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实验方案的设计与评价
一、思路方法
1．实验方案设计的思路
（1）明确目的和原理：明确实验目的，弄清题目要求和所提供的信息。
（2）选择仪器和药品：根据题目要求自选或从指定范围能选择所需仪器和药品。
（3）设计装置和步骤：设计合理的实验装置和操作步骤，如检验或鉴别等需要取样、控制哪些变量做对比实验等。
（4）记录现象和数据：全面及时并准确记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得到结论：根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等得出正确的结论。
2． 实验方案设计的原则
（1）科学性：实验原理、实验操作程序和方法应该是正确的。
（2）安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。
（3）可行性：实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。
（4）简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。
3．设计方案时注意事项
（1）实验操作顺序
装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
（2）加热操作的先后顺序
若气体制取实验需加热，应先预热气体发生装置，再给实验中需要加热的物质加热，用得到的气体排出装置中的空气。如实验室用KClO3制取O2。熄灭酒精灯的顺序则相反。
（3）仪器选用及连接顺序
所给仪器是全用还是选用，是否可重复使用；是否有除杂和尾气处理装置；安装顺序由下而上、从左到右、先除杂后干燥、万能瓶洗气“长进短出半瓶水”、干燥管“大头进小头出”等。
4．最佳实验方案的选择原则
几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。
5．实验方案的评价原则
（1）原理正确。设计实验方案要根据化学变化规律和化学实验原理，确保理论上科学合理。
如：实验室制取氧气时，选择的药品中一定要含氧元素，经过化学变化能制出氧气。
（2）操作可行。设计实验方案，特别是实验操作确实具有可操作性、操作是否达到目的。
如：制取二氧化碳的方法有多种，如果将木炭放入充满氧气的集气瓶中燃烧，确实能生成二氧化碳，但不便于操作，无法控制反应物的量，也不便于收集。
（3）装置简单。设计实验时，如果能用多套实验装置进行操作，在条件允许的前提下，应选择最简单的实验装置，选择最简便的实验步骤。
如：实验室制取氧气，可以用高锰酸钾，也可以用过氧化氢跟二氧化锰(作催化剂)，最好选择过氧化氢跟二氧化锰，因为其装置简单、操作简便。
（4）经济合理。原料一般要求廉价、易得。
（5）安全环保。进行实验所选药品尽量无毒，实验过程要安全且不造成环境污染。
（6）结论是否严谨。得出的结论要注意排除干扰因素。如向装满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入氢氧化钠溶液，瓶子变瘪，证明“二氧化碳能与氢氧化钠反应”。该结论不严谨，氢氧化钠溶液中有水，二氧化碳也能与水反应，故软塑料瓶变瘪不能证明二氧化碳与氢氧化钠反应，需要用等体积的水做对比实验。
二、解题步骤
1．实验设计的基本步骤
（1）认真审题，把握实验目的、要求。
（2）明确仪器和药品是自选还是从题给范围内选择。
（3）根据现有的仪器和药品设计相应的实验，并选好仪器和药品。
（4）依据选择的仪器和药品，完成仪器的组装和相关实验操作，要控制的变量需考虑周全。
（5）及时详细记录实验现象。
（6）得出结论。
2．实验方案评价步骤
（1）判断原理是否科学合理。
（2）判断是否具有可操作性、操作是否达到目的。
（3）判断装置是否合理、简单，是否有不合理的地方，判断实验步骤的顺序是否颠倒。
（4）判断经济合理，原料一般要求廉价、易得。
（5）判断安全环保，实验所选药品是否要安全隐患，是否造成环境污染。
（6）结论是否严谨。得出的结论要注意排除干扰因素。
三、解题模型
1.实验方案设计
类型1实验目的的设计
验证Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱：用Fe、Cu、Ag和稀盐酸进行实验能否达到目的？
类型2实验报告的填写
设计实验证明甲醇中含有碳元素，并完成实验报告。
实验步骤 实验现象 结论
甲醇中含有碳元素
类型3实验方案的完整设计
设计实验验证某工业流程中得到的精盐溶液中存在硫酸根离子：
2. 实验方案评价
类型5对实验原理及实验方案的评价
下列关于“氢氧化钠溶液中哪种粒子使紫色石蕊试液变蓝色”的探究实验设计中，不合理的是 D
A．
B．
C．；
D．；
类型6实验装置的评价
用验证质量守恒定律，
类型7实验操作的评价
将pH试纸润湿后，用玻璃棒蘸取食用白醋涂在试纸上，测定其pH。
类型8结论分析的评价
小牛利用下图微型实验装置进行实验，该实验只能探究可燃物燃烧的一个条件。
01 设计实验达到实验目的
1．（2024·河南商丘·一模）下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中少量的CO 在氧气中点燃
B 检验生石灰中是否有熟石灰 取样，加水溶解，滴加酚酞溶液
C 除去KCl中混有的MnO2 加水溶解，过滤，将滤液蒸发结晶
D 鉴别NH4Cl和(NH4)2SO4 分别加入熟石灰，研磨，闻气味
A．A B．B C．C D．D
02 设计实验并描述实验过程
2．（2023·江苏南通·中考真题）学习小组制取CO2和SO2，并探究其水溶液的性质。

Ⅰ.制取CO2和SO2
在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。
(1)利用该装置制取CO2的化学反应方程式为 。
(2)不能用排水法收集SO2的理由是 。
Ⅱ.探究CO2和SO2水溶液的性质
(3)在通风橱中分别向100 mL H2O中通入CO2和SO2至饱和，用pH计测定饱和溶液pH，静置2h后，再次读取溶液pH。结果如下表所示。
饱和溶液pH 静置2h后溶液pH
CO2水溶液 3.94 4.12
SO2水溶液 0.88 0.79
①测定pH最简便的方法是使用pH试纸，操作时玻璃棒的作用是 （填字母）。
A．搅拌 B．引流 C．蘸取溶液
②静置2h后，CO2水溶液酸性 （填“增强”或“减弱”）。
③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确，并说明理由： 。
(4)取静置后的SO2水溶液于试管中，向其中滴加过量Ba(OH)2溶液，有沉淀产生。
【提出问题】该沉淀是什么
【查阅资料】
①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。
②BaSO3和BaSO4都难溶于水。
③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸。
【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。
【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程（包括操作和现象）： 。（实验中须使用的试剂：10%的盐酸）
(5)煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%，比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有 （写一条）。
(6)酸雨对环境的影响因地区地质而异。图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是 。
03 原实验方案的漏洞分析与重新设计
3．（2023·四川雅安·中考真题）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】（1）灰黑色“外衣”中含有
（2）无水遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一：
猜想二：和水蒸气
猜想三：、水蒸气和气体
(1)猜想三中有气体的理由是 。
【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）

(2)B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有 ，写出有关的化学方程式 。
(3)C装置的作用是 。
(4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑，理由是 。
(5)若颠倒装置和C装置的安装顺序， （填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是 。
【反思与评价】
(6)从安全角度考虑，你认为实验时应注意 。
04 实验方案的可行性评价
4．下列实验方案中，能达到实验目的的是
A．测空气中氧气的含量
B．证明CO2能与水反应
C．验证质量守恒定律
D．探究不同催化剂的催化效果
05 实验方案的经济效益评价
5．（2023扬州模拟）如图是CO2的制取和性质探究实验的数型一体化装置图，该装置的气密性良好，挤压滴管反应一段时间(CO2能与氢氧化钠溶液反应)，下列说法错误的是
A．1处紫色石蕊溶液变红
B．2处澄清石灰水无现象
C．使用该微型装置进行实验，可以节约实验药品
D．若塞住微型集气瓶上口，稀氢氧化钠溶液可能被吸进微型集气瓶中
06 实验方案的环保性评价
6.（2023·南通一模）甲、乙、丙是进行可燃物燃烧的三个探究实验。下列说法不正确的是
A．实验甲中只有铜片上的白磷燃烧，可以得出燃烧的条件
B．实验乙改进的目的是吸收产生的五氧化二磷，防止污染空气
C．实验丙中①能燃烧而②不燃烧的原因是酒精灯火焰的温度低于纸片的着火点
D．上述三个实验均采用控制变量法的实验思想
1．【新素材——流程中的微观示意图】（2023·山东潍坊·二模）从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质(主要有、、和不溶性杂质(泥沙等)，必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。某兴趣小组将粗盐加水溶解后，按如图所示进行了粗盐提纯的实验探究，请你帮他们分析并回答下列问题：

