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1、专题20： 实验与探究（讲练） 【命题解读】实验方案的设计与评价，在每年的中考题中常考，题型涉及选择题 、探究题等。解答这部分题需要学生具备扎实的实验操作基本知识，懂得操作的一般步骤和原理，熟悉相关物质的性质、制备原理和变化规律。解答探究题还应具备整体、全局意识，即审题时要先统观全局，逐字逐句把整个题审读一遍，再细致的读懂每步要求，这样答题时才不会丢分。通过全国各地的考题以及变式考题，研究题型，探究解题方法，提高解题技巧。综合实验探究题：近年来关于物质组成及成分的探究是实验探究的重点。主要通过分析一些新的背景材料，对物质成分进行探究，包括固体混合物成分探究、溶液成分探究、气体混合物成分探究等。
2、有关物质变化的探究，主要结合氢氧化钠等的变质进行探究，包括实验方案设计、实验现象、实验结论等。有关物质性质的探究，主要对物质可能有的性质进行探究，如酸碱性、热稳定性等。1、科学探究的基本过程：提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价和表达与交流。2、实验设计的总体思路：明确实验目的（即弄清楚实验原理）；根据要求正确选择仪器和药品；设计实验装置和操作步骤；分析得出结论。3、解答此类题目的要求（1）明确实验设计的基本要求科学性：实验对象为制取物质或判定物质性质的实验，首先保证原理的正确性。可行性：设计实验要注意仪器的性能，所用原料资源丰富，廉价易得。安全性：a：点
3、燃可燃性气体的实验之前，必须要检验气体的纯度，防止爆炸。b：进行有毒气体实验，应在通风橱中进行，并注意尾气处理，避免中毒。简约性：实验设计操作简便，装置简单，实验现象明显。（2） 实验设计基本思路明确目的原理；选择仪器药品；设计装置步骤；记录实验现象和数据；分析得出结论。4、实验方案的评价（1） 明确评价的内容：方案在理论上是否科学合理，具有严密性；在安全的前提下，操作是否简便易行；从经济角度，是否节约试剂、降低成本和提高产量；从环境角度评价，是否会对环境造成污染；（2） 熟悉解题的一般步骤明确目的；确定实验原理；评价实验方案的优劣（或可行性）；提出改进建议。【解题技巧】1、物质性质、变化规律
4、探究，解答此类题目一般思路：（1）要能根据题干信息提出问题,并联想到相对应的化学知识。（2）作出猜想或假设时,要从化学的视角作出科学的猜想或假设。（3）设计探究(实验)方案,要围绕寻找特征反应作为(肯定或否定)的依据,同时应注意控制单一变量。（4）对探究问题作出解释与结论时,要根据题目中实验的现象、数据等,以事实为依据,应用化学原理进行分析推理,不能随意编造,牵强附会。2、有关反应后物质成分的猜想：一般分两种情况：只有生成物；生成物和其中一种过量的反应物。不合理的猜想：猜想物质之间能够反应；猜想与事实不符；猜想的物质含有反应物中没有的元素（即违背质量守恒定律的元素守恒）。1、【2020山东菏泽
5、】下列实验设计不能达到实验目的的是（ ）A.探究可燃物燃烧需达到着火点 B.探究钢铁生锈需要氧气C.验证生石灰遇水放热 D.验证质量守恒定律【答案】D【解析】A、铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，水中的白磷不能燃烧，薄铜片上的白磷能与氧气接触，温度能达到着火点，水中的白磷不能与氧气接触，红磷温度没有达到着火点；可得出燃烧需要与氧气接触，且温度达到着火点，故选项能达到实验目的。B、左边试管铁钉生锈，右边试管铁钉不生锈，说明铁生锈需要氧气，故选项能达到实验目的。C、图中实验U型管的液面左端下降，右端上升，说明生石灰遇水放热了，故选项能达到实验目的。D、实验过程中，碳酸钠与稀盐酸反应生成的二氧化碳溢出，
