通关指南：考点解密与应试特训(五)实验方案的设计与评价（讲义）-2026年中考化学

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（五）实验方案的设计与评价
考点解密
一、命题揭秘
在初中化学学习里，实验方案的设计与评价探究题是重点和难点，既考查基础知识的掌握，又考查分析问题、解决问题以及实验操作等能力。
1、知识融合性强
将化学基本概念、物质性质、化学方程式、仪器使用、实验操作等多方面知识进行整合考查。
2、情境真实多样
以生活实际（如食品干燥剂成分探究、厨房调味品鉴别）、工业生产（如粗盐提纯、金属冶炼）、环境保护（如污水中重金属离子检测、酸雨成分分析）、科学研究（如新型催化剂效果探究）等为命题背景，要求学生运用化学知识解决实际问题。
3、突出探究过程
围绕科学探究的完整流程设题，涵盖“提出问题→猜想假设→设计方案→进行实验→收集证据→解释结论→反思评价”各个环节。例如在探究蜡烛燃烧产物的实验中，可能要求学生设计实验验证水和二氧化碳的生成，分析实验现象得出结论，并对实验方案的合理性进行评价。
4、注重创新开放
常设置开放性问题，鼓励学生多角度思考。如要求设计多种鉴别物质的方法，或对传统实验装置进行改进优化。
二、命题背景
1、课程标准要求
依据《义务教育化学课程标准》中对科学探究能力的培养目标，强调通过实验探究培养学生的观察、分析、解决问题的能力，以及创新意识和科学态度。实验方案设计与评价探究题是落实课程标准要求的重要载体。
2、学科核心素养导向
紧密关联化学学科核心素养中的“科学探究与创新意识”“证据推理与模型认知”“科学态度与社会责任”。通过此类题目考查学生运用化学知识进行实验设计、数据分析、得出结论的能力，以及关注社会问题、解决实际问题的素养。
3、教育改革趋势
随着教育改革的推进，更加注重学生实践能力和创新思维的培养。实验探究题能够有效促进教学从知识传授向能力培养转变，符合教育改革的方向，也是中考选拔具有科学探究能力学生的重要手段。
三、解答思路
1、明确实验目的
仔细审题，准确判断实验的核心任务，确定实验类型：
（1）物质性质验证：如验证二氧化碳与水的反应、金属的活动性等。
（2）物质成分探究：如检验某固体中是否含有碳酸盐、铵盐等。
（3）物质制备与提纯：如实验室制取氧气、二氧化碳，粗盐的提纯等。
（4）方案优化与改进：对现有实验方案或装置进行评价和改进等。
2、确定实验原理
根据实验目的，结合所学物质的性质（物理性质和化学性质）选择合适的化学反应或方法：
（1）化学反应原理：例如利用碳酸盐与稀盐酸反应产生二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的原理检验碳酸盐。
（2）物理性质差异：如利用物质的溶解性、沸点差异进行分离提纯，通过颜色、气味鉴别物质。
3、设计实验方案
（1）选择仪器和药品：
根据实验原理和操作步骤，选择合适的实验仪器，确定所需药品的种类、浓度和用量，注意药品的保存和取用方法。
（2）规划实验步骤：
按照操作简便、现象明显、安全可靠的原则，设计清晰的实验步骤，用序号依次排列。明确操作细节和先后顺序，例如检查装置气密性应在装药品之前，气体除杂应先除其他杂质气体，最后干燥。
（3）考虑干扰因素：预测实验过程中可能出现的干扰因素，并设计排除方法。例如在检验混合溶液中的硫酸根离子时，要先加入稀盐酸排除碳酸根离子的干扰。
（4）进行实验与观察
严格按照实验步骤进行操作，规范使用实验仪器，注意安全事项。仔细观察实验过程中出现的各种现象，包括颜色变化、气体生成、沉淀产生、热量变化等，并如实记录。
（5）分析得出结论
将观察到的实验现象与实验原理相结合，通过逻辑推理得出实验结论。结论应紧扣实验目的，语言简洁、准确。如果实验现象不明显或与预期不符，要分析原因，必要时重新设计实验。
（6）反思与评价
从科学性、可行性、安全性、环保性、经济性等方面对实验方案进行全面评价：
①科学性：实验原理是否正确，操作是否符合化学规律，装置连接是否合理。
②可行性：选用的药品和仪器是否在中学实验室能够获取，实验条件是否容易达到。
③安全性：是否存在安全隐患，是否有防护措施，如易燃易爆气体的验纯、有毒气体的尾气处理等。
