题型三 实验方案的设计与评价-【学海风暴·PK中考】2026江西中考化学备考讲练本

题型目 实验方 一、化学实验方案的设计 1.化学实验方案设计的基本要求 (1)科学性：实验原理、实验操作步骤和方 法应该是正确的。 (2)安全性：实验设计时应尽量避免使用有 毒试剂和进行具有一定危险性的实验操作。 (3)可行性：实验设计应切实可行，所选用 的化学试剂、仪器、设备和方法等在中学现有的 实验条件下能够得到满足。 (4)简约性：实验设计应尽可能简单易行， 采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实 验试剂，并能在较短的时间内完成实验。 2.实验方案设计中常用的几种方法 (1)对比法：如探究同种溶质在不同溶剂中 的溶解性时，从对比的角度出发，设置几组溶质 相同但溶剂不同的实验，通过对比每组实验的 不同现象得出结论。 (2)控制变量法：如在探究铁锈蚀条件时， 确保每组实验中只能有一个变量，通过将不同 的组别进行组合、分析，得出结论。 (3)结论反推法：当已知实验结论，要求设 计相应的实验方案时，可从结论入手进行反推， 设计相应的实验方案。 例I某小组同学将实验后的BaCl2溶 液和CuSO,溶液混合，准备做无害化处理。 (1)混合后产生大量白色沉淀，反应的化学 方程式为BaCl2十CuSO,-CuCl2十BaSO4￥。 (2)过滤，所得蓝色滤液中含有的溶质可能 情况： 假设一：CuCl2: 假设二：CuCl2和BaCl2; 假设三：CuCl2和CuSO,。 (3)设计实验确定蓝色滤液的成分，完成下表。 122 2026江西化学 案的设计与评价 解法 实验操作 现象与结论 取少量滤液于试管中 说明假设二不成立 取少量滤液于试管中，滴加 氯化钡溶液 ,说明假设三成立 二、化学实验方案的评价 对实验方案的评价一般从以下角度进行： (1)是否可行：①实验原理是否正确、可行： ②实验操作是否安全、合理：③实验步骤是否简 单、科学：④实验现象是否明显；⑤实验结果是否 与实验目的一致等。 (2)是否符合“绿色化学”：①原料是否易得、 安全、无毒：②反应速率是否适中：③原料利用率 以及生成物质的产率是否较高：④实验过程中是 否会造成环境污染。 。例2为探究酒精燃烧的产物，某化学实 验小组的同学进行下图实验。将酒精在一定量 纯净氧气中燃烧的产物依次通过下图所示的装 置（部分固定装置省略），实验过程中观察到装置 A中白色粉末变为蓝色，装置B、E中澄清石灰 水变浑浊，装置D中黑色粉末变成红色。 【查阅资料】白色无水CuSO,粉末遇水变为 蓝色。 酒精燃烧 的产物 Cuo 气 无水澄清氢氧化浓硫酸 澄清 CuS04石灰水钠溶液 石灰水 B C D E (1)实验前需要通入一段时间氮气，目的是 。装置C的作用是 (2)实验时， (填“能”或“不 能”)调换装置A和B的位置，原因是 随 1.(2025新疆)下列实验方案能达到实验目的的 是 ( 选项 实验目的 实验方案 鉴别C0和CO2 观察颜色 检验Naz CO3中是 取样，加入稀盐酸，观察 否混有NaHCOa 现象 探究Fe、Cu的金属 取少量的CuC2溶液， 活动性强弱 插入铁丝，观察现象 除去稀盐酸中少量 加入过量的BaCl2溶 D 的硫酸 液，过滤 2.(2025江西样卷六)下列实验方案合理的是 ( ) 选项 实验目的 实验方案 比较不同物质在同 将等质量的碘分别加入 A 一溶剂中的溶解性 等量的水和汽油中 将两根光亮的铁钉分别 探究食盐水会加快 置于等体积的水和食盐 金属锈蚀 水中，一段时间后，观察 现象 将水沿烧杯内壁缓慢注 稀释浓硫酸 入浓硫酸中 0 检脸O2是否收 集满 3.