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专题十五实验方案的设计与评价,中考化学(全国专用),考点一实验方案的设计,五年中考,1.(2018安徽,9,2分)对比实验是实验探究的重要方法,下列对比实验设计能实现相应实验目的的是(),答案AA项,其他条件相同,水的温度不同,能实现“探究温度对分子运动快慢的影响”的目的;B项,没有控制水为唯一变量,所以不能实现“探究水对铁钉锈蚀的影响”的目的;C项,选择的可燃物不同,空气不是唯一变量,所以不能实现“探究空气是燃烧的必要条件”的目的;D项,二氧化碳与水反应生成碳酸,酚酞遇碳酸不变色,不能实现“探究CO2与水发生反应”的目的。,知识拓展控制变量法基本思路是:假设某个探究的实验对象可能受到A、B、C、D、E等因素的影响,为了判断其中A因素是否会对实验对象造成影响,可以控制除A以外的B、C、D、E等因素,使之保持恒定,然后仅改变因素A,观察实验对象的变化情况。,2.(2018辽宁沈阳,12,2分)下列实验方案设计能达到实验目的的是(),答案BA项,木炭在空气中燃烧生成气体二氧化碳,利用图示装置不能测定空气中氧气的含量;B项,可以比较食用油在水和汽油中的溶解性,从而得出影响物质溶解性的因素之一是溶剂的种类;C项,氢氧化钠变质生成碳酸钠,碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液均显碱性,均能使酚酞试液变红,故C不能达到实验目的;D项,盐酸和碳酸钠反应会生成气体二氧化碳,由于装置不密闭,二氧化碳会扩散到空气中,故D不能达到实验目的。,3.(2017陕西A,14,2分)下列图示实验能达到目的的是(),答案AA项中温度相同,溶质种类和质量相同,溶剂质量相同,但溶剂种类不同,可探究溶剂种类对物质溶解性的影响,故A正确;木炭燃烧会生成二氧化碳气体,导致最终装置内压强变化不大,故B错误;氯化铵和硝酸铵都含有铵根离子,加入氢氧化钠溶液都会产生刺激性气味的气体,无法鉴别二者,故C错误;探究二氧化锰的催化作用,应保证过氧化氢溶液的浓度相同,故D错误。,易错警示在做测定空气中氧气含量的实验时,可燃物不能选择木炭、硫粉(生成物是气体),也不能选择铁丝(在空气中不能燃烧)。,4.(2017天津,12,2分)某同学对下列四个实验都设计了两种方案,两种方案均合理的是(),答案BD硬水和软水都是无色液体,观察颜色不合理;加肥皂水后泡沫多的为软水,泡沫少的为硬水,故A错误。硫酸铵是白色晶体,磷矿粉是灰色固体;加入熟石灰后研磨,硫酸铵能产生有刺激性气味的气体,磷矿粉不具有此性质,可以鉴别,故B正确。浓硫酸具有吸水性,可以干燥二氧化碳,能除掉其中的水;氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,故C错误。适量盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水,适量氯化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,氯化钠与稀盐酸、氯化钙溶液均不反应,故D正确。,5.(2016福建福州,8,3分)以下实验能比较出铜和银的金属活动性强弱的是()A.测定两种金属的密度B.铜片放入硝酸银溶液中C.将两种金属片相互刻画D.铜片、银片分别放入稀硫酸中,答案BA项,金属的密度与金属的活动性强弱没有关系。C项,两种金属相互刻画,比较的是两种金属的硬度。D项,在金属活动性顺序中,铜和银都排在氢的后面,放入稀硫酸中都没有现象,不能比较两者的金属活动性强弱。,易错警示两种金属片相互刻画,能比较两种金属的硬度,与金属活动性强弱无关。,思路分析根据在金属活动性顺序中,铜排在银的前面进行分析。,6.(2015上海,42,1分)不能达到相应实验目的的装置是(),答案BNaOH溶液可吸收CO2但不吸收CO,故A项能达到实验目的;H2难溶于水,可用排水法收集,但气体应从短管进入,故B项不能达到实验目的;氧气的密度比空气大,收集氧气时,应从长管进气,故C项能达到实验目的;氯化氢气体能与AgNO3溶液反应生成白色沉淀,故可通过AgNO3溶液检验氢气中是否混有氯化氢,D项能达到实验目的。,解题关键掌握多功能瓶的使用方法是本题的解题关键。,知识拓展用多功能瓶采用排空气法收集气体时,若收集气体的密度大于空气的密度,应长管进入,空气从短管排出;若收集气体的密度小于空气的密度,应短管进入,空气从长管排出。,7.(2015江西南昌,13,2分)下列实验方案的设计中,没有正确体现对比这种科学思想的是(),答案D对比实验的核心是保持其他条件不变,只改变其中一个条件。A项,只有气体不同;B项,只有二氧化锰一个变量;C项,只有水的硬度不同,故均属于对比实验。