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综合实验专题一
【知识储备】
一.实验方案的设计
设计题的思考性、综合性较强，解答这类题时，需要学生很好地掌握实验操作的基本知识，掌握操作的原理和实验的一般步骤，具备较好的元素化合物知识，熟悉常见物质的一些性质及其反应原理、变化规律等，要全面了解方案设计考查的内容、基本要求和思路方法。
1.实验方案设计的基本要求:
（1）科学性：实验原理，实验方法和操作过程必须科学、严谨、合理。
（2）可行性：设计的实验方案要真正切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。
（3）安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作，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。
（4）简约性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。
2.解题思路和方法:
（1）明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题给的新信息。
（2）选择仪器药品——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现象和数据。
（5）分析得出结论——根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。
二.实验方案的评价
实验方案的评价包括实验原理及方案的评价、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。进行评价时一般从这几个方面人手：
1.方案在理论上是否科学合理，具有严密性；
2.在满足安全性的前提下，操作上是否简单易行；
3.从经济角度评价，是否节约试剂、降低成本和提高产品质量；
4.从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。评价实验方案是一个复杂、深刻的思维活动，要通过分析和综合、比较和论证，才能评选出最佳方案。
三．科学探究
探究性试题是近几年来刚出现的试题，科学探究是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容。它是一种以获取知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式，让学生从问题或任务出发，积极主动的通过形式多样的探究活动形成科学探究的能力，是今后中考命题的大趋势。
探究性试题的特点：
1.探究性试题要求学生具有科学观念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解；
2.探究性试题是在新的情景中，将真实的实验事实作为探究的基础。需要学生用科学研究方式，运用已有的知识，通过猜测或假设、设计实验步骤和方案进行验证，最终解决问题，得出结论，并能进一步发展和应用。
3.问题性、开放性、综合性、社会性、探索性。
　　探究性试题的一般解法为：理解提出的问题→猜与假设（实验验证、收集信息、分析讨论、推理判断）→反思与评价→解决问题，得出结论。
【考点例析】
例1下列实验方案中，设计合理的是 ( )
A．稀释浓硫酸时，将水沿器壁缓缓注入浓硫酸中
B．测溶液pH时，将待测液滴到pH试纸上，待试纸显色后立即与标准比色卡比较
C．在验证空气中氧气含量的实验中用木炭来代替红磷
D．CO还原Fe2O3的实验，开始时先加热试管，再通入CO气体
例2某同学对下列4个实验都设计了两种方案，其中两种方案都合理的是（ ）
选项 A B C D
实验目的 除去CuSO4溶液中少量的H2SO4 除去NaOH溶液中少量的Na2CO3 鉴别O2和CO2气体 除去CO中少量的CO2
方案1 加入足量的Fe粉，过滤 滴入适量的石灰水，过滤 用带火星的木条 点燃
方案2 加入足量的CuO，过滤 滴入适量的CaCl2溶液，过滤 用紫色石蕊溶液 通入足量的NaOH溶液
例3实验室有一瓶化肥的标签已脱落，只知道它是NH4Cl、(NH4)2SO4、NH4HCO3和尿素[CO(NH2)2]中的一种。请你完成以下探究：
【猜想】猜想①：该化肥是NH4Cl， 猜想②：该化肥是 ，
猜想③：该化肥是NH4HCO3， 猜想④：该化肥是尿素。
【实验探究】
（1）取少量样品在研钵中与熟石灰研磨，有剌激性气味的气体放出，证明猜想 不成立；写出其中一种化肥发生该反应的化学方程式：
。
（2）如右（图1），另取少量样品于试管中，滴加
适量水振荡，再选（图2）中 溶液滴入试管中，若
无气泡放出，则猜想 不成立。
（3）在步骤（2）的试管中再滴入（图2）中
的 溶液，若 ，则猜想①成立；
若 ，则猜想②成立，其反应的化学方程式为： 。
例4某实验小组对实验室中A、B、C、D四瓶无色溶液进行鉴别，它们分别是硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、食盐水四种物质的一种。可供使用的实验用品有：稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、紫色石蕊溶液、硝酸钡溶液、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、试管、胶头滴管。请利用提供的实验用品，鉴别出四种物质，并完成实验报告：
实验 实验操作 实验现象 实验结论
① 取四支试管，各取少量的A、B、C、D溶液，分别先滴加紫色石蕊试液 B溶液变红色，D溶液变成蓝色。A、C溶液都呈 色。 B是 D是
② 另取二支试管，各取少量的A、C溶液，分别先滴入硝酸钡溶液后再滴入稀硝酸溶液。 A是硫酸钠溶液 C是
【发现问题】做完实验②后，该小组在网上查阅资料的时候发现，用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液进行检验SO42-时，亚硫酸根离子（SO32-）的存在干扰了SO42-的检验。如往亚硫酸钠（Na2SO3 ）溶液滴加硝酸钡溶液后有沉淀生成，再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀。
