2021年中考化学《实验方案的设计和评价》专题突破

第第#页2021年中考化学?实验方案的设计和评价?专题打破【考纲要求】1•理解实验设计的根本要求，理解实验设计的几种类型，学会实验设计的方法和技巧。2•理解实验设计评价的原那么。3•掌握比照实验设讣和条件控制实验设计；理解实验设讣的改良和创新，【知识网络】多种仪器连接方式的设计气体制备方案的设计实验设计金属活动性顺序探究的设计混合物別离方法的设计、物质性质探究实验的设计(明确目的原理选择仪器药品思路方法?设计装置步骤记录现象数据、分析得岀结论(评价理论上是否可行评价操作是否简便实验评价(评价是否平安可靠评价原料是否经济i评价是否给环境造成污染【考点梳理】考点一、实验设计•实验设计根本要求：科学性：实验原理、实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。平安性：实验操作要尽量防I上带有危险性的操作，尽虽防止与有毒物质接触。假设无法防止有毒物质，那么应采取平安措施，以防造成环境污染和人体伤害。可行性：设计的实验方案要真正实在可行，所选药品、仪器、装置经济可靠。简约性：实验设计应简单易行。装宜简单，实验操作简便，实验现象明显。•实验方案设计的几种思路：比照实验设讣：比照实验是实验设计的一种根本思路，有利于实验现象观察比照，有利于推理论证结论。如某学生欲探究碳酸具有酸性而二氧化碳不具有酸性，按以下图进展实验。控制变量实验设汁：一个问题常常受多方而的因素制约，为了研究每一个因素对问题的影响程度,常常采取控制变量法逐个检验，每一个现彖只说明一个问题，换一个条件再检验。综合各个因素对问题的影响作出综合性的判断。如课本上燃烧条件实验设计和铁的生锈条件设讣都是控制变量实验设计。综合实验设计：设计一个实验探究多方而的问题，如设计一个组合实验探究某一混合气体的成分、某一气体的性质和组成等。实验设计题的类型：单项实验设计题：设il•实验求证某一单项问题，或求证某一规律。设计的特点是用绕某一问题设计一个指向很单一的实验，而且实验通常一步到位。如证明中和反响是放热反响(如以下图所示)。综合实验设计题：设计实验求证多个问题，英特点是多步操作、装宜复杂、现象多样。常见的有对某气体从制取到组成、成分含量、性质、尾气处理等多工程标进展实验检验和求证。如以下图所示的装置，将其组合起来制取气体，验证其性质等。泄量实验设计：通过实验，获取有关数据，然后分析数据推理出结论。泄量实验设计要精细一些,要尽可能地回避一些误差的引入。常见的定量实验有：分子组成测左、混合物成分含量的测左、物质溶解度的测定、气体体积的测定等。开放型实验设计：试题从提岀问题、实验的方向、仪器的选择、装置的设讣、现象的观察记录到结论的推理完全自主完成。解答此类试题，过程要合理完好，方法简便，现象表达要准确，推理要符合逻辑。【要点诠释】1•解答实脸设计题的方法技巧：解答实验设讣题首先应具备良好的实验操作根本知识，懂得操作的一般步骤和原理，熟悉相关物质的性质、制备原理和变化规律。同时要读懂题，明确实验目的，充分利用题中所给信息(如装豊、药品、题干中描绘的目的等)，分析题意设计相关的猜测(假设)，提岀问题，设计实验的程序，再分析现象得出相关的结论和启示。解答实验题还应具备整体、全局意识，即审题时要先统观全局，逐字逐句把整个题审读一遍再细致地读懂每一步要求，这样才能在答题时少丢分或不丢分。实验方案设计题的解答思路与方法明确目的原理——明确实验的目的要求，弄淸题给的新信息。选择仪器药品——选择合理的化学仪器和药品。设计装置步骤——设计岀合理的实验装巻和实验操作步骤。