资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第一部分 物质科学第38讲 实验方案的设计与评价01考情透视·目标导航02知识导图·思维引航03考点突破·考法探究考点一：实验方案的设计考点二：实验方案的评价考点三：实验方案的评价的方向考点四：实验方案的评价几种常见的情况04题型精研·考向洞悉题型一 物质的组成成分及含量的探究题型二 物质的性质和变化规律的探究题型三 影响化学反应速率因素的探究题型四 外界条件对化学反应因素的探究题型五 化学实验方案的设计与评价05分层训练·巩固提升基础巩固能力提升考点要求 课标要求 考查频次 命题预测质量与密度 1、掌握实验方案的设计思路与基本要求 2、掌握实验方案的评价的原则与评价方向 24年考查8分 复杂装置实验探究的命题点有：①以三大还原剂冶炼金属为背景的复杂装置及其探究；②以陌生物质的制备和性质探究为背景的复杂装置机器探究等，一般在实验探究题中出现，考查中对装置流程的理解占分值较高。考点一：实验方案的设计（1）实验方案设计的总体思路明确实验目的→确定反应原理→选择合适的药品和仪器→设计实验装置和操作步骤→记录实验现象和数据→分析、推理得出结论。（2）实验方案设计的基本要求①科学性：实验原理、方案和操作过程必须科学、严谨、合理。②可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。③安全性：要尽量避免危险性的操作、避免接触有毒物质，若无法避免则应采取安全措施，以防污染环境和人身伤害。④简易性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。（2024 浙江模拟）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 鉴别稀盐酸和稀硫酸溶液 加入硝酸银溶液，观察现象B 检验氢氧化钠溶液变质程度 先加过量的氯化钡，过滤后向滤液中加入酚酞C 除去二氧化碳中混有的氯化氢 将气体通过足量的氢氧化钠溶液D 除去MnO2中混有的KCl 加水溶解、蒸发结晶（2024 上城区校级三模）下列各项改变后的实验方案，仍然能够达到实验目的的是（ ）实验目的 测定空气中氧气的含量 除去氢氧化钠溶液中的少量碳酸钠 区分硝酸铵固体和氢氧化钠固体 工业炼铁实验方案选项 A.将红磷改为铁丝 B.将适量Ca（OH）2改为过量Ca（OH）2 C.将水改为硫酸铜溶液 D.将一氧化碳改为二氧化碳（2024 杭州二模）下列依据实验目的所进行的实验操作，正确的是（ ）选项 实验目的 实验操作A 鉴别CO和CO2 分别通入紫色石蕊试液B 除去部分变质的NaOH中的杂质 加水溶解，滴加适量的CaCl2溶液C 制备氢氧化钙固体 石灰石加水后充分混合D 稀释浓硫酸 将水缓慢倒入浓硫酸中考点二：实验方案的评价①实验目的明确；②实验方法简便、现象明显；③操作安全可靠；④分析严密、结论正确。考点三：实验方案的评价的方向Ⅰ. 原理的评价①所选药品是否可行；②反应是否易于控制；③所用药品是否安全(是否易燃易爆、有毒)；④反应是否会造成环境污染；⑤药品的利用率是否高。Ⅱ. 装置的评价①操作是否简便；②添加药品的难易度；③是否安全；④是否节约药品(微型装置)。Ⅲ. 操作的评价①操作顺序是否正确；②实验步骤是否完善等。Ⅳ. 实验结果的评价①对现象分析得出的结论的评价；②实验误差的评价；③实验的创意性的评价等。考点四：实验方案的评价几种常见的情况Ⅰ. 常温下，产生气体的反应①活泼金属与稀盐酸或稀硫酸；②碳酸盐或碳酸氢盐与稀盐酸或稀硫酸；③铵态氮肥与碱（刺激性气体，尿素不与碱反应）。Ⅱ. 滴加酚酞溶液不变色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液Ⅲ. 向加盐酸酸化的某溶液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，则某溶液中可能含有SO ,也可能含有Ag+Ⅳ. 氢氧化钠固体、浓硫酸溶于水时会放出大量的热，因此向氢氧化钠固体中加入酸溶液，或把浓硫酸加入碱溶液中，试管壁发烫，都不能说是中和反应放热Ⅴ. 将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中溶液变红色，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊溶液变红色，而不是二氧化碳使石蕊溶液变红色Ⅵ. 未打磨的铝条放入硫酸铜或硝酸银溶液中不发生反应，并不是铝的活泼性比铜或银弱，而是铝条表面的氧化膜阻止了反应的进行，影响判断（2024 莲都区二模）明朝《天工开物》中有记载：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。”即将烧红的铁器放入胆矾水（硫酸铜溶液）中，铁器会立刻出现铜的颜色。1625年德国化学家格劳贝尔实验发现将金属放入酸中会“消失”。1865年俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究的基础上提出了金属活动性规律。请回答下列问题：（1）请解释“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”这一变化的原理： 。（用化学方程式表示）（2）用银、铜、铁三种金属重复格劳贝尔实验，会“消失”的金属有 。（3）小莲为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是 。（2024 玉环市模拟）学习酸的性质时，用大小、外形相同并打磨均匀一致的铝片分别和H+浓度相同的盐酸和硫酸反应。发现铝片和盐酸的反应明显快于铝片和硫酸的反应。究竟是什么原因使反应快慢出现了差异？（1）若通过比较相同时间内产生气体的体积来比较反应快慢，下列装置可行的是 。（2）小洁同学认为氯离子对铝和酸的反应有促进作用，于是向铝片和硫酸的反应中滴入少量的盐酸，观察到反应变快，并重复多次。该实验方案存在的缺陷主要是 。组别 实验材料 添加试剂 现象 备注Ⅰ Al+HCl / ++ “++”较“+”表示化学反应速度更快Ⅱ Al+H2SO4 / +Ⅲ Al+HCl 少量Na2SO4 ++Ⅳ Al+H2SO4 少量NaCl ++（2024 滨江区二模）硫酸铜是一种常见的杀菌剂，在纺织、印刷、电镀等行业有广泛用途。为测定某镀铜工艺电镀液中CuSO4溶液的溶质的质量分数，某兴趣小组设计了如下方案进行探究。如图中仪器M名称叫恒压滴液漏斗，其主要作用是平衡装置内气压，使液体顺利滴下。【实验原理】锌与CuSO4溶液、锌与稀H2SO4的反应。【实验步骤】①组装仪器，检查装置的气密性。②装药品，调节量气装置两边液面相平，读数。③将CuSO4溶液全部滴入装有m克锌粉三颈烧瓶中并搅拌，充分反应后，再滴加稀H2SO4至不再有气体产生。④冷却至室温，调节量气装置两边液面相平，读数。【实验分析】（1）锌与CuSO4溶液反应的方程式为： 。（2）步骤④中调节两边液面相平的操作是将水准管缓慢 （选填“上移”或“下移”），根据②和④的读数可得出 的体积。（3）下列因素中，可能使测得的CuSO4溶液的溶质的质量分数偏高的是 （填字母）。A.加入的锌粉中混有少量的铜粉B.实验结束后，有部分气体残留在三颈烧瓶中题型一 物质的组成成分及含量的探究（2024 宁波模拟）某白色粉末，可能由CuCl2、NaCl、MgSO4、BaCl2、NaOH中的一种或几种物质组成，为确定其成分，兴趣小组进行实验并记录实验现象如图甲，其中步骤Ⅲ的白色沉淀质量随加入的稀硝酸质量变化关系如图乙。已知CuCl2溶液和MgSO4溶液显弱酸性，BaCl2溶液显中性，据此得出的以下结论中，错误的是（ ）A．原白色粉末一定没有CuCl2B．实验过程产生的白色沉淀为BaSO4、Mg（OH）2C．白色粉末肯定有NaOH、MgSO4、BaCl2、NaClD．5g白色粉末中的NaOH质量大于0.8g（2024 宁波模拟）现有一定质量的铁粉和氧化铜固体混合物，小宁进行了如下实验操作，根据实验过程和实验现象，下列判断错误的是（ ）A．操作A中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒B．滤渣B中一定有铜，可能有铁和氧化铜C．