D项中存在两个变量,不是对比实验。,8.(2014贵州贵阳,6,2分)下表所列实验设计及操作,其现象足以说明结论的是(),答案D只有铵态氮肥与熟石灰混合研磨才会产生氨味,如果是尿素或硝酸钠等氮肥与熟石灰混合研磨不会产生氨味,A错误;棉花属于天然纤维,燃烧时也没有烧焦羽毛的气味,B错误;碳酸氢钠溶液与稀盐酸反应也会生成二氧化碳气体,C错误;向未知溶液中先加入稀盐酸没有现象,说明溶液中不含碳酸根离子和银离子等,再加入氯化钡溶液有白色沉淀产生,说明溶液中一定有硫酸根离子,D正确。,9.(2018安徽,14,7分)“蓝瓶子”实验是一个有趣的化学振荡实验:盛有氢氧化钠、亚甲蓝(C16H18N3SCl)、葡萄糖混合液的试管,经振荡、静置后溶液颜色会出现反复变化(如图1)。某兴趣小组开展如下探究,回答下列问题。,图1图2,(1)混合液中属于人类基本营养物质的有水和。(2)小明对振荡后溶液变蓝的原因进行如下猜想:溶液中溶入CO2;溶液中溶入O2;溶液中溶入(填化学式)。(3)小红利用图2装置,从A端吹入呼出的气体,混合液由无色变蓝色,由此(填“能”或“不能”)得出猜想正确,原因是。(4)为探究猜想,利用图2装置设计实验方案:。,答案(7分)(1)葡萄糖(1分)(2)N2(1分)(其他合理答案均给分)(3)不能(1分)人体呼出的气体中也含有氮气和氧气等(2分)(4)从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想正确;若溶液不变蓝,则猜想不正确(2分),解析(1)混合液中的水和葡萄糖属于人类基本营养物质。(2)空气中含有N2、O2、CO2等气体,振荡后溶液变蓝可能是因为溶液中溶有O2、N2、CO2等。(3)由于人呼出的气体中含有二氧化碳、氧气、氮气等,所以吹入人呼出的气体后混合液由无色变蓝色,不能得出猜想正确。(4)为探究猜想是否正确,可以向混合液中通入氧气,通过混合液是否变蓝进行判断;从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想正确;若溶液不变蓝,则猜想不正确。,10.(2018四川成都,18,9分)某同学设计的工业制备氢氧化钠的流程如下图。资料:2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2,两电极,一端得到NaOH和H2,另一端得到Cl2。(1)晾晒海水得到粗盐的原理是。(2)实验室蒸发用到的仪器有铁架台(带铁圈)、坩埚钳、石棉网、酒精灯、玻璃棒和。(3)工业生产中应选择途径(“”或“”),理由是。(4)Cl2可用于生产84消毒液(有效成分NaClO),反应原理为:2NaOH+Cl2NaClO+NaCl+H2O,反应前后氯元素的化合价有种。,(5)图1实验测定水的组成,不能加入NaCl增强水的导电性的理由是。电解水的化学方程式为。(6)图2实验获取84消毒液,直流电源正极应与(填“a”或“b”)连接,才能使NaClO的含量更高。,答案(除注明外每空1分,共9分)(1)NaCl的溶解度受温度影响较小(2)蒸发皿(3)能耗低(4)3(5)生成氯气,影响水的组成元素的测定2H2O2H2+O2(2分)(6)b,解析(2)实验室蒸发过程中还用到蒸发皿。(3)途径中直接加热浓缩成为饱和溶液,途径中先蒸发结晶,再溶解形成饱和溶液。途径操作步骤简便,节约能源,故工业生产中选择途径。(4)Cl2中氯元素化合价为0,NaCl中氯元素化合价为-1,NaClO中氯元素化合价为+1,反应前后氯元素化合价共有3种。(5)加入氯化钠后电解时会有氯气生成,影响水的组成元素的测定。水在通电条件下生成氢气和氧气,化学方程式为2H2O2H2+O2。(6)根据电解水“正氧负氢”推知,氯气在与电源正极相连的电极上产生,应将b端与电源正极相连,产生的氯气与氢氧化钠充分反应,从而制得84消毒液。,11.(2017湖南长沙,47,12分)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下反应生成的气体产物的成分,提出了如下猜想:a.可能是二氧化碳;b.可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。请你分析并回答:,(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由。;。(2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案。(3)该实验装置存在的缺陷是。(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是。