5.3 实验方案设计与评价-2024年初中学业水平考试化学总复习

主题五 科学探究 专题三 实验方案设计与评价 学业要求 1.能设计简单的实验方案或实践活动 3.能初步学会应用控制变量的方法。 方案。 4.能基于事实,分析证据与假设的关系,形 2.能攘写简单的实验报告,并与他人交流 成结论。 和评价探究过程及结果。 考点例析 例1 (2023·武汉)对比实验是进行科学 例2(2022·黄石)物质的鉴别是重要的 实验技能,下列方案正确的是( 探究的重要方式。如图所示实验均用到了对比 ) 的方法。下列说法错误的是( ) 实验目的 选项 实验方案 A 用燃着的木条,观察火焰 鉴别CO.和N 是否熄灭 { 10 用 鉴别AgNO.与 B 取样,滴加BaCl:溶液,观 # Na.SO.溶液 察是否有白色沉淀 鉴别NH.CI固体和 A. 如图实 B.如图实验能 C.如图实验能验 D.如图实验能 C 取样,加入NaOH固体,研 验能验证二 说明红的着 证金活动性 说明硝酸固 (NH.).SO.固体 磨,闻气味 氧化与水 火点比白礴 序为Fe>C 体落于水会吸 发生了反应 的高 >Ag 收热量 D 鉴别白色CuSO.固 体和NaCl固体 取样,加水溶解,观察颜色 【解析】A项,二氧化碳能与水反应生成 碳酸,碳酸不能使无色酸酥溶液变色,不能验证 【解析】A项,CO。和N。均不能燃烧、不 二氧化碳与水发生了反应,错误。B项,铜片上 能支持燃烧,均能使燃着的木条熄灭,不能鉴 的白碎燃烧,红磷不燃烧,能说明红礴的着火点 别,错误;B项,AgNO 与NaSO).溶液均能与 比白磷的高,正确。C项,Fe和Ag分别放入 BaCl。溶液反应,分别生成氢化银、疏酸锁白色 CuSO.溶液中,Fe与CuSO.溶液反应置换出 沉淀,不能鉴别,错误;C项,NH.Cl固体和 铜,说明了金属活动性FeCu;Ag与CuSO (NH)SO. 固体均属于镂态氮肥,均能与 溶液不反应,说明了金属活动性:CuAg;由此 Na(0)H固体研磨产生有刺激性气味的气体,不 可得出三种金属活动性:Fe>Cu>Ag,正确。 能鉴别,错误;D项,取样,加水溶解,观察颜色, D项,向烧杯的水中加入硝酸按后,试管中有碍 溶于水形成蓝色溶液的是 酸铜,溶于水形成 酸钾晶体析出,饱和石灰水无明显变化,硝酸钾 无色溶液的是氧化钟,可以鉴别,正确。 的落解度随着温度的降低而减小,氢氧化的 【答案】D 溶解度随着温度的降低而增大,能说明硝酸镂 例3(2018·宜昌)控制变量,设计对比 固体溶于水会吸收热量,使温度降低,正确。 实验是实验探究的重要方法。 【答案】 A 实验一:区分硬水和软水。 1193 初中学业水平考试总复习·化学 【解析】 实验一:本实验条件除了要控制 本实验条件除了要控制所 所取硬、软水的体积相同外,还必须要控制肥皂 取硬、软水的体积相同外, 还必须要控制 水的量相同(体积或滴数)相同,硬水泡沫少,软 相同。 水泡沫多。实验二:将燃着的小木条插入空气 样品中,木条燃烧,插入呼出气体的样品中,木 实验二,探究人体吸入的空气与呼出的气 条熄灭。对比观察到的现象,可以得出的结论 体有什么不同。 是空气中氧气的含量比呼出气体中氧气的含量 #### 将燃着的小木条分别插人 多。实验三:氧化铁溶液中存在铁离子和氧离 空气样品和呼出气体的样 子,溶液呈黄色与这两种离子有关,可选择有铁 品中,对比观察到的现象, 可以得出的结论是 离子或氢离子的试剂对比即可,由此,用作对比 的试剂可以是氧化钟(或 酸铁)。 实验三:探究决定氢化铁溶液颜色的粒子 【答案】肥皂水的量相同(体积或滴数); 空气中氧气的含量比呼出气体中氧气的含量 氧化铁溶液呈黄色。为了 . 多:氢化钢(或 酸铁)(合理即可) 探究溶液中的哪种粒子使 溶液呈黄色,小艳同学分析 溶液中存在的粒子,选择了 一种试剂作对比,确定了决 氛化铁对比 定氢化铁溶液颜色粒子,用 液 试剂? 