(1)实验室除粗盐中难溶性杂质的一般步骤是：溶解、过滤、 、计算产率。
(2)欲除去粗盐中的，步骤①中加入的试剂是 (填化学式)。步骤②中加入过量的NaOH是为了除去悬浊液中的 (填离子符号)。
(3)步骤③中加入过量的溶液能除去粗盐中的，其反应的化学方程式为 。
(4)步骤④中加入适量的盐酸，将溶液的pH调为7的原因是 。
(5)最后经过蒸发结晶即得到较为纯净的氯化钠晶体。兴趣小组为探究加入水的量对实验效率和精盐产率的影响，进行了三组实验：
实验组号 粗盐的质量 加入水的量 加热至大量固体析出的时间 精盐的质量 计算精盐产率
第1组 5g 10mL 5min 3.6g 72%
第2组 5g 15mL 7min 4.2g 84%
第3组 5g 20mL 12min 4.2g X%
第3组精盐产率X%= %，根据表格中的数据，你认为第 组实验较合理。
(6)食盐除了能作调味品外，在氯碱工业上通过电解食盐水，可得到烧碱、氯气、氢气等重要的工业原料，发生的反应为，则X的化学式为 。
2．【新考法——结合药品用量的估算 】（2022·辽宁沈阳·中考真题）在化学实验中，经常需要对药品用量进行估算。既能确保实验成功，又能养成节约和环保的习惯。某化学兴趣小组为了体验估算方法，进行了如下实验：
【实验目的】对选定实验中所需药品用量进行估算并验证估算用量足够。
(1)【实验活动一】估算稀盐酸用量
①写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式： 。
②取2g石灰石样品进行实验（样品中除碳酸钙外，其余成分既不与盐酸反应，也不溶解于水），请估算，至少需要溶质质量分数为7.3%的稀盐酸 g。
(2)【实验活动二】验证估算的稀盐酸用量足够
方案一：
实验过程如下图所示：
①将石灰石研细的目的是 。
②若图中试剂X为紫色石蕊试液，观察到的现象是 ，说明估算的稀盐酸用量足够。
③为达到与②相同的实验目的，试剂X还可以选择下列试剂中的 （填字母序号）。
A FeCl3溶液 B Na2CO3溶液 C AgNO3溶液 D CuO
方案二：
④只用以下两种规定用量的药品：2g石灰石样品和估算用量的稀盐酸，设计实验进行验证，请简述实验方案。（实验仪器任选）
实验操作 实验现象 实验结论
估算的稀盐酸用量足够
【拓展延伸】药品用量的估算方法及估算结果受很多因素的影响，实验中需要结合具体的情况合理运用。
3．【新考法——原方案与改进方案并存】（2023 子洲县校级一模）下列实验方案能够达到实验目的，且改进后依然可行的是（　　）
目的 A.测定空气中氧气的含量 B.除去氯化钙溶液中的少量氯化氢
实验方案
改进 将红磷改为木炭 将过量氢氧化钙改为过量碳酸钙
目的 C.区分稀盐酸和稀硫酸 D.验证质量守恒定律
实验方案
改进 将紫色石蕊改为无色酚酞 将氢氧化钠改为硝酸银
A．A B．B C．C D．D
4．【新形式——结合图像分析结论】（2023·广东广州·中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。
5．【新形式——结合数字传感器】（2023·福建厦门·二模）利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，以探究蜡烛熄灭的原因。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理的是

A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳
B．蜡烛燃烧初期，O2的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化
C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO2
D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧
1．（2024·山东泰安·一模）下列实验设计能达到实验目的的是
A．如图所示，探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响
B．如图所示，探究空气是铁生锈的必要条件
C．如图所示，探究不同催化剂对分解速率的影响
D．如图所示，比较空气与人体呼出的气体中含量的高低
2．（2023·新疆·中考真题）下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 检验NaOH溶液是否变质 加入酚酞溶液
B 除去NaCl溶液中少量的MgCl2 加入适量的KOH溶液，过滤
C 探究Al、Cu、Ag的金属活动性顺序 将铜丝、银丝分别插入硫酸铝溶液中
D 鉴别NH4NO3、NaOH、CaCO3、NaCl四种固体 加水，观察溶解和温度的变化情况
A．A B．B C．C D．D
3．（2023·湖南岳阳·中考真题）实验是科学探究的重要手段，下列实验不能达到目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．探究燃烧需要氧气
C．验证质量守恒定律
D．探究石墨的导电性
4．（2023·广东广州·中考真题）关于下列实验的说法，正确的是

A．实验①：滴有浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性
B．实验②：试管壁发烫，说明物质溶解过程伴随热量变化
C．实验③：反应后总质量减小，说明该反应不符合质量守恒定律
D．实验④：氨气用向下排空气法收集，说明氨气的密度比空气大
5．（2024 中山区校级模拟）下列实验方案不能达到实验目的是
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别黄铜（铜锌合金）与黄金 灼烧看颜色变化
B 除去CO2中少量的CO 将混合气体点燃
C 除去Cu粉中少量的Fe粉 加过量稀盐酸后过滤
D 鉴别NaCl和CaCO3固体 加水溶解，利用溶解性差异判断
A．A B．B C．C D．D
6．（2024 济南模拟）实验探究是解决化学问题最重要的手段。如图所示，下列实验设计中，能达到实验目的的是
A．验证质量守恒 B．探究铁生锈需要氧气
C．测定空气中氧气含量 D．比较金属活动性
7．（2023·广东·中考真题）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
A．A B．B C．C D．D
8．（2023·湖北武汉·中考真题）对比实验是进行科学探究的重要方式。下图所示实验均用到了对比的方法。

下列说法错误的是
A．图1实验能验证二氧化碳与水发生了反应
B．图2实验能说明红磷的着火点比白磷的高
C．图3实验能验证金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag
D．图4实验能说明硝酸铵固体溶于水会吸收热量
9．（2023·重庆·中考真题）下列实验方法或操作能达到目的是
序号 实验或操作目的 实验方法或操作
A 鉴别木炭粉和氧化铜 混合加热观察是否有红色物质生成
B 粗盐中难溶性杂质的去除 操作依次为称量、过滤、溶解和蒸发
C 除去氯化钠溶液中的硫酸铜 加入适量的氢氧化钠溶液并过滤
D 增加鱼池中的氧气含量 打开鱼池水泵，将水喷向空中
A．A B．B C．C D．D
10．（2023·江苏镇江·中考真题）用如图装置研究FeC2O4 2H2O受热分解的产物。下列说法不正确的是
A．装置②用于检验分解产物中是否有H2O
B．装置③中黑色粉末变红，证明分解产物中有CO
C．装置④中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有CO2
D．实验结束后，经检验装置①中剩余固体为FeO和少量Fe，含有Fe的原因可能是分解过程中发生了CO还原FeO的反应
11．（2024·湖北荆州·二模）化学实验是培养化学素养的重要手段。下列有关实验的分析与说法中正确的是
A．图a中证明NaOH与CO2反应
B．图b中火柴头竖直向上时容易熄灭，是因为降低了火柴梗的着火点
C．图c中甲、乙试管分别得到H2和O2，A、B分别为电源的负极和正极
D．图d中将两种药品混合后，天平指针偏右，但该反应遵守质量守恒定律
12．（2024·上海青浦·二模）我国承诺：在2060年前实现“碳中和”。“碳封存”和“碳捕集”是实现“碳中和”的其中两种途径。
(1)碳封存：海洋封存是实现“碳封存”的途径之一，其原理主要是利用二氧化碳在水中的溶解性来吸收CO2。海洋封存会导致海水酸化，其原因为 (用化学方程式表示)。
(2)碳捕集：碳捕集的过程中，可选择合适的碱溶液吸收CO2。为了探究不同碱溶液对CO2的吸收效果，某实验小组选取等量的饱和石灰水和饱和NaOH溶液进行实验(见图)。
除了观察到气球变大，实验1中还能观察到的现象是 。导致实验2中气球变大的原因是 (用化学方程式表示)。通过比较实验1和实验2的现象，实验小组认为两种物质中，对CO2吸收效果较好的是 。
(3)实验小组对实验2所得溶液的溶质成分进一步探究，请将下表填写完整。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤1： 产生白色沉淀 溶液中溶质的成分为Na2CO3
步骤2：过滤后，在滤液中滴加酚酞试液
13．（2023·重庆沙坪坝·一模）棉花在化学实验中经常被使用。
(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是 。
(2)实验②中，棉花上的水不能燃烧，而棉花上的酒精能燃烧，说明燃烧的条件之一是 。
(3)实验③是探究铁钉生锈的条件，试管c棉花中可以包裹的物质是 ，几天后观察到试管 （填序号）中的铁钉生锈，得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
14．（2023·湖北咸宁·中考真题）某品牌威化饼干的配料如下图，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。

