专题12 实验设计与科学探究-2026年中考化学专题复习与模拟预测卷

2.(1)①十4③浓硫酸为液体，并具有强腐蚀性(2)2H,0,M02H,0十0，+浓硫酸 具有吸水性浓硫酸吸水逐渐稀释，吸水能力减弱(3)水分子不断运动，实验器内湿度 上升相对湿度逐渐降低(4)硅胶>蒙脱石>氯化钙氯化钙(5)除湿剂的形状（合 理即可)(6)取样，滴加稀盐酸，若有气泡产生，说明仍然有效0.86 0000o0 3.(1)①氮气和氧气的沸点不同② 0000 ③在t-T图，描点，用光滑的曲线连接，找 o 50℃对应的纵坐标，来确定t1数值(2)①温度②O3的体积分数为0.03%温度升 高，O3溶解度降低，降解A的质量减小，导致降解后A的质量增大，最终导致降解率下降 专题12实验设计与科学採究 【学习领航】 例1D 例2【实验操作】酸， 将试纸显示的颜色与标准比色卡比较【实验探究I】(1)取CaCl2溶 于水，测溶液的pH(3)盐酸【实验探究Ⅱ】(1)剩余固体中含有碳酸钙CaCO3十 2HCI一CaCL2+H2O+CO2个(2)由于加入了稀盐酸【拓展延伸】(1)碳酸钙与盐 酸继续反应(2)< 例3(1)OH(2)吸收碳酸氢钠质量(3)干燥二氧化碳(4)84%(5)偏大：装置 内空气中的二氧化碳也能被装置C吸收，则C中测得的二氧化碳质量偏大，导致计算出 的碳酸氢钠质量分数偏大；偏小：产生的二氧化碳仍有部分残留在A、B两装置内，没 有被装置C吸收，导致C中测得的二氧化碳质量偏小，则计算出的碳酸氢钠质量分数偏 小（合理答案均可）(6)Na2CO3(7)取混合后的溶液于试管中，向其中滴入足量氯 化钙溶液，溶液变混浊，有白色沉淀产生，过滤，再向白色滤渣中滴入足量稀盐酸，有气 泡产生，再将气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则说明氢氧化钠溶液与碳酸氢 钠溶液发生了反应 【学习实践】 1.D 2.(1)稀盐酸C(2)节约能源（合理即可）(3)CaC0,商温Ca0+C0,+(4)AB (5)记录数据 3.(1)澄清石灰水变浑浊CaCO3(2)不能有可能是因为二氧化碳溶于水导致塑料瓶变 瘪(3)变大CaCO3+2HCl一CaCl2+H2O+CO2◆干燥的紫色石蕊滤纸条不变 色，湿润的紫色石蕊滤纸条变红色(4)0.8(5)①二氧化碳与水反应生成碳酸，造成烧 瓶内压强迅速降低②1体积水只能溶解0.8体积的二氧化碳，因此反应后压强略大于反 17 应前容器内的压强 4.【实验结论1】碳酸钠溶液【实验结论2】Na2CO3+HCI一NaHCO3十NaCl NaCl【交 流反思】防止冷凝水倒流使试管炸裂浑浊【拓展应用】Ca(HCO3)2一CaCO3↓+ H2O+CO2个 5.(1)CaCO3+2HC1-CaCl2+H2O+CO2个(2)①除去HCl②b(3)①将燃着的小 木条置于锥形瓶口，木条熄灭②CO2与NaOH反应，使锥形瓶中CO2气体减少，压强变 小③向上排空气法收集到的CO2气体不纯(4)①Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉 淀，使溶液中离子的浓度逐渐降低，溶液的导电能力逐渐下降②生成的CCO3未能完全 转化为Ca(HCO3)2OH的导电能力强于HCO3 专题13守恒思想与极限思维 【学习领航】 (一)守恒思想 例1(1)①3：16②A③2H2S+CH4=CS2+4H2(2)CO2 例2A 例3D 例4161.9 (二)极限思维 例1A 例2m(K2CO3)=6.90g,m(KHCO3)=5.00gKOH质量分数为2.8% 例318<m<128 【学习实践】 (一)守恒思想实践 1.B2.D3.B 4.(1)①2：111：2②4H2+CO2-2H2O+CH4(2)①Zn②8 5.25475 6.(1)NO2 (2)7:16(3)不会造成亚硝酸盐中毒。（计算过程略） (二)极限思维实践 1.4g<m<8g2.C3.Na4.B5.54.3% 专题14迁移能力与模型建构 【学习领航】 例1B 18专题12实验设计与科学究 专题12实验设计与科学探究 【学习要点】 1.