(5)实验后发现试管内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管的方法是。,答案(1)不严谨气体产物可能是CO和CO2的混合物(2)先将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明气体中有CO2;然后将剩余气体通过足量NaOH溶液和浓H2SO4,再通过灼热的CuO固体,最后通入澄清石灰水中,若固体变红,澄清石灰水变浑浊,说明有CO(3)没有尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,没有验证CO的装置(4)先将导管移出水面,再熄灭酒精灯(5)先用足量稀盐酸清洗,再用水洗,解析(1)木炭在高温条件下与氧化铜反应可能生成CO2,也可能生成CO,还可能生成CO2和CO的混合气体。(2)在CO2和CO同时存在的情况下要对这两种气体进行检验,一般先检验CO2,然后利用CO的还原性检验CO。实验时为防止CO2对CO的检验造成干扰,应检验CO2后将其除去,再进行CO的检验。(3)CO有毒,故应该在装置的最后加一个尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,按照题图所示的装置,只能验证气体产物中是否有CO2,不能验证CO是否存在。(4)实验结束时应先将导管从澄清石灰水中移出,再熄灭酒精灯,防止液体倒吸,使试管炸裂。(5)实验后装澄清石灰水的试管内壁上附着的是不溶于水的CaCO3,可先用足量稀盐酸清洗,再用水洗。,易错警示若CO和CO2同时存在,在进行成分验证时一般先检验CO2,为了不对CO的检验造成干扰需要除去CO2,再对CO进行检验。,12.(2016宁夏,20,10分)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体。某化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?【猜想与假设】小敏的猜想是AlCuM;小强的猜想是AlMCu;你的猜想是。【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为、的3支试管,进行如下表的实验(试管中均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸):,【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论,明白了实验刚开始时试管中无气泡产生的原因,该原因是。【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序,同学们取粗细相同、打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液,又进行了下图所示的实验:(1)试管乙中观察到的现象是。(2)试管丙中反应的化学方程式为。,【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管(填试管编号)中的实验,也可以得出正确的结论。【解释与结论】通过以上实验,同学们得出了三种金属的活动性顺序。【评价与反思】实验结束后,同学们对实验过程进行了如下反思:(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素,除了相互反应的金属和酸的性质外,还有(任写一种)。(2)探究金属活动性顺序时,除了上述实验中已经用到的两种方法外,还可以根据进行判断(任写一种)。,答案(10分)【猜想与假设】MAlCu(1分)【设计与实验一】MAl(1分)AlMCu(1分)【交流与表达】铝丝表面的氧化膜先与稀盐酸反应,因而无气泡产生(1分)【设计与实验二】(1)M丝表面覆盖一层红色固体,溶液由蓝色变成无色(1分)(2)2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu(2分)【交流与表达】丙(1分)【评价与反思】(1)温度(或酸的浓度或金属与酸的接触面积等)(其他合理的答案也可得分)(1分)(2)金属与氧气反应的难易程度(或金属被人类发现和利用年代的早晚)(其他合理的答案也可得分)(1分),解析【猜想与假设】M与Al、Cu的活动性强弱顺序只能有三种可能性:AlCuM,AlMCu,MAlCu,故你的猜想为MAlCu。【设计与实验一】把M丝、铜丝、铝丝分别插入相同的稀盐酸中,刚开始M丝表面有少量气泡产生,铜丝和铝丝表面无气泡,说明金属活动性顺序为MCu,MAl,几分钟以后,M表面有少量气泡产生,Cu表面无气泡,Al表面有大量气泡产生,说明三种金属的活动性顺序为AlMCu。