江苏省兴化市中考化学专题复习二简单实验方案的设计与评价无答案.docx
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江苏省兴化市中考化学专题复习二简单实验方案的设计与评价无答案
专题二简单实验方案的设计与评价
模块一实验方案的设计
1.设计内容主要包括：
（1）物质制备的实验设计
（2）物质性质的实验设计
（3）物质检验的实验设计
（4）物质分离和提纯的实验设计
（5）测定物质组成的实验设计
（6）测定混合物成分及含量的实验设计等。
2．设计原则一般有：
（1）科学性：
实验原理准确、实验流程合理。
（2）安全性：
实验操作要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有害性的物质接触。
若无法避免与有毒物质接触，则应采取安全措施，以免造成环境污染和人身伤害。
（3）可行性：
条件允许，实验效果要明显，操作简单，设计的实验方案切实可行。
（4）简约性：
步骤少、时间短、效果好。
3．实验方案设计的一般思路为：
（1）目的明确：
明确实验的目的要求，弄清题目的已知信息。
（2）选择仪器药品：
选择合适的仪器和药品，组合实验装置性能安全可靠，易于操作，实验现象明显。
（3）设计实验步骤：
设计步骤，思路清晰，步骤尽可能的少。
（4）记录现象和数据：
全面、及时、准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论：
根据记录的实验现象和数据，经过分析、计算、推理和理论论证，得出结论。
4．设计实验的几种方法：
（1）对比实验设计
对比实验是实验设计中的一种基本方法。
目的是通过实验现象的对比，有利于推理论证结论。
（2）控制变量法实验设计
某一问题，常受多个变量因素的制约，为了研究其中某一个因素对问题产生的影响，采用控制变量法，对变量因素逐个进行实验。
综合各个变量因素对问题的影响作出综合性判断。
（3）对比实验法和控制变量法同时应用
对同一个问题研究既用对比实验法又用控制变量法。
如课本上燃烧条件的实验设计，铁生锈的条件的实验设计等，都是既利用了控制变量法又利用了对比法。
模块二实验方案的评价
1．评价要求：
（1）实验方案理论上科学合理具有严密性。
（2）在实验安全的前提下，操作简单易解。
（3）从经济的角度考虑，节约试剂，节约能源，无仪器损坏，成本低。
（4）从环境角度考虑，对环境无污染。
2．评价细节
（1）实验方案在理论上是否科学合理，设计脉络是否严密，无漏洞。
（2）可行性：
①原理是否正确，可解；②实验步骤是否简单科学易解；③实验现象是否明显，实验结果是否与实验目的一致。
（3）实验成本：
①是否从节约角度使用仪器和药品、药品的利用率是否较高；②实验中是否有节能措施。
（4）实验绿色化：
①是否使用安全易得，对人体无伤害的试剂；②实验过程中是否对环境造成污染等。
模块三科学探究题的分类与解答方法
1.解答科学探究题的基本方法
（1）认真读题,审清题意,确立探究课题。
（2）根据课题选择合适方法,提取相关化学知识,设计探究方案。
（3）根据试题要求,将探究的问题与所学知识进行整合与提炼,迁移到要解决的问题中来。
2.探究题的命题热点
（1）针对给出的小课题,自主设计探究方案。
（2）针对题给场景或信息,自己提出一个有价值的问题或猜想,并设计方案对该问题或猜想进行探究。
（3）对题给探究方案或猜想进行改进或评价。
（4）通过对现象、资料、数据的分析与对比,总结出一般规律或结论。
（5）从探究过程中得到有用的启示或将结论推广和应用。
3.探究题题型分类
要正确解答探究题,还要搞清楚探究方案设计的思路方法、过程类型及遵循的“四性”原则,即科学性、安全性、可行性、简约性（步骤少、时间短、效果好等）。
不同的探究题型应采用不同的解题方法。
（1）提出问题,作出猜想与假设类
根据题目要求,从不同的角度提出问题,并进行猜想和假设。
可用八种方法提出问题和进行猜想:
①从“对立面”中发现问题和猜想;②从“逆向思维”中发现问题和猜想;③从生活或实验中发现问题和猜想;④从探究因果中发现问题和猜想;⑤在异常中发现问题和猜想;⑥在类比中发现问题和猜想;⑦在归纳判断中发现问题和猜想;⑧在“理所当然”中发现问题和猜想。
然后结合猜想,依据已有的知识（如:
物质的颜色、状态、气味等宏观性质和特征）去解答问题。