(2025江西样卷五)下列实验方案设计合理的 是 ( ) 选项 实验内容 操作方法 鉴别NaOH和 取样，分别加适量水，测量 NH,NOg固体 溶液温度变化 鉴别铁粉和二氧 观察颜色 化锰粉末 除去NaC1中混加水溶解，过滤，洗涤， 有的泥沙 干燥 除去CaO中混有 D 的CaCO3 4.下列实验方案能达到实验目的的是 ( 选项 实验目的 实验方案 A 除去铁钉表面的铁锈 加入过量稀盐酸 练 续表 选项 实验目的 实验方案 鉴别CaCO3固体 B 取样，加水 和Na.CO3固体 除去氯化钠溶液中 滴加稀硫酸溶液至不再 C 的碳酸钠 产生气泡 鉴别黄铜（铜锌合 D 金)和黄金 5.(2025九江模拟)在实验室中进行下列实验， 其中实验方案能达到实验目的的是 ( 选项 实验目的 实验方案 鉴别C0和O2 将两种气体分别通入澄 A 清石灰水 除去粗盐中的 用足量水溶解粗盐，过 B CaCla 滤、蒸发结晶 鉴别碳酸钠与氯 取样，分别加入稀盐酸， C 化钠 观察现象 除去氢氧化钠溶液 D 中的氢氧化钙 6.(2025吉安永丰模拟)下列实验方案能解决相 应实际问题的是 ( ) 选项 实际问题 实验方案 检脸CaO中是否含 加水溶解，滴入无色酚 A 有Ca(OH)2 酞溶液 点燃气体，在火焰上方 B 鉴别CH,和H 气体 革内壁涂有澄清石灰水 的烧杯 除去二氧化锰中少 C 加热固体混合物 量的高锰酸钾 除去CO2中少量 D 的CO 江西题型突破 123强弱关系为Cu>Ag。由此可得出三种金属的活动性 顺序为Fe>Cu>Ag,C正确，向烧杯中加入硝酸铵 后，左边试管中有硝酸钾品体析出，右边试管中饱和石 灰水无明显变化，硝酸钾的溶解度随着温度的降低而 减小，氢氧化钙的溶解度随着温度的降低而增大，能说 明硝酸铵固体溶于水会吸收热量，使温度降低，D正确， 题型二坐标曲线题 ○随堂练 1.D【解析】向装有一定量锌粉和铜粉的烧杯中不断滴 加稀硫酸，起始时烧杯内水的质量为0，A不符合题 意，起始时烧杯内只有锌粉和铜粉，氢元素的质量为 0,溶液的质量也为0，B、C不符合题意，铜与稀硫酸 不反应，烧杯内铜的质量不变，D符合题意」 2.D【解析】木炭粉与氧化铜恰好完全反应，故反应结 束后木炭粉和氧化铜的质量均为0，A,C不符合题意 反应前铜元素存在于氧化铜中，反应后铜元素存在于 铜单质中，反应前后固体中铜元素的质量不变，B不符 合题意，木炭粉与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反 应后固体的总质量减小，D符合题意 3.C【解析】氢氧化钠溶液显碱性，pH>7,向一定量氢 氧化钠溶液中不断加水，溶液的碱性减弱，pH减小， 但是溶液始终显碱性，溶液的pH会无限接近于7，不 可能等于或小于7，A错误，氢氧化钠溶液显碱性， PH>7,向一定量氢氧化钠溶液中加人稀硫酸，氢氧化 钠和硫酸反应生成硫酸钠和水，溶液的碱性逐渐减 弱，酸性逐渐增强，PH的变化是从大于7逐渐减小到 等于7、小于7，B错误，初始溶液为饱和的硝酸钾溶 液，初始溶液的质量不是0，一定温度下，向饱和的硝 酸钾溶液中不断加入NaC】固体，氯化钠固体会继续 溶解，溶液的质量不断增大，至氯化钠达到饱和，继续 加入氢化钠固体，不会继续溶解，溶液的质量不再发 生变化，C正确。