初中化学总复习 专题六
化学实验（三 ） 简单实验方案的设计与评价
归纳整理 1.实验方案的设计
实验设计考查的发展方向是以化学实验为基础，联系科学研究、生产、
生活、环境保护的实际去发现并提出问题、设计实验去探讨和解决实际问题并得出科学的发现和结论，它包括物质的制备、物质的鉴别、物质的分离、物质的组成分析、气体的净化与转化等的实验方案的设计。设计实验方案的试题大多思考性、综合性较强，解答时必须联系自己掌握的基础知识和技能，在进行适当的类比、迁移、重组后从已知条件出发，找到解决问题的突破口，设计出合理的实验步骤。
2.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入手：理论上是否正确、操作上是否简便、会不会造成环境的污染、所需药品或原料的来源是否丰富、实验方案是否安全等等。实验评价的考查范围包括对课本中重要的化学实验方案的评价，对为解决科学研究、生产、生活、环境保护中所出现的实际问题所设计出的实验方案的评价。 问题探究
问题1某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论：
(1)方案一，选用镁粉为试剂。 ①往废水中逐次加入镁粉，当观察到 时，说明加入镁粉的量已经足够。此过程发生反应的化学方程式是 ；
②接下来的操作方法依次是 和 ； (2)方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。 ①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当 时，停止滴入氢氧化钠溶液。此过程发生反应的化学方程式是 ；
②为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程)
； ③??，得到硫酸镁固体。
(3)比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体
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的质量是否相同? ，原因是 。
(4)请你继续探究，设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别)：你选用的一种试剂是(写化学式) ；该试剂发生反应的化学方程式是 。
[答案](1)①镁粉有剩余，溶液中不再有气泡产生 Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑②过滤，蒸发 (2)①不再生成沉淀 H2SO4+2NaOH==Na2SO4+2H2O MgSO4+2NaOH==Mg(OH)2↓+Na2SO4②过滤，取出沉淀，加入稀硫酸，至沉淀恰好完全溶解 (3)不同，方案一中加入镁粉，增加了硫酸镁的质量 (4)MgO，Mg0+H2SO4==MgSO4+H2O(还可能有其它合理答案)。
问题2某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如右图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应）。
查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：
H2C2O4 CO↑+CO2+H2O
通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识。
（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开始先加热___（填A或D）处，实验结束时，应_____（填先或后）停止D处的加热；从环保的角度讲，在E装置后还应对尾气进行处理，其方法是： 。
（2）第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物，其中B装置的作用_______ ；E装置的作用___ ；
一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 ___________________ _ _。
（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0 g，样品与玻璃管的总质量为60.0 g,完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 g。计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为 。 （4）第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量,再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是 。 [分析]本题较好的体现了“理在书中，题在书外”，掌握好书本知识是解题的基础；利用化学计算的某些原理对实验中出现的数据进行处理是该题提出
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的能力要求；能否根据实验的具体情景对某些问题作出正确的分析体现了同学们思维的境界。本题（1）、（2）两问的思维原点为课本中重点出现的“一氧化碳还原氧化铁”这一重要的化学实验；解答第（3）问，须运用“反应前固体的质量之差==参加反应的氧化铁中氧元素的质量”；解答第（4）问需要考虑装置E和空气相连通这一具体的实验情景。
[答案]（1）A 、先 、点燃或用气球收集 （2）除去CO2；检验CO与Fe2O3反应生成的二氧化碳；3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 （3）80％ （4）原
装置中空气含有的二氧化碳被E装置吸收
问题3请完成以下探究过程：
问题：如何鉴定孔雀石[Cu2(OH)2 CO3]加热分解的产物? 假设：假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和CuO。
设计实验：实验①：按右图进行实验，证明分解产物中有H2O和CO2 。 该装置的连接顺序是：a接 ， 接 ；按此顺序连接的理由是：
。
实验②：请你设计实验，证明孔雀石完全分解后，试管中剩余的黑色固体是
CuO(用图示或文字说明均可)： 。
现象和结论：实验①中：U形管中的无水硫酸铜变成蓝色，证明产物中有 ；证明产物中有CO2的现象是 。实验②中(你设
计的)：因为有 现象，所以黑色固体中有铜元素；因为有 现象，所以黑色固体中有氧元素；由此可得到结论：产物中有CuO。 [分析]熟悉各套装置的功能、知道混合气体中各种成分检验的方法及实验的先后顺序、灵活运用有关物质的性质是解答此类问题所必须具备的基础或能力。要对混合气体中的各种成分进行检验须遵循“先验水，后验其它”的原则，其中检验水用无水硫酸铜，检验二氧化碳用澄清石灰水。
[答案]设计实验：①d e b (或e，d，b) 必须先通过无水硫酸铜检验水蒸气，否则，因澄清石灰水中水的挥发或冷凝作用而干扰原产物中水蒸气的检出；气体通过澄清石灰水时须遵循长进短出的原则。 ②待反应后的试管
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初中化学总复习专题六化学实验(三)简单实验方案的设计与评价