【交流与表达】铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化膜(Al2O3),开始时盐酸先与氧化膜反应,故没有气泡产生。【设计与实验二】(1)M的金属活动性强于Cu,故M和CuSO4溶液反应的现象为M表面覆盖一层红色固体,溶液由蓝色变为无色。(2)试管丙中,Al和CuSO4反应生成Cu和Al2(SO4)3,反应的化学方程式为2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu。【交流与表达】试管甲中的实验证明金属活动性:AlM,试管乙中的实验证明金属活动性:MCu,甲、乙两组实验即可得出正确的结论,所以可去掉试管丙中的实验。,【评价与反思】(1)影响金属和酸反应速率的因素,除了金属和酸的性质外,还有金属与酸的接触面积、酸的浓度、温度等。(2)探究金属的活动性顺序的方法有:金属能否与酸反应及反应的剧烈程度,金属能否与盐溶液反应,金属与O2反应的难易程度等。,13.(2015福建福州,17,10分)空气中氧气含量测定的再认识。【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。(1)写出红磷燃烧的化学方程式。(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。【问题提出】有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。【实验改进】.根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食,盐水、活性炭会加速铁生锈。,.测得实验数据如下表,【交流表达】(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁Fe(OH)2,写出该反应的化学方程式。(2)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是(计算结果精确到0.1%)。(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:;。,答案(10分)【实验回顾】(1)4P+5O22P2O5(2)气压【交流表达】(1)2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2(2)20.2%(3)铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底,使实验结果更准确测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,使实验结果更准确,解析【实验回顾】(1)红磷燃烧生成五氧化二磷,化学方程式为4P+5O22P2O5。(2)红磷燃烧消耗氧气,集气瓶内气压减小,外界气压将烧杯中的水压入集气瓶,进入水的体积即为减少的氧气的体积。【交流表达】(1)根据题中信息,反应物为铁、水和氧气,生成物为氢氧化亚铁,反应的化学方程式为2Fe+2H2O+O22Fe(OH)2。(2)实验后烧杯中减少的水的体积即为氧气的体积,氧气的体积为80.0mL-54.5mL=25.5mL,集气瓶(扣除内容物)和导管的容积即为空气的总体积,氧气的体积分数=100%20.2%。(3)当氧气体积分数低于7%时红磷不再燃烧,铁生锈的过程很缓慢,使集气瓶中的氧气消耗更彻底;测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积,所以实验结果更准确。,考点二实验方案的评价,1.(2018内蒙古呼和浩特,7,2分)下列实验设计不能达到实验目的的是(),答案AA项,该实验设计可以除去CO中的CO2,但不能回收CO,不能达到实验目的;B项,铜片上的白磷能燃烧,水中的白磷和铜片上的红磷不能燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,同时温度要达到可燃物的着火点,能达到实验目的;C项,铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,能达到实验目的;D项,将NH4NO3、CuSO4和NaCl分别溶于水,温度显著降低的是NH4NO3,溶液为蓝色的是CuSO4,能达到实验目的。,2.(2016江苏南京,15,2分)除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),拟定的实验方案不可行的是()A.NaCl溶液(MgCl2)加入过量的NaOH溶液,过滤,滤液中加稀盐酸至中性B.