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课时22 实验方案的设计与评价河北8年中考命题规律 年份题型题号考查知识点及内容分值2020选择5化学实验方案设计与评价，判断实验方案能否达到目的22020选择5判断能否达到实验目的22020实验探究35(拓展)设计实验证明黑褐色物质中含有铁单质12020实验探究35(拓展)催化剂对过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响22020实验探究37(设计)验证金属活动性顺序1 实验方案的设计及评价分值为12分，常在选择题和实验探究题中考查，预计2020年河北中考在实验探究题中考查实验方案的设计的可能性较大。河北8年中考真题演练 实验方案的设计与评价1(2020河北中考5题2分)下列实验方案不能达到目的的是( )A用Na2SO4除去NaCl中的BaCl2B用点燃的方法鉴别涤纶和羊毛绒C用点燃的方法除去CO2中的COD用水鉴别NH4NO3和NaOH固体 2(2020河北中考5题2分)下列所示实验设计不能达到目的的是( ),) ,),) ,)中考考点清单 实验方案的设计1设计原则(1)科学性：实验原理准确、实验流程合理。(2)安全性：实验操作要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有害性的物质接触。若无法避免与有毒物质接触，则应采取安全措施，以免造成环境污染和人身伤害。(3)可行性：条件允许，实验效果要明显，操作简单，设计的实验方案切实可行。(4)简约性：步骤少、时间短、效果好。2实验方案设计的一般思路(1)目的明确：明确实验的目的要求，弄清题目的已知信息。(2)选择仪器药品：选择合适的仪器和药品，组合实验装置性能安全可靠，易于操作，实验现象明显。(3)设计实验步骤：设计步骤，思路清晰，步骤尽可能的少。(4)记录现象和数据：全面、及时、准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得出结论：根据记录的实验现象和数据，经过分析、计算、推理和理论论证，得出结论。3设计实验的几种方法(1)对比实验设计对比实验是实验设计中的一种基本方法。目的是通过实验现象的对比，有利于推理论证结论。(2)控制变量法实验设计某一问题，常受多个变量因素的制约，为了研究其中某一个因素对问题产生的影响，采用控制变量法，对变量因素逐个进行实验。综合各个变量因素对问题的影响作出综合性判断。(3)对比实验法和控制变量法同时应用对同一个问题研究既用对比实验法又用控制变量法。如课本上燃烧条件的实验设计，既利用了控制变量法又利用了对比法。 实验方案的评价1评价要求(1)实验方案理论上科学合理具有严密性。(2)在实验安全的前提下，操作简单易解。(3)从经济的角度考虑，节约试剂，节约能源，无仪器损坏，成本低。(4)从环境角度考虑，对环境无污染。2评价细节(1)实验方案在理论上是否科学合理，设计脉络是否严密，无漏洞。(2)可行性：原理是否正确，可解；实验步骤是否简单科学易解；实验现象是否明显，实验结果是否与实验目的一致。(3)实验成本：是否从节约角度使用仪器和药品、药品的利用率是否较高；实验中是否有节能措施。(4)实验绿色化：是否使用安全易得，对人体无伤害的试剂；实验过程中是否对环境造成污染等。中考重难点突破 实验方案的设计【例1】(2020赤峰中考)设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的的是( ) 编号AB实验设计实验目的探究同种物质在不同溶剂中的溶解性探究物质燃烧的条件编号CD实验设计实验目的探究铁生锈的条件探究CO2与NaOH溶液能否发生反应 【解析】将NaCl(同质量)放入同体积的水和汽油中溶解，能够比较得出NaCl在不同溶剂中的溶解性不同，A能达到实验目的。白磷和红磷同时放在铜片上，同时与空气(氧气)接触，接触的铜片温度也相同(控制变量相同)，即要控制两个变量相同，通过白磷燃烧，而红磷不燃烧现象的对比，得出燃烧需要达到可燃物的最低温度(着火点)结论。水中的白磷不燃烧而铜片上的白磷燃烧，它们所处的温度基本相同，通过对比得出燃烧需跟氧气接触的结论。归纳：不与氧气接触，不能燃烧，温度没有达到着火点，不能燃烧，从而得到燃烧的条件：有可燃物(本题可燃物为红磷和白磷)；可燃物跟氧气接触；可燃物温度达到着火点(三者缺一不可)，B能达到实验目的。特别提醒：本题既利用了控制变量法，又利用了对比法。