分类训练二十 实验方案的设计与评价（解析板）
一、【知识梳理】
一、基础知识
1、科学探究的基本过程一般要：
提出问题、 、制订计划、进行实验、 、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 （即弄清楚实验原理）；根据要求正确选择 ；设计 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
① ：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。
② ：设计实验要注意仪器的性能，所用原料资源丰富，廉价易得。
③ ：a：点燃可燃性气体的实验之前，必须要 ，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。
④ ：实验设计操作简便，装置简单，实验现象明显。
实验设计基本思路
明确 ；选择 ；设计 ；记录实验 ；分析得出结论。
实验方案的评价
明确评价的内容：
①方案在理论上是否 ，具有严密性；
②在安全的前提下，操作是否 ；
③从经济角度，是否 、降低成本和提高产量；
④从环境角度评价，是否会对环境 ；
熟悉解题的一般步骤
明确目的；确定 ；评价实验方案的优劣（或可行性）；提出 。
二、【典例分析】
1、【2016江苏连云港】下列根据实验目的所设计的实验方案正确的是（ ）
选项
实验目的
实验设计
A
除去CO2中的CO
点燃
B
测定某地雨水是否为酸雨
加无色酚酞，观察颜色变化
C
鉴别NH4Cl和（NH4）2SO4
加入熟石灰研磨，闻气味
D
探究燃烧的条件之一是需要可燃物
用棉花分别蘸酒精和水，放在酒精灯火焰上加热片刻，观察现象
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的；故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
B、测定某地雨水是否为酸雨，不能加无色酚酞，因为酸雨是pH小于5.6的雨水，酚酞溶液遇酸性溶液不变色，故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
C、NH4Cl和（NH4）2SO4均属于铵态氮肥，加入熟石灰研磨，均放出有刺激性气味的气体，不能鉴别，故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
D、用棉花分别蘸酒精和水，放在酒精灯火焰上加热片刻，酒精能燃烧，水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是需要可燃物，观察现象故选项根据实验目的所设计的实验方案正确。
故选D。
【方法技巧】本题难度不是很大，化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，在具体设计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。
2、【2016山东青岛】菠菜中含有一种有机物﹣草酸，将草酸隔绝孔空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物，为了探究上述反应生成的碳的氧化物成分，某同学设计了如图所示实验，下列说法不正确的是（ ）
A．乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案
B．丙装置玻璃管中若发生化学反应，则一定为置换反应
C．若甲试管内溶液变浑浊，丁试管内无明显现象，则该碳的氧化物成分为二氧化碳
D．若甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳
【答案】B
【解析】草酸隔绝空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳会与氢氧化钠反应，一氧化碳在高温的条件下会与氧化铁反应生成二氧化碳，所以：
A、甲中的澄清石灰水变浑浊，说明混合气中含有二氧化碳，丙中的红色固体变成黑色，说明混合气中含有一氧化碳，所以乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案，故A正确；
B、丙装置玻璃管中若发生的化学反应是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，不属于置换反应，故B错误；
C、若甲试管内溶液变浑浊，说明含有二氧化碳，丁试管内无明显现象，说明不含一氧化碳，则该碳的氧化物成分为二氧化碳，故C正确；
D、甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳，故D正确。
故选B。
【方法技巧】要明确评价的内容，考虑严密性、操作是否简便易行、是否会污染环境等。
3、【2017广东深圳】为了达到相应的实验目的，下列实验设计不合理的是（ ）
A、分离H2O2和MnO2制O2后的固液混合物 B、除去CO中的CO2气体 C、区分NaCl、NH4NO3、NaOH三种固体 D、探究可燃物燃烧的条件
【答案】B
【解答】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解产生水和氧气，完全反应后，剩余水和固体
二氧化锰，固液可用过滤的方法进行分离，故A正确，不符合题意；
将一氧化碳和二氧化碳的混合气体通入氧化铜，一氧化碳会和氧化铜反应，生成二氧化碳和铜，不能除去一氧化碳中的二氧化碳，反而会使一氧化碳的含量减少，故B错误，满足题意；
氯化钠溶于水，既不吸热也不放热，温度计测的温度等于环境温度；硝酸铵溶于水，会吸收热量，温度计测的温度会低于环境温度；氢氧化钠溶于水会放出大量的热，温度计测的温度大于环境温度，故可以用测温度的方法区分这三种物质，C正确，不满足题意；
D、玻璃片上面的白磷和红磷对比，白磷燃烧，红磷不燃烧，可以探究温度要达到可燃物的着火点；玻璃片上的白磷和水中的白磷对比，水中的白磷不燃烧，而玻璃片上面的白磷燃烧，可以探究燃烧需要与空气（或氧气）接触，故D正确，不满足题意。故选（B）
【方法技巧】A、根据过滤的原理进行分析判断；
除杂的原则（1） 不引入新的杂质；（2） 不减少被净化气体的量；
根据物质溶于水后能量的变化进行判断；
根据燃烧的条件进行分析判断。
4、【2017广东广州】（过碳酸钠（化学式为2Na2CO3?3H2O2）俗名固体双氧水。溶于水可看作是Na2CO3溶液和H2O2溶液混合。为了方便保存，过碳酸钠样品可能添加少量的MgSO4和硅酸镁中的一种或二种作为稳定剂。已知①双氧水可用于供氧、消毒和漂白；②硅酸镁不溶于水。
（1）过碳酸钠的用途不合理的是 。
A．鱼池供氧剂 B．消毒剂 C．干燥剂 D．漂白剂
（2）取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生。判断样品中 有硅酸镁。（填写“可能”或“一定”）。
（3）利用实验室限选试剂，设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO4。
限选试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液
实验操作
预期现象和必要结论
步骤：1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，加入 ，振荡后静置。
。
步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中， 。
，说明样品中有MgSO4。 ，说明样品中没有MgSO4。
【解答】（1）双氧水可用于供氧、消毒和漂白，过碳酸钠中的碳酸钠和过氧化氢不具有吸水性，所以过碳酸钠的用途不能作干燥剂，故选：C；
（2）硅酸镁不溶于水，所以取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生，判断样品中一定有硅酸镁；
（3）碳酸根离子与硫酸根离子都能与钡离子反应生成沉淀，故需要先除去碳酸根离子，题干提供的酸有盐酸与硫酸，因为最后需验证硫酸根离子，故不能选硫酸，所以
实验操作
预期现象和必要结论
步骤：1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。
得到无色溶液
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，过量稀盐酸，振荡后静置。
有气泡产生。
