中考化学试题汇编实验设计与评价 10页

实验设计与评价 实验设计题和实验评价题是对学生进行实验综合能力考查的题型之一,是当前课程改革和中考所关注的热点。其命题方式通常有:①设计反应原理 ②设计实验装置 ③设计操作程序 ④侧重于某一要求的综合设计并含定量设计要求⑥以批判的思想方法对所提供的实验方案进行评价。‎ 解答实验设计题时,必须遵循“四性”:科学性、可行性、规律性、创新性。即原理正确、操作简便、现象明显、药品经济、结论可信、有创新意识。解答实验评价题时,要围绕题目提供的多种方案,从原理是否科学合理、操作是否简单可行、所用试剂是否经济、实验现象是否明显、是否体现“绿色化学”等方面进行评价。‎ 例1.(04年南通中考下列各组物质的转化设计,能够实现的是 A .S SO 3‎ ‎ ‎ H 2SO 4 B .CuO Cu (OH2‎ CuSO 4‎ ‎ ‎ C Fe Fe 2O 3‎ ‎ ‎ Fe 2(SO 43 D .CaO Ca(OH2‎ NaOH ‎ ‎ 解析:本题旨在考查学生掌握各类物质之间的转化关系情况。解题时应运用化学反应原理仔细分析判断。硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫,氧化铜不能与水反应生成氢氧化铜,铁在氧气中燃烧应生成四氧化三铁。‎ 答案: D 拓展延伸: (05年苏州中考 “绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物,使原子利用率达到100%,以尽量减少有害物质生成的化学工艺理念。下列反应符合“绿色化学”要求的是 A. 煅烧硫铁矿: 4FeS 2 + 11O 22O 3 + 8SO 2‎ ‎ ‎ B. 湿法炼铜: Fe+ CuSO 4 = FeSO 4 + Cu C. 制烧碱:Na 2CO 3 + Ca(OH2 = CaCO 3↓+ 2NaOH D. 制环氧乙烷:2C 2H 2 + O 2 2C 2H 4O 答案: D 例2.(04年南通中考在实验室中,‎ 利用右图装置可以制取并收集多种 ‎ ‎ 气体(必要时可以加热。‎ ‎△ 催化剂 ‎(硫铁矿的主要成分 乙炔 环氧乙烷 ‎(1李明同学想利用该装置制取干燥的O 2,应对装置作何改进? 。a 中发生反应的化学方程式为 ; b 中盛放的试剂是 。‎ ‎(2李明同学还想利用上述实验装置制取H 2和CO 2,请你对他的方案给予评价:‎ ‎ ‎ 解析:本题旨在考查H 2、O 2、CO 2气体的制备原理、干燥、收集和实验评价能力。解题是要围绕三大气体实验室制备原理、干燥、收集等方面知识。制 答案: ⑴将发生装置中的试管口略向下倾斜 +3O 2↑ 浓硫酸 ‎⑵ 不行 氢气应采用向下排空气法收集 行 拓展延伸:(04年南京中考现有下图所示的实验装置:‎ ‎ ‎ ‎(1写出图中指定仪器的名称:① ,② ;③ ;④ 。‎ ‎(2 A 装置可用于(填一个具体实验名称,下同 的实验。B 装 置可用于 的实验。‎ ‎(3现有稀H 2SO 4、CuO 、Fe 粉3种物质,请设计两种制取铜的实验方案,‎ ‎ ‎ 解析:装置A适用于“固体加热型”或“固体混合物加热型”;而装置B 适用于“固液(液体和液体混合不加热型”;通常制备铜有两种途径:一种是利用还原剂还原氧化铜,即先要制取氢气;第二种是运用湿法炼铜原理,即先制取硫酸铜。‎ 答案:⑴①试管②铁架台③烧杯④漏斗,‎ ‎⑵加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气(或:加热碱式碳酸铜锌与稀硫酸(稀盐酸反应制取氢气[或:大理石(石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳](其他合理答案也可 ‎⑶方案一:Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ H2+CuO Cu+H2O B C 方案二:CuO+H2SO4CuSO4+H2O Fe+CuSO4FeSO4+Cu D E (方案一、二可互换 例3.