滤渣B的质量一定小于原固体混合物的质量D．滤液C中只含有一种溶质，加入NaOH后会产生红褐色絮状沉淀（2025 杭州模拟）天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生CO，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分进行如下实验：（1）实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是 。（2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有 （填化学式）。（3）实验中观察到 现象，说明气体产物中还有CO。（4）F处为尾气处理装置，下列装置中合理的是 。题型二 物质的性质和变化规律的探究（2024 温州模拟）小龙利用图示装置和药品验证可溶性碱的性质。装置气密性良好，实验前弹簧夹处于关闭状态。（资料：碳酸铜遇水会出现蓝色沉淀物）。（1）验证可溶性碱能与酸反应。打开活塞a，向锥形瓶中逐滴滴入稀盐酸。能证明Ba（OH）2溶液与稀盐酸反应的实验现象是 。（2）验证可溶性碱能与CO2反应。完成（1）后，打开活塞b，向锥形瓶中滴入足量的NaOH溶液后，立即关闭活塞b，打开弹簧夹，观察到装置甲中锥形瓶内的液体沿导管流入乙中，乙中溶液出现 现象可证明NaOH与CO2发生反应。（3）验证可溶性碱能与盐溶液反应。完成（2）后，装置乙中锥形瓶内的溶液呈红色，取少量该溶液于试管中，滴入足量的CuSO4溶液，观察到有蓝色沉淀生成。据上述实验现象能否验证NaOH溶液与CuSO4溶液反应，判断并说明理由 。（2024 杭州模拟）科学课堂上老师演示了铁和硫粉反应生成硫化亚铁的实验。反应前铁粉和硫粉的混合物能够用磁铁分离（如图甲），铁粉和硫粉的混合物在如图乙的装置中发生反应，反应后得到黑色块状固体物质，同学们还闻到了较强的刺激性气味。（1）图乙中反应发生后撤去酒精灯，药品处红热范围继续扩大，说明铁和硫的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。（2）在老师指导下，将图乙装置改进为图丙。反应前小磁铁能够被吸住，反应后不能被吸住，便于对比。请找出丙装置的另一个优点： 。（3）用改进后的丙装置进行实验，小组同学称取了1.6克硫粉与2.8克铁粉混合后加热。反应结束后，用磁铁吸引冷却后的黑色块状固体时，仍有黑色固体被吸起。请针对这一现象就实验过程提出一个合理的改进建议： 。（4）小金分析了实验结果，猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小金想验证是否有铁剩余，他认为正确连接如图丁所示的三个装置并进行实验，如果a处有水压出，就能验证有铁剩余。老师指出设计不够合理，不能就此验证猜想。（已知四氧化三铁和硫酸反应不产生气体），请你帮小科说出不够合理的原因： 。（2024 嘉兴二模）氢氧化钠和二氧化碳反应没有明显的实验现象，某项目化学习小组对该反应进行如下可视化设计：（1）将固体氢氧化钠放入装有二氧化碳的软塑料瓶内，迅速盖紧瓶盖后振荡一段时间，若发现 ，说明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。（2）室温下，在A、B试管中分别盛放等体积的氢氧化钠溶液和水，将二氧化碳通入两支试管（如图甲），用测温仪测得B试管温度高，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，且该反应 （选填“吸收”或“放出”）热量。（3）室温下，将二氧化碳气体通入饱和氢氧化钠的酒精溶液中（如图乙），观察到 现象，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。（已知：室温下，氢氧化钠能溶解在酒精中，而碳酸钠不溶）题型三 影响化学反应速率因素的探究（2024 上城区校级三模）如图所示，倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应，利用数字化设备采集瓶内气压，瓶内气压与时间关系如曲线所示。有关说法正确的是（ ）A．曲线①表示锌粒与稀盐酸的反应B．d点表示反应停止C．反应结束后，稀盐酸可能有剩余D．比较b、c两点，说明影响反应速率的因素之一是反应物的接触面积（2024 温州模拟）小明在研究“影响氢气反应快慢的因素”时，所做实验及获得的相应数据如表。下列不能由实验得出的结论是（ ）编号 20毫升硫酸的质量分数 1克锌的形状 0～3分钟产生氢气体积（毫升）① 20% 锌粒 31.7② 20% 薄锌片 50.9③ 30% 锌粒 61.7④ 30% 薄锌片 79.9A．锌在金属活动顺序表中排在氢前面B．锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少C．增大硫酸的质量分数能加快产生氢气D．增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气（2024 青田县模拟）为了探究FeCl3（酸性溶液）对过氧化氢分解速率的影响，小明设计了如图甲的实验装置。他选取相同两套分别记为A组和B组。取下两装置的U型管的试管塞，分别注入等量的清水，再加入红墨水，保持U形管两侧液面相平。取下两装置的试管，并向其内注入等量（2毫升）H2O2溶液，然后塞上试管塞；取两装置的注射器，分别吸取等量（0.5毫升）的FeCl3溶液（A组）和蒸馏水（B组），同时快速地注入试管，每隔1分钟记录一次U型管左右两侧液面高度差，数据如图乙所示。实验后，小明又用该装置研究了pH对过氧化氢分解的影响，数据如图丙所示。（1）小明观察到U型管液面 现象，证明H2O2已经反应完全。（2）小明通过此实验设计，即得出结论“FeCl3能够提高过氧化氢分解速率”，你是否赞同？请说明理由 。（3）为了探究FeCl3中对加快过氧化氢分解速率是Fe3+还是Cl，需要增加C组取 mLNaCl溶液进行实验（已知Na+不影响过氧化氢分解速率）。（4）小明查阅资料发现：Fe3+与过氧化氢会发生配位反应，形成一个过渡态络合物，而后该络合物通过电子转移又重新生成Fe3+，同时释放氧气和水。Fe3+就是循环地接受和释放电子，自身质量和化学性质不变，所以起到 过氧化氢分解的作用。题型四 外界条件对化学反应因素的探究（2022 龙湾区一模）小明为了探究影响过氧化氢分解速度的条件，用如图所示装置进行如下实验。①取2套相同的装置，分别记为A、B，检查装置气密性。②在A、B装置的锥形瓶中各加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，迅速塞紧塞子，A装置用恒温装置加热锥形瓶；在B装置里加入MnO2，不加热。③在A、B装置里换用溶质质量分数分别为10%、15%、30%的过氧化氢溶液，重复步骤②，记录收集150毫升氧气所需的时间（分），数据如表。30%H2O2溶液 15%H2O2溶液 10%H2O2溶液 5%H2O2溶液无MnO2，加热 6 8 9 10加MnO2，不加热 反应剧烈 反应剧烈 0.5 1.5（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据： 。（2）根据实验数据，结合实际情况，你认为实验室制取氧气应选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为 。（3）根据实验现象小明得出MnO2是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，老师认为小明的结论不够严密，还需通过实验补充的证据是： 。某兴趣小组对“稀盐酸与石灰石是否恰好完全反应”展开了系列实验（稀盐酸与石灰石中杂质不反应）。【实验操作】取一块状石灰石于试管中，往试管中加入5毫升稀盐酸。【实验现象】①开始时固体表面有大量气泡；②反应停止后，试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡；③试管内溶液无色。【初步分析】（1）反应停止后，某同学根据上述实验现象进行初步判断，得出了石灰石没有反应完的结论，支持该同学得出这一结论的依据是 （填上述实验现象的序号）。