【提出问题】若某无色溶液中可能含有硫酸根离子（SO42- ）与亚硫酸根离子（SO32-）中的一种或两种，该如何检验？
【查阅资料】亚硫酸钡（Ba2SO3 ）是无色晶体或白色粉末，微溶于水，在水中是白色沉淀。中性或碱性条件下NO3-不能和SO32-反应，但在酸性条件下，NO3-能和H+反应相遇时（HNO3 ）具有强氧化性，易把SO32-氧化生成SO42- 。往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应，生成有刺激性的气体。
【猜 想】该无色溶液中含有（1）SO42- （2）SO32- （3） 。
【实验探究】请你将下列实验填写完整。
实验 实验操作 实验现象 实验结论
③ 取该溶液少量试管E中，加入硝酸钡溶液后再加入稀硝酸酸 有白色沉淀生成 不能确定猜想 一定成立
④ 取该溶液少量试管F中，加入加入稀盐酸，加热 有刺激性气味的气体生成 猜想 可能成立
⑤ 在④所得的溶液中加入足量的 猜想（3）成立
写出亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式： 。
【得出结论】要鉴别一种离子的存在，必须排除其它离子的干扰，不然会得出错误的结论。
例5某研究型学习小组的同学在用浓硫酸处理费锌片时发现产生的气体具有刺激性气味，这种现象引起同学们的思考和研究。
【提出猜想】对产生的气体进行猜想：
猜想1：可能是H2； 猜想2：可能是SO2；
猜想3：可能是 。
【查阅资料】SO2易溶于水，能与NaOH溶液反应生成Na2SO3。
【实验方案】研究性学习小组的同学设计下图所示的装置进行研究（夹持仪器已省略，假设装置中的反应都进行完全）。
【问题讨论】
（1）如果装置A中没有明显现象，装置C中的现象为 ，则猜想 成立。
（2）如果装置A中的现象为 ，装置C中没有明显的现象则猜想 成立。
（3）猜想3成立的实验现象是 。
（4）装置B中浓硫酸的作用是 。
【思维拓展】
（1）实验室中可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，反应的化学方程式是
。
（2）小组内一同学又设计了判断SO2与NaOH溶液能否反应的装置（如上图），实验时发现试管内液面上升，就得出SO2与NaOH溶液反应的结论，其同学认为这一结论不严谨，理由是 。要得到科学严谨的结论，仍利用该装置，需做的对比实验是
。
【基础演练】
1．下列家庭小实验不能成功的是 ( )
A．用6H铅笔芯代替石墨做导电性实验 B．用小颗粒明矾制明矾大晶体
C．用紫卷心菜自制酸碱指示剂
D．用灼烧闻气味的方法区分棉纤维和羊毛纤维
2．某同学想用实验证明FeCl3溶液显黄色不是Cl－造成的．下列实验中无意义的是 ( )
A．观察KCl溶液没有颜色 B．加水稀释后FeCl3溶液黄色变浅
C．向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．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
3．某同学设计了实验方案探究排空气法收集二氧化碳时集气瓶口的合理方向（如图）。分别向a、b两集气瓶中通入1分钟等流量的二氧化碳气体，可观察到集气瓶a中湿润的蓝色石蕊试纸从下往上逐渐变红，集气瓶b中湿润的蓝色石蕊试纸基本上是整体逐渐变红。根据该实验现象不能得出的结论是 ( )
A．二氧化碳与水反应生成了酸性物质
B．在相同状态下，二氧化碳气体的密度比空气大
C．收集二氧化碳气体集气瓶口应向上
D．集气瓶b中收集到的二氧化碳比集气瓶a纯
4．下列是分析已变质氢氧化钠溶液的相关实验，其中合理的是 ( )
A．②③ B．①③ C．②④ D．①④
5．同一化学反应进行的快慢跟很多因素有关。实验室用100 g溶质质量分数20%的双氧水与一定质量的二氧化锰混合制取氧气，为使反应慢点进行而又不影响生成氧气的质量，则下列操作不能达到目的的是 ( )
A．逐滴加入双氧水 B．加水稀释 C．减少双氧水的用量 D．降低温度
6．把盛有甲、乙、丙三种气体的试管分别同时倒插入盛有水的烧杯中，一段时间后，观察到如图所示的现象，对甲、乙、丙气体的分析正确的是 ( )
A．甲、乙、丙气体都易溶于水
B．乙气体比甲气体更易溶于水
C．不可以用排空气法收集甲气体
D．可以用排水集气法收集丙气体
7．下列从原料及有关试剂分别制取相应的最终产物的设计中，理论上正确、操作上可行、经济上合理的是 ( )
A．CCOCO2Na2CO3溶液
B．CuCu(NQ3)2溶液Cu(OH)2
C．CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液
D．FeFe2O3Fe2(SO4)3溶液
8．某同学对四个实验都设计了两种方案，其中第一方案比第二方案更方便合理的是( )
9．以下是初中化学的一些基本实验：
(1)上述实验中不能达到实验目的的是_______（填字母）。
(2)A中可燃物应取过量的原因是__________ ____；B中玻璃棒的作用是___ ____；一段时间后，C中的实验现象为______ ________；D中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为______ ________，酒精灯的作用是____ ___。
10．许多无明显现象的化学反应可通过滴加其他试剂的方法，使之产生明显的现象以证明反应确实发生了。例如以下几个实验：
(1)实验甲中的NaOH与HCl恰好完全反应时，可观察到的现象是______________。
(2)从研究原理得知，实验甲是通过检验反应前后溶液酸碱性的改变证明反应发生了，与之采用相同原理的还有实验_______（填“乙”或“丙”）。
　 (3)证明实验丙中NaOH与CO2发生了反应，除了可以滴加酸，还可滴加的试剂是_______。