6、不能验证质量守恒定律，故选项不能达到实验目的。故选：D。2、【2020湖南株洲】下列实验操作能达到实验目的的是（ ）实验操作实验目的A将带火星的木条伸入混合气体中检验二氧化碳中混有的少量氧气B用pH试纸测定肥皂水的酸碱性验证肥皂水呈碱性C加入足量的稀盐酸，蒸发结晶除去碳酸钠固体中混有的氯化钠D分别在放有铜和银的试管中加入稀盐酸比较铜和银的金属活动性强弱【答案】B【解析】A、少量的氧气也不足以使带火星的木条复燃，选项A不符合题意；B、pH试纸可以用来测定溶液的酸碱性，由于肥皂的原料中含有氢氧化钠，所以肥皂水呈碱性，利用pH试纸可以测得肥皂水的酸碱性，选项B符合题意；C、碳酸钠与盐酸反应生成了氯化
7、钠、水和二氧化碳，消耗了碳酸钠，得到是氯化钠，选项C不符合题意；D、铜和银在金属活动顺序表中都排在氢之后，加入盐酸都不发生反应，无法验证金属活动性的强弱，选项D不符合题意。故选B。3、【2020湖北武汉】如图1所示，小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时，发现烧杯内白色沉淀明显增多。为了探究烧杯内物质的成分，她立即向其中逐滴加入稀硝酸，并不断搅拌，烧杯内沉淀的质量随加入稀硝酸的质量变化如图2所示。回答下列问题：（1）图1所示，烧杯内的白色沉淀是_（写化学式）。（2）BC段发生反应的化学方程式为_。（3）A点，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为_（写离子符号）。B点，烧杯内的沉淀由_种物质组成。
8、（4）检验D点溶液中是否含有氯离子的方法_。【答案】(1). BaCO3、BaSO4；(2).；(3).Na+、Cl-、SO；2 (4).静置，取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有Cl-；反之，无【解析】（1）图1所示，碳酸钠和氯化钡生成碳酸钡沉淀和和氯化钠，硫酸钠和氯化钡生成硫酸钡沉淀和和氯化钠，烧杯内的白色沉淀是BaCO3、BaSO4；（2）硫酸钡沉淀不溶于硝酸，而碳酸钡沉淀溶于硝酸，BC段沉淀逐渐减少，说明发生的反应是碳酸钡和硝酸反应，发生反应的化学方程式为；（3）从AB段沉淀增加，说明该段有碳酸钡沉淀转化成硫酸钡沉淀，可知硫酸钠和氯化钡反应后溶
9、液中的溶质为硫酸钠和氯化钠，即硫酸钠有剩余，而两个反应均生成氯化钠，故A点，烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 Na+、Cl-、SO；B点之前沉淀增多，说明有硫酸钡沉淀生成，B之后沉淀减少，说明有碳酸钡沉淀被反应掉，B烧杯内的沉淀由碳酸钡、硫酸钡两种物质组成；（4）氯离子能和银离子反应生成不溶于硝酸的氯化银沉淀，检验D点溶液中是否含有氯离子的方法静置，取上层清液少许于洁净试管中，向其中滴加硝酸银溶液，若有白色沉淀产生，则说明含有Cl-；反之，无Cl-。4、【2020湖南郴州】某化学兴趣小组利用下图装置进行Fe与水蒸气反应的实验：（1）A装置的作用是_，点燃C中产生的肥皂泡，有的发出轻微的爆鸣声
10、，有的可以被点燃，请你推断反应生成的气体是_。（2）有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，你认为是否正确_（填“是”或“否”），请说明理由 。反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，并查阅了相关资料：铁粉（黑色），Fe2O3（红棕色）、FeO（黑色）、Fe3O4黑色）。学习小组进行了一系列实验，验证了FeO不存在，然后对黑色固体的成分进行了以下猜想：猜想一：只有铁粉猜想二：只有Fe3O4猜想三：铁粉和Fe3O4的混合物学习小组设计了实验进行验证，请回答以下问题：（3）取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明猜想_不成立。（4）通过实验测得，34.
