实验设计和探究题材解题方法

1、初三科学专题复习初三科学专题复习实验设计与探究解题方法实验设计与探究解题方法常见气体的检验常见气体的检验气体气体检验方法检验方法现象现象氧气氧气将带火星的木条插入有关容器内将带火星的木条插入有关容器内木条复燃木条复燃氢气氢气点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯发出淡蓝色火焰，烧杯壁上有水珠发出淡蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结凝结依次通过灼热的氧化铜和白色的无水硫酸铜依次通过灼热的氧化铜和白色的无水硫酸铜黑色氧化铜变红，白色硫酸铜变蓝黑色氧化铜变红，白色硫酸铜变蓝二氧化碳二氧化碳通入澄清石灰水中通入澄清石灰水中澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊一氧化碳一氧

2、化碳点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡发出淡蓝色火焰，烧杯壁上没有水发出淡蓝色火焰，烧杯壁上没有水珠凝结，石灰水变浑浊珠凝结，石灰水变浑浊依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水依次通过灼热的氧化铜和澄清石灰水黑色氧化铜变红，澄清的石灰水变黑色氧化铜变红，澄清的石灰水变浑浊浑浊甲烷甲烷点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，点燃，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡再向烧杯内倒入澄清石灰水，振荡发出蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝发出蓝色火焰，烧杯壁上有水珠凝结，石灰水变浑浊

3、结，石灰水变浑浊氮气氮气将点燃的木条插入有关容器内，再倒入澄清将点燃的木条插入有关容器内，再倒入澄清石灰水，振荡石灰水，振荡木条马上熄灭，石灰水不变浑浊木条马上熄灭，石灰水不变浑浊氯化氢氯化氢将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口将湿润的蓝色石蕊试纸放在瓶口蓝色石蕊试纸变红蓝色石蕊试纸变红通入水里，滴入硝酸银溶液和稀硝酸通入水里，滴入硝酸银溶液和稀硝酸生成不溶解于稀硝酸的白色沉淀生成不溶解于稀硝酸的白色沉淀水蒸气水蒸气通过白色的无水硫酸铜通过白色的无水硫酸铜白色无水硫酸铜变蓝白色无水硫酸铜变蓝常见物质（离子）的检验方法常见物质（离子）的检验方法 物质物质使用试剂使用试剂现象现象酸（酸（H H）（1 1）

4、紫色石蕊试液）紫色石蕊试液（2 2）PHPH试纸试纸（3 3）加入锌粒或镁条）加入锌粒或镁条变红变红PHPH7 7产生可燃性气体产生可燃性气体碱（碱（）1.1.紫色石蕊试液紫色石蕊试液2.2.PHPH试纸试纸3.3.无色酚酞试液无色酚酞试液变蓝变蓝PHPH7 7变红变红盐酸或可溶盐酸或可溶解的盐酸盐解的盐酸盐硝酸银溶液和稀硝酸硝酸银溶液和稀硝酸生成白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸生成白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸硫酸或可溶硫酸或可溶解的硫酸盐解的硫酸盐氯化钡溶液和稀硝酸氯化钡溶液和稀硝酸生成白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸生成白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸（但是要注意溶液里是否有银离子）（但是要注意溶液里是否有银

5、离子）碳酸盐碳酸盐盐酸和澄清石灰水盐酸和澄清石灰水产生气体，气体能使澄清石灰水变浑浊产生气体，气体能使澄清石灰水变浑浊可溶性铜盐可溶性铜盐氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液生成蓝色氢氧化铜沉淀生成蓝色氢氧化铜沉淀可溶性铁盐可溶性铁盐氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液生成红褐色氢氧化铁沉淀生成红褐色氢氧化铁沉淀铵盐铵盐氢氧化钠溶液，湿润的红氢氧化钠溶液，湿润的红色石蕊试纸或无色酚酞试色石蕊试纸或无色酚酞试纸纸 ，加热，加热产生刺激性气味的气体，能使石蕊试纸变产生刺激性气味的气体，能使石蕊试纸变蓝或无色酚酞试纸变红蓝或无色酚酞试纸变红常用的气体制取装置一、初中科学中的常用实验装置气体收集装置几个重要的装置气体与固体反