实验设计 (1)实验设计是指为了达到一定的实验目的综合运用核心知识和实验操作等而进行的整 体规划和合理安排。在解题时，需要从两方面入手。一是联系题目内的探究方法及原理，反思 原实验方案中的原理、过程有哪些不足和需要改进的环节；二是由物质的性质、用途等进行发 散思维，创新设计出更为优化的方案。 (2)实验设计的一般思路和基本要求： 科学性 反应试剂 安全性 环保性 实验目的 实验原理 实验方法 实验步骤 实验现象 实验数据 实验结论 可行性 反应装置 简约性 经济性 (3)定性设计：物质的制备、物质的分离和提纯、物质性质的验证和比较、物质的鉴别等。 ①物质的制备实验方案设计要点：列出可能的几种制备方法和途径，从方法是否可行、装 置和操作是否简单、是否经济与安全等方面进行分析和比较，从中选取最佳的实验方法。在制 定具体的实验方案时，还应注意对实验条件进行严格有效的控制。 实验目的 选择 实验用品 实验原理 方案1 方案2 方案3 分析、比较 优化方案 具体设计 ②物质性质探索型实验，主要从物质的结构特点和所属类型的典型代表物去推测物质可 能具有的一系列性质，而后据此分别设计出合理的实验方案，去探索它可能具有的性质；物质 性质验证型实验，主要是对物质具备的性质进行求证，关键是要设计出简捷的实验方案，操作 117 专题12实验设计与科学探究 简单、现象明显且安全可靠。 物质性质的验证或探索方案设计 物质的结构 充分了解二者关系 物质的性质 深挖细找 验证或探索物质的性质 ③物质检验方案设计要尽可能利用特征反应，且要注意检验顺序和排除干扰。 物质检验方案设计 按题意要求 特征反应 实验现象 被检物质 确定方法 方案设计 确定成分 (4)定量设计： 气体体积的测定 溶液溶质质量 分数的测定 较高准确度和精确度 实验结果分析 物质的组成 ·定溶质质量分数 关注实验细节及产生误差的因素等 的某溶液的配制 2.科学探究 (1)科学探究是收集证据和作出解释，进行发现、创造与应用的科学实践活动，也是获取 科学知识、理解科学本质、认识客观世界的重要途径。科学探究过程包括提出问题、形成假设、 设计并实施实验或调查方案、获取证据、分析解释数据、形成结论及建构模型、反思评价及表达 交流等要素。 (2)科学探究中经常会用到归纳和演绎、对比和比较等思维方法设计实验。 (3)科学探究的几种类型范式： ①对化学反应规律的探究 确定要探究的 预设要研究的 设计实验装 规律所包含的 要素（变量 明确研究的因 确定因变量观 确定自变量及 置、操作程 要素 关系类型) 变量、自变量 测指标 操作方案 序，记录实 验结果 专题12实验设计与科学究 ②对物质性质的探究 确定反应试剂 实施实验观 预测物质性质 和条件 设计实验方案 察实验现象 形成结论 预测实验 收集实验 证据 证据 化学反应发生 的证据 【学习领航】 例1(2024·南通)下列实验方案不能达到实验目的的是 A.去除粗盐中难溶性杂质：将粗盐溶解、过滤、蒸发 B.比较A1片、Cu片的硬度：将两片金属相互刻画，观察现象 C.探究CO和Fe2O3反应的气态产物：按下图所示装置进行实验 D.判断某水样是否属于硬水：用玻璃棒蘸取该水样滴在pH试纸上，观察现象 反应后 的气体 Ca(OH), 溶液 考点追踪： 粗盐中难溶性杂质的去除、比较金属的硬度、探究CO和F2O3反应的气态产物、判断水 样是否属于硬水都是教材中比较经典的关于物质性质比较的实验，要善于在学习中理解并积 累对物质细微差别认识的方法，形成认识物质的一般思路。 试题精析： 物质的检验、鉴别、除杂等综合运用的问题是中考中的必考题型，这类选择题的难度不大， 学生只要能对照题目要求根据平时对这些常见物质的性质予以辨析就能选出正确答案了。 例2实验室使用块状石灰石(CaCO3)和稀盐酸制CO2,当观察不到有气泡产生，固体仍有剩 余时，通常认为反应结束，剩余液呈中性。某兴趣小组对此进行了以下探究： 【实验操作】 (1)向试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸(1：1)；观察不到气泡后， 仍有固体剩余，将试管静置。 (2)取上层清液，用pH试纸测得溶液pH=2,说明溶液显 性；pH测定中，“上层 清液滴到试纸上”的后一步操作是 专题12实验设计与科学探究 【实验思考I】反应剩余液中有哪些物质？其中能使溶液pH=2的有哪些？ 【实验探究I】 (1)甲同学通过实验排除了CaCl2的可能性。简述其实验方案： (2)乙同学将CO2通入蒸馏水中至饱和，测得pH>5。 (3)综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有 【实验思考Ⅱ】试管中剩余固体是否仍含有CaCO3? 【实验探究Ⅱ小组同学向试管中继续加入稀盐酸(1：1)，又有大量气泡产生。 (1)由此得出的结论是 写出反应的化学方程式： (2)比较稀盐酸加入前后的实验现象，解释“又有大量气泡产生”的原因： 【拓展延伸】 (1)反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大，其主要原因是 (2)假如用100g14.6%的稀盐酸和足量的石灰石反应，看不到气泡产生时，停止收集气 体。收集到的CO2质量 (填“>”“<”或“=”)8.8g。 考点追踪： 这道实验探究题涉及了用pH试纸测定溶液pH、溶液酸碱性的判断、碳酸钙与盐酸的反 应、根据化学方程式的简单计算等核心考点。在答题过程中，学生需要结合对上述核心考点的 基本理解去深入反思该实验的真实情境，要从多重信息中筛选出对问题实质的解释。 试题精析： 这道题考查学生对于实验室制取二氧化碳的理解，大部分同学认为这个反应没有气体生 成就意味着反应停止，其实并非如此。这道题意在指导学生探寻反应现象背后的实质，不能停 留于固定思维，要具有根据客观事得出结论的科学素养。 例3(2023·泰州)某化学兴趣小组对家用某品牌发酵粉进行探究。 活动一：定性研究 (1)小星通过观察标签知道这种发酵粉主要成分是碳酸氢钠，为测定发酵粉溶解形成溶 液的酸碱性，取少量发酵粉，加适量水溶解，在室温下用pH计测得所得溶液的pH为8.2，说 明溶液中除Na、HCO3外，一定含有 （填离子符号)。 (2)小静对碳酸氢钠固体溶解过程的温度变化进行研究，实验装置如图甲所示，使用温度 传感器分别测得不同质量的碳酸氢钠粉末溶解过程的温度变化曲线如图乙所示。由图乙可 知，碳酸氢钠固体溶于水 热量，影响溶解过程温度变化的程度还与 有关。 120 专题12实验设计与科学探究 温度传感器 温度/℃ 24 22 数据采集器 2.0g碳酸氢钠 20 磁力 189 4.0g碳酸氢钠 搅拌器 0 50 100 150时间/s 甲 活动二：定量测定 小燕设计了如图丙所示装置，测定该发酵粉样品中碳酸氢钠的质量分数（已知发酵粉中其 他成分不与盐酸反应产生气体)。 碱石灰 稀盐酸 发酵粉空 浓硫酸 足量 样品 1 NaOH溶液 C D 丙 (3)装置B中浓硫酸的作用为 (4)小燕取15.0g固体样品和足量稀盐酸置于装置A中，打开活塞，充分反应后测得装 置C增重6.6g。请计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程） (5)小组同学围绕实验中产生的碳酸氢钠的质量分数误差进行分析，形成两种不同意见。 请分别写出产生偏大和偏小两种误差的原因和导致结果： 活动三：拓展延伸 小林发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象。 提出问题：NaOH和NaHCO3是否发生了化学反应？ (6)猜想一：两者不反应。 121 专题12买验设计与科学探究 猜想二：两者发生反应，从元素守恒的角度，反应生成H2O和 (填化学式)。 (7)已知：该实验条件下CaCl2溶液与NaOH溶液混合变浑浊，CaCl2溶液与NaHCO3溶 液混合无现象。为验证猜想二正确，请你补充实验方案：取少量NaHCO3溶液，向其中加入足 量NaOH溶液， 。