步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中，滴加少量的BaCl2溶液。
有白色沉淀生成，说明样品中有MgSO4。
无明显现象，说明样品中没有MgSO4。
【答案】（1）C；
（2）一定；
（3）
实验操作
预期现象和必要结论
得到无色溶液
过量稀盐酸
有气泡产生
滴加少量的BaCl2溶液
有白色沉淀生成
无明显现象
【方法技巧】（1）根据双氧水可用于供氧、消毒和漂白，过碳酸钠中的碳酸钠和过氧化氢不具有吸水性进行分析；
（2）根据硅酸镁不溶于水进行分析；
（3）根据碳酸根离子与硫酸根离子都能与钡离子反应生成沉淀，需要先除去碳酸根离子，题干提供的酸有盐酸与硫酸，因为最后需验证硫酸根离子，故不能选硫酸等知识进行分析。
5、【2017山东临沂】某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组开展探究活动，请你和他们仪器完成以下实验探究。
【演示实验】将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中，该反应的化学方程式是 。
【查阅资料】CaCl2溶液显中性
【提出问题】实验中未观察到明显显像，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】针对疑问，甲组同学猜想如下：
猜想Ⅰ：只有CaCl2；
猜想Ⅱ：有 和 ；
猜想Ⅲ：有CaCl2和Ca（OH）2；
猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为猜想Ⅳ不合理，其理由是 。
【实验探究】为了验证其余猜想，各小组进行了下列三个方案的探究。
实验方案
滴加紫色石蕊溶液
通入CO2
滴加Na2CO3溶液
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
实验结论
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想Ⅲ是正确的。
【评价反思】（1）丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca（OH）2，请你帮助他们说明原因 。
（2）在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑 。
【解答】【演示实验】氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O。
【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙恰好完全反应时，溶液中的溶质只有氯化钙；
当稀盐酸过量时，溶液中的溶质是氯化钙和氯化氢；
当氢氧化钙过量时，溶液中的溶质是氯化钙和氢氧化钙；
溶液中的溶质可能是：
猜想Ⅰ：只有CaCl2；
猜想Ⅱ：有CaCl2和HCl；
猜想Ⅲ：有CaCl2和Ca（OH）2；
猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2
因为稀盐酸和氢氧化钙能够发生化学反应，乙组同学对以上猜想提出质疑，认为猜想Ⅳ不合理，其理由是盐酸和氢氧化钙不能共存。
【实验探究】滴加紫色石蕊溶液，紫色石蕊试液变蓝，说明溶液呈碱性，溶液中含有Ca（OH）2；
二氧化碳气体和氢氧化钙反应，二氧化碳气体和氢氧化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀，说明溶液中含有Ca（OH）2；
滴加Na2CO3溶液，碳酸钠与氯化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀，有白色沉淀生成，说明溶液中含有Ca（OH）2；
【评价反思】
（1）丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca（OH）2，因为碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀。
（2）在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否有剩余。
【答案】【演示实验】Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O；
【猜想与假设】CaCl2和HCl；盐酸和氢氧化钙不能共存；
【实验探究】
实验方案
滴加紫色石蕊溶液
通入CO2
滴加Na2CO3溶液
实验操作
实验现象
溶液变为蓝色
产生白色沉淀
产生白色沉淀
实验结论
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
【评价反思】（1）碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀；（2）反应物是否有剩余。
【方法技巧】【演示实验】根据氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水写出反应的化学方程式；
【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，反应后溶液中一定含有氯化钙，当稀盐酸过量时，溶液中含有氯化钙和稀盐酸，当氢氧化钙过量时，溶液中含有氯化钙和氢氧化钙；
【实验探究】
根据氢氧化钙溶液呈碱性，能使紫色石蕊试液变蓝解答；
根据二氧化碳气体和氢氧化钙反应，产生碳酸钙沉淀解答；
根据碳酸钠与氯化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀解答；
分析实验的现象；
【评价反思】（1）根据碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀解答；
（2）根据在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否有剩余解答。
三、【3年真题训练】
1、【2016山东菏泽】某同学对下列4个实验都设计了两种方案，其中方案一、方案二都合理的是（ ）
选项
A
B[源:学_科_网Z_X_X_K]
C
D
实验
目的
除去铜粉中少量的铁粉
检验某气体为CO2
鉴别硫酸钾和硝酸铵两种化肥
证明氯化钠溶液和稀盐酸
方案一
用磁铁吸引
带火星的木条复燃
看外观
加紫色石蕊试液
方案二
加稀盐酸
加澄清石灰水
加熟石灰研磨闻气味
加硝酸银溶液
A．A B．B C．C D．D
2、【2016江苏南通】通过下列实验，能达到实验目的是（ ）
A．
验证HC1分子发生了运动 B．验证质量守恒定律
C．
验证浓硫酸遇水放热 D．验证氧气支持燃烧
3、【2017广东广州】化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下图所示实验方案。
下列说法不正确的是（ ）
A．由实验甲可知金属活动性：Al＞Cu
B．由实验乙可知金属活动性：Cu＞Ag
C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞Ag
D．实验甲中的CuSO4改为CuCl2不能完成本实验探究
4、【2017江苏镇江】下列实验设计正确的是（ ）
A．用活性炭软化硬水
B．用燃烧法区分聚乙烯和聚氯乙烯
C．用托盘天平称取6.45g食盐
D．用NaOH溶液除去CO2中的HCl
5、【2017江苏无锡】为验证“加热碳酸氢铵”所发生的变化，两同学分别用甲、乙所示
装置进行实验，发现两实验中碳酸氢铵固体均消失，乙实验中还观察到无水硫酸铜变蓝、浸有酚酞试液的棉球变红、澄清石灰水变浑浊。
资料：无水硫酸铜呈白色，遇水后呈蓝色。
下列说法错误的是（ ）
A.甲实验不如乙实验环保
B．只根据甲实验“固体消失” 这一现象，可验证碳酸氢铵发生了分解
C．乙实验有利于学生分析“固体消失” 的原因
D.只根据乙实验的现象，可验证NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
6、【2017山东济宁】一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案：
方案一：ZnH2Cu 方案二：CuOCuSO4Cu
大家认为方案二优于方案一，理由是：①节约能源 ②Cu产率高 ③产品纯净 ④操作安全
其中，评价正确的是（ ）
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
7、【2018河南省】下列实验设计不能达到其对应实验目的是（ ）
A．测定空气里氧气的含量 B．检查装置的气密性