【小组讨论】大家讨论后认为，要判断是否恰好完全反应，可以从液体和固体两条途径进行探究：一是探究残留液体中是否还有盐酸；二是探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。【继续探究】（2）对原残留液体是否还有盐酸的探究，有同学取原残留液体，滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是根据这一现象，得出了原残留液体中存在盐酸的结论。但小金认为根据这一现象是不能得出原残留液中存在盐酸的结论，小金的理由是 。（3）探究原残留液体中是否还有盐酸，真正需要检验的离子是 。（4）探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。小丽取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，出现了 的现象，于是得出残留块状固体中还存在碳酸钙。【实验结论】在原反应结束时，稀盐酸与石灰石没有恰好完全反应，石灰石中碳酸钙有剩余。题型五 化学实验方案的设计与评价（2024 余姚市模拟）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 证明二氧化碳中含有少量氧气 将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃B 除去氯化钠中少量的碳酸钠 加入过量的氯化钙溶液，过滤；滤液蒸发结晶C 检验氢氧化钠固体部分变质 取样，加入足量氢氧化钡溶液，过滤；滤液中加酚酞D 分离二氧化锰和氯化钾固体 加入足量水溶解、过滤、滤渣洗涤干燥、滤液蒸发结晶（2024 西湖区模拟）如表是有关已变质的NaOH溶液的四个实验方案，其中正确的是（ ）序号 实验目的 实验方案① 证明变质 取少量溶液，滴加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生② 确定成分 取少量溶液，加入足量氯化钙溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞试液观察滤液是否变红色③ 测定纯度 取一定量溶液，加入浓盐酸，用碱石灰吸收产生的气体，通过前后两次称量，得到气体质量，再进行相关计算④ 除去杂质 在溶液中滴加过量Ba（OH）2溶液，过滤A．②③ B．①② C．②④ D．①④（2024 金华一模）科学探究是获得科学知识的一种基本方式。科学探究一般过程包含提出问题、明确目的、分析原理、设计方案、解释评估。为了证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。小金同学结合学科思想，设计实验方案进行如下探究：【实验目的】证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应【实验原理】通过验证反应物消失或新物质生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应【实验装置】如图，该装置气密性良好，三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，针筒内有氯化钡溶液，分液漏斗中装有过量氢氧化钠溶液。【实验过程】先打开分液漏斗活塞，加入过量的氢氧化钠，关闭活塞；一段时间后，发现针筒内的液体自动进入三颈烧瓶，并有白色沉淀产生。请完成下列问题：（1）小金设计本实验，所选用的实验原理是 。（2）本实验能证明NaOH溶液与CO2发生化学反应的证据是 。（3）实验结束，三颈烧瓶内溶液中，一定存在的离子有 。【实验反思】（4）有同学提出可以用氢氧化钡溶液来替代氯化钡溶液，也能证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应的结论，请谈谈你的观点并说明理由 。基础巩固（2024 下城区校级三模）在实验室中进行下列实验，其中实验方案设计正确且能达到实验目的的是（ ）选项 实验目的 实验方案A 鉴别CO和O2 将两种气体分别通入澄清石灰水B 除去粗盐中的CaCl2 将粗盐用足量水溶解，过滤C 测定溶液的pH测定 将湿润的pH试纸浸入溶液中，取出，与标准比色卡对照D 制备O2 向装有少量MnO2的锥形瓶中慢慢加入稀H2O2溶液（2024 西湖区校级二模）下列是分析放置在空气中的NaOH固体的相关实验，其中最合理的是（ ）序号 实验目的 实验方案A 除去杂质 取固体，加水溶解，滴加澄清石灰水至恰好完全反应，过滤B 证明变质 取少量固体，加水溶解，滴加少量稀盐酸，观察是否有气泡产生C 确定成分 取少量固体，加入石灰水，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液D 测定含量 取少量固体，加入足量稀盐酸，直接用排水法收集VmL气体（2024 杭州模拟）某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色是由铜离子引起的，下列实验没有意义的是（ ）A．观察硫酸钠溶液，溶液为无色B．将镁条放入溶液，溶液的蓝色逐渐变淡，直至消失C．将铜丝加热，铜丝由红色变为黑色，且质量增加D．向硫酸铜溶液中滴加足量无色氢氧化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失（2024 鄞州区二模）下列除去物质中所含少量杂质的方法中，难以成功的是（ ）选项 物质 杂质 除杂试剂 除杂方法A N2 CO2 NaOH溶液 将混合气体通入除杂试剂并干燥B KCl MnO2 水 溶解、过滤、蒸发C NaCl Na2SO4 BaCl2溶液 沉淀、过滤、蒸发D NaOH Na2CO3 Ca（NO3）2溶液 沉淀、过滤、蒸发（2024 瓯海区校级模拟）下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（ ）选项 实验操作 现象 结论A 向醋酸中加入氢氧化钠溶液 无明显现象 二者之间不发生反应B 向样品溶液中先滴加BaCl2溶液，再滴加过量的稀硝酸 滴加BaCl2后出现白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不消失 样品溶液中含有SO42﹣C 将两根铁丝分别伸入硫酸铜溶液和硝酸银溶液中 两个铁丝上均有固体附着 金属的活动性顺序为Fe＞Cu＞AgD 用导管分别对准浸没在热水和冷水中的白磷通入氧气 热水中的白磷燃烧，冷水中的白磷不燃烧 燃烧的条件之一是温度达到着火点（2024 浙江模拟）下列实验设计及操作，其现象足以说明结论的是（ ）操作 现象 结论A 在某氢氧化钠溶液样品中，加入少量稀盐酸 没有反应现象 该氢氧化钠溶液一定没有变质B 将浓盐酸和大理石反应产生的气体通入澄清石灰水 石灰水始终未浑浊 该石灰水一定已变质C 将铜丝和铁丝分别放入稀盐酸中，再将铜丝放入AgNO3溶液中 铁丝放入稀盐酸的试管中有气泡产生，铜丝放入稀盐酸的试管中无现象，AgNO3溶液中铜丝表面有银白色物质生成 三种金属活动性铁＞铜＞银D 向稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，过滤，在滤液中滴加适量的硝酸钡溶液 滤液中有白色沉淀出现 稀硫酸一定还有剩杂（2023 越城区模拟）某化学兴趣小组进行如图所示实验，探究Zn、Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序，先进行如图甲、乙、丙的三个实验，再将丙中试管内的物质过滤，并向滤液中加入乙中剩余的铁，滤液中析出固体质量随反应时间的变化关系如图丁所示。下列说法中不正确的是（ ）A．该实验可得出金属活动性顺序为：Zn＞Fe＞Cu＞AgB．丙实验试管内的物质过滤后所得滤液呈蓝色，滤渣肯定含Ag，可能含CuC．图丁中b点对应溶液所含的溶质是Cu（NO3）2、Fe（NO3）2D．图丁中c点对应溶液所含的溶质肯定有Fe（NO3）2，可能含有Cu（NO3）2（2024 海曙区模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。请根据以上方案回答。（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因 （用化学方程式解释）。