④环保性：是否产生污染物，对废气、废液、废渣是否有合理的处理方法。
⑤经济性：药品是否廉价易得，实验步骤是否简洁，是否能节省时间和资源。
四、答题方法与技巧
1、实验设计
（1）实验原理
依据物质特性：利用物质独特的物理或化学性质设计实验。例如利用铵盐与碱反应产生有刺激性气味氨气的性质检验铵根离子；利用金属与酸反应的剧烈程度比较金属活动性。
遵循反应规律：选择的化学反应要符合复分解反应、置换反应等基本反应类型的条件，确保反应能够发生且现象明显。
（2）实验步骤
条理清晰：用简洁、准确的语言按操作顺序描述实验步骤，可使用“首先”“然后”“接着”“最后”等连接词。
突出关键操作：注明重要操作的细节和注意事项。例如过滤操作要做到“一贴二低三靠”；蒸发结晶时要用玻璃棒不断搅拌，当出现较多固体时停止加热，利用余热蒸干。
（3）实验现象
全面准确：详细记录实验过程中观察到的所有现象，不能遗漏。例如铁丝在氧气中燃烧的现象为“剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体”。
区分现象与结论：现象是通过感官直接观察到的，结论是对现象的分析推理。例如“有气泡产生”是现象，“该物质与酸发生反应生成了气体”是结论。
（4）实验结论
紧扣目的：结论要直接回答实验提出的问题，与实验目的一一对应。例如实验目的是探究两种金属的活动性强弱，结论应明确指出哪种金属活动性更强。
严谨科学：结论要基于实验现象和数据，避免主观臆断。如果实验证据不足，需说明需要进一步实验验证。
（5）实验注意事项
仪器使用规范：牢记各种仪器的正确使用方法和禁忌。例如使用托盘天平要先调平，遵循“左物右码”；使用量筒读数时视线要与凹液面最低处保持水平。
药品使用安全：了解药品的性质和保存方法，注意用量和取用方式。例如使用浓酸、浓碱时要佩戴防护用具；闻药品气味要用“招气入鼻法”。
安全防护措施：对于有危险的实验操作，如点燃可燃性气体前要先验纯；加热固体时试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流炸裂试管。
2、实验评价
（1）科学性评价
原理正确性：检查实验原理是否符合化学科学知识，反应条件是否合理，能否达到实验目的。例如不能用铁与浓硫酸反应制取氢气，因为常温下铁会在浓硫酸中发生钝化。
装置合理性：判断仪器连接是否正确，气体流向是否合理，装置能否实现预期功能。例如洗气装置应“长进短出”，干燥气体时干燥剂不能与被干燥气体反应。
（2）可行性评价
药品与仪器可获取性：方案中使用的药品和仪器应在中学实验室或实际条件下容易得到。若使用稀有、昂贵药品或复杂仪器，则方案可行性差。
操作难易程度：实验步骤应简单易懂，操作方便。过于繁琐或难以实现的操作会降低方案的可行性。
（3）安全性评价
防止危险发生：检查是否有防止爆炸、中毒、腐蚀等危险的措施。例如点燃可燃性气体前必须验纯，稀释浓硫酸时要将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中。
应急处理措施：是否配备必要的防护设备（如护目镜、手套）和应急处理方法（如酸碱腐蚀后的处理方法）。
（4）环保性评价
污染物产生情况：分析实验是否会产生废气、废液、废渣等污染物，以及污染物的种类和数量。尽量选择无污染或污染小的实验方案。
处理措施有效性：是否有对污染物的合理处理方法。例如含重金属离子的废液要进行沉淀处理后再排放；尾气要进行吸收或燃烧处理。
（5）经济性评价
药品成本：比较药品价格和用量，优先选择价格低廉、用量少的药品。例如能用碳酸钠鉴别盐酸和氢氧化钙，就不用价格较高的试剂。
能源与时间消耗：考虑实验是否消耗过多能源，步骤是否繁琐耗时。简单高效的实验方案经济性更好。
3、实验改进装置
（1）改进方向
①操作简便化：将多个步骤整合到一套装置中，减少仪器连接和药品转移，提高实验效率。例如用启普发生器或其简易装置替代传统气体发生装置，实现随开随用、随关随停。
②结果精确化：改进测量装置，提高实验数据的准确性。例如用电子天平替代托盘天平称量药品，用量筒量取液体改为使用滴定管或移液管。
③安全性能提升：增加防倒吸、防爆炸、防污染等装置。例如在加热高锰酸钾制取氧气的装置中，在试管口塞一团棉花防止高锰酸钾粉末进入导管；在一氧化碳还原氧化铜实验中增加尾气处理装置。
