專題18化學實驗方案的設計與評價

知識點一、實驗方案的設計

罐燎一切也再點.

知識點二、實驗方案的評價

知識點三、實驗方案的評價殳包括以下幾方面

嫉燎二若點.分析經典例題

本課內容中考真題

建舟三組提升

?殯好一切加喜點.

知識點一、實驗方案的設計

（1）實驗方案設計的總體思路

明確實驗目的-確定反應原理—選擇合適的藥品和儀器-設計實驗裝置和操作步驟一記錄實驗現象

和數據一分析、推理得出結論。

（2）實驗方案設計的基本要求

①科學性：實驗原理、方案和操作過程必須科學、嚴謹、合理。②可行性：設計的實驗方案要切實可

行，所用藥品、儀器、裝置安全可靠。

③安全性：要盡量避免危險性的操作、避免接觸有毒物質，若無法避免則應采取安全措施，以防污

染環境和人身傷害。

④簡易性：實驗方案設計要求操作簡便、裝置簡單、實驗現象明顯。

知識點二、實驗方案的評價

（1）評價實驗方案的原則

①實驗目的明確；

②實驗方法簡便、現象明顯;

③操作安全可靠;

④分析嚴密、結論正確。

知識點三、實驗方案的評價一般包括以下幾方面

I.原理的評價：

①所選藥品是否可行；

②反應是否易于控制；

③所用藥品是否安全（是否易燃易爆、有毒）；

④反應是否會造成環境污染；

⑤藥品的利用率是否高。

II.裝置的評價：

①操作是否簡便；

②添加藥品的難易度；

③是否安全；

④是否節約藥品（微型裝置）。

III.操作的評價：

①操作順序是否正確；

②實驗步驟是否完善等。

IV.實驗結果的評價：

①對現象分析得出的結論的評價；

②實驗誤差的評價；

③實驗的創意性的評價等。

（3）實驗方案的評價解答時主要考慮以下幾種常見的情況。

I.常溫下，產生氣體的反應:

①活潑金屬與稀鹽酸或稀硫酸；

②碳酸鹽或碳酸氫鹽與稀鹽酸或稀硫酸；

③錢態氮肥與堿（刺激性氣體，尿素不與堿反應）。

II.滴加酚麟溶液不變色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液。

III.向加鹽酸酸化的某溶液中滴加氯化鋼溶液產生白色沉淀，則某溶液中可能含有so，也可能含有

Ag+o

IV.氫氧化鈉固體、濃硫酸溶于水時會放出大量的熱，因此向氫氧化鈉固體中加入酸溶液，或把濃硫

酸加入堿溶液中，試管壁發燙，都不能說是中和反應放熱。

V.將二氧化碳氣體通入紫色石蕊溶液中溶液變紅色，是二氧化碳與水反應生成的碳酸使石蕊溶液

變紅色，而不是二氧化碳使石蕊溶液變紅色。

VI.未打磨的鋁條放入硫酸銅或硝酸銀溶液中不發生反應，并不是鋁的活潑性比銅或銀弱，而是鋁條

表面的氧化膜阻止了反應的進行，影響判斷。

a秀?點.分析

1.（2023?日照）下列四個對比實驗設計不能達到目的的是（）

干燥的玻璃管

co氣體I（夾持儀器誓去）K,

干燥符■東解嚼二

潮濕的

干燥的紫色濕潤的紫色鐵絲、、"/…鐵絲’

石蕊紙條石蕊紙條干燥劑7牝且、濕潤的

多孔隔板D棉花

甲乙

氧氣空

一硫氣

4氫氧化h

力鈉溶液Y

丙

A.如圖甲所示,探究CO2使紫色石蕊溶液變紅的原因

B.如圖乙所示,探究水是鐵生銹的主要條件之一

C.如丙圖所示,探究02的濃度是影響燃燒劇烈程度的因素之一

D.如圖丁所示,探究燃燒的條件之一是需要02

2.（2023?呼和浩特）下列實驗設計不能達到實驗目的的是（)

