人教版中考化学实验方案的设计与评价专题练习(含答案)

实验方案的设计与评价

例1 实验室制取CO2的有关操作如下图，不正确的是（ ） ．．．

解析 用图中装置检查气密性时，拉注射器活塞，若装置的气密性良好，则在长颈漏斗的下端会有气泡冒出，A正确；制取二氧化碳时不能用稀硫酸，因为稀硫酸与碳酸钙发生反应，会生成微溶于水的硫酸钙，它能覆盖在大理石的表面阻碍反应的进一步进行，使反应进行一段时间就停止了，B错误；二氧化碳密度比空气大，用图中装置收集时应将进气管伸到集气瓶的底部，C正确；验满二氧化碳时应将燃着的木条放在集气瓶口，若用图D中装置收集，燃着的木条应放在刚伸出瓶塞的导管一边，D正确。

答案 B

例2 轻质碳酸钙广泛应用于橡胶、塑料、油漆、水性涂料以及造纸等行业，日常生活中的牙膏也常用它作摩擦剂。目前轻质碳酸钙的生产主要是碳化法，工艺流程见下图：

请分析轻质碳酸钙的生产流程，回答下列问题： (1)物质B的化学式为___________；

(2)在A→B之间，过滤操作的目的是___________；

(3)在B+C→CaCO3的过程中，应控制物质C的流量，原因是___________________(用化学方程式表示)；

(4)生产轻质碳酸钙的方法很多，请再设计一种制备方法________________(用化学方程式表示)。

解析 石灰石(主要成分碳酸钙)高温能分解生成氧化钙和二氧化碳，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，故A是氧化钙，C是二氧化碳，B是氢氧化钙，氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙和水。(1)氢氧化钙的化学式为Ca(OH)2；(2)Ca(OH)2在常温下的溶解度很小，需过滤出不溶的Ca(OH)2。(3)生成CaCO3的过程中，CO2过多会继续和CaCO3反应生成Ca(HCO3)2。(4)用可溶性的碳酸盐和含钙的可溶性盐或碱，也能生成碳酸钙。

答案 (1)Ca(OH)2 (2)将Ca(OH)2与水分离 (3)CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2 (4)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl

例3 木炭还原氧化铜实验后的混合粉末中含有铜、氧化铜、木炭粉，某化学实验小组设计回收铜的方案如下：

(1)过滤操作中必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_________，其中玻璃棒的作用是_________。

(2)反应①的化学方程式为_________。 (3)滤液Ⅱ中的溶质为_________。

(4)试剂A最好选用下列_________溶液(填序号)。 ①H2SO4 ②CuSO4 ③MgSO4

(5)为了完善实验方案，可对滤渣Ⅰ中的_________进行回收。

解析 (1)根据过滤时所用仪器可知，必须用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗，其中玻璃棒的作用是引流。(2)氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，而铜、木炭与则硫酸不反应。(3)反应①后，滤液Ⅰ中的溶质是硫酸和硫酸铜，加入过量铁粉，硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸铜和铁粉反应生成硫酸亚铁和铜，过滤后滤液Ⅱ中的溶质为硫酸亚铁。(4)滤渣Ⅱ中含有剩余的铁粉，经过③后得到铜，可知除去过量的铁粉，最好用硫酸铜溶液；(5)开始混合粉末中的铜没有和硫酸反应，进入滤渣Ⅰ中，为了回收更多的铜，可将滤渣Ⅰ中的铜回收。

答案 (1)漏斗 引流 (2)H2SO4+CuO=CuSO4+H2O (3)硫酸亚铁(或FeSO4) (4)② (5)铜(或Cu)

例4 为了鉴别碳酸钾溶液和氢氧化钾溶液，同学们进行了探究实验，分别取两种溶液于两支试管中，各滴入一定量的氯化钙溶液，观察到一支试管中出现白色浑浊，实验结束后，同学们将废液倒入同一个干净的烧杯中，发现废液变浑浊，同学们对废液进行了过滤，并对滤液的成分进行了探究。

【提出问题】滤液中除水外还含有那些物质？ 【猜想】A.可能含有氢氧化钾、氯化钾和碳酸钾 B.可能含有氢氧化钾、氯化钾

C.可能含有氢氧化钾、氯化钾、碳酸钾和氯化钙

你认为还可能是_____________________(写出一种猜想)。

【讨论】你认为_______猜想不合理(填字母)，请说明理由_____________________。 【实验设计】设计一个简单的实验，证明你的猜想正确。

实验步骤 实验现象 实验结论

取样于试管中，______________ ______________ 猜想正确

【反思交流】写出碳酸钾与氯化钙反应的化学方程式_____________________。在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑______________。