C．验证质量守恒定律 D．证明CO2密度比空气的大
8、【2018天津市】下列有关实验方案设计正确的是（ ）
9、【2018湖北襄阳市】下列实验方案不能达到目的的是（ ）
A.将气体通过灼热的铜网，除去N2中的少量O2
B.将气体通过装有NaOH溶液的洗气瓶，除去CO中的少量CO2
C.将固体粉末加水溶解、过滤，除去CaO中的CaCO3
D.用点燃的方法鉴别涤纶线与羊毛线
10、【2017天津】某同学对下列四个实验都设计了两种方案，两种方案均合理的是（ ）
选项
A
B
C
D
实验目的
鉴别硬水和软水
鉴别硫酸铵和磷矿粉
除去二氧化碳中的少量水蒸气
除去氯化钠溶液中的少量碳酸钠
方案l
观察颜色
观察颜色
通过浓硫酸
滴加适量稀盐酸
方案2
加肥皂水
加熟石灰粉末研磨
通过氢氧化钠溶液
滴加适量氯化钙溶液，过滤
A．A B．B C．C D．D
11、【2018福建省】下列实验方案能达到实验目的的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
12、【2017山东泰安】现有含杂质的硝酸钠溶液，为确定其组成，某同学设计了如下实验．下列判断正确的是（ ）
A．无色溶液B的溶质只有硝酸钙
B．该实验中涉及的基本反应类型不止一种
C．原溶液中的杂质只有氯化钙
D．原溶液中的杂质可能由氯化钙、硝酸钙、氯化钠组成
13、【017山东泰安】（2设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的是（ ）
编号
A
B
C
D
实验设计
实验目的
探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
探究物质燃烧的条件
探究铁生锈的条件
探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
A．A B．B C．C D．D
14、【2018安徽省】对比实验是实验探究的重要方法，下列对比实验设计能实现相应实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
选项
实验目的
实验设计
A
探究温度对分子运动快慢的影响
B
探究水对铁钉锈蚀的影响
C
探究空气是燃烧的必要条件
D
探究CO2与水反生反应
A. A B. B C. C D. D
15、【2018广西北部湾经济开发区】下列实验方案，能实现对应实验目的是（ ）
项目
实验目的
实验方法
A
检验氢氧化钠是否变质
取样品，加水溶解后滴加酚酞试液观察溶液是否变红
B
区别硬水和软水
取等量样品分别加入等量肥皂水，搅拌，观察产生泡沫情况
C
比较镁、铁、铜的金属活动性顺序
将铁丝和铜丝分别浸入硝酸镁溶液中，
观察溶液颜色的变化情况
D
检验甲烷中是否混有氢气
将气体点燃，在火焰上方罩一个冷而干
燥的烧杯，观察烧杯内壁是否出现水滴
A．A B．B C．C D．D
16、【2018江西省】列方案正确的是_______________；
选项
实验目的
实验设计
A
除去氯化铁溶液中硫酸铁
加入适量的硝酸钡溶液、过滤
B
鉴别硝酸铵溶液和硝酸镁溶液
取样，分别加入氢氧化钠溶液
C
除去粗盐中混有的泥沙
加水溶解、蒸发
D
鉴别氧化钙和碳酸钙两种固体粉末
————————————
A、A B、B C、C D、D
17、【2017山东烟台】（某化学兴趣小组为了验证甲烷与水蒸气经高温催化反应得到的混合气体（以下简称“合成气”）中含有生成的氢气和一氧化碳，同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。
查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与甲烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水。
（1）请写出甲烷与水蒸气在高温催化条件下反应的化学方程式 。
（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是 。
（3）装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是 。
（4）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了3.6g，装置D增加了3.3g。假设加热时“合成气”在装置B中反应完全，则可推断出该“合成气”的组成物质为 （写化学式）。
（5）装置A与E在实验过程中的作用分别是 、 。
18、【2017重庆】某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法，进行了一系列实验探索。
（1）小组用锌和稀盐酸反应制取氢气，该反应的化学方程式为 。
（2）为了加快锌与稀盐酸的反应速率，老师提示了可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加快的原因，小组同学提出了以下猜想。
猜想一：起促进作用的是硫酸根离子
猜想二：起促进作用的是铜离子
猜想三：生成物起到促进作用
为了验证上述猜想是否正确。
①小明将硫酸铜换成硫酸钠，发现反应速率几乎没有变化，小明得出猜想 不正确。
②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想，小刘认为不需要替换试剂，只需通过观察加入硫酸铜固体后的现象就可以验证，该反应的现象为 ，发生反应的化学方程式为 。此反应发生后速率加快依然较明显，小刘得出猜想 正确。
（3）小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净，原因是 。
19、【2017广西玉林市】某兴趣小组为了区分氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案，请按要求回答问题．
（1）上述实验方案中能达到实验目的是 （填字母序号）。
（2）C组实验中发生反应的化学方程式为 。
【继续探究】实验结束后，小组的同学将A、B、C、D四组实验八支试管中的物质倒入同一个烧杯中，最终得到无色透明的溶液。
【分析讨论】
①烧杯中能跟稀盐酸发生化学反应的物质有 种（酚酞除外）。
②最终得到的溶液中：一定含有的溶质是 （填化学式，下同），一定不含有的溶质是 ，可能含有的溶质是 。
【实验验证】为了验证最终得到的溶液中可能含有的溶质是否存在，小组的同学取少量烧杯中的溶液于试管中，向其中逐滴加入碳酸钠溶液直至过量，观察到 ，证明含有该溶质。
【拓展延伸】小组的同学把D组实验方案中的二氧化碳换成二氧化硫，达到同样实验效果．二氧化硫跟氢氧化钙反应的化学方程式为 。
20、【2017山东泰安】（碳酸氢钠是小苏打的主要成分，在生产和生活中有许多重要的用途．化学课上，同学们为了解碳酸氢钠的性质，将一定质量的碳酸氢钠和稀硫酸混合，充分反应后，有气体逸出，写出该反应的化学方程式 ，同学们对反应后溶液中溶质的成分进行了探究：认为除一定含有硫酸钠外可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验：
【实验用品】pH试纸、锌片、氧化铜粉末、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液。
【猜想与假设】反应后溶液总溶质的可能组成成分。
猜想一：硫酸钠
猜想二：硫酸钠、碳酸氢钠
猜想三：硫酸钠、硫酸
【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据结论完成如表实验现象中的空格。
实验方案
A
B
C
D
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
试纸变色，对照标准比色卡，pH 7
实验结论
猜想二不正确
猜想三正确
猜想三正确
猜想三正确
【得出结论】猜想三正确。
【评价反思】
（1）老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在一处明显错误是： 。
（2）有同学对实验方案B的结论提出了质疑，认为仅凭此现象不能得出猜想三正确，请说明理由 。
【总结提高】依据所给实验用品，设计不同的方案确认猜想三是正确的，请你写出你的实验方案 。
分类训练二十 实验方案的设计与评价（解析板）
一、【知识梳理】
一、基础知识
1、科学探究的基本过程一般要：
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
