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第18講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
知識(shí)建構(gòu)
第18講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
考點(diǎn)梳理
熱點(diǎn)考點(diǎn)
1.常見物質(zhì)的檢驗(yàn)、鑒別實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)
雞蛋殼中含有碳酸鹽，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別空氣、氧氣和二氧化碳等。
2.探究金屬活動(dòng)性實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究鐵、鋅、
銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱等。
3.常見物質(zhì)的除雜或分離實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。如除去粗鹽中難溶性
或可溶性雜質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)等。
4.物質(zhì)反應(yīng)條件探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究金屬銹蝕、物質(zhì)
燃燒的條件等。
重要考點(diǎn)
5.物質(zhì)性質(zhì)探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。如二氧化碳能否使紫色石
蕊溶液變紅色的探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。
6.物質(zhì)組成或成分探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究甲
烷的元素組成等。
7.物質(zhì)間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究二
氧化碳與氫氧化鈉溶液是否發(fā)生了反應(yīng)等。
8.質(zhì)量守恒定律的探究或驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)或評(píng)價(jià)。
一般考點(diǎn)
9.可燃性氣體爆炸極限的探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。
10.物質(zhì)制取實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)。
第18講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
典題精析
考點(diǎn) 1 對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的合理性或可行性的評(píng)價(jià)
典型例題 1 （2023·寧夏中考）化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。下列
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能達(dá)到目的的是( ) 。
A.探究分子運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象 B.探究空氣中氧氣的含量
C.探究燃燒的條件 D.探究酒精燈三層火焰溫度的高低
【解析】實(shí)驗(yàn)A中，將酚酞溶液和濃氨水罩在同一個(gè)大燒杯中，一段時(shí)
間后會(huì)發(fā)現(xiàn)無色的酚酞溶液變紅，這是因?yàn)闈獍彼哂袚]發(fā)性，揮發(fā)出
的氨分子不停地運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到酚酞溶液中時(shí)，氨氣溶于水形成氨水，
氨水顯堿性，能使無色的酚酞溶液變紅色，該實(shí)驗(yàn)可以探究分子的運(yùn)動(dòng)
現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)B中，木炭燃燒會(huì)生成二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)前后裝置內(nèi)氣壓
變化不大，不能用于探究空氣中氧氣的含量。實(shí)驗(yàn)C中，可觀察到銅片
上的白磷燃燒，紅磷不燃燒，說明燃燒的條件之一是溫度達(dá)到可燃物的
著火點(diǎn)；銅片上的白磷燃燒，水中的白磷不燃燒，說明燃燒的條件之一
是可燃物與空氣（或氧氣）接觸，該實(shí)驗(yàn)可以探究燃燒的條件。實(shí)驗(yàn)D
中，將一根火柴梗橫放在蠟燭的火焰上， 后取出，觀察到火柴
梗上與外焰接觸的部位明顯變黑（碳化），說明蠟燭火焰的外焰溫度最
高，該實(shí)驗(yàn)可用于比較酒精燈火焰各層溫度的高低。
【答案】B
思維點(diǎn)撥 對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性或合理性做出評(píng)價(jià)，關(guān)鍵是分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)操作（包括選擇的試劑）能否達(dá)到預(yù)定的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模袝r(shí)還會(huì)涉及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述。解題時(shí)，應(yīng)從實(shí)驗(yàn)原理的正確性、操作的簡(jiǎn)便性和科學(xué)性以及過程的低碳和環(huán)保等方面進(jìn)行綜合評(píng)判。
針對(duì)訓(xùn)練
1.（2023·遼寧錦州一模）化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用廢銅制取硫酸銅，設(shè)
計(jì)了甲、乙兩個(gè)方案：
甲：
乙： （已知 ）
比較上述兩個(gè)方案，你認(rèn)為方案甲的優(yōu)點(diǎn)是( ) 。
①節(jié)約能源 ②不產(chǎn)生污染大氣的二氧化硫 ③提高硫酸的利用率 ④提高銅的利用率
A.②③ B.①②③ C.②③④ D.①②③④
B
2.（2023·山東煙臺(tái)中考）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)論的準(zhǔn)確
