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考题分层训练(十八)实验设计与评价|夯实基础|1.2019山西化学实验是我们应用化学知识、拓展化学思维和培养化学素养的重要途径。认真分析以下实验,不能达到预期效果或目的的是()图18-12.2019乐山图18-2所示的实验不能达到实验目的的是()图18-2A.实验一:验证CO2的部分性质B.实验二:验证空气中氧气含量C.实验三:验证O2是否收集满D.实验四:比较合金与纯金属的硬度3.2019乐山下列实验方案合理可行的是()选项实验目的所用试剂或操作方法A鉴别稀盐酸、Na2CO3溶液和蒸馏水分别滴加无色酚酞溶液,观察颜色B除去生石灰中少量的碳酸钙加水溶解,过滤C验证Zn、Cu、Ag的金属活动性将铜片分别放入到Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液中,观察现象D除去CO2中混有的少量HCl气体将气体通入足量的NaOH溶液4.2019山西物质的鉴别和除杂是重要的实验技能。下列实验方法能达到目的的一项是()选项实验目的实验方法A鉴别软水和硬水观察颜色B鉴别NaOH和NH4NO3两种固体取样,加水溶解,触摸烧杯外壁C除去MnO2中的少量KCl固体加足量水溶解,过滤,蒸发D除去FeSO4溶液中的少量CuSO4加足量锌粉,充分反应后过滤5.2019百色下列实验方案中,设计合理的是()A.用酒精浸泡牵牛花自制酸碱指示剂B.用过滤的方法将硬水转化为软水C.用燃烧木条的方法制备纯净的二氧化碳气体D.常温下用水区分一氧化碳和氮气6.2019兰州下列实验方案不能达到实验目的的是()选项实验目的实验操作A除去硫酸亚铁溶液中少量硫酸铜加过量铁粉充分反应,过滤B检验某固体为碳酸盐取样,滴加稀盐酸,观察是否有气泡产生C除去氯化钠溶液中少量氯化镁加入过量氢氧化钠溶液,过滤,向滤液中加稀盐酸至中性D鉴别氢氧化钠固体和硝酸铵固体取样,加水溶解,观察温度变化7.2018娄底下列实验能达到实验目的的是()图18-38.2019深圳为达到以下实验目的,下列相应实验方案合理的是()选项实验目的实验方案A获得廉价的新能源电解水制H2B将河水净化为纯水经沉淀、过滤、吸附C验证金属活动性ZnCu利用锌片与CuSO4溶液的反应D除去NaCl固体中少量MgCl2加水溶解,再加入过量NaOH溶液9.2019徐州 下列实验方案设计不能达到实验目的的是()A.用灯帽熄灭酒精灯,以说明物质燃烧需要达到着火点B.用铁和硫酸铜溶液可验证铁、铜两种金属的活动性强弱顺序C.利用盛有浓硫酸的洗气瓶,可除去CO2气体中混有的少量水蒸气D.用紫色石蕊溶液,就可区别盐酸、氢氧化钠溶液和食盐水三种无色溶液10.2018巴中改编某同学对下列四个实验目的设计的方案,其中不合理的是()选项实验目的方案A鉴别铁粉与氧化铜加稀硫酸B鉴别硫酸铵和氯化钠加熟石灰粉末研磨C除去二氧化碳中少量的水蒸气通过固体氢氧化钠D除去氯化铜溶液中的少量盐酸加过量的氧化铜粉末,过滤11.2018绵阳为除去下列物质中的杂质(括号内为杂质),下列操作方法不能达到目的的是()选项物质(杂质)操作方法ACu(Fe)加足量稀硫酸,充分反应后过滤BCO(O2)缓慢通过灼热铜网CNaCl溶液(Na2CO3)加盐酸至恰好不再产生气泡为止DFeSO4溶液(CuSO4)加入足量铁屑,充分反应后过滤12.2019邵阳下列除杂方法中,正确的是()选项物质(括号内为杂质)除杂方案ANaCl溶液(Na2CO3)加入适量稀盐酸,充分反应B铝粉(铁粉)加入适量稀硫酸,充分反应后过滤CCO2(CO)将气体通过足量氢氧化钠溶液,并干燥D稀盐酸(H2SO4)加入适量Ba(NO3)2溶液,充分反应后过滤13.2019岳阳下列实验操作或方法能达到实验目的的是()选项实验目的实验操作或方法A鉴别稀硫酸和氯化钠溶液滴加酚酞溶液B从粗盐中得到纯净的氯化钠溶解、过滤、洗涤、干燥C鉴别K2SO4、Cu(NO3)2、Ba(OH)2、NaOH不另加试剂D除去CO2中含有的少量CO点燃14.2018聊城分离、提纯、除杂、鉴别是化学实验的重要手段。下列实验设计不能达到实验目的的是()选项实验目的实验设计A将粗盐中混有的泥沙分离溶解、过滤、蒸发B从混有少量NaCl的KNO3中得到较纯净的KNO3固体先加水溶解,再蒸发结晶C除去MgCl2溶液中的少量MgSO4加适量的BaCl2溶液,过滤D鉴别CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体加水,观察15.