④环保节能优化：设计尾气吸收、废液回收装置，减少能源消耗。例如将酒精灯加热改为水浴加热或电热套加热，提高能源利用率。
（2）常见改进示例
①气体发生装置：将固液不加热型气体发生装置改进为用注射器替代长颈漏斗，便于控制液体滴加速度，从而控制反应速率。
②气体收集装置：对于难溶于水的气体，用多功能瓶采用排水法收集，通过短进长出的方式收集，可观察气体收集情况。
③尾气处理装置：在有一氧化碳等有毒气体产生的实验中，增加点燃或用气球收集的尾气处理装置，防止污染空气。
4、实验拓展
(1）知识拓展
基于实验原理，拓展相关化学知识。例如学习二氧化碳的实验室制取后，了解其工业制取方法（高温煅烧石灰石），对比两者的原理、原料、适用范围等。通过实验总结化学规律，如金属与酸、盐溶液反应的规律，复分解反应发生的条件等，并运用规律解决类似问题。
(2应用拓展
联系生活实际，探讨实验原理的应用。例如利用酸碱中和反应原理，用熟石灰改良酸性土壤，用小苏打治疗胃酸过多；利用洗涤剂的乳化作用清洗油污。介绍实验原理在工业生产中的应用。例如利用过滤原理进行工业废水处理，利用蒸发结晶原理从海水中提取食盐；利用金属活动性顺序进行金属的湿法冶金。
(3）创新拓展
鼓励尝试新的实验方法和技术。例如利用数字化实验设备（pH传感器、温度传感器、氧气传感器等）进行实验，实时监测实验数据，直观呈现实验变化。设计多功能实验装置，如将气体发生、除杂、干燥、收集、性质检验整合在一套装置中，提高实验效率；或对传统实验装置进行微型化改进，节省药品用量，减少环境污染。
五、备考策略
熟悉教材，理解原理
掌握教材中各类实验的原理、步骤、现象、结论及注意事项，这是解决实验设计与评价题的基础。如实验室制取氧气、二氧化碳的实验，酸碱中和反应实验等。
深入理解化学基本概念和原理，如质量守恒定律、金属活动性顺序、酸碱盐的性质等，以便能依据原理设计和评价实验方案。
2、掌握方法，学会评价
明确实验目的，根据目的选择合适的实验原理和药品，设计实验步骤，包括实验装置的选择、实验操作的顺序等，同时要考虑控制变量、设置对照实验等，以确保实验结果的准确性和可靠性。从实验原理的科学性、实验方案的可行性、实验操作的安全性、实验结果的准确性以及实验的环保性和经济性等方面进行评价。如评价实验方案是否简单易行、是否会产生污染、药品用量是否合理等。
3、专项练习，模拟考试
针对实验方案的设计与评价题进行专项训练，通过练习不同类型的题目，掌握解题思路和方法，提高解题能力。分析自己在练习中出现的错误，找出薄弱环节，进行有针对性的强化训练。按照中考的考试时间和要求进行模拟考试，熟悉考试节奏和氛围，提高答题速度和准确性。在模拟考试中，合理分配答题时间，对于实验方案的设计与评价题，要认真审题，仔细思考后再作答。
4、错题整理，定期反思
将平时练习和模拟考试中的错题整理到错题本上，详细分析错误原因，如对实验原理理解错误、实验设计思路不清晰、忽略了实验的某些条件等。定期回顾错题本，总结解题规律和方法，避免在中考中犯同样的错误。同时，通过反思错题，还可以发现自己在知识和技能方面的不足之处，及时进行查缺补漏。
5、关注生活，了解热点
关注生活中的化学现象和问题，将化学知识与生活实际相结合。许多中考化学实验题会以生活中的情境为背景进行命题，如食品保鲜、污水处理等，学会从生活中发现化学问题，并运用化学知识设计实验方案来解决问题。关注化学学科的前沿热点问题，如新能源开发、环境保护等，了解相关的化学实验研究进展。这些热点话题可能会成为中考化学实验题的命题素材，通过了解热点，可以拓宽知识面，提高对新情境实验题的应对能力。
应试特训
1．金属是重要的资源，对金属性质的研究有助于人类更好地利用金属资源。为了验证铁、铜、锌的金属活动性顺序，某同学进行如图所示实验。
（1）该同学的实验不能达到目的，请说明理由：　 　。
（2）自选试剂，另外设计一组实验方案，证明以上三种金属的活动性顺序：　
　。（写出实验操作、现象和结论）
2．蒸汽眼罩产生的热度和湿度可以缓解眼部疲劳，某小组从化学视角认识蒸汽眼罩。
【资料卡片】
（1）蒸汽眼罩内部有铁粉、碳粉、水和氯化钠等物质，其中由离子构成的物质是________。