A.證明水是由B.驗證質量守恒定律C.探究可燃物燃燒D.鑒別氯化鉀和氯化鏤

氫、氧元素組成的條件

3.（2023?薄澤）下列實驗方案不能達到實驗目的的是（）

選項實驗目的實驗方案

A檢驗O2將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察現象

B測稀硫酸的pH取一片pH試紙，用鑲子夾持蘸取溶液，與標準

比色卡對照

C分離KC1和MnO2固體混合物加足量水充分溶解，過濾、洗滌、干燥、蒸發結

晶

D除去FeC12溶液中的CuC12加入足量的鐵粉，充分反應后過濾

4.（2023?大慶）下列實驗所選用的儀器或用品不能達到相應實驗目的的是（）

選項實驗目的實驗儀器或用品

A用質量分數為6%的NaCl溶液（p=L04量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管

g/cm3）配制50g質量分數為3%的NaCl

溶液

B稱取一定質量的NaOH固體托盤天平（帶祛碼）、藥匙、紙片

C從實驗室制02的殘留固體中分離Mn02鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏

斗、濾紙

D從KC1溶液中獲取KC1晶體燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）、火

柴、酒精燈、蒸發皿、用煙鉗、石棉網

5.（2023?常德）實驗室里，同學們設計了如圖所示四個實驗，經分析可知，其中能達到目的的是（

)

co

―>

含幽猷的

NaOH

溶液

驗證一氧化碳還原氧化銅的產物

B.

紅磷

薄

洞熱水

片780X2）

C.-a磷探究燃燒的三個條件

MgAg

D.驗證Mg>Fe、Ag三種金屬活動性順序

6.（2023?婁底）下列實驗方法能夠達到實驗目的的是（）

編ABCD

號

二氧化碳

潮濕的氧氣

紫

蘸有

蕊

色石

的

試

氫氧化鈉固體液

紙

酚酎一條

溶液

鹽酸鹽酸

實比較Zn和Fe的金屬活動探究二氧化碳干燥并收集氧氣將膠頭滴管內的液體

驗性強弱能否與水反應滴入試管中來驗證分

目子不斷運動

的

7.（2023?濟南）下列根據實驗事實得出的結論中，不正確的是（）

選項實驗事實結論

A將銅絲放入硝酸銀溶液中，銅絲表面有銀白色金屬附著金屬活動性：銅〉銀

B某純凈物在氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳、二氧化硫該物質由碳、氫、氧三種元素組

和水成

C向碳酸鈉溶液中滴加無色酚麟試液，溶液呈紅色碳酸鈉溶液顯堿性

D50mL水和50mL酒精混合后的總體積小于100mL分子之間存在間隔

8.（2023?澄城縣模擬）檢驗、鑒別、除雜、區分是重要的實驗技能。下列是同學們針對不同實驗目

的設計的實驗方案。

實驗目的實驗方案

檢驗某固體是碳酸鹽取樣，加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產生

除去生石灰中的少量碳酸鈣將固體高溫煨燒

鑒別某紡織品是否為天然纖維取樣后，在空氣中灼燒，觀察現象

區分NaCl溶液和NaOH溶液取樣，分別加入一定量的水稀釋，測量溶

液的溫度變化

其中正確的個數是（）

A.1個B.2個C.3個D.4個

9.（2023?崇川區模擬）控制變量法是實驗探究的重要方法，下列實驗方法的設計中，能達到實驗目

的的是（）

A.圖甲比較鐵、銅的金屬活動性強弱

B.圖乙探究鐵的銹蝕是否需要水

C.圖丙探究MnO2對H2O2分解的催化作用

D.圖丁探究可燃物的燃燒是否需要達到一定溫度

10.（2023?周至縣二模）下列實驗設計能達到實驗目的的是（）

選ABD

實測定空氣中氧氣的探究水的組成探究燃燒的條件驗證質量守恒定律

驗含量

目

的

實Q

B

11.（2023?祁江區二模）分離、檢驗、鑒別、除雜是最基本的實驗技能。下列實驗設計能達到實驗目

的的是（）

選項實驗目的實驗設計

A除去02中混有的少量N2將氣體緩緩通過足量的灼熱

銅網

B檢驗NaOH溶液是否混有N取樣、滴加BaC12溶液，觀

a2c03察現象

C除去NaCl溶液中的少量Mg滴加過量氫氧化鈉溶液、過

C12濾

12.（2023?成都模擬）下列實驗能達到實驗目的的是（）

A.探究質量守恒定律B.探究草木灰里是C.區分氫氣與甲烷D.探究鋁與銅活動

否含有碳酸根離子性的強弱

13.（2023?德陽）查閱資料得知：過氧化鈉（Na2O2）可與CO2或H2O反應生成。2,反應原理為2

Na2O2+2CO2=2Na2co3+02,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,某化學興趣小組同學設計了如下圖所