性。下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 。
A.探究鐵釘生銹需要氧氣 B.探究溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)速率的影響
C.驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律 D.探究木炭燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有
關(guān)
續(xù)表
√
3.（2022·廣西玉林）下列創(chuàng)新小實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 。
A.驗(yàn)證蠟燭燃燒的產(chǎn)物 B.利用杠桿原理說明鐵絲生銹增重
C.探究燃燒的條件 D.測(cè)定蠟燭燃燒需要氧氣的含量
A
考點(diǎn) 2 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)與完善
典型例題 2 （2023·福建中考）國(guó)家規(guī)定教室內(nèi)空氣中二氧化碳的最高
允許濃度為 。某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)教室內(nèi)二氧化碳的
濃度并提出相應(yīng)處理措施，不正確的是( ) 。
A.從教室不同位置多點(diǎn)采集空氣樣品
B.將盛有澄清石灰水的燒杯置于教室中，一段時(shí)間后進(jìn)行測(cè)定
C.測(cè)得教室空氣中二氧化碳的濃度為 ，說明二氧化碳濃度超標(biāo)
D.為避免二氧化碳濃度超標(biāo)，教室應(yīng)多通風(fēng)換氣
【解析】從教室不同位置多點(diǎn)采集空氣樣品可得到較準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果，
防止偶然現(xiàn)象的發(fā)生。空氣中二氧化碳濃度偏低，澄清石灰水置于教室
中無法變渾濁，不能及時(shí)、準(zhǔn)確地測(cè)量教室內(nèi)某一時(shí)間的二氧化碳濃度。
測(cè)得教室空氣中二氧化碳的濃度為 ， ，說明教室
空氣中二氧化碳的濃度超標(biāo)。為避免教室空氣中二氧化碳濃度超標(biāo)，教
室應(yīng)多通風(fēng)換氣。
【答案】B
思維點(diǎn)撥 解答實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)或完善實(shí)驗(yàn)方案類試題，首先要認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鍖?shí)驗(yàn)所依據(jù)的化學(xué)原理，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，選擇合適的儀器裝置，設(shè)計(jì)科學(xué)合理、簡(jiǎn)單可行的實(shí)驗(yàn)操作，保證實(shí)驗(yàn)的順序進(jìn)行，達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?br/>針對(duì)訓(xùn)練
圖1-18-1
1.（2023·北京中考）為驗(yàn)證銅、銀、
鐵的金屬活動(dòng)性順序，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)
了圖1-18-1所示的6個(gè)實(shí)驗(yàn)（圖中的
“ ”表示將金屬加入鹽溶液）。
（1）實(shí)驗(yàn)⑤發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。
（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)②的目的是__________________________。
驗(yàn)證銅的金屬活動(dòng)性比銀強(qiáng)
圖1-18-1
（3）僅由實(shí)驗(yàn)④和⑥不能得出銅、
銀、鐵的金屬活動(dòng)性順序，理由是
______________________________
______________________________
______________________________
______________________。
實(shí)驗(yàn)④可證明銅的金屬活動(dòng)性比銀強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)⑥可證明鐵的金屬活動(dòng)性比銀強(qiáng)，但無法確定鐵和銅的活潑性強(qiáng)弱（合理即可）
2.（2023·河北中考）根據(jù)圖1-18-2所示實(shí)驗(yàn)回答問題。
圖1-18-2
圖1-18-2
（1）實(shí)驗(yàn)甲是稀釋濃硫酸的實(shí)驗(yàn)。
試劑 是________；為使?jié)饬蛩崛?br/>解時(shí)產(chǎn)生的熱量及時(shí)散失，防止液
滴飛濺，應(yīng)沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢倒入并
__________________。
濃硫酸
用玻璃棒不斷攪拌
圖1-18-2
（2）實(shí)驗(yàn)乙是鐵絲在氧氣中燃燒的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。
①將加熱至紅熱的鐵絲伸入盛有過氧化氫溶液的集氣瓶中，鐵絲不燃燒。
②向集氣瓶中加入少量二氧化錳，過氧化氫溶液中產(chǎn)生大量氣泡，該反
應(yīng)中二氧化錳起______作用。將鐵絲再次加熱至紅熱后伸入集氣瓶中，
觀察到鐵絲劇烈燃燒，___________，放出大量熱，生成黑色固體。
對(duì)比步驟①、②，說明影響鐵絲燃燒劇烈程度的因素是____________。
催化
火星四射
氧氣的濃度
3.（2022·湖南常德中考）亞硝酸鈉是一種工業(yè)用鹽，它是有毒、有咸味的白色晶體，水溶液無色呈堿性。人誤食亞硝酸鈉會(huì)引起中毒，甚至導(dǎo)致死亡。硝酸鈉是常見的鈉鹽，其外形與亞硝酸鈉相似，硝酸鈉水溶液無色呈中性。實(shí)驗(yàn)室有一瓶亞硝酸鈉溶液和一瓶硝酸鈉溶液，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別它們（寫出實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論）。
實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
__
各取少量溶液于兩支試管中，再分別滴加幾滴無色酚酞溶液
一支試管中的溶液變成紅色；另一支試管中的溶液仍為無色
能使酚酞溶液變紅色的是亞硝酸鈉溶液；另一支試管中的溶液是硝酸鈉溶液
