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第16讲 实验方案的设计与评价
【中考考情分析】
实验方案的设计和评价是近年来中考试题的一种主要题型。
1．实验设计题考查的方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的结论。它包括物质的制备物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等实验方案的设计。
2．实验方案的评价包括实验原理的评价、方案设计的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
一、实验方案的设计
二、实验方案的评价
【考点一】实验方案的设计
1、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。
2、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
①根据某一主题，“发现问题”“提出猜想”“确定假设”；
②根据假设设计实验方案；
③通过实验收集证据或实验现象；
④作出假设是否成立的结论；
⑤对结论进行反思与评价。
【典例精讲】
1．（2021·福建中考真题）某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．对比①②③④，④的反应速率最慢
【答案】B
【解析】A、由图可知，①③除了温度不同，其它因素相同，且温度越高，二氧化碳浓度升高的越快，对比①③，温度越高，反应速率越快，不符合题意；B、②③温度和钙片的形状均不同，对比②③，无法得出反应物接触面积越小，反应速率越慢，符合题意；C、③④除了钙片的形状不同，其它因素相同，且粉末状钙片，二氧化碳的浓度升高的快，说明反应物接触面积越大，反应速率越快，不符合题意；D、由图可知，对比①②③④，④中二氧化碳的浓度升高的慢，反应速率最慢，不符合题意。故选B。
2．（2021·福建中考真题）下列实验方案不能达到目的的是（ ）
实验目的 实验方案
A 除去水中的异味和色素 用活性炭吸附
B 鉴别硬水和软水 取样，分别加入肥皂水，振荡
C 除去FeCl2溶液中的CuCl2杂质 加入过量的铁屑充分反应，过滤
D 检验久置的NaOH是否变质 取样，滴加酚酞溶液
【答案】D
【解析】A、活性炭具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，不符合题意；B、通常用肥皂水来区分硬水和软水，肥皂水在硬水中易起浮渣，在软水中泡沫较多，不符合题意；C、加入过量的铁屑充分反应，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，过滤，除去过量的铁和反应生成的铜，可除去杂质，不符合题意；D、氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠和碳酸钠均显碱性，均能使无色酚酞试液变红，故取样，滴加酚酞溶液，无法检验氢氧化钠是否变质，符合题意。故选D。
3．（2021·内蒙古中考真题）硫酸氢钠（NaHSO4）溶于水形成无色溶液，小明预测其化学性质并设计实验验证。下列有关说法不正确的是（ ）
A．依据Ba2+与反应生成BaSO4沉淀，预测 NaHSO4能与含Ba2+的盐反应
B．向 NaHSO4溶液中滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则证明 NaHSO4能与含Ba2+的盐反应
C．向少量NaOH溶液中滴入 NaHSO4溶液，通过观察溶液颜色的变化，验证 NaHSO4与碱反应的预测是否正确
D．向 NaHSO4溶液中滴入Na2CO3溶液，有气泡产生，证明 NaHSO4溶液呈酸性
【答案】C
【解析】A、钡离子能与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀，而NaHSO4溶液中也含硫酸根离子，故硫酸氢钠能与含钡离子的盐反应，不符合题意；B、向硫酸氢钠溶液中滴入氯化钡溶液，产生白色沉淀，而两种溶液中只有硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡白色沉淀，故说明硫酸氢钠能与含钡离子的盐反应，不符合题意；C、硫酸氢钠溶于水形成无色溶液，氢氧化钠溶液是无色溶液，向少量NaOH溶液中滴入 NaHSO4溶液，氢离子和氢氧根离子结合生成水，反应无溶液颜色变化，无法通过观察溶液颜色的变化，验证 NaHSO4与碱反应的预测是否正确，符合题意；D、向 NaHSO4溶液中滴入Na2CO3溶液，有气泡产生，证明 NaHSO4溶液呈酸性，碳酸钠和酸中的氢离子反应生成了二氧化碳，不符合题意。故选C。