（2）蒸汽眼罩产生热量是因为铁与________(填物质名称)生成铁锈，但放热缓慢。
【提出问题】哪些因素能使蒸汽眼罩快速发热？
【设计方案】某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、________
方案四 4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
（3）方案三需补充的药品是________。
（4）对比方案内容，下列________之间能形成对照实验。
A. 方案一与方案二 B. 方案一与方案三
C. 方案一与方案四 D. 方案二与方案四
【数据分析】使用温度传感器收集数据并生成图像如下：
（5）对比分析图像，你获得的结论是 。
【反思评价】
（6）如何保存蒸汽眼罩： 。
3．学习完金属的化学性质，同学们来到实验室进行锌 铜 银三种金属活动性顺序的探究活动 实验桌上老师提供的药品有：锌片 铜片 银片 硫酸锌溶液 硫酸铜溶液 硝酸银溶液和稀硫酸
（1）【制定计划】
在老师的指导下，经过讨论，同学们设计出了以下几种实验方案：
方案一：铜片 硫酸锌溶液 硝酸银溶液；
方案二：锌片 银片 硫酸铜溶液；
方案三：锌片 铜片 硫酸铜溶液 硝酸银溶液；
你的设计方案是　 　
（2）【进行实验】
小华同学选用方案三进行如下探究，请你帮他完成表格中的空白
实验操作 实验现象 分析与结论
将打磨过的铜片插入硝酸银溶液中 金属活动性：Cu　 Ag（填“＞”或“＜”）
锌片表面附着一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色 金属活动性：Zn　 　Cu（填“＞”或“＜”）反应的化学方程式为　 　
【解释与结论】
（3）根据上述实验，小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
（4）【反思与评价】
探究活动结束后，同学们分享自己的收获与不足，并进行反思：
有同学提出，小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论 简要说明其验证方法：
　
（5）经过讨论，大家一致认为以上实验方案中，方案　 　较好
（6）小华提出，试管中的金属可以回收再利用，这样做的意义是
4．某化学兴趣小组在研究酸和碱的化学性质时，想证明稀硫酸和氢氧化钠溶液混合后，虽然无明显现象，但确实发生了化学反应。试与他们一起完成实验方案的设计、实施和评价，并得出有关结论。
（1）探究稀硫酸和氢氧化钠溶液的反应：
当滴入几滴酚酞试液后，溶液由无色变为　 　色。根据上述实验中颜色变化，可确定稀硫酸和氢氧化钠溶液发生了化学反应。
（2）探究上述稀硫酸和氢氧化钠溶液反应后烧杯中的硫酸是否过量：
根据上述反应过程中溶液变成无色，不能确定稀硫酸是否过量。同学们又分别选取氯化钡溶液、紫色石蕊试液设计实验方案，请你判断并分析：
实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论
方案一 取样，滴入适量的氯化钡溶液 稀硫酸过量
方案二 取样，滴入几滴紫色石蕊试液 稀硫酸过量
写出稀硫酸与氯化钡溶液反应的化学方程式：　 　。
上述设计的实验方案中，正确的是　 　（填“方案一”或“方案二”）。另外一个实验方案错误的原因是　 　。
若请你再设计一个确定稀硫酸是否过量的实验方案，你选用的药品是　 　，实验现象及结论是　 　。
5．某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究，测定其中镁的质量分数。
【查阅资料】
①氢氧化镁和氢氧化铝均难溶于水。难溶性碱受热后能分解生成水和相应的金属氧化物。
②镁和氢氧化镁均不能与氢氧化钠溶液反应，但铝和氢氧化铝分别能与氢氧化钠溶液发生如下反应：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O．氯化铝可与过量氢氧化钠溶液发生反应AlCl3+4NaOH=NaAlO2+3NaCl+2H2O。
【方案设计】
他们利用实验室提供的盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案：