【答案】本題為開放式試題，答案合理即可。示例：
第18講 化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)
第18講備考練習(xí)
達(dá)標(biāo)練
1.（2023·黑龍江牡丹江中考）下列家庭小實(shí)驗(yàn)不能成功的是( ) 。
D
A.用火柴梗比較蠟燭火焰各層溫度 B.用燃燒法鑒別羊毛線和腈綸線
C.用紫甘藍(lán)、酒精自制酸堿指示劑 D.用食鹽水除去鐵釘表面的鐵銹
2.（2022·湖南岳陽中考）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)教材部分“課外實(shí)驗(yàn)”
做了以下方案設(shè)計(jì)，不合理的是( ) 。
C
A.可用蓬松棉、活性炭等自制簡(jiǎn)易凈水器
B.把冷碟子放在蠟燭火焰的上方自制炭黑
C.可用濃硫酸浸泡樹葉自制“葉脈書簽”
D.可用食用小蘇打、檸檬酸等自制汽水
3.（2022·廣西北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)中考）下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到目的的是( ) 。
A.室溫下，探究不同溶質(zhì)在同種溶劑中 的溶解性 B.探究溫度對(duì)分子運(yùn)動(dòng)快慢的
影響
C.探究燃燒的條件之一是溫度達(dá)到可燃 物的著火點(diǎn) D.探究空氣與呼出的氣體中
含量的高低
續(xù)表
答案：A
圖1
4.（2022·遼寧大連中考）酒精廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)、生活等多個(gè)領(lǐng)域。實(shí)驗(yàn)室常用酒精燈作為加熱儀器。對(duì)酒精燈適當(dāng)改進(jìn)，可提高其火焰的溫度，圖1是兩種改進(jìn)方法的示意圖。
圖1
（1）對(duì)比分析：方法一添加金屬
網(wǎng)罩能提高溫度的原因是________
_____；方法二將銅絲的兩端插入
酒精燈的燈芯處，從燃燒條件上看，
插入銅絲的作用是______________
______________________________
__________________。 加熱完成
能集中火焰
可使酒精快速揮發(fā)，增大燈芯周圍酒精蒸氣濃度，從而提高火焰溫度
隔絕氧氣
后，用鑷子取下金屬網(wǎng)罩或銅絲，蓋上燈帽，火焰熄滅的原理是______
_____。
（2）查閱資料：酒精蒸氣在空氣中的爆炸極限（體積分?jǐn)?shù)）為
；濃度為 的酒精溶液能有效殺菌消毒。結(jié)合資料分析，夏天在汽車車廂內(nèi)噴灑酒精溶液消毒，比冬天更易引發(fā)爆燃危險(xiǎn)，這是因?yàn)開___________________________________________________________。
消毒時(shí)，為避免這一隱患，你的建議是____________________________。
夏天氣溫較高，酒精易揮發(fā)，空氣中酒精濃度更易達(dá)到爆炸極限
用酒精濕巾擦拭（合理即可）
提分練
5.（2023·廣東中考）下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? ) 。
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
A 探究 、 、 的金屬活動(dòng)性強(qiáng) 弱
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
B 驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律
續(xù)表
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
C 探究鐵銹蝕的條件
續(xù)表
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
D 驗(yàn)證 的催化作用
續(xù)表
√
沖刺練
6.（2022·天津和平區(qū)模擬）某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)在實(shí)驗(yàn)室中以
為原料制取 溶液的實(shí)驗(yàn)方案，并進(jìn)行評(píng)價(jià)分析、實(shí)驗(yàn)探究和方
案改進(jìn)。
【實(shí)驗(yàn)方案】
方案一：
方案二：
方案三：
方案四：
方案五：
（1）方案二與方案一相比，優(yōu)點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)不需要分步進(jìn)行和___________。
但工業(yè)上一般不采用方案二，即不大量使用 制硫酸銅，原因是
________。
不需要加熱
成本高
【評(píng)價(jià)分析】
（2）與方案一、二相比，方案三的缺點(diǎn)是___________________________
_____ 以及反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生 。大量的 排放到空氣中容易形成_______。
生成相同質(zhì)量硫酸銅時(shí)消耗硫酸多
酸雨
【實(shí)驗(yàn)探究】
（3）老師針對(duì)方案四設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程如圖2所示：
圖2
已知： （稀） 。
②當(dāng)溶液 時(shí) 開始沉淀。
實(shí)驗(yàn)流程中“濾渣”的化學(xué)式為_________，濾渣與稀硫酸反應(yīng)的化
學(xué)方程式為_____________________________________。
圖2
【方案改進(jìn)】
（4）某同學(xué)針對(duì)方案五查閱資料：
與稀硫酸和稀硝酸的混合酸反應(yīng)時(shí)，生成的無色 氣體很容易在常溫下與空氣中的 反應(yīng)，生成紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體 ， 溶于水生成 和 ，工業(yè)上利用這一原理生產(chǎn) 。 溶于水的化學(xué)方程式為__________________________，若采用方案五制取 溶液，根據(jù)上述查閱資料所獲得的反應(yīng)原理，改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)方案中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____（填化學(xué)式）。

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