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实验方案的设计与评价1为了验证Zn、Fe、Cu三种金属的活动顺序为：ZnFeCu这一结论，下面实验设计合理的是（）A将Zn、Cu两金属片分别放入稀硫酸B将Fe、Cu两金属片分别放入稀硫酸C将Zn、Fe两金属片分别放入CuSO4溶液中D将Zn、Cu两金属片分别放入FeSO4溶液中2（2013河南）为了探究溶质在水中溶解速率的影响因素，某学习小组设计了如下实验：下列说法中正确的是 ( )A对比实验和，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响。B对比实验和，可探究水的温度对溶质在水中溶解速率的影响。C对比实验和，可搽究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响。D对比实验和，可探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响。3下列实验的实验现象与实验结论都正确的是实验操作实验现象实验结论A将一根未打磨的铝条放入硫酸铜溶液中无紫红色固体析出铝不如铜活泼B将带火星的木条伸入氧气中木条复燃氧气能支持燃烧C将CO通过灼热的氧化铜黑色氧化铜变成红色CO具有可燃性D将氢氧化钠固体加入水中溶液温度升高该反应放热4（2012赤峰）实验室里有稀硫酸、氧化铜、铁粉三种物质，请你设计两种方案制取铜（用化学方程式表示）方案一：_；方案二：_5（2013上海）某学习小组的同学在做碳酸钠溶液和澄清石灰水反应的实验后，将反应后的浑浊液进行过滤，得到澄清的滤液，对于滤液的组成同学们做出如下猜想：【猜想与假设】大家一致认为滤液中一定有氢氧化钠，生成氢氧化钠的化学方程式是_；小明猜想还可能有氢氧化钙，小丽猜想还可能有氢氧化钙和碳酸钠，你还能做出的猜想是_【活动与探究】请你设计一个实验方案验证你的猜想 实验步骤实验现象实验结论（1）_；（2）_6请根据下列实验回答问题：（1）A中为了防止生成物扩散到空气中污染空气，集气瓶中最好放入 溶液；（2）B试验通过量筒中 变化测出氧气的体积；（3）写出C实验发生反应的方程式 ；（4）D实验烧杯中水的作用是 、 。7（2012安微）某石灰厂需要测定石灰石样品中CaC03的质量分数。小刚设计了下图所示装置来完成实验(杂质不与酸反应)：(1)仪器的名称是_。A装置中反应的化学方程式是_(2)c装置应当选择I、中的_(填“I”或“”)，其作用是_。(3)小华提出，要使测定结果更准确，应把A装置改成右图所示装置，并在反应前、后通入空气，其目的是_。8（2013潍坊）某化学兴趣小组的同学用下图所示装置进行实验（装置气密性良好），先关闭止水夹，将足量的氢氧化钠溶液滴入烧瓶中，充分吸收掉二氧化碳后，再打开止水夹。（1）烧瓶中观察到的现象是_。（2）根据上述现象能否得出“二氧化碳与氢氧化钠发生了反应”的结论？原因是_。（3）实验结束后，兴趣小组提出新问题：烧瓶内液体的溶质可能是什么？【猜想】猜想：溶质只有氢氧化钠；猜想：溶质是氢氧化钠和氢氧化钙；你还需补充的猜想：溶质是_。【设计实验】请你为这三种猜想设计实验验证方案实验操作预期现象及结论9（2013广东揭阳）某兴趣小组的同学在老师的指导下，对一瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究，请你一起参与【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质？【猜想与假设】猜想：氢氧化钙溶液可能全部变质，变成碳酸钙猜想：氢氧化钙溶液可能部分变质，其成分是 。实验步骤实验现象 实验结论（1）取样于试管中，滴加稀盐酸 有 生成 原溶液里一定有碳酸钙 （2）另取样于试管中，滴加酚酞试液 溶液成红色原溶液一定有 【反思拓展】（1）氢氧化钙露置于空气中容易变质，原因是 （用化学方程式表示）。