解析 【猜想】氯化钙如果过量，此时滤液中还可能含有氯化钙，所以猜想为可能含有氢氧化钾、氯化钾和氯化钙。【讨论】C不合理，因为碳酸钾和氯化钙能发生反应，即碳酸钾和氯化钙不能共存。【实验设计】在鉴别实验过程中，氢氧化钾没有被消耗，故滤液中一定存在氢氧化钾；因碳酸钾与氯化钙发生反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾，故滤液中一定存在氯化钾；向滤液中加入可溶性碳酸盐(如碳酸钾、碳酸钠等)溶液，若产生白色沉淀，则可证明滤液中存在氯化钙，综上可证明猜想正确。【反思交流】碳酸钾与氯化钙反应的化学方程式为K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl。在分析化学反应后所得物质的成分时，除了考虑生成物外还需考虑反应物是否过量，即反应后是否有剩余。

答案 【猜想】氢氧化钾、氯化钾和氯化钙

【讨论】C 碳酸钾和氯化钙能发生反应，生成沉淀

【实验设计】滴入碳酸钾溶液(或碳酸钠溶液等答案合理均可 产生白色沉淀) 【反思交流】K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl 反应物是否剩余

例5 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，她的理由是______________。 【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。

方案设计者 方案步骤 用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在试纸上，把试纸所呈现的颜色与标准比色卡进行对照 取少量反应的溶液于一支试管中，再向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液 方案预估现象 方案结论 小程 pH=7 小程猜想正确 小宫 有白色沉淀生成 小宫猜想正确 【方案评价】(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。

方案步骤 方案预估现象 方案结论 小尚猜想正确 解析 (1)盐酸与氢氧化钠不能共存，因为如果二者都有会继续反应。(2)稀盐酸呈酸性，pH＜7，氢氧化钠溶液呈碱性，pH＞7，氯化钠溶液呈中性，pH=7，因此用测pH的方法来判断反应后溶液中的溶质是正确的。(3)稀盐酸和氢氧化钠反应会生成氯化钠，氯化钠溶液与硝酸银溶液反应也会生成不溶于稀硝酸的白色沉淀，因此小宫的方法是错误的。(4)小尚的猜想是溶液中有氯化钠和氢氧化钠，氯化钠是反应的生成物，是肯定有的，因此只要验证出有氢氧化钠即可，可根据氢氧根离子的性质进行验证。

＋－

答案 (1)盐酸与氢氧化钠溶液能发生反应(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)方案步骤：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(或其它可溶性铜盐溶液) 预估现象：有蓝色沉淀生成 (或取少量反应后的溶液于一支试管中，再向试管中滴加无色酚酞试液 酚酞试液变红色 或用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上，把试纸所呈现的颜色与标准比色卡进行对照 pH＞7 或其它合理答案)

跟踪练习

1.下列实验方案中，不能达到实验目的是( ) 选项 实验目的 A B C D 鉴别硬水和软水 加肥皂水搅拌 实验方案 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 分离碳酸钠和氢氧化钠的混合物 加入过量氯化钙溶液，过滤 区分羊毛与合成纤维 点燃，闻气味 2.下列实验装置进行的相应实验，达不到实验目的是( )

A.用图1所示装置除去CO2中含有的少量HCl气体

B.用图2所示的装置加热蒸发NaCl饱和溶液制备NaCl晶体 C.用图3所示装置制取少量CO2气体

D.在实验室中，用图4所示装置除去少量黄河水中的泥沙

3.用如图Ⅰ装置测定空气中氧气的含量，证明空气中氧气的体积分数为1/5，a、b两种物质可选用________(填序号)。

A.红磷、水 B.木炭、水 C.硫、NaOH溶液 D.小蜡烛、NaCl溶液

思敏同学对该实验进行反思后，提出了改进方法(如图Ⅱ所示)，你认为改进后的优点是______________________(任写两点)。

4.无标签试剂瓶中的一种黑色不溶于水的固体可能是硫化铜或者是硫化亚铜。查资料可知：硫化铜(CuS)和硫化亚铜(Cu2S)在空气中灼烧分别发生下列化学反应：

灼烧 灼烧 2CuS+3O2====2CuO+2SO2 Cu2S+O2——CuO+SO2(没配平)

(1)请写出配平后的Cu2S在空气中灼烧的化学方程式________________________。如要确定灼烧的Cu2S是否完全反应，依据的实验现象是________________________。

(2)根据这两个反应的化学方程式中固体物质的质量变化，某同学仅用天平、酒精灯、坩埚、三角架等常用仪器(无其它试剂)，通过三个实验步骤鉴别出某黑色固体是硫化铜还是硫化亚铜。他的实验步骤一：用天平准确称量一定质量的待测黑色固体。

请写出后两个实验步骤：

实验步骤二：________________________________________。 实验步骤三：________________________________________。