图18-4是实验室制取常见气体及检验相关性质的装置图,据图回答问题。图18-4(1)仪器的名称是。(2)查阅资料知,高铁酸钾(K2FeO4)固体可用于制取氧气。方案一:4K2FeO42Fe2O3+4K2O+3O2;方案二:4K2FeO4+10H2O4Fe(OH)3+8KOH+3O2。若用方案一制取氧气,应该选用的发生装置是(填序号)。选用装置C用排空气法收集氧气时,氧气应该从(填“a”或“b”)端通入。下列关于以上两种方案制取氧气的说法正确的是(填序号)。a.方案一发生的是分解反应b.方案二更简便、节能c.制取等质量的氧气,两种方案所需高铁酸钾的质量相等(3)实验室制取二氧化碳的化学方程式是。二氧化碳的水溶液能使蓝色石蕊试纸变红,若用装置D证明使蓝色石蕊试纸变红的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,应该采取的实验操作顺序是(填序号,其中可重复使用)。从d端通氮气从分液漏斗中滴加适量水从c端通二氧化碳将干燥的蓝色石蕊试纸放入装置D的广口瓶中|能力提升|1.下列探究实验不能达到目的的是()图18-52.2019娄底下列实验不能达到实验目的的是()图18-6A.图甲:区分硬水和软水B.图乙:探究CO2与水的反应C.图丙:探究接触面积对反应速率的影响D.图丁:比较空气与人体呼出的气体中CO2含量3.下列图示实验能达到目的的是()图18-7A.甲:探究溶剂种类对物质溶解性的影响B.乙:探究分子运动现象C.丙:鉴别NH4Cl溶液和NH4NO3溶液D.丁:探究MnO2的催化作用4.2019达州下列实验操作中(括号内为待检验物质或杂质),不能达到实验目的的是()选项物质目的主要实验操作ACO和CO2区分将气体分别通入澄清石灰水中,观察现象BMnO2和KCl分离溶解、过滤、洗涤固体并烘干;蒸发滤液CO2(H2O)检验通入无水硫酸铜,观察现象DHCl(H2SO4)除杂加入过量的BaCl2溶液,过滤5.2019荆门除去下列物质中混有的杂质,所用试剂和操作方法不正确的是()选项物质(括号内的为杂质)除去杂质的方法ANa2SO4溶液(NaOH)滴加适量的稀硫酸B铜粉(铁粉)加入足量稀硫酸,过滤、洗涤、干燥CCO (CO2)通过足量的NaOH溶液,干燥DNaCl 溶液(CaCl2)通入过量的CO2,过滤6.2019云南 下列有关实验方案设计正确的是()选项实验目的实验方案A配制6%的氯化钠溶液50 g称取3 g氯化钾固体溶于47 mL水中B证明氢氧化钠溶液与稀盐酸能反应取氢氧化钠溶液于烧杯中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,再滴入稀盐酸至溶液变为无色C除去CaCl2溶液中的少量盐酸加入适量的铁粉D除去CO2中含有的少量CO点燃7.2019呼和浩特 下列实验方案中,两个方案均可行的是()选项实验目的实验方案一实验方案二A鉴别硬水和软水取样,分别加入等质量的活性炭,静置,观察取样,分别加入等质量的肥皂水,搅拌,观察产生泡沫的情况B分离木炭粉和铁粉的混合物用磁铁吸引在空气中充分加热C除去CO气体中的少量CO2将混合气体依次通过足量的氢氧化钠溶液和浓硫酸将混合气体通过足量的灼热CuO粉末D鉴别NaCl和NaOH两种固体取样,分别加水溶解,触摸试管外壁取样,分别加水溶解,配成溶液,用pH试纸测定8.2019通辽正确合理的实验设计,可以快速准确的达到实验目的。下列实验方案或实验步骤不正确的是()A.用铜、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液,验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序B.用燃着的木条区别氧气、空气、二氧化碳三种气体C.配制20 g溶质质量分数为5%的氯化钠溶液,主要实验步骤是计算、称量(量取)、溶解、装瓶贴标签D.分离氯化钠和碳酸钙的混合物,主要实验步骤是溶解、过滤、洗涤9.2019十堰改编为达到实验目的,下列实验方案设计合理的是()选项实验目的实验方案A除去CO中的HCl气体将气体通过NaOH溶液,再通过浓硫酸B验证甲烷中含有碳、氢两种元素点燃甲烷,在火焰上方罩一内壁附着石灰水的烧杯,观察现象C探究燃烧的条件之一是温度达到物质的着火点用棉花分别蘸酒精和水,放在酒精灯火焰上加热片刻,观察现象D鉴别稀盐酸、K2CO3溶液、(NH4)2CO3溶液取样,相互滴加,观察现象10.2019天津 下列说法不正确的是()A.