（2）在分析化学反应的物质成分时，除了考虑生成物外，还需考虑的是 。10（2012兰州）下列是初中化学常见的四个实验，回答下列问题：A B C D（1）A实验中集气瓶内预先装少量水的目的是 。（2）B实验中导致实验结果偏小的原因是 （只写一个）。（3）C实验中该操作将导致所配溶液溶质质量分数 （填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（4）D实验中待 时，应停止加热。11.（2012.淮安市）某同学为验证炭在氧气中不完全燃烧的产物既有CO又有CO2，设计如图所示流程进行实验，根据所学知识回答相关问题（1）按上面连接好装置，在装入药品之前，必须进行的操作是 ；（2）B装置中NaOH浓溶液的作用是 ；（3）实验开始时，必须先通入混合气体一段时间再点燃酒精喷灯加热，目的是 ；（4）根据设计意图，观察到 （填写实验现象）时，证明混合气体中既有CO又有CO2；（5）从环保角度分析，该流程设计中的一处明显不足是 12（2012扬州）丙同学准备用如图一所示的装置和药品，制取二瓶氧气。请回答下列问题 ：（1）在组装反应装置时，发现没有圆底烧瓶，则如图二所示仪器中可以用来替代圆底烧瓶的有 （填序号）。（2）丙同学在检验气体是否集满时，用点燃的细木条放在集气瓶口 ，若观察到木条的 现象，可证明瓶中已集满氧气。（3）请你设计一种回收二氧化锰的简单方案，其主要操作步骤是 ： 。13（2012山东泰安）某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案。结合实验方案回答下列问题：(1)步骤中，金属X是 ，该反应的化学方程式为 ；(2)步骤中，加入过量稀硫酸的目的是 ；(3)从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方法是 。14（2012济宁）（1）水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气某课题组同学为验证水煤气的成分，做了以下准备：（一）资料收集：H2+CuOCu+H2O CO+CuOCu+CO2 无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色（二）设计实验装置请分析上面信息后回答：你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是 ；装置C的目的是 ，装置D的作用是 ；装置E内观察到的现象是 ；实验中两次用到装置A，其目的分别是 ， ；请你设计一种尾气处理方案： (2)不少家庭养观赏鱼,有时会在鱼缸里放点“鱼浮灵”,可使水中的含氧量迅速增加, “鱼浮灵”的化学名称是过氧碳酸钠(俗称固体双氧水,化学式2Na2CO33 H2O2).常温下, 过氧碳酸钠易溶于水并迅速放出氧气,能有效地提高水生动物的成活率.请设计实验验证“鱼浮灵”的供氧原理:实验操作现象结论为证明“鱼浮灵”供氧后所得溶液的主要成分,还应补充实验: 15（2012扬州）某化工厂为综合利用FeSO4，设计了以下工艺流程：煅烧炉1中发生的部分化学反应有：（1） 煤粉、H2既是重要的化工原料又是重要的能源，氢氧燃料电池可以将 能转化为电能，煤燃烧主要讲化学能转化为 能。（2） 煅烧炉1中还会发生FeO和CO反应，其方程式为 ， X气体的化学式是 ；循环利用X的优点是 。（3） 下列金属能从FeSO4溶液中置换出Fe的是 （填字母）a、 Alb、Cuc、Ag（4） 实验室模拟操作a 的过程是蒸发浓缩、 、过滤干燥。（5） 请设计实验证明（NH4）SO4是铵态氮肥实验步骤实验现象实验结论样品为铵态氮肥参考答案1.D 解析：利用金属活动顺序表设计实验，去验证金属的活动性强弱氢前边的金属会与酸反应放出氢气，但氢后边的金属不会与酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。