專題18化學(xué)實驗方案的設(shè)計與評價知識點一、實驗方案的設(shè)計（1）實驗方案設(shè)計的總體思路明確實驗?zāi)康摹_定反應(yīng)原理→選擇合適的藥品和儀器→設(shè)計實驗裝置和操作步驟→記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→分析、推理得出結(jié)論。（2）實驗方案設(shè)計的基本要求①科學(xué)性：實驗原理、方案和操作過程必須科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、合理。②可行性：設(shè)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(zhì)，若無法避免則應(yīng)采取安全措施，以防污染環(huán)境和人身傷害。④簡易性：實驗方案設(shè)計要求操作簡便、裝置簡單、實驗現(xiàn)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?zāi)康拿鞔_；②實驗方法簡便、現(xiàn)象明顯；③操作安全可靠；④分析嚴(yán)密、結(jié)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(yīng)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(yīng)是否會造成環(huán)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(jié)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(jié)果的評價：①對現(xiàn)象分析得出的結(jié)論的評價；②實驗誤差的評價；③實驗的創(chuàng)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(chǎn)生氣體的反應(yīng)：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銨態(tài)氮肥與堿（刺激性氣體，尿素不與堿反應(yīng)）。Ⅱ.滴加酚酞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鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，則某溶液中可能含有SO,也可能含有Ag+。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(fā)燙，都不能說是中和反應(yīng)放熱。Ⅴ.將二氧化碳?xì)怏w通入紫色石蕊溶液中溶液變紅色，是二氧化碳與水反應(yīng)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(fā)生反應(yīng)，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(yīng)的進行，影響判斷。1．（2023?日照）下列四個對比實驗設(shè)計不能達(dá)到目的的是（）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O2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O22．（2023?呼和浩特）下列實驗設(shè)計不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.證明水是由氫、氧元素組成B.驗證質(zhì)量守恒定律C.探究可燃物燃燒的條件D.鑒別氯化鉀和氯化銨3．（2023?菏澤）下列實驗方案不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項實驗?zāi)康膶嶒灧桨窤檢驗O2將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察現(xiàn)象B測稀硫酸的pH取一片pH試紙，用鑷子夾持蘸取溶液，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照C分離KCl和MnO2固體混合物加足量水充分溶解，過濾、洗滌、干燥、蒸發(fā)結(jié)晶D除去FeCl2溶液中的CuCl2加入足量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾4．（2023?大慶）下列實驗所選用的儀器或用品不能達(dá)到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項實驗?zāi)康膶嶒瀮x器或用品A用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的NaCl溶液量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管B稱取一定質(zhì)量的NaOH固體托盤天平（帶砝碼）、藥匙、紙片C從實驗室制O2的殘留固體中分離MnO2鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙D從KCl溶液中獲取KCl晶體燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）、火柴、酒精燈、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、石棉網(wǎng)5．（2023?常德）實驗室里，同學(xué)們設(shè)計了如圖所示四個實驗，經(jīng)分析可知，其中能達(dá)到目的的是（）A．驗證一氧化碳還原氧化銅的產(chǎn)物 B．測定空氣里氧氣的含量 C．探究燃燒的三個條件 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(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┚幪朅BCD實驗方案實驗?zāi)康谋容^Zn和Fe的金屬活動性強弱探究二氧化碳能否與水反應(yīng)干燥并收集氧氣將膠頭滴管內(nèi)的液體滴入試管中來驗證分子不斷運動7．（2023?濟南）下列根據(jù)實驗事實得出的結(jié)論中，不正確的是（）選項實驗事實結(jié)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、二氧化硫和水該物質(zhì)由碳、氫、氧三種元素組成C向碳酸鈉溶液中滴加無色酚酞試液，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(qū)分是重要的實驗技能。下列是同學(xué)們針對不同實驗?zāi)康脑O(shè)計的實驗方案。實驗?zāi)康膶嶒灧桨笝z驗?zāi)彻腆w是碳酸鹽取樣，加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生除去生石灰中的少量碳酸鈣將固體高溫煅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(xiàn)象區(qū)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(shù)是（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個9．（2023?