①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。
②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。
③安全性：a：点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。
④简约性：实验设计操作简便，装置简单，实验现象明显。
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。
实验方案的评价
明确评价的内容：
①方案在理论上是否科学合理，具有严密性；
②在安全的前提下，操作是否简便易行；
③从经济角度，是否节约试剂、降低成本和提高产量；
④从环境角度评价，是否会对环境造成污染；
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。
二、【典例分析】
1、【2016江苏连云港】下列根据实验目的所设计的实验方案正确的是（ ）
选项
实验目的
实验设计
A
除去CO2中的CO
点燃
B
测定某地雨水是否为酸雨
加无色酚酞，观察颜色变化
C
鉴别NH4Cl和（NH4）2SO4
加入熟石灰研磨，闻气味
D
探究燃烧的条件之一是需要可燃物
用棉花分别蘸酒精和水，放在酒精灯火焰上加热片刻，观察现象
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧、不能支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的；故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
B、测定某地雨水是否为酸雨，不能加无色酚酞，因为酸雨是pH小于5.6的雨水，酚酞溶液遇酸性溶液不变色，故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
C、NH4Cl和（NH4）2SO4均属于铵态氮肥，加入熟石灰研磨，均放出有刺激性气味的气体，不能鉴别，故选项根据实验目的所设计的实验方案错误；
D、用棉花分别蘸酒精和水，放在酒精灯火焰上加热片刻，酒精能燃烧，水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是需要可燃物，观察现象故选项根据实验目的所设计的实验方案正确。
故选D。
【方法技巧】本题难度不是很大，化学实验方案的设计是考查学生能力的主要类型，同时也是实验教与学难点，在具体设计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。
2、【2016山东青岛】菠菜中含有一种有机物﹣草酸，将草酸隔绝孔空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物，为了探究上述反应生成的碳的氧化物成分，某同学设计了如图所示实验，下列说法不正确的是（ ）
A．乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案
B．丙装置玻璃管中若发生化学反应，则一定为置换反应
C．若甲试管内溶液变浑浊，丁试管内无明显现象，则该碳的氧化物成分为二氧化碳
D．若甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳
【答案】B
【解析】草酸隔绝空气加热，使其完全分解，生成水和碳的氧化物，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳会与氢氧化钠反应，一氧化碳在高温的条件下会与氧化铁反应生成二氧化碳，所以：
A、甲中的澄清石灰水变浑浊，说明混合气中含有二氧化碳，丙中的红色固体变成黑色，说明混合气中含有一氧化碳，所以乙装置对实验结果不产生影响，因此可以去掉乙装置以简化实验方案，故A正确；
B、丙装置玻璃管中若发生的化学反应是一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，不属于置换反应，故B错误；
C、若甲试管内溶液变浑浊，说明含有二氧化碳，丁试管内无明显现象，说明不含一氧化碳，则该碳的氧化物成分为二氧化碳，故C正确；
D、甲试管和丁试管内溶液都变浑浊，丙处玻璃管内的红色固体变成黑色，则该碳的氧化物成分为一氧化碳和二氧化碳，故D正确。
故选B。
【方法技巧】要明确评价的内容，考虑严密性、操作是否简便易行、是否会污染环境等。
3、【2017广东深圳】为了达到相应的实验目的，下列实验设计不合理的是（ ）
A、分离H2O2和MnO2制O2后的固液混合物 B、除去CO中的CO2气体 C、区分NaCl、NH4NO3、NaOH三种固体 D、探究可燃物燃烧的条件
【答案】B
【解答】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解产生水和氧气，完全反应后，剩余水和固体
二氧化锰，固液可用过滤的方法进行分离，故A正确，不符合题意；
将一氧化碳和二氧化碳的混合气体通入氧化铜，一氧化碳会和氧化铜反应，生成二氧化碳和铜，不能除去一氧化碳中的二氧化碳，反而会使一氧化碳的含量减少，故B错误，满足题意；
氯化钠溶于水，既不吸热也不放热，温度计测的温度等于环境温度；硝酸铵溶于水，会吸收热量，温度计测的温度会低于环境温度；氢氧化钠溶于水会放出大量的热，温度计测的温度大于环境温度，故可以用测温度的方法区分这三种物质，C正确，不满足题意；
D、玻璃片上面的白磷和红磷对比，白磷燃烧，红磷不燃烧，可以探究温度要达到可燃物的着火点；玻璃片上的白磷和水中的白磷对比，水中的白磷不燃烧，而玻璃片上面的白磷燃烧，可以探究燃烧需要与空气（或氧气）接触，故D正确，不满足题意。故选（B）
【方法技巧】A、根据过滤的原理进行分析判断；
除杂的原则（1） 不引入新的杂质；（2） 不减少被净化气体的量；
根据物质溶于水后能量的变化进行判断；
根据燃烧的条件进行分析判断。
4、【2017广东广州】（过碳酸钠（化学式为2Na2CO3?3H2O2）俗名固体双氧水。溶于水可看作是Na2CO3溶液和H2O2溶液混合。为了方便保存，过碳酸钠样品可能添加少量的MgSO4和硅酸镁中的一种或二种作为稳定剂。已知①双氧水可用于供氧、消毒和漂白；②硅酸镁不溶于水。
（1）过碳酸钠的用途不合理的是 。
A．鱼池供氧剂 B．消毒剂 C．干燥剂 D．漂白剂
（2）取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生。判断样品中 有硅酸镁。（填写“可能”或“一定”）。
（3）利用实验室限选试剂，设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO4。
限选试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液
实验操作
预期现象和必要结论
步骤：1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，加入 ，振荡后静置。
。
步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中， 。
，说明样品中有MgSO4。 ，说明样品中没有MgSO4。
【解答】（1）双氧水可用于供氧、消毒和漂白，过碳酸钠中的碳酸钠和过氧化氢不具有吸水性，所以过碳酸钠的用途不能作干燥剂，故选：C；
（2）硅酸镁不溶于水，所以取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生，判断样品中一定有硅酸镁；
（3）碳酸根离子与硫酸根离子都能与钡离子反应生成沉淀，故需要先除去碳酸根离子，题干提供的酸有盐酸与硫酸，因为最后需验证硫酸根离子，故不能选硫酸，所以
实验操作
预期现象和必要结论
步骤：1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。
得到无色溶液
步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，过量稀盐酸，振荡后静置。
有气泡产生。
步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中，滴加少量的BaCl2溶液。
有白色沉淀生成，说明样品中有MgSO4。
无明显现象，说明样品中没有MgSO4。
【答案】（1）C；
（2）一定；
（3）
实验操作
预期现象和必要结论
得到无色溶液
过量稀盐酸
有气泡产生
滴加少量的BaCl2溶液
有白色沉淀生成
无明显现象