氧气(水蒸气)通过装有足量无水氯化钙的干燥管C.CaO固体(CaCO3)高温充分煅烧D.氢气(氯化氢气体)依次通过足量的NaHCO3溶液和浓硫酸,答案D加入过量的氢氧化钠溶液可以除去氯化镁,多余的氢氧化钠用适量的盐酸除去,A项方案可行;无水氯化钙具有吸水性,用足量无水氯化钙可以除去氧气中的水蒸气,B项方案可行;碳酸钙在高温的条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,可以除去CaO固体中的CaCO3,C项方案可行;氯化氢气体与碳酸氢钠溶液会反应生成二氧化碳气体,引入了新的杂质,D项方案不可行,故选D。,解题关键掌握除杂的方法和原则及物质的性质是本题的解题关键。,知识拓展无水氯化钙可作某些气体的干燥剂,但不能作氨气的干燥剂。,3.(2016内蒙古呼和浩特,9,2分)烟气脱硫的工艺不仅能消除SO2污染,还能将其转化为石膏,其主要物质的转化关系如下:烟气CO2、SO2、O2H2SO3CaSO3CaSO4石膏(CaSO42H2O)下列说法不正确的是()A.步骤喷淋水能脱去烟气中的SO2,反应的化学方程式为SO2+H2OH2SO3B.步骤中加入CaCO3的目的是将H2SO3转化为CaSO3C.步骤反应前后只有硫元素的化合价发生了变化D.步骤属于化学变化,答案CC项,步骤反应前后硫元素和氧元素的化合价都发生了变化,错误。,4.(2015天津,14,2分)下表各选项中,实验操作一定能够达到相对应的实验目的的是(),答案AD把带火星的木条伸到盛有氧气的集气瓶中,木条复燃,证明氧气能支持燃烧,A正确;向收集满二氧化碳的集气瓶中加滴有酚酞的水,酚酞不变色,不能说明二氧化碳与水反应生成碳酸,B错误;稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,加入硝酸钡,硝酸钡与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀,而稀硫酸和硝酸钡反应也会产生相同的现象,向稀硫酸与氢氧化钠溶液反应后所得的溶液中滴加硝酸钡溶液不能探究是否恰好完全反应,C错误;D项,呼出气体中二氧化碳比空气中二氧化碳含量高,加入相同滴数的饱和澄清石灰水时,盛有呼出气体的集气瓶中的饱和澄清石灰水变浑浊,而盛有空气的集气瓶中无明显现象,D正确。,易错警示酸性溶液不能使酚酞溶液变色,不能用酚酞溶液检验是否有酸生成。,5.(2014陕西,15,2分)下列实验所对应的两种方案均正确的是(),答案C在空气中灼烧,除去的不是氧化铜而是木炭粉,故A错误;稀盐酸会和难溶于水的CaCO3反应生成CaCl2,故B错误;稀盐酸和稀氢氧化钠溶液分别显酸性和碱性,可通过测pH检验,FeCl3溶液和NaOH溶液反应生成红褐色沉淀,也可检验,故C正确;NH4Cl和NH4NO3均易溶于水,加熟石灰研磨均能生成有刺激性气味的气体,故D错误。,6.(2018江西,22,8分)兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液,探究酸、碱、盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。【提出问题】刺激性气味的气体是什么?【猜想与假设】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨气。大家讨论后认为猜想3不合理,依据是。【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式:。【实验探究】如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到,于是他认为猜想2正确。,【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。,【结论】加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。【拓展应用】实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为(填序号)。A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物,答案【猜想与假设】质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)【查阅资料】Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O【实验探究】溶液由紫色变红色(或溶液变红)【评价与改进】通入澄清石灰水中无明显现象(或不出现白色沉淀)【拓展应用】C,解析【猜想与假设】将氯化钠与稀硫酸的混合溶液加热一段时间后产生了刺激性气味的气体,由于反应物中不存在氮元素,故不可能是氨气,猜想3错误。