该方案根据锌能与盐酸反应而铜不能，只能说明金属Zn的活动性比Cu强，不能确定Fe与金属Zn、Cu的活动性强弱；A错；B方案根据铁能与硫酸反应而铜不能，只能说明Fe的活动性比Cu强，不能确定Zn与金属Fe、Cu的活动性强弱；C方案根据Zn、Fe两金属能置换铜，只能说明Zn、Fe两金属活动性比Cu强，但不能判断Zn、Fe两金属活动性强弱关系，不能确定Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序；D方案中Zn能置换硫酸亚铁中的铁，说明Zn活动性比Fe强；Cu不能置换硫酸亚铁中的铁，说明Cu活动性不如比Fe强；则活动性顺序为ZnFeCu。2.A 解析：实验和中都是将0.5g块状的硫酸铜放入100mL水中，变量是温度，一个是冷水，一个是热水，所以符合对照实验，探究了水的温度对溶质在水中溶解速率的影响，故A正确；对比实验和有两个变量：实验是块状硫酸铜，实验是粉末状硫酸铜；实验是100mL热水，实验是50mL热水，所以不符合对照实验的设计方法，并且温度都是相同的热水，故B错；由于实验是块状硫酸铜，实验是粉末状硫酸铜；实验是100mL热水，实验是50mL热水，有两个变量，所以不符合对照实验的设计方法，无法探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响，故C错；实验和有三个变量：硫酸铜的形态不同、水的体积不同、水的温度不同，所以不符合对照实验的设计方法，无法探究固体溶质的形态对溶质在水中溶解速率的影响，故D错。3.B解析：A中未打磨的铝条表面有氧化铝，因为氧化铝与硫酸铜溶液不反应，因此无变化，不能证明铝不如铜活泼；B中将带火星的木条伸入氧气中，木条复燃，说明氧气能支持燃烧，即氧气具有助燃性，B选项正确；C中将CO通过灼热的氧化铜，黑色氧化铜变成红色，说明CO具有还原性，不是可燃性；D中将氢氧化钠固体加入水中，溶液温度升高，说明氢氧化钠溶于水放热，但是没有发生化学变化。4.方案一：Fe+H2SO4FeSO4+H2；H2+CuOCu+H2O；方案二：CuO+H2SO4CuSO4+H2O；CuSO4+FeFeSO4+Cu；解析：可以使用氢气还原氧化铜的方法获取铜，要获得氢气可以使锌与硫酸反应的方法，可以使用活泼金属与铜盐溶液反应的方法获取铜，铜盐溶液可以由氧化铜与硫酸反应生成。5.Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3+2NaOH；可能有碳酸钠实验步骤实验现象实验结论取样于试管中，滴入足量稀盐酸有气体产生猜想成立（1）碳酸钠溶液显碱性能使酚酞试液变红色；（2）能与酸反应生成二氧化碳气体。解析：根据碳酸钠溶液与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；反应的化学方程式Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3+2NaOH，反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，氢氧化钠溶解在反应后的溶液中，因此所得滤液中一定含有生成的氢氧化钠；碳酸钠溶液与澄清石灰水反应会出现三种情况：其一，两溶液恰好完全反应，反应后的溶液中只含有氢氧化钠；其二，碳酸钠溶液过量，反应后的溶液中除生成的氢氧化钠外还含有未反应的碳酸钠；其三，澄清石灰水过量，反应后的溶液中除生成的氢氧化钠外还含有未反应的氢氧化钙6.（1）氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化钡等（用化学式表示也可以）（其他答案合理均可）；（2）水的体积（或水量的减少）（其他答案合理均可）；（3）3Fe+2O2Fe3O4；（4）提高温度（提供热量）；隔绝空气（氧气）。