的固体的颜色发生怎样的变化_____________________。(3)微型实验的优点有_________________________________________________________。
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
节约药品，产生的废弃物也很少，污染少等
13．如右图是医用输液观察滴液快慢的滴壶，若把它作为微型洗气装置，则气体应从________(选填“a”或“b”)进入；其中所装洗气的液体不能装满的原因是_________________________。
液体还会被压往a处流出
14．(广东)下面是实验室制取和收集气体的装置，请按要求作答：
(1)仪器a的名称是__________。(2)用B装置制取气体并能随时停止反应，上部与下部对接应选__________(选填“b”或“c”)。
(3)从装置A～D中选择：加热KMnO4制取O2并用排水法收集，应选用图中的__________(选填字母)；实验室制取并收集CO2应选用图中的__________(选填字母)。(4)用装置E排空气收集H2，气体应从导管的__________(选填“d”或“e”)端进入。(5)下图为制取H2并还原Fe3O4的微型实验装置，针筒与青霉素瓶组合部分相当于上图装置__________(选填字母)；检查此装置气密性的具体操作是________________________________，若现象为__________________则气密性良好。
关闭弹簧夹，用热水浸泡青霉素瓶
15．(2016·厦门)可用带柄V形玻璃管完成以下实验
(1)如上图1所示，往A处注入H2O2溶液，在B处下方加热使硫粉燃烧，产生的气体通入C处后排放的目的是_________________________________________________________，写出A处反应的化学方程式_______________________________________；(2)如上图2所示，A处盛浓氨水，B处放滴有无色酚酞试液的长滤纸条，可观察到的现象是___________________________________________________，若另取一相同V形玻璃管(含相同的实验用品)，在A处稍加热，在更短的时间内可观察到上述现象，请从微观角度解释_____________________________________________。
滴有无色酚酞试液的长滤纸条变红
温度越高，分子运动的越快
命题点4：综合性评价16．(2017·江门模拟)某化学兴趣小组探究在实验室中由Cu为原料制取CuSO4溶液的实验方案，并进行评价分析、实验探究和方案改进。【实验方案】
【评价分析】(1)方案二与方案一相比，优点是实验的操作步骤不需要走分步进行和__________________。但工业上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸铜的原因是__________________。
解答：方案二与方案一相比，优点是实验的操作步骤不需要走分步进行和不需要加热；但工业上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸铜的原因是：需要消耗大量的过氧化氢，成本高。
(2)方案三与方案一、二相比，缺点是_________________________________________________________和反应会产生SO2。生产生活中大量的SO2排放到空气中容易形成__________。【实验探究】(3)老师设计了如下的实验方案四：
生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多
解答：方案三与方案一、二相比，缺点是生成相同质量硫酸铜时消耗硫酸多和反应会产生SO2；生产生活中大量的SO2排放到空气中时，二氧化硫能和水反应生成亚硫酸、硫酸等物质，容易形成酸雨。
【实验探究】(3)老师设计了如下的实验方案四：
已知：①4FeSO4＋O2＋2H2SO4(稀)=2Fe2(SO4)3＋2H2O②溶液中pH＝3.2时Fe(OH)3开始沉淀，实验流程中“滤渣”的化学式为____________，滤渣与稀H2SO4反应的化学方程式为__________________________________。
2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O
解答;溶液中pH＝3.2时Fe(OH)3开始沉淀，实验流程中“滤渣”是氢氧化铁，氢氧化铁的化学式为Fe(OH)3；氢氧化铁与稀H2SO4反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为；2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O。
【方案改进】(4)某同学针对方案五查阅资料：Cu与稀H2SO4和稀HNO3的混合酸反应时，生成的无色NO气体很容易在常温下与空气中的O2反应，生成红棕色，有刺激性气味的有毒气体NO2：NO2溶于H2O时生成HNO3和NO，工业上利用这一生产原理生产HNO3.NO2溶于H2O的化学反应方程式为________________________________________，若采用方案五制取CuSO4溶液，根据上述查阅资料所获得的反应原理，改进的实验方案中可循环使用的物质是__________(填化学式)。
解答：NO2溶于H2O时生成HNO3和NO，反应的化学方程式为：3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO；若采用方案五制取CuSO4溶液，根据上述查阅资料所获得的反应原理，改进的实验方案中可循环使用的物质是NO2。
3NO2＋H2O＝2HNO3＋NO
17．(2017·埇桥区三模)在各种金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一，某学习小组欲测定铜的相对原子质量，设计如下实验方案：查阅资料知：a.碱石灰可以吸收水蒸气、二氧化碳等气体。b.氯化氢极易溶于水。实验步骤：①连接好装置　②________________　③装入药品　④打开分液漏斗活塞向锥形瓶中滴加入稀盐酸　⑤一段时间点燃酒精灯　⑥D中黑色固体完全变成红色，停止加热，待D中玻璃管冷却至室温，关闭分液漏斗活塞　⑦数据处理
请回答下列问题：(1)实验步骤②是______________________，如下图，保持装置内温度不变，将导管的末端伸入装有水的烧杯中，若效果良好，烧杯内导管处的现象(画圈部分)是__________。
解：(1)制取气体是先要检查装置的气密性，检查装置的气密性时，保持装置内温度不变，即压强不变，若装置的气密性良好，气体即出不去也进不来，烧杯内导管处的现象应与A的相同，导管内的液面低于烧杯液面；B的现象表示内部气压大于外部气压，C中的现象表示内部气压小于外部气压；D的现象说明装置漏气；
(2)若使制取氢气是装置随开随用，随关随停，下列装置可选用的是__________。
Ⅰ Ⅱ Ⅲ　
解答：Ⅰ.装置当液体与固体接触时反应，由于另一端橡皮塞，关闭活塞不能使液体进入另一端使两种药品分离，所以不可选；Ⅱ.装置当液体与固体接触时反应，关闭活塞后液体在压力作用下进入长颈漏斗，使两种药品分离，反应停止，所以可选；Ⅲ.装置当把干燥管浸入液体，液体与固体接触时反应，把干燥管从液体中拿出，使两种药品分离，反应停止，所以可选；
(3)B装置中水的作用_________________________________________________________________________________________________________________________________________，C装置的作用______________。
B是安全瓶，B中气体压力过大时，水就会从玻璃管上端溢出，B中所盛是水，水的作用吸收盐酸挥发的氯化氢气体，浓硫酸具有吸水性，
设铜的相对原子质量为x
(4)已知：CuO样品质量为m1克，E中增重为m2克，D中反应后固体质量为m3克，实际参加反应氢气的质量为m4克，试用m1，m2列出铜的相对原子质量的表达式____________________________________________________ ，若无F装置，则对测定结果的影响_______________ (选填“偏大”“偏小”“无影响”)。
F装置阻止空气中的水蒸气浸入E装置，若无F装置，E中增重m2变大
(5)请你评价实验有什么不妥之处，并说明原因_______________________________________________________________________________。(6)利用A装置，加入其他药品，还可以制取的气体是_______ __________________________________________________________________________(填一种)
实验中要求氧化铜完全反应，但无法通过观察判断氧化铜确实完全反应
A装置的反应物是固体和液体，反应条件是常温，可以制取氢气或二氧化碳