崇川區(qū)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(shè)計中，能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢．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(dá)到一定溫度10．（2023?周至縣二模）下列實驗設(shè)計能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項ABCD實驗?zāi)康臏y定空氣中氧氣的含量探究水的組成探究燃燒的條件驗證質(zhì)量守恒定律實驗設(shè)計11．（2023?邗江區(qū)二模）分離、檢驗、鑒別、除雜是最基本的實驗技能。下列實驗設(shè)計能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項實驗?zāi)康膶嶒炘O(shè)計A除去O2中混有的少量N2將氣體緩緩?fù)ㄟ^足量的灼熱銅網(wǎng)B檢驗NaOH溶液是否混有Na2CO3取樣、滴加BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象C除去NaCl溶液中的少量MgCl2滴加過量氫氧化鈉溶液、過濾12．（2023?成都模擬）下列實驗?zāi)苓_(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢.探究質(zhì)量守恒定律B.探究草木灰里是否含有碳酸根離子C.區(qū)分氫氣與甲烷D.探究鋁與銅活動性的強弱13．（2023?德陽）查閱資料得知：過氧化鈉（Na2O2）可與CO2或H2O反應(yīng)生成O2，反應(yīng)原理為2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2，某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下圖所示實驗，證明Na2O2可在呼吸面具和潛水艇中做供氧劑。回答下列問題：（1）寫出裝置A中任意一種儀器的名稱。（2）裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）裝置B中盛裝飽和NaHCO3溶液的目的是。（4）裝置D用于除去未被裝置C轉(zhuǎn)化的CO2，便于后續(xù)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(xiàn)象和結(jié)論）。（6）裝置E的試管中收集到的氣體的來源有。14．（2023?江漢區(qū)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(yù)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(yīng)生成氧氣，化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。為了驗證該反應(yīng)中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如下圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導(dǎo)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(xiàn)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(xiàn)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(yīng)，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應(yīng)的化學(xué)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(xì)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(yīng)會產(chǎn)生氧氣，某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導(dǎo)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(xiàn)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(xiàn)象是。（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(yīng)的化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2＝2X+O2。寫出X的化學(xué)式。16．（2023?增城區(qū)一模）化學(xué)興趣小組為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，稱取20g石灰石樣品在20℃按圖甲進行實驗（雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，忽略容器空氣中二氧化碳和鹽酸揮發(fā)對實驗結(jié)果的影響）?；卮鹣铝袉栴}：（1）裝置A內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）裝置B的作用是吸收水分，盛放的試劑是。多孔球泡的作用是。（3）裝置C的作用是吸收反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳，吸收二氧化碳的質(zhì)量隨時間變化的曲線如圖乙。①下表是幾種物質(zhì)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(zhì)NaOHCa（OH）2KOH價格/（元/t）43005009000溶解度/g1090.16112②通過上述實驗，結(jié)合圖乙推算出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（4）結(jié)合裝置分析，實驗測得碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（填“＞”、“＝”、“＜”）理論值，原因是。一．選擇題（共8小題）1．（2023?興化市三模）下列實驗操作能夠達(dá)到目的的是（）選項實驗?zāi)康膶嶒灢僮鰽除去粗鹽中的泥沙溶解、蒸發(fā)結(jié)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HCl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，后倒入蒸餾水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(shè)計不能實現(xiàn)相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ〢．證明可燃物燃燒需溫度達(dá)到著火點 B．區(qū)分硬水和軟水 C．證明MnO2是H2O2分解的催化劑 D．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(dá)到實驗?zāi)康氖牵ǎ嶒瀸嶒災(zāi)康腁．驗證生石灰與水反應(yīng)放出熱量B．探究MnO2能否加快H2O2的分解C．證明呼出氣體中CO2含量比空氣中多D．