【方法技巧】（1）根据双氧水可用于供氧、消毒和漂白，过碳酸钠中的碳酸钠和过氧化氢不具有吸水性进行分析；
（2）根据硅酸镁不溶于水进行分析；
（3）根据碳酸根离子与硫酸根离子都能与钡离子反应生成沉淀，需要先除去碳酸根离子，题干提供的酸有盐酸与硫酸，因为最后需验证硫酸根离子，故不能选硫酸等知识进行分析。
5、【2017山东临沂】某化学课堂围绕“酸碱中和反应”，将学生分成若干小组开展探究活动，请你和他们仪器完成以下实验探究。
【演示实验】将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中，该反应的化学方程式是 。
【查阅资料】CaCl2溶液显中性
【提出问题】实验中未观察到明显显像，部分同学产生了疑问：反应后溶液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】针对疑问，甲组同学猜想如下：
猜想Ⅰ：只有CaCl2；
猜想Ⅱ：有 和 ；
猜想Ⅲ：有CaCl2和Ca（OH）2；
猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2
乙组同学对以上猜想提出质疑，认为猜想Ⅳ不合理，其理由是 。
【实验探究】为了验证其余猜想，各小组进行了下列三个方案的探究。
实验方案
滴加紫色石蕊溶液
通入CO2
滴加Na2CO3溶液
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
实验结论
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
【得出结论】通过探究，全班同学一致确定猜想Ⅲ是正确的。
【评价反思】（1）丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca（OH）2，请你帮助他们说明原因 。
（2）在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑 。
【解答】【演示实验】氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O。
【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙恰好完全反应时，溶液中的溶质只有氯化钙；
当稀盐酸过量时，溶液中的溶质是氯化钙和氯化氢；
当氢氧化钙过量时，溶液中的溶质是氯化钙和氢氧化钙；
溶液中的溶质可能是：
猜想Ⅰ：只有CaCl2；
猜想Ⅱ：有CaCl2和HCl；
猜想Ⅲ：有CaCl2和Ca（OH）2；
猜想Ⅳ：有CaCl2、HCl和Ca（OH）2
因为稀盐酸和氢氧化钙能够发生化学反应，乙组同学对以上猜想提出质疑，认为猜想Ⅳ不合理，其理由是盐酸和氢氧化钙不能共存。
【实验探究】滴加紫色石蕊溶液，紫色石蕊试液变蓝，说明溶液呈碱性，溶液中含有Ca（OH）2；
二氧化碳气体和氢氧化钙反应，二氧化碳气体和氢氧化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀，说明溶液中含有Ca（OH）2；
滴加Na2CO3溶液，碳酸钠与氯化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀，有白色沉淀生成，说明溶液中含有Ca（OH）2；
【评价反思】
（1）丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀，并不能证明溶液中一定含有Ca（OH）2，因为碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀。
（2）在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否有剩余。
【答案】【演示实验】Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O；
【猜想与假设】CaCl2和HCl；盐酸和氢氧化钙不能共存；
【实验探究】
实验方案
滴加紫色石蕊溶液
通入CO2
滴加Na2CO3溶液
实验操作
实验现象
溶液变为蓝色
产生白色沉淀
产生白色沉淀
实验结论
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
溶液中含有Ca（OH）2
【评价反思】（1）碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀；（2）反应物是否有剩余。
【方法技巧】【演示实验】根据氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水写出反应的化学方程式；
【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，反应后溶液中一定含有氯化钙，当稀盐酸过量时，溶液中含有氯化钙和稀盐酸，当氢氧化钙过量时，溶液中含有氯化钙和氢氧化钙；
【实验探究】
根据氢氧化钙溶液呈碱性，能使紫色石蕊试液变蓝解答；
根据二氧化碳气体和氢氧化钙反应，产生碳酸钙沉淀解答；
根据碳酸钠与氯化钙反应，产生碳酸钙白色沉淀解答；
分析实验的现象；
【评价反思】（1）根据碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀解答；
（2）根据在分析反应后所得溶液中溶质的成分时，除了考虑生成物外，还需要考虑反应物是否有剩余解答。
三、【3年真题训练】
1、【2016山东菏泽】某同学对下列4个实验都设计了两种方案，其中方案一、方案二都合理的是（ ）
选项
A
B[源:学_科_网Z_X_X_K]
C
D
实验
目的
除去铜粉中少量的铁粉
检验某气体为CO2
鉴别硫酸钾和硝酸铵两种化肥
证明氯化钠溶液和稀盐酸
方案一
用磁铁吸引
带火星的木条复燃
看外观
加紫色石蕊试液
方案二
加稀盐酸
加澄清石灰水
加熟石灰研磨闻气味
加硝酸银溶液
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解析】A．铁粉能被磁铁吸引，铁粉能与稀盐酸反应，而铜粉既不能被磁铁吸引，也不与稀盐酸反应，所以两种方法均可以除去铜粉中含有的铁粉，故正确；
B．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，可用澄清的石灰水来进行检验；但是二氧化碳没有助燃性，不能使带火星的木条复燃，故错误；
C．硫酸钾和硝酸铵均为白色晶体，外观上无法区别，故错误；
D．氯化钠溶液和稀盐酸中均含有氯离子，均能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀，无法区别，故错误。
故选A。
2、【2016江苏南通】通过下列实验，能达到实验目的是（ ）
A．
验证HC1分子发生了运动 B．验证质量守恒定律
C．
验证浓硫酸遇水放热 D．验证氧气支持燃烧
【答案】A
【解析】A、浓盐酸具有挥发性，挥发出的氯化氢气体使石蕊试液变成红色，可以验证分子的运动，故正确；
B、碳酸钠和稀盐酸反应会产生二氧化碳逸到空气中，不能验证质量守恒定律，故错误；
C、实验在敞口容器中进行不会产生明显的现象，因此不能验证浓硫酸遇水放热，故错误；
D、在冰水中温度达不到红磷的着火点，即使通入空气红磷不燃烧，因此不能验证氧气能支持燃烧，故错误；
故选项为A。
3、【2017广东广州】化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下图所示实验方案。
下列说法不正确的是（ ）
A．由实验甲可知金属活动性：Al＞Cu
B．由实验乙可知金属活动性：Cu＞Ag
C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞Ag
D．实验甲中的CuSO4改为CuCl2不能完成本实验探究
【答案】D
【解析】A、由实验甲将铝丝放入硫酸铜溶液中，铝丝表面会有红色物质出现，可知金属活动性：Al＞Cu，故正确；
B、由实验乙将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面会有银白色物质出现，可知金属活动性：Cu＞Ag，故正确；
C、由实验甲将铜丝放入硫酸铝溶液中，无变化，同样可知金属活动性：Al＞Cu，所以由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞Ag，故正确；
D、位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，实验甲中的CuSO4改为CuCl2能完成本实验探究，故错误；