6、应装置气体与固体反应装置一套有多种用途的装置1、集气瓶向下排空气法向上排空气法排水法2、洗气瓶浓硫酸浓硫酸除去水蒸气除去水蒸气氢氧化钠等氢氧化钠等碱性溶液碱性溶液除酸性气体（如除酸性气体（如、等气体）等气体）稀盐酸等酸稀盐酸等酸性气体性气体除碱性气体除碱性气体（如氨气等）（如氨气等）3、验气瓶检验二氧化检验二氧化碳气体碳气体硝酸银溶液检验气体的酸性或检验气体的酸性或碱性碱性4、量气瓶常用的除水和验水装置几套与大气压相关的装置注射器在科学实验中的使用三、实验的设计与探究 例1、实验室中要除去细碎铜屑中的少量细碎铁屑，某学生设计了两个方案。加适量稀盐酸 搅拌 （1）Cu、Fe 过滤 洗涤 加适量C

7、uSO4溶液搅拌 （2）Cu、Fe 过滤 洗涤 两个方案各有优点，理由是 。 你是否有更简便的方法，若有，请写出做法： 。加适量稀盐酸 搅拌加适量CuSO4溶液搅拌答案：（1）种方案费了盐酸去了铁没有增加铜，但除杂质完（2）种方案去了铁增了铜。最简便的方法是用磁铁吸去铁屑。 小结 实验设计方案的评价原则： 1、科学性原则 2、环保性原则 3、简便性原则 4、经济性原则 5、安全性原则 练习1、现有烧杯、药匙、玻璃棒、锥形瓶、生石灰、蒸馏水、稀盐酸、洗净的碎鸡蛋壳等实验用品。试设计一个简单实验，证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐。（用文字叙述）答案：步骤：（1）用镊子取一小块生石灰放入烧杯中，加入蒸馏

8、水，并用玻璃棒搅拌，等其充分溶解后静置，再用玻璃棒蘸取上层清液，附着在玻璃片的内表面。（2）用药匙取少量洗净的碎鸡蛋壳置于锥形瓶内，倒入少量稀盐酸，再将附着有澄清石灰水的玻璃片盖在瓶口上。现象与结论：实验时，发现鸡蛋壳上产生气泡，玻璃片上出现白色浑浊物质，表明有CO2 2、含有信息的实验设计题 例2已知Cu2O是一种红色固体物质，在酸性溶液中可发生反应生成Cu2和Cu。请用已学过的知识设计一个最简便的实验方案，来检验CuO经氢气还原所得到的红色产物中是否有Cu2O。 实验步骤实验现象与结论化学方程式实验步骤取还原反应后样品少量装入试管，加适量稀硫酸，振荡实验现象与结论若溶液变蓝色，证明有Cu2

9、O；若不变色，证明没有Cu2O。化学方程式Cu2O + H2SO4= CuSO4 + Cu + H2O答案小结 含有信息的实验设计方法： 1、看清题目，去伪存真 2、抓住关键，联系书本例、某校化学课外活动小组在做例、某校化学课外活动小组在做NaOH与酚酞作用的实验时，发现当与酚酞作用的实验时，发现当将酚酞滴入到所配制的将酚酞滴入到所配制的NaOH溶液中时，溶液最终不显红色。溶液中时，溶液最终不显红色。（1）一同学猜测可能是）一同学猜测可能是NaOH溶液在空气中久置而转化为碳酸钠的原溶液在空气中久置而转化为碳酸钠的原因，请问你是否同意他的猜想？请说出原因。因，请问你是否同意他的猜想？请说出原因。