4．（2021·广东中考真题）以下实验方案错误的是（ ）
选项 实验目的 实验方案
A 除去红墨水中的色素 过滤
B 区分O2和空气 将燃着的木条伸入集气瓶
C 区分真黄金与假黄金 放在空气中灼烧
D 比较Ag与Cu的活泼性 把洁净铜丝放入AgNO3中
【答案】A
【解析】A、过滤只能除去水中的不溶性杂质，不能除去红墨水中的色素，此实验方案错误；B、将燃着的木条伸入集气瓶，能使木条燃烧更旺的是氧气，能使木条正常燃烧的是空气，此实验方案正确；C、黄铜是铜锌合金，黄铜中的铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，放在空气中灼烧，颜色逐渐变黑的是黄铜，无明显现象的是黄金，此实验方案正确；D、把洁净铜丝放入AgNO3中，会观察到铜丝表面有白色金属生成，溶液由无色变成蓝色，所以，铜能置换出银，可用于比较Ag与Cu的活泼性，此实验方案正确。故选A。
5．（2021·吉林中考真题）下列对实验结果分析正确的是（ ）
A．测定空气里氧气含量时，若装置漏气，会导致测定结果偏高
B．除去粗盐中难溶性杂质的过程中，若蒸发时液体溅出，会导致产率偏低
C．验证质量守恒定律时，若不采用密闭装置，一定会导致反应前后质量总和不相等
D．配制一定溶质质量分数的溶液，若装瓶时洒出一部分，会导致溶质质量分数变小
【答案】B
【解析】A、测定空气里氧气含量时，若装置漏气，会导致冷却过程中外界空气会进入，使反应前后压强差减小，测定结果偏低，A错误；B、除去粗盐中难溶性杂质的过程中，若蒸发时液体溅出，液体中含有溶解的溶质，故会导致产率偏低，B正确；C、验证质量守恒定律时，若不采用密闭装置，不一定会导致反应前后质量总和不相等，无气体参加和生成的反应，不采用密闭装置，反应前后质量总和也相等，C错误；D、配制一定溶质质量分数的溶液，配好的溶液具有均一性，若装瓶时洒出一部分，不会改变溶质质量分数，D错误；故选B。
6．（2021·山东中考真题）为探究某块状固体的成分，小华做了如下图所示的实验，根据实验结果推理获得的结论不正确的是（ ）
A．由实验①中有气泡产生，可推断固体中肯定含有碳酸盐
B．由实验②中酚酞试液不变色，可推断固体中不含可溶性碱性物质
C．由实验③中有烧焦羽毛的气味，可推断固体中含有蛋白质
D．由实验②中酚酞试液不变色、实验④中试液变红色，可推断固体灼烧后生成新物质
【答案】A
【解析】A、实验①中有气泡产生，不能推断固体中肯定含有碳酸盐，因为活泼金属也能与醋酸反应生成气体，符合题意；B、无色酚酞试液遇碱变红，故由实验②中酚酞试液不变色，可推断固体中不含可溶性碱性物质，不符合题意；C、实验③中有烧焦羽毛的气味，可推断固体中含有蛋白质，不符合题意；D、由实验②中酚酞试液不变色、实验④中试液变红色，可推断固体灼烧后生成了能使酚酞变色的物质，生成了新物质，不符合题意。故选A。
7．（2021·宁夏中考真题）下列实验不能达到目的的是（ ）
A．探究空气与呼出气体中二氧化碳的多少 B．探究同种金属与不同种酸反应的速率（室温下） C．探究不同溶剂对物质溶解性的影响 （室温下） D．探究温度对分子运动快慢的影响
【答案】D
【解析】A、向空气和呼出的气体中倒入等量的澄清石灰水，变量只有气体的种类，可以探究空气与呼出气体中二氧化碳的多少，A不符合题意；B、向等体积的5%的稀盐酸和稀硫酸中加入等量的铁粉，变量只有酸的种类，可以探究同种金属与不同种酸反应的速率（室温下），B不符合题意；C、向10mL的食用油和水中加入3g食盐，变量只有溶剂的种类，可以探究不同溶剂对物质溶解性的影响（室温下），C不符合题意；D、向40mL20℃的酒精和40mL60℃的水中各滴一滴红墨水，变量有温度和溶剂的种类两个，不能探究温度对分子运动快慢的影响，D符合题意；故选D。
8．（2021·辽宁葫芦岛·中考真题）下列对有关实验的分析正确的是（ ）
A．粗盐中难溶性杂质的去除，氯化钠未完全溶解就过滤，对产率无影响
B．测定空气中氧气含量，装置气密性不好会导致测出的氧气体积分数偏大
C．配制6%的氯化钠溶液，量水时俯视读数，会导致溶液溶质质量分数偏小
D．用红磷在密闭容器中燃烧验证质量守恒定律，红磷量不足对实验结果无影响
【答案】D
【解析】A、粗盐中难溶性杂质的去除，氯化钠未完全溶解就过滤，会使获得精盐的质量偏小，产率偏低，不符合题意；B、测定空气中氧气含量，装置气密性不好，冷却至室温的过程中，外界空气进入，会导致测出的氧气体积分数偏小，不符合题意；C、配制6%的氯化钠溶液，量水时俯视读数，读取数值大于实际数值，会使溶剂质量偏小，溶液质量偏小，会导致溶液溶质质量分数偏大，不符合题意；D、用红磷在密闭容器中燃烧验证质量守恒定律，红磷量不足对实验结果无影响，因为化学反应前后，物质的总质量不变，符合题意。故选D。
