初三化学实验设计、探究【考点1】实验方案设计一、考查内容物质的制备实验设计、物质的性质实验设计、物质的检验实验设计、测定物质的组成实验设计、物质的分离或提纯实验设计、测定混合物的成分实验设计二、解题思路和方法1、明确目的原理---明确实验的目的要求，弄清题目给的信息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---设计合理的实验装置和实验操作步骤4、记录现象和数据---全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据5、分析得出的结论---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，得出正确结论【题型讲解】【题型1】实验方案的设计1、某兴趣小组利用家中的材料研究影响物质溶解性的因素，实验步骤设计如下：（I）称取一定质量的冰糖，研磨成粉末，每10g为一份，分成若干份备用，（Ⅱ）按照下表进行实验（实验所需仪器略）溶剂质量50g 50g 10g 10g 10g 10g 10g请你对他们的实验设计进行评价：（1）根据上述的设计，你认为他们准备研究的影响因素包括__________________________，其中不会影响物质溶解性的因素是________________________________。
（2）在第一组、第三组、第四组的实验中使用研磨好的粉末状的冰糖而不使用块状冰糖的优点在于________________________________________________________________。
（3）你认为第四组实验的设计是否会影响实验结论的得出_________________；请简述理由__________________________________________________________________________【题型2】实验装置的设计一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注，许多城市已经开始推广使用纸制食品袋．同学们经查阅资料得知，纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素，可能含有氧元素．于是他们利用以下装置进行实验测定．请回答下列问题：（1）实验中C装置内发生反应的化学方程式为___________________________（2）实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是___________________________（3）为分别吸收纸袋充分燃烧的产物，并通过清晰可见的现象检验吸收是否完全，以上实验装置正确的连接顺序是：A→（）→（）→（）→（）（填写装置的字母代号）（4）将实验装置正确连接之后，确认气密性良好．充分燃烧16.2g纸袋样品，测得相关实验数据见右表（假定燃烧产物被完全吸收，灰烬质量忽略不计）．装置实验前装置的质量实验后装置的质量B 200.0g 200.0gC 210.0g 234.2gD 220.0g 229.0gE 210.0g 212.2g通过分析和计算可推断得出，纸袋样品中______（填“含”或“不含”）氧元素，其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为______．【题型3】气体制取、检验、除杂、干燥综合实验设计某化学研究性学习小组通过查阅资料得知：宇宙飞船中可用超氧化钾（KO2）作为氧气再生剂．超氧化钾是一种固体，它跟人呼出的二氧化碳反应生成氧气．4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2．为了验证这个反应能够产生氧气，该小组同学以大理石和盐酸反应生成的CO2来跟KO2反应制取O2，设计了如下实验装置，据图请回答：（1）C处应从A、B两种装置中选择_______作CO2发生装置．写出实验室制取CO2的化学方程式：_________________________；检验G中集气瓶内收集的气体是否为氧气，可以在取出集气瓶后，用_____________检验；（2）已知CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，D装置的作用是_____________，反应的化学方程式是__________________________；（3）为了除去O2中可能混有的CO2，F中可盛放_____________溶液；（4）有同学提出，上述实验生成的氧气可能与CO2中混有的水蒸气有关．若要检验干燥的CO2能否与超氧化钾反应生成氧气，你对上述实验装置的改进方法是：_______________________________________．【变式训练】1、同学们为探究不同金属的活动性强弱，设计了如下实验方案，下列方案中实验设计、现象、结论均正确的一组是（）选项实验设计现象结论（金属的活动性）A 将锌片放入硝酸银溶液无现象Ag＞ZnB分别将锌粉与铁丝放入相同浓度的稀盐酸中锌粉产生气泡的速度比铁丝快Zn＞FeC分别将铁丝与铜丝放入相同浓度的稀盐酸中铁丝表面产生气泡，铜丝无现象Fe＞CuD 将铝丝放入硫酸镁溶液中铝丝表面有固体析出Al＞Mg2、葡萄糖是生命体所需能量的主要来源．【提出问题】葡萄糖的燃烧产物是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？【实验设计】为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）．（1）装置A中发生反应的化学方程式是____________________________．（2）装置B中浓硫酸的作用是____________________________（3）装置C处氧化铜的作用是____________________________．【方案评价】（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？____（填“是”或“否”），原因是____________________________．（2）装置C处葡萄糖燃烧的设计特点是____________________________（至少1条）．【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成．【讨论交流】为了尽量减少误差：（1）该实验在进行过程中应注意的问题是______________（1条）（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见：____________________________．【考点2】实验设计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。