（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是 。（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量 （填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。（4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为 。（填物质名称）能力提升（2024 瑞安市模拟）实验室利用二氧化锰催化分解过氧化氢时，速度适宜，但产生的氧气中伴随着大量的白雾，影响实验效果。小明将气体通过浓硫酸，观察到现象如图甲。序号 1 2 3 4催化剂种类 氧化铜 二氧化锰 硫酸亚铁 氯化铁收集相同体积所用时间（秒） 103 45 40 7有无白雾产生 无 有 无 无（1）实验甲中检查发生装置气密性的操作是 。（2）通过观察实验甲现象，分析白雾产生的原因 。（3）由于浓硫酸使用不安全，小明进行实验乙，尝试通过改变催化剂种类，减少白雾产生，同时记录双氧水分解的速率，数据如表所示。分析表中数据，小明认为可用氯化铁替代二氧化锰催化分解双氧水制取氧气，请对小明的想法进行评价 。（2024 义乌市校级三模）已知影响金属与酸反应速度的因素有温度和酸溶液的溶质质量分数。小科为验证该结论，现将等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，组别设置如表所示。组别 盐酸溶质质量分数 温度（℃）1 8 322 12 503 8 204 12 32（1）写出该反应的化学方程式 ；（2）分析实验 （填组别）数据，可知盐酸溶质质量分数对金属与酸反应速率的影响；（3）测得实验数据如图甲所示。小科分析数据得出温度越高，酸溶液溶质质量分数越大，则反应越快。那么图甲中表示第4组实验数据的曲线是 （填字母）；（4）图乙为足量镁片与20mL10%的稀盐酸反应，利用压强传感器测得反应前后瓶内气压变化如图丙中曲线Ⅰ所示，而其气压变化理论计算结果如曲线Ⅱ所示，发现实验测得的实际值比理论值偏大，请分析可能的原因（至少答两点） 。（2024 上城区校级二模）庄稼一枝花，全靠肥当家。（1）适当的施加化肥可以提高农作物的产量，下列化肥中，属于复合肥的是 。A.K2CO3 B.KNO3 C.CO（NH2） D.Ca（H2PO4）2（2）不同作物缺少不同的无机盐，会表现出不同的症状，下列哪一种症状是由于植物缺乏氮元素造成的？ （填字母）。A.大白菜矮小瘦弱，叶色发黄B.向日葵秆细茎弱，易倒伏C.油菜只开花不结果（3）某KNO3化肥中可能混进了NH4Cl、（NH4）2SO4、K2CO3三种物质中的一种或几种，同学们对该化肥开展了以下探究活动。【探究一】：取少量化肥样品与熟石灰，在研钵中混合研磨，有刺激性气味的气体产生，该气体的化学式为 ，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。【探究二】：另取少量化肥样品溶于水得到溶液A，按图进行实验，现象如图中所述，请回答下列问题：①白色沉淀E是 。②小明认为由探究二可以确定该化肥中一定混进了NH4Cl和（NH4）2SO4、一定没有K2CO3，小强认为这个结论不正确，请说明原因并写出你的改进方案 。③按照改进后的方案来完成探究二，最终的溶液D中一定存在的溶质是（写化学式） 。21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台第一部分 物质科学第38讲 实验方案的设计与评价01考情透视·目标导航02知识导图·思维引航03考点突破·考法探究考点一：实验方案的设计考点二：实验方案的评价考点三：实验方案的评价的方向考点四：实验方案的评价几种常见的情况04题型精研·考向洞悉题型一 物质的组成成分及含量的探究题型二 物质的性质和变化规律的探究题型三 影响化学反应速率因素的探究题型四 外界条件对化学反应因素的探究题型五 化学实验方案的设计与评价05分层训练·巩固提升基础巩固能力提升考点要求 课标要求 考查频次 命题预测质量与密度 1、掌握实验方案的设计思路与基本要求 2、掌握实验方案的评价的原则与评价方向 24年考查8分 复杂装置实验探究的命题点有：①以三大还原剂冶炼金属为背景的复杂装置及其探究；②以陌生物质的制备和性质探究为背景的复杂装置机器探究等，一般在实验探究题中出现，考查中对装置流程的理解占分值较高。考点一：实验方案的设计（1）实验方案设计的总体思路明确实验目的→确定反应原理→选择合适的药品和仪器→设计实验装置和操作步骤→记录实验现象和数据→分析、推理得出结论。（2）实验方案设计的基本要求①科学性：实验原理、方案和操作过程必须科学、严谨、合理。②可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。③安全性：要尽量避免危险性的操作、避免接触有毒物质，若无法避免则应采取安全措施，以防污染环境和人身伤害。④简易性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。（2024 浙江模拟）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 鉴别稀盐酸和稀硫酸溶液 加入硝酸银溶液，观察现象B 检验氢氧化钠溶液变质程度 先加过量的氯化钡，过滤后向滤液中加入酚酞C 除去二氧化碳中混有的氯化氢 将气体通过足量的氢氧化钠溶液D 除去MnO2中混有的KCl 加水溶解、蒸发结晶【解答】解：A、稀盐酸和稀硫酸溶液中均加入硝酸银溶液，观察现象，均有白色沉淀产生，故A错误；B、碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，检验氢氧化钠溶液变质程度，先加过量的氯化钡，过滤后向滤液中加入酚酞，若变红，说明部分变质，若不变红，说明全部变质，故B正确；C、二氧化碳和氯化氢均能与氢氧化钠反应，不能除去二氧化碳中混有的氯化氢，故C错误；D、氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，除去MnO2中混有的KCl 加水溶解、过滤、蒸发结晶，可以得到氯化钾，故D错误。故选：B。（2024 上城区校级三模）下列各项改变后的实验方案，仍然能够达到实验目的的是（ ）实验目的 测定空气中氧气的含量 除去氢氧化钠溶液中的少量碳酸钠 区分硝酸铵固体和氢氧化钠固体 工业炼铁实验方案选项 A.将红磷改为铁丝 B.将适量Ca（OH）2改为过量Ca（OH）2 C.将水改为硫酸铜溶液 D.将一氧化碳改为二氧化碳【解答】解：A、铁丝在空气中不能燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故选项改变后的实验方案不能达到实验目的。B、碳酸钠能与过量的Ca（OH）2反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钙（过量的），不符合除杂原则，故选项改变后的实验方案不能达到实验目的。C、硫酸铜溶液能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，硫酸铜溶液与硝酸铵不反应，可以鉴别，故选项改变后的实验方案能达到实验目的。D、二氧化碳不具有还原性，不能与氧化铁反应，故选项改变后的实验方案不能达到实验目的。故选：C。（2024 杭州二模）下列依据实验目的所进行的实验操作，正确的是（ ）选项 实验目的 实验操作A 鉴别CO和CO2 分别通入紫色石蕊试液B 除去部分变质的NaOH中的杂质 加水溶解，滴加适量的CaCl2溶液C 制备氢氧化钙固体 石灰石加水后充分混合D 稀释浓硫酸 将水缓慢倒入浓硫酸中【解答】解：A、一氧化碳不能使石蕊试液变色，二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液变红色，该选项方法正确；B、氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，除去碳酸钠带入氯化钠，该选项方法不正确；C、碳酸钙不能和水反应，该选项方法不正确；D、稀释浓硫酸，应该把浓硫酸缓慢倒入水中，并且利用玻璃棒不断搅拌，该选项方法不正确。