9．（2021·郧西县店子镇初级中学九年级二模）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是（ ）
实验装置 序号 其他试剂 100s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【解析】A、铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确。B、干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确。
C、③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确。D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。故选D。
[方法归纳]
解答实验方案设计题的方法步骤:
①明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题目给的新信息。
②选择仪器药品——根据反应原理,选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
④记录现象数据——全面、及时而准确地记录实验过程中的数据和现象。
⑤分析得出结论——根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
【考点二】实验方案的评价
实验方案的评价
（1）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；
（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。
（3）实验方案评价的原则
①理论正确，设计方案一定要符合化学变化规律和实验原理；
②实验装置科学、优化、安全；
③操作可行、简便；
④合理严密；
⑤保护环境。
【典例精讲】
10．（2021·山东菏泽市·中考真题）下列实验操作不能达到实验目的的是（ ）
选项 实验目的 选择试剂 操作方法
A 鉴别氯化铵和氯化钾 熟石灰 取样，分别加入少量熟石灰，研磨闻气味
B 除去铜粉中的少量铁粉 稀盐酸 加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、烘干
C 从氯酸钾制取氧气的剩余固体中回收二氧化锰 水 溶解过滤、洗涤、烘干
D 检验碳酸钠溶液中是否含有氯化钠 稀盐酸 硝酸银 取样，先加入过量稀盐酸后，再滴加硝酸银溶液
【答案】D
【解析】A、氯化铵能与熟石灰反应生成氨气，具有刺激性气味，氯化钾和熟石灰不反应，可以取样，分别加入少量熟石灰，研磨闻气味，进行鉴别，不符合题意；B、铁能与稀盐酸反应，铜与稀盐酸不反应，可加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、烘干，得到铜，不符合题意；C、氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气，剩余固体中含氯化钾和二氧化锰，氯化钾溶于水，二氧化锰难溶于水，故可溶解、过滤、洗涤、干燥得到二氧化锰，不符合题意；D、取样，加入过量的稀盐酸，碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，除去碳酸钠，但是引入了氯离子，影响对氯化钠的检验，符合题意。故选D。
11．（2021·湖南岳阳市·中考真题）下列对比实验不能达到实验目的的是（ ）
A．区分软水与硬水 B．比较黄铜和铜的硬度
C．验证燃烧需要氧气 D．探究铁锈蚀的条件
【答案】C
【解析】A、硬水是含较多可溶性钙、镁矿物质的水；鉴别硬水和软水可以使用肥皂水，泡沫较少浮渣较多的是硬水，泡沫较多浮渣较少的是软水；正确；B、合金硬度大于成分金属，比较黄铜和铜的硬度可以通过相互刻画观察划痕情况比较，正确；C、红磷和白磷都和氧气接触，故不能验证燃烧需要氧气 ，错误；D、三支试管中现象分别为：生锈、不生锈、不生锈，对比说明铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，可以探究铁锈蚀的条件，正确。故选C。
12．（2021·湖南岳阳市·中考真题）下列实验的现象和结论均正确的是（ ）
CO2溶解性实验 ②电解水实验
③探究盐酸与氢氧化钠溶液是否反应 ④用小木棍蘸少量的浓硫酸