记录现象数据一全而、及时而准确地记录实验过程中的数据和现象。分析得出结论——根据实验的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。2•信息综合实验设计题：信息实验设讣综合题是中考中难度较大的试题，又是中考的热点题。此类题有如下特点：材料生疏，试题以信息的方式给出大家没有学习过的物质，介绍此种物质的局部性质：反响复杂，此类物质反响常常不符合四个根本反响类型，可能是很复杂的氧化复原反响：装巻复杂，实验设计多种仪器组合，实验多步完成；试题较长，用实验探究组成性质立性泄星结合。解题思路：逐字逐句审读完好个试题，理解实验的目的，每一步的要求；迅速理解题给知识条件、规律、方法以及与原来学习过的知识之间的相关性或相似性：运用临场学习的知识、方法、技能解答试题中提出的问题：分析实验装巻，理解实验步骤是关键，要认识实验设汁中每个装豊作用，每步实验的意图，要能描绘每步实验的现象，并能理解产生现象的原因；试题中给岀的实验数据都是为推理结论效劳的，要分析数据规律，应用数据准确计算作岀结论。考点二、实验方案评价1•实验方案评价：以批判的思维方法对所设计的实验方案、实验方法、装置设计从某角度否认，排除不合理或可行但不是最优的方法，选择、创新更好的方法。2•实验评价的原那么：理论正确，设计方案一左要符合化学变化规律和实验原理：(2)操作可行：〔3)经济合理；(4)推理严密：(5)保护环境。3•评价实验方案的方法：实验方案的评价包括实验原理及方案的评价，实验装置的评价，实验操作的评价，实验现象的描绘与结论分析的评价等。进展评价时一般从以下几个方面入手：方案在理论上是否科学合理，具有严密性。在满足平安性的前提下，操作上是否简单易行。从经济角度评价，是否节约试剂、降低本钱和进步产品质量。从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。【要点诠释】1•实验方案的评价是一个深入、复杂的思维活动，要根据严密性、平安性、节约性、环保性四个方而,通过分析和结合，比拟和论证，才能评选岀最正确方案。2•装置设计题：主要评价装麗设计原理是否科学，实验操作步骤是否适宜，仪器排列顺序是否合理。3.实验方案评价题：关键看实验途径是否合理。【典型例题】类型一、考察实验方案的设计和评价以下实验中利用提供的方案能到达目的是( 1选项实验操作实验现象A除去CaO中混有的CaCO3先加足屋水，然后过滤B除去CO2中的少MHC1气体先通过NaOH溶液，再通过浓硫酸C鉴别棉绒和羊毛绒点燃，闻产生的气味，观察生成的灰烬D鉴别稀盐酸和氯化钠溶液滴加酚駄试液，观察溶液颜色变化【思路点拨】根拯原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和别离方法，所谓除杂(提纯)，是指除去杂质，同时被提纯物质不得改变.除杂质题至少要满足两个条件：①参加的试剂只能与杂质反响，不能与原物质反响：②反响后不能引入新的杂质。鉴别物质时，首先对需要鉴别的物质的性质进展比照分析找出特性，再根据性质的不同，选择适当的试剂，出现不同的现象的才能鉴别。【答案】C【解析】CaO固体能与水反响生成氢氧化钙，碳酸钙不溶于水，反而会把原物质除去，不符合除杂原那么，应选项所采取的方法错误。CO?和HC1气体均能与NaOH溶液反响，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原那么；应选项所采取的方法错误。羊毛线的主要成分是蛋白质，燃烧时有烧焦羽毛的气味，棉线没有，得到的固体用手能捏成粉末的是羊毛线，可用燃烧法区别棉线和羊毛线，应选项提供的方案能到达目的。