【查阅资料】
①饼干制作烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验准备】
称取质量为m的饼干样品放入烧杯中，加入适量蒸馏水，充分溶解后过滤，将滤液通过半透膜渗析（除去蛋白质等有机物），得到待检液。将待检液平均分为甲、乙两等份。
任务一：定性验证饼干样品中的有关成分
【实验验证】
(1)请完善下面的表格。
实验步骤 实验现象 实验结论
I.取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸 有 产生 饼干中含有碳酸钠
Ⅱ.向步骤①反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液 有白色沉淀产生 饼干中含有 。
【交流讨论】
(2)小组有同学认为可以把步骤I中的稀硝酸改为稀盐酸。经讨论后，大家一致认为不可行，理由是 。
任务二：定量测定饼干样品中碳酸钠的质量分数
【实验探究】小组同学用待检液乙进行如下实验。主要步骤：①检查装置气密性后装入药品；②通入一段时间N2；③称量装置C的质量为m1；④滴加稀硫酸充分反应；⑤再通入一段时间N2；⑥称量装置C的质量为m2。

【实验分析】
(3)装置C中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)该饼干样品中碳酸钠的质量分数为 。（用m、m1、m2表示）。
【反思评价】
(5)在探究过程中，下列因素会导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏小的是 （填字母序号）
a、去掉装置D b、省略步骤② c、省略步骤⑤。
15．（2023·宁夏·中考真题）我国提出2060年前实现碳中和。彰显了负责任大国的作为与相当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。学习小组开展“低碳行动”实践活动，聚焦主要物质二氧化碳，实验探究二氧化碳的性质与转化过程如下：
探究活动一：探究二氧化碳与水的反应
【设计与实验】同学们取石蕊溶液染成紫色的干燥纸条，完成如下实验操作。
实验操作 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验现象 紫色纸条不变色 紫色纸条不变色 紫色纸条变红色
【解释与结论】
分析对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出的结论是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红。
(1)实验Ⅳ的目的是 。
(2)分析对比实验Ⅲ和Ⅳ，得出的结论是 。
(3)写出实验Ⅲ中反应的化学方程式 。
探究活动二：探究二氧化碳与碱溶液的反应。
【设计与实验】同学们取氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液设计并进行了如图所示实验。

【解释与结论】
(4)实验①中观察到的现象是 ，得到二氧化碳能与氢氧化钙溶液发生化学反应的结论；实验②中观察到无明显现象，得到二氧化碳不能与氢氧化钠溶液发生化学反应的结论。
【反思与评价】
(5)有同学认为实验②得出的实验结论不合理，他认为无明显现象并不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液不发生化学反应，于是设计了以下三个实验方案，证明二氧化碳是否能与氢氧化钠溶液发生化学反应，其中能达到目的的方案有 。
实验方案 实验步骤
方案一 在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡，观察现象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液，观察现象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸，观察现象。
【表达与交流】
(6)通过实验探究得出二氧化碳与氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液均能发生化学反应，请写出二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
(7)请你为某工厂提出一条减少排放物中二氧化碳含量的建议： 。
答案和解析
一、思路方法
1．实验方案设计的思路
（1）明确目的和原理：明确实验目的，弄清题目要求和所提供的信息。
（2）选择仪器和药品：根据题目要求自选或从指定范围能选择所需仪器和药品。
（3）设计装置和步骤：设计合理的实验装置和操作步骤，如检验或鉴别等需要取样、控制哪些变量做对比实验等。
（4）记录现象和数据：全面及时并准确记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得到结论：根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等得出正确的结论。
2． 实验方案设计的原则
（1）科学性：实验原理、实验操作程序和方法应该是正确的。
（2）安全性：实验设计时应尽量避免使用有毒药品和进行具有一定危险性的实验操作。
（3）可行性：实验设计应切实可行，所选用的化学药品、仪器、设备和方法等在中学现有的实验条件下能够得到满足。
（4）简约性：实验设计应尽可能简单易行，应采用简单的实验装置，用较少的实验步骤和实验药品，并能在较短的时间内完成实验。
3．设计方案时注意事项
（1）实验操作顺序
装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。
（2）加热操作的先后顺序
若气体制取实验需加热，应先预热气体发生装置，再给实验中需要加热的物质加热，用得到的气体排出装置中的空气。如实验室用KClO3制取O2。熄灭酒精灯的顺序则相反。
（3）仪器选用及连接顺序
所给仪器是全用还是选用，是否可重复使用；是否有除杂和尾气处理装置；安装顺序由下而上、从左到右、先除杂后干燥、万能瓶洗气“长进短出半瓶水”、干燥管“大头进小头出”等。
4．最佳实验方案的选择原则
几个实验方案都能达到目的，选出一个最佳方案。所谓最佳，就是装置简单，药品容易取得、价格低廉，现象明显，干扰小，无污染。
5．实验方案的评价原则
（1）原理正确。设计实验方案要根据化学变化规律和化学实验原理，确保理论上科学合理。
如：实验室制取氧气时，选择的药品中一定要含氧元素，经过化学变化能制出氧气。
（2）操作可行。设计实验方案，特别是实验操作确实具有可操作性、操作是否达到目的。
如：制取二氧化碳的方法有多种，如果将木炭放入充满氧气的集气瓶中燃烧，确实能生成二氧化碳，但不便于操作，无法控制反应物的量，也不便于收集。
（3）装置简单。设计实验时，如果能用多套实验装置进行操作，在条件允许的前提下，应选择最简单的实验装置，选择最简便的实验步骤。
如：实验室制取氧气，可以用高锰酸钾，也可以用过氧化氢跟二氧化锰(作催化剂)，最好选择过氧化氢跟二氧化锰，因为其装置简单、操作简便。
（4）经济合理。原料一般要求廉价、易得。
（5）安全环保。进行实验所选药品尽量无毒，实验过程要安全且不造成环境污染。
（6）结论是否严谨。得出的结论要注意排除干扰因素。如向装满二氧化碳气体的软塑料瓶中加入氢氧化钠溶液，瓶子变瘪，证明“二氧化碳能与氢氧化钠反应”。该结论不严谨，氢氧化钠溶液中有水，二氧化碳也能与水反应，故软塑料瓶变瘪不能证明二氧化碳与氢氧化钠反应，需要用等体积的水做对比实验。
二、解题步骤
1．实验设计的基本步骤
（1）认真审题，把握实验目的、要求。
（2）明确仪器和药品是自选还是从题给范围内选择。
（3）根据现有的仪器和药品设计相应的实验，并选好仪器和药品。
（4）依据选择的仪器和药品，完成仪器的组装和相关实验操作，要控制的变量需考虑周全。
（5）及时详细记录实验现象。
（6）得出结论。
2．实验方案评价步骤
（1）判断原理是否科学合理。
（2）判断是否具有可操作性、操作是否达到目的。
（3）判断装置是否合理、简单，是否有不合理的地方，判断实验步骤的顺序是否颠倒。
（4）判断经济合理，原料一般要求廉价、易得。
（5）判断安全环保，实验所选药品是否要安全隐患，是否造成环境污染。
（6）结论是否严谨。得出的结论要注意排除干扰因素。
三、解题模型
1.实验方案设计
类型1实验目的的设计
验证Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱：用Fe、Cu、Ag和稀盐酸进行实验能否达到目的？不能。原因是Cu、Ag都不能与稀盐酸反应，无法比较活动性强弱。
类型2实验报告的填写
设计实验证明甲醇中含有碳元素，并完成实验报告。
实验步骤 实验现象 结论
点燃甲醇，在火焰上方罩一个内壁涂有澄清石灰水的烧杯 澄清石灰水变浑浊 甲醇中含有碳元素
类型3实验方案的完整设计
设计实验验证某工业流程中得到的精盐溶液中存在硫酸根离子：取少量该精盐溶液于试管中，再向其中加入少量氯化钡溶液(或硝酸钡溶液)，振荡，有白色沉淀产生。
2. 实验方案评价
类型5对实验原理及实验方案的评价
下列关于“氢氧化钠溶液中哪种粒子使紫色石蕊试液变蓝色”的探究实验设计中，不合理的是 D
A．
B．
C．；
D．；
类型6实验装置的评价
用验证质量守恒定律，盐酸和锌反应生成氯化锌和氢气，装置不密闭，生成的氢气逸出，导致天平不平衡，不能用于验证质量守恒定律。
类型7实验操作的评价
将pH试纸润湿后，用玻璃棒蘸取食用白醋涂在试纸上，测定其pH。错误。将pH试纸润湿后测白醋的pH，试纸上的水会稀释白醋，酸性减弱，测得的pH偏大。
类型8结论分析的评价
小牛利用下图微型实验装置进行实验，该实验只能探究可燃物燃烧的一个条件。错误。先挤压右滴管并微加燃烧管，白磷燃烧而红磷不燃烧，白磷和红磷都是可燃物，都接触氧气，说明燃烧需温度达到可燃物着火点，再挤压左滴管并微加燃烧管，白磷不燃烧，可以说明燃烧需要可燃物与氧气接触，该实验能探究可燃物燃烧的两个条件。
01 设计实验达到实验目的
1．（2024·河南商丘·一模）下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 除去CO2中少量的CO 在氧气中点燃
B 检验生石灰中是否有熟石灰 取样，加水溶解，滴加酚酞溶液
C 除去KCl中混有的MnO2 加水溶解，过滤，将滤液蒸发结晶
D 鉴别NH4Cl和(NH4)2SO4 分别加入熟石灰，研磨，闻气味
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【详解】A、CO2不燃烧也不支持燃烧，当有大量CO2存在时，无法通过点燃的方法除去CO2中少量的CO，选项错误；
B、生石灰会与水反应生成熟石灰，所以无法加水后检验生石灰中是否含有熟石灰，选项错误；
C、氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，加水溶解过滤后得到氯化钾溶液，再蒸发结晶即可得到氯化钾固体，选项正确；
D、NH4Cl和(NH4)2SO4都能与熟石灰反应，生成有刺激性气味的气体，现象相同，无法鉴别，选项错误。
故选C。
02 设计实验并描述实验过程
2．（2023·江苏南通·中考真题）学习小组制取CO2和SO2，并探究其水溶液的性质。