选项 现象 结论
A ①中软塑料瓶变瘪 二氧化碳与水反应
B ②中试管内有氢气、氧气产生 水由氢元素和氧元素组成
C ③中试管内溶液由蓝色变为红色 盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应
D ④中小木棍上蘸有浓硫酸的部位变黑 浓硫酸具有腐蚀性
【答案】B
【解析】A、①中软塑料瓶变瘪也有可能是二氧化碳溶于水导致的，不能说明二氧化碳是否与水反应，故A错误；B、②中试管内水通电时有氢气、氧气产生，说明水由氢元素和氧元素组成，故B正确；C、酚酞试剂遇碱变红，③中试管内溶液由红色变为无色，说明盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应，故C错误；D、浓硫酸具有脱水性，能够使物质发生碳化，故④中小木棍上蘸有浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸具有脱水性，故D错误；故选B。
13．（2021·山西中考真题）设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。下图所示，当把胶头滴管内液体全部滴入试管中时，能达到实验目的的是（ ）
A．验证分子运动 B．处理酸性废水
C．证明反应发生 D．验证质量守恒定律
【答案】A
【解析】A、浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子不断运动，当运动到沾有酚酞溶液的纸条上时，氨气溶于水形成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞试液变红，可以验证分子运动，符合题意；B、氢氧化钾能与稀硫酸反应生成硫酸钾和水，氢氧化钾过量，溶液又变为碱性，不符合题意；C、铜与氯化亚铁不反应，无明显现象，无法证明反应发生，不符合题意；D、硝酸钾和硝酸银不反应，无法验证质量守恒定律，不符合题意。
故选A。
14．（2021·云南中考真题）下列实验方案错误的是（ ）
A．探究NH4NO3溶解时的温度变化 B．配制一定溶质质量分数的NaCl溶液
C．验证木炭的还原性 D．探究铁生锈的条件
【答案】B
【解析】A、烧杯中放入温度计，随着硝酸铵的溶解，溶液温度改变，可以通过温度计时时观察体系温度变化，方案正确，不符合题意；B、配制一定质量分数的氯化钠溶液，首先取用、左物右码称量，用量筒量取溶剂，但量筒不能用于配制溶液，物质溶解过程中常常有能量变化，可能损坏量筒，比如稀释浓 硫酸 ，放出的大量热容易使量筒炸裂，量筒的口径小，不方便搅拌，所以量筒不能用来配制溶液，方案错误，符合题意；C、碳与氧化铜加热时反应生成铜单质和二氧化碳，而生成的二氧化碳又能使得澄清石灰水变混浊，氧化铁还原为铜单质的过程也伴随着颜色变化，黑色到紫红色，现象明显，方案正确，不符合题意；D、从左至右，试管一铁钉生锈，试管二、三不生锈，试管二因为缺乏氧气而不生锈，试管三因为缺乏水而不生锈，实验做到控制变量、互为对照，方案正确，不符合题意。故选B。
15．（2021·湖北宜昌市·中考真题）下列实验设计能达到实验目的的是（ ）
选项 A B C D
实验设计
实验目的 探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关 探究蜡烛中是否含有氧元素 探究可燃物燃烧是否需要氧气 探究二氧化碳能否与水反应
【答案】A
【解析】A、图中溶剂种类不同，其它因素相同，可以探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关，符合题意；B、在燃着的蜡烛上方罩一个干冷烧杯，有水雾出现，说明蜡烛燃烧生成了水，说明蜡烛中含有氢元素，不能说明含氧元素，氧元素可能来自于氧气，不符合题意；C、铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，不能说明燃烧需要氧气，不符合题意；D、将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液变红，不能说明二氧化碳与水发生了反应，还应设计对照实验证明二氧化碳不能使紫色石蕊试液变红，不符合题意。故选A。
16．（2021·山西晋中市·中考真题）设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。下图所示，当把胶头滴管内液体全部滴入试管中时，能达到实验目的的是（ ）
A．检验铵根离子 B．处理酸性废水
C．检验气体成分 D．证明反应发生
【答案】A