进行评价是一般从以下几个方面入手：1、方案在理论上是否科学合理，是否具有严谨性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【题型1】实验方案评价高温 “绿色化学”是将反应物全部转化为期望产物，使原子利用率达到100%，以尽量减少有害物质生成的化学工艺理念。
下列反应符合“绿色化学”要求的是 （ ）A. 煅烧硫铁矿： 4FeS 2 + 11O 2 ======= 2Fe 2O 3 + 8SO 2B. 湿法炼铜： Fe+ CuSO 4 ＝ FeSO 4 + CuC. 制烧碱：Na 2CO 3 + Ca(OH)2 ＝ CaCO 3↓+ 2NaOHD. 制环氧乙烷：2C 2H 2 + O 2 2C 2H 4O【题型2】实验装置设计的评价利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气；盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好．实验前，弹簧夹a 、b 均处于关闭状态，开始实验时，打开a ，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a ，打开b ．请联系所学知识回答下列问题 （1）试管内一氧化碳与氧化铁反应的方程式_______________________．（2）结束实验时，应先打开a ，再______，然后__________________，继续通入氮气直到冷却．（3）请从两个不同角度评价该实验的优点：__________________，__________________．【变式训练】1、下列是某化学兴趣小组对该次活动设计的4个实验方案，其中方案一、方案二都合理的是（ ）△ 催化剂(硫铁矿的主要成分)乙炔 环氧乙烷选项 A B C D实验目的证明草木灰溶液呈碱性检验鸡蛋壳里含碳酸根离子除去一氧化碳中的二氧化碳检验长期露置的氢氧化钠溶液是否变质方案一滴加几滴石蕊溶液观察是否变红加氯化钡溶液通入氢氧化钠溶液加稀盐酸方案二用pH试纸检验溶液的pH 先加稀盐酸，再将气体通入澄清石灰水通过灼热的氧化铜加澄清石灰水2、（1）如图是某趣味实验装置图．挤压胶头滴管后，可观察到气球胀大的现象．其原因是_________________________，发生的化学方程式为_________________________．（2）利用下图装置可做CO还原Fe2O3，的实验，并检验该反应生成的气体产物．已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2．①CO与Fe2O3反应的化学方程式为_________________．②气体通过装置的顺序是A→_________________（装置不能重复使用）．③从环保角度考虑，对以上装置的改进措施是__________________________________．【考点3】科学探究题探究性试验步骤：1.提出假设问题→2.证明假设（试验操作）→3.得出结论（试验现象）→4.讨论【例题讲解】1、三聚氰胺（化学式为C3H6N6）是一种白色结晶粉末，因其低毒、含氮量高，俗称“蛋白精”。
不法分子为了提高奶粉中的蛋白质含量而加入三聚氰胺，导致发生婴幼儿泌尿结石病例。
某化学兴趣小组同学欲探究三聚氰胺的制取原理：【查阅资料】（1）化工企业常用尿素合成法制取三聚氰胺。
即以尿素[化学式CO(NH2)2]为反应物，硅胶为催化剂，在380℃至400℃的温度下，沸腾反应、冷凝得到三聚氰胺，同时产生两种无色气体，其中一种气体具有刺激性气味。
（2）NO是无色气体，不溶于水，在空气中能迅速氧化为棕色NO2气体。
【提出问题】反应生成的两种气体是什么？【假设猜想】根据资料及反应物判断，生成的两种气体可能是：①二氧化碳和水蒸气②二氧化碳和氨气（NH3）③二氧化碳和氮气④二氧化碳和二氧化氮提出以上猜想的依据是；你认为合理的猜想是（填序号），理由是。
【设计实验】同学们在老师的指导下，设计如图所示的实验模拟制取三聚氰胺，并验证猜想。
【实验现象和分析】（1）A装置的作用是。
（2）实验时观察到B中棉花变红，证明生成了，同时看到D中现象，说明还生成了二氧化碳。
（3）C中浓硫酸的作用是。
【实验结论】根据资料和实验现象分析可知，用尿素分解制取三聚氰胺的化学方程式为。
2、请你参与下列探究：【问题情景】在课外活动中，小斌按照课本实验（见图1）探究分子的运动时，闻到了刺激性的氨味，于是，小斌在老师的指导下，设计了如图2的实验装置，进行同样的实验，结果不再有刺激性的氨味，并且快速出现实验现象，得到了和课本实验同样的结论．【实验探究与结论】小斌用图2装置进行实验．（1）滴入少量浓氨水后，湿润的酚酞滤纸条发生的变化是．从分子运动的角度分析，此现象可说明的结论是；从浓氨水化学性质的角度分析，此现象可说明的结论是．（2）用初中的化学知识分析，固体氢氧化钠的作用是．（3）和课本实验比较，小斌改进后的装置的优点是（写出两点）①；②．【思维拓展】小媚受小斌实验的启发，将图2装置进一步改装成图3装置，用于验证二氧化碳的性质．（1）打开活塞K滴入稀硫酸后，两条用紫色石蕊试液润湿的试纸发生的相同变化是，不同变化是，小媚从课本实验中知道，二氧化碳和水本身都不能使石蕊变色，因而她认为以上两个变化验证的二氧化碳的性质依序是、．（2）小柔认为小媚的装置还可以同时验证：①二氧化碳能使澄清石灰水变混浊；②二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧．小柔为完成自己的两个验证实验，对小媚的实验进行的简单改进是：、．【变式训练】1、某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对漂白粉其漂白作用是否失效产生了疑问。