故选：A。考点二：实验方案的评价①实验目的明确；②实验方法简便、现象明显；③操作安全可靠；④分析严密、结论正确。考点三：实验方案的评价的方向Ⅰ. 原理的评价①所选药品是否可行；②反应是否易于控制；③所用药品是否安全(是否易燃易爆、有毒)；④反应是否会造成环境污染；⑤药品的利用率是否高。Ⅱ. 装置的评价①操作是否简便；②添加药品的难易度；③是否安全；④是否节约药品(微型装置)。Ⅲ. 操作的评价①操作顺序是否正确；②实验步骤是否完善等。Ⅳ. 实验结果的评价①对现象分析得出的结论的评价；②实验误差的评价；③实验的创意性的评价等。考点四：实验方案的评价几种常见的情况Ⅰ. 常温下，产生气体的反应①活泼金属与稀盐酸或稀硫酸；②碳酸盐或碳酸氢盐与稀盐酸或稀硫酸；③铵态氮肥与碱（刺激性气体，尿素不与碱反应）。Ⅱ. 滴加酚酞溶液不变色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液Ⅲ. 向加盐酸酸化的某溶液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，则某溶液中可能含有SO ,也可能含有Ag+Ⅳ. 氢氧化钠固体、浓硫酸溶于水时会放出大量的热，因此向氢氧化钠固体中加入酸溶液，或把浓硫酸加入碱溶液中，试管壁发烫，都不能说是中和反应放热Ⅴ. 将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中溶液变红色，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊溶液变红色，而不是二氧化碳使石蕊溶液变红色Ⅵ. 未打磨的铝条放入硫酸铜或硝酸银溶液中不发生反应，并不是铝的活泼性比铜或银弱，而是铝条表面的氧化膜阻止了反应的进行，影响判断（2024 莲都区二模）明朝《天工开物》中有记载：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。”即将烧红的铁器放入胆矾水（硫酸铜溶液）中，铁器会立刻出现铜的颜色。1625年德国化学家格劳贝尔实验发现将金属放入酸中会“消失”。1865年俄国化学家贝开托夫在大量实验和系统研究的基础上提出了金属活动性规律。请回答下列问题：（1）请解释“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”这一变化的原理： 。（用化学方程式表示）（2）用银、铜、铁三种金属重复格劳贝尔实验，会“消失”的金属有 。（3）小莲为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是 。【解答】解：（1）明朝《天工开物》中有记载：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。”，即将烧红的铁器放入胆矾水（硫酸铜溶液）中，铁器会立刻出现铜的颜色，发生的反应是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。（2）1625年德国化学家格劳贝尔实验发现将金属放入酸中会“消失”，在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，则用银、铜、铁三种金属重复格劳贝尔实验，会“消失”的金属有铁，银、铜均不与酸反应。（3）A、锌、铜均能与硝酸银溶液反应置换出银，说明了金属活动性锌＞银，铜＞银，但无法确定锌和铜的活动性强弱，故选项错误。B、银和硫酸锌溶液不反应，说明了金属活动性锌＞银；铜与硝酸银溶液反应置换出银，说明了金属活动性铜＞银，但无法确定锌和铜的活动性强弱，故选项错误。C、银、铜均不能与硫酸锌溶液反应，说明了金属活动性锌＞银，锌＞铜，但无法确定银和铜的活动性强弱，故选项错误。D、锌能与硫酸铜溶液反应置换出铜，说明了金属活动性锌＞铜；铜与硝酸银溶液反应置换出银，说明了金属活动性铜＞银，由此可得出三种金属活动性锌＞铜＞银，故选项正确。（2024 玉环市模拟）学习酸的性质时，用大小、外形相同并打磨均匀一致的铝片分别和H+浓度相同的盐酸和硫酸反应。发现铝片和盐酸的反应明显快于铝片和硫酸的反应。究竟是什么原因使反应快慢出现了差异？（1）若通过比较相同时间内产生气体的体积来比较反应快慢，下列装置可行的是 。（2）小洁同学认为氯离子对铝和酸的反应有促进作用，于是向铝片和硫酸的反应中滴入少量的盐酸，观察到反应变快，并重复多次。该实验方案存在的缺陷主要是 。组别 实验材料 添加试剂 现象 备注Ⅰ Al+HCl / ++ “++”较“+”表示化学反应速度更快Ⅱ Al+H2SO4 / +Ⅲ Al+HCl 少量Na2SO4 ++Ⅳ Al+H2SO4 少量NaCl ++【解答】解：（1）若通过比较相同时间内产生气体的体积来比较反应快慢，氢气密度比水小，不易溶于水，装置可行的是短进长出，故选：A；（2）小洁同学认为氯离子对铝和酸的反应有促进作用，于是向铝片和硫酸的反应中滴入少量的盐酸，观察到反应变快，并重复多次，该实验方案存在的缺陷主要是：滴入少量盐酸，增加了溶液中的氢离子浓度，实验条件发生了变化。故答案为：（1）A；（2）滴入少量盐酸，增加了溶液中的氢离子浓度，实验条件发生了变化。（2024 滨江区二模）硫酸铜是一种常见的杀菌剂，在纺织、印刷、电镀等行业有广泛用途。为测定某镀铜工艺电镀液中CuSO4溶液的溶质的质量分数，某兴趣小组设计了如下方案进行探究。如图中仪器M名称叫恒压滴液漏斗，其主要作用是平衡装置内气压，使液体顺利滴下。【实验原理】锌与CuSO4溶液、锌与稀H2SO4的反应。【实验步骤】①组装仪器，检查装置的气密性。②装药品，调节量气装置两边液面相平，读数。③将CuSO4溶液全部滴入装有m克锌粉三颈烧瓶中并搅拌，充分反应后，再滴加稀H2SO4至不再有气体产生。④冷却至室温，调节量气装置两边液面相平，读数。【实验分析】（1）锌与CuSO4溶液反应的方程式为： 。（2）步骤④中调节两边液面相平的操作是将水准管缓慢 （选填“上移”或“下移”），根据②和④的读数可得出 的体积。（3）下列因素中，可能使测得的CuSO4溶液的溶质的质量分数偏高的是 （填字母）。A.加入的锌粉中混有少量的铜粉B.实验结束后，有部分气体残留在三颈烧瓶中【解答】解：（1）锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，反应的化学方程式为Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO4；（2）由于锌与稀硫酸反应生成了氢气，水准管液面上升，为了防止量气管内气体压强过大，步骤④中调节两边液面相平的操作是将水准管缓慢下移，②装药品，调节量气装置两边液面相平，读数，④冷却至室温，调节量气装置两边液面相平，读数，根据②和④的读数可得出反应产生氢气的体积；（3）A、加入的锌粉中混有少量的铜粉，铜不与硫酸反应，则产生的气体减少，说明锌与硫酸反应的量减小，则计算出与硫酸铜反应的锌的质量偏大，计算出的硫酸铜的质量偏大，CuSO4溶液的溶质的质量分数偏高，故A符合题意；B、实验结束后，有部分气体残留在三颈烧瓶中，原三颈烧瓶中的空气进入量气管中，量取的体积和生成氢气的体积相同，不影响实验结果，故B不符合题意.故选：A。题型一 物质的组成成分及含量的探究（2024 宁波模拟）某白色粉末，可能由CuCl2、NaCl、MgSO4、BaCl2、NaOH中的一种或几种物质组成，为确定其成分，兴趣小组进行实验并记录实验现象如图甲，其中步骤Ⅲ的白色沉淀质量随加入的稀硝酸质量变化关系如图乙。已知CuCl2溶液和MgSO4溶液显弱酸性，BaCl2溶液显中性，据此得出的以下结论中，错误的是（ ）A．原白色粉末一定没有CuCl2B．实验过程产生的白色沉淀为BaSO4、Mg（OH）2C．白色粉末肯定有NaOH、MgSO4、BaCl2、NaClD．5g白色粉末中的NaOH质量大于0.8g【解答】解：A.结合以上分析可知，原白色粉末一定没有CuCl2，故正确；B.结合以上分析可知，实验过程产生的白色沉淀为BaSO4、Mg（OH）2，故正确；C.结合以上分析可知，白色粉末肯定有NaOH、MgSO4、BaCl2，可能含有NaCl，故错误；D.结合以上分析可知，氢氧化钠与硫酸镁反应就消耗0.8g，而无色溶液中仍然含有氢氧化钠，因此5g白色粉末中的NaOH质量大于0.8g，故正确；故选：C。