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1、第二部分 专题复习 高分保障,专题 3 实验方案的设计与评价,重点类型突破,类型1 实验方案的设计,典例分析,【例1】小红和小林做氢氧化钠溶液与酚酞作用的实验时，发现了一个意外现象：向氢氧化钠溶液中滴入酚酞试液，溶液变成了红色，可是过了一会儿红色就消失了。他们分别对这种意外现象的成因作了如下猜想： 小红：可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故； 小林：可能与氢氧化钠溶液的溶质质量分数大小有关。 (1)老师否定了小红的猜想，理由是 氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠呈碱性，也能使酚酞试液变红 。 (2)请你设计实验验证小林的猜想是否正确。实验方法 分别向等量的浓、稀氢氧化钠溶液中滴加酚酞
2、试液 ；可能的现象及结论 浓溶液中颜色先变红后变无色，稀溶液中颜色为红色 。,【思路点拨】(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成的碳酸钠呈碱性，也能使酚酞试液变红，故红色消失不是氢氧化钠与二氧化碳反应的缘故；(2)要证明与氢氧化钠溶液的溶质质量分数有关，可以采用溶质质量分数大小不同的氢氧化钠溶液进行实验。,【备考指导】在进行实验设计时应注意：(1)实验设计的原则是原理正确、简便易行、现象明显、药品经济、安全节能、绿色环保；(2)实验装置的组装设计总体要求是符合实验要求、操作方便、避免干扰、防止污染等。,押题训练,1下图是某兴趣小组设计的四个实验装置示意图，其中能够达到实验目的的是( ),A 锌片和稀
3、硫酸反应锌片表面有气泡产生，铜片和稀硫酸不反应，可得出锌的金属活动性强于铜，A正确；铜片上的白磷能燃烧，红磷不燃烧，说明物质燃烧温度要达到可燃物的着火点，但此实验不能探究出燃烧需要可燃物与氧气接触，B错误；在加热的条件下，碳与空气中的氧气反应，生成二氧化碳气体，注射器内气体体积不会减少，无法测定出空气中氧气的含量，C错误；铁钉只与水接触不易生锈，铁钉只与空气接触也不易生锈，还应设计一个铁钉既与水接触又与空气接触的对比实验，D错误。,(1)装置G中的名称是 ，装置B的作用是 。 (2)装置E是用来检验装置D吸收二氧化碳是否完全，该装置 (填“能”或“不能”)达到目的，写出D中的化学反应,2201
4、7枣庄中考实验室常用甲酸(H2CO2)和浓硫酸混合加 热制备一氧化碳，反应方程式为 H2CO2 H2OCO， 再用一氧化碳还原氧化铜，反应方程式为COCuO CuCO2，实验装置如下图所示。请回答：,方程式 。 (3)为避免一氧化碳污染空气，回收利用一氧化碳，方框中应连接装置F和G，导管接口的顺序为a e。 (4)反应过程中，装置C的烧瓶内氧化铜粉末处于“沸腾”状态(一氧化碳气流冲击所致)，这样有利于 ，烧瓶内固体物质的颜色变化： 。 (5)请你设计一个探究氧化铜是否反应完全的实验： 。,（1）烧杯 除去一氧化碳中的水蒸气 （2）不能 2NaOHCO2=Na2CO3H2O（3）d b （4）增
5、大与氧化铜的接触面积 黑色变成红色 （5） 取少量反应后的固体样品于试管中，加入适量的稀盐酸，振荡观察溶液的颜色 解析：(1)装置G中是烧杯；浓硫酸具有吸水性，可以除去一氧化碳中的水蒸气；(2)用澄清石灰水来检验二氧化碳是否除净，需要将气体通入石灰水中，即进气管应伸入液面以下，所以E装置不能达到目的；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水；(3)为避免将CO排放到空气中污染空气，并回收利用CO，即用F装置来收集一氧化碳，一氧化碳难溶于水，长导管是出水管，则导管接口的连接顺序应为adbe；(4)装置C的烧瓶内氧化铜粉末处于“沸腾”状态，这样增大了氧化铜粉末与一氧化碳气体的接触面积，反应更充分；在加