无色酚駄溶遇酸性溶液不变色，遇碱性溶液变红色，稀盐酸和氯化钠溶液分别显酸性、中性，酚臥溶液遇之分别显示无色、无色，不能出现两种明显不同的现象，故不能鉴别，故提供的方案不能到达目的。【总结升华】物质的别离、除杂与鉴别是中考的重点，也是难点，抓住除杂质的必需条件(参加的试剂只与杂质反响，反响后不能引入新的杂质)，纯熟掌握鉴别的物质的性质，然后选择适当的试剂或方法,出现不同的现象即可鉴别是正确解答此题的关键。以下关于实验操作中先后顺序的表达错误的选项是( )实验室制取气体时，先装药品，再检查装置气密性用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，再称量点燃可燃性气体时，先检验气体纯度，再点燃给试管中的固体物质加热时，先预热，再集中加热【思路点拨】根据实验室制取气体的步骤进展分析判断。根据托盘天平的使用方法进展分析判断。根据可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸进展分析判断。根据给试管中的固体物质加热的方法进展分析判断。【答案】A【解析】实验室制取气体时，应在向容器中装入药品前检查装置气密性，然后再装入药品，防止装入药品后发现装宜气密性不好，更换局部仪器而浪费药品，应选项说法错误。用托盘天平称量药品时，先涮节天平平衡，再称量，应选项说法正确。点燃可罐性气体与空气或氧气的混合物容易发生爆炸，所以在点燃前要检验可燃性气体的纯度，以防止发生爆炸，应选项说法正确。给试管中的固体物质加热时，先预热，再集中加热，以防止试管底部受热不均匀，造成试管炸裂，应选项说法正确。【总结升华】此题难度不大，熟悉各种仪器的用处及使用考前须知、掌握常见化学实验根本操作的考前须知是解答此类试题的关键。以下各组物质中，仅用一种试剂不能鉴别的一组是（ ）Cu粉、Fc粉、FC2O3粉 B.Na2CO3.BaCl?、KNO3C.NaCl固体、CuSO4固体、CaCCh固体D.（NH^SOa、KNO3、NaNCh【思路点拨】根据它们与盐酸反响时的不同现象鉴别；根据碳酸根离子和领离子的鉴别方法解答；根据物质的溶解性和溶液的颜色鉴别：根据硝酸钾和硝酸钠性质相似的特点判断。【答案】D【解析】参加稀盐酸或稀硫酸，无明显现象的是铜，溶液变色且有气泡的是铁，溶液只变黄色的是氧化铁，可鉴别：参加稀硫酸，有气泡产生的是碳酸钠，有白色沉淀的是氯化领，无明显现象的是硝酸钾，可鉴别：可加水，固体溶解且无色的是氯化钠，固体溶解且溶液呈蓝色的是硫酸铜，固体不溶的是碳酸钙，可鉴别：硝酸钾和硝酸钠性质极其相似，用一种试剂无法鉴别。应选D。【总结升华】纯熟掌握各种物质的物理性质和化学性质是解题的先决条件。实现“低碳经济"的一种策略是节约能源。如下图的四种制取氧气的方法中最节能的是（ ）A.①B.②C.③D.④【思路点拨】获得氧气的方法有多种，通电分解水能得到氧气，但是要消耗电能：实验室可以用加热氮酸钾或髙锈酸钾的方法制氧气，也可以用分解过氧化氢的方法制氧气。选择制取氧气的方法时一定要考虑节约能源。【答案】C【解析】用髙锚酸钾制氧气时，需要加热，会消耗热能：故此选项错误。加热氯酸钾和二氧化镭的混合物制氧气时，也消耗热能：故此选项错误。分解过氧化氢制氧气时，不需要加热，用了催化剂二氧化徭，二氧化镭可以循环使用：故此选项正确。水通电分解得到氧气，不仅产生氧气慢而且还要消耗大量的电能，故此选项错误。应选C。【总结升华】“低碳经济"的一种策略是节约能源，在制取氧气的方法选择上也要注意节能、环保等。