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(共34张PPT)
专题三　实验设计与方案评价
一、实验方案的设计
设计思路 围绕实验目的明确实验原理→选择实验仪器和试剂，组装实验装置→设计实验步骤→实施实验并记录实验现象和数据→分析实验事实，得出结论
设计原则 科学性：实验原理、实验方案和操作过程必须科学、严谨、合理。
可行性：设计的实验方案要切实可行。
设计原则 安全性：所用试剂、仪器、装置要安全可靠，要尽量避免带有危险性的操作，尽量避免与有毒物质接触，若无法避免有毒物质，则应采取安全措施，以防造成环境污染和人身伤害。
简约性：操作简便、装置简单、时间短、实验现象明显
设计方法 对比法、控制变量法
二、实验方案的评价
1.可行性
(1)理论上实验方案是否科学、合理。(2)实验方法是否简便，现象明显；实验操作是否简单、安全可靠。(3)实验结果与实验目的是否一致。
2.绿色化
(1)原料是否易得、安全、无毒。(2)反应是否污染环境。(3)原料的利用率和生成物的产率是否较高。
3.经济性
从经济角度评价，是否节约试剂、降低成本、提高产量。
1.(2025·广州)关于下列实验的说法，正确的是(　 　)
D
A.实验①：用排水法收集氧气，说明氧气的密度比空气大
B.实验②：试管中黑色固体变成红色，说明反应生成了二氧化碳
C.实验③：反应前后天平读数不变，说明消耗的铁和生成的铜质量相等
D.实验④：澄清石灰水变浑浊，说明溶液X中可能含有HC
【解析】用排水法收集氧气，说明氧气不易溶于水，A项错误；碳具有还原性，能与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，试管中黑色固体变成红色，说明反应生成了铜，B项错误；反应前后天平读数不变，说明化学反应前后物质的总质量不变，消耗的铁和生成的铜质量不相等，C项错误；澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，碳酸氢盐能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，说明溶液X中可能含有碳酸氢根离子，D项正确。
2.(2024·广州)关于下列实验的说法，不正确的是(　 　)
D
A.集气瓶内水平面上升约，说明氧气约占空气体积的
B.电解水的玻璃管内分别生成H2和O2，说明水由H和O两种元素组成
C.白磷燃烧但红磷不燃烧，说明白磷的着火点比红磷的低
D.反应前后称量的总质量不同，说明该反应不遵守质量守恒定律
3.(2023·广州)关于下列实验的说法，正确的是(　 　)
A
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，说明该反应不遵守质量守恒定律
D.实验④：氨气用向下排气法收集，说明氨气的密度比空气大
4.下列实验设计能达到实验目的的是(　 　)
D
实验 目的 A.探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 B.验证质量守恒定律 C.探究铁锈蚀的条件 D.验证MnO2的催化作用
实验 设计
5.(原创)下列实验设计能达到实验目的的是(　 　)
B
选项 A B C D
实验 目的
实验 设计 探究同种溶质在不同溶剂里的溶解性 探究合金及其成分金属的熔点高低 探究空气中氧气的含量 探究甲烷中是否含有氢元素和碳元素
6.下列关于实验的说法不正确的是(　 　)
A
A.实验甲：验证了可燃物的燃烧需要氧气
B.实验乙：将右侧溶液倒入左侧后可以除去木炭中的氧化铜
C.实验丙：验证了铁的锈蚀与水有关
D.实验丁：证明二氧化碳能与水发生反应
7.(2025·广州越秀区三模)某兴趣小组用6%的过氧化氢溶液完成以下实验。下列说法不正确的是(　 　)
C
A.乙中冰水混合物的作用是将O2中含有的水蒸气冷凝
B.丙和丁对比可知，温度会影响化学反应速率
C.甲和丁对比可知，催化剂会影响化学反应速率
D.甲和乙对比可知，甲中木条未复燃是因为加热后产生大量的水蒸气，冲淡了氧气浓度
8.(2025·广州越秀区三模)下列关于实验的说法不正确的是(　 　)
C
A.实验①：电解水的玻璃管内分别生成H2和O2，说明水由H和O两种元素组成
B.实验②：黑色粉末变红，澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中可能含有CO
C.实验③：说明铁生锈需要铁与氧气和水同时接触
D.实验④：说明燃烧需要温度达到可燃物着火点，可燃物与氧气接触
9.(2025·广州海珠区二模)下列关于教材中的实验说法正确的是
(　 　)
D
A.图1中水无明显变化而汽油变紫色，证明碘和汽油发生了化学反应而不和水反应
B.图2中b处气体能使燃着的木条燃烧更旺，说明水是由氢气和氧气组成的
C.图3中反应后总质量减小，说明该反应不遵守质量守恒定律
D.图4滴有浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性
10.(2025·广州黄埔区二模)下列关于实验的说法正确的是(　 　)
D
A.被烧杯罩住的蜡烛熄灭，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点
B.塑料瓶变瘪，说明CO2与NaOH发生化学反应
C.打开活塞，一段时间后观察到U形管左边液面比右边低，说明浓硫酸溶于水吸热
D.一段时间后，烧杯A中溶液变色，说明分子在不断运动
11.对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是(　 　)
C
A.对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B.对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C.对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D.对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
12.(原创)对比实验是研究化学的重要方法，下列实验方案能达到目的的是(　 　)
C
A.探究温度对物质溶解程度的影响