Ⅰ.制取CO2和SO2
在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。
(1)利用该装置制取CO2的化学反应方程式为 。
(2)不能用排水法收集SO2的理由是 。
Ⅱ.探究CO2和SO2水溶液的性质
(3)在通风橱中分别向100 mL H2O中通入CO2和SO2至饱和，用pH计测定饱和溶液pH，静置2h后，再次读取溶液pH。结果如下表所示。
饱和溶液pH 静置2h后溶液pH
CO2水溶液 3.94 4.12
SO2水溶液 0.88 0.79
①测定pH最简便的方法是使用pH试纸，操作时玻璃棒的作用是 （填字母）。
A．搅拌 B．引流 C．蘸取溶液
②静置2h后，CO2水溶液酸性 （填“增强”或“减弱”）。
③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确，并说明理由： 。
(4)取静置后的SO2水溶液于试管中，向其中滴加过量Ba(OH)2溶液，有沉淀产生。
【提出问题】该沉淀是什么
【查阅资料】
①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。
②BaSO3和BaSO4都难溶于水。
③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸。
【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。
【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程（包括操作和现象）： 。（实验中须使用的试剂：10%的盐酸）
(5)煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%，比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有 （写一条）。
(6)酸雨对环境的影响因地区地质而异。图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是 。
【答案】(1)
(2)常温、气体压强为101kPa时，SO2在水中溶解度较大
(3) C 减弱 不正确，常压下，空气中CO2的压强达不到101kPa，无法形成CO2的饱和溶液
(4)向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸，沉淀不消失
(5)出台政策鼓励企业自主减排；推广使用清洁能源，减少煤、石油等化石燃料的使用；扩大烟花爆竹禁放区域；淘汰旧标燃油机动车，推广新能源车等
(6)河床中的CaCO3能与酸反应，降低河流酸性
【详解】（1）图1装置中稀硫酸能与碳酸钠反应生产硫酸钠、二氧化碳和水，利用此反应可制取二氧化碳，反应的化学方程式为：；
（2）在常温、气体压强为101kPa时，1体积水里最多能溶解大约40体积SO2，SO2在水中溶解度较大，因此不能用排水法收集SO2；
（3）①测定pH时，要用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上，再与标准比色卡对比来确定pH，因此操作时玻璃棒的作用为蘸取溶液，故选C；
②静置2h后，CO2水溶液的pH由3.94增大为4.12，pH增大，溶液酸性减弱；
③常压下，空气中CO2的压强达不到101kPa，无法形成CO2的饱和溶液，因此CO2不是造成酸雨的重要因素；
（4）BaSO3能溶于浓度较大的盐酸，BaSO4不溶于盐酸，因此向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸，沉淀不消失，说明沉淀中一定含有BaSO4；
（5）煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨，因此为降低SO2排放，可出台相关政策鼓励企业自主减排；推广使用清洁能源，减少煤、石油等化石燃料的使用；扩大烟花爆竹禁放区域；淘汰旧标燃油机动车，推广新能源车等；
（6）石灰石河床的主要成分为碳酸钙，碳酸钙能与酸反应，降低河流酸性，因此河流受酸雨损害的程度较小。
03 原实验方案的漏洞分析与重新设计
3．（2023·四川雅安·中考真题）化学兴趣小组课外实验时，取出镁条，发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中，倒入一定浓度的盐酸，观察到有气泡产生，试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么？
【查阅资料】（1）灰黑色“外衣”中含有
（2）无水遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一：
猜想二：和水蒸气
猜想三：、水蒸气和气体
(1)猜想三中有气体的理由是 。
【设计实验】为检测产生的气体成分，同学们设计如图所示装置进行实验（部分固定装置略去）

(2)B装置中出现白色沉淀，证明产生的气体中含有 ，写出有关的化学方程式 。
(3)C装置的作用是 。
(4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑，理由是 。
(5)若颠倒装置和C装置的安装顺序， （填“能”或“不能”）达到实验目的，原因是 。
【反思与评价】
(6)从安全角度考虑，你认为实验时应注意 。
【答案】(1)盐酸易挥发
(2) HCl/氯化氢 HCl+AgNO3=HNO3+AgCl
(3)检验并除尽CO2
(4)气体通过C装置会带出水蒸气，也会使无水硫酸铜由白色变为蓝色，干扰对氢气的检验
(5) 不能 混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl
(6)实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸
【详解】（1）根据盐酸具有挥发性，因此猜想三中有HCl气体；
（2）根据盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，B装置AgNO3可用于检验混合气体中的HCl，出现白色沉淀，说明混合气体中含有氯化氢，硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀，其化学方程式表示为：；
（3）二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，故可用C装置澄清石灰水检验并除尽CO2；
（4）气体通入C装置，会带出部分水蒸气到D、E装置，可观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色，并不能判断是D装置中发生氢气还原氧化铜的的反应；故甲同学观察到 E 装置中无水 CuSO4 由白色变为蓝色，于是得出结论：产生的气体中一定含有 H2 。乙同学对此提出质疑，理由是：气体通过C装置会带出水蒸气，也会使无水硫酸铜由白色变为蓝色，干扰对氢气的检验；
（5）B、C装置颠倒，混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收，因此无法判断混合气体中是否含有HCl；
（6）该气体中含有可燃性气体氢气，故实验开始前，先通一段时间氮气，再将产生的气体通入该装置，防止发生爆炸。
04 实验方案的可行性评价
4．下列实验方案中，能达到实验目的的是
A．测空气中氧气的含量
B．证明CO2能与水反应
C．验证质量守恒定律
D．探究不同催化剂的催化效果
【答案】B
【详解】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳，二氧化碳是气体，化学反应前后，压强变化不大，无法探究空气中氧气的含量，不符合题意；
B、二氧化碳不能使干花变色，二氧化碳能使湿花变红，说明二氧化碳和水发生了反应，符合题意；
C、锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，氢气是气体，会散逸到空气中，导致质量减小，无法验证质量守恒定律，不符合题意；
D、该实验中，过氧化氢溶液的浓度和催化剂的种类均不相同，变量不唯一，无法探究质量守恒定律，不符合题意。
故选B。
05 实验方案的经济效益评价
5．（2023扬州模拟）如图是CO2的制取和性质探究实验的数型一体化装置图，该装置的气密性良好，挤压滴管反应一段时间(CO2能与氢氧化钠溶液反应)，下列说法错误的是
A．1处紫色石蕊溶液变红
B．2处澄清石灰水无现象
C．使用该微型装置进行实验，可以节约实验药品
D．若塞住微型集气瓶上口，稀氢氧化钠溶液可能被吸进微型集气瓶中
【答案】B
【详解】A、石灰石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，二氧化碳是水反应生成碳酸，碳酸呈酸性能使紫色石蕊变红，正确；
B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以2处澄清石灰水变浑浊，错误；
C、使用该微型装置进行实验，使用药品较少，可以节约实验药品，正确；
D、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，气体减少，内部压强减小，在外界大气压的作用下稀氢氧化钠溶液可能被吸进微型集气瓶中，正确；
故选B。
06 实验方案的环保性评价
6.（2023·南通一模）甲、乙、丙是进行可燃物燃烧的三个探究实验。下列说法不正确的是
A．实验甲中只有铜片上的白磷燃烧，可以得出燃烧的条件
B．实验乙改进的目的是吸收产生的五氧化二磷，防止污染空气
C．实验丙中①能燃烧而②不燃烧的原因是酒精灯火焰的温度低于纸片的着火点
D．上述三个实验均采用控制变量法的实验思想
【答案】C
【详解】A、实验甲中铜上的白磷与氧气接触，温度达到着火点，燃烧，红磷因为温度没有达到着火点而不燃烧，水中的白磷因为没有与氧气接触也不燃烧，说明燃烧的条件是可燃物需要与氧气接触且温度要达到着火点，故A说法正确；
B、浸有氢氧化钠溶液的棉花，使试管形成了一个密闭的容器，可以吸收产生的五氧化二磷，防止污染空气，故B说法正确；
C、实验丙中两个纸片均裹在试管外壁，即均接触空气（氧气），纸片均为可燃物，但实验时①中纸片燃烧，②中纸片不燃烧，则一定是①中温度达到了纸片着火点，而②中温度未达到纸片着火点，观察实验装置图，可看到由于②中纸片包裹的试管内有水，加热时水吸收了热量，使温度达不到纸片着火点而不能燃烧。故说法不正确；
D、甲实验，铜片是的白磷和红磷其他条件相同，只是着火点不同，一个燃烧，一个不燃烧；铜片上的白磷和水中的白磷其他条件相同，只一个与氧气接触，一没有与氧气接触，一个燃烧，一个不燃烧，所以运用了控制变量法；乙实验白磷和红磷其他条件相同，只是着火点不同，一个燃烧，一个不燃烧，也运用控制变量法；丙实验两纸片都与氧气接触，只是①中温度达到了纸片着火点，而②中温度未达到纸片着火点，一个燃烧，一个不燃烧，也运用了控制变量法。故D说法正确 。
故选C。
1．【新素材——流程中的微观示意图】（2023·山东潍坊·二模）从海水得到的粗盐，往往含有可溶性杂质(主要有、、和不溶性杂质(泥沙等)，必须进行分离和提纯后才能用于工业生产和人们的日常生活。某兴趣小组将粗盐加水溶解后，按如图所示进行了粗盐提纯的实验探究，请你帮他们分析并回答下列问题：