（2024 宁波模拟）现有一定质量的铁粉和氧化铜固体混合物，小宁进行了如下实验操作，根据实验过程和实验现象，下列判断错误的是（ ）A．操作A中用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒B．滤渣B中一定有铜，可能有铁和氧化铜C．滤渣B的质量一定小于原固体混合物的质量D．滤液C中只含有一种溶质，加入NaOH后会产生红褐色絮状沉淀【解答】解：A.操作A为过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故正确；B.滤渣B中一定有铜，可能有铁，不可能有氧化铜，故错误；C.滤渣B中一定有铜，可能有铁，而原固体为铁粉和氧化铜，因此滤渣B的质量一定小于原固体混合物的质量，故正确；D.滤液C中只含有一种溶质硫酸亚铁，加入NaOH后，遇到空气，最终会产生红褐色絮状沉淀，故正确；故选：B。（2025 杭州模拟）天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生CO，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分进行如下实验：（1）实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是 。（2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有 （填化学式）。（3）实验中观察到 现象，说明气体产物中还有CO。（4）F处为尾气处理装置，下列装置中合理的是 。【解答】解：（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火可能会发生爆炸，所以实验开始时，点燃D处酒精灯之前，先通一会儿N2，其目的是将装置的空气排尽，防止加热时发生爆炸；（2）A中无水CuSO4变蓝，说明气体产物中含有水；B中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有CO2；（3）一氧化碳在加热的条件下会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以实验中观察到D装置中黑色固体变红，E装置中澄清的石灰水变浑浊，则说明气体产物中还有CO；（4）由于一氧化碳有毒，会污染环境，一氧化碳具有可燃性，F处为尾气处理装置，可以用①气球收集，也可以用④点燃尾气（一氧化碳点燃生成无毒的二氧化碳），也可以用②排水法收集（长管进长管出才能排出水），而③短管出无法排出水，由于一氧化碳难溶于水，短管会排出一氧化碳，故不合理，故装置中合理的是①②④。故答案为：（1）将装置的空气排尽，防止加热时发生爆炸；（2）CO2；（3）黑色固体变红；澄清的石灰水变浑浊；（4）①②④。题型二 物质的性质和变化规律的探究（2024 温州模拟）小龙利用图示装置和药品验证可溶性碱的性质。装置气密性良好，实验前弹簧夹处于关闭状态。（资料：碳酸铜遇水会出现蓝色沉淀物）。（1）验证可溶性碱能与酸反应。打开活塞a，向锥形瓶中逐滴滴入稀盐酸。能证明Ba（OH）2溶液与稀盐酸反应的实验现象是 。（2）验证可溶性碱能与CO2反应。完成（1）后，打开活塞b，向锥形瓶中滴入足量的NaOH溶液后，立即关闭活塞b，打开弹簧夹，观察到装置甲中锥形瓶内的液体沿导管流入乙中，乙中溶液出现 现象可证明NaOH与CO2发生反应。（3）验证可溶性碱能与盐溶液反应。完成（2）后，装置乙中锥形瓶内的溶液呈红色，取少量该溶液于试管中，滴入足量的CuSO4溶液，观察到有蓝色沉淀生成。据上述实验现象能否验证NaOH溶液与CuSO4溶液反应，判断并说明理由 。【解答】解：（1）氢氧化钡溶液显碱性，能使无色酚酞试液变红色，滴加足量的稀盐酸，氢氧化钡和盐酸反应生成氯化钡和水，恰好完全反应时溶液呈中性，观察到溶液由红色变成无色，能证明Ba（OH）2溶液与稀盐酸反应；（2）乙装置内的二氧化碳与加入的足量氢氧化钠溶液充分反应造成装置内的压强减小，打开弹簧夹，在外界大气压的作用下，装置甲的液体进入装置乙，甲装置溶液中的氯化钡与装置乙溶液中的碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀；（3）完成（2）后，装置乙中锥形瓶内的溶液呈红色，水溶液显碱性，取少量该溶液于试管中，滴入足量的CuSO4溶液，观察到有蓝色沉淀生成，乙装置内中的碳酸钠溶液也呈碱性，也能与硫酸铜生成氢氧化铜蓝色沉淀，所以上述实验现象不能验证NaOH溶液与CuSO4溶液反应。故答案为：（1）溶液由红色变成无色；（2）白色沉淀；（3）不能，因为碳酸钠溶液也呈碱性，也能与硫酸铜生成氢氧化铜蓝色沉淀。（2024 杭州模拟）科学课堂上老师演示了铁和硫粉反应生成硫化亚铁的实验。反应前铁粉和硫粉的混合物能够用磁铁分离（如图甲），铁粉和硫粉的混合物在如图乙的装置中发生反应，反应后得到黑色块状固体物质，同学们还闻到了较强的刺激性气味。（1）图乙中反应发生后撤去酒精灯，药品处红热范围继续扩大，说明铁和硫的反应是 （填“放热”或“吸热”）反应。（2）在老师指导下，将图乙装置改进为图丙。反应前小磁铁能够被吸住，反应后不能被吸住，便于对比。请找出丙装置的另一个优点： 。（3）用改进后的丙装置进行实验，小组同学称取了1.6克硫粉与2.8克铁粉混合后加热。反应结束后，用磁铁吸引冷却后的黑色块状固体时，仍有黑色固体被吸起。请针对这一现象就实验过程提出一个合理的改进建议： 。（4）小金分析了实验结果，猜想自己得到的黑色固体可能是有剩余的铁或有生成的四氧化三铁。小金想验证是否有铁剩余，他认为正确连接如图丁所示的三个装置并进行实验，如果a处有水压出，就能验证有铁剩余。老师指出设计不够合理，不能就此验证猜想。（已知四氧化三铁和硫酸反应不产生气体），请你帮小科说出不够合理的原因： 。【解答】解：（1）图乙中反应发生后撤去酒精灯，药品处红热范围继续扩大，说明铁和硫的反应是放热反应；（2）由实验过程可知，反应过程中有二氧化硫气体产生，二氧化硫有毒，会污染空气，丙装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫气体，则丙装置的另一个优点是吸收二氧化硫气体，能防止生成二氧化硫气体污染空气；（3）反应结束后，用磁铁吸引冷却后的黑色块状固体时，仍有黑色固体被吸起，说明实验过程中有剩余的铁，为了避免这一异常现象的发生，合理的改进建议是加入稍过量的硫粉；（4）铁与稀硫酸反应放出氢气，氢气不与氢氧化钠溶液反应，小金想验证是否有铁剩余，他认为正确连接如图丁所示的三个装置并进行实验，如果a处有水压出，就能验证有铁剩余，老师指出设计不够合理，不能就此验证猜向，不够合理的原因是反应前锥形瓶中有空气，加入稀硫酸时，瓶中一部分空气会被排出。（2024 嘉兴二模）氢氧化钠和二氧化碳反应没有明显的实验现象，某项目化学习小组对该反应进行如下可视化设计：（1）将固体氢氧化钠放入装有二氧化碳的软塑料瓶内，迅速盖紧瓶盖后振荡一段时间，若发现 ，说明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。（2）室温下，在A、B试管中分别盛放等体积的氢氧化钠溶液和水，将二氧化碳通入两支试管（如图甲），用测温仪测得B试管温度高，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，且该反应 （选填“吸收”或“放出”）热量。（3）室温下，将二氧化碳气体通入饱和氢氧化钠的酒精溶液中（如图乙），观察到 现象，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。（已知：室温下，氢氧化钠能溶解在酒精中，而碳酸钠不溶）【解答】解：（1）将固体氢氧化钠放入装有二氧化碳的软塑料瓶内，迅速盖紧瓶盖后振荡一段时间，若发现塑料瓶变瘪，说明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应。故答案为：塑料瓶变瘪。（2）室温下，在A、B试管中分别盛放等体积的氢氧化钠溶液和水，将二氧化碳通入两支试管（如图甲），用测温仪测得B试管温度高，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应，且该反应放出热量。