注意提出的假设要周密,必须有一定的合理性,要有科学依据，如化学反应前后元素的种类不会发生变化等。
（2）设计实验及验证类
此类题目根据提出的问题或猜想与假设的问题,进行实验设计,从而验证所提问题或猜想与假设是正确的。
要准确解答此类题目,必须有一定的知识基础和分析、解决问题的能力。
所涉及的知识主要有三种气体（即H2、O2、CO2）的制法、性质、检验,酸、碱、盐的实验,铁、铜生锈,金属活动性顺序等化学知识,涉及面广,我们要掌握好双基和实验基本操作,针对题目,综合分析,设计出合理的实验方案并进行验证。
此类题是中考出现的重点题型之一,所占分值较高。
（3）收集证据,解释与结论类
此类探究题是运用调查、查阅资料等方式收集解决问题的证据,并对所收集的证据和获得的信息进行简单的加工与整理,通过分析、比较、分类、归纳概括等方法,认识知识之间的联系,从而得出正确的结论并对结论作出正确的解释。
收集证据时,要有较强的鉴别能力,会观察、会分析记录,准确精练的表述,是解答此类题目的关键。
（4）分析结果,反思与评价类
此类探究题是对所获得的事实、证据进行总结、归纳,得出正确结论,对探究活动进行反思与评价。
解答时可用比较、分类、概括、归纳等方法对证据和事实进行加工处理,利用逆向思维及缺点发现法,对探究结果进行评价。
而实验评价题是由题目提供一套或多套方案,从某一角度或几个方面评价方案的优劣。
一般从①理论正确;②操作可行;③经济合理;④推理严密;⑤环保等方面评价。
（5）综合性探究类
此类探究题是对科学探究的基本过程中的各要素进行全方面的考查,体现探究的全过程,解答时要注意结合实践经验和亲身体验,探究性地提出问题,用观察到的现象和数据进行推理、判断,根据试题的目的和要求,结合题设中的材料,进行解答,思维要有开放性。
典型例题分析：
【例1】（2015赤峰中考）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的是（）
编号
A
B
实验
设计
实验
目的
探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
探究物质燃烧的条件
编号
C
D
实验
设计
实验
目的
探究铁生锈的条件
探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
【解析】将NaCl（同质量）放入同体积的水和汽油中溶解，能够比较得出NaCl在不同溶剂中的溶解性不同，A能达到实验目的。
白磷和红磷同时放在铜片上，同时与空气（氧气）接触，接触的铜片温度也相同（控制变量相同），即要控制两个变量相同，通过白磷燃烧，而红磷不燃烧现象的对比，得出燃烧需要达到可燃物的最低温度（着火点）结论。
水中的白磷不燃烧而铜片上的白磷燃烧，它们所处的温度基本相同，通过对比得出燃烧需跟氧气接触的结论。
归纳：
不与氧气接触，不能燃烧，温度没有达到着火点，不能燃烧，从而得到燃烧的条件：
①有可燃物（本题可燃物为红磷和白磷）；②可燃物跟氧气接触；③可燃物温度达到着火点（三者缺一不可），B能达到实验目的。
特别提醒：
本题既利用了控制变量法，又利用了对比法。
铁钉放在蒸馏水中和被油覆盖的蒸馏水中，前者能与空气（氧气）接触，后者不能与氧气接触，通过实验对比，说明铁在有水（相同条件）而无氧气（后者）的条件下，不生锈，本实验不能验证，有氧气接触而无水接触的情况下能不能生锈呢？
实验设计不严密、不合理，C不能达到实验目的。
CO2通入盛有20mL的氢氧化钠溶液中和盛有20mL水中，（因为水也能与CO2反应，同时NaOH溶液中也有水）通过实验对比，盛有20mLNaOH溶液的塑料瓶变瘪的程度要大于盛有20mL水的塑料瓶。
在有水相同的条件下，说明CO2与NaOH发生了反应。
D能达到实验目的。
【例2】（原创题）【发现问题】小明同学在实验探究课上将一定量的铁粉加入到未知质量和浓度的稀硫酸中，观察到产生大量的，溶液由色变为。
发生反应的方程式为。
在老师的指引下，小明和他的同学们想进一步探究溶液的成分，请你和他们一起完成如下探究活。
【提出问题】溶液中可能含有什么溶质？
【作出假设】猜想1溶液中只可能含有硫酸亚铁
猜想2溶液中可能含有。
【设计实验】
小春同学取反应后的溶液，加入紫色石蕊试液。
观察到溶液呈色，他认为，两种猜想都不正确，溶液中只有硫酸。
小颖同学认为小春的结论不正确，理由是。
她和小丽同学一起取反应后的溶液，加入小量的铁粉。
观察到溶液中（填“有”或“无”）气泡产生，她们得出结论：