(1)实验室除粗盐中难溶性杂质的一般步骤是：溶解、过滤、 、计算产率。
(2)欲除去粗盐中的，步骤①中加入的试剂是 (填化学式)。步骤②中加入过量的NaOH是为了除去悬浊液中的 (填离子符号)。
(3)步骤③中加入过量的溶液能除去粗盐中的，其反应的化学方程式为 。
(4)步骤④中加入适量的盐酸，将溶液的pH调为7的原因是 。
(5)最后经过蒸发结晶即得到较为纯净的氯化钠晶体。兴趣小组为探究加入水的量对实验效率和精盐产率的影响，进行了三组实验：
实验组号 粗盐的质量 加入水的量 加热至大量固体析出的时间 精盐的质量 计算精盐产率
第1组 5g 10mL 5min 3.6g 72%
第2组 5g 15mL 7min 4.2g 84%
第3组 5g 20mL 12min 4.2g X%
第3组精盐产率X%= %，根据表格中的数据，你认为第 组实验较合理。
(6)食盐除了能作调味品外，在氯碱工业上通过电解食盐水，可得到烧碱、氯气、氢气等重要的工业原料，发生的反应为，则X的化学式为 。
【答案】(1)蒸发
(2) BaCl2 Mg2+
(3)
(4)除去溶液中过量的氢氧化钠、碳酸钠（答案合理即可）
(5) 84 2
(6)H2O
【详解】（1）实验室除粗盐中难溶性杂质的一般步骤是：溶解、过滤、蒸发、计算产率；
（2）欲除去粗盐中的硫酸根离子，可加入过量BaCl2，钡离子能与硫酸根离子结合生成硫酸钡，且不引入其它的杂质离子，过量的钡离子可用过量的碳酸钠除去；
步骤②中加入过量的NaOH，镁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化镁，故是为了除去悬浊液中的：Mg2+；
（3）氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，该反应的化学方程式为：；
（4）步骤②和步骤③中加入了过量的氢氧化钠和碳酸钠，加入适量的盐酸，氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，故将溶液的pH调为7的原因是：除去溶液中过量的氢氧化钠、碳酸钠；
（5）第3组精盐产率X%=
由表中数据可知，第1组实验中精盐的产率偏低，可能是加入水的量偏少，不能将氯化钠完全溶解，第2组、第3组精盐产率相同，但是第3组加入水的量大，加热时间长，会造成时间和能源的浪费，故第2组实验较合理；
（6）根据质量守恒定律， 化学反应前后，原子的种类和数目不变，生成物中含Na、O、H、Cl的个数分别是2、2、4、2，反应物中含Na、O、H、Cl的个数分别是2、0、0、2，故反应物中还应含4个H、2个O，故X的化学式为：H2O。
2．【新考法——结合药品用量的估算 】（2022·辽宁沈阳·中考真题）在化学实验中，经常需要对药品用量进行估算。既能确保实验成功，又能养成节约和环保的习惯。某化学兴趣小组为了体验估算方法，进行了如下实验：
【实验目的】对选定实验中所需药品用量进行估算并验证估算用量足够。
(1)【实验活动一】估算稀盐酸用量
①写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式： 。
②取2g石灰石样品进行实验（样品中除碳酸钙外，其余成分既不与盐酸反应，也不溶解于水），请估算，至少需要溶质质量分数为7.3%的稀盐酸 g。
(2)【实验活动二】验证估算的稀盐酸用量足够
方案一：
实验过程如下图所示：
①将石灰石研细的目的是 。
②若图中试剂X为紫色石蕊试液，观察到的现象是 ，说明估算的稀盐酸用量足够。
③为达到与②相同的实验目的，试剂X还可以选择下列试剂中的 （填字母序号）。
A FeCl3溶液 B Na2CO3溶液 C AgNO3溶液 D CuO
方案二：
④只用以下两种规定用量的药品：2g石灰石样品和估算用量的稀盐酸，设计实验进行验证，请简述实验方案。（实验仪器任选）
实验操作 实验现象 实验结论
估算的稀盐酸用量足够
【拓展延伸】药品用量的估算方法及估算结果受很多因素的影响，实验中需要结合具体的情况合理运用。
【答案】(1) 20
(2) 增大反应物之间的接触面积，使反应更充分 溶液变红 BD 取2g石灰石于试管中，逐滴的加入稀盐酸， 不再产生气泡，此时再滴加稀盐酸无气泡产生
【详解】（1）①碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
②解：假设2g石灰石中只含碳酸钙，设至少需要稀盐酸的质量为x
x=20g
答：至少需要溶质质量分数为7.3%的稀盐酸的质量为20g；
（2）①将石灰石研细，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更充分；
②碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，由于石灰石中还含有其它杂质，故稀盐酸过量，故溶液显酸性，紫色石蕊试液遇酸变红，故观察到溶液变红，说明稀盐酸用量足够；
③A、氯化铁与稀盐酸不反应，无法验证稀盐酸是否足量，不符合题意；
B、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，故如果先产生气泡，后产生沉淀，说明稀盐酸足量，符合题意；
C、硝酸银和稀盐酸、氯化钙均能反应生成氯化银白色沉淀，无法验证稀盐酸是否足量，不符合题意；
D、氧化铜和稀盐酸反应生成氯化铜和水，黑色固体逐渐溶解，溶液由无色变为蓝色，说明稀盐酸足量，符合题意。
故选BD；
④石灰石中的碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，故取2g石灰石于试管中，逐滴的加入稀盐酸，直至不再产生气泡，此时再滴加稀盐酸无气泡产生，说明稀盐酸足量。
3．【新考法——原方案与改进方案并存】（2023 子洲县校级一模）下列实验方案能够达到实验目的，且改进后依然可行的是（　　）
目的 A.测定空气中氧气的含量 B.除去氯化钙溶液中的少量氯化氢
实验方案
改进 将红磷改为木炭 将过量氢氧化钙改为过量碳酸钙
目的 C.区分稀盐酸和稀硫酸 D.验证质量守恒定律
实验方案
改进 将紫色石蕊改为无色酚酞 将氢氧化钠改为硝酸银
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解析】A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，不符合要求，故选项错误。
B、稀盐酸能与过量的氢氧化钙反应生成氯化钙和水，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钙（过量的），不符合除杂原则；改为碳酸钙后，HCl能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则；不符合要求，故选项错误。
C、稀盐酸和稀硫酸均显酸性，均能使紫色石蕊溶液变红色，均不能使无色酚酞变色，不符合要求，故选项错误。
D、氢氧化钠和氯化铁溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠；氯化铁能与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸铁，均没有物质逸出，反应前后容器中物质的总质量不变，能直接用于验证质量守恒定律；符合要求，故选项正确。
故选：D。
4．【新形式——结合图像分析结论】（2023·广东广州·中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是：（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是 （填标号）。
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为 。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是 。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中， 。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。

