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2019-2020年中考化學(xué) 教材知識梳理 模塊五 科學(xué)探究 課時22 實驗方案的設(shè)計與評價 年份 題型 題號 考查知識點及內(nèi)容 分值 xx 選擇 5 化學(xué)實驗方案設(shè)計與評價，判斷實驗方案能否達到目的 2 xx 選擇 5 判斷能否達到實驗?zāi)康? 2 xx 實驗探究 35(拓展) 設(shè)計實驗證明黑褐色物質(zhì)中含有鐵單質(zhì) 1 2011 實驗探究 35(拓展) 催化劑對過氧化氫溶液制取氧氣的反應(yīng)速率的影響 2 xx 實驗探究 37(設(shè)計) 驗證金屬活動性順序 1 實驗方案的設(shè)計及評價分值為1～2分，常在選擇題和實驗探究題中考查，預(yù)計xx年河北中考在實驗探究題中考查實驗方案的設(shè)計的可能性較大。 河北8年中考真題演練 實驗方案的設(shè)計與評價 1．(xx河北中考5題2分)下列實驗方案不能達到目的的是( ) A．用Na2SO4除去NaCl中的BaCl2 B．用點燃的方法鑒別滌綸和羊毛絨 C．用點燃的方法除去CO2中的CO D．用水鑒別NH4NO3和NaOH固體 2．(xx河北中考5題2分)下列所示實驗設(shè)計不能達到目的的是( ) ,) ,) ,) ,) 中考考點清單 實驗方案的設(shè)計 1．設(shè)計原則 (1)科學(xué)性：實驗原理準(zhǔn)確、實驗流程合理。 (2)安全性：實驗操作要盡量避免帶有危險性的操作，盡量避免與有害性的物質(zhì)接觸。若無法避免與有毒物質(zhì)接觸，則應(yīng)采取安全措施，以免造成環(huán)境污染和人身傷害。 (3)可行性：條件允許，實驗效果要明顯，操作簡單，設(shè)計的實驗方案切實可行。 (4)簡約性：步驟少、時間短、效果好。 2．實驗方案設(shè)計的一般思路 (1)目的明確：明確實驗的目的要求，弄清題目的已知信息。 (2)選擇儀器藥品：選擇合適的儀器和藥品，組合實驗裝置性能安全可靠，易于操作，實驗現(xiàn)象明顯。 (3)設(shè)計實驗步驟：設(shè)計步驟，思路清晰，步驟盡可能的少。 (4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)：全面、及時、準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。 (5)分析得出結(jié)論：根據(jù)記錄的實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，經(jīng)過分析、計算、推理和理論論證，得出結(jié)論。 3．設(shè)計實驗的幾種方法 (1)對比實驗設(shè)計 對比實驗是實驗設(shè)計中的一種基本方法。目的是通過實驗現(xiàn)象的對比，有利于推理論證結(jié)論。 (2)控制變量法實驗設(shè)計 某一問題，常受多個變量因素的制約，為了研究其中某一個因素對問題產(chǎn)生的影響，采用控制變量法，對變量因素逐個進行實驗。綜合各個變量因素對問題的影響作出綜合性判斷。 (3)對比實驗法和控制變量法同時應(yīng)用 對同一個問題研究既用對比實驗法又用控制變量法。如課本上燃燒條件的實驗設(shè)計，既利用了控制變量法又利用了對比法。 實驗方案的評價 1．評價要求 (1)實驗方案理論上科學(xué)合理具有嚴(yán)密性。 (2)在實驗安全的前提下，操作簡單易解。 (3)從經(jīng)濟的角度考慮，節(jié)約試劑，節(jié)約能源，無儀器損壞，成本低。 (4)從環(huán)境角度考慮，對環(huán)境無污染。 2．評價細(xì)節(jié) (1)實驗方案在理論上是否科學(xué)合理，設(shè)計脈絡(luò)是否嚴(yán)密，無漏洞。 (2)可行性：①原理是否正確，可解；②實驗步驟是否簡單科學(xué)易解；③實驗現(xiàn)象是否明顯，實驗結(jié)果是否與實驗?zāi)康囊恢隆? (3)實驗成本：①是否從節(jié)約角度使用儀器和藥品、藥品的利用率是否較高；②實驗中是否有節(jié)能措施。 (4)實驗綠色化：①是否使用安全易得，對人體無傷害的試劑；②實驗過程中是否對環(huán)境造成污染等。 