【解析】A、硝酸铵属于铵态氮肥，能与碱性物质反应生成氨气，氨气能与水反应生成氨水，氨水显碱性，能使无色酚酞试液变红，可以检验铵根离子，符合题意；B、氢氧化钾和硫酸反应生成了硫酸钾和水，氢氧化钾过量，又导致废水显碱性，不符合题意；C、小苏打是碳酸氢钠的俗称，碳酸氢钠和食醋反应生成醋酸钠、二氧化碳和水，无法检验气体成分，不符合题意；D、硝酸钾和氯化铁不能生成沉淀、气体和水，不能反应，无法证明反应发生，不符合题意。故选A。
17．（2021·山东枣庄市·中考真题）下列图示实验中，不能达到目的的是（ ）
A．探究CO2与NaOH能否发生反应 B．用硝酸钾和水验证质量守恒定律
C．探究燃烧的条件——温度达到着火点 D．验证浓硫酸溶于水放热
【答案】B
【解析】A、二氧化碳和氢氧化钠反应、溶于水和水反应，通过对比实验，盛有氢氧化钠溶液的塑料瓶变得更扁，说明CO2与NaOH能发生反应，正确；B、硝酸钾和水不反应，不能用来验证质量守恒定律，错误；
C、干棉球燃烧；湿润的棉球中水蒸发使温度降低棉球不燃烧；对比实验可以探究燃烧的条件需要温度达到着火点，正确；D、验证浓硫酸溶于水放热，装置中气体膨胀，压强变大，U型管左侧液面下降，右侧液面上升，能验证，正确。故选B。
18．（2021·湖南株洲市·中考真题）下列实验操作或用途与分析均正确的是（ ）
操作或用途 分析
A 区分蒸馏水与氯化钠溶液两种试剂，可以直接品尝味道 氯化钠是食盐的主要成分，有咸味
B 某新购品牌鞋中放置装有生石灰的小纸袋 生石灰作干燥剂
C 在试管中加入5mL水、几滴植物油和4-5滴洗涤剂，振荡得到乳状浑浊的液体，静置后分层 油与水不互溶
D 酶是生物催化剂，一般是高温条件下进行催化 温度越高，催化效果越好
【答案】B
【解析】A、氯化钠是食盐的主要成分，有咸味，但是实验室不能品尝任何药品的味道，防止发生危险，不符合题意；B、某新购品牌鞋中放置装有生石灰的小纸袋，是因为生石灰能与水反应生成氢氧化钙，可作干燥剂，符合题意；C、在试管中加入5mL水、几滴植物油和4-5滴洗涤剂，振荡得到乳状浑浊的液体，静置后不分层，因为洗涤剂中的乳化剂能将油滴乳化为细小油滴，均匀分散在水中，不符合题意；D、酶是生物催化剂，一般是高温条件下进行催化，但是温度过高，酶会变性，催化效果降低，不符合题意。故选B。
19．（2021·天津中考真题）下列选项中，对相应实验的描述正确的是（ ）
A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．铁能在氧气中燃烧
C．红磷的着火点比白磷的低 D．用于除去二氧化碳中的水蒸气
【答案】B
【解析】A、将干而冷的烧杯罩在点燃的甲烷火焰上，烧杯内壁会出现水雾，只能证明甲烷燃烧生成了水，而不能证明产生了二氧化碳，故选项错误；B、根据图中的现象，火星四射、有黑色固体生成，说明铁能在氧气中燃烧，该选项正确；C、从实验可以看出，白磷燃烧而红磷未燃烧，说明白磷的着火点比红磷低，故该选项错误；D、混合气体通入到足量的石灰水中，并不能除去二氧化碳中的水蒸气，会除掉二氧化碳，故该选项错误；故选择B。
20. （2022·广东·惠州市大亚湾金澳中英文学校九年级期末检测卷）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
选 项 实验操作和现象 结论
A 将铁钉放CuSO4溶液中，铁钉表面析出红色物质 Fe的金属活动性比Cu强
B 将燃着的木条伸入集气瓶中，木条熄灭 瓶中气体为CO2
C 将某布料置于酒精灯火焰上灼烧，闻到烧焦羽毛的气味 该布料中不含蛋白质
D 向某水样中加入适量皂水，振荡，产生白色的垢状物 该水样为软水
【答案】A
【解析】A、金属活动性强的金属能将金属活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，将铁钉放CuSO4溶液中，铁钉表面析出红色物质，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁将铜从其盐溶液中置换出来，说明铁的活泼性比铜强，A选项实验操作和现象所得到的结论正确，符合题意；B、将燃着的木条伸入集气瓶中，木条熄灭，说明集气瓶中的气体不燃烧也不支持燃烧，则该气体可能是二氧化碳，也可能是其他不燃烧也不支持燃烧的气体，例如氮气等，B选项根据实验现象所得到的结论不正确，不符合题意；C、蛋白质在火焰上灼烧具有烧焦羽毛的气味，将某布料置于酒精灯火焰上灼烧，闻到烧焦羽毛的气味，说明该布料中含有蛋白质，C选项根据实验现象所得到的结论不正确，不符合题意；D、肥皂水加入到硬水中产生大量浮渣，泡沫少，加入到软水中产生大量的泡沫，向某水样中加入适量皂水，振荡，产生白色的垢状物，说明该水样为硬水，D选项根据实验现象所得到的结论不正确，不符合题意。故选A。