B.探究催化剂对H2O2溶液分解速率的影响
C.验证铁生锈的条件之一是与空气接触
D.探究不同溶剂对同一溶质的溶解性的影响
13.“乌铜走银”是云南省石屏县始创的一种独特的铜制工艺品技艺，迄今已有300余年的历史。
乌铜表面的黑色物质主要是氧化铜。利用稀硫酸和铁从氧化铜中得到铜单质可通过以下两种方案实现：
(1)上述两种方案中较优的是__________，理由是________________ _______。
(2)西汉刘安所著《淮南万毕术》中提到“曾青得铁则化为铜”，方案二中体现这一过程的化学方程式为____________________________。
方案二
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　节约能源、更安全等
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
14.居里夫人因发现放射性元素镭(Ra)而获得诺贝尔化学奖。经查阅资料，镭的金属活动性比钙强，镭的化合物在水中的溶解性如下：
物质 Ra(OH)2 RaCl2 RaSO4 Ra(NO3)2 RaCO3
在水中的溶解性 易溶 易溶 难溶 易溶 难溶
(1)预测氯化镭能与下列哪些物质反应________(多选，填标号)。
A.氢氧化镁 B.硝酸银
C.硫酸铜 D.铁
BC
(2)依据各类物质之间的反应规律，设计两种不同类别的物质将氢氧化镭转化成碳酸镭的方案：
方案一：___________________________________________ (写出化学方程式，下同)；
方案二：______________________________________。
Ra(OH)2＋Na2CO3===RaCO3↓＋2NaOH
Ra(OH)2＋CO2===RaCO3↓＋H2O
15.(2025·清远二模)镁砂是重要的耐火材料。某小组查阅资料后设计两种制备镁砂的方案(如图所示)，请结合信息回答问题。
(1)从能源利用或原料角度分析，两种方案中更优的是方案______ (填“1”或“2”)，理由是__________________________。
1
原料来源广泛，节约能源
[解]设：若需制备400 kg MgO，理论上需要原料的质量为x。
58　　　　　　40
80%x　　　　400 kg
　解得x＝725 kg
答：若需制备400 kg MgO，理论上需要725 kg的原料。
课后练习
1.(2025·广州模拟)关于下列实验的说法，正确的是(　 　)
A.实验①：水下白磷未燃烧，说明燃烧要有更高温度
B.实验②：反应后总质量减小，说明该反应不遵守质量守恒定律
C.实验③：澄清石灰水变浑浊，说明木炭能将氧化铜还原成铜
D.实验④：观察到导管口有气泡冒出，说明装置不漏气
D
2.(2025·黄冈模拟)下列关于实验的说法，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：U形管红墨水左低右高，说明中和反应放热
D.实验④：氨气用向下排气法收集，说明氨气的密度比空气大
A
3.(2025·成都三模)下列实验设计能达到实验目的的是(　 　)
实验 目的 A.探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 B.验证质量守恒定律 C.检验CO的燃烧产物 D.证明铁生锈需要水
实验 设计
C
4.(2025·广州海珠区一模)关于下列实验的说法，不正确的是(　 　)
A.实验①：只观察到Y形管中的白磷燃烧，可得到可燃物燃烧的条件
B.实验②：紫色石蕊溶液变红，说明浓醋酸具有挥发性和酸性
C.实验③：证明铁钉生锈的过程中是否有氧气参与
D.实验④：向试管中滴加浓硫酸，观察到U形管内红墨水左侧液面下降
C
5.(2025·东莞模拟)下列实验设计能达到实验目的的是(　 　)
选项 A B C D
实验 目的 测定溶液的pH 探究氧气浓度对反应速率的影响 验证石蜡中含有氢、氧元素 探究CO2与NaOH是否发生反应
实验 设计
B
6.(2025·徐州一模节选)某学习小组对旧铜器上的绿色锈斑产生了探究兴趣。用锈蚀严重的废铜屑为原料，回收铜。
资料1：Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===2CuSO4＋3H2O＋CO2↑。
资料2：回收铜的两种实验方案：
反思与评价：(1)溶液A中的主要离子有H＋、Cu2＋、_______(填离子符号)。
(2)方案二优于方案一的理由是____________________________(答一点)。

节约能源(答案合理即可)
7.(2025·吕梁一模)锶元素(Sr)及其所形成的化合物，在材料生产、油漆加工等领域中具有极其重要的用途。氢氧化锶是一种无色结晶或白色粉末，易潮解，在空气中易吸收二氧化碳生成碳酸盐。
(1)上述信息能推测氢氧化锶化学性质的是_____________________ _________________。
在空气中易吸收二氧化碳生成碳酸盐
(2)下表是部分物质的溶解性表，运用此溶解性表并结合你对复分解反应发生条件的理解，回答下列问题：
离子 OH－ Cl－
Ba2＋ 溶 溶 不溶 溶 不溶
Cu2＋ 不溶 溶 溶 溶 不溶
Sr2＋ 溶 溶 不溶 溶 溶
①已知碳酸锶的化学性质与碳酸钠相似，检验久置的氢氧化锶固体部分变质，在待检溶液中按顺序使用的试剂是____________________和________________。请写出从部分变质的氢氧化锶中回收氢氧化锶固体的实验原理：_________________________________________(用化学方程式表示)。
②设计用两种不同类别的物质将氢氧化锶转化成难溶性锶盐的方案：___________________________________________________________ _____________(写出化学方程式)。
过量的氯化钡溶液
无色酚酞溶液
SrCO3＋Ba(OH)2===BaCO3↓＋Sr(OH)2
H2SO4＋Sr(OH)2===SrSO4↓＋2H2O、Na2SO4＋Sr(OH)2===SrSO4↓＋2NaOH

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