将装有某气体的试管管口靠近酒精灯火焰产生爆鸣声,说明该气体是氢气和氧气的混合气B.向等量的硬水和软水中分别加入等量的肥皂水,产生的泡沫不一样多C.燃着的木条分别在空气样品和人体呼出气体样品中燃烧的现象不同,说明两种样品中氧气含量不同D.向盛有粉尘的金属罐中快速鼓入空气,点火发生爆炸,该粉尘可能是面粉11.2019杭州下列实验中,实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是()选项实验目的实验原理主要操作方法A除去粗盐中的泥沙各成分的溶解性差异蒸发B分离水与酒精的混合物各成分的密度差异蒸馏C鉴别稀盐酸和稀硫酸酸根离子的化学性质差异加碳酸钠溶液,观察产生气泡快慢D除去FeSO4、CuSO4混合溶液中的CuSO4金属活动性差异加过量铁粉,充分反应后过滤12.2019北部湾下列实验探究正确的是()选项实验目的实验操作结论A除去氢气中混有的水蒸气通入氢氧化钠溶液得到干燥的氢气B分离Ca(OH)2和CaCO3固体加入足量的水,溶解并过滤得到纯净的CaCO3C探究酒精是否含有碳元素点燃酒精,将内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方酒精含有碳元素D配制50 g质量分数为6%的NaCl溶液称取3 g NaCl,在量取液体体积时俯视读数,搅拌溶解所得溶液的溶质质量分数偏小13.2019贵港改编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 鉴别O2、N2、CO2三种气体 分别把燃着的木条伸入瓶中,观察现象B检验NaOH溶液是否变质取样,滴加酚酞溶液C 分离CO2和CO混合气体 先通入NaOH溶液,再加入稀硫酸D 除去NaOH溶液中少量的Na2CO3加入适量CaCl2溶液,过滤 14.2019长春下列实验中,能达到相应目的的是()A.分离CaO和CaCO3:将固体混合物高温煅烧B.制备CaCO3:向CaCl2溶液中通入足量的CO2,过滤C.验证质量守恒定律:将锌粒与稀硫酸混合,比较混合前后溶液的质量D.除去CO2中混有的HCl和水蒸气:将气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液和浓硫酸15.2019吉林下列实验方案设计不能达到实验目的的是()A.用Ba(OH)2溶液除去NaNO3溶液中的CuSO4B.用Na2CO3溶液鉴别NaOH溶液和CaCl2溶液C.用稀硫酸、Fe2O3和NaOH溶液制备Fe(OH)3D.用酚酞溶液检验CaO中是否含有Ca(OH)216.2019孝感下列实验方案能达到预期目的的是()A.除去二氧化碳中的水蒸气通过氢氧化钠固体干燥剂B.检验酒精中是否含有碳、氢、氧三种元素在空气中点燃检验生成的产物C.探究铁锈蚀的条件将一枚光亮的铁钉放入盛有适量水的试管中,观察现象D.用一种试剂一次性鉴别出硝酸铵溶液、硫酸铵溶液、稀硫酸和氯化钠溶液分别取样装于4支试管中,再分别滴加氢氧化钡溶液,微热,观察现象17.某同学设计了以下四个实验方案,理论上正确、操作上可行、经济上合理的是()A.CuCuCl2Cu(OH)2B.H2OO2MgOC.CaCO3CaOCa(OH)2溶液NaOH溶液D.MgCl2Mg(OH)2Mg18.实验室用铁、氧化铜、稀硫酸为原料制取铜,某同学设计了如下两个实验方案:方案一:FeH2Cu方案二:CuOCuSO4Cu(1)两个实验方案中,最好的是,理由是 。(2)由以上两个方案生成相同质量的铜,则铁、氧化铜、稀硫酸三种原料中,消耗量相同的是,理由是。(3)方案一应选用图18-8中的(填序号)装置。对于这种方法制取的铜中可能含有的杂质可加除去。图18-819.为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定,受热易分解生成氨、二氧化碳和水)的氯化钾提纯,并制得纯净的氯化钾溶液,某同学设计的实验流程如图18-9所示。图18-9请根据流程图中的信息,回答下列问题。(1)步骤中除去碳酸氢铵的方法是 。(2)步骤中加过量碳酸钾溶液的目的是 。(3)此设计方案是否严谨?并说明理由 。