21．（2020广东广州）下列实验中，根据实验现象可得到相应结论的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 将AgNO3溶液和Cu（NO3）2溶液分别加入两支装有铁钉的试管中 铁钉表面分别有灰黑色固体和红色固体析出 金属活动性由强到弱：Fe>Cu>Ag
B 用拇指堵住收集了CH4的试管口，靠近火焰，移开拇指点火 发出尖锐爆鸣声 试管中CH4不纯
C 在螺旋状细铁丝下端系一根火柴，点燃火柴至快燃尽时，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中 铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 加热时铁丝可在氧气中迅速反应生成铁锈
D 点燃某无色气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠 该无色气体为氢气
【答案】B
【解析】A、将AgNO3溶液和Cu（NO3）2溶液分别加入两支装有铁钉的试管中，铁钉表面分别有灰黑色固体和红色固体析出，说明铁分别与硝酸银和硝酸铜反应生成了银和铜，在金属活动性顺序里，铁比铜、银活泼，但是无法验证铜、银的金属活动性顺序，不符合题意；B、甲烷具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火容易发生爆炸，故点燃前，需要验纯，用拇指堵住收集了CH4的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，发出尖锐爆鸣声，说明试管中CH4不纯，符合题意；C、铁丝燃烧生成的黑色固体是四氧化三铁，不是氧化铁，故加热时铁丝在氧气中迅速反应生成的不是铁锈，不符合题意；D、点燃某无色气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠，该无色气体不一定为氢气，还可能是甲烷，不符合题意。故选B。
[方法归纳]
(1)实验方案的评价不是简单的“对与错”的问题，还要分析实验方案的合理性、可行性、可操作性，是否经济、节约。
(2)绿色化学是化学学科的发展方向，一些实验的设计是否可行，不仅要注意目的是否能够达成，还要注意环境保护等问题。第16讲 实验方案的设计与评价
【中考考情分析】
实验方案的设计和评价是近年来中考试题的一种主要题型。
1．实验设计题考查的方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产生活、环境保护的实际去发现并提出问题，设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的结论。它包括物质的制备物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等实验方案的设计。
2．实验方案的评价包括实验原理的评价、方案设计的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。
一、实验方案的设计
二、实验方案的评价
【考点一】实验方案的设计
1、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。
2、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
①根据某一主题，“发现问题”“提出猜想”“确定假设”；
②根据假设设计实验方案；
③通过实验收集证据或实验现象；
④作出假设是否成立的结论；
⑤对结论进行反思与评价。
【典例精讲】
1．（2021·福建中考真题）某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素，使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验，分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象，下列实验结果的分析，错误的是（ ）
A．对比①③，温度越高，反应速率越快
B．对比②③，反应物接触面积越小，反应速率越慢
C．对比③④，反应物接触面积越大，反应速率越快
D．对比①②③④，④的反应速率最慢
2．（2021·福建中考真题）下列实验方案不能达到目的的是（ ）
实验目的 实验方案
A 除去水中的异味和色素 用活性炭吸附
B 鉴别硬水和软水 取样，分别加入肥皂水，振荡
C 除去FeCl2溶液中的CuCl2杂质 加入过量的铁屑充分反应，过滤
D 检验久置的NaOH是否变质 取样，滴加酚酞溶液
