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2024山东中考化学一轮复习
板块五 科学探究与化学实验
主题十四 实验方案的设计与评价
一、科学探究的基本环节和方法
1.（2019聊城3题2分）某同学在点燃蜡烛时，提出固体石蜡可能变成蒸气才能燃烧。
就此看法而言，应属于科学探究环节中的( )
B
A.提出问题 B.猜想与假设 C.进行实验 D.获得结论
2.实验室里有一瓶标签残缺的酸，为能立即确定它是否为盐酸，你认为下列做法合
理的是( )
C
A.猜想假设 B.查阅资料 C.进行实验 D.交流讨论
3.下表列举了法拉第《蜡烛的故事》中涉及的部分问题及对问题的回答，其中“对
问题的回答”属于“设计实验方案”的是( )
选项 问题 对问题的回答
A 吹灭蜡烛时产生的白烟是什 么？ 主要成分是烛油蒸气
B 火焰为什么向上？ 热气流上升，形成对流
C 火焰明亮的原因是什么？ 与火焰中的碳颗粒有关，碳颗粒会影响
火焰明亮程度
D 火焰不同部位温度高低如何比 较？ 用一张纸在火焰中心一掠，观察纸张的
变色情况
D
4.某化学兴趣小组在自制酸碱指示剂后，将其分别滴入酸、碱性溶液中试效果。这
一做法属于科学探究过程中的( )
C
A.猜想假设 B.查阅资料 C.实验 D.交流讨论
5.用科学方法认识和改造物质。只有正确认识了物质，才能合理地改造和应用物质。请你运用归纳/演绎、实验、比较/对比等科学方法认识氯化钠。
（1）用归纳/演绎法认识氯化钠的性质
已知下列反应： 、
。
①上述反应属于四种基本反应类型中的____________，运用______（填“归纳”或
“演绎”）
法得到这组反应发生的原因是__________________。
复分解反应
归纳
有氯化银沉淀生成
②由①中得到的规律可以推测“氯化钠溶液也能跟硝酸银溶液反应”，运用的是
_______（填“归纳”或“演绎”）法。
演绎
（2）用实验法认识氯化钠的性质
①要验证 中“氯化钠溶液也能跟硝酸银溶液反应”的推断，需要进行实验，实
验方法是________________________________________________________________
_____________________，反应的化学方程式是_ ______________________________。
把氯化钠溶液和硝酸银溶液混合，观察是否有沉淀生成，若有，则证明氯化钠能与硝酸银反应
②用实验法认识氯化钠溶液的酸碱性，其实验方法是__________________________
______________________________________________。
用玻璃棒蘸取少量氯化钠溶液滴在干燥的 试纸上，然后与标准比色卡相比较
（3）用比较/对比法认识氯化钠的性质比较是为了找出事物的相同
点，对比是为了找出事物的不同点。右图为氯化钠和硝酸钾的溶解
度曲线，通过比较/对比可以发现二者的相同点有_____（填字母，
下同），不同点有_____。
A.易溶物质 B.溶解度随温度变化的趋势
C.溶解度受温度影响的程度 D. 时饱和溶液的溶质质量分数
E. 时的溶解度
F. 饱和溶液降温到 析出晶体的质量
二、实验方案的设计与评价
类型一 实验目的评价
例1 （2023日照9题4分）下列四个对比实验设计不能达到目的的是( )
D
A.如图甲所示，探究 使紫色石蕊溶液变红的原因
B.如图乙所示，探究水是铁生锈的主要条件之一
C.如图丙所示，探究 的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一
D.如图丁所示，探究燃烧的条件之一是需要
[解析] 图甲所示，干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸条变色，可以使湿润
的紫色石蕊纸条变红色，说明 与水生成了一种酸性物质，使紫色石蕊纸条变
红；图乙所示，铁丝在干燥的条件下不生锈，在潮湿的条件下会生锈，可以探究水
是铁生锈的主要条件之一；图丙所示，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧得剧烈，说
明 的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一；图丁所示，白磷都不燃烧，无法探
究燃烧的条件。
例2 （多项）语言叙述类：下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验操作
A 除去 溶液中混有的少量 的 加入足量 粉，过滤
B 从过氧化氢溶液和二氧化锰制 氧气的残余固体中，分离得到 二氧化锰 取样、溶解、过滤、蒸发