（1）寫出裝置A中任意一種儀器的名稱

（2）裝置A中發生反應的化學方程式為

（3）裝置B中盛裝飽和NaHC03溶液的目的是。

（4）裝置D用于除去未被裝置C轉化的C02,便于后續氣體檢驗，則D中盛裝的液體試劑是

（5）驗證裝置E的試管中的氣體的方法是（描述操作、現象和結論）

（6）裝置E的試管中收集到的氣體的來源有______________________________________________

14.（2023?江漢區校級一模）2022年10月31日，長征五號B遙四運載火箭成功將夢天實驗艙成功

送入預定軌道。金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na2O2）

在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2—2Na2co3+02。為

了驗證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如下圖所示的實驗。

（1）A中發生反應的化學方程式為______________________________________________________

檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注

入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到現象，即可證明裝置

不漏氣。

（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是o

（3）D瓶收集到的氣體是,驗滿的操作是

（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式

（5）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣75g,則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少

千克？（請詳細寫出解題過程）

15.（2023?宿遷模擬）金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，為了驗證過氧化鈉

與二氧化碳反應會產生氧氣，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。

過氧

稀鹽酸

化鈉

石灰石

澄清石灰水

碳酸氫濃硫酸

鈉溶液

B

（DA中發生反應的化學方程式為

檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注

入水，若能觀察到的現象，即

可證明裝置不漏氣。

（2）B裝置中碳酸氫鈉溶液的作用是

（3）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是o

（4）驗證裝置F中收集的氣體為氧氣的操作是____________________________________________

（5）查閱資料：Na2O2與CO2反應的化學方程式為：2Na2O2+2CO2=2X+O2。寫出X的化學式

16.（2023?增城區一模）化學興趣小組為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，稱取20g石灰

石樣品在20℃按圖甲進行實驗（雜質不與鹽酸反應，忽略容器空氣中二氧化碳和鹽酸揮發對實驗

結果的影響）。回答下列問題:

圖甲

（1）裝置A內發生反應的化學方程式為__________________________________________________

（2）裝置B的作用是吸收水分，盛放的試劑是o多孔球泡的作用是

（3）裝置C的作用是吸收反應產生的二氧化碳，吸收二氧化碳的質量隨時間變化的曲線如圖乙。

①下表是幾種物質的市場價格和20℃時的溶解度，綜合考慮試劑X最好選擇。

物質NaOHCa(OH)2KOH

價格/（元/t）43005009000

溶解度/g1090.16112

②通過上述實驗，結合圖乙推算出石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數為

（4）結合裝置分析，實驗測得碳酸鈣的質量分數（填理論值，原因

是O

密盛好三鞏@提各

一.選擇題（共8小題）

1.（2023?興化市三模）下列實驗操作能夠達到目的的是（）

選項實驗目的實驗操作

A除去粗鹽中的泥沙溶解、蒸發結晶

B鑒別淀粉和葡萄糖分別取樣，滴加碘酒

C檢驗CO2中混有HC1將氣體通入紫色石蕊試液中

D稀釋濃硫酸先將濃硫酸加入燒杯中，后

倒入蒸儲水

2.（2023?寧化縣模擬）對比實驗是實驗探究的重要方法。下列實驗設計不能實現相應實驗目的的是

.證明可燃物燃燒需溫度達到著火點

!加入等量

卜的肥皂水可8

B.區分硬水和軟水

帶火星

二的木條二

嘲6%'l()mL6%

的

H2O2J-j—H2O2

溶液溶液

C.MnO方證明MnO2是H2O2分解的催化劑

證明鐵生銹必須跟空氣或氧氣接觸

3.（2023?三明模擬）下列實驗不能達到實驗目的是（）

實驗

實驗A.驗證生石灰與B.探究MnO2能否加快H2C.證明呼出氣D.測定空氣中。2的

目的水反應放出熱量02的分解體中CO2含量比含量

空氣中多

4.（2023?東港區校級二模）下列實驗方案設計正確的是（）

選項實驗目的實驗方案

A檢驗某物質中是否含有Na2加入足量稀鹽酸，觀察是否

CO3產生氣泡

B分離木炭粉和鐵粉的混合物加入足量稀硫酸，過濾、洗

滌、干燥

C除去02中混有的co通過灼熱的CuO

D除去CUC12溶液中混有NaCl加入足量NaOH溶液，過濾

洗滌，再向濾渣中加入適量

稀鹽酸

5.（2023?阜新模擬）運用所學化學知識解決實際問題更能體現學科價值。下列實驗方案不合理的是

（）

選項實驗內容實驗操作

A檢驗氧氣中是否含有二氧化通入澄清石灰水中

碳

B鑒別化肥KC1和NH4C1取樣，分別加入熟石灰、研

磨、聞氣味

C鑒別棉纖維與羊毛纖維抽絲、灼燒、聞氣味

D除去KC1中混有的少量KC1加入少量二氧化鋅加熱，使

03其充分反應

6.（2023?曹縣二模）對比實驗是實驗探究的重要方法。下列對比實驗設計能實現相應實驗目的是

10mL10mL

5%稀硫酸5%稀鹽酸

50mL冷水50mL熱水（二者表面積相同）

圖1圖2

A.圖1探究溫度對分子運動快慢的影響

B.圖2對比金屬鋅和鐵與酸反應的劇烈程度

C.圖3探究空氣是燃燒的必要條件

D.圖4探究CO2與水發生反應

7.（2023?天河區校級三模）下列實驗操作能達到實驗目的的是（）

選項實驗目的實驗操作

除去氯化鐵溶液中少量氯化氫加入過量的鐵粉，過濾

A

除去NaCl固體中混有的少量Na2c03溶解，加稀鹽酸至無氣泡產生，蒸發結晶

B

檢驗Na2c03溶液中是否混有Na2s04取樣，滴加氯化鋼溶液，有白色沉淀產生

C

比較銅和銀的金屬活動性強弱分別向盛有銅和銀的試管中加入稀鹽酸

8.（2023?貴池區二模）下列實驗不能達到相應目的的是（）

紅棕色

NO?氣體

木旗

A.驗證木炭具有吸附性B.觀察乳化現象C.探究鐵生銹的D.驗證面粉在一定條件

條件下能爆炸

—.實驗題（共5小題）

9.（2023?峰城區校級模擬）2022年10月31日，長征五號B遙四運載火箭成功將夢天實驗艙送入

預定軌道。金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na2O2）在常

溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2-2Na2co3+02。為了驗

證該反應中氧氣的產生，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。

（1）A中發生反應的化學方程式為0

（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現象是。

（3）D瓶收集到的氣體是，驗滿的操作是

（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式

10.（2022?犍為縣模擬）泡騰片含有NaHCO3和檸檬酸等物質，放入水中時，NaHCC>3完全反應產

生CO2。某化學興趣小組的同學欲測定某品牌泡騰片中NaHCO3的含量，設計實驗方案如下:

按圖示連接裝置并加入藥品，取用的泡騰片質量為10g。打開止水夾a通入適量空氣后，稱量D

裝置，其質量為10g。關閉止水夾a,用注射器向B裝置中注入適量水。待裝置B中無氣泡產生

后，打開止水夾a,再次通入適量空氣，第二次稱量D裝置，其質量為12.2g。

回答下列問題：

(1)A裝置中濃NaOH溶液的作用是。

(2)C裝置中濃硫酸的作用是o

(3)堿石灰主要含CaO和NaOH,D裝置中堿石灰吸收CO2質量增加，寫出所涉及反應的一個

化學方程式：。

(4)步驟中再次通入空氣的目的是-

(5)若省略E裝置，則測得NaHC03的質量分數(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

實驗測定泡騰片中所含NaHCO3的質量分數為0

11.(2022?新洲區校級模擬)NaOH是一種重要的化工原料，廣泛應用于肥皂、造紙、紡織等工業，

長時間露置在空氣中易吸收CO2而變質，得至I]NaOH和Na2c03的混合物，某同學設計了如圖的

實驗裝置來測定Na2c03的含量。他用氣密性良好的裝置裝好樣品，然后通一會兒N2后關閉止水

夾，再打開分液漏斗活塞。待甲裝置中反應結束后打開止水夾再通入一會兒N2。

甲乙丙丁

提示：1.堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物(可以吸收C02和H20)、堿石灰和濃硫酸均足量,

稀鹽酸不考慮其揮發性。

2.碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式為：Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2f+H2O

回答下列問題：

(1)乙中濃硫酸的作用是o

(2)試寫出丙中發生反應的化學方程式o

(3)測定Na2c03的含量需要測定兩個物理量，其中一個物理量為樣品的質量。

①另一個物理量為(填字母)。

A.滴下的稀鹽酸質量

B.反應前后乙裝置增加的質量

C.反應前后丙裝置增加的質量

D.反應前后丁裝置增加的質量

②若樣品質量為mi,上述①中另一個物理量的質量為m2,則樣品中Na2c03的質量分數為

o（用含有mi、H12的代數式表示）

（4）下列說法正確的是（填字母）。

A.反應開始時通入N2,目的是排盡裝置中空氣

B.若去掉丁裝置，對實驗結果沒影響

C.反應結束后如果不通入N2,測得Na2c03含量會偏低

12.（2022?和平區模擬）某化學興趣小組探究在實驗室中由Cu為原料制取CuSO4溶液的實驗方案，