(05年南通中考碳酸钙在高温下煅烧一段时间后,得到白色固体。两研究性学习小组的 同学为了确定白色固体的成分,对其可能的组成进行探究。‎ ‎[提出问题] 白色固体的成分是什么?‎ Ⅰ组:[作出猜想] 白色固体的成分可能是CaCO3和CaO的混合物。‎ ‎[实验验证](请你写出实验的步骤和现象:___________________。‎ ‎[实验结论] 白色固体的成分是CaCO3和CaO的混合物。‎ Ⅱ组:[作出猜想] 白色固体可能全部是氧化钙。‎ ‎[设计方案] 取试样于试管中,加入水,再通入二氧化碳,变浑浊。‎ Ⅱ组的方案正确吗?________,理由是_________________________。‎ Ⅰ组为了进一步研究碳酸钙分解的质量分数,设计了如下的实验方案:称取一定量白色 固体,用足量盐酸溶解,产生的气体经除杂、_____后,被已称量好的足量的“吸收剂”吸收……‎ ‎“吸收剂”宜选用________________,该方案中还需补充的步骤是_____________________。‎ 解析:碳酸钙完全煅烧后的白色固体应是CaO,部分煅烧后的白色固体应是CaCO3和CaO的混合物。本题前部分实际上是对CaCO3和CaO的检验,若白色固体中含有CaCO3,当加入稀盐酸后,则有气泡产生。若白色固体全部是CaO,则可加入蒸馏水,然后滴加无色的酚酞试液,溶液变红色即可证明。若采用溶于水再通CO2,观察是否变浑浊,显然不正确。‎ 答案:[实验验证] 取试样于试管中,加入稀盐酸,有气泡产生;‎ ‎[设计方案]不正确因为生成的氢氧化钙微溶于水,不通入CO2也会 有浑浊现象产生 干燥NaOH浓溶液称量、计算 拓展延伸:(05年泰州中考甲同学在某食品包装袋内,发现有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋,上面写着“生石灰干燥剂,请勿食用”。甲同学随手将小纸袋拿出来放在空气中,经过一段时间后,发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。请你与甲同学一起对块状固体B进行探究。‎ ‎(1猜想一:块状固体B中除氧化钙外还可能有:、。‎ 写出白色颗粒状固体A在空气中转化为块状固体B的化学反应方程式:;‎ ‎。‎ ‎(2猜想二:块状固体B溶于水可能有现象(填“放热”或“吸热”。请设计实验方案验证你的这一猜想(至少写出两种方案:‎ ‎①;‎ ‎②;‎ ‎③。‎ ‎(3取适量块状固体B加入盛有一定量水的试管中,振荡、静置、过滤,得到少量白色固体C。就白色固体C的成分,甲同学与乙同学进行讨论,一起猜想。甲同学认为,白色固体C可能是:氢氧化钙;乙同学认为,白色固体C可能是:碳酸钙;你认为,白色固体C还可能是:‎ ‎。‎ ‎ ‎ 解析:⑴Ca(OH2;CaCO3CaO+H2O=Ca(OH2;Ca(OH2+CO2=CaCO3↓+H2O ‎⑵放热①取适量块状固体B放入烧杯中,加入少量水,用手触摸烧杯外壁。②取适量块状固体B放入烧杯中,加入少量水,立即用温度计测定溶液温度的变化。③在试管中加入适量块状固体B,加入少量水,立即塞上带导管的单孔橡皮塞,同时将导管的另一端放入盛水的水槽中,观察导管口是否有气泡放出。④在试管中加入适量块状固体B,加入少量水,立即在试管口套上一只瘪气球,观察气球体积的变化。(其他合理答案也可 ‎⑶Ca(OH 的混合物;‎ ‎ ‎ ‎(实验方案中,只要答出操作要点即可;步骤①中只要答出滴加酚酞试液即可。其他合理方案也可 达标测试 ‎1.某同学想用实验证明FeCl3溶液显黄色不是Cl—离子造成的,下列实验无意义 ‎...的是(‎ A.观察KCl溶液没有颜色 B.向FeCl3溶液中滴加适量氢氧化钠溶液,振荡后静置,溶液黄色消失 C.FeCl3溶液中滴加适量无色硝酸银溶液,振荡后静置,溶液黄色未消失 D.