方案一：
方案二：
方案三：
【方案评价】
（1）方案三中最后的灼烧产物的主要成分为水和　 　（用化学式表示）。
（2）小段认为三个方案理论上均可行，但方案三不如其他方案，理由是　 　。
【实验设计】
实验小组根据方案二设计了如图所示（图中的铁架台已省略）的实验装置。
（3）你认为选择装置　 　（填“甲”或“乙”）测定镁的质量分数更合理，误差更小，理由是　 　。
（4）若装置丙中不使用冷水，则所测得气体的体积会　 　（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【交流讨论】
实验小组成员通过交流讨论后重新设计了方案：
①称取铝镁合金质量；②加入足量的　 　；③过滤④洗涤；⑤干燥；⑥称取剩余固体的总质量。
答案解析
1．（1）无法比较锌和铁的金属活动性。（答案不唯一）
（2）将锌放入硫酸亚铁溶液中，锌的表面覆着一层黑色固体，溶液有浅绿色逐渐变成无色，因此可以得出锌的金属活动性强于铁，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁。（答案不唯一）
解析：（1）实验不能达到目的的理由。图示实验分析：
实验A：锌片放入硫酸铜溶液中，锌表面析出红色固体（Cu），说明锌＞铜。
实验B：铁片放入硫酸铜溶液中，铁表面析出红色固体（Cu），说明铁＞铜。缺失对比：实验仅验证了锌和铁都比铜活泼，但未设计锌与铁的直接或间接对比实验（如锌与硫酸亚铁溶液反应、铁与硫酸锌溶液反应），因此无法确定锌和铁的活动性顺序。
（2）补充实验方案（示例）实验操作：将锌片加入硫酸亚铁溶液中，观察现象。实验现象：锌片表面附着一层黑色固体（Fe），溶液由浅绿色（Fe2+）逐渐变为无色（Zn2+）。结论：锌能置换出铁，说明锌＞铁。结合原实验结论，最终活动性顺序为锌＞铁＞铜。
2．(1)氯化钠
(2)氧气和水
(3)2g活性炭
(4)ABD
(5)活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
(6)密封干燥保存
解析：（1）铁粉（Fe）、碳粉（C）由原子构成；水（H2O）由分子构成；
氯化钠（NaCl）由钠离子（Na+）和氯离子（Cl-）构成。答案：氯化钠（NaCl）。
（2）铁生锈的反应物
铁生锈条件：与氧气（O2）和水（H2O）共同作用，生成铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O），过程放热。
（3）方案三补充药品
对照实验设计原则：每次仅改变一个变量。
方案一：基础组（铁粉+水）；
方案二：探究氯化钠的作用（+氯化钠）；
方案四：探究活性炭和氯化钠的共同作用（+活性炭+氯化钠）；
方案三应为探究活性炭的作用，需补充2g活性炭。
（4）可形成对照实验的组合
A.方案一与方案二：变量为氯化钠，探究其对发热的影响。
B.方案一与方案三：变量为活性炭，探究其对发热的影响。
D.方案二与方案四：变量为活性炭，探究在有氯化钠时活性炭的作用。
C.方案一与方案四：同时改变两个变量（活性炭和氯化钠），无法形成有效对照。答案：ABD。
（5）实验结论
图像分析：方案四（含活性炭和氯化钠）温度升高最快，说明活性炭和氯化钠共同作用能显著加快铁生锈的放热速率，使蒸汽眼罩快速发热。
（6）保存方法
原因：铁与氧气、水接触会生锈，氯化钠和活性炭会加速反应。方法：需密封干燥保存，隔绝空气和水分。
3．（1）锌片 铜片 稀硫酸 硝酸银溶液（答案不唯一）
（2）铜片表面附着一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色；＞；将打磨过的锌片插入硫酸铜溶液中；＞；Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
（3）Zn＞Cu＞Ag
（4）将打磨过的铜片放入硝酸银溶液中，有银白色固体析出，说明金属活动性：Cu＞Ag；再将打磨过的锌片放入反应后的溶液中，有红色固体析出，说明金属活动性：Zn＞Cu
（5）一 二
（6）节约金属资源，防止造成环境污染
解析：（1）设计实验方案（示例）