【参考答案】夯实基础1.A解析 净化有泥沙的水,活性炭在上层达不到净化效果,应该把小卵石和活性炭的位置互换一下;生石灰遇水放热,会使瓶中气体受热膨胀,气压变大,U形管中的液面左端下降,右端上升,通过观察U形管中液面的变化,可以证明生石灰遇水放热;稀硫酸与纯碱反应生成二氧化碳气体,气体逸散到空气中,使左端质量减小,天平不再平衡,能达到实验目的;实验室用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应条件是加热,氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,能达到实验目的。2.B解析 实验一:倾倒二氧化碳,可以验证二氧化碳的密度大于空气(物理性质)和二氧化碳既不支持燃烧,也不能燃烧(化学性质);实验二:硫燃烧可以消耗氧气,但是也会生成气体,装置内压强变化不大,不能验证空气中氧气含量;实验三:将带火星的木条放在氧气集气瓶口,若木条立即复燃说明已集满,可以验证O2是否收集满;实验四:黄铜片和纯铜片相互刻划,可以比较合金与纯金属的硬度。3.C解析 鉴别稀盐酸、Na2CO3溶液和蒸馏水,分别滴加无色酚酞溶液,能使无色酚酞变红的是Na2CO3溶液,稀盐酸和蒸馏水不能使无色酚酞变色,不能鉴别这三种物质;生石灰与水反应,加水溶解不能除去生石灰中少量的碳酸钙;将铜片分别放入到Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液中,Zn(NO3)2溶液中无现象,说明Zn比Cu活泼,AgNO3溶液中出现银白色固体,说明Cu比Ag活泼,即三者活动性为ZnCuAg,可以验证Zn、Cu、Ag的金属活动性;CO2和HCl都与NaOH溶液反应,不能除去CO2中混有的少量HCl气体。4.B解析 硬水和软水都是无色透明的液体,无法通过观察颜色鉴别;氢氧化钠固体溶于水放热,使液体温度升高,硝酸铵固体溶于水吸热,使液体温度降低;将二氧化锰和氯化钾溶于水,过滤得到二氧化锰,洗涤、干燥即可,蒸发得到的是氯化钾;向混合溶液中加入足量的锌粉,锌的活动性比铁和铜都强,所以锌会与硫酸亚铁和硫酸铜均发生反应。5.A解析 酒精可以把牵牛花中的色素萃取出来,这些色素大都属于花青素类化合物,能在不同的pH范围内呈现不同的颜色,可以粗略的起到酸碱指示剂的作用;用过滤的方法只能除去水中部分难溶物,无法将硬水转化为软水;燃烧木条可能生成二氧化碳或一氧化碳或二者的混合物,故无法制备纯净的二氧化碳气体;常温下一氧化碳和氮气都难溶于水,故无法区别。6.B解析 铁粉与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,加入过量铁粉将硫酸铜完全反应,过滤即可;活泼金属与稀盐酸反应生成氢气,也会有气泡产生,所以,向固体中加入稀盐酸,观察到气泡产生,不能证明是碳酸盐;氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过滤,向滤液中加入稀盐酸至溶液呈中性,即可得到较纯净的氯化钠溶液;氢氧化钠固体溶于水放热,溶液温度升高,硝酸铵固体溶于水吸热,溶液温度降低。7.D解析 A中缺少没有水分有氧气不能生锈的对照实验,故A错;B中缺少对照实验,故B错;测定空气中氧气含量时,红磷必须足量或过量保证氧气被消耗完,故C错;大烧杯罩着的酚酞溶液变红色,说明分子在不断运动,故D正确。8.C解析 电解水并不廉价;将河水净化为纯水,经过沉淀、过滤、吸附后还要进行蒸馏;锌片与CuSO4溶液反应,可以将Cu置换出来,说明金属活动性ZnCu;加入过量NaOH溶液会引入新的杂质NaOH,应加入适量NaOH溶液再过滤。9.A解析 用灯帽熄灭酒精灯利用的是隔绝空气的灭火原理,A符合题意;铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铁的活动性比铜强,B不符合题意;浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,能用于干燥二氧化碳气体,C不符合题意;将紫色石蕊溶液分别滴入三种溶液中,溶液变红色,则原溶液为稀盐酸,溶液变蓝色,则原溶液为氢氧化钠溶液,溶液不变色,则原溶液为食盐水,D不符合题意。