測定空氣中O2的含量4．（2023?東港區(qū)校級二模）下列實驗方案設(shè)計正確的是（）選項實驗?zāi)康膶嶒灧桨窤檢驗?zāi)澄镔|(zhì)中是否含有Na2CO3加入足量稀鹽酸，觀察是否產(chǎn)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O2中混有的CO通過灼熱的CuOD除去CuCl2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(xué)化學(xué)知識解決實際問題更能體現(xiàn)學(xué)科價值。下列實驗方案不合理的是（）選項實驗內(nèi)容實驗操作A檢驗氧氣中是否含有二氧化碳通入澄清石灰水中B鑒別化肥KCl和NH4Cl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KCl中混有的少量KClO3加入少量二氧化錳加熱，使其充分反應(yīng)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(shè)計能實現(xiàn)相應(yīng)實驗?zāi)康氖牵ǎ〢．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(yīng)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(fā)生反應(yīng)7．（2023?天河區(qū)校級三模）下列實驗操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ┻x項實驗?zāi)康膶嶒灢僮鰽除去氯化鐵溶液中少量氯化氫加入過量的鐵粉，過濾B除去NaCl固體中混有的少量Na2CO3溶解，加稀鹽酸至無氣泡產(chǎn)生，蒸發(fā)結(jié)晶C檢驗Na2CO3溶液中是否混有Na2SO4取樣，滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生D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(qū)二模）下列實驗不能達(dá)到相應(yīng)目的的是（）A.驗證木炭具有吸附性B.觀察乳化現(xiàn)象C.探究鐵生銹的條件D.驗證面粉在一定條件下能爆炸二．實驗題（共5小題）9．（2023?嶧城區(qū)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(yù)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(yīng)生成氧氣，化學(xué)方程式為：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。為了驗證該反應(yīng)中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)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(yīng)，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。10．（2022?犍為縣模擬）泡騰片含有NaHCO3和檸檬酸等物質(zhì)，放入水中時，NaHCO3完全反應(yīng)產(chǎn)生CO2。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)欲測定某品牌泡騰片中NaHCO3的含量，設(shè)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(zhì)量為10g。打開止水夾a通入適量空氣后，稱量D裝置，其質(zhì)量為10g。關(guān)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(chǎn)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(zhì)量為12.2g?；卮鹣铝袉栴}：（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。（3）堿石灰主要含CaO和NaOH，D裝置中堿石灰吸收CO2質(zhì)量增加，寫出所涉及反應(yīng)的一個化學(xué)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NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（填“偏大”“偏小”或“不變”）。實驗測定泡騰片中所含NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。11．（2022?新洲區(qū)校級模擬）NaOH是一種重要的化工原料，廣泛應(yīng)用于肥皂、造紙、紡織等工業(yè)，長時間露置在空氣中易吸收CO2而變質(zhì)，得到NaOH和Na2CO3的混合物，某同學(xué)設(shè)計了如圖的實驗裝置來測定Na2CO3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(guān)閉止水夾，再打開分液漏斗活塞。待甲裝置中反應(yīng)結(jié)束后打開止水夾再通入一會兒N2。提示：1．堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物（可以吸收CO2和H2O）、堿石灰和濃硫酸均足量，稀鹽酸不考慮其揮發(fā)性。2．碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O回答下列問題：（1）乙中濃硫酸的作用是。（2）試寫出丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。（3）測定Na2CO3的含量需要測定兩個物理量，其中一個物理量為樣品的質(zhì)量。①另一個物理量為（填字母）。A．滴下的稀鹽酸質(zhì)量B．反應(yīng)前后乙裝置增加的質(zhì)量C．反應(yīng)前后丙裝置增加的質(zhì)量D．反應(yīng)前后丁裝置增加的質(zhì)量②若樣品質(zhì)量為m1，上述①中另一個物理量的質(zhì)量為m2，則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。（用含有m1、m2的代數(shù)式表示）（4）下列說法正確的是（填字母）。A．反應(yīng)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(jié)果沒影響C．反應(yīng)結(jié)束后如果不通入N2，測得Na2CO3含量會偏低12．（2022?和平區(qū)模擬）某化學(xué)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，并進行評價分析、實驗探究和方案改進?！緦嶒灧桨浮糠桨敢唬篊u→△O2CuO方案二：Cu→H2O2稀H2SO4CuSO4[Cu+H2O2+H2方案三：Cu→△濃H2SO4CuSO4[Cu+2H2SO4（濃）△ˉ方案四：Cu→Fe2(SO4)3CuSO4[Cu+Fe2（SO方案五：Cu→稀HNO3稀H2SO4CuSO4[3Cu+3H2SO4（?。?2HNO3【評價分析】（1）方案二與方案一相比，優(yōu)點是實驗的操作步驟不需要走分步進行和。但工業(yè)上不采用方案二大量使用H2O2制硫酸銅的原因是。（2）方案三與方案一、二相比