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题型六 化学实验
类型1 实验方案的设计与评价
一、实验方案的设计
1.基本要求:①科学性;②可行性;③安全性;④简约性。
2.一般思路:
(1)目的明确,看清要求;
(2)选择合适的仪器、药品;
(3)设计装置;
(4)记录实验现象和数据;
(5)分析得出实验结论。
二、实验方案的评价
1.评价内容:
(1)实验原理及方案;
(2)实验装置;
(3)实验操作;
(4)现象描述及结论分析。
2.评价角度:
(1)实验方案是否科学、合理、严谨;
(2)操作步骤是否简便、易行、安全可靠,现象是否明显等;
(3)原料是否常见、廉价,是否符合经济原则;
(4)推理过程是否严密;
(5)反应过程是否节能环保;
(6)结论是否正确或所得结论与实验目的是否一致;
(7)与课本实验对比,分析改进装置的优点。
&1& 下列课本中的实验均做了一定的改动,改动后仍然能达到实验目的的
是( )
A.&2& 测定空气里氧气的含量 B.&3& 证明分子在不停运动
C.&4& 验证质量守恒定律 D.&5& 探究燃烧的条件
A
类型2 应用控制变量法的实验
1.概念:在实验探究过程中,如果有多种因素同时影响实验结果,而我们
要探究其中一种因素时,就要使其他因素保持不变,这样才能准确探究此
种因素对实验结果的影响,这就是研究问题常用的方法——控制变量法。
2.控制变量的思路分析及步骤
第一步:明确探究问题;
第二步:寻找影响因素;
第三步:控制其他因素;
第四步:改变研究因素。
3.应用控制变量思想的典型实验
①燃烧条件的探究
②金属锈蚀条件的探究
③影响固体物质溶解性因素的探究
④影响反应速率因素的探究
&6& [2022苏州中考] 下列设计的实验方案能达到实验目的的是( )
D
A.用方案甲探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
B.用方案乙探究空气是铁生锈的必要条件
C.用方案丙探究不同催化剂对 分解速率的影响
D.用方案丁探究合金及其成分金属的熔点高低
【思路分析】 方案甲中变量有温度和溶剂种类,方案丙中变量有过氧化
氢溶液的溶质质量分数和催化剂种类,实验中变量不唯一,不能达到实
验目的。方案乙中,左侧试管中的铁钉只与水接触,右侧试管中的铁钉
只与干燥的空气接触,一段时间后,两支试管中的铁钉均不生锈,不能
用于探究空气是铁生锈的必要条件,不能达到实验目的。
类型3 微型实验
微型化学实验是以尽可能少的化学试剂来获取明显反应效果和化学信息
的一种实验方法。其优点是:节约药品、绿色环保等。化学实验的微型
化,有利于培养学生的环保意识、资源意识、安全意识和创新意识。
&7& [2022苏州中考] 用下图所示装置进行实验,倾斜 形管,锌粒与硫
酸铜溶液接触,表面有气泡产生并析出红色物质,溶液颜色变浅,经检
测产生的气体为氢气。下列说法正确的是( )
A
A.锌粒参加的反应均为置换反应
B.硫酸铜溶液所含阳离子只有
C.可推知金属活动性强弱:铜>锌
D.若用银片代替锌粒,可观察到相似实验现象
【思路分析】A项,锌与硫酸铜反应析出红色物质,发生反应:
,锌粒表面产生气泡,经检验气体为氢气,则
溶液呈酸性,发生了反应: ,故锌粒
参加的反应都是置换反应;B项,硫酸铜溶液所含阳离子除了 ,还有
;C项,锌可以置换出铜,可知金属活动性强弱:锌>铜;D项,根据
金属活动性顺序可知铜排在银之前,所以银与硫酸铜溶液不能发生置换
反应,若用银片代替锌粒,不能观察到相似实验现象。
类型4 数字化实验
通过数字化实验可将“不可视”的化学反应呈现出来,使实验从定性升华
到定量,结合图像考查学生对化学反应的认识,运用化学术语和文字解
释实验现象产生的原因,考查学生的分析和证据推理能力。数字化实验
考查的背景对学生而言一般比较陌生,但素材都来自教材,常涉及压强
的变化、 的变化、温度的变化、溶液浓度的变化等。
&8& [2022成都中考] 实验小组用图1装置探究稀氢氧化钠溶液与稀盐酸能
否反应,测得数据如图2。下列说法正确的是( )
D
A.烧杯中只能盛放稀氢氧化钠溶液
B.图2不能证明反应是放热反应
C. 时溶液中溶质只有氯化钠
D.实验证明氢氧化钠与盐酸能反应
【思路分析】 题图2只显示向一种溶液中滴加另一种溶液时溶液温度的变