加水稀释后FeCl3溶液黄色变浅 ‎2.你认为下列实验方案中,可行的是(‎ A.按溶解、过滤、蒸发的操作顺序可以分离CaCl2、CaCO3的混合物 B.向某未知溶液中加入AgNO3溶液,产生白色沉淀,证明溶液是盐酸 C.用磷在密闭容器中燃烧,除去密闭容器内空气中的氧气 D.将pH试纸润湿后,用玻璃棒蘸取食用白醋滴到试纸上,测定其pH ‎3.盐酸溶质是氯化氢气体(HCl。HCl是极易溶于水 ‎.....的无色气体。实验室 是将制得的 HCl 气体用水吸收，根据需要用水再稀释，可得不同浓度的盐酸。 下图左面的装置是制 HCl 的发生装置，右面四个装置是用来吸收 HCl 气体。其 吸收装置中犯有科学性错误的是 （ ） 4.金属铜和浓硝酸、稀硝酸反应的化学方程式如下： Cu + 4HNO3(浓 = Cu(NO32 + 2NO2↑+ 2H2O 3Cu + 8HNO3(稀 = 3Cu(NO32 + 2NO↑+ 4H2O 工业上用铜屑和浓硝酸为原料制取硝酸铜时，在实际生产中需要把浓硝酸用等 体积的水稀释。试回答： （1）从经济角度来分析，及稀硝酸而不用浓硝酸的原因是 ； （2）请你从经济和环保的角度来考滤设计制取硝酸铜的最适宜方法，作化 学方程式表示 。 5． 小明对妈妈杀鱼时从鱼肚内取出的鳔 （见下图） 产生了兴趣。 他拟定 “探 究鳔内气体体积和成分”作为研究性学习的课题。 小明通过查阅有关资料获知：这种鱼鳔内氧气约 占四分之一 其余主要为二氧化碳和氮气。探究分两步进行。 （1） 测量鳔内气体的体积。 小明设计了两种方法。 A：用医用注射器抽取鳔内气体，测量其体积。 B：在水下刺破鳔，用排水集气法收集鳔内气体并测量其体积（如图） 。 你认为其中测量结果不准确的一种方法是 ，理由 是 。与理由有关的化学方程式 是 。 （2）探究鳔内气体的成分。现有两集气瓶的鳔内气体，请你帮助小明设计 实验进行验证。 实验目的 验证鳔内含 O2 验证鳔内含 CO2 实验方法 实验现象 第 6 页 共 9 页 ‎ ‎6 ．某课外活动小组通过网上资料得知：废弃的定影液中含有一定量的 AgNO3。他们从摄影店收集到一些废弃的定影液，准备将其中的银以单质的形 式全部回收。于是，他们进行了以下的实验活动： (1【设计方案】①加入比银活泼的金属单质 ②除去金属混合物中的杂质； (2【小组讨论】①选择加入的金属。 甲同学认为：向定影液中加入过量的 ‎ 铜粉，则得到的金属混合物含有银和铜； 乙同学认为：向定影液中加入过量的 铁粉，则得到的金属混合物含有银和铁。你认为 同学的方案更合理， 其原因是 ，该方案的化学方程式为 。 ②除去银粉 中混有的金属应向金属混合物中加入的试剂是 ，化学方程式为 (3【进行实验】过程如下： ①废 弃定 影液 立 Ag+溶液 B 请回答： 操作 a 是 ， 需要用到的玻璃仪器有： 烧杯、 玻璃棒和 ； 溶液 B 中溶质的化学式为 。 (4【产品验证】请你设计一种简单方法验证得到的银中是否还含有铁粉， 方法是 。 7．坐落于扬州宝应的江苏宝胜集团是一家以生产电缆类产品为主的国家大 型企业。在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废料（如：零碎 电缆） 。某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况后，围绕“从含铜废料中回收 铜”提出了各自的看法。 甲同学根据已学知识，提出了一套回收方案： 含铜废料 在空气中灼 烧 ① 过滤 滤液 黑色固体及残留 物 加铁屑 ③ 足量稀硫酸、加 热 ② 蓝色溶液及不溶 过滤 物 红色粉末 金属 混 合物 + 溶液 A ②金 属 混合 物 浅绿色溶液及红色沉淀物 乙同学在查阅资料后得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸在 △ 溶液中发生反应（方程式为：2Cu + 2H2SO4 + O2 2CuSO4 + 2H2O） ，于 是他提出了另一套方案： 含铜废料 粉碎 过滤 碎铜、碎电缆皮、其他杂质 滤液 加铁屑 加入足量稀硫酸 通入空气并加 蓝色溶液及不溶物 过滤 红色粉末 热 浅绿色溶液及红色沉淀物 （1）甲方案的①②③三个步骤中，与铜或铜的化合物有关的化学反应方程 式分别是： ① ；② ； ③ 。 