10、序 号 猜 想 实 验 方 案 预 计 现 象 结 论 123另取试管实验 酚酞试剂失效 另取酚酞试剂与NaOH溶液反应 试剂取错 变红 试管内有酸或能与碱反应的盐 猜想成立 变红 猜想成立 猜想成立 另取酚酞试剂和NaOH溶液反应 变红 （2）再请你将你的各种猜想及验证猜想的实验方案填写在下表中（至少两种）：）再请你将你的各种猜想及验证猜想的实验方案填写在下表中（至少两种）：答案：（答案：（1）不同意，因为碳酸钠溶液仍显碱性，酚酞仍应该变成红色。）不同意，因为碳酸钠溶液仍显碱性，酚酞仍应该变成红色。 （3）在洗涤做过上述实验的试管时，某同学发现加入少量的酸后，试管）在洗涤做过上述实验的试管时

11、，某同学发现加入少量的酸后，试管内的溶液却变成了红色。请你猜想出现这种现象的可能原因，并设计实内的溶液却变成了红色。请你猜想出现这种现象的可能原因，并设计实验验证你的猜想，要求写出实验方法、现象和结论。验验证你的猜想，要求写出实验方法、现象和结论。猜想：猜想： 。实验方案、预计现象及得到的可能结实验方案、预计现象及得到的可能结论：论： 。酚酞在浓碱液中不显色。酚酞在浓碱液中不显色。 向稀向稀NaOH溶液中加入酚酞，溶液变红色；再向其溶液中加入酚酞，溶液变红色；再向其中加入中加入NaOH固体，溶解后溶液的红色又消失。固体，溶解后溶液的红色又消失。小结：科学实验探究的一般过程 、提出问题 、作出假

12、设 、设计实验 、观察现象 、得出结论练习：小明、小鹏和小芳三位同学在一起探究蜡烛燃烧，他们将短玻璃导管插入焰心，发现另一端也可以点燃。（1）提出问题 导管里一定有可燃性气体，气体成份可能会是什么呢？（2）猜想 小明认为：可能是蜡烛不完全燃烧时产生的CO 小鹏认为：可能是蜡烛受热后产生的蒸气 小芳认为：可能是上述两种情况都有。（3）设计实验方案 请你帮他们设计一个简单的实验方案，来判断哪一种分析是正确的？ （4）现象与结论 如果小芳的猜想正确，现象应该是。（5）如果用CnH2n+2 表示蜡烛成份，则其燃烧的化学方程式为： .答案：（3）只要玻璃导管外包一块湿布点燃 （4）另一端导管口还是能点燃

13、，有浅蓝色火焰，而导管内壁上有凝固的蜡油。 （5）2CnH2n+2+ (3n+1) O2 = 2nCO2 + (2n+2)H2O定量实验设计例3某中学化学小组查阅资料发现金属氧化物A也能催化氯酸钾的分解，且A和二氧化锰最佳催化温度均在500左右。于是对A和二氧化锰的催化性能进行了定量对比实验。（实验时均以收满500mL氧气为准，其他可能影响实验的因素均已忽略）。表1用MnO2作催化剂表2用A作催化剂根据表1、表2的实验情况，请回答：上述实验中的待测数据应是_ _。完成此研究后，他们准备发表一篇研究报告，请你替他们拟一个报告题目：_。实验序号KClO3质量/gMnO2质量/g反应温度/待测数据1

14、8.002.0050028.002.00500实验序号KClO3质量/gMnO2质量/g反应温度/待测数据18.002.0050028.002.00500收满500mL氧气所需时间 金属氧化物A和二氧化锰对氯酸钾的催化效率比较。 含干扰因素的实验设计 例4.水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是CO、H2、CO2和水蒸气。请用下列装置设计一个实验，以确认混合气中含有CO和H2。 （1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母） 混合气( ) ( )接 ( ) ( )接 ( ) ( )接 ( ) ( )接 ( ) ( )。 （2）确认混合气中含有H2的实验现象是： ；其理由是 答案