3．（2021·内蒙古中考真题）硫酸氢钠（NaHSO4）溶于水形成无色溶液，小明预测其化学性质并设计实验验证。下列有关说法不正确的是（ ）
A．依据Ba2+与反应生成BaSO4沉淀，预测 NaHSO4能与含Ba2+的盐反应
B．向 NaHSO4溶液中滴入BaCl2溶液，若有白色沉淀生成，则证明 NaHSO4能与含Ba2+的盐反应
C．向少量NaOH溶液中滴入 NaHSO4溶液，通过观察溶液颜色的变化，验证 NaHSO4与碱反应的预测是否正确
D．向 NaHSO4溶液中滴入Na2CO3溶液，有气泡产生，证明 NaHSO4溶液呈酸性
4．（2021·广东中考真题）以下实验方案错误的是（ ）
选项 实验目的 实验方案
A 除去红墨水中的色素 过滤
B 区分O2和空气 将燃着的木条伸入集气瓶
C 区分真黄金与假黄金 放在空气中灼烧
D 比较Ag与Cu的活泼性 把洁净铜丝放入AgNO3中
5．（2021·吉林中考真题）下列对实验结果分析正确的是（ ）
A．测定空气里氧气含量时，若装置漏气，会导致测定结果偏高
B．除去粗盐中难溶性杂质的过程中，若蒸发时液体溅出，会导致产率偏低
C．验证质量守恒定律时，若不采用密闭装置，一定会导致反应前后质量总和不相等
D．配制一定溶质质量分数的溶液，若装瓶时洒出一部分，会导致溶质质量分数变小
6．（2021·山东中考真题）为探究某块状固体的成分，小华做了如下图所示的实验，根据实验结果推理获得的结论不正确的是（ ）
A．由实验①中有气泡产生，可推断固体中肯定含有碳酸盐
B．由实验②中酚酞试液不变色，可推断固体中不含可溶性碱性物质
C．由实验③中有烧焦羽毛的气味，可推断固体中含有蛋白质
D．由实验②中酚酞试液不变色、实验④中试液变红色，可推断固体灼烧后生成新物质
7．（2021·宁夏中考真题）下列实验不能达到目的的是（ ）
A．探究空气与呼出气体中二氧化碳的多少 B．探究同种金属与不同种酸反应的速率（室温下） C．探究不同溶剂对物质溶解性的影响 （室温下） D．探究温度对分子运动快慢的影响
8．（2021·辽宁葫芦岛·中考真题）下列对有关实验的分析正确的是（ ）
A．粗盐中难溶性杂质的去除，氯化钠未完全溶解就过滤，对产率无影响
B．测定空气中氧气含量，装置气密性不好会导致测出的氧气体积分数偏大
C．配制6%的氯化钠溶液，量水时俯视读数，会导致溶液溶质质量分数偏小
D．用红磷在密闭容器中燃烧验证质量守恒定律，红磷量不足对实验结果无影响
9．（2021·郧西县店子镇初级中学九年级二模）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下、下列分析不正确的是（ ）
实验装置 序号 其他试剂 100s时O2的含量
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
[方法归纳]
解答实验方案设计题的方法步骤:
①明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题目给的新信息。
②选择仪器药品——根据反应原理,选择合理的化学仪器和药品。
③设计装置步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
④记录现象数据——全面、及时而准确地记录实验过程中的数据和现象。
⑤分析得出结论——根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
【考点二】实验方案的评价
实验方案的评价
（1）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；
（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。
（3）实验方案评价的原则
①理论正确，设计方案一定要符合化学变化规律和实验原理；
②实验装置科学、优化、安全；
③操作可行、简便；
④合理严密；
⑤保护环境。
【典例精讲】
10．（2021·山东菏泽市·中考真题）下列实验操作不能达到实验目的的是（ ）
选项 实验目的 选择试剂 操作方法
A 鉴别氯化铵和氯化钾 熟石灰 取样，分别加入少量熟石灰，研磨闻气味
B 除去铜粉中的少量铁粉 稀盐酸 加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、烘干
C 从氯酸钾制取氧气的剩余固体中回收二氧化锰 水 溶解过滤、洗涤、烘干
D 检验碳酸钠溶液中是否含有氯化钠 稀盐酸 硝酸银 取样，先加入过量稀盐酸后，再滴加硝酸银溶液
11．（2021·湖南岳阳市·中考真题）下列对比实验不能达到实验目的的是（ ）