10.C解析 铁粉与稀硫酸反应有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,氧化铜与稀硫酸反应无气泡生成,溶液由无色变为蓝色,可以区分,故A不符合题意;硫酸铵与熟石灰混合研磨,会产生有刺激性气味的气体,氯化钠与熟石灰不反应,没有明显现象,故B不符合题意;氢氧化钠固体能吸收水分,又能和二氧化碳发生反应,所以该方案除去水蒸气的同时也会把二氧化碳除去,方案错误,故C符合题意;氧化铜能和稀盐酸反应生成氯化铜和水,且氧化铜不溶于水,所以可以用氧化铜除去氯化铜溶液中的盐酸,方案正确,故D不符合题意。11.B解析 铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜和稀硫酸不反应,向Cu、Fe混合物中加入足量的稀硫酸,充分反应后,过滤,可得纯净的铜;氧气能与灼热的铜反应生成氧化铜,但一氧化碳在加热的条件下能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,结果一氧化碳被转化为二氧化碳,该方法错误;碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,向氯化钠和碳酸钠的混合溶液中滴加稀盐酸至不再有气泡产生时,碳酸钠恰好完全反应,得到纯净的氯化钠溶液;铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,向硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入足量的铁屑,硫酸铜被完全转化为硫酸亚铁,过滤,即可得到纯净的硫酸亚铁溶液。12.A解析 根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂试剂和分离方法,所谓除杂(提纯),是指除去杂质,同时被提纯物质不得改变。除杂质题至少要满足两个条件:加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;反应后不能引入新的杂质。氯化钠溶液中含杂质碳酸钠,可加入适量稀盐酸,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应后除去了碳酸钠且没有引入新杂质,故A正确;铝和铁都排在金属活动性顺序表氢前,都能与稀硫酸反应,所以不能用稀硫酸除去铝粉中的铁粉,故B错误;二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,一氧化碳不能与氢氧化钠溶液反应,不能除去杂质反而除去了原物质,故C错误;硫酸与硝酸钡溶液反应生成硫酸钡和硝酸,引入了新杂质硝酸,故D错误。13.C解析 酚酞溶液遇到酸性和中性溶液都不变色,所以不能鉴别稀硫酸和氯化钠溶液;从粗盐中提纯氯化钠,需要的操作是溶解、过滤、蒸发,但得到的精盐仍然不是纯净物;根据溶液颜色的不同可以鉴别出硝酸铜溶液,再用它与其他物质两两反应,没有实验现象的是硫酸钾,利用硫酸钾与其他两种物质反应,能生成白色沉淀的是氢氧化钡,剩余的是氢氧化钠,所以不另加试剂可以把这四种物质鉴别开;二氧化碳不能燃烧也不支持燃烧,二氧化碳中含有的少量一氧化碳不能被点燃,所以不能使用点燃的方法除去一氧化碳。14.B解析 将粗盐中混有的泥沙分离,先溶解,氯化钠溶于水,而泥沙不溶于水,再过滤把泥沙除去,得到氯化钠溶液,最后蒸发溶剂得到氯化钠晶体,所以A设计正确;KNO3中混有NaCl,要提纯KNO3,应先加水溶解,再降温结晶,因为KNO3的溶解度受温度变化影响较大,NaCl的溶解度受温度变化影响变小,所以第一步是在烧杯中加水溶解,第二步是蒸发浓缩,得到较高温度下的KNO3饱和溶液,再冷却结晶,利用溶解度差异使KNO3结晶析出,所以B设计错误;硫酸镁和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,除去氯化镁溶液中少量的硫酸镁,可以加入适量的氯化钡溶液,再过滤,把硫酸钡除去,就可以得到氯化镁溶液,所以C设计正确;鉴别碳酸钙、氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵四种固体,加水观察,不溶于水的固体是碳酸钙,溶于水温度升高的固体是氢氧化钠,溶于水温度降低的固体是硝酸铵,溶于水温度无明显变化的固体是氯化钠,所以D设计正确。15.(1)锥形瓶(2)Baabc(3)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2解析 (1)由图知,仪器为锥形瓶。