中考重難點突破 實驗方案的設(shè)計 【例1】(xx赤峰中考)設(shè)計對比實驗，控制變量是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法，下列對比實驗不能達到目的的是( ) 編號 A B 實驗 設(shè)計 實驗 目的 探究同種物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性 探究物質(zhì)燃燒的條件 編號 C D 實驗 設(shè)計 實驗 目的 探究鐵生銹的條件 探究CO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應(yīng) 【解析】將NaCl(同質(zhì)量)放入同體積的水和汽油中溶解，能夠比較得出NaCl在不同溶劑中的溶解性不同，A能達到實驗?zāi)康?。白磷和紅磷同時放在銅片上，同時與空氣(氧氣)接觸，接觸的銅片溫度也相同(控制變量相同)，即要控制兩個變量相同，通過白磷燃燒，而紅磷不燃燒現(xiàn)象的對比，得出燃燒需要達到可燃物的最低溫度(著火點)結(jié)論。水中的白磷不燃燒而銅片上的白磷燃燒，它們所處的溫度基本相同，通過對比得出燃燒需跟氧氣接觸的結(jié)論。歸納：不與氧氣接觸，不能燃燒，溫度沒有達到著火點，不能燃燒，從而得到燃燒的條件：①有可燃物(本題可燃物為紅磷和白磷)；②可燃物跟氧氣接觸；③可燃物溫度達到著火點(三者缺一不可)，B能達到實驗?zāi)康?。特別提醒：本題既利用了控制變量法，又利用了對比法。鐵釘放在蒸餾水中和被油覆蓋的蒸餾水中，前者能與空氣(氧氣)接觸，后者不能與氧氣接觸，通過實驗對比，說明鐵在有水(相同條件)而無氧氣(后者)的條件下，不生銹，本實驗不能驗證，有氧氣接觸而無水接觸的情況下能不能生銹呢？實驗設(shè)計不嚴(yán)密、不合理，C不能達到實驗?zāi)康摹O2通入盛有20mL的氫氧化鈉溶液中和盛有20mL水中，(因為水也能與CO2反應(yīng)，同時NaOH溶液中也有水)通過實驗對比，盛有20mLNaOH溶液的塑料瓶變癟的程度要大于盛有20mL水的塑料瓶。在有水相同的條件下，說明CO2與NaOH發(fā)生了反應(yīng)。D能達到實驗?zāi)康摹? 1.(xx衡陽中考)下列實驗不能達到實驗?zāi)康牡氖? ) 實驗方案的評價 【例2】(xx紹興中考)實驗小組的同學(xué)向盛有2mL稀硫酸的試管中加入2mL氫氧化鈉溶液，未觀察到明顯現(xiàn)象。 【提出問題】兩者是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？ 【實驗探究】將盛有上述實驗混合液的試管標(biāo)為①，如圖甲。 小華：測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液pH＞7，于是得出結(jié)論：________。 小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，實驗過程與現(xiàn)象如圖乙，由此他得出了與小華一樣的實驗結(jié)論。 【反思評價】小軍認(rèn)為小敏在實驗設(shè)計中存在不夠嚴(yán)密的地方，請幫他指出：________________________________________________________________________。 【交流討論】試管③溶液中有哪些溶質(zhì)？同學(xué)小孟分析了兩位同學(xué)的實驗過程，一致認(rèn)為沒有H2SO4，其理由是________。在此基礎(chǔ)上同學(xué)小孟提出兩種推理： 推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH 推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。 【解析】【實驗探究】小華測得實驗所用稀硫酸pH＜7，試管①中溶液pH＞7，酸堿度發(fā)生了較大的改變，說明稀硫酸與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；【反思評價】小敏：取兩支試管，編號為②和③，分別加入稀硫酸和試管①(顯堿性)中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至過量，稀硫酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，試管①(顯堿性)與碳酸鈉溶液反應(yīng)無氣泡產(chǎn)生，說明試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗，因此實驗設(shè)計不嚴(yán)密，因為試管②和③需要保證里面的硫酸量是相同的(假設(shè)硫酸和氫氧化鈉沒發(fā)生反應(yīng))，如果兩者沒有發(fā)生反應(yīng)，試管①中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此該實驗應(yīng)該用試管①中的全部溶液與2mL稀硫酸作對比實驗；【交流討論】試管①中的溶液pH＞7，顯堿性，試管③中滴入碳酸鈉溶液無氣泡產(chǎn)生，說明不含H2SO4。 