A．区分软水与硬水 B．比较黄铜和铜的硬度
C．验证燃烧需要氧气 D．探究铁锈蚀的条件
12．（2021·湖南岳阳市·中考真题）下列实验的现象和结论均正确的是（ ）
CO2溶解性实验 ②电解水实验
③探究盐酸与氢氧化钠溶液是否反应 ④用小木棍蘸少量的浓硫酸
选项 现象 结论
A ①中软塑料瓶变瘪 二氧化碳与水反应
B ②中试管内有氢气、氧气产生 水由氢元素和氧元素组成
C ③中试管内溶液由蓝色变为红色 盐酸与氢氧化钠溶液发生了反应
D ④中小木棍上蘸有浓硫酸的部位变黑 浓硫酸具有腐蚀性
13．（2021·山西中考真题）设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。下图所示，当把胶头滴管内液体全部滴入试管中时，能达到实验目的的是（ ）
A．验证分子运动 B．处理酸性废水
C．证明反应发生 D．验证质量守恒定律
14．（2021·云南中考真题）下列实验方案错误的是（ ）
A．探究NH4NO3溶解时的温度变化 B．配制一定溶质质量分数的NaCl溶液
C．验证木炭的还原性 D．探究铁生锈的条件
15．（2021·湖北宜昌市·中考真题）下列实验设计能达到实验目的的是（ ）
选项 A B C D
实验设计
实验目的 探究碘的溶解性是否与溶剂种类有关 探究蜡烛中是否含有氧元素 探究可燃物燃烧是否需要氧气 探究二氧化碳能否与水反应
16．（2021·山西晋中市·中考真题）设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题，是化学独特的学科思想。下图所示，当把胶头滴管内液体全部滴入试管中时，能达到实验目的的是（ ）
A．检验铵根离子 B．处理酸性废水
C．检验气体成分 D．证明反应发生
17．（2021·山东枣庄市·中考真题）下列图示实验中，不能达到目的的是（ ）
A．探究CO2与NaOH能否发生反应 B．用硝酸钾和水验证质量守恒定律
C．探究燃烧的条件——温度达到着火点 D．验证浓硫酸溶于水放热
18．（2021·湖南株洲市·中考真题）下列实验操作或用途与分析均正确的是（ ）
操作或用途 分析
A 区分蒸馏水与氯化钠溶液两种试剂，可以直接品尝味道 氯化钠是食盐的主要成分，有咸味
B 某新购品牌鞋中放置装有生石灰的小纸袋 生石灰作干燥剂
C 在试管中加入5mL水、几滴植物油和4-5滴洗涤剂，振荡得到乳状浑浊的液体，静置后分层 油与水不互溶
D 酶是生物催化剂，一般是高温条件下进行催化 温度越高，催化效果越好
19．（2021·天津中考真题）下列选项中，对相应实验的描述正确的是（ ）
A．甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B．铁能在氧气中燃烧
C．红磷的着火点比白磷的低 D．用于除去二氧化碳中的水蒸气
20. （2022·广东·惠州市大亚湾金澳中英文学校九年级期末检测卷）根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是（ ）
选 项 实验操作和现象 结论
A 将铁钉放CuSO4溶液中，铁钉表面析出红色物质 Fe的金属活动性比Cu强
B 将燃着的木条伸入集气瓶中，木条熄灭 瓶中气体为CO2
C 将某布料置于酒精灯火焰上灼烧，闻到烧焦羽毛的气味 该布料中不含蛋白质
D 向某水样中加入适量皂水，振荡，产生白色的垢状物 该水样为软水
21．（2020广东广州）下列实验中，根据实验现象可得到相应结论的是（ ）
选项 实验操作 现象 结论
A 将AgNO3溶液和Cu（NO3）2溶液分别加入两支装有铁钉的试管中 铁钉表面分别有灰黑色固体和红色固体析出 金属活动性由强到弱：Fe>Cu>Ag
B 用拇指堵住收集了CH4的试管口，靠近火焰，移开拇指点火 发出尖锐爆鸣声 试管中CH4不纯
C 在螺旋状细铁丝下端系一根火柴，点燃火柴至快燃尽时，将铁丝插入盛有氧气的集气瓶中 铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体 加热时铁丝可在氧气中迅速反应生成铁锈
D 点燃某无色气体，在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯 产生淡蓝色火焰，烧杯内壁有水珠 该无色气体为氢气
[方法归纳]
(1)实验方案的评价不是简单的“对与错”的问题，还要分析实验方案的合理性、可行性、可操作性，是否经济、节约。
(2)绿色化学是化学学科的发展方向，一些实验的设计是否可行，不仅要注意目的是否能够达成，还要注意环境保护等问题。

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