(实验 方案包括操作、现象和结论；可供选用的试剂有CCl2溶液、稀盐酸、澄清石灰水) 考点追踪： 本题中涉及了溶液酸碱度的测定、溶解时能量变化、反应前后溶液中离子成分的分析等核 心考点，要求学生能在真实问题情境中运用物质性质、物质检验鉴别、定量分析等实验探究的 思路和方法对实验方案进行设计，初步形成探究意识。 试题精析： 这道实验探究题既体现了初中化学中的核心考点，同时也兼具了与高中知识衔接的功能。 Na2CO3、NaHCO3这两种盐的性质十分具有代表性，对于学生深入探究盐的性质很有价值， 充分体现了化学学习的特点。 【学习实践】 1.基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是( 选项 实验问题 实验方案 A 鉴别O2和空气 将带火星的木条伸入盛有气体的试管中，观察现象 B 分离KCl和MnO2的混合物 溶解，过滤，洗涤，干燥，蒸发结晶 C 验证Cu、A1的金属活动性 将洁净的铝丝浸入CuSO,溶液中，观察现象 D 测定西瓜汁的酸碱度 将pH试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较 2.(2024·重庆)鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，杂质不与酸反应，且高温灼烧不分解。现用两 种方案测定干燥鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数。 【方案一】步骤1：向10g鸡蛋壳中加入足量某试剂，充分反应，产生气体。 (剩余步骤省略) 【方案二】步骤1：将10g鸡蛋壳在高温下灼烧。 (剩余步骤省略) 请回答： (1)方案一中“某试剂”可以是 (填试剂名称)，充分吸收该方案中生成的气体，最 佳试剂是 (填序号)。 A.浓硫酸 B.蒸馏水 C.氢氧化钠溶液 (2)与方案二相比，方案一的优点是 (任写一点)。 (3)写出方案二步骤1中发生反应的化学方程式 (4)判断方案二中灼烧充分的依据是 (填序号)。 专题12实验设计与科学究 A,继续灼烧，不再产生使澄清石灰水变浑浊的气体 B.继续灼烧，剩余固体质量不再发生变化 C.加水溶解，溶液温度升高 (5)把方案二实验步骤补充完整。 步骤2：充分灼烧，冷却后，称量出剩余固体质量， ,计算出鸡蛋壳中碳酸钙的 质量分数。 3.(2023·南通一模)某同学在学习“碳和碳的氧化物”后，利用下图所示装置完成课外实验。 回答下列问题： 实验一：探究鸡蛋壳的成分 (1)取一个小玻璃杯，放入洗净的碎鸡蛋壳，然后加入稀盐酸，立即用蘸有澄清石灰水的玻 璃片盖住（如图1）。实验过程中，观察到玻璃片上出现的现象为 根据实验现象，推测鸡蛋壳中含有的物质是 (填化学式)。 图1 实验二：探究二氧化碳与水的反应 (2)向收集满CO2的软塑料瓶中加入约占1/4体积的水，立即旋紧瓶盖，振荡，观察到软塑 料瓶变瘪（如图2）。该实验 (填“能”或“不能”)证明CO2与水发生反应，理由 是 命 图2 (3)经学习小组讨论，设计了图3实验。关闭止水夹，将胶头滴管中的稀盐酸注入装有大理 石粉末的小试管中，观察到气球 ,稀盐酸与大理石粉末所发生反应的化学方 程式为 。 若观察到 证明二氧化碳与水发生了反应。 123 专题12实验设计与科学探究 气球 止水夹 干燥的紫色 小试管 石蕊滤纸条 湿润的紫色 石蕊滤纸条 图3 (4)取两只医用注射器分别抽取5L二氧化碳和5mL蒸馏水，用橡胶管连接（如图4）， 交替推动2支注射器的活塞，反复多次。最终两侧注射器活塞各自向内移动了2L。 则常温下，二氧化碳的溶解性为1体积水约能溶解 体积的二氧化碳。 四cmm中片 图4 (5)为了更加直观地观察二氧化碳与水的反应，利用数字化设备进行如下实验：在圆底烧 瓶收集二氧化碳气体，用橡胶塞塞紧，连接压强传感器和一只装有20L蒸馏水的注 射器，迅速将注射器里的蒸馏水全部压入圆底烧瓶中，关闭活塞K,然后振荡烧瓶。测 得圆底烧瓶内压强的变化如图5所示： K 压强传 感器 压强/kPa B C 时间/s 图5 ①图甲中CD段压强迅速降低的原因是 ②D点压强略高于A点压强的原因是 4.