作对比的试剂可以是 溶液。 素养整合 例(2020·武汉)小余取8.0g干燥的氢 球形 氧化纳固体于敞口的锥形瓶中,观察到氢氧化 纳固体发生潮解,一段时间后测得锥形瓶内物 质质量为10.0g。为进一步探究上述现象的成 一潮解后的物质 因,小余立即用如下装置进行实验:将试剂X 逐滴滴入锥形瓶中,直至不再产生气泡为止,测 A.①③ B.①④ 得装置前后质量减少了1.1g。(不考虑滴加液 C.②③ D.②④ 体体积、气体密度变化和结晶水的生成)下列推 【解析】 ) ①试剂X可以是稀 酸,是因为 断正确的是( ①试剂X可以是稀疏酸 稀疏酸和碳酸纳反应生成疏酸钩、水和二氧化 ②固体Y可以是生石灰 碳,正确;②干燥剂的作用是吸收水,但不能影 响二氧化碳的排出,而生石灰与水反应后会生 ③滴加试剂X前锥形瓶内水的质量为0.9g 成氢氧化,氢氧化能与二氧化碳反应,影响 ④若没有球形干燥管,测得氢氧化纳固体 了二氧化碳气体的排出,所以固体不能用生石 从空气中吸收水的质量会偏小 灰,不正确;③由题意,氢氧化纳变质及吸水总 质量为:10.0g-8.0-2.0,由于加入足量X放 出二氧化碳气体质量为1.1g,即可知变质吸收 194 主题五 科学探究 的二氧化碳的质量为1.1g,则吸收水的质量为 碳质量偏大,由于氢氧化纳变质时,吸收二氧化 0.9g,而氢氧化纳变质时与二氧化碳反应生成了 碳和水的质量一定,从而使测得氢氧化纳固体 水,故滴入X前锥形瓶中水的质量大于0.9g,不 从空气中吸收水的质量会偏小,正确。 正确;④项,若没有球形干燥管,二氧化碳中的 【答案】B 水蒸气会随着二氧化碳逸出装置,导致二氧化 课时训练 一、选择题 行# 1.(2019·孝感市)下列实验方案能达到预期目 的是( ) A.验证质量 A.除去二氧化碳中的水蒸气--通过氢氧 B.测定空气中 守恒定律 化钟固体干燥剂 氧气含量 B.检验酒精中是否含有碳、氢、氧三种元 片球片 素一-在空气中点燃,检验生成的产物 C.探究铁锈蚀的条件--将一枚光亮的铁 C.探究铁钉锈 钉放入盛有适量水的试管中,观察现象 D.探究燃烧条件之一: 蚀的条件 D.用一种试剂一次性鉴别出硝酸按溶液、磕 温度达到着火点 酸镂溶液、稀疏酸和氧化纳溶液一-分别 4.(2021·宁夏)下列实验不能达到目的的是 取样装于四支试管中,再分别滴加氢氧化 ) 钊溶液,微热,观察现象 B.探究同种金属与不同 A.探究空气与呼出气体 2.(2019·福建).C时,加热烧杯中的石灰水,发 中二氧化碳的多少 种酸反应的速率(室温 下) 现溶液变浑浊,测得此时溶液的pH>7。关于 溶液变浑浊的原因,同学们有两种观点 等的 1清石 ①Ca(OH),的溶解度随温度升高而减小 水 5%f 5% ②Ca(OH)。与空气中的CO。反应。他们设计 稀盐酸 稀梳酸 一量的一 以下方案进行探究,其中没有意义的是( ) 铁粉 A.将装有浊液的烧杯,用冷水冷却,恢复至 C.探究不同溶剂对物质 D.探究温度对分子运动 r C,观察浑浊是否消失 溶解性的影响(室温下) 快慢的影响 B.取适量浊液,过滤,往滤淹中加入盐酸,观 各滴一红墨水 察是否有气泡产生 各加3g食盐 C.取适量浊液,过滤,往滤液中加入Na。CO) 进 溶液,观察是否有沉淀生成 1 11omLk 40mL20: D.其他条件不变,隔绝空气,再做一个加热 40mL60t 的酒精 的水 石灰水的对比实验 5.(2023·黄冈、咸宁、孝感)下列实验方案可以 3.(2018·吉林)下列实验设计能够实现其对应 达到实验目的的是( ) 实验目的的是( ) 195 初中学业水平考试总复习·化学 实验目的 实验方案 选项 示): 除去N。 中混有的少 通过足量灼 (2)同学乙认为,欲通过D装置中浓疏酸因 A 量Co 热CuO 吸收水分而增重,说明混合气体中含有 分离CaCl:和CaCO。