化,无法判断该实验是将稀氢氧化钠溶液滴入稀盐酸,还是将稀盐酸滴入
稀氢氧化钠溶液,即烧杯中盛放的溶液可能是稀盐酸,也可能是稀氢氧化
钠溶液,A错误。根据题图2可知,反应过程中溶液温度升高,由此可知氢
氧化钠与盐酸的反应属于放热反应,B错误。由题图2可知, 时溶液温
度处于下降阶段,说明此时反应已结束,滴入的另一种溶液可能过量,所
以此时溶液中的溶质一定有氯化钠,可能有过量溶液中的溶质,C错误。根
据实验中溶液温度变化,可证明氢氧化钠和盐酸发生了反应,D正确。
【提分技法】
数字化实验图像分析注意事项
1.注意图像、反应程度、操作步骤相结合;
2.“拐点”多时,要结合反应程度和操作步骤分段分析;
3.注意结合跨学科知识,如化学与压强;
4.尊重客观事实、证据等;
5.方法:控制变量法,要对比、分析、归纳。
类型5 与压强有关的实验
与压强有关的实验类试题在河南省的中考中主要包括:检查装置的气密性、
测定空气中氧气的含量、控制反应的发生与停止、协助判断化学反应的
发生(如探究 和 的反应)、判断反应或溶解过程中的热量变
化、喷泉实验等,是河南中考常考内容 题,2020.7题,2018.7
题,2017.7题,2016.20 题,2016.21 题,2015.22 ②题,2014.17题,2013.
7题]。
化学实验与压强变化类试题主要有以下几种类型:
一、气压增大
1.温度升高:氢氧化钠、浓硫酸溶于水放热(物理变化);生石灰与水
反应放热,中和反应放热。
2.生成气体:活泼金属(镁、铝、锌、铁等)与酸反应生成氢气;碳酸
盐与酸反应生成二氧化碳;过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解
生成氧气等。
二、气压减小
1.温度降低:硝酸铵溶于水吸热。
2.气体减少:可溶性气体 溶于水;酸性气体
与碱 、 、 等]溶液反应;碱性
气体 与酸溶液(稀盐酸、稀硫酸等)反应;铁与氧气和水反应
(铁生锈);密闭容器内氧气被消耗,如测定空气里氧气含量的实验。
&9& [2022许昌一模] 兴趣小组将实验室制取 的发生装置与压强传感
器连接(如图1)。测得实验过程中试管内气体压强的变化情况如图2所
示。下列说法错误的是( )
图1
图2
A. 段试管中液面逐渐上升 B. 段石灰石与盐酸脱离接触
C. 点的对应操作是打开弹簧夹 D. 段二氧化碳气体输出
A
【思路分析】 反应生成气体, 段压强逐渐增大,试管内液体被压入
长颈漏斗中,试管内液面逐渐降低;当液面降低到隔板以下时,固液分
离,反应停止, 段压强不变;打开弹簧夹后,气体输出,试管内压强
变小,故 段压强减小。
【提分技法】
解答与压强变化有关试题的方法
首先要结合题目要求,明晰体系压强是增大还是减小,以及导致压
强变化的原因(包括物理原因和化学原因)。由物理原因导致的压强变
化,一般待体系稳定后会复原,如溶解的热效应引起的压强增大或减小;
由化学原因导致的压强变化待体系稳定后一般不会复原,如活泼金属与
酸反应生成气体而导致体系压强增大, 与碱(如 )溶液反应
而导致体系压强减小等。
类型6 仪器的组装与连接
仪器的组装与连接,通常是集气体的制取、净化、收集、检验和金属冶
炼、物质组成的探究等为一体的实验组合。
一、装置连接顺序的确定
1.除杂和干燥的先后顺序
(1)若用洗气装置除杂,一般除杂在前,干燥在后。原因:从溶液中出
来的气体通常混有水蒸气,干燥在后可将水蒸气除去。如除去 中混有
的 和水蒸气,应先将气体通过 溶液,再通过浓 。
(2)若用加热装置除杂,一般是干燥在前,除杂在后。如除去 中混
有的 和水蒸气,应先将气体通过浓 ,再通过灼热的 。
2.除去多种杂质气体的顺序一般是先除去酸性气体。如 中混有 、
(气)、 时,应先除去 ,再除去水,最后除去 (用灼热
的铜网)。
3.检验多种气体的先后顺序(一般先检验水蒸气):有多种气体需要检
验时,应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。如被检验的气体中含有
和水蒸气时,应先通过无水 检验水蒸气,再通过澄清石灰水
检验 。
二、仪器连接时的注意事项
1.除杂质水蒸气或干燥中性、酸性气体时,常选用浓硫酸;验证水蒸气
的存在时,常选用无水硫酸铜。
2.除杂质二氧化碳时,常选用氢氧化钠溶液;验证二氧化碳的存在时,
常选用澄清石灰水。
3.导管连接时,气体从长导管进入液体,从短导管排出。