铁钉放在蒸馏水中和被油覆盖的蒸馏水中，前者能与空气(氧气)接触，后者不能与氧气接触，通过实验对比，说明铁在有水(相同条件)而无氧气(后者)的条件下，不生锈，本实验不能验证，有氧气接触而无水接触的情况下能不能生锈呢？实验设计不严密、不合理，C不能达到实验目的。CO2通入盛有20mL的氢氧化钠溶液中和盛有20mL水中，(因为水也能与CO2反应，同时NaOH溶液中也有水)通过实验对比，盛有20mLNaOH溶液的塑料瓶变瘪的程度要大于盛有20mL水的塑料瓶。在有水相同的条件下，说明CO2与NaOH发生了反应。D能达到实验目的。1.(2020衡阳中考)下列实验不能达到实验目的的是( ) 实验方案的评价【例2】(2020绍兴中考)实验小组的同学向盛有2mL稀硫酸的试管中加入2mL氢氧化钠溶液，未观察到明显现象。【提出问题】两者是否发生了化学反应？【实验探究】将盛有上述实验混合液的试管标为，如图甲。 小华：测得实验所用稀硫酸pH7，试管中溶液pH7，于是得出结论：_。小敏：取两支试管，编号为和，分别加入稀硫酸和试管中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至过量，实验过程与现象如图乙，由此他得出了与小华一样的实验结论。【反思评价】小军认为小敏在实验设计中存在不够严密的地方，请帮他指出：_。【交流讨论】试管溶液中有哪些溶质？同学小孟分析了两位同学的实验过程，一致认为没有H2SO4，其理由是_。在此基础上同学小孟提出两种推理：推理1：含有Na2SO4、Na2CO3和NaOH推理2：含有Na2SO4、Na2CO3。【解析】【实验探究】小华测得实验所用稀硫酸pH7，试管中溶液pH7，酸碱度发生了较大的改变，说明稀硫酸与氢氧化钠发生了化学反应；【反思评价】小敏：取两支试管，编号为和，分别加入稀硫酸和试管(显碱性)中溶液各2mL，逐滴滴加Na2CO3溶液至过量，稀硫酸与碳酸钠溶液反应产生气泡，试管(显碱性)与碳酸钠溶液反应无气泡产生，说明试管中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验，因此实验设计不严密，因为试管和需要保证里面的硫酸量是相同的(假设硫酸和氢氧化钠没发生反应)，如果两者没有发生反应，试管中的全部溶液才含有2mL硫酸，因此该实验应该用试管中的全部溶液与2mL稀硫酸作对比实验；【交流讨论】试管中的溶液pH7，显碱性，试管中滴入碳酸钠溶液无气泡产生，说明不含H2SO4。2.(2020沧州重点中学质检)为了探究硝酸钾溶液能否导电，实验步骤如下：(1)将硝酸钾晶体溶解在盛有自来水的烧杯中；(2)连接如图电路；(3)闭合开关，观察小灯泡能否发光。针对该实验目的，下列评价或改进正确的是( ) A实验步骤正确，完整B应补做硝酸钾晶体能否导电的实验C应将自来水改为蒸馏水D应分别补做硝酸钾晶体、蒸馏水能否导电的实验中考备考方略一、选择题1(2020贵港中考)下列有关物质鉴别方案中，正确的是( )ANa2CO3、NaCl、KOH三种溶液，只用酸碱指示剂即可鉴别BMgCl2、NaOH、HCl、Na2SO4四种溶液，不加任何试剂即可鉴别C(NH4)2CO3、Ca(OH)2、BaCl2、HCl四种溶液，不加任何试剂即可鉴别DFe2O3、CuO、C、Fe只用一种试剂无法鉴别2(2020永州中考)氨气(NH3)是没有颜色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水。下列是实验室收集气体的几种装置，为防止污染环境，你认为最合理的装置是( )A B C D3(2020海口中考)下列实验方案，能达到实验目的的是( ) 选项实验目的实验方案A分离碳酸钠和氢氧化钠的混合物加入过量氢氧化钙溶液，过滤B除去氯化钠固体中的少量碳酸钠加入适量稀盐酸，充分反应后，蒸发C检验二氧化碳气体中含有少量的一氧化碳将混合气体依次通过灼热的氧化铁和澄清石灰水，观察澄清石灰水的变化D鉴别氯化钠溶液、氢氧化钠溶液和稀盐酸各取少量溶液于试管中，分别滴加无色酚酞溶液，观察溶液颜色的变化4.(2020绵阳中考)下列实验目的、操作、现象、结论都正确的是( ) 选项实验目的实验操作实验现象实验结论A测定溶液pH用玻璃棒蘸取待测液滴在用蒸馏水润湿的pH试纸上试纸变为浅红色溶液pH为2B鉴别NaOH和NH4NO3在装有等量水的试管中分别加入a、b固体加a的试管水温升高，加b的试管水温降低a是NaOH，b是NH4NO3C验证燃烧是否需要O2做白磷是否燃烧的对比实验前者不燃烧，后者燃烧燃烧需要O2D比较Al、Cu的活泼性将未经打磨的Al条放入CuSO4溶液中无明显现象Al的活泼性低于Cu5.(2020巴中中考)下列实验能达到实验目的的是( ),) B,) ,)二、填空及简答题6(2020南宁中考)某化学兴趣小组的同学对实验室制取二氧化碳及相关性质进行一系列的探究活动。