　(4)若将含有盐酸的氯化钙溶液调节到中性，在不用指示剂的情况下，加入的试剂可以是_______（填化学式）。
11.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，如果写出三种正确方案奖励1分）：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： 。
请设计实验证明你的猜想（填写下表）：
方 案 现 象 和 结 论
　
【拓展提升】
12.某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有 ；③是Cu 、Fe2O3的混合物
【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3＋Cu == 2FeCl2＋CuCl2
【实验探究】
（1）甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部
溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为
的观点正确（填“甲”或“乙”）。
（2）丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中，按
右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：
反应前 反应后
Ⅰ组 玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g 玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g
Ⅱ组 洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g 洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g
【交流讨论】
（1）在装置A中先通CO气体的作用是 。
（2）应该选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第 组（填序号）。
（3）写出A装置中发生反应的化学方程式 ；实验中观察到A装置中的现象为 。
（4）为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？
（填“需要”或“不需要”），理由是 。
【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？ 。
例3猜想②：（1分）(NH4)2SO4（或硫酸铵）【实验探究】（1）④ [2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2H2O+
2NH3↑，或(NH4)2SO4+Ca(OH)2=CaSO4+2H2O+2NH3↑，或NH4HCO3+Ca(OH)2=CaCO3+2H2O+NH3↑]
（2）HCl溶液（或盐酸） ③ （3）BaCl2溶液（或氯化钡溶液） 无白色沉淀 有白色沉淀 (NH4)2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2NH4Cl
例4① 紫色 B为稀硫酸 D为清石灰水 ② 有白色沉淀 无现象的 C为氯化钠溶液【猜 想】（3） SO42- 或 SO32-【实验探究】③ （1）④ （2）或（3）
⑤ 硝酸钡溶液 有白色的沉淀生成 Na2SO3 + Ba（NO3）2＝BaSO3↓+2NaNO3
例5【提出猜想】H2和SO2
【问题讨论】
黑色粉末变红
溶液红色变浅（溶液红色变成无色也可以得分）
装置A中溶液红色变浅（溶液红色变成无色也可以得分）装置C中的黑色粉末变红色
干燥气体或吸收气体中的水蒸气
【思维拓展】
（1）2NaOH+SO2==Na2SO3+H2O
（2）SO2易溶于水，也能使液面上升；用等体积的水（或水）代替NaOH溶液进行实验
【基础演练】
1.A　2．B　3．D　4．B　5．C　6．D　7．C　8．B　9．(1)A (2)确保集气瓶中的氧气完全反应　搅拌散热　铁丝生锈，U形管中液面左高右低　Fe2O3 ＋3CO2Fe＋3CO2　点燃未反应的ＣＯ，防止其污染空气　10．(1)红色液体变为无色 (2)乙　(3) Ca(OH)2溶液　(4) CaCO3　　
11. （1）Ca(OH)2；CaCO3（填物质名称同样对）CaO+H2O=Ca(OH)2；Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
（2）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，立即在试管口套上一只瘪气球，观察气球体积的变化。　　
（3）Ca(OH)2和CaCO3的混合物；
方 案 现象和结论
步骤①：将所得固体C加入到试管中，加入少量水，振荡，再向其中滴入两滴酚酞试液；步骤②：再向试管中滴入稀盐酸。 ①若溶液变红，则白色固体C中含有Ca(OH)2若溶液不变红，则白色固体C中不含有Ca(OH)2②若有气泡产生，则白色固体C中含有CaCO3若无气泡产生，则白色固体C中不含有CaCO3
【拓展提升】
12.【提出猜想】② Fe2O3 【实验探究】（1）乙
【交流讨论】 （1）排净装置中的空气（或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸）
(2) Ⅰ ， ③ （3）3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 部分红色粉末变黑
（4）不需要，因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中
【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉（或用塑料袋收集等）。
（图1）
（图2）
红色粉末
少量澄清石灰水
CO
A
B
高温

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