C 鉴别涤纶和羊毛面料 分别取样灼烧、闻气味
D 证明 溶液部分变质 取少量样品加水溶解，先加入过量
溶液，产生白色沉淀，过滤后
向滤液中加入酚酞试液，酚酞变红
BD
6.（2022泰安17题2分）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是 ( )
序号 A B C D
实验 方案
实验 目的 探究铁生锈的 条件 探究蜡烛中是 否含有氧元素 探究不同溶剂中物质 溶解性强弱 测定空气中氧气的
含量
C
[解析] A中两支试管内的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈的条件；B中在火焰上方罩一个干冷烧杯，烧杯内壁出现水雾，说明生成了水，水是由氢元素和氧元素组成的，反应物氧气中含有氧元素，说明蜡烛中一定含有氢元素，无法确定是否含有氧元素；C中溶剂的种类不同，其他条件均相同，可探究不同溶剂中物质溶解性强弱，该实验能达到相应实验目的；D中少量的铜粉不能将装置内的氧气消耗完全，使测定结果偏小。
类型二 实验方案和过程评价
例3 语言叙述类：（2022济宁5题2分）对下面实验过程及实验现象的解释与评价，
错误的是( )
选项 实验过程及实验现象 解释与评价
A 品红在热水中比在冷水中扩散速度快 温度越高，分子运动速率越
大
B 过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰，迅速 产生大量气泡 二氧化锰能加快过氧化氢的
分解速率，为催化剂
C 收集满二氧化碳气体的塑料瓶，迅速倒入 一定量的水，密封、振荡，塑料瓶变瘪 二氧化碳能溶于水
D 氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸无明显现象 二者没有发生化学反应
D
例4 实验流程类：（2022菏泽13题4分）某学校在做铁和硫酸铜溶液反应实验时，
产生大量的含硫酸铜和硫酸亚铁的废液， 对水体和土壤危害很大。查阅资料
知，难溶性碱加热分解生成金属氧化物。某化学兴趣小组在探索铜离子转化路径时，
有两种转化为氧化铜的方案，流程如下：
方案一：&1&
方案二：&2&
（1）操作Ⅰ的名称是______。
（2）液体C中的溶质是__________________，用化学方程式表示反应②中滴加稀
硫酸的目的_ ________________________________。
过滤
硫酸钠和氢氧化钠
（3）请你表明对两个方案的观点并说明理由。
________________________________________________________________________
______________________。
方案一较好，最终能得到纯净的氧化铜，方案二得到的氧化铜中会混有铁的氧化物，不纯净（合理即可）
7.（2020日照10题3分）利用铜制备硫酸铜，设计了如下两个方案：
方案①： （浓）
方案②： ； （稀）
对比上述两个方案，若硫酸足量且不考虑铜的损耗，下列说法不正确的是( )
B
A.两个方案都需要加热
B.方案①中可以用稀硫酸代替浓硫酸
C.方案②中硫酸的利用率高，不会产生污染空气的二氧化硫
D.等质量的铜分别按两个方案制备，可获得等质量的硫酸铜
8.（2023临沂17题2分）下列实验方案不能达到目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 除去 中的 气体 通过足量灼热的氧化铜
B 鉴别 和 将燃着的木条分别伸入集气瓶中，观察现象
C 鉴别 固体和 固 体 分别加熟石灰混合研磨，闻气味
D 除去 中混有的少量 加水溶解，再加适量稀硫酸，蒸发结晶
D
[解析] 能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，符合除杂原则；将燃着的木
条分别伸入集气瓶中，能使燃着的木条燃烧更旺的是氧气，能使木条熄灭的是氮气；
分别加熟石灰混合研磨，产生有刺激性气味的是 固体，无明显气味的是
固体； 能与稀硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，引入新杂质硫酸钠。
类型三 实验创新设计评价
例5 （2023滨州二模）创新实验可以使现象更明显，操作更简单，减少环境污染等。
下面是某课外小组对教材实验进行的创新设计，有关说法不正确的是( )
B
A.实验A中可观察到石蕊、酚酞都变色，说明分子在不停地运动
B.实验B中向试管中加入氢氧化钠固体后，观察到 形管中的液面 高于
C.实验B中可观察到饱和澄清石灰水变浑浊，原因是温度升高，氢氧化钙溶解度变小
D.实验C中待试管冷却到室温，可观察到试管内液面最终上升至刻度1处