向装有等质量镁、锌的两只烧杯中分 别加入足量等浓度的稀盐酸，镁比锌活泼，则镁的反 应速率快，至完全反应所需的时间短，镁和稀盐酸反 应生成氯化镁和氢气，锌和稀盐酸反应生成氯化锌和 氢气，反应的化学方程式为Mg+2HCI一MgC2+ H24、Zn十2HC一ZnCL+H:↑，每24份质量的镁 能置换出2份质量的氢气，每65份质量的锌能置换出 2份质量的氢气，酸足量，等质量的金属，最终镁产生 的氢气多，D错误， 4.B【解析】向盛有一定量H,SO,和CuSO,混合溶液 的烧杯中不断滴加NaOH溶液，NaOH先与H:SO, 反应生成硫酸钠和水，开始时不会生成沉淀，硫酸消 耗完后，NaOH再与CuSO,反应生成氢氧化铜沉淀和 硫酸钠，故沉淀的质量刚开始为零，滴加一定量的氢 氧化钠溶液后才开始增大，CuSO,完全反应后，沉淀 质量不再改变，A错误。向烧杯中滴加NaOH溶液 前，溶液中钠元素的质量为零，随者NaOH溶液的不 断加入，溶液中钠元素的质量逐渐增大，B正确。向烧 杯中滴加NaOH溶液前，水的质量为H:SO,和 CuSO,混合溶液中溶剂的质量，不为零，C错误，滴加 NaOH溶液的过程中，烧杯中物质的总质量是越来越 大的，D错误 20 A心己0已6江西化学 5.C 6.D【解析】由图可知，开始时溶液的pH大于7，显碱 性，反应容器内是氢氧化钠溶液，随者反应的进行，pH 逐渐减小，因此是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，A不 正确。稀盐酸与氢氧化钠反应的化学方程式为HC十 NaOH一NaCI十H,O,随者反应的进行，溶液中氯化 钠的质量逐渐增大，当恰好完全反应时，继续加入稀 盐酸，溶液中氯化钠的质量不再增大，B不正确。B点 时溶液的pH等于7，说明稀盐酸与氢氧化钠恰好完全 反应，但根据化学方程式的意义可知，HCI+NaOH 36.5 40 一aC1+H,O,每消耗36.5份质量的HC1,需要消 耗40份质量的NaOH,HC和NaOH不是等质量反应， C不正确，A点对应的溶液的pH大于7，溶液显碱性， 溶质为氢氧化钠和氯化钠，向其中加入碳酸钙固体，碳 酸钙不与氢氧化钠和氯化钠反应，无明显现象，若稀盐 酸与氢氧化钠没有发生反应，加入碳酸钙会反应产生 二氧化碳气体，所以向A点对应的溶液中加入碳酸钙 固体，能证明稀盐酸与氢氧化钠溶液发生反应，D正确。 题型三实验方案的设计与评价 ○学解法 【例1】滴加硫酸铜溶液（合理即可）无明显现象有白 色沉淀产生 【例2】(1)排尽装置内的空气充分吸收C0:(2)不能 若调换位置，气体产物会从澄清石灰水中带出水蒸 气，干扰对水的检验 ○随堂练 1.C【解析】CO和CO均为无色气体，无法通过观察颜 色鉴别，A不符合题意，Na:CO,和NaHCO,均能与 稀盐酸反应生成CO:气体，现象相同，无法通过此方 法检验是否混有NaHCO,B不符合题意，将铁丝插 入CuC,溶液，铁能与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜， 说明铁比铜活泼，C符合题意。加人过量BaCL,溶液， BaC:与硫酸反应生成BaSO,沉淀和HCL,虽能除去 HSO,但过量的BaCl,会残留在溶液中，引入了新杂 质，D不符合题意， 2.B将带火星的木条放在集气瓶瓶口【解析】将等质 量的碘分别加入等量的水和汽油中，只能比较同种物 质在不同溶剂中的溶解性，A不合理，食盐水中的氯 离子会加速铁的锈蚀，将两根光亮的铁钉分别置于等 体积的水和食盐水中，控制了单一变量，B合理，稀释 浓硫酸时，应将浓硫酸沿容器壁缓慢注入水中，并用 玻璃棒不断搅拌，C不合理，可将带火星的木条置于 集气瓶瓶口，若木条复燃，则证明氧气已收集满。 3.A高温煅烧【解析】氢氧化钠固体溶于水放热，硝 酸铵固体溶于水吸热，分别加适量水，测量溶液温度 变化，可鉴别氢氧化钠和硝酸铵固体，A合理。