2.(xx滄州重點中學(xué)質(zhì)檢)為了探究硝酸鉀溶液能否導(dǎo)電，實驗步驟如下：(1)將硝酸鉀晶體溶解在盛有自來水的燒杯中；(2)連接如圖電路；(3)閉合開關(guān)，觀察小燈泡能否發(fā)光。針對該實驗?zāi)康模铝性u價或改進正確的是( ) A．實驗步驟正確，完整 B．應(yīng)補做硝酸鉀晶體能否導(dǎo)電的實驗 C．應(yīng)將自來水改為蒸餾水 D．應(yīng)分別補做硝酸鉀晶體、蒸餾水能否導(dǎo)電的實驗 中考備考方略 一、選擇題 1．(xx貴港中考)下列有關(guān)物質(zhì)鑒別方案中，正確的是( ) A．Na2CO3、NaCl、KOH三種溶液，只用酸堿指示劑即可鑒別 B．MgCl2、NaOH、HCl、Na2SO4四種溶液，不加任何試劑即可鑒別 C．(NH4)2CO3、Ca(OH)2、BaCl2、HCl四種溶液，不加任何試劑即可鑒別 D．Fe2O3、CuO、C、Fe只用一種試劑無法鑒別 2．(xx永州中考)氨氣(NH3)是沒有顏色、有刺激性氣味的氣體，密度比空氣小，極易溶于水。下列是實驗室收集氣體的幾種裝置，為防止污染環(huán)境，你認(rèn)為最合理的裝置是( ) A B C D 3．(xx?？谥锌?下列實驗方案，能達到實驗?zāi)康牡氖? ) 選項 實驗?zāi)康? 實驗方案 A 分離碳酸鈉和氫氧化鈉的混合物 加入過量氫氧化鈣溶液，過濾 B 除去氯化鈉固體中的少量碳酸鈉 加入適量稀鹽酸，充分反應(yīng)后，蒸發(fā) C 檢驗二氧化碳?xì)怏w中含有少量的一氧化碳 將混合氣體依次通過灼熱的氧化鐵和澄清石灰水，觀察澄清石灰水的變化 D 鑒別氯化鈉溶液、氫氧化鈉溶液和稀鹽酸 各取少量溶液于試管中，分別滴加無色酚酞溶液，觀察溶液顏色的變化 4.(xx綿陽中考)下列實驗?zāi)康摹⒉僮?、現(xiàn)象、結(jié)論都正確的是( ) 選項 實驗?zāi)康? 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 A 測定溶液pH 用玻璃棒蘸取待測液滴在用蒸餾水潤濕的pH試紙上 試紙變?yōu)闇\紅色 溶液pH為2 B 鑒別NaOH 和NH4NO3 在裝有等量水的試管中分別加入a、b固體 加a的試管水溫升高，加b的試管水溫降低 a是NaOH，b 是NH4NO3 C 驗證燃燒是否需要O2 做白磷是否燃燒的對比實驗 前者不燃燒，后者燃燒 燃燒需 要O2 D 比較Al、Cu的活潑性 將未經(jīng)打磨的Al條放入CuSO4溶液中 無明顯現(xiàn)象 Al的活潑性低于Cu 5.(xx巴中中考)下列實驗?zāi)苓_到實驗?zāi)康牡氖? ) ,) B ,) ,) 二、填空及簡答題 6．(xx南寧中考)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對實驗室制取二氧化碳及相關(guān)性質(zhì)進行一系列的探究活動。 (1)氣體制取 按如圖1所示的制取裝置進行實驗。 ①寫出有標(biāo)號儀器的名稱：a__________，b________。 ②實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________。 ③實驗室收集二氧化碳的方法是________________________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)實驗研究 【提出問題】實驗室制取二氧化碳時能否采用排水法收集？ 【設(shè)計實驗】 實驗一：向一個充滿二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)地較軟的塑料瓶中加入約1/3體積的水，立即旋緊瓶蓋，用力搖晃塑料瓶?？捎^察到塑料瓶________，說明二氧化碳能溶于水。 