物质的制备理论上必须正确，反响要符合物质的性质及变化规律：操作上要可行，操作越简便越好：经济上要合理，要求尽可能节约能源、减小消费本钱；还要注意环保，对环境无污染或污染越小越好。某化学兴趣小组，设汁了验证Fc、Cu、Ag的金属活动性顺序的多种方案，每种方案所需的试剂如下:①Fc、C11SO4溶液、Ag：②FcCb溶液、Cu、AgNCh溶液：③Fc、Cu、稀盐酸、AgNCh溶液：④FcSCh溶液、Cu、Ago你认为可行的方案是 (填序号)。【思路点拨】判断金属活动性顺序的根本方法有两种，一是通过金属与酸反响，二是通过金属与盐溶液反响；先根据现象判断是否反响，根据反响情况判断金属活动性，最后进展综合得出结论。【答案】①②③【解析】铁能巻换出硫酸铜中的铜，得出金属活动性铁大于铜：银不能置换出硫酸铜中的铜，得出金属活动性铜大于银，所以①正确。铜不能程换岀氯化亚铁中的铁，但能置换出硝酸银中的银，说明金属活动性是铁大于铜，铜大于银，所以②正确。根拯铁能和盐酸反响，铜不能和盐酸反响，得出铁的活动性大于铜，再根据铜能置换出硝酸银中的银,得出铜的活动性大于银，所以③正确。铜、银与硫酸亚铁均不反响，那么金属活动性铜、银均小于铁；但无法判断铜、银之间的金属活动性顺序，所以④错误。【总结升华】掌握金属活动性顺序的判断思路和方法，会恰当运用比照的分析方法是解题的前提。举一反三：【变式1】NazCCh俗称纯碱，荘溶液去汕污效果较好。NadCCh溶液能使酚駄试液变为红色。碳酸钠溶液的pH 7(境,大于"、“小于"或“等于")。甲同学探究是Na+还是CO32-的作用使酚駄试液变红，苴设计方案如下：先往Na?CO3溶液中滴加酚酥试液，再参加适量的Ca(OH)2溶液，观察红色是否消失。教师肯泄了乙同学的看法。你认为甲同学方案的不合理之处是 。假设想设汁一个实验方案证明是否是COF的作用使酚駄试液变红，在以下物质中选用一种可行的试剂是 〔填序号)。A.HC1B.NaOHC.CaCl2实验操作实验现彖实验结论【答案】⑴大于 ⑵®Na2CO3与Ca(OH)2反响生成的NaOH显碱性®A(或C)实验操作实验现象实验结论先往N^COs溶液中滴入几滴酚駄试液，再滴入适量的HC1溶液溶液中有气泡产生，并由红色变为无色是CO32的作用使酚駄试液变红实验操作实验现象实验结论先往Na2CO3溶液中滴入几滴酚酥试液，再滴入适量的CaCH溶液溶液产生浑浊，红色消失是COB?「的作用使酚瞰试液变红【解析】Na^CCh溶液显碱性，故pH>7o验证Na2CO3溶液中是Na+还是CO32-使酚駄变红，假设想除去CO?-,不应选使CC^沉淀的Ca(OH)2,否那么生成物中有NaOH会影响结论的正确性，故甲同学的方案不合理：应选CuC"或稀盐酸，这样既能除去COs2-,又不影响实验现象和结论的正确性。【变式2］实验室开放日，我与小娜、小佳、小华、小丽等同学来到实验室，看到实验桌上摆放着四瓶无标签的试剂，分别是两瓶固体和两瓶液体，我们决泄对“固体与液体"之间的反响进展一些探究。小娜同学从一瓶固体和一瓶液体中各取少量试剂于试管中进展混合，立即产生了一种无色气体，对气体是何物质，同学们进展了大胆的猜测，小佳同学的猜测可能是① ，② 0我想设计一个实验证明小佳同学的猜测①是正确的，实验设讣如下：实验步骤现象及结论小丽同学从另外两瓶试剂中各取少量试剂于试管中，发现混合后固体发生了变化，但无气泡放岀。同学们对参加试管中的固体和液体从不同的反响类型、物质类别等方而进展了大胆的猜测：猜测 猜测二： 猜测三： 【答案】①CO2®H2(或O2)如①是C02(或或02)实验步骤现象及结论将气体通入澄淸石灰水中(或将试管口堵住一会儿，点燃此气体：或将带火星的木条插入试管