①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于 ℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝ 。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应： 。
【答案】(1)C
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3) 反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变 取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解
(4) 800 33.6 4FeO Fe
【详解】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。
（2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。
（4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。
②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为，则x=33.6。
③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。
5．【新形式——结合数字传感器】（2023·福建厦门·二模）利用传感器采集蜡烛在密闭容器内燃烧过程中O2和CO2浓度的变化，以探究蜡烛熄灭的原因。实验装置如图1所示，实验过程中采集到的数据如图2所示，以下分析不合理的是

A．图2中的数据可以说明空气中氧气的含量高于二氧化碳
B．蜡烛燃烧初期，O2的浓度下降后又升高可能是燃烧放热引起的变化
C．蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中消耗氧气并产生一定浓度的CO2
D．燃着的蜡烛能在浓度为15%O2、5%CO2和80%N2的混合气体中保持燃烧
【答案】D
【详解】A、瓶内蜡烛燃烧过程中，氧气浓度随着参与燃烧而逐渐降低，符合曲线1的变化，二氧化碳浓度随着燃烧的进行而逐渐升高，符合曲线2的变化，结合图可知，空气中氧气的含量明显高于二氧化碳，故选项说法正确；
B、蜡烛燃烧消耗氧气，燃烧放热又导致气体体积膨胀，因此O2的浓度下降后又升高可能原因是燃烧放热引起的变化，故选项说法正确；
C、二氧化碳不燃烧，也不支持燃烧，蜡烛熄灭的原因可能是燃烧过程中产生一定浓度的 CO2导致，故选项说法正确；
D、由图可知当氧气浓度低于15.6%、二氧化碳浓度大于3.8%时蜡烛不再燃烧，故燃着的蜡烛不能在浓度为 15%O2、5%CO2和 80%N2的混合气体中保持燃烧，故选项说法不正确。
故选D。
1．（2024·山东泰安·一模）下列实验设计能达到实验目的的是
A．如图所示，探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响
B．如图所示，探究空气是铁生锈的必要条件
C．如图所示，探究不同催化剂对分解速率的影响
D．如图所示，比较空气与人体呼出的气体中含量的高低
【答案】A
【详解】A、根据硫在氧气、空气中燃烧的现象，可探究氧气浓度对反应剧烈程度的影响，故选项实验设计能达到实验目的，选项正确；
B、第一支试管中的铁钉只能与水接触，第二支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，一段时间后，两支试管中的铁钉均没有生锈，不能探究空气是铁生锈的必要条件，故选项实验设计不能达到实验目的，选项错误；
C、图示中催化剂的种类。过氧化氢溶液的浓度均不同，变量不唯一，不能用于探究不同催化剂对 H2O2 分解速率的影响，故选项实验设计不能达到实验目的，选项错误；
D、图示中用氢氧化钠溶液，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应无明显现象，无法比较空气与人体呼出的气体中 CO2 含量的高低，故选项实验设计不能达到实验目的，选项错误；
故选A。
2．（2023·新疆·中考真题）下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 检验NaOH溶液是否变质 加入酚酞溶液
B 除去NaCl溶液中少量的MgCl2 加入适量的KOH溶液，过滤
C 探究Al、Cu、Ag的金属活动性顺序 将铜丝、银丝分别插入硫酸铝溶液中
D 鉴别NH4NO3、NaOH、CaCO3、NaCl四种固体 加水，观察溶解和温度的变化情况
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、NaOH容易与空气中的CO2反应生成Na2CO3与H2O，NaOH与Na2CO3的溶液都呈碱性，都能使无色酚酞试剂变红色，则无法使用无色酚酞试剂检验NaOH溶液是否变质，故选项实验不能达到目的；
B、MgCl2能与KOH反应生成Mg（OH）2沉淀与KCl，则在溶液中加入适量的KOH反应后会引入新的杂质KCl，则无法达到除杂的目的，故选项实验设计不合理；
C、将铜丝、银丝分别插入硫酸铝溶液中，实验中观察到都无明显的实验现象，则证明金属活动性Al＞Cu，Al＞Ag，无法判断Cu、Ag的金属活动性，故选项实验设计不合理；
D、NH4NO3溶于水吸热，溶液的温度降低；NaOH溶于水放热，溶液的温度升高；CaCO3不溶于水；NaCl溶于水无明显的现象，能形成无色透明的溶液；则将四种固体加水，观察溶解和温度的变化情况可以区分，故选项实验设计合理。
故选D。
3．（2023·湖南岳阳·中考真题）实验是科学探究的重要手段，下列实验不能达到目的的是
A．测定空气中氧气的含量
B．探究燃烧需要氧气
C．验证质量守恒定律
D．探究石墨的导电性
【答案】B
【详解】A、白磷能在空气中燃烧，消耗氧气，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，能形成压强差，能用来测定空气中氧气含量，故选项能达到实验目的；
B、实验过程中白磷与氧气接触，温度达到着火点，白磷燃烧，而红磷与氧气接触，温度没有达到着火点，红磷不燃烧，对比可知燃烧需要温度达到着火点，故选项不能达到实验目的；
C、红磷在密闭容器中与空气中的氧气反应生成五氧化二磷，反应在密闭容器中进行，没有物质逸出或进入，天平保持平衡，可以用来验证质量守恒定律，故选项能达到实验目的；
D、实验过程中，小灯泡发光，所以可探究石墨的导电性，故选项能达到实验目的。
故选B。
4．（2023·广东广州·中考真题）关于下列实验的说法，正确的是

A．实验①：滴有浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性
B．实验②：试管壁发烫，说明物质溶解过程伴随热量变化
C．实验③：反应后总质量减小，说明该反应不符合质量守恒定律
D．实验④：氨气用向下排空气法收集，说明氨气的密度比空气大
【答案】A
【详解】A、滴有浓硫酸的部位变黑，说明纸被腐蚀炭化，说明浓硫酸具有腐蚀性，正确；
B、生石灰氧化钙和水反应放热，该实验不能说明溶解过程伴随热量变化，错误；
C、一切化学反应均遵守质量守恒定律，反应后总质量减小，是因为碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳从烧杯中逸出，未被称量，错误；
D、向下排空气法适用于收集密度比空气小的气体，氨气用向下排空气法收集，说明氨气的密度比空气小。错误；
故选A。
5．（2024 中山区校级模拟）下列实验方案不能达到实验目的是
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别黄铜（铜锌合金）与黄金 灼烧看颜色变化
B 除去CO2中少量的CO 将混合气体点燃
C 除去Cu粉中少量的Fe粉 加过量稀盐酸后过滤
D 鉴别NaCl和CaCO3固体 加水溶解，利用溶解性差异判断
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解析】A、黄铜是铜锌合金，黄铜中的铜灼烧时会生成黑色的氧化铜，黄金的化学性质稳定，灼烧时无变化，分别在空气中灼烧，无明显现象的是黄金，表面逐渐变黑的是黄铜，现象不同，可以鉴别，故A能达到实验目的；
B、除去CO2中含有的少量CO，不能将混合气体点燃，这是因为当二氧化碳（不能燃烧且不支持燃烧）大量存在时，少量的一氧化碳是不会燃烧的，故B不能达到实验目的；
C、铁粉能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与稀盐酸反应，因此加入过量的稀盐酸后再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故C能达到实验目的；
D、氯化钠能溶于水，碳酸钙难溶于水，现象不同，可以鉴别，故D能达到实验目的；
故选：B。
6．（2024 济南模拟）实验探究是解决化学问题最重要的手段。如图所示，下列实验设计中，能达到实验目的的是
A．验证质量守恒 B．探究铁生锈需要氧气
C．测定空气中氧气含量 D．比较金属活动性
【答案】B
【解析】A、氯化钠和硝酸钾不反应，不能用来验证质量守恒定律。该选项不正确。
B、两支试管中的铁钉都与水接触，左侧试管中的铁钉还能够与空气中的氧气接触，一段时间后发生锈蚀，右侧试管中的铁钉不能接触空气，铁钉不发生锈蚀，则该实验探究铁生锈是否需要氧气。该选项正确。
C、木炭燃烧生成二氧化碳气体，压强不变，不能用来测定空气中氧气含量。该选项不正确。
D、比较金属活动性需要控制金属的形状、大小相同。该选项不正确。
故选：B。
7．（2023·广东·中考真题）下列实验设计能达到实验目的的是
实验目的 探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 验证质量守恒定律 探究铁锈蚀的条件 验证 MnO2的催化作用
实验设计
选项 A B C D
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应，说明了活动性Fe>Cu，Fe> Ag，无法比较银和铜的金属活动性，故选项实验设计不能达到实验目的；
B、锌和稀硫酸反应生成氢气，反应后氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验设计不能达到实验目的；
C、第一支试管中只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，两支试管的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，故选项实验设计不能达到实验目的；
D、图中实验，加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生，可验证MnO2的催化作用，故选项实验设计能达到实验目的。
故选D。
8．（2023·湖北武汉·中考真题）对比实验是进行科学探究的重要方式。下图所示实验均用到了对比的方法。