故选D。
4、【2017江苏镇江】下列实验设计正确的是（ ）
A．用活性炭软化硬水
B．用燃烧法区分聚乙烯和聚氯乙烯
C．用托盘天平称取6.45g食盐
D．用NaOH溶液除去CO2中的HCl
【答案】B
【解析】A、活性炭具有吸附性，能吸附异味和色素，不能除去水中的可溶性钙镁化合物，不能用活性炭软化硬水，故选项实验设计错误；
B、聚氯乙烯燃烧产生刺激性气味的气体，聚乙烯燃烧不产生刺激性气味的气体，可以鉴别，故选项实验设计正确；
C、托盘天平用于粗略称量药品的质量，能准确到0.1g，不能精确到0.01g，不能用托盘天平称取6.45g食盐，故选项实验设计错误；
D、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项实验设计错误；
故选B。
5、【2017江苏无锡】为验证“加热碳酸氢铵”所发生的变化，两同学分别用甲、乙所示
装置进行实验，发现两实验中碳酸氢铵固体均消失，乙实验中还观察到无水硫酸铜变蓝、浸有酚酞试液的棉球变红、澄清石灰水变浑浊。
资料：无水硫酸铜呈白色，遇水后呈蓝色。
下列说法错误的是（ ）
A.甲实验不如乙实验环保
B．只根据甲实验“固体消失” 这一现象，可验证碳酸氢铵发生了分解
C．乙实验有利于学生分析“固体消失” 的原因
D. 只根据乙实验的现象，可验证NH4HCO3NH3↑+CO2↑+H2O
【答案】B
【解析】A、甲实验生成的物质全部扩散到空气中，污染环境，而乙实验装置相对封闭，被酚酞试液、澄清石灰水吸收后扩散到空气中的物质相对较少，因此甲实验不如乙实验环保，该选项说法正确；
B、只根据甲实验“固体消失”这一现象，不能验证碳酸氢铵发生了分解，也可能是碳酸氢铵升华导致的消失，该选项说法不正确；
C、观察到无水硫酸铜变蓝，说明反应生成了水，浸有酚酞试液的棉球变红，说明反应生成了氨气，澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，因此乙实验有利于学生分析“固体消失”的原因，该选项说法正确；
D、根据乙实验的现象，可验证碳酸氢铵分解生成了氨气、水和二氧化碳，该选项说法正确；
故选B。
6、【2017山东济宁】一同学设计了两种由CuO→Cu的实验方案：
方案一：ZnH2Cu 方案二：CuOCuSO4Cu
大家认为方案二优于方案一，理由是：①节约能源 ②Cu产率高 ③产品纯净 ④操作安全
其中，评价正确的是（ ）
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
【答案】B
【解析】方案二优于方案一，理由是：①节约能源，这是因为方案一中氢气还原氧化铜时消耗能源；
②Cu产率高，这是因为氢气还原氧化铜时，还原出的铜覆盖在氧化铜表面，导致氧化铜不能完全反应；
③氧化铜被氢气还原时，部分氧化铜不能反应，得到的是混合物，而锌和硫酸铜反应时也被是锌过量，得到的也是混合物，因此两种方法得到的都是混合物；
④操作安全，这是因为反应过程不需要加热，操作更安全。
故选B。
7、【2018河南省】下列实验设计不能达到其对应实验目的是（ ）
A．测定空气里氧气的含量 B．检查装置的气密性
C．验证质量守恒定律 D．证明CO2密度比空气的大
【答案】C
【解答】A．红磷燃烧生成固体，消耗瓶内的氧气，所以瓶内产生压强差，冷却后打开止水夹，进入水的量即氧气的量，故不合题意；
B．利用加热法检查装置的气密性，若有气泡产生，说明装置气密性好，能达到实验目的，故不合题意；
C．碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，该装置是敞口容器，生成的二氧化碳逸散到空气中，不能用来验证质量守恒定律，故符合题意；
D．下层的蜡烛先熄灭，上层的蜡烛后熄灭，说明了CO2密度比空气的大，能达到实验目的，故不合题意。
故选：C。
8、【2018天津市】下列有关实验方案设计正确的是（ ）
【答案】A
【解析】NaOH与稀盐酸反应无现象，Na2CO3与稀盐酸反应有气泡产生；鉴别纯棉线和羊毛线，用燃烧闻气味的方法；Na2SO4 + Ba(NO3)2 ==BaSO4↓+ 2NaNO3，引入杂质NaNO3；二氧化碳不支持燃烧，少量的一氧化碳在二氧化碳中燃烧不起来。故选A。
9、【2018湖北襄阳市】下列实验方案不能达到目的的是（ ）
A. 将气体通过灼热的铜网，除去N2中的少量O2
B. 将气体通过装有NaOH溶液的洗气瓶，除去CO中的少量CO2
C. 将固体粉末加水溶解、过滤，除去CaO中的CaCO3
D. 用点燃的方法鉴别涤纶线与羊毛线
【答案】C
【解析】A、铜在加热的条件下能与氧气反应生成氧化铜，氮气不与铜反应，能除去杂质且不引入新的杂质，符合除杂的原则，正确；B、CO2能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，CO不能与氢氧化钠反应，能除去杂质且不引入新的杂质，符合除杂的原则，正确； C、氧化钙与水反应生成氢氧化钙，将固体粉末加水溶解、过滤，除去的是CaO，不能除去碳酸钙，不符合除杂原则，错误；D、羊毛线的主要成分是蛋白质，蛋白质燃烧时能产生烧焦羽毛的气味，涤纶线燃烧产生特殊的气味，可以鉴别，正确。故选C。
10、【2017天津】某同学对下列四个实验都设计了两种方案，两种方案均合理的是（ ）
选项
A
B
C
D
实验目的
鉴别硬水和软水
鉴别硫酸铵和磷矿粉
除去二氧化碳中的少量水蒸气
除去氯化钠溶液中的少量碳酸钠
方案l
观察颜色
观察颜色
通过浓硫酸
滴加适量稀盐酸
方案2
加肥皂水
加熟石灰粉末研磨
通过氢氧化钠溶液
滴加适量氯化钙溶液，过滤
A．A B．B C．C D．D
【答案】BD
【解答】A、硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少，可用肥皂水来区分硬水和软水，加入肥皂水，若产生泡沫较多，则是软水，若产生泡沫较少，则是硬水；硬水和软水均为无色液体，用观察颜色的方法不能鉴别；故选项实验方案有错误；
B、磷矿粉为灰白色固体，硫酸铵为白色固体，用观察颜色的方法可以鉴别；加熟石灰粉末研磨，产生刺激性气味的是硫酸铵，无明显变化的是硫酸铵，可以鉴别；故选项实验方案均正确；
C、浓硫酸具有吸水性，且不能与二氧化碳反应，能除去水蒸气；氢氧化钠溶液不具有吸水性，不能除去水蒸气；故选项实验方案有错误；
D、碳酸钠能与适量的稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；碳酸钠能与适量氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；故选项实验方案均正确；故选（BD）
11、【2018福建省】下列实验方案能达到实验目的的是（ ）
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】A、检验某固体为碳酸盐，取样，滴加盐酸，观察是否有气泡，并将气体通入澄清石灰水中，看石灰水是否变浑浊，仅通过滴加盐酸，观察是否有气泡不能鉴别是碳酸盐，也可能是活泼金属与盐酸反应，错误；
B、证明二氧化碳能与水反应，应将二氧化碳通入滴有紫色石蕊溶液的水中，因为酚酞遇酸和中性溶液不变色，错误；
C、检验氧气已收集满，应将带火星的木条放在集气瓶口，错误；
D、证明蜡烛中含有碳元素，将内壁蘸有澄清石灰水的烧杯罩在蜡烛火焰上方，正确。故选D。
12、【2017山东泰安】现有含杂质的硝酸钠溶液，为确定其组成，某同学设计了如下实验．下列判断正确的是（ ）
A．无色溶液B的溶质只有硝酸钙
B．该实验中涉及的基本反应类型不止一种
C．原溶液中的杂质只有氯化钙
D．原溶液中的杂质可能由氯化钙、硝酸钙、氯化钠组成
【答案】D
【解析】含杂质的硝酸钠溶液，加入硝酸钡无现象，说明原溶液中无碳酸根离子和硫酸根离子；由A与稀硝酸作用，A不溶解，A是由原溶液与硝酸银溶液反应生成的，根据元素守恒可以确定原溶液中一定含有氯离子；由B与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和硝酸钠，B是由原溶液与硝酸银溶液反应生成的，根据元素守恒可以确定原溶液中一定含有钙离子。
通过上述分析可知原溶液中一定含有钙离子和氯离子．因此杂质可能有三种，即：CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl．根据题设条件和这一推论，结合新的要求，可以得出如下答案：
A、无色溶液B的溶质不只是硝酸钙还有硝酸钠，故A错误；
B、该实验中都是两种化合物相互交换成分生成另外两种两种化合物，都是复分解反应，故B错误；