的 加足量水溶解, CH 的思路不严密,认为需要在 B 固体混合物 蒸发 (填序号)间再增加一个D装置 鉴别NaOH。BaCl.。 取样,相互滴加, C (编号为F),才能证明含有CH.; (NH.).SO.三种浓溶液 观察现象 (3)同学丙认为,B装置可有可无。说说你的 检验生石灰中是否含有 取样,加水溶解, D 看法和理由: 熟石灰 滴加溶液 (4)同学丁认为,该装置存在着 重大 6.(2022·江汉油田、潜江、天门、仙桃)下列有 安全隐患,小组成员一致同意。 关物质的除杂方法不正确的是 ) 综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后 物质 除杂方法 选项 所含杂质 的混合气体,通过改进后的装置进行了实验 将气体通过灼热的 0 探究,请根据实验现象和数据填写结论: A CO 铜网,充分反应 装置 实验现象/数据 实验结论 加人适量稀盐酸, A B NaOH溶液 Na.CO. 石灰水变浑浊 充分反应 B. 无明显现象 通过实验现象和数据 C 加人适量的错粉充 黑色粉末变成红色 小组成员一致认为该气 C CuSO. A1.(SO).溶液 体 样 品 中含 分反应后,过滤 。 装置D增重3.6g 有 加水溶解后,过滤, 。 D KCl固体 MnO. 装置E增重4.4g 蒸发结品 8.(2022·重庆A)化学产品制备正向着绿色、 二、填空题 低碳、可持续的方向发展。 7.(2019·黄冈改编)获悉某处矿井中瓦斯报警 (1)工业制备梳酸铜的两种方案原理如下; 器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安 I.Cu+2H.SO(浓)CuSO+SO.+2HO 全监测人员提供了少量气体样品,进行成分 II :2Cu+O.-2CuO 探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体 CuO+HSO.- 可能含有CO、CO。、CH.等气体。为确定该 (完成化学方程式) 气体是否含有这三种气体中的一种或几种, (2)某兴趣小组三名同学探究制备梳酸铜的 小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨 新方案,原理如下: 论:(已知:CH.+4Cuo-4Cu+CO。十 III.Cu+H.O.+H.SO=CuSO.+2HQ 2H.O) 将反应物混合,观察到:开始有少量气泡,而 化粉末 合体 后反应剧烈产生大量气泡,溶液呈蓝色,试管 发热。逸出气体能使带火星木条复燃,该气 红 化邻 体为 他们对反应产生大量气泡非 清有水NaO 浓疏 NaOI D 常好奇,推测是某些因素导致了H。O。分解。 (1)同学甲认为,若装置C中CuO变红,则除 甲同学认为是反应生成的CuSO.所导致,乙 了甲院与CuO可能发生反应外,还可能 同学认为是反应放热使温度升高所导致。于 发生的反应是 (用化学方程式表 是设计了下表实验进行探究 196ll 主题五 科学探究 乙同学对比实验 编号 试剂 温度 现象 (填编号)认为自己 10 mL.30% H.O. 的推测正确。 ① 30 °C 1mL.10%CuSO.溶液 产生少量气泡 丙同学认为,甲、乙同学的结论都不严谨,其 10 mL30%H.O.. 理由是 ② 30°C 无明显现象 (3)综合评价制备CuSO. 的方案II,下列说 10mL.30%H.O.. 法正确的是 ③ 80C 快速放出气泡 (填序号)。 1mL.10%CuSO.溶液 A. II比I更环保、比II更节能 甲同学对比实验①②认为自己的推测正确; B.消耗等质量铜,II生成CuSO.最多 请将表中实验②补充完整。 