【查阅资料】二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2CaSO3+H2O。【实验探究】猜想2是氯化氢气体,因此将其通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色。【评价与改进】如果产生的气体是氯化氢,则将其通入澄清石灰水中,石灰水不会变浑浊,此现象可以证明该气体不是二氧化硫,间接地证明猜想2正确。【拓展应用】由于氯化氢极易溶于水,为了避免生成的气体溶于水,实验室最好采用加热固体氯化钠与浓硫酸的方法制取氯化氢气体,因此选C。,难点突破二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此将产生的气体通入澄清石灰水后如果没有浑浊现象,说明该气体不是二氧化硫,猜想1不正确,从而间接地证明了猜想2正确。,7.(2017江西,14,3分)下列实验设计能达到实验目的的是(),答案B取样,分别滴加紫色石蕊溶液(或取样,分别滴加无色酚酞溶液等),解析A项,食盐和硫酸钠均易溶于水,不能用过滤的方法除去硫酸钠;B项,灼热的铜网与氧气反应生成的氧化铜固体附着在铜网表面,从而使氮气净化,能达到实验目的;C项,硬水和软水均为无色液体,观察颜色无法区分;D项,鉴别稀盐酸和氢氧化钾溶液,可分别取少量样品,分别滴加少量无色酚酞溶液,能使酚酞溶液变红的是氢氧化钾溶液,不变色的是稀盐酸,或者滴加紫色石蕊溶液,溶液变红的是稀盐酸,变蓝的是氢氧化钾溶液。,8.(2015贵州遵义,13,5分)某化学实验小组用两种方法验证空气中的氧气含量。,方法一:如图A所示进行。(1)写出图A中二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的化学方程式;(2)小星同学对该实验提出质疑:木炭在燃烧过程中,氧气浓度降低,参加反应的木炭m(C)与氧气m(O2)的质量之比在范围,生成的CO会使实验结果产生误差。,方法二:如图B所示进行。(1)写出图B中红磷燃烧的化学方程式;(2)实验测定数据如下:(集气瓶的容积为100mL),分析实验数据,第2、3、4、6组验证出氧气约占空气体积的,第5组出现较大偏差的原因可能是。,答案方法一:(1)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O(2)方法二:(1)4P+5O22P2O5(2)20.5%(或21%或或20%)装置漏气(或红磷量不足;或没有冷却到室温就打开了止水夹等),解析方法一:(1)二氧化碳和浓氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水;(2)用图A装置测定空气中氧气的含量,实验开始时,木炭燃烧产生的二氧化碳气体被氢氧化钠溶液吸收;O2与C反应完全生成CO2时两者的质量比为83,若m(C)m(O2),此时过量的C与CO2反应生成CO,会使实验结果产生误差。方法二:(1)红磷在点燃的条件下生成五氧化二磷;(2)进入集气瓶内水的体积即为消耗氧气的体积。实验2、3、4、6组数据的平均值为20.5,集气瓶的容积为100mL,因此氧气约占空气体积的20.5%;第5组数据明显偏小,出现较大偏差的原因可能是装置漏气,红磷的量不足,或装置未冷却到室温便打开了止水夹等。,9.(2014上海,52)实验室可利用碱式碳酸铜化学式:Cu2(OH)2CO3制备氧化铜,并进行炭粉还原氧化铜的实验。制备氧化铜并检验产物,装置如图所示(省略夹持仪器):步骤一:连接A和B,打开活塞,通入空气。步骤二:关闭活塞,连上C和D,开始加热。步骤三:在加热过程中,记录B中固体质量变化如下表,在t3时停止加热。,B中发生反应的化学方程式为:Cu2(OH)2CO3CuO+H2O+CO2。请在中填入配平后的化学计量数。C中试剂是。A的作用是吸收空气中的,防止对产物检验造成干扰。选择t3时停止加热的理由是。用一定量炭粉还原中制得的氧化铜并检验产物,装置如图所示:,实验过程中,观察到F中溶液变浑浊,E中的现象是。反应完全后,若仅撤走酒精喷灯停止加热,可能导致的后果是。试分析:若中省略步骤三,对中反应产物判断可能产生的影响及其原因。,答案1211CuSO4(或无水硫酸铜)CO2和H2Ot3时与t2时相比,固体质量不再改变,说明碱式碳酸铜已完全分解有红色物质出现F中液体会倒吸入E中,导致试管破裂若中省略步骤三,对产物Cu的判断无影响,但无法证明中是否生成CO2。