15、(1)(F)(E)接(D)(C)接(A)(B)或(B)(A)接(J)(I)接(H)(G)(2)黑色氧化铜变红，无水硫酸铜变蓝；因为H2通过灼热的CuO后生成Cu和水蒸气， 水蒸气使无水硫酸铜变蓝。例例1：某化学兴趣小组在课外活动中：某化学兴趣小组在课外活动中,对某溶液进行了多次检测对某溶液进行了多次检测,其中三次检测其中三次检测结果如表如示结果如表如示.请回答请回答:（1）三次检测结果中第）三次检测结果中第 次检测结果不正确。次检测结果不正确。（2）在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子，）在检测时，为了确定溶液中是否存在硫酸根离子、碳酸根离子和氯离子，先在溶液中加入过

16、量的先在溶液中加入过量的 溶液溶液 ，其目的是，其目的是 ；然后加入过量的；然后加入过量的 溶液，其目的溶液，其目的是是 ；过滤后，再向滤液中加入；过滤后，再向滤液中加入 溶液。溶液。 检测次数溶液中检测出的物质一KCl、K2SO4、Na2CO3、NaCl二KCl、Na2SO4、K2CO3、BaCl2三KCl、Na2SO4、K2CO3、NaCl含有相互干扰离子的物质鉴别和推断含有相互干扰离子的物质鉴别和推断三三稀硝酸稀硝酸检验并除去硫酸根离子检验并除去硫酸根离子硝酸钡溶液硝酸钡溶液检验并除去碳酸根离子检验并除去碳酸根离子硝酸银溶液硝酸银溶液练习某溶液由稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠溶液、氯化铜溶液中的

17、两种混合练习某溶液由稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠溶液、氯化铜溶液中的两种混合而成。现向该混合溶液中逐滴滴入而成。现向该混合溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液，溶液， 滴加滴加Ba(OH)2溶液的体溶液的体积和产生沉淀质量的关系如图所积和产生沉淀质量的关系如图所 示。试回答：示。试回答： （1）该混合溶液由）该混合溶液由 溶液混合而成。溶液混合而成。 （2）写出产生沉淀的化学方程）写出产生沉淀的化学方程式式 。稀盐酸、氯化铜稀盐酸、氯化铜Ba(OH)2 二、物质鉴定题的解题思路二、物质鉴定题的解题思路 例题21：某同学在实验室做了如下实验：取一药匙氧化钙放入一个洁净的烧杯里，加适量水，用玻璃棒搅拌，然后

18、放置澄清。 请问可以选用什么试剂来确定上层清液显碱性； 请你设计一个简单的实验方案，鉴定上层清液里的溶质是氢氧化钙。 分析：实验鉴定题的特点是既要检验其中的阳离子，也要检验其中的阴离子，这样才能确定需要鉴定的物质。 题解：要确定一个溶液显碱性，可以选择的试剂很多，例如石蕊试液、酚酞试液、PH试纸、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等等都可以。要鉴定无色清液里的溶质是氢氧化钙，我们可以在证明清液显碱性的基础上进一步证明其中含有钙离子，这可以选用少量可溶性碳酸盐溶液加进去，看到出现白色沉淀即可以证明其中含有钙离子，由此可以证明上层清液的溶质是氢氧化钙。 三、用一种物质鉴别多种物质的解三、用一种物质鉴别多种物质