(2)方案一为加热高铁酸钾固体制取氧气,故选用发生装置B;若用装置C收集氧气,由于氧气密度大于空气,故需采用向上排空气法收集,即氧气从a端通入,空气从b端排出。方案一的反应是由一种物质生成三种物质,该反应属于分解反应,a正确;方案二只需将高铁酸钾固体与水反应且不需加热,节能、简便,b正确;由方案一和方案二的化学方程式可以看出,两个反应中高铁酸钾与氧气的化学计量数之比相同,故制取相同质量的氧气,两种方案所需的高铁酸钾质量相等,c正确。(3)实验室用石灰石或大理石(主要成分为CaCO3)与稀盐酸反应制取CO2气体,发生反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2;若要用装置D验证能使蓝色石蕊试纸变红的不是水或CO2,而是CO2与水反应生成的碳酸,则需首先将干燥的蓝色石蕊试纸放入装置D中,通入CO2观察是否能使干燥的石蕊试纸变红,然后通入氮气将装置内的CO2排出,接着在氮气中将水滴到蓝色石蕊试纸上观察是否变红,最后再通入CO2排出氮气,观察此时湿润的蓝色石蕊试纸是否变红,故顺序为。能力提升1.B解析 铁丝、银丝分别放入硫酸铜溶液中,会观察到铁丝表面有红色物质析出,银丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,铜比银活泼,可得出金属活动性从强到弱为Fe、Cu、Ag,故能达到实验目的;探究影响物质溶解速率的因素要采用控制变量法,而操作中两试管中水的温度不同,硝酸钾的形状不同,故无法达到实验目的;实验中两个软塑料瓶都会变瘪,但盛氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪的程度要大于盛水的塑料瓶,证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,能达到实验目的;实验图中,试管1中铁钉部分放入水中,铁与氧气、水均接触,很快铁生锈,试管2中铁钉放入水中,上方放植物油隔绝氧气,铁钉只与水接触,不易生锈,试管3中铁钉只与氧气接触,也不易生锈,通过比较试管1、2、3可得出铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触,故能达到实验目的。2.C解析 用肥皂水可以区分硬水和软水,加入后搅拌,泡沫多的是软水,浮渣多的是硬水;CO2不能使干燥的石蕊花变红,CO2能使湿润的石蕊花变红,对比可得出CO2和水发生了反应,生成了能使石蕊花变红的物质;盐酸的浓度不一样,无法探究接触面积对反应速率的影响;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,人体呼出的气体中二氧化碳含量较多,可以通过对比现象得出结论。3.A解析 探究溶剂种类对物质溶解性的影响实验为对比实验,做此类实验时,只把研究对象作为变量,其他量都要相同,故A正确;酚酞遇酸不变色,该实验无明显现象,无法证明分子运动,故B错误;氯化铵溶液和硝酸铵溶液中都含有NH4+,用NaOH溶液无法区分,故C错误;探究MnO2的催化作用,也属于对比实验,除探究对象是变量外,其他都不变,所以第二个试管中过氧化氢溶液的溶质质量分数也应是5%,故D错误。4.D解析 二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,一氧化碳不能与澄清石灰水反应,可以鉴别。氯化钾易溶于水,二氧化锰难溶于水,溶解、过滤、洗涤固体并烘干分离出二氧化锰;蒸发滤液分离出氯化钾。无水硫酸铜遇水变蓝,可以检验氧气中是否含有水蒸气。H2SO4能与过量的BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,能除去杂质,但引入了新的杂质氯化钡(过量的),不符合除杂原则。5.D解析 NaOH和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,可除去NaOH;铁粉与稀硫酸反应,铜粉不反应,过滤后,剩余固体是铜粉;CO2和NaOH反应,足量的NaOH溶液保证CO2完全除去;CaCl2不和CO2反应,应加入适量Na2CO3,反应生成CaCO3沉淀,过滤后,得到NaCl溶液。