因为中碱式碳酸铜可能未完全分解,在中也会产生CO2,解析为了检验生成物中是否有水,装置C中的试剂应该是无水硫酸铜,若无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明生成了水;A中装有烧碱固体,其作用是吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,防止对后续实验造成干扰;t2和t3时,B中固体质量相等,说明t3时固体质量不再减少,证明此时碱式碳酸铜已经完全分解。氧化铜和炭粉均为黑色粉末,加热后氧化铜被还原,变为红色固体,因此E中现象是黑色粉末变为红色;若在撤掉导管前先停止加热,试管内温度降低,压强减小,可能会导致F中液体倒流,炸裂试管。若中省略步骤三,则无法判断碱式碳酸铜是否完全分解,在进行的实验时,可能存在的未分解的碱式碳酸铜会受热分解产生二氧化碳,这样无法确定炭粉还原氧化铜时是否能产生二氧化碳气体,使验证实验受到干扰。,教师专用题组,考点一实验方案的设计,1.(2017内蒙古呼和浩特,7,2分)下列四个实验方案设计合理的是(),答案DA项,在空气中充分灼烧,木炭粉会和氧气发生反应,不符合除杂原则,错误。B项,会引入新的杂质MnO2,错误。C项,氯化铵和硫酸铵分别与熟石灰混合研磨均会产生有刺激性气味的气体,无法鉴别,错误。D项正确。,2.(2016江西南昌,12,2分)下列实验方案能达到预期目的的是()A.分离食盐和泥沙蒸发结晶B.除去氧化钙中的碳酸钙高温煅烧C.鉴别氯化钠固体和硝酸铵固体观察颜色D.检验露置于空气中的氢氧化钠溶液是否变质滴入无色酚酞溶液,答案B食盐易溶于水,泥沙难溶于水,分离食盐和泥沙应该先加水溶解,再过滤、蒸发结晶,A项错误;碳酸钙高温分解产生氧化钙和二氧化碳,B项正确;氯化钠固体和硝酸铵固体在常温下都是白色固体,通过观察颜色无法鉴别,C项错误;氢氧化钠溶液变质得到的碳酸钠溶液也呈碱性,也会使酚酞溶液变红,故用酚酞溶液无法检验氢氧化钠溶液是否变质,D项错误。,3.(2015内蒙古呼和浩特,9,2分)下列四个实验方案设计不合理的是(),答案D硝酸钡溶液与硫酸钾溶液反应有硫酸钡白色沉淀生成,硝酸钡溶液与硝酸钠溶液不反应,A合理;粗盐研碎、溶解、过滤可除去难溶性杂质,蒸发可以得到食盐固体,B合理;碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,高温加热到固体质量不再改变可以除去氧化钙中的碳酸钙,C合理;将两根光亮的镁条分别插入硫酸铜和硝酸银溶液中,镁能与硫酸铜溶液反应,说明镁的活动性大于铜,镁能与硝酸银溶液反应,说明镁的活动性大于银,不能探究出铜和银的活动性大小,D不合理。,4.(2014陕西,14,2分)下列实验能达到目的的是(),答案D测定空气中氧气的含量应用足量的红磷,故A错误;铁锈蚀的条件是与氧气、水同时接触,B项中实验只证明条件,故B错误;C项中实验只能探究温度达到着火点,无法探究可燃物要与O2接触,故C错误;倒置的大烧杯内,浓氨水和酚酞溶液不接触,实验中观察到酚酞溶液变红,证明分子在不断运动,故D正确。,5.(2018安徽,15,8分)某兴趣小组在相同条件下,将10.00g下列物质分别置于相同规格的烧杯,并敞口存放于空气中,烧杯中物质质量随时间变化如下表,回答下列问题。,(1)下列图示能反映水在空气中放置时发生变化的微观示意图是(填字母序号)。(图中表示氧原子,表示氢原子)(2)石灰水在空气中久置后有浑浊现象,写出该反应的化学方程式。,(3)为研制一种安全、环保的除湿剂,可选择上表中的(填溶质的化学式)。(4)将10.00g氯化钠浓溶液敞口久置后,最终得到2.26g晶体,则该溶液是(填“饱和”或“不饱和”)溶液。(已知该温度下氯化钠溶解度为36.1g)(5)为进一步研究稀盐酸敞口久置后浓度变化,该小组开展如下探究。甲同学猜想浓度可能会变大,理由是。为验证甲同学的猜想是否正确,设计实验方案:。注意:若答对第(6)小题奖励4分。(6)乙同学取20%的氢氧化钠溶液20.00g,敞口放置一段时间后部分变质,得到18.80g溶液,由此能否计算所得溶液中溶质组成?若能,请计算其组成;若不能,请补充完成实验方案设计,同时说明需要测定的数据(用a表示),并计算a的取值范围。(不要求写出计算过程),答案(8分)(1)D(1分)(2)Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(2分)(3)CaCl2(1分)(4)不饱和(1分)(5)稀盐酸中水的蒸发量大于HCl的挥发量(1分)(其他合理答案均给分)取等质量的原盐酸和久置后的盐酸,均滴加酚酞试液,分别滴入等浓度的氢氧化钠溶液,至溶液由无色变红色时,比较消耗氢氧化钠的量(2分)(其他合理答案均给分)(6)不能。