“天宫课堂”上航天员做的泡腾片实验，让同学们再次感受到化学的魅力。泡腾片中含有碳 酸钠或碳酸氢钠等物质，化学兴趣小组决定对它们的某些性质进行探究。 实验一：探究碳酸钠和碳酸氢钠溶液的酸碱度。 【实验探究1】用pH试纸测得等浓度的碳酸氢钠溶液的pH为9，碳酸钠溶液的pH 为11。 124 专题12实验设计与科学探究 【实验结论1】两者均显碱性，且溶液碱性较强的是 实验二：探究碳酸钠和盐酸的反应。 【实验探究2】向盛有碳酸钠溶液的烧杯中，逐滴加入一定浓度的稀盐酸并充分搅拌，测得 pH变化与时间的关系如图所示。观察到αb段无气泡产生，从b点开始产生气泡。经测定 b点溶质只有碳酸氢钠和氯化钠，c点pH为7。 pH 11,q 7 3 10 1520时间/s 【实验结论2】碳酸钠和盐酸的反应是分两步发生的，b段发生反应的化学方程式为 ,c点溶液中的溶质为 实验三：探究碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性。 【查阅资料】①碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；②碳酸钠受热不分解。 【实验验证】取一定量的碳酸氢钠放入试管中加热，如图所示。 试管A 澄清 B 石灰水 【交流反思】试管A管口向下倾斜的原因是 ,试管B中出现 现象，证明有二氧化碳生成。 【实验结论3】碳酸钠的热稳定性强于碳酸氢钠。 【拓展应用】溶洞内钟乳石的形成原理与碳酸氢钠受热分解相似一溶有碳酸氢钙 [Ca(HCO3)2]的地下水，遇热或当压强突然变小时，碳酸氢钙会分解成碳酸钙沉积下来，天 长日久就形成了千姿百态的钟乳石。请写出碳酸氢钙分解的化学方程式： 5.用下图所示装置制取干燥的CO2,并对CO2的部分性质进行探究。 稀盐酸 饱和 A石灰石NaHCO,图 溶液 试剂x B D (1)装置A中发生反应的化学方程式为 (2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是 125 专题12实验设计与科学究 ②装置C中试剂X应该选用 (填序号)。 a.稀硫酸 b.浓硫酸 c.KOH溶液 (3)收集CO2并验满。将集满CO2维形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封 连接，缓慢地将NaOH溶液注入锥形瓶中，采集信息形成图像。 NaOH 溶液 采集信息 压强/kPa 100A 形成图像 80F 601 40 压强传感器 20H 0 100 200 300400 时间/s ①检验装置D中CO2已经集满的方法是 ②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是 ③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明 (4)取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量C02。 测定反应体系的电导率变化如图所示（忽略反应前后溶液体积的变化）。 电导率1100 1(μS·cm)900 700 500 020406080100 时间/s 【查阅资料】 材料一：溶液的导电能力越强，溶液的电导率越大。 材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越 强。相同浓度的不同离子导电能力不同。 材料三：Ca(OHD2溶于水能完全解离出Ca2+和OH。CaCO3遇到溶有CO2的水时，能反 应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和HCO3。 ①石灰水中通入CO2气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是 ②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是 126