解析：（1）根据生成的二氧化硫有毒，是有害气体，二氧化硫能与碱发生反应，从而被吸收，防止污染空气因此硫粉在氧气中燃烧的实验中在集气瓶的底部氢氧化钠或氢氧化钾或氢氧化钡等溶液；（2）B实验通过量筒中水的体积变化测出氧气的体积；（4）D实验烧杯中水的作用是提高温度，同时为水中的白磷创造了一个无氧环境，即隔绝空气。7.（1）锥形瓶 CaCl2+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 (2) 充分吸收生成的CO2.(3)排除空气中CO2的干扰；使生成的CO2能被充分吸收解析：（1）仪器的名称是：锥形瓶；盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应的化学方程式是CaCl2+2HCl=CaCl2+H2O+CO2；（2）吸收二氧化碳应当伸入液面以下，这样可以充分吸收二氧化碳，故选装置；（3）空气中有二氧化碳，在反应前、后通入空气，其目的是：排除空气中二氧化碳的干扰；使生成的二氧化碳能被充分吸收。8.（1）澄清石灰水倒吸入烧瓶，烧瓶中溶液变浑浊（2）不能，也可能是二氧化碳溶于水造成的（3）氢氧化钠和碳酸钠实验操作预期现象及结论从烧瓶内取少量反应后的澄清溶液（或液体）两份，一份加入少量澄清石灰石，另一份加入碳酸钠溶液（共2分）若加入澄清石灰水后有沉淀生成，则溶质是氢氧化钠和碳酸钠；若加入碳酸钠后有沉淀生成，则溶质是氢氧化钠和氢氧化钙；若加入二者后均无明显现象，则溶质是氢氧化钠。解析：（1）二氧化碳可以和氢氧化钠反应，所以将氢氧化钠溶液滴入二氧化碳中，由于消耗了二氧化碳而使锥形瓶中气体压强变小，从而使试管中的石灰水进入锥形瓶，氢氧化钙溶液可以和二氧化碳或是碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以锥形瓶中的溶液要变浑浊；（2）仅凭（1）中的现象不足以说明氢氧化钠溶液和二氧化碳发生了反应，因为氢氧化钠溶液中的溶剂为水，二氧化碳可以溶于水也会使锥形瓶中压强变小，且二氧化碳也能够使石灰水变浑浊，而产生（1）中现象；（3）根据二氧化碳、氢氧化钠和氢氧化钙的化学性质，同时由于加入的氢氧化钠是足量的，所以可以判断在该溶液中溶质一定有氢氧化钠，可能存在的溶质为碳酸钠、氢氧化钙中的一种，注意碳酸钠和氢氧化钙不可能同时存在，因为碳酸钠可以和氢氧化钙发生反应生成碳酸钙和氢氧化钠，故可以根据它们的性质来设计实验加以验证。9.猜想碳酸钙和氢氧化钙 【实验探究】（1）气泡（2）氢氧化钙 【反思拓展】（1）CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O（2）反应物是否有剩余解析：【猜想与假设】猜想：氢氧化钙变质后，生成碳酸钙，部分变质就含有碳酸钙和氢氧化钙；【实验探究】（1）碳酸钙能与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以产生的现象为：有大量气泡产生；（2）使酚酞试液变红的是碱性物质，所以根据混合物的组成，可以判断含有氢氧化钙，故填：氢氧化钙；【实验结论】综合上述实验（1）、（2）可知混合物里面含有氢氧化钙和碳酸钙，所以猜想成立；【反思拓展】（1）氢氧化钙露置于空气中容易变质是因为氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3+H2O；（2）在分析化学反应的物质成分时，除了考虑生成物外，还需考虑的是反应物是否有剩余或反应物是否反应完全等。10.（1）防止高温生成物溅到烧瓶底将瓶底炸裂（2）导管未先注满水（或红磷量少，氧气未完全燃烧、或装置气密性不好、或装置未冷却到常温就打开弹簧夹）（3）偏大（4）蒸发皿中出现加大量固体解析：在做燃烧实验时，防止集气瓶底被高温反应生成物炸裂，要在瓶底放入一定量水或者铺上一层细沙。 B装置中，导致实验结果偏小的原因有导管中为注满水，气体冷却后，进入瓶里的水有一部分存在导管中，导致测得数据偏小。