(1)气体制取按如图1所示的制取装置进行实验。 写出有标号仪器的名称：a_，b_。实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式是_。实验室收集二氧化碳的方法是_，原因是_。(2)实验研究【提出问题】实验室制取二氧化碳时能否采用排水法收集？【设计实验】实验一：向一个充满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水，立即旋紧瓶盖，用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶_，说明二氧化碳能溶于水。实验二：先用集气瓶装满一瓶蒸馏水(pH7.0)，然后按如图2所示组装并进行实验，再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。 收集到二氧化碳的体积，测得气体的实际体积小于理论值，原因可能是：_，_。(合理即可)【实验结论】实验室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进：将装置C中的部分蒸馏水换成植物油，将烧杯换成量筒(如图3所示)，然后利用改进后的装置测定。 装置B中NaHCO3溶液的作用是_。测得烧杯中液体的pH7，说明溶液呈酸性，原因是_。三、实验探究题7(2020威海中考)铁生锈探秘。 为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验，实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象，仔细分析这4个实验，回答下列问题：(1)评价方案对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对照实验方法。请指出其中的对照实验(填ABCD实验代号)和变量。第组对照实验_，变量_。第组对照实验_，变量_。第组对照实验_，变量_。(2)解释数据实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm) 时间/小时编号 00.51.01.52.02.53.0A0000000B0000.30.82.03.5C0000000D00.41.23.47.69.59.8导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是_。(3)获得结论根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有_；能加快铁生锈的物质是_。8(2020菏泽中考)实验室中常用分解过氧化氢来简便快速地制取氧气，化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，并进行了氧气的性质探究实验。【查阅资料】有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。【实验探究1】探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果：各量取6mL的过氧化氢溶液，分别倒入1、2、3号三支试管中，取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块，分别放入2、3号试管中，并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内，观察现象并记录如下：试管编号123材料名称无苹果土豆实验现象反应速率很慢稍快较快产生气泡很少比1中多较多复燃情况不复燃复燃很快复燃 实验结论,_【实验探究2】探究浓度对过氧化氢分解速率的影响：取10mL30%的过氧化氢三份，将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液，同时测定收集到100mL氧气所用的时间(其他实验条件均相同)，记录如下： 实验编号123过氧化氢溶液浓度5%15%30%所用时间(秒)205253实验结论_【实验探究3】用上述收集的气体与不同物质进行反应，其中有一固体能在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成刺激性气味的气体，该反应的化学方程式为：_。
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