6.B解析 配制6%的氯化钠溶液50 g,需称取50 g6%=3 g氯化钠固体溶于47 mL水中,不是氯化钾;氢氧化钠与稀盐酸反应没有明显现象,可借助指示剂颜色的变化来证明反应发生;除去氯化钙溶液中少量的盐酸,加入铁粉后,盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,除去了杂质,但又引入了新杂质;除去二氧化碳中的一氧化碳,不能用点燃的方法,因为一氧化碳在二氧化碳中不能燃烧。7.D解析 活性炭分别加入硬水和软水中均无明显现象。木炭粉和铁粉在空气中充分加热,铁粉和木炭粉均能与空气中的氧气发生反应,无法分离。将混有少量二氧化碳的一氧化碳通入足量的灼热氧化铜粉末中,一氧化碳和氧化铜反应生成二氧化碳,二氧化碳和氧化铜不反应,未能将二氧化碳除去反而除去了原物质。氯化钠溶于水时溶液温度无明显变化,氢氧化钠溶于水时溶液温度升高,取样,分别加水溶解,触摸试管外壁,能够鉴别两种固体;氯化钠溶液呈中性,pH=7,氢氧化钠溶液呈碱性,pH7,取样分别加水溶解,配成溶液,用pH试纸测定,能够鉴别两种固体。8.D解析 由于铜加入硝酸亚铁溶液中不反应,说明金属活动性铁铜,铜加入硝酸银溶液中反应,说明金属活动性铜银。燃着的木条放入氧气中,燃烧更旺,放入二氧化碳中,木条熄灭,放入空气中,燃烧与原来一样。配制20 g质量分数为5%的氯化钠溶液的实验步骤为计算:所需氯化钠的质量为20 g5%=1 g,所需水的质量为20 g-1 g=19 g,所需水的体积为19 mL;称量(量取):用托盘天平称量1 g的氯化钠,用量筒量取19 mL的水;溶解:将水倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,使氯化钠溶解;装瓶贴标签:把配好的溶液装入试剂瓶并贴上标签(标签中应包括药品名称和溶液的溶质质量分数),放到试剂柜中。将氯化钠和碳酸钙固体加水溶解、过滤、洗涤得到碳酸钙固体,滤液中溶质是氯化钠,不能得到氯化钠的固体。9.A解析 氢氧化钠和氯化氢反应,可以除去氯化氢,通过浓硫酸干燥后得到纯净的一氧化碳,方案正确;点燃甲烷在火焰上方罩一内壁附着石灰水的烧杯,石灰水变浑浊,证明产生了二氧化碳,但只能验证甲烷中含有碳元素,不能验证是否含有氢元素;酒精是可燃物,水不是可燃物,所以验证的燃烧条件是燃烧是否需要可燃物,而不是温度达到着火点;稀盐酸与碳酸铵和碳酸钾反应均生成气体,碳酸钾和碳酸铵不反应,相互滴加,无法鉴别。10.A解析 产生爆鸣声的气体中含有可燃性和助燃性的气体,无法确定是否一定含有氢气,也可能是其他具有可燃性的气体,如一氧化碳、甲烷等;向等量的硬水和软水中,加入等量的肥皂水,硬水产生的泡沫少,而软水产生的泡沫多;氧气能支持燃烧,氧气含量越大燃烧越剧烈,将燃着的木条分别伸入空气样品和人体呼出气体样品中,现象不同,能说明两种样品中氧气的含量不同;可燃性粉尘与空气混合遇明火都可能发生爆炸,面粉属于可燃性粉尘。11.D解析 粗盐中的氯化钠溶于水,泥沙难溶于水,溶解性不同,可以采用溶解、过滤、蒸发的方法;水和酒精的沸点不同,可以通过蒸馏分离;鉴别稀盐酸和稀硫酸,如果加入碳酸钠都会产生气泡,故无法区别,根据酸根离子的化学性质差异可以加入氯化钡溶液,生成白色沉淀的是稀硫酸,无明显现象的是稀盐酸;铁的金属活动性比铜强,因此在FeSO4、CuSO4混合溶液中加过量铁粉,铁粉能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,过滤可以除去生成的铜和过量的铁。12.C解析 氢氧化钠固体具有吸水性,氢氧化钠溶液不具有吸水性;加入足量水过滤之后只能得到碳酸钙,还需蒸发结晶才能得到氢氧化钙;酒精燃烧生成了使澄清石灰水变浑浊的气体,是二氧化碳,由于氧气中没有碳元素,所以酒精中一定含有碳元素;量取液体时俯视读数导致读数偏大,则实际量取的液体体积偏小,故所得溶液溶质质量分数偏大。13.C解析 分别把燃着的木条伸入盛有O2、N2、CO2三种气体的瓶中,伸入盛有氮气和二氧化碳气体的瓶中的木条都熄灭,故无法鉴别;氢氧化钠变质后为碳酸钠,两者的溶液均显碱性,滴加酚酞溶液无法检验NaOH溶液是否变质;分离CO2和CO混合气体,先通入NaOH溶液,将二氧化碳反应完全,得到一氧化碳和碳酸钠的溶液,再在溶液中加入稀硫酸生成二氧化碳,故方案正确;除去NaOH溶液中少量的Na2CO3,加入适量CaCl2溶液,Na2CO3与CaCl2反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,过滤得到的为氢氧化钠和氯化钠的混合溶液。