下列说法错误的是
A．图1实验能验证二氧化碳与水发生了反应
B．图2实验能说明红磷的着火点比白磷的高
C．图3实验能验证金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag
D．图4实验能说明硝酸铵固体溶于水会吸收热量
【答案】A
【详解】A、图1实验中蒸馏水和通入二氧化碳的蒸馏水都不能使酚酞溶液变色，所以图1实验不能验证二氧化碳与水发生了反应。A错误；
B、图2实验75℃热水提供的热量使铜片上白磷燃烧，不能使铜片上红磷燃烧，说明红磷的着火点比白磷的高。B正确；
C、图3实验中铁片和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，说明铁比铜活泼；银片不能和硫酸铜反应，说明银不如铜活泼。即图3实验能验证金属活动性顺序为Fe>Cu>Ag。C正确；
D、图4实验将硝酸铵固体加入烧杯中的水里，饱和硝酸钾溶液中有白色晶体析出；饱和石灰水未变浑浊。温度降低，硝酸钾溶解度变小，氢氧化钙溶解度变大。即图4实验能说明硝酸铵固体溶于水会吸收热量。D正确。
综上所述：选择A。
9．（2023·重庆·中考真题）下列实验方法或操作能达到目的是
序号 实验或操作目的 实验方法或操作
A 鉴别木炭粉和氧化铜 混合加热观察是否有红色物质生成
B 粗盐中难溶性杂质的去除 操作依次为称量、过滤、溶解和蒸发
C 除去氯化钠溶液中的硫酸铜 加入适量的氢氧化钠溶液并过滤
D 增加鱼池中的氧气含量 打开鱼池水泵，将水喷向空中
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A、木炭粉和氧化铜混合加热生成铜和二氧化碳，有红色物质生成，说明两者发生反应，但不能鉴别木炭粉和氧化铜，选项错误；
B、粗盐中难溶性杂质的去除操作依次为称量（称量粗盐质量）、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的过程)、称量精盐并计算产率，选项错误；
C、加入适量的氢氧化钠溶液，硫酸铜和氢氧化钠生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，过滤除去沉淀， 但引入新杂质硫酸钠，不符合除杂原则，选项错误；
D、氧气不易溶于水，打开鱼池水泵，将水喷向空中，可增加鱼池中的氧气含量，选项正确。
故选D。
10．（2023·江苏镇江·中考真题）用如图装置研究FeC2O4 2H2O受热分解的产物。下列说法不正确的是
A．装置②用于检验分解产物中是否有H2O
B．装置③中黑色粉末变红，证明分解产物中有CO
C．装置④中澄清石灰水变浑浊，说明分解产物中有CO2
D．实验结束后，经检验装置①中剩余固体为FeO和少量Fe，含有Fe的原因可能是分解过程中发生了CO还原FeO的反应
【答案】C
【详解】A、无水硫酸铜遇水变蓝色，装置②用于检验分解产物中是否有H2O，说法正确；
B、一氧化碳具有还原性，能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳，装置③中黑色粉末变红，证明分解产物中有CO，说法正确；
C、装置④中澄清石灰水变浑浊，说明有CO2存在，但由于CO还原CuO时也会生成CO2，无法判断分解产物中是否有CO2，说法错误；
D、实验结束后，经检验装置①中剩余固体为FeO和少量Fe，含有Fe的原因可能是分解过程中发生了CO还原FeO的反应，一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁和二氧化碳，说法正确。
故选C。
11．（2024·湖北荆州·二模）化学实验是培养化学素养的重要手段。下列有关实验的分析与说法中正确的是
A．图a中证明NaOH与CO2反应
B．图b中火柴头竖直向上时容易熄灭，是因为降低了火柴梗的着火点
C．图c中甲、乙试管分别得到H2和O2，A、B分别为电源的负极和正极
D．图d中将两种药品混合后，天平指针偏右，但该反应遵守质量守恒定律
【答案】D
【详解】A、图a中软塑料瓶变瘪了可以是氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，也可能是二氧化碳溶于水造成的，故A错误；
B、图b中火柴头竖直向上时容易熄灭，燃烧产生的热量向上散逸，温度达不到火柴梗的着火点，着火点是物质的固有属性，无法改变，故B错误
C、由电解水实验结论“正氧负氢，甲、乙试管分别得到H2和O2，A、B分别为电源的正极和负极，故C错误；
D、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，反应后烧杯中的物质质量减少，天平指针偏右，化学反应均遵循质量守恒定律，故D正确。
故选D。
12．（2024·上海青浦·二模）我国承诺：在2060年前实现“碳中和”。“碳封存”和“碳捕集”是实现“碳中和”的其中两种途径。
(1)碳封存：海洋封存是实现“碳封存”的途径之一，其原理主要是利用二氧化碳在水中的溶解性来吸收CO2。海洋封存会导致海水酸化，其原因为 (用化学方程式表示)。
(2)碳捕集：碳捕集的过程中，可选择合适的碱溶液吸收CO2。为了探究不同碱溶液对CO2的吸收效果，某实验小组选取等量的饱和石灰水和饱和NaOH溶液进行实验(见图)。
除了观察到气球变大，实验1中还能观察到的现象是 。导致实验2中气球变大的原因是 (用化学方程式表示)。通过比较实验1和实验2的现象，实验小组认为两种物质中，对CO2吸收效果较好的是 。
(3)实验小组对实验2所得溶液的溶质成分进一步探究，请将下表填写完整。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤1： 产生白色沉淀 溶液中溶质的成分为Na2CO3
步骤2：过滤后，在滤液中滴加酚酞试液
【答案】(1)H2O+CO2=H2CO3
(2) 石灰水变浑浊 饱和NaOH溶液
(3) 取样，滴加足量(或过量)BaCl2溶液 溶液不变色
【详解】（1）海洋封存会导致海水酸化，其原因为二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸显酸性，导致海水酸化，化学方程式为：；
（2）实验1中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，装置内气体减小，压强减小，则可观察到石灰水变浑浊，气球变大；
实验2中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，装置内气体减小，压强减小，则可观察到气球变大，化学方程式为：；
通过比较实验1和实验2的现象，实验②中气球变大更明显，说明对CO2吸收效果较好的是饱和氢氧化钠溶液；
（3）实验2中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应后的溶液中一定含有碳酸钠，可能含有氢氧化钠，对实验2所得溶液的溶质成分进一步探究，由于碳酸钠和氢氧化钠均显碱性，均能使无色酚酞溶液变红色，根据碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，需要先用过量的氯化钡溶液检验并除去碳酸钠，然后用无色酚酞溶液检验氢氧化钠是否存在；
根据实验结论溶液中溶质的成分为碳酸钠，步骤1：取样，滴加足量(或过量)BaCl2溶液，观察到产生白色沉淀，则说明溶液中含有碳酸钠，步骤2：过滤后，在滤液中滴加酚酞试液，溶液不变色，说明溶液中不含有氢氧化钠，接口说明该溶液中溶质的成分为碳酸钠。
13．（2023·重庆沙坪坝·一模）棉花在化学实验中经常被使用。
(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是 。
(2)实验②中，棉花上的水不能燃烧，而棉花上的酒精能燃烧，说明燃烧的条件之一是 。
(3)实验③是探究铁钉生锈的条件，试管c棉花中可以包裹的物质是 ，几天后观察到试管 （填序号）中的铁钉生锈，得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。
【答案】(1)过滤
(2)需要可燃物
(3) 氯化钙 a
【详解】（1）实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是过滤，除去水中的难溶性杂质，故填：过滤；
（2）实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是需要可燃物，故填：需要可燃物；
（3）实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c棉花中可以包裹的物质是氯化钙，其目的是作干燥剂，吸收水分；a中的铁钉与氧气和水同时接触，b中的铁钉只与水接触，c中的铁钉只与氧气接触，实验几天后观察到试管a中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触，故填：氯化钙；a。
14．（2023·湖北咸宁·中考真题）某品牌威化饼干的配料如下图，研究性学习小组对其部分成分进行相关探究。