9.下列实验方案的创新设计既实现绿色环保又能达到实验目的的是( )
A
A.探究燃烧的条件
B.验证质量守恒定律
C.验证NaOH与稀盐酸反应是放热反应
D.探究Cu和Ag的金属活动性强弱
类型四 验证类实验方案的设计
例6 （2023枣庄模拟）2022年10月31日，长征五号B
遥四运载火箭成功将梦天实验舱送入预定轨道。金属
过氧化物等可用作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，
如过氧化钠 在常温下能与人呼出的二氧化碳
反应生成氧气，化学方程式为 。为了验证该反应
中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。
（1）A中发生反应的化学方程式为_ __________________________________。
（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是_____________________。如
果二氧化碳没有被完全吸收，造成的后果是____________________，你的改进方案
是________________________________________。
C中澄清石灰水变浑浊
收集到的氧气不纯净
在B和C之间加一套装有氢氧化钠溶液的装置
（3）D瓶收集到的气体是______，验满的操作是_____________________________
_____________________________。
（4）常温下水也能与 反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程
式_ ______________________________。
氧气
将带火星的小木条放在集气瓶口，若小木条复燃，则证明已集满
10.（2018济宁16（1）题5分）某研究性学习小组为验证“氨气还原氧化铜”的实验，认真查阅资料并做出以下准备。
资料准备：
Ⅰ.氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，极易溶于水，溶液呈碱性。
Ⅱ.氨气还原氧化铜的化学反应原理： 。
实验准备：
请回答：
（1）为达成“氨气还原氧化铜”的实验目的，装置A、B、D、 的正确连接顺序是
_____________（填字母）；
（2）装置A中发生反应的化学方程式是_____________________________________
______；
（3）装置B观察到的现象________________________，装置 的作用___________
_____________；
（4）将装置A产生的气体通入装置C中，石蕊试液浸泡的纸花变蓝色，原因是
_______________________________________________________。
A、D、B、
固体由黑色逐渐变成红色
吸收氨气，防止污染环境
氨气溶于水，形成氨水，氨水显碱性，能使紫色石蕊变蓝色
类型五 鉴别类实验方案的设计
例7 （2018济宁16（2）题改编6分）小凡同学利用氯化钡和氢氧化钠两种试剂，从硫酸钠、硫酸镁和氯化镁三瓶未贴标签的无色溶液中鉴别出硫酸镁溶液，设计并进行以下实验。请你补齐实验内容：
实验步骤 实验现象 实验结论
（1）取三支洁净的试管，分别倒入三 种无色溶液，然后滴加 ____________，振荡，观察现象 _________________ _________________ ______________ __________________
______
（2）____________________________ _________________________________ __________________________ _________________ _________________ ______________ __________________
__________________
______________
氯化钡溶液
两支试管中生成白色沉淀，一支试管中没有明显现象
没有明显现象的是氯化镁
取两支试管，分别倒入（1）中生成白色沉淀的两种溶液，滴加氢氧化钠溶液，振荡，观察现象
一支试管中出现白色沉淀，一支试管中没有明显现象
有白色沉淀生成的是硫酸镁，没有明显现象的是硫酸钠
【废物处理】已知 有毒，实验结束后，同学们将废液直接倒入了下水道，指
出这样做的后果：________________________。知道错误后，同学们在老师的建议
下，对废液进行了处理。
污染水源，造成药品浪费