&10& [2019河南中考] 已知: ;
。为了证明过氧化钠 固体可在
呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用下图所示实验
装置进行探究活动。(铁架台等已略去)
(1) A装置中所发生反应的化学方程式为
_ ____________________________________。
(2) 请将下图方框中A装置的长颈漏斗和玻璃导管补画完整。
[答案] &11&
(3) D装置的作用是_______________________; 装置中可能发生的
有关反应的化学方程式为________________________________。
除去 中混有的
(4) 为了达到实验目的,以上装置导管接口正确的连接顺序为 接
_____、_____接_____、_____接_____、_____接 。
e
f
c
d
h
g
【提分技法】
装置的作用和连接的先后顺序是由实验目的和所给试剂决定的,装
置排序后再连接接口。
实验目的 结合试剂分析装置的作用 根据实验目的分析气体成分,
对装置排序 按照一定的要求连接接口。
对于已经连接好的装置,也要在实验目的的指导下对实验装置的作
用、进出气体的成分进行分析。
1.[2018河南7] 下列实验设计不能达到其对应实验目的的是( )
A.&12& 测定空气里氧气的含量
B.&13& 检查装置的气密性
C.&14& 验证质量守恒定律
D.&15& 证明 密度比空气的大
C
2.[2019河南B卷16] 下图是二氧化碳的制取和性质验证的微型实验装置。
滴入盐酸时,生成二氧化碳的化学方程式为
_____________________________________;图
中①处可观察到的实验现象为________________
______;图中②处未出现浑浊现象的原因可能是
_____________________________________。
溶液由紫色变为红色
中混有 ,不能得到 沉淀
3.[2017河南25(1)] 某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行
探究实验。
① 写出一个双球管中可能发生的反应的化学方程式。
[答案] (或
)
② 挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?
[答案] 温度达到可燃物的着火点。
4.[2016河南20] 以下是有关氨气 性质的趣味实验。
(1) 右图圆底烧瓶充满氨气,当挤压胶头滴管并打开弹簧夹
时,烧杯中的水进入烧瓶,形成“红色喷泉”。推测氨气具有哪
些性质?
[答案] 氨气极易溶于水;氨气能与水反应生成碱性物质。
(2) 氨气与酸反应可生成铵盐,将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒接近(不接触),就有大量白烟产生,请解释白烟产生的原因。
[答案] 因为浓氨水和浓盐酸都有挥发性,氨气与氯化氢反应,在空气中生
成了白色固体氯化铵(或 )。
5.[2019河南B卷22] 某化学兴趣小组利用 传感器
等数字化实验装置,测定盐酸逐滴加入碳酸钠溶液
中溶液 的变化情况,测定结果如图所示。
(1) 时,反应无气泡产生,且生成了两种盐。写出该反应的化学方程式。
[答案]
(2) 写出 点处溶液中溶质的化学式。
[答案] 、
6.[2017河南25(2)] 实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的 ,
然后用 还原 并检验气体产物。已知 发生装置中的反应为:
。
(1) A装置中能观察到什么现象?
[答案] 溶液变浑浊。
(2) 写出B装置中发生反应的化学方程式。
[答案]
(3) 要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧
化碳发生装置接_____、_____接_____、_____接_____________、
_ ____________接_____。
h
g
e
f
c(或 )
(或 )
(4) 从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。
[答案] 将尾气点燃(或进行收集等),防止 污染空气。