11、4g黑色固体与足量的稀盐酸反应，产生了0.2gH2，说明猜想_成立。（5）另取34.4g黑色固体在高温条件下与足量的CO反应，充分反应后，固体质量变为28.0g，请计算在黑色固体中Fe3O4的质量分数为_（计算结果精确到0.1%）。（6）根据以上探究，请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式_。【答案】(1).提供水蒸气；氢气；(2).否；装置A、B处都有加热，加热使其中的空气受热膨胀，也会从导管口形成小气泡冒出；(3).二；(4).三；(5).67.4%；(6).3Fe+4H2OFe3O4+4H2【解析】（1）根据图和“铁与水蒸气能反应”，A装置的作用是：提供水蒸气；用燃着的木条靠近肥皂泡，有爆鸣
12、声，有的可以点燃，说明生成的气体具有可燃性，再根据反应物为“铁与水蒸气”，所以是氢气。（2）有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，不正确，因为装置A、B处都有加热，加热使其中的空气受热膨胀，也会从导管口形成小气泡冒出。（3）稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，和四氧化三铁反应生成氯化铁、氯化亚铁和水，取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明固体中一定存在铁，故猜想二不成立。（4）解：设生成0.2gH2需要的铁的质量为，解得=5.6g5.6g 34.4g所以黑色固体为铁粉和Fe3O4的混合物，故猜想三正确。（5）解：34.4g黑色固体中四氧化三铁的质量为，解得：y=23
13、.2g黑色固体中Fe3O4的质量分数为。答：在黑色固体中Fe3O4的质量分数为67.4%。（6）根据以上探究，Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。题型一 实验设计与探究【经典例题】【2020广东深圳】下列实验不能达到相应目的的是（）A验证木炭具有吸附性B观察乳化现象C探究铁生锈的条件D验证面粉在一定条件下能爆炸【答案】C【解析】A、过程中红棕色消失，是因为二氧化氮被木炭吸附，该选项能够达到实验目的；B、加入洗涤剂后，植物油比较均匀的分布在水中，说明洗涤剂能够乳化植物油，该选项能够达到实验目的；C、过程中铁不能生锈，说明除去水蒸气的空气不能使铁生锈，但
14、是不能判断铁生锈的条件，该选项不能达到实验目的；D、过程中发生爆炸，是因为面粉和空气混合达到了面粉的爆炸极限。该选项能够达到实验目的。故选：C.【解题技巧】本题难度不是很大，化学实验方案的设计与评价是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，在具体解题时要对其原理透彻理解，可根据物质的物理性质和化学性质结合实验目的进行分析判断。【趁热打铁】1、【2020江苏徐州】下列实验方案能达到实验目的的是（ ）A.用碘化钾溶液检验马铃薯中是否含有淀粉B.用分别取样灼烧，闻产生气味的方法区分羊毛线和棉纱线C.用锌、铁分别与硝酸银溶液混合，验证锌，铁两种金属的活动性强弱D.用量筒混合45mL蒸馏水和5g
15、氯化钠，配制50g10%的氯化钠溶液【答案】B【解析】A、淀粉遇碘单质变蓝色，碘化钾溶液中不含碘单质，不能用碘化钾溶液检验食品中是否含有淀粉，故选项不能达到实验目的；B、分别取样灼烧，闻气味，产生烧焦羽毛气味的是羊毛线，产生烧纸气味的是棉线，可以鉴别，故选项能达到实验目的；C、锌、铁都能和硝酸银溶液反应，只能得出锌、铁都比银活泼，无法验证锌、铁两种金属的活动性强弱，故选项不能达到实验目的；D、量筒只能量度液体体积，不能用来配制溶液，故选项不能达到实验目的。故选B2、【2020湖南郴州】下列实验方案或措施正确是（ ）A.用点燃的方法除去CO2中少量的CO杂质B.用BaCl2溶液鉴别Na2CO3溶液和Na2SO4溶液C.实验室常用稀硫酸和石灰石反应制取CO2D.用