猜想2成立。
【继续探究】
小杰同学设想，如果将铁粉和锌粉的混合物加入到稀硫酸中，溶液中又含有什么成分呢？
于是他设计了如下实验。
将一定量的铁粉和锌粉的混合物加入到一定质量和未知浓度的稀硫酸中，充分反应后过滤。
得到无色滤液甲和滤渣乙。
【提出问题】滤液中可能含有什么溶质？
滤渣中含有什么固体成分呢？
【作出假设】猜想1滤液中只可能含有硫酸亚铁
猜想2滤液中只可能含有硫酸锌
猜想3滤液中可能含有硫酸亚铁和硫酸锌两种溶质
猜想4滤液中可能含有。
【设计实验】
小丽同学认为不用实验就可判断猜想不正确，理由是，。
她和小杰同学一起继续探究，取反应后的溶液加入小量的铁粉。
观察到溶液中（填“有”或“无”）气泡产生，她们得出结论：
猜想不成立。
【深入探究】
小刚同学设想，如果将铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，反应后过滤，滤液和滤渣中又含有什么成分呢？
于是他设计了如下实验。
【设计实验】
将一定量的铁粉加入到一定量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，反应后过滤，向滤液中加入足量的稀盐酸无明显现象。
再向滤渣中加入足量的稀盐酸，有气泡产生。
判断滤液中一定含有，滤渣中一定含有。
【课外延伸】
你还想探究什么问题，试写出一个。
【例3】（2015·浙江宁波）下课后小科约老师继续探究铁粉和硫粉反应的实验:
他们各自取一定量的铁粉和硫粉均匀混合后堆放在石棉网上,在其中插入烧红的玻璃棒,反应立即发生。
拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,反应过程中有少量刺激性气味的气体X产生。
反应结束后,都得到了黑色固体。
老师得到的黑色固体不会被磁铁吸引,而小科的却会被磁铁吸引。
（1）铁和硫的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。
（2）气体X的化学式为 。
（3）对比老师的实验结果,小科猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。
小科想验证是否有铁剩余。
老师启发小科:
硫化亚铁能与稀硫酸反应,产生硫化氢气体,该气体能被氢氧化钠溶液吸收。
于是,小科认为正确连接如图所示的三个装置并进行实验,如果a处有水压出,就能验证有铁剩余。
①小科依次连接各装置的导管口:
e→ →b→a。
②老师指出设计不够合理,不能就此验证猜想。
请你帮小科说出不够合理的原因:
。
于是小科改进了实验设计,继续进行探究……
解析:
（1）由于拿掉玻璃棒后,反应继续剧烈进行,说明铁和硫需要提供一个初始的反应温度,然后反应就能继续进行,因此,铁和硫的反应是放热反应。
（2）由于反应物中有硫,又是在空气中进行,因此,少量刺激性气味的气体是硫与氧气反应生成的SO2。
（3）①“长管进,短管出”才能使H2S被氢氧化钠溶液充分吸收,所以各装置导管口的连接顺序是e→c→d→b→a。
②小科认为铁和稀硫酸反应生成的氢气,不能被氢氧化钠溶液吸收,就会从b管进入集气瓶而把水压出来,但是他没有考虑到反应前锥形瓶和盛氢氧化钠溶液的集气瓶内都有空气,空气中主要是氮气和氧气,都不会和氢氧化钠溶液反应,a处也会有水压出。
故a处有水压出,并不能验证有铁剩余。
专题二实验方案的设计与评价练习题
班级学号
一、选择题
1．（原创）下列实验方案能达到目的的是（）
A．用过量的Na2SO4溶液除去NaCl溶液中的BaCl2
B．用适量的稀HCl除去NaOH中的Na2CO3
C．用点燃的方法除去CO2中的CO
D．用点燃的方法鉴别涤纶和羊毛绒
2．（2015，山西）下列实验设计能达到实验目的是（）
序
号
实验目的
实验方案
A
检验某气体是否为二氧化碳
用燃着的木条
B
稀释浓硫酸
将水缓慢加入浓硫酸中，并搅拌
C
区分氧化钙与碳酸钙
取样品，加入适量水
D
除去K2SO4溶液中的KOH
加入适量稀盐酸
3．（2015，广东）通过下列实验操作和现象能得出相应结论的是（）
实验操作
现象
结论
A
向收集满CO2的软塑料瓶中加入约1/3体积滴有石蕊试液的水，旋紧瓶盖，振荡
塑料瓶变瘪，溶液变红
CO2能与石蕊反应
B
往久置于空气中的氢氧化钠溶液滴加足量的稀硫酸
有气泡
氢氧化钠溶液已变质
C
在某无色溶液中滴加氯化钡溶液