实验方案:将变质后溶液加热蒸干,称量所得固体质量为ag。a的取值范围:4.00a5.30。(4分)(本小题为开放性试题,其他合理答案均给分),解析(1)一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,水中的水分子比水面上的水分子多,故选D。(2)石灰水在空气中久置,氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O。(3)由表中的数据可知,浓硫酸和氯化钙浓溶液均具有吸水性,但浓硫酸具有腐蚀性,不安全,所以从安全、环保的角度考虑应该选CaCl2浓溶液。(4)NaCl浓溶液中溶质的质量分数为100%=22.6%,该温度下氯化钠饱和溶液中溶质的质量分数为100%26.5%,所以原溶液不饱和。(5)稀盐酸敞口久置后浓度可能会变大,原因是稀盐酸中水的蒸发量大于HCl的挥发量。取等质量的原盐酸和久置后的盐酸,均滴加酚酞试液,分别滴入等浓度的氢氧化钠溶液,至溶液由无色变为红色时,比较消耗氢氧化钠溶液的量,判断浓度的变化;还可以通过测量敞口放置前后稀盐酸的pH的变化,判断浓度的变化等。(6)氢氧化钠溶液敞口放置于空气中,水分蒸发使溶液质量减小;氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应会使溶液质量增大,仅通过放置前后溶液质量的变化,不能求出溶液中溶质的组成。可以将变质后的溶液加热蒸干,称量所得固体的质量为ag,原溶液中氢氧化钠的质量为20.00g20%=4.00g,假设固体完全变质,则,2NaOH+CO2Na2CO3+H2O801064.00gag80106=4.00gaga=5.30由于氢氧化钠溶液部分变质,所以a的取值范围为4.00Cu(四)除去金属表面的氧化物(或污物)(五)铁丝表面有红色物质析出Fe+CuSO4FeSO4+Cu(六)(1)Cu、Fe、Al(2)Cu、Fe、Al,解析(二)几分钟后铁丝表面产生少量气泡,铝丝表面产生大量气泡,铜丝表面不产生气泡,所以金属活动性顺序为AlFeCu。(五)铁的活动性比铜强,铜的颜色为红色,因此将铁丝插入硫酸铜溶液中的现象为铁丝表面有红色物质析出,反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(六)(1)只有一支盛有少量稀盐酸的试管,应先插入铜片,无现象,再插入铁片,铁片表面产生气泡,说明铁的活动性比铜强;最后向溶液中插入铝片,不产生气泡因为盐酸消耗完了,但是铝的活动性比铁强,铝的表面会析出金属铁。(2)金属被人类大规模开发利用的大致年限与金属活动性顺序有关,活动性越强开发利用得越晚,因此三种金属材料被人类利用的先后顺序为Cu、Fe、Al。,思路分析金属的活动性顺序的应用主要表现在两个方面:一是只有排在氢前面的金属才能与酸发生置换反应,生成盐和氢气;二是只有排在前面的金属(K、Ca、Na除外)才能把后面的金属从它的盐溶液中置换出来。,8.(2016上海松江一模,26节选)(6分)草酸(C2H2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。某同学为验证草酸的分解产物,将产物持续通入下列装置。请回答:,请写出草酸分解的化学方程式:。A装置中的实验现象是,C中发生反应的化学方程式是。对该实验的分析正确的是(选填编号)。,.该实验中A、B装置不可以互换.若C中停止加热,D中液体一定会倒吸入硬质玻璃管中.反应结束后,C中的固体物质属于混合物.分解产物停止通入时,C中生成的铜可能不会被氧化,答案H2C2O4H2O+CO2+CO固体由白色变为蓝色CO+CuOCu+CO2、,解析草酸在加热的条件下分解生成一氧化碳、二氧化碳和水,化学方程式为:H2C2O4H2O+CO2+CO。无水硫酸铜遇水显蓝色,所以A装置中的实验现象是固体由白色变为蓝色;一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,化学方程式为:CO+CuOCu+CO2。A、B装置互换后,对水的检验会造成干扰,所以该实验中A、B装置不可以互换,故正确;若C中停止加热,继续通入分解产物,D中液体不会倒吸入硬质玻璃管中,故错误;反应结束后,若CuO充分反应,C中的固体物质是铜,属于纯净物,故错误;若分解产物停止通入时,C中继续加热,生成的铜不会被氧化,故正确。,解题关键本题的解题关键是理解A、B、C、D四个装置的作用。,知识拓展无水硫酸铜为白色固体,遇水生成蓝色晶体:CuSO4+5H2OCuSO45H2O,根据此反应可检验水的存在。,
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