6、热的条件下，一氧化碳能将黑色的氧化铜还原为红色的铜；(5)氧化铜能与酸反应得到蓝色溶液，而铜与酸不反应，所以可设计如下实验：取少量反应后的固体样品于试管中，加入适量的稀盐酸，振荡观察溶液的颜色。,【例2】实验室有四瓶失去标签的溶液，现标为A、B、C、D，分别是碳酸钠溶液、氯化钡溶液、硫酸钠溶液和稀盐酸中的一种。 【提出问题】如何区分出四种溶液？ 【进行实验】甲同学实验如图所示：由此甲同学认为A一定不是 碳酸钠溶液和硫酸钠溶液 。,【表达与交流】甲同学向实验后的溶液中滴加酚酞试液，酚酞试液由无色变为红色，则甲同学的结论：A是氯化钡溶液。,类型2 实验方案的评价,典例分析,【收集证据】观察到C中产
7、生气泡，D中产生白色沉淀。 【解释与结论】写出D中发生反应的化学方程式 H2SO4BaCl2=BaSO42HCl 。 乙同学最终通过实验区分出了四种溶液。 【反思与评价】请指出甲同学区分上述四种溶液时，在实验方法上的一点不足之处： 甲同学在实验开始时只取A，没有同时取A、B、C、D进行对比实验是不科学的方法 。,乙同学不同意甲同学的结论，乙同学的理由是 若A是稀盐酸，氢氧化钡跟稀盐酸反应后如有剩余，也能使酚酞试液变红 。于是乙同学另取少量A于试管中，向其中滴加一种试剂是 碳酸钠溶液(或紫色石蕊试液) ，由此证明了甲同学的结论是错误的，同时确定了A。乙同学继续实验如图所示：,【思路点拨】 由于A
8、中加入氢氧化钡后无明显现象，所以A不可能是能与氢氧化钡反应产生沉淀的碳酸钠溶液和硫酸钠溶液；如果A是稀盐酸，加入的氢氧化钡过量时，酚酞试液也能变红；由于氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀，稀盐酸能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体，所以可以加入碳酸钠，有气泡生成，说明不是氯化钡而是稀盐酸，或加入紫色石蕊试液，变红色说明是稀盐酸；稀硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化氢；甲同学在实验开始时只取A，没有同时取A、B、C、D进行对比实验是不科学的方法。,【备考指导】1实验评价题由题目提供多套方案，要求从某一角度或几个方面评价方案的优劣，解题时要求学生以批判的思维和方法排除不合理的或不是最优的方案，选择
9、、创造更好的方案。 2实验评价通常包括 (1)对典型装置的多种用途的评价；(2)对实验方案是否合理、实验现象和结论是否正确的评价；(3)依据实验条件和要求，设计物质的制取、成分的推断、定量组成测定等实验方案。,押题训练,3.2014枣庄中考某化学兴趣小组的四位同学对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后，所得溶液中溶质的成分进行了探究。 【作出猜想】小马猜想：溶质有NaCl、HCl、NaOH 小程猜想：溶质只有NaCl 小宫猜想：溶质有NaCl、HCl 小尚猜想：溶质有NaCl、NaOH (1)老师认为小马的猜想是错误的，其理由是 。 【方案设计】小程和小宫分别设计了如下方案验证各自的猜想。,【方案评价】