铁粉和 二氧化锰粉末都是黑色的，通过观察颜色无法鉴别，B 不合理，含有泥沙的氯化钠，通过加水溶解，过滤操 作，可除去泥沙，再蒸发结品可得到纯净的氢化钠，C 不合理。碳酸钙在高温下会分解生成氧化钙和二氧 化碳，氧化钙在高温下不反应，故通过高温煅烧可除 去氧化钙中混有的碳酸钙. 4.B加入稀盐酸，观察是否产生气泡（合理即可）【解 析】铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应 生成氨化铁和水，可用稀盐酸除去铁锈，但是加人过 量稀盐酸，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气： 应加入适量稀盐酸，A不符合题意，CaCO,固体难溶 于水，NaCO,固体易溶于水，取样，加水，能溶解的是 Na:CO,,反之是CaCO,,可以鉴别，B符合题意，碳酸 钠和稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水，向样品 滴加稀硫酸溶液至不再产生气泡，虽然除去了杂质， 但是引入了新的杂质硫酸钠，C不符合题意，黄铜中 的锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，产生气泡， 黄金和稀盐酸不反应，可加入稀盐酸，通过观察是否 产生气泡来区分， 5.C加入适量的碳酸钠溶液，充分反应后过滤【解 析】将两种气体分别通人澄清石灰水，CO和O,均不 能使澄清石灰水变浑浊，不能鉴别，A不能达到实验 目的。氯化钙、氯化钠均易溶于水，将粗盐用足量水 溶解，过滤，不能除去粗盐中的CCl:,B不能达到实验 目的。碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧 化碳，取样，分别加入稀盐酸，有气泡产生的是碳酸 钠，无明显现象的是氯化钠，C能达到实验目的。除去 氢氧化钠溶液中的氢氧化钙，加入适量的碳酸钠溶 液，充分反应后过滤，氢氧化钙能与碳酸钠溶液反应 生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤，能除去杂质且不 引入新的杂质，符合除杂原则， 6.B将气体通过灼热的氧化铜【解析】氧化钙和水反 应生成氢氧化钙，氢氧化钙溶液显碱性，滴入无色酚 酞溶液变红，无论有没有氢氧化钙，加水溶解，滴人无 色酚酞溶液都会变红，无法鉴别氧化钙中是否含有氢 氧化钙，A不符合题意，氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生 成水和二氧化碳，点燃，在火焰上方罩一个内壁涂有 澄清石灰水的烧杯，只有甲烷燃烧会使澄清石灰水变 浑浊，现象不同，可以鉴别，B符合题意。高锰酸钾加 热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，虽然除去了高 锰酸钾，但生成了新的杂质，C不符合题意。一氧化碳 和氧化铜经加热会生成二氧化碳和铜，欲除去CO:中 少量的CO,可以将气体通过灼热的氧化铜中， 题型四工业生产流程类题 ○学解法 【例1】增大反应物间的接触面积，加快反应速率，使反应 充分进行 【例2】使Na:CO:、Na:SO,溶解使CuO与盐酸反应 使SiO2与NaOH反应生成Na:SiO 【例3】过滤蒸发玻璃棒不同 【例4】Mg.Cl: 【例5】Cus+2NaC1+2O: 高温CuC,+Na:S0, 【例6】4.7-8.9 【例7】稀盐酸 ○随堂练 1.