第 7 页 共 9 页 ‎ ‎（2）从环保角度对两套方案的不同部分进行比较，你认为 （填“甲” 或 “ 乙 ” ） 的 方 案 更 合 理 。 理 由 是： 。 （3）丙认为，无论是甲还是乙的方案，在“加铁屑”这一步时，应该加入 略过量的铁屑。你认为丙这么说的道理是： 。丁又提出了 疑问： “如果铁过量，剩余的铁会混在红色粉末中，该怎么处理呢？” 。请提出 你的想法： 。 （4）最后，老师肯定了同学们的积极思考，但同时指出：方案最后一步所 得浅绿色滤液结晶后，会得到一种俗称“绿矾”的工业产品，可增加经济效益。 请写出使“绿矾”结晶的两种可能方法： 、 （ “绿矾” 溶解度随温度升高而增大） ‎ ‎。如果直接排放掉滤液，不仅造成了浪费，还 会 。 （5）若上述方案所用的稀硫酸溶质质量分数为 36.8%，问每 1000mL98%的 浓硫酸（密度为 1.84g/mL）能配制出这种稀硫酸 g，需水 mL （ 水 的 密 度 为 1.0g/mL ） 。在实验室中稀释浓硫酸时，是如何操作 的： 。 △ （6）根据乙同学查出的方程式（2Cu + 2H2SO4 + O2 2CuSO4 + 2H2O） 计算： 如果 1000mL98%的浓硫酸 （密度为 1.84g/mL） 稀释后全部参加了反应 （假 设硫酸不和碎电缆皮、其他杂质反应） ，所能处理的废料中含纯铜多少克？（请 写出计算过程，结果精确到 0.1g。 ） 第 8 页 共 9 页 ‎ 参考答案： 1．D 2．A C 3．B 4． （ 1 ）制取等质 量的硝酸铜消耗的稀硝酸比浓硝酸少 加热 （2）2Cu + O2 2CuO CuO + 2HNO3 ＝ Cu(NO32 + H2O 5. （ 1 ）乙 鱼鳔中的 CO2 气体能溶于水，导致测量出的气体体积减少。 CO2+H2O=H2CO3 （2） 实验目的 验证鳔内含 O2 验证鳔内含 CO2 实验方法 将燃烧的木条放入集气瓶中 在集气瓶中加入少量石灰水，振 荡 实验现象 木条能继续燃烧，说明有 O2 有白色沉淀方生，表明有 CO2 6． (2① 乙 铁粉和银粉容易分离， (而铜粉和银粉不能分离或过量的铜与稀盐 酸不反应，最后得不到纯净的银 或 过量的铁能与稀盐酸反应而除去 或铁 粉比铜粉更易被除去 2AgNO3+Fe=Fe(NO32+2Ag ②(稀盐酸(或稀硫酸 Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ (或 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ (3过滤 漏斗 FeCl2(或 FeSO4 (4用磁铁接触，看银粉是否被磁铁吸引或取少量固体滴入稀盐酸或稀硫酸， 看是否有气泡放出 加热 7． （1）① 2Cu + O2 2CuO ； ② CuO + H2SO4 === CuSO4 + H2O ；③ Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 。 （2）乙 。甲方案第一步“灼烧”会产生污染空气的气体、粉尘、烟雾。 （关 键词： “污染空气” ） （3） “确保 CuSO4 用完”或“将 Cu 完全置换出来” ，其他类似说法均可。 将所得铜粉酸洗后再洗涤、干燥；或过滤前在加适量的酸以除去剩余 的铁粉。 （4）蒸发 、降温 。 水污染或环境污染。 （5）4900 ，3060 。将浓硫酸沿玻璃棒加入水中。 （6）1177.6g 第 9 页 共 9 页 ‎