實驗二：先用集氣瓶裝滿一瓶蒸餾水(pH＝7.0)，然后按如圖2所示組裝并進行實驗，再用pH計測定從裝置C排到燒杯中的液體的pH。 收集到二氧化碳的體積，測得氣體的實際體積小于理論值，原因可能是：①______________，②________________。(合理即可) 【實驗結(jié)論】實驗室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。 【拓展延伸】某同學(xué)先對圖2裝置做了以下改進：將裝置C中的部分蒸餾水換成植物油，將燒杯換成量筒(如圖3所示)，然后利用改進后的裝置測定。 ①裝置B中NaHCO3溶液的作用是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②測得燒杯中液體的pH<7，說明溶液呈酸性，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 三、實驗探究題 7．(xx威海中考)鐵生銹探秘。 為探究鐵生銹的原因，化學(xué)興趣小組的同學(xué)進行了如圖所示的四個實驗，實驗結(jié)果顯示：B、D實驗中鐵生了銹，而A、C實驗中沒有明顯的現(xiàn)象，仔細(xì)分析這4個實驗，回答下列問題： (1)評價方案 對照實驗指除了一個變量外，其他的量都保持不變的實驗。該實驗方案中采用了對照實驗方法。請指出其中的對照實驗(填A(yù)BCD實驗代號)和變量。 第①組對照實驗________，變量________。 第②組對照實驗________，變量________。 第③組對照實驗________，變量________。 (2)解釋數(shù)據(jù) 實驗時，每隔一段時間測量導(dǎo)管內(nèi)水面上升的高度，結(jié)果如下表所示(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm) 時間/小時 編號 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 A 0 0 0 0 0 0 0 B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5 C 0 0 0 0 0 0 0 D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8 導(dǎo)致B、D實驗裝置中導(dǎo)管內(nèi)水面上升的原因是______________________________________。 (3)獲得結(jié)論 根據(jù)本實驗，你認(rèn)為導(dǎo)致鐵生銹的物質(zhì)有________；能加快鐵生銹的物質(zhì)是________。 8．(xx菏澤中考)實驗室中常用分解過氧化氫來簡便快速地制取氧氣，化學(xué)小組進一步探究外界條件對過氧化氫分解速率的影響，并進行了氧氣的性質(zhì)探究實驗。 【查閱資料】有些水果、蔬菜對過氧化氫的分解有催化作用。 【實驗探究1】探究蘋果和土豆對過氧化氫分解是否有催化作用及催化效果： 各量取6mL的過氧化氫溶液，分別倒入1、2、3號三支試管中，取大小、形狀基本相同的蘋果塊和土豆塊，分別放入2、3號試管中，并把帶火星的木條分別同時伸入三支試管口內(nèi)，觀察現(xiàn)象并記錄如下： 試管編號 1 2 3 材料名稱 無 蘋果 土豆 實驗 現(xiàn)象 反應(yīng)速率 很慢 稍快 較快 產(chǎn)生氣泡 很少 比1中多 較多 復(fù)燃情況 不復(fù)燃 復(fù)燃 很快復(fù)燃 實驗結(jié)論,________________________【實驗探究2】探究濃度對過氧化氫分解速率的影響： 取10mL30%的過氧化氫三份，將其中兩份分別稀釋為不同濃度的溶液，同時測定收集到100mL氧氣所用的時間(其他實驗條件均相同)，記錄如下： 實驗編號 1 2 3 過氧化氫溶液濃度 5% 15% 30% 所用時間(秒) 205 25 3 實驗結(jié)論 __________________ 【實驗探究3】用上述收集的氣體與不同物質(zhì)進行反應(yīng)，其中有一固體能在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍紫色火焰，生成刺激性氣味的氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：________________________。