故答案为：放出。（3）室温下，将二氧化碳气体通入饱和氢氧化钠的酒精溶液中（如图乙），观察到溶液变浑浊，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应生成了难溶于酒精的碳酸钠。故答案为：溶液变浑浊。题型三 影响化学反应速率因素的探究（2024 上城区校级三模）如图所示，倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应，利用数字化设备采集瓶内气压，瓶内气压与时间关系如曲线所示。有关说法正确的是（ ）A．曲线①表示锌粒与稀盐酸的反应B．d点表示反应停止C．反应结束后，稀盐酸可能有剩余D．比较b、c两点，说明影响反应速率的因素之一是反应物的接触面积【解答】解：A、接触面积越大，反应越快，曲线①反应比曲线②快，则说明曲线①表示锌粉与稀盐酸的反应，故A不正确；B、由图可知，d点后气压还在增加，说明此时反应还未停止，故B不正确；C、由于锌和稀盐酸的质量不确定，则可能恰好反应，也可能锌过量或稀盐酸过量，则稀盐酸可能有剩余，故C正确；D、b、c两点对应的时间也不相同，气压也不相同，变量不唯一，则无法说明影响反应速率的因素之一是反应物的接触面积，故D不正确；故选：C。（2024 温州模拟）小明在研究“影响氢气反应快慢的因素”时，所做实验及获得的相应数据如表。下列不能由实验得出的结论是（ ）编号 20毫升硫酸的质量分数 1克锌的形状 0～3分钟产生氢气体积（毫升）① 20% 锌粒 31.7② 20% 薄锌片 50.9③ 30% 锌粒 61.7④ 30% 薄锌片 79.9A．锌在金属活动顺序表中排在氢前面B．锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少C．增大硫酸的质量分数能加快产生氢气D．增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气【解答】解：A、锌在金属活动顺序表中排在氢前面，因此能和稀硫酸反应，该选项正确。B、完全反应后生成氢气质量相等，该选项不正确。C、对比①③或②④可知增大硫酸的质量分数能加快产生氢气，该选项正确。D、对比①②或③④可知，增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气，该选项正确。故选：B。（2024 青田县模拟）为了探究FeCl3（酸性溶液）对过氧化氢分解速率的影响，小明设计了如图甲的实验装置。他选取相同两套分别记为A组和B组。取下两装置的U型管的试管塞，分别注入等量的清水，再加入红墨水，保持U形管两侧液面相平。取下两装置的试管，并向其内注入等量（2毫升）H2O2溶液，然后塞上试管塞；取两装置的注射器，分别吸取等量（0.5毫升）的FeCl3溶液（A组）和蒸馏水（B组），同时快速地注入试管，每隔1分钟记录一次U型管左右两侧液面高度差，数据如图乙所示。实验后，小明又用该装置研究了pH对过氧化氢分解的影响，数据如图丙所示。（1）小明观察到U型管液面 现象，证明H2O2已经反应完全。（2）小明通过此实验设计，即得出结论“FeCl3能够提高过氧化氢分解速率”，你是否赞同？请说明理由 。（3）为了探究FeCl3中对加快过氧化氢分解速率是Fe3+还是Cl，需要增加C组取 mLNaCl溶液进行实验（已知Na+不影响过氧化氢分解速率）。（4）小明查阅资料发现：Fe3+与过氧化氢会发生配位反应，形成一个过渡态络合物，而后该络合物通过电子转移又重新生成Fe3+，同时释放氧气和水。Fe3+就是循环地接受和释放电子，自身质量和化学性质不变，所以起到 过氧化氢分解的作用。【解答】解：（1）H2O2反应完全后，不再产生气体，压强不再改变，因此小明观察到U型管液面不变现象，证明H2O2已经反应完全；故答案为：不变；（2）从实验设计可以看出，过氧化氢溶液的量相同，但浓度不一定相同，因此不能得出结论“FeCl3能够提高过氧化氢分解速率”；故答案为：不赞同，理由是过氧化氢的浓度不一定相同；（3）从实验的设计以及控制变量法，故为了探究FeCl3中对加快过氧化氢分解速率是Fe3+还是Cl，需要增加C组取0.5mLNaCl溶液进行实验；故答案为：0.5；（4）Fe3+就是循环地接受和释放电子，自身质量和化学性质不变，所以起到催化过氧化氢分解的作用；故答案为：催化。题型四 外界条件对化学反应因素的探究（2022 龙湾区一模）小明为了探究影响过氧化氢分解速度的条件，用如图所示装置进行如下实验。①取2套相同的装置，分别记为A、B，检查装置气密性。②在A、B装置的锥形瓶中各加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，迅速塞紧塞子，A装置用恒温装置加热锥形瓶；在B装置里加入MnO2，不加热。③在A、B装置里换用溶质质量分数分别为10%、15%、30%的过氧化氢溶液，重复步骤②，记录收集150毫升氧气所需的时间（分），数据如表。30%H2O2溶液 15%H2O2溶液 10%H2O2溶液 5%H2O2溶液无MnO2，加热 6 8 9 10加MnO2，不加热 反应剧烈 反应剧烈 0.5 1.5（1）写出步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据： 。（2）根据实验数据，结合实际情况，你认为实验室制取氧气应选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为 。（3）根据实验现象小明得出MnO2是过氧化氢分解制取氧气的催化剂，老师认为小明的结论不够严密，还需通过实验补充的证据是： 。【解答】解：（1）步骤①中检查装置气密性的具体操作及气密性良好的判断依据是关闭分液漏斗活塞，将导管伸入水中，用手捂住锥形瓶，导管口出现气泡，说明装置不漏气；（2）由表格数据可知，加热不加催化剂与不加热，加催化剂比较，加催化剂反应速率较快，且节约能源，加催化剂情况下，浓度越大，反应速率越快，但反应太快，不容易收集，故选5%的过氧化氢溶液，反应适中，故选择过氧化氢溶液的溶质质量分数与反应条件分别为5%的过氧化氢溶液、加二氧化锰；（3）催化剂能改变化学反应速率，反应前后质量和化学性质不变；故还需通过实验补充的证据是验证反应前后质量和化学性质不变。某兴趣小组对“稀盐酸与石灰石是否恰好完全反应”展开了系列实验（稀盐酸与石灰石中杂质不反应）。【实验操作】取一块状石灰石于试管中，往试管中加入5毫升稀盐酸。【实验现象】①开始时固体表面有大量气泡；②反应停止后，试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡；③试管内溶液无色。【初步分析】（1）反应停止后，某同学根据上述实验现象进行初步判断，得出了石灰石没有反应完的结论，支持该同学得出这一结论的依据是 （填上述实验现象的序号）。【小组讨论】大家讨论后认为，要判断是否恰好完全反应，可以从液体和固体两条途径进行探究：一是探究残留液体中是否还有盐酸；二是探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。【继续探究】（2）对原残留液体是否还有盐酸的探究，有同学取原残留液体，滴加AgNO3溶液，产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是根据这一现象，得出了原残留液体中存在盐酸的结论。但小金认为根据这一现象是不能得出原残留液中存在盐酸的结论，小金的理由是 。（3）探究原残留液体中是否还有盐酸，真正需要检验的离子是 。（4）探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。小丽取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，出现了 的现象，于是得出残留块状固体中还存在碳酸钙。【实验结论】在原反应结束时，稀盐酸与石灰石没有恰好完全反应，石灰石中碳酸钙有剩余。【解答】解：（1）可以观察到试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡的现象，考虑块状固体中可能含有碳酸钙，得出石灰石没有反应完的结论。