有白色沉淀
无色溶液中一定含有SO42－离子
D
把质量相同的镁粉与锌粒同时放入相同浓度和体积的盐酸中
镁粉与盐酸产生气体更快
镁的金属活动性比锌强
4．（2015，莱芜）下列有关定量研究误差分析中，不正确的是（）
A．配制10%的氯化钠溶液时，若烧杯内有水会导致所配溶液溶质的质量分数偏小
B．粗盐提纯实验中，若蒸发过程中晶体飞溅会导致测得的氯化钠纯度偏低
C．测定空气中氧气含量的实验中，红磷质量的多少不影响实验结果
D．用白磷燃烧探究质量守恒的实验中，白磷质量的多少不影响实验结果
5．（2015，德阳）下列实验方案能够达到相应实验目的的是（）
选项
实验目的
实验方案
A
检验CH4中是否含有H2
将气体点燃观察火焰的颜色
B
鉴别NaOH溶液和
Ca（OH）2溶液
取样，分别向溶液中通入CO2
C
除去NaCl中的Na2CO3
向其中加入足量稀盐，后蒸干
D
比较铁和铜的活动顺序
将其分别加入ZnSO4溶液
6.（2015，连云港）下列实验中利用提供的方案不能达到目的是（）
选项
实验目的
实验方案
A
稀释浓硫酸
将浓硫酸沿器壁慢慢注入
水里，并不断搅拌
B
鉴别氮气和氧气
将带火星的木条插入集气瓶中，看是否复燃
C
测某溶液的酸碱度
滴入酚酞试液，观察溶液颜色的变化
D
除去固体氯化钾中少量的二氧化锰
加水溶解后，过滤、蒸发
7.（2015，济宁）分析下面实验内容和结论，正确的一组是（）
实验内容
实验结论
A
带有火星的木条置于氧气瓶中，木条复燃
氧气有可燃性
B
二氧化碳气体通入紫色石蕊试液中，石蕊试液变红色
二氧化碳有酸性
C
稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，未观察到明显现象
二者没有发生化学反应
D
氯化钙溶液滴入某溶液中，出现白色沉淀
溶液中可能含有CO32－
8.（原创）下列措施或方法能达到目的是（）
A．用50mL的量筒量取9.5mL的水
B．要除去CaCl2溶液中的少量HCl，可加入过量的CaCO3
C．用溶解、过滤的方法除去NaCl中的CaCl2
D．为了防止食用的鱼、虾变质，用甲醛溶液浸泡
9.（2015，十堰）在下列实验中，观察到的现象或结论完全正确的有（）
①浓氨水中出现红色，说明氨分子很小且在不断运动 ②既能说明甲烷有可燃性，又能说明甲烷是由碳和氢两种元素组成 ③既能说明CO2的密度比空气大，又能说明CO2不能燃烧也不支持燃烧 ④既能探究可燃物的燃烧条件，又说明白磷的着火点比红磷低 ⑤铁钉表面无明显现象，能说明铁生锈的条件是要有氧气和水
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
10．（2015，南昌）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（）
二、实验及探究题
11．（2015，泰安）实验设计是化学实验的重要环节。
请根据下列实验要求回答相关问题：
【活动与探究一】用对比实验方法探究二氧化碳的性质。
实验一
实验二
（1）实验一中振荡3个矿泉水塑料瓶，观察到塑料瓶变瘪的程度为A＞B＞C，其中变浑浊的瓶内发生反应的化学方程式为；对比A瓶与____（填“B”或“C”）瓶的实验现象，可证明CO2能与NaOH发生反应。
（2）实验二观察到C装置中发生的现象是，结论是（用化学方程式表示）。
【活动与探究二】用变量控制方法探究影响物质溶解性的因素。
实验三
实验四
（3）实验三目的是探究对硝酸钾溶解性的影响；实验四是探究溶剂种类对物质溶解性的影响，该实验中需要控制的变量是温度和相同。
【活动与探究三】定量测定空气中氧气的含量。
实验五
（4）实验五中，反应的原理为（用化学方程式表示）；装置一比装置二更合理，理由是。
根据下表提供的实验数据，完成下表：
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
实验测得空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
12mL
定量实验操作中易产生误差，如果反应前气球中存在气体（其体积小于注射器内的空气），而实验后冷却至室温，将气球内的气体全部挤出再读数，导致实验测得氧气的体积分数结果填“偏小”“偏大”或“无影响”）。
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