原理：利用“金属+酸”或“金属+盐溶液”反应判断活动性。
方案：锌片、铜片、稀硫酸、硝酸银溶液。
锌与稀硫酸反应产生气泡（Zn＞H），铜不反应（H＞Cu），证明锌＞铜；
铜与硝酸银溶液反应析出银白色固体（Cu＞Ag），最终得出锌＞铜＞银。
（2）实验现象与结论
铜片插入硝酸银溶液：现象：铜片表面附着银白色固体，溶液由无色变为蓝色（生成Cu(NO3)2）。结论：Cu能置换Ag，故Cu＞Ag。
锌片插入硫酸铜溶液：操作：将打磨过的锌片插入硫酸铜溶液中。现象：锌片表面析出红色固体（Cu），溶液由蓝色（Cu2+）变为无色（Zn2+）。反应方程式：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
结论：Zn能置换Cu，故Zn＞Cu。
（3）活动性顺序
综合实验得出：Zn＞Cu＞Ag。
（4）不用硫酸铜溶液的验证方法
步骤1：铜片插入硝酸银溶液，析出银白色固体（Cu＞Ag）；
步骤2：锌片插入步骤1反应后的溶液（含AgNO3和Cu(NO3)2），析出红色固体（Cu），证明Zn＞Cu。原理：通过中间金属的盐溶液传递验证活动性。
（5）最佳实验方案
方案一和方案二较好，原因：操作步骤少，药品用量少，更简便（方案三使用试剂较多）。
（6）金属回收的意义
节约金属资源，减少浪费；防止重金属污染环境（如银、铜离子有毒）。
4．（1）红
（2）产生白色沉淀；溶液变红H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl；方案二；硫酸钠与氯化钡反应也生成白色沉淀；锌；有气泡产生，说明稀硫酸过量
解析：（1）酚酞遇酸不变色，遇碱变红色，故填红。（2）滴入适量的氯化钡溶液，产生沉淀，说明稀硫酸过量，故填产生白色沉淀；滴入几滴紫色石蕊试液，溶液变红，说明稀硫酸过量，故填溶液变红；稀硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，化学方程式为：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl；紫色石蕊遇酸变红色，所以方案二正确；硫酸钠与氯化钡反应也生成白色沉淀，所以方案一不正确；若溶液中有过量的硫酸，则加入活泼金属会产生气体，故填锌；稀硫酸和锌反应产生气体，故填有气泡产生，说明稀硫酸过量。
（1）酚酞试液的颜色变化
氢氧化钠溶液呈碱性，滴入酚酞后溶液变为红色。
滴加稀硫酸至恰好中和时，溶液由红色变为无色，证明反应发生。
（2）硫酸过量的验证
方案一（氯化钡溶液）：现象：产生白色沉淀（BaSO4）。错误原因：反应生成的硫酸钠（Na2SO4）也含SO4 -，与BaCl2反应同样生成沉淀，无法证明硫酸过量。
方案二（紫色石蕊试液）：现象：溶液变红（酸过量时石蕊显红色）。正确性：直接检验H 存在，能证明硫酸过量。
反应方程式：H2SO4+BaCl2=BaSO4+2HCl
补充方案：
药品：锌粒（或铁粉等活泼金属）。
现象及结论：若有气泡产生（H2），则硫酸过量；若无明显现象，则恰好完全反应。
5.（1）MgO；（2）操作复杂；（3）乙；甲中滴加的盐酸占据一定的体积；（4）偏大；（5）氢氧化钠溶液
解析：（1）方案三灼烧产物
流程分析：合金与盐酸反应生成AlCl3和MgCl2，加入过量NaOH溶液后：AlCl3转化为可溶性NaAlO2；MgCl2转化为Mg(OH)2沉淀，过滤后灼烧：Mg(OH)2=MgO+H2O产物：水（H2O）和MgO。
（2）方案三的不足
操作复杂：需经历溶解、沉淀、过滤、灼烧等多步操作，误差可能较大。
（3）装置选择（乙更合理）
甲装置缺陷：滴入的盐酸占据试管内体积，导致测得的气体体积偏大（包含盐酸体积）。
乙装置优点：通过水准管和量气管平衡气压，盐酸体积不影响气体体积测量，误差更小。
（4）不使用冷水的影响
气体热胀冷缩：反应放热，气体温度高体积偏大，未用冷水冷却会导致测得的气体体积偏大。
（5）补充方案试剂
原理：铝能与NaOH溶液反应溶解，镁不反应。步骤：加入足量氢氧化钠溶液，过滤后剩余固体为镁，称量即可计算镁的质量分数。
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