19、的解题思路题思路例题 31：有盐酸、氯化铵、硫酸镁和无色酚酞四种无色溶液，如果仅用一种试剂就可以区分它们，下列可以选用的试剂是(A) AgNO3 (B) BaCl2 (C) NaOH （D） 稀H2SO4 分析：用一种试剂鉴别多种物质要根据所鉴别的物质组成情况选择适当的试剂如果被鉴别的物质有明显的酸碱性差别，可以选用指示剂或PH试纸鉴别。例如，盐酸、碳酸钠和硝酸钾溶液可以选用紫色石蕊试液或者PH试纸加以鉴别。如果被鉴别的物质溶解性明显不同，以及溶解时有明显的热现象，可以选择水作为检验试剂。例如，要鉴别硝酸铵、氯化钠、碳酸钙、氢氧化钠四种固体，可以选用水。硝酸铵溶解于水的时候溶液温度明显下降；氯

20、化钠溶解于水的时候溶液温度基本不变；碳酸钙不溶解于水；氢氧化钠溶解于水的时候溶液温度明显升高。如果被鉴别的物质存在相同的阴离子或大多数相同的阴离子，可以考虑选用强碱溶液来检验。例如，要鉴别氯化铁、硫酸铜、氯化镁、氯化钠和氯化铵溶液，可以选用氢氧化钠溶液。氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反应后生成红褐色沉淀；硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应后生成蓝色沉淀；氯化镁溶液和氢氧化钠溶液反应后生成白色沉淀；氯化钠和氢氧化钠不反应；氯化铵溶液和氢氧化钠溶液反应后产生有刺激性气味的气体。如果被鉴别的物质存在相同或大多数相同的金属阳离子，可以选择强酸溶液来检验。例如，要鉴别碳酸钠、氯化钠、亚硫酸钠溶液，选用盐酸或稀硫酸就

21、可以了。碳酸钠和酸反应产生无色无味的气体；氯化钠和酸不反应；亚硫酸钠溶液和酸反应产生有刺激性气味的气体。如果被鉴别的物质是金属单质和金属氧化物，可以选择强酸鉴别。例如，要鉴别炭粉、氧化铜粉末、铜粉和氧化铁粉末，选用稀硫酸或者盐酸就可以。炭粉是黑色的，不溶解于酸；氧化铜也是黑色的，但是溶解于酸；铜粉和氧化铁粉末都是红色的，但是氧化铁可以溶解于酸，而铜粉不溶解于酸。如果被鉴别的物质组成情况比较复杂，就要考虑选用含有可以区分不同的阳离子需要什么离子，区分不同阴离子需要什么离子，然后把这两种离子组合成为一种试剂。例如，要鉴别氯化铵、硫酸铵、氯化钠、硫酸钠四种无色溶液，考虑到鉴别銨根离子和钠离子可以选用

22、氢氧根离子，鉴别氯离子和硫酸根离子可以选用钡离子，结合起来就可以选择氢氧化钡溶液作为鉴别使用的试剂。本题分析：我们现在要鉴别的是盐酸、氯化铵、硫酸镁和无色酚酞四种无色溶液，考虑到酚酞是指示剂，应该选择酸或者碱溶液，而碱溶液又可以鉴别銨根和镁离子，所以可以选择氢氧化钠溶液。盐酸没有明显的反应现象；氯化铵遇到氢氧化钠生成刺激性气味的氨气；硫酸镁和氢氧化钠溶液反应生成白色沉淀；酚酞遇到氢氧化钠会变红色。四、不用其他任何试剂鉴别多种物四、不用其他任何试剂鉴别多种物质的解题思路质的解题思路 有一类物质鉴别题，要求不使用其他任何试剂鉴别多种物质。对于这一类题目，我们可以从以下几种方法入手： （1）察颜观色

23、法：首先通过观察找出有特征颜色的溶液，如蓝色的可溶性铜盐溶液，棕黄色的铁盐溶液，浅绿色的亚铁盐溶液。然后以这些溶液为试剂，进一步检验其他溶液的方法。 例如，要不用任何试剂鉴别硝酸铵、氯化镁、氯化铁、氢氧化钠、硝酸钾五种溶液。可以首先观察出显示棕黄色的氯化铁溶液，然后把氯化铁溶液分别加到另外四种溶液里去，产生红褐色沉淀的是氢氧化钠溶液，再把氢氧化钠溶液分别加到另外三种溶液里，有白色沉淀的是氯化镁溶液，有刺激性气味气体生成的是硝酸铵溶液，没有任何现象的是硝酸钾溶液。（2）两两混合法：我们经常遇到这样一种问题，那就是判断所给予的一组物质能不能不用任何试剂进行鉴别。对于这样的题目，我们可以采用两两混合