C、通过上述分析可知原溶液中一定含有钙离子和氯离子，因此杂质可能有三种，即：CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl，故C错误；
D、通过上述分析可知原溶液中一定含有钙离子和氯离子，因此杂质可能有三种，即：CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl，故D正确；
答案D。
13、【017山东泰安】（2设计对比实验，控制变量是学习化学的重要方法，下列对比实验不能达到目的是（ ）
编号
A
B
C
D
实验设计
实验目的
探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
探究物质燃烧的条件
探究铁生锈的条件
探究CO2与NaOH溶液能否发生反应
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解答】A、氯化钠不溶于汽油，而溶于水．故实验呈现的不同现象能说明物质的溶解性与溶剂种类有关，故方法正确；
B、燃烧的条件：物质具有可燃性、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，通过铜片上的白磷和红磷对比说明与温度有关，通过水中白磷和铜片上白磷对比说明与氧气有关，故方法正确；
C、对于实验C，一段时间观察试管①中的铁钉明显锈蚀，①试管中即提供了空气，也提供了水，②试管内铁钉不生锈，试管内只提供水，由此得出：铁生锈需要和氧气接触；故方法错误；
D、二氧化碳和与水、氢氧化钠都反应，通过实验对比塑料瓶变瘪的程度说明二氧化碳能够和氢氧化钠反应；故方法正确；故选（C）
14、【2018安徽省】对比实验是实验探究的重要方法，下列对比实验设计能实现相应实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
选项
实验目的
实验设计
A
探究温度对分子运动快慢的影响
B
探究水对铁钉锈蚀的影响
C
探究空气是燃烧的必要条件
D
探究CO2与水反生反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】A、红墨水分子在50ml的热水扩散的速度比冷水中快，故能说明分子随温度的升高而变快，故正确；
B、该实验中缺少铁与氧气和水同时接触的对比实验，故错误；
C、该实验中缺少不与氧气接触的白磷的对比实验，故错误；
D、酚酞在酸性和中性环境中都不变色，故错误。故选A。
15、【2018广西北部湾经济开发区】下列实验方案，能实现对应实验目的是（ ）
项目
实验目的
实验方法
A
检验氢氧化钠是否变质
取样品，加水溶解后滴加酚酞试液观察溶液是否变红
B
区别硬水和软水
取等量样品分别加入等量肥皂水，搅拌，观察产生泡沫情况
C
比较镁、铁、铜的金属活动性顺序
将铁丝和铜丝分别浸入硝酸镁溶液中，
观察溶液颜色的变化情况
D
检验甲烷中是否混有氢气
将气体点燃，在火焰上方罩一个冷而干
燥的烧杯，观察烧杯内壁是否出现水滴
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】A、变质后的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠，氢氧化钠、碳酸钠均显碱性，均能使酚酞试液变红色，不能检验氢氧化钠是否变质，故选项实验方案不能实现对应实验目的。
B、硬水和软水的区别在于所含的钙镁离子的多少，可用肥皂水来区分硬水和软水，加入肥皂水，若产生泡沫较多，则是软水，若产生泡沫较少，则是硬水，可以鉴别，故选项实验方案能实现对应实验目的。
C、将铁丝和铜丝分别浸入硝酸镁溶液中，均不反应，说明了活动性镁＞铁，镁＞铜，无法比较锌和铜的金属活动性，故选项实验方案不能实现对应实验目的。
D、氢气、甲烷燃烧均有水生成，用冷而干燥的烧杯无法鉴别，故选项实验方案不能实现对应实验目的。
故选：B。
16、【2018江西省】列方案正确的是_______________；
选项
实验目的
实验设计
A
除去氯化铁溶液中硫酸铁
加入适量的硝酸钡溶液、过滤
B
鉴别硝酸铵溶液和硝酸镁溶液
取样，分别加入氢氧化钠溶液
C
除去粗盐中混有的泥沙
加水溶解、蒸发
D
鉴别氧化钙和碳酸钙两种固体粉末
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A、A B、B C、C D、D
【答案】B 加水，触摸试管外壁，看是否有发热现象
【解析】A、硫酸铁能与适量的硝酸钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸铁，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸铁，不符合除杂原则，错误；B、硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液反应生成有刺激性气味的氨气，氢氧化钠溶液与硝酸镁溶液反应生成氢氧化镁沉淀，可以鉴别，正确；C、粗盐的主要成分是氯化钠，粗盐提纯是通过溶解（把不溶物与食盐初步分离）、过滤（把不溶物彻底除去）、蒸发（食盐从溶液中分离出来而得到食盐）得到精盐的过程，错误。故选B。
D、氧化钙与水反应放出大量的热，碳酸钙难溶于水，可采用加水，触摸试管外壁，看是否有发热现象的进行鉴别。
17、【2017山东烟台】（某化学兴趣小组为了验证甲烷与水蒸气经高温催化反应得到的混合气体（以下简称“合成气”）中含有生成的氢气和一氧化碳，同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。
查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与甲烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水。
（1）请写出甲烷与水蒸气在高温催化条件下反应的化学方程式 。
（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是 。
（3）装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是 。
（4）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了3.6g，装置D增加了3.3g。假设加热时“合成气”在装置B中反应完全，则可推断出该“合成气”的组成物质为 （写化学式）。
（5）装置A与E在实验过程中的作用分别是 、 。
【答案】（1）CH4+H2O3H2+CO；
排净玻璃管中的空气，防止高温时引起爆炸；
（3）不能准确地测出生成水的质量；
（4）CO、H2、CH4、CO2；（5）除去水蒸气；收集尾气，防止污染空气。
【解答】（1）由题意可知，甲烷与水蒸气在高温催化条件下反应生成了一氧化碳和氢气，反应的化学方程式 为：CH4+H2O3H2+CO；
（2）由于合成气是可燃性的气体，实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是：排净玻璃管中的空气，防止高温时引起爆炸；
（3）由于在该实验过程中需要测定生成的水蒸气的质量，装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是不能准确地测出生成水的质量；
（4）由A的质量增加，说明了混合气体中含有水蒸气；C装置增加的质量是生成的水的质量，原气体中含有氢元素，且氢元素质量=3.6g××100%=0.4g；D装置增加的质量是反应生成的二氧化碳的质量，且碳元素质量=3.3g××100%=0.9g；甲烷气体中C、H元素质量比=12：（1×4）=3：1，则混合气体中C、H元素质量比=0.9g：0.4g=9：4，因此可判断混合气体中含有甲烷同时含有CO、H2气体，所以，则可推断出该“合成气”的组成物质为：CO、H2、CH4、CO2；来源:学_科_网]
（5）装置A中由浓硫酸，能吸收水分，在实验过程中的作用是除去水蒸气；由E装置的特点可知，E的作用是：收集尾气；
18、【2017重庆】某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法，进行了一系列实验探索。
（1）小组用锌和稀盐酸反应制取氢气，该反应的化学方程式为 。
（2）为了加快锌与稀盐酸的反应速率，老师提示了可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加快的原因，小组同学提出了以下猜想。
猜想一：起促进作用的是硫酸根离子