C. I中有原料发生分解,造成试剂浪费 197物中有氧气，使生成的二氧化碳不纯，不选择×品×100%=1,2g,3.6g水中含有氢元素 ③的理由是反应条件要求太高，浪费能源：(3) 24 通过分析题中所指仪器的名称和作用可知，仪： 器a的名称是酒精灯：(4)实验室用过氧化氢 的质量为：3.6×18×100%=0.4g,碳元素和 制取氧气的反应物是液体，反应条件是常温、：氢元素的质量比为1.2g:0.4g=3:1,恰好等 催化剂，氧气密度比空气大，不易溶于水，选择于甲烷中碳元素和氢元素的质量比，则混合气 的发生和收集装置的组合是DE:(5)实登室制体中一定含有甲烷，不含一氧化碳。 取一氧化碳的反应物是固体，反应条件是加热： 8.(1)CuSO,+HO:(2)氧气：1mL水： 加热时草酸晶体在分解之前先熔化成了液体，：①③：可能是硫酸或铜加快了过氧化氢分解： 所以从A,B,C中所选择的发生装置是C,选(3)AC。 择的理由是：试管口略向下倾斜，可以防止冷： 【解析】(1)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和 凝水倒流，使试管炸裂：试管底部向下弯曲，可：水，化学方程式为CuO+H,S0,一CuS0,十 以防止熔化后的液体流到管口处，(6)氢氧化：H,O:(2)氧气能使带火星的木条复燃，故该气 钠和盐酸反应生成氯化钠和水，所以通过发生：体为氧气：甲同学认为是反应生成的CS0, 化学反应除去HCI的试剂可以是NaOH:所导致，甲同学对比实验①②认为自己的推测 溶液。 ;正确，根据控制变量实验的方法，疏酸铜是变 专题三实验方案设计与评价 量，故②10mL30%H,O2、1mL水乙司学认 1.D2.C3.D4.D5.C6.B 为是反应放热使温度升高所导致，乙同学实验 7.(1CO+CuO--Cu+CO::(2)BC: 变量是温度，其他相同，故乙同学对比实验① ③认为自己的推测正确。甲、乙同学的结论都 (3)装置B必须有，Ca(OH)2微溶，装置A不 能保证C0,吸收完全：(4)可燃性气体中含有化氢分解： :不严谨，其理由是可能是硫酸或铜加快了过氧 氧气，加热时可能发生爆炸（合理即可）：： (3)A项，I中生成二氧化硫，二氧化硫有 CO、CHo :毒，Ⅱ中需要加热，消耗能源，故Ⅲ比I更环 【解析】)一氧化碳具有还原性，能与氧保、比Ⅱ更节能，正确：B项，根据1、Ⅱ、Ⅲ方 化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程程式可知，铜和生成的晓骏铜关系为Cu~ 式为：C0+CuO△Cu+C0,。(2)气体通过：CuSO,故消耗等质量铜，生成CuSO,一样 石灰水和氢氧化钠溶液时会带出水蒸气，需要：多，错误：C项，Ⅲ中过氧化氢发生分解，造成 在BC间再增加一个D装置，以吸收水蒸气。试剂浪费，正确；故选：AC (3)装置B必须有，因为Ca(OH)2微溶于水，： 专题四综合实验探究 装置A不能保证C():吸收完全，需用氢氧化： 模块1：物质性质的探究 钠溶液来完全吸收二氧化碳。(4)可燃性气体 1.C【解析】A项，I和Ⅱ对比，球几乎不 与空气混合可能发生爆炸，可燃性气体中含有！溶于水，却能溶解在汽油中，正确：B项，Ⅱ和 氧气，加热时可能发生爆炸。A中石灰水变浑：N对比，汽油不能溶解高锰酸钾，却能溶解碘， 浊，说明原气体中舍有二氧化碳：黑色粉末变正确：C项，Ⅱ和Ⅲ对比，溶质和溶剂的种类均 成红色，说明含有还原性的气体：装置D增重：不同，不能得出不同物质在不同溶剂中的溶解 3.6g,装置E增重4.4g,即生成了3.6g水和：性相同，错误：D项，Ⅲ和N对比，高锰酸钾易 4.4g二氧化碳；说明混合气体中一定含有甲溶于水，难溶于汽油，说明同种物质在不同溶 烧，4.4gCO2中含有碳元素的质量为：4,4g:剂中的溶解性不同，正确。 —240