24、列表比较的方法进行分析。例如，能不能不用任何试剂鉴别氯化钡、碳酸钠、硝酸银和盐酸呢？先把四种物质进行两两混合实验的结果列表如下： 这样，我们就可以看出，四种物质的反应现象是各不相同的，可以不使用任何试剂进行鉴别。而且，我们还可以知道，能跟其他三种物质都生成沉淀的是硝酸银溶液；能跟两种物质生成沉淀而跟一种物质生成气体的是碳酸钠；能跟两种物质生成沉淀而跟另一种物质没有反应现象的是氯化钡溶液；和一种物质生成沉淀，一种生成气体，一种没有现象的是盐酸。而如果把氯化钡换成氯化钾或者氯化钠，那就不能不用任何试剂鉴别了，因为那样的话，碳酸钠和盐酸就都是和一种物质反应生成沉淀，和一种物质反应生成气体了，无法区分

25、两者了。BaCl2 Na2CO3 AgNO3 HCl BaCl2 Na2CO3 AgNO3 HCl （3）嗅闻气味法：有些物质具有特殊的气味，如氨水。我们可以通过嗅闻气味识别出来，然后再用它去鉴别其他物质。五、物质推断题的解题思路五、物质推断题的解题思路例题51：一种固体混合物，其中可能含有氯化钙、碳酸钠、硫酸铜、硫酸钠、硝酸钡和硝酸钾中的一种或几种。现进行如下实验：（1）将固体混合物放入足量的水里，充分搅拌后得到无色透明溶液和白色沉淀；（2）再加入足量的稀硝酸，沉淀全部溶解，产生无色气体，溶液澄清透明；（3）最后加入稀硫酸，又出现了白色沉淀。请根据以上实验事实推断：原混合物中肯定存在 ，肯定

26、不存在 ，可能存在 。分析：物质推断题的特点是必须在熟悉各种物质性质的基础上，对实验事实进行仔细的分析，寻找关键的字句，从而得出适当的结论。在本题中，从实验事实（1）所说的得到无色透明溶液可以看出，一定不存在硫酸铜。生成的白色沉淀从事实（2）知道可以溶解于硝酸，所以可能是碳酸钙或碳酸钡，不可能是硫酸钡，所以肯定存在碳酸钠，一定没有硫酸钠。从事实（3）知道在有硝酸存在的情况下加入稀硫酸产生白色沉淀，这个沉淀只能是硫酸钡，所以一定存在硝酸钡。至于氯化钙和硝酸钾是否存在，就没有实验事实可以说明了，应该属于不能确定是否存在的物质了。 结论：原混合物中肯定存在碳酸钠、硝酸钡；肯定不存在硫酸铜、硫酸钠；可能存在氯化钙和硝酸钾。例题52：某碳酸钾样品中含有碳酸钠、硝酸钾和硝酸钡三种杂质里的一种或两种。现将13.8克样品加入足量的水，样品全部溶解。再加入过量的氯化钙溶液，得到9克沉淀。请计算回答：样品中一定有的杂质是 ，一定没有的杂质是 。分析：本题是一个和计算结合的物质推断题。做这一类题目我们首先要计算假如样品纯净的话可以得到多少沉淀，然后考虑杂质使得沉淀增加了还是减少了。再根据杂质与加入的试剂反应后产生的沉淀质量大小确定其影响，进一步做出正确的推论。在这一个题目里，我们可以算出假如13.8克全部是碳酸钾，和氯化钙反应后应该生成10克沉淀，由