红磷量少，集气瓶中氧气燃烧不完全，导致测得氧气含量偏小。装置气密性不好，燃烧完全后，部分空气漏到集气瓶中，导致流进集气瓶中的水的质量减小。装置微冷却即打开开关，此时集气瓶中的气体压力比常温时高，导致流入集气瓶内的水量较少。 眼睛在水平面以上读数，会使所称得的溶剂量偏小，所配得的溶液质量分数偏大。蒸发实验，等到蒸发皿中有较多固体析出时，即停止加热，用蒸发皿的余热将剩余的溶剂蒸干。若等到蒸干后再停止加热，会因为有许多物质受热分解，导致所得物质变质。11.（1）检查装置的气密性 ； （2）除去混合气体中的二氧化碳； （3）排净试管中的空气以防止爆炸事故 ； （4）A中出现浑浊，D中黑色粉末变为银白色；（5）没有尾气处理（吸收）装置。解析：（1）装置连接好之后，装药品之前必须检查装置的气密性；（2）氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳气体；（3）一氧化碳具有可燃性，所以加热四氧化三铁之前需先通一氧化碳，目的是排净试管中的空气以防止爆炸事故；（4）因二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊，一氧化碳可以还原四氧化三铁，所以确认混合气体中存在CO、CO2；（5）因为一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，要对尾气进行点燃处理。12.；燃烧更旺；过滤、干燥解析：（1）锥形瓶、平底烧瓶、广口瓶和大试管等都可以做反应的容器，因此都可以用来替代圆底烧瓶；（2）在检验气体是否集满时，用点燃的细木条放在集气瓶口，若观察到木条燃烧更旺，可证明瓶中已集满氧气；（3）二氧化锰不溶于水，因此回收二氧化锰的简单方案是：过滤、干燥。13.（1）铁，Fe+CuSO4 FeSO4 +Cu；（2）除去铜中的铁；（3）蒸发解析：由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质。14.H2O、CO2、H2、CO 吸收二氧化碳 除去水蒸气 黑色变成红色 验证水煤气含有二氧化碳气体 通过验证生成物中有二氧化碳来证明水煤气中含有一氧化碳 将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集(2)实验操作现象结论取“鱼浮灵”的颗粒放入试管,加水,然后将带有火星的木条放入试管中.有大量气泡生成,木条复燃.“鱼浮灵”能与水反应得到氧气在上面试管中滴加稀盐酸,有气泡产生,说明溶液的成分中含有碳酸钠(其他合理答案也可)解析：由题意可知，无水硫酸铜由白色变为蓝色、澄清的石灰水变浑浊、黑色的氧化铜转变成红色的铜及无水硫酸铜由白色变为蓝色、澄清的石灰水变浑浊，分别验证水煤气中各成分的顺序依次是：H2O、CO2、H2、CO；装置C的目的是吸收二氧化碳，装置D的作用是 除去水蒸气；装置E内观察到的现象是黑色变成红色；实验中两次用到装置A，其目的分别是验证水煤气含有水蒸气，通过验证生成物中有水蒸气来证明水煤气中含有氢气，尾气一般要收集火、点燃，所以尾气处理方案：将玻璃管改成尖嘴点燃。15.（1）化学,热。（2）,减少温室气体排放（或降低生产成本）（3）a（4）降温结晶（5）实验步骤：把一定量（NH4）SO4溶解与试管中，滴入NaOH溶液后，加热溶液，然后将产生的气体通入酚酞试液。现象：酚酞试液变红。或者实验步骤：取少量（NH4）SO4样品放入坩埚中，加入消石灰与其混合后，用研杵研磨。现象：闻到刺激性气味。解析：第（4）问当中，先蒸发浓缩，不能蒸发结晶，因为（NH4）SO4热稳定性差，温度过高会分解。所以待浓度增高后，需要通过降温结晶得到（NH4）SO4晶体，然后再从液体中过滤出来，常温或者低温条件下干燥。第（5）问设计实验，主要考察氨气的性质。12
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