【查阅资料】
①饼干制作烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。
②碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。
【实验准备】
称取质量为m的饼干样品放入烧杯中，加入适量蒸馏水，充分溶解后过滤，将滤液通过半透膜渗析（除去蛋白质等有机物），得到待检液。将待检液平均分为甲、乙两等份。
任务一：定性验证饼干样品中的有关成分
【实验验证】
(1)请完善下面的表格。
实验步骤 实验现象 实验结论
I.取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸 有 产生 饼干中含有碳酸钠
Ⅱ.向步骤①反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液 有白色沉淀产生 饼干中含有 。
【交流讨论】
(2)小组有同学认为可以把步骤I中的稀硝酸改为稀盐酸。经讨论后，大家一致认为不可行，理由是 。
任务二：定量测定饼干样品中碳酸钠的质量分数
【实验探究】小组同学用待检液乙进行如下实验。主要步骤：①检查装置气密性后装入药品；②通入一段时间N2；③称量装置C的质量为m1；④滴加稀硫酸充分反应；⑤再通入一段时间N2；⑥称量装置C的质量为m2。

【实验分析】
(3)装置C中发生反应的化学方程式为 。
【实验结论】
(4)该饼干样品中碳酸钠的质量分数为 。（用m、m1、m2表示）。
【反思评价】
(5)在探究过程中，下列因素会导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏小的是 （填字母序号）
a、去掉装置D b、省略步骤② c、省略步骤⑤。
【答案】(1) 气泡
氯化钠/NaCl
(2)稀盐酸中含有氯离子，对后续氯化钠的检验产生干扰（合理即可）
(3)
(4)
(5)c
【详解】（1）I、取少许待检液甲于试管中，滴入过量稀硝酸，根据实验结论饼干中含有碳酸钠，碳酸钠与硝酸反应生成硝酸钠、二氧化碳和水，有气泡产生；
Ⅱ、向步骤①反应后溶液中滴入少量硝酸银溶液，有白色沉淀产生，该白色沉淀为不溶于硝酸的氯化银沉淀，说明饼干中含有氯化钠或NaCl；
（2）若把步骤I中的稀硝酸改为稀盐酸，稀盐酸中含有氯离子，对后续氯化钠的检验产生干扰，所以该方法是不可行的；
（3）装置C中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：；
（4）根据实验装置以及实验步骤，装置C增重的质量即为生成二氧化碳的质量m2-m1，然后根据二氧化碳的质量即可计算出碳酸钠的质量，进而计算出碳酸钠的质量分数，设碳酸钠的质量为x，则有
，
，解得x=，根据题干信息可知，该饼干样品中碳酸钠的质量分数为：；
（5）a、去掉装置D，会导致空气中的二氧化碳进入C装置中，导致测得二氧化碳偏多，则计算得出的碳酸钠偏多，导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏大，故错误；
b、步骤②在反应开始前先通入一段时间氮气，目的是排尽装置内的空气，防止干扰实验结果，若省略步骤② ，则导致装置内空气中的二氧化碳进入装置C中，导致测得二氧化碳偏多，则计算得出的碳酸钠偏多，导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏大，故错误；
c、步骤⑤是在反应结束后继续通入一段时间氮气，目的是使装置内产生的二氧化碳全部钡C装置吸收，若省略步骤⑤，导致装置内残留一部分二氧化碳，导致测得二氧化碳偏少，则计算得出的碳酸钠偏少，导致所测样品中碳酸钠的质量分数偏小，故正确；
故选c。
15．（2023·宁夏·中考真题）我国提出2060年前实现碳中和。彰显了负责任大国的作为与相当。实现碳中和人人有责，让我们从衣食住行点滴做起，节约能源，低碳生活。学习小组开展“低碳行动”实践活动，聚焦主要物质二氧化碳，实验探究二氧化碳的性质与转化过程如下：
探究活动一：探究二氧化碳与水的反应
【设计与实验】同学们取石蕊溶液染成紫色的干燥纸条，完成如下实验操作。
实验操作 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 实验Ⅳ
实验现象 紫色纸条不变色 紫色纸条不变色 紫色纸条变红色
【解释与结论】
分析对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，得出的结论是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊变红，二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红。
(1)实验Ⅳ的目的是 。
(2)分析对比实验Ⅲ和Ⅳ，得出的结论是 。
(3)写出实验Ⅲ中反应的化学方程式 。
探究活动二：探究二氧化碳与碱溶液的反应。
【设计与实验】同学们取氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液设计并进行了如图所示实验。

【解释与结论】
(4)实验①中观察到的现象是 ，得到二氧化碳能与氢氧化钙溶液发生化学反应的结论；实验②中观察到无明显现象，得到二氧化碳不能与氢氧化钠溶液发生化学反应的结论。
【反思与评价】
(5)有同学认为实验②得出的实验结论不合理，他认为无明显现象并不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液不发生化学反应，于是设计了以下三个实验方案，证明二氧化碳是否能与氢氧化钠溶液发生化学反应，其中能达到目的的方案有 。
实验方案 实验步骤
方案一 在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡，观察现象。
方案二 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液，观察现象。
方案三 向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸，观察现象。
【表达与交流】
(6)通过实验探究得出二氧化碳与氢氧化钙溶液和氢氧化钠溶液均能发生化学反应，请写出二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。
(7)请你为某工厂提出一条减少排放物中二氧化碳含量的建议： 。
【答案】(1)说明酸能使紫色石蕊试纸变红
(2)二氧化碳与水反应生成了酸
(3)
(4)产生白色沉淀
(5)方案一、方案三
(6)
(7)开发新能源，减少化石燃料的使用
【详解】（1）实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红，则实验Ⅳ的目的是说明酸能使紫色石蕊试纸变红；
（2）实验Ⅳ中稀盐酸和稀醋酸都能使紫色的干燥纸条变红，说明酸能使紫色石蕊变红，实验Ⅲ中二氧化碳与水共同作用使紫色石蕊变红，则对比实验Ⅲ和Ⅳ，可得出的结论是二氧化碳与水反应生成了酸；
（3）实验Ⅲ中二氧化碳与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为；
（4）实验①中二氧化碳通入氢氧化钙溶液中，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，观察到的现象是产生白色沉淀；
（5）案一：在两个相同的软塑料瓶中挤满二氧化碳，分别加入等量的水和氢氧化钠溶液，振荡：二氧化碳能溶于水、能与氢氧化钠反应，都会使软塑料瓶内气压减小，滴加氢氧化钠溶液的软塑料瓶比滴加等量水的软塑料瓶变得更瘪，可验证二氧化碳能与氢氧化钠反应，故方案一能达到实验目的；
方案二：向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加几滴无色酚酞溶液：二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠碳酸钠溶液均呈碱性，都能使无色酚酞溶液变红，无法判断二氧化碳与氢氧化钠发生反应，故方案二不能达到实验目的；
方案三：向一瓶盛有二氧化碳的集气瓶中加入适量氢氧化钠溶液，振荡后，滴加足量稀盐酸：二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，滴加足量的稀盐酸，稀盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，若观察到有气泡产生，证明有碳酸钠，即证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，故方案三能达到实验目的；
故选：方案一、方案三；
（6）二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为；
（7）工厂减少排放物中二氧化碳含量的方法是开发新能源，减少化石燃料的使用。
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