(1)SiO2(或二氧化硅)(2)MgO+H:SO,一MgSO,+ H,O(3)过滤会使制备的碳酸镁不纯【解析】(1)工 业废渣含MgCO2、MgO、SiO2,加入过量稀疏酸，MgCO, 会与稀硫酸反应，Mg0会与稀硫酸反应，SiO:不溶于 水且不参与反应，所以操作1（过滤）后，滤渣的成分是 SO:,(2)氧化镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和水，该反 应的化学方程式为MgO+H:SO,一MgSO,+H:O. (3)操作1和操作2都是将固体和液体分离，名称是过 滤：过滤是分离不溶性固体与液体的一种常用方法。 不能省去操作1的理由：滤渣中含有SiO2,若省去操 作1，SO2会进入溶液A,后续加入碳酸钠溶液时， SiO:不参与反应，会导致最终得到的MgCO,固体 不纯。 2.(1)粉碎（或研磨）(2)MnCO,十H:S),一MnSO, +HO+CO,↑(3)H(4)H,SO,(5)不能与稀 硫酸反应（或不能与水反应）【解析】(1)操作①是将 菱锰矿变为菱锰矿粉，故操作①的名称为粉碎或研 磨，(2)菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含有二氧化 硅，二氧化硅与稀硫酸不反应，碳酸锰与稀硫酸发生 复分解反应，故碳酸锰与稀硫酸反应生成硫酸锰、水 和二氧化碳，反应的化学方程式为MCO,十H,SO, 一MnSO,+H:O+CO,↑，(3)溶液I中含有的溶 质是MnSO,和H:SO,,故溶液I中含有的阳离子是 Mn+和H,(4)根据质量守恒定律可知，化学反应 前后原子的种类和数目不变，反应前有6个M如、6个 S,32个O、12个H,反应后的已知物中有6个Mn、8 个O,故6X中含有6个S、24个O、12个H,X的化学 式为H:SO,,(5)经过操作②后得到溶液I和SiO: 固体，说明SO:不能与稀硫酸反应、不能与水反应， 3.(1)混合物(2)增大反应物间的接触面积，使反应更 快，更充分(3)Fe、Fe+(4)TiC,通电Tm+ 2C1:↑C12【解析】(1)钛合金中除了含有金属钛， 还含有其他金属或非金属，所以属于混合物。(2)“粉 碎”的目的是增大反应物间的接触面积，使反应更快、 更充分，(3)“酸浸”时杂质发生的反应是氧化铁和稀 硫酸反应生成硫酸铁和水，化学方程式是下®，O,十 3H:SO,一Fe:(SO,),+3HzO,故“酸浸”后的溶液 中含有Fe+:由化学方程式FeTiO,+3H:SO,一 Ti(SO,):+FeSO,十3H:O可知，“酸浸”后的溶液中还 含有T件、Fe+,又因为加人的稀硫酸是过量的，所以 “酸浸”后的溶液中含有的阳离子是T门+、H中、F+、 Fe+,(4)电解TCL,的反应是四氯化钛在通电的条件 下生成铁和氧气，反应的化学方程式为TC,通电+ 2C↑，上述流程中，可循环利用的物质是C, 4.(1)B(2)FeO2+3H:SO,-Fe:(SO,),+3H:O (3)氮气起到保护作用(4)铁（或Fe)(5)节约金属 资源，减少环境污染（合理即可）【解析】(1)分离反应 器1、反应器2中混合物的操作是过滤，过滤需要用到 的仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，不需要用到蒸发皿， (2)铁锈的主要成分是F,O,,与稀硫酸反应生成硫酸 铁和水，该反应的化学方程式为Fe:O,十3H:SO,一 Fe:(SO,),十3H:O。(3)硫酸亚铁易被氧气氧化，但 在析品罐中通入了氮气，隔绝了氧气，可防止硫酸亚 铁被氧化，(4)由流程图可知，固体分离塔中分离出的 铁可以循环利用。(5)回收利用金属垃圾可以减少对 自然资源的开采，降低环境污染，同时减少能源消耗。 参考答案21