14.D解析 碳酸钙高温锻烧分解生成氧化钙和二氧化碳,故反应后只得到CaO,不能达到分离CaO和CaCO3的目的;CaCl2溶液和CO2不能发生反应;锌粒和稀硫酸反应生成氢气,若在敞口装置中反应,比较混合前后溶液的质量不能验证质量守恒定律;将气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液和浓硫酸,先除去氯化氢气体,再除去水蒸气,可以得到纯净的二氧化碳。15.D解析 氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡和氢氧化铜两种沉淀,可以除去硝酸钠溶液中的硫酸铜;碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液不反应,与氯化钙溶液反应生成白色沉淀,产生不同现象,可以鉴别;稀硫酸与氧化铁反应生成硫酸铁和水,硫酸铁溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁;氧化钙与水反应会生成氢氧化钙,所以不能用酚酞溶液检验CaO中是否含有Ca(OH)2。16.D解析 氢氧化钠固体能与二氧化碳反应,不能用于除去二氧化碳中的水蒸气;酒精在空气中燃烧会生成二氧化碳和水,所以通过检验生成的产物只能证明酒精中含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素;探究铁锈蚀的条件要做对比实验,不能单凭一枚铁钉一个实验确定铁生锈的条件;氢氧化钡溶液与硝酸铵反应产生有刺激性气味的氨气,与硫酸铵溶液反应既产生白色沉淀,又产生有刺激性气味的氨气,与硫酸反应只产生白色沉淀,与氯化钠不发生反应,所以用一种试剂氢氧化钡溶液可以一次性鉴别出硝酸铵溶液、硫酸铵溶液、稀硫酸和氯化钠溶液。17.C解析 铜不与稀盐酸反应,A方案在理论上是错误的;水通电分解生成氢气和氧气,镁与氧气反应生成氧化镁,B方案理论上正确,但水通电分解制取氧气的成本较高,经济上不合理;碳酸钙高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙与水反应可生成氢氧化钙,氢氧化钙与碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,C方案理论上正确,操作较为简便,经济上也合理;氯化镁与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,钠不与氢氧化镁反应,D方案在理论上是错误的。18.(1)方案二不需加热,操作方便安全,且节省原料(合理即可)(2)氧化铜根据质量守恒定律,氧化铜中的铜元素全部生成了单质铜,且反应中氧化铜无损失(3)B、D稀硫酸(或稀盐酸,合理即可)解析 (1)方案一是用铁和酸反应制取氢气,再用氢气还原氧化铜,化学方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2,H2+CuOCu+H2O;方案二是用氧化铜与酸反应得到铜的盐溶液,再用铁置换出铜,化学方程式为CuO+H2SO4CuSO4+H2O,CuSO4+FeCu+FeSO4。方案二不需加热,操作方便安全,且节省原料,所以比方案一要好(合理即可)。(2)方案一中由于所用的氢气要过量,所以要消耗的铁和稀硫酸比方案二多,根据质量守恒定律,氧化铜中的铜元素全部生成了单质铜,且反应中氧化铜无损失。(3)方案一要先制取氢气,然后用氢气还原热的氧化铜,所以装置应选择BD,没有完全反应的氧化铜可以用稀硫酸除去。19.(1)加热(2)除去溶液中的氯化钙和步骤中加入的过量的氯化钡(3)不严谨;步骤加入的是过量的碳酸钾溶液,最终滤液中含有杂质碳酸钾解析 (1)由题干信息可知,碳酸氢铵受热易分解生成氨、二氧化碳和水,所以步骤中加热即可除去碳酸氢铵。(2)步骤后,溶液中还含有氯化钙和过量的氯化钡,加入过量碳酸钾溶液的目的是除去氯化钙和过量的氯化钡,因为氯化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾,氯化钡和碳酸钾反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾。(3)该设计方案存在缺陷,因为步骤中加入的是过量的碳酸钾溶液,所以过滤后得到的滤液中还含有过量的碳酸钾,得到的氯化钾溶液不纯净。
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