11.现有 六瓶失去标签的溶液，分别为澄清石灰水、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、
碳酸钠溶液、硫酸钠溶液、稀盐酸。已知硫酸钠溶液呈中性。某同学进行如下实验：
（1）能从外观直接观察出来的溶液D为____________。
硫酸铜溶液
[解析] 硫酸铜溶液为蓝色，其余溶液为无色，故能从外观直接观察出来的溶液D为硫酸铜溶液。
（2）从剩余的五瓶溶液中取少量分别放入试管中，滴加2滴酚酞溶液后变成红色的
为A、C、 ；取A和C混合后产生白色沉淀，过滤，取滤液测得 ，向过滤
出的沉淀中加入B，无明显现象，加入 后沉淀溶解，则溶液B为____________；A
与C反应的化学方程式为_ ___________________________________。
硫酸钠溶液
[解析] 澄清石灰水（主要成分为氢氧化钙）、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液可以使
酚酞溶液变红，故A、C、 分别为澄清石灰水、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液中的
一种；其中氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀，故A与C分别为澄清石灰
水和碳酸钠溶液中的一种，则 为氢氧化钠溶液；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、
水和二氧化碳，故向过滤出的沉淀中加入B无明显现象，说明B为硫酸钠溶液；加
入 后沉淀溶解，说明 为稀盐酸。
（3）为继续鉴别 、C的成分，分别取A溶液和C溶
液于试管中，如图所示。
分别向试管中滴加稀盐酸，试管②中无明显现象，
证明C溶液为____________。实验结束后将试管①、
澄清石灰水
、
试管②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后无气泡产生，烧杯底部白色沉淀
明显增多，则试管①内溶液中的溶质为_______________（填化学式）；烧杯内的
溶液中一定有的溶质为______（填化学式）。
[解析] 氢氧化钙与稀盐酸反应生成氯化钙和水，反应过程中无明显现象；碳酸钠
和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应过程中有气泡产生；故分别向试管
中滴加稀盐酸，试管②中无明显现象，证明C溶液为澄清石灰水；实验结束后将试
管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后无气泡产生，烧杯底部白
色沉淀明显增多，证明稀盐酸无剩余，碳酸钠有剩余，氯化钠为生成物，故试管①
内溶液中的溶质为氯化钠和碳酸钠；烧杯内的溶液中一定有的溶质为 。
类型六 定量实验方案的设计
例8 甲、乙两个实验小组分别进行“测定 和 的混合物中 含量”
的实验。
（1）甲组：沉淀分析法
把一定量的样品溶解后加入过量的 ，然后将所得沉淀过滤、洗涤、烘干、称
量。发生反应的化学方程式为_ ________________________________。
（2）乙组：气体分析法把一定量的样品与足量盐酸反应后，用如图
装置测定产生的 气体的体积。参加反应的化学方程式为
_ ___________________________________。采用此装置测定的实验结
果不准确，原因是____________________________________________
_________________。
二氧化碳能溶于水，使测得气体体积不准确，造成实验结果不准确
（3）请你设计一个与甲、乙两组操作不同的实验方案，测定混合物中 的
含量。
方法：________________________________________________；用到的主要试剂：
______________________________________（至少2种）；用到的玻璃仪器：_____
_______________________（至少2件）。
用一定浓度的盐酸滴定一定量的混合物（合理即可）
一定浓度的盐酸、酚酞试液（合理即可）
胶头滴管、烧杯（合理即可）
12.（2023济宁19题改编4分）食用碱的主要成分
是 （常含有少量的 ）。某课外探究
小组为测定市售食用碱中 的含量，设计
了如图实验装置：
设计思路：用空气将装置B中生成的二氧化碳缓缓吹入装置D中，利用装置D的质
量变化测定食用碱中 的含量。
请结合实验装置和设计思路，回答下面问题：

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