猜想二：起促进作用的是铜离子
猜想三：生成物起到促进作用
为了验证上述猜想是否正确。
①小明将硫酸铜换成硫酸钠，发现反应速率几乎没有变化，小明得出猜想 不正确。
②小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想，小刘认为不需要替换试剂，只需通过观察加入硫酸铜固体后的现象就可以验证，该反应的现象为 ，发生反应的化学方程式为 。此反应发生后速率加快依然较明显，小刘得出猜想 正确。
（3）小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净，原因是 。
【解答】（1）锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑。
（2）①向反应物锌与稀盐酸中加入少量硫酸铜固体，反应速率加快，将硫酸铜换成硫酸钠，发现反应速率几乎没有变化，说明在反应中起促进作用的不是硫酸根离子，说明猜想一不正确。
②在反应中起促进作用的不是硫酸根离子，硫酸铜中的阳离子是铜离子，锌与硫酸铜溶液反应生成硫酸锌和铜，由此反应发生后速率加快依然较明显，则该反应的现象为有少量红色固体产生，反应速率加快．反应的化学方程式为：Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，故小刘得出猜想二成立。
（3）盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，会使生成的氢气中含有氯化氢，而稀硫酸不具有挥发性，故用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净。
【答案】（1）Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑；
（2）①一；②有少量红色固体产生，反应速率加快；Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu；二；
（3）盐酸具有挥发性，会使生成的氢气中含有氯化氢，稀硫酸不具有挥发性，可以得到纯净的氢气。
19、【2017广西玉林市】某兴趣小组为了区分氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案，请按要求回答问题．
（1）上述实验方案中能达到实验目的是 （填字母序号）。
（2）C组实验中发生反应的化学方程式为 。
【继续探究】实验结束后，小组的同学将A、B、C、D四组实验八支试管中的物质倒入同一个烧杯中，最终得到无色透明的溶液。
【分析讨论】
①烧杯中能跟稀盐酸发生化学反应的物质有 种（酚酞除外）。
②最终得到的溶液中：一定含有的溶质是 （填化学式，下同），一定不含有的溶质是 ，可能含有的溶质是 。
【实验验证】为了验证最终得到的溶液中可能含有的溶质是否存在，小组的同学取少量烧杯中的溶液于试管中，向其中逐滴加入碳酸钠溶液直至过量，观察到 ，证明含有该溶质。
【拓展延伸】小组的同学把D组实验方案中的二氧化碳换成二氧化硫，达到同样实验效果．二氧化硫跟氢氧化钙反应的化学方程式为 。
【答案】（1）C、D；
（2）Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH；
【分析讨论】①4；
②NaCl、CaCl2；Ca（OH）2、NaOH、Na2CO3；HCl；
【实验验证】有气泡产生；
【拓展延伸】SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O
【解析】（1）根据氢氧化钠和氢氧化钙的性质可以知道，它们都能够和稀盐酸反应且都没有现象，都能使酚酞变红，氢氧化钠不能和碳酸钠反应，但是氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成白色沉淀，氢氧化钠和氢氧化钙都能二氧化碳反应，但是氢氧化钠反应没有现象，和氢氧化钙反应生成白色沉淀，所以能够实现目的实验为C和D；
（2）C组中发生的反应为氢氧化钙和碳酸钠的反应，该反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，该反应的化学方程式为：Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH；
【分析讨论】实验结束后，小组的同学将A、B、C、D四组实验八支试管中的物质倒入同一个烧杯中，最终得到无色透明的溶液．说明溶液中无碳酸钙、无碱性物质，A中盐酸有剩余，盐酸与碳酸钙反应，生成氯化钙、水和二氧化碳；氢氧化钠与盐酸反应，生成氯化钠，氢氧化钙与盐酸反应，生成氯化钙，盐酸与碳酸钠反应，生成氯化钠、水和二氧化碳；
①烧杯中能跟稀盐酸发生化学反应的物质有4种（酚酞除外）；
②最终得到的溶液中：一定含有的溶质是NaCl、CaCl2；一定不含有的溶质是Ca（OH）2、NaOH、Na2CO3；如果盐酸有剩余，则可能含有的溶质是HCl；
【实验验证】碳酸钠与盐酸反应，产生二氧化碳气体，为了验证最终得到的溶液中可能含有的溶质是否存在，小组的同学取少量烧杯中的溶液于试管中，向其中逐滴加入碳酸钠溶液直至过量，观察到有气泡产生，证明含有该溶质。
【拓展延伸】氢氧化钙和二氧化硫反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：SO2+Ca（OH）2═CaSO3↓+H2O。
20、【2017山东泰安】（碳酸氢钠是小苏打的主要成分，在生产和生活中有许多重要的用途．化学课上，同学们为了解碳酸氢钠的性质，将一定质量的碳酸氢钠和稀硫酸混合，充分反应后，有气体逸出，写出该反应的化学方程式 ，同学们对反应后溶液中溶质的成分进行了探究：认为除一定含有硫酸钠外可能还含有其他成分，因此进行了猜想并做了如下实验：
【实验用品】pH试纸、锌片、氧化铜粉末、稀硫酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液。
【猜想与假设】反应后溶液总溶质的可能组成成分。
猜想一：硫酸钠
猜想二：硫酸钠、碳酸氢钠
猜想三：硫酸钠、硫酸
【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验，请根据结论完成如表实验现象中的空格。
实验方案
A
B
C
D
实验操作
实验现象
产生白色沉淀
试纸变色，对照标准比色卡，pH 7
实验结论
猜想二不正确
猜想三正确
猜想三正确
猜想三正确
【得出结论】猜想三正确。
【评价反思】
（1）老师对同学们能用多种方案进行探究，并且得出正确的实验结论给予了肯定，同时指出探究中存在一处明显错误是： 。
（2）有同学对实验方案B的结论提出了质疑，认为仅凭此现象不能得出猜想三正确，请说明理由 。
【总结提高】依据所给实验用品，设计不同的方案确认猜想三是正确的，请你写出你的实验方案 。
【解答】碳酸氢钠和稀硫酸混合反应生成硫酸钠、水和也好听，该反应的化学方程式2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑，故填：2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑；
【实验探究】猜想二不正确，说明无碳酸氢钠，加入硫酸不会产生气体，猜想三正确，说明含有硫酸，测得的pH小于7，加入锌片则稀硫酸与锌反应产生氢气，故填：
实验方案
A
B
C
D
实验操作
实验现象
无气泡产生
产生白色沉淀
试纸变色，对照标准比色卡，pH＜7
有气泡产生
实验结论
猜想二不正确
猜想三正确
猜想三正确
猜想三正确
【评价反思】
（1）根据图示可以看出，C实验中将pH试纸直接浸入待测液，故填：C实验中将pH试纸直接浸入待测液。
（2）B实验中氯化钠不仅能与硫酸反应产生白色沉淀，也能与硫酸钠反应产生白色沉淀，故填：氯化钡与硫酸钠也能反应产生白色沉淀。
【总结提高】要设计不同的方案确认猜想三是正确的，可以利用酸与金属氧化物的反应，加入氧化铁，观察氧化铁粉末溶解溶液变成黄色，故填：取反应后的溶液加入氧化铁粉末，若粉末溶解溶液变黄则猜想三正确。
【答案】2NaHCO3+H2SO4═Na2SO4+2H2O+2CO2↑；
【实验探究】
实验方案
A
B
C
D
实验操作
实验现象
无气泡产生
产生白色沉淀
试纸变色，对照标准比色卡，pH＜7
有气泡产生
实验结论
猜想二不正确
猜想三正确
猜想三正确
猜想三正确
【评价反思】
（1）C实验中将pH试纸直接浸入待测液。
（2）氯化钡与硫酸钠也能反应产生白色沉淀。
【总结提高】取反应后的溶液加入氧化铁粉末，若粉末溶解溶液变黄则猜想三正确。