10、(2)两位同学中 的方案正确。 【方案反思】(3)请分析错误方案的原因： 、 (都正确，不作答)。 【拓展研究】(4)请你再设计一个实验方案验证小尚的猜想正确，填写下列实验报告。,(1)盐酸与氢氧化钠溶液会发生反应(或水溶液中H、OH不能大量共存) (2)小程 (3)中和反应产物有NaCl(Cl)，加入硝酸银溶液会生成白色沉淀，不能说明是否有HCl (4) 取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加硫酸铜溶液(或其他可溶性铜盐溶液) 有蓝色沉淀生成,解析：(1)如果盐酸与氢氧化钠完全反应，溶质只有NaCl；如果盐酸有剩余，溶质有NaCl、HCl；如果氢氧化钠有剩余，溶质有NaCl、NaOH
11、；溶质中不可能既有HCl，又有NaOH，因为它们能够发生反应，显然小马的猜想是错误的。(2)当氢氧化钠与盐酸完全反应时，溶液显中性，pH7，小程的方案正确。(3)当盐酸有剩余时，溶液显酸性，为了证明有盐酸存在，可以利用酸的通性来选择试剂，如加入指示剂看是否变色，加入活泼金属看是否有气泡产生，测定pH看是否小于7等。由于氯化钠中也含有氯离子，所以小宫的实验无法根据实验现象来确定盐酸是否有剩余，因此小宫的方案不正确。(4)小尚认为氢氧化钠有剩余，此时溶液显碱性，利用碱的通性来设计实验方案，如加入酚酞试液看是否变红，测定pH看是否大于7，加入可溶性铜盐溶液看是否产生蓝色沉淀等。,42017滨州中考某
12、校化学课外兴趣小组的同学模仿物理课上学到的“串联电路”，设计了如下气体制备与性质验证的组合实验。试看图回答问题： 资料卡片：红磷的着火点为260；饱和NaHCO3溶液可用于吸收HCl气体；20时，碳酸钠在乙醇中几乎不溶解；氯化钙溶液呈中性。 (1)装置A可作为氧气或二氧化碳的发生装置是因为 且反应条件均不需要加热； (2)反应开始后，B中充满氧气，但红磷仍未燃烧，原因是 ； (3)装置G中有干和湿的pH试纸各一张，当通入二氧化碳一段时间后，湿的pH试纸显示pH约为6，干的pH试纸显示pH为7，同学们可得到的结论是 。,(4)若装置H中溶液为饱和状态，反应一段时间后出现的现象是 。 (5)反应完
13、成后同学们对装置D中所得溶液的溶质成分展开探究： 【提出问题】装置D中溶液的溶质是什么？ 【猜想与假设】小滨认为溶质只有CaCl2； 小崔认为除CaCl2外，可能还含有 ； 【实验与结论】小滨取反应后装置D中部分溶液于试管中，滴加酚酞试液，发现溶液颜色呈无色，于是小滨认为自己的猜想是正确的。 【反思与评价】小崔认为小滨的实验方案是错误的，理由是 ，为验证后一种物质是否存在，小崔同学可采用 (填字母序号)来代替酚酞试液。 A碳酸钠溶液 B石蕊试液 C锌粒,（1）反应物是固体和液体 （2）温度没有达到红磷的着火点（3）二氧化碳能和水反应生成碳酸 （4）产生白色沉淀 （5）HCl 氯化钙溶液和稀盐酸
14、都不能使酚酞试液变色 ABC 解析：(1)装置A可作为氧气或二氧化碳的发生装置，是因为反应物是固体和液体且反应条件均不需要加热。(2)反应开始后，B中充满氧气，但红磷仍未燃烧，原因是红磷和氧气接触，但温度没有达到红磷的着火点。(3)装置G中有干和湿的pH试纸各一张，当通入二氧化碳一段时间后，湿的pH试纸显示pH约为6，干的pH试纸显示pH为7，可得到的结论是二氧化碳能和水反应生成碳酸。(4)若装置H中溶液为饱和状态，反应一段时间后，二氧化碳和氢氧化钠反应生成的碳酸钠不溶于乙醇，会出现白色沉淀。(5)【猜想与假设】小滨认为溶质只有CaCl2；小崔认为除CaCl2外，可能还含有HCl。【反思与评价】小崔认为小滨的实验方案是错误的，理由是氯化钙溶液和稀盐酸都不能使酚酞试液变色；稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，和锌反应生成氯化锌和氢气，能使石蕊试液变红色，为验证后一种物质是否存在，小崔同学可采用碳酸钠溶液或石蕊试液或锌粒来代替酚酞试液。,