故支持该同学得出这一结论的依据是②；故答案为：②；（2）取原残留液体，滴加AgNO3溶液、产生白色沉淀，再滴加稀硝酸，沉淀不溶解，不能得出原残留液中存在盐酸的结论，因为碳酸钙和稀盐酸反应生成的CaCl2，也能和AgNO3反应生成白色沉淀，故生成白色沉淀现象不能作为判断原残留液中存在盐酸的依据，故答案为：碳酸钙和稀盐酸反应生成的CaCl2，也能和AgNO3反应生成白色沉淀，故生成白色沉淀现象不能作为判断原残留液中存在盐酸的依据；（3）CaCO3+2HCl＝CaCl2+2H2O+CO2↑，稀盐酸和生成的CaCl2溶液中都含有Cl﹣，故探究原残留液体中是否还有盐酸，真正需要检验的离子是H+；故答案为：H+；（4）取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸，若残留块状固体中还存在碳酸钙，则会发生反应：CaCO3+2HCl＝CaCl2+2H2O+CO2↑，产生CO2气体，将气体通入澄清石灰水，出现澄清石灰水变浑浊的现象，故答案为：澄清石灰水变浑浊。题型五 化学实验方案的设计与评价（2024 余姚市模拟）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 证明二氧化碳中含有少量氧气 将带火星的木条伸入集气瓶，观察木条是否复燃B 除去氯化钠中少量的碳酸钠 加入过量的氯化钙溶液，过滤；滤液蒸发结晶C 检验氢氧化钠固体部分变质 取样，加入足量氢氧化钡溶液，过滤；滤液中加酚酞D 分离二氧化锰和氯化钾固体 加入足量水溶解、过滤、滤渣洗涤干燥、滤液蒸发结晶【解答】解：A、二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，将带火星的木条伸入集气瓶，带火星的木条不会复燃，不能证明二氧化碳中含有少量氧气，故选项实验方案不能达到实验目的。B、碳酸钠能与过量的氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钙（过量的），不符合除杂原则，故选项实验方案不能达到实验目的。C、变质后的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠，取样，加入足量氢氧化钡溶液，碳酸钠和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，由于有氢氧化钠生成，不能检验氢氧化钠固体部分变质，故选项实验方案不能达到实验目的。D、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，加入足量水溶解、过滤、滤渣洗涤干燥，能分离出二氧化锰；对滤液蒸发结晶，能分离出氯化钾，故选项实验方案能达到实验目的。故选：D。（2024 西湖区模拟）如表是有关已变质的NaOH溶液的四个实验方案，其中正确的是（ ）序号 实验目的 实验方案① 证明变质 取少量溶液，滴加足量稀盐酸，观察是否有气泡产生② 确定成分 取少量溶液，加入足量氯化钙溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞试液观察滤液是否变红色③ 测定纯度 取一定量溶液，加入浓盐酸，用碱石灰吸收产生的气体，通过前后两次称量，得到气体质量，再进行相关计算④ 除去杂质 在溶液中滴加过量Ba（OH）2溶液，过滤A．②③ B．①② C．②④ D．①④【解答】解：①证明变质即证明氢氧化钠溶液中含有碳酸钠，根据碳酸钠可与盐酸反应放出二氧化碳，有气泡生成；故①正确；②氯化钙溶液呈中性，氯化钙能与碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀，取少量溶液，加入足量氯化钙溶液，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液观察滤液是否变红色，若滤液变红色，则含有氢氧化钠，若不变红色，则无氢氧化钠，故②正确；③浓盐酸具有挥发性，碱石灰增重的质量是吸收的水蒸气、二氧化碳和氯化氢气体的质量之和，无法根据质量差测定纯度，故③错误；④碳酸钠能与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠，因为Ba（OH）2溶液过滤，则除去了杂质又带入了新的杂质——氢氧化钡，故④错误。故选：B。（2024 金华一模）科学探究是获得科学知识的一种基本方式。科学探究一般过程包含提出问题、明确目的、分析原理、设计方案、解释评估。为了证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应。小金同学结合学科思想，设计实验方案进行如下探究：【实验目的】证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应【实验原理】通过验证反应物消失或新物质生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应【实验装置】如图，该装置气密性良好，三颈烧瓶中充满二氧化碳气体，针筒内有氯化钡溶液，分液漏斗中装有过量氢氧化钠溶液。【实验过程】先打开分液漏斗活塞，加入过量的氢氧化钠，关闭活塞；一段时间后，发现针筒内的液体自动进入三颈烧瓶，并有白色沉淀产生。请完成下列问题：（1）小金设计本实验，所选用的实验原理是 。（2）本实验能证明NaOH溶液与CO2发生化学反应的证据是 。（3）实验结束，三颈烧瓶内溶液中，一定存在的离子有 。【实验反思】（4）有同学提出可以用氢氧化钡溶液来替代氯化钡溶液，也能证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应的结论，请谈谈你的观点并说明理由 。【解答】解：（1）可以通过验证反应物消失或新物质生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应，小金根据二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应，则小金设计本实验，所选用的实验原理是通过验证有Na2CO3生成来证明NaOH溶液与CO2能发生化学反应；（2）碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，有白色沉淀产生，说明NaOH溶液与CO2发生化学反应；（3）由于加入了过量的氢氧化钠，则三颈烧瓶内溶液中有钠离子和氢氧根离子，氯离子未参加反应，则三颈烧瓶内溶液中还有氯离子，故实验结束，三颈烧瓶内溶液中，一定存在的离子有Cl﹣、Na+、OH﹣；（4）由于氢氧化钡溶液不仅与碳酸根离子产生白色沉淀，也能直接与二氧化碳产生白色沉淀，会产生干扰，使得证据不可靠，所以不能用氢氧化钡溶液来替代氯化钡溶液。基础巩固（2024 下城区校级三模）在实验室中进行下列实验，其中实验方案设计正确且能达到实验目的的是（ ）选项 实验目的 实验方案A 鉴别CO和O2 将两种气体分别通入澄清石灰水B 除去粗盐中的CaCl2 将粗盐用足量水溶解，过滤C 测定溶液的pH测定 将湿润的pH试纸浸入溶液中，取出，与标准比色卡对照D 制备O2 向装有少量MnO2的锥形瓶中慢慢加入稀H2O2溶液【解答】解：A、将两种气体分别通入澄清石灰水，CO和O2均不能使澄清石灰水变浑浊，不能鉴别，故选项实验方案设计错误。B、氯化钙、氯化钠均易溶于水，将粗盐用足量水溶解，过滤，不能除去粗盐中的CaCl2，故选项实验方案设计错误。C、用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡对比来确定pH。不能用水湿润pH试纸，若溶液显酸性或碱性，则稀释了待测溶液，使溶液的酸碱性减弱，测定结果不准确，故选项实验方案设计错误。D、向装有少量MnO2的锥形瓶中慢慢加入稀H2O2溶液，能用于制备O2，故选项实验方案设计正确。故选：D。（2024 西湖区校级二模）下列是分析放置在空气中的NaOH固体的相关实验，其中最合理的是（ ）序号 实验目的 实验方案A 除去杂质 取固体，加水溶解，滴加澄清石灰水至恰好完全反应，过滤B 证明变质 取少量固体，加水溶解，滴加少量稀盐酸，观察是否有气泡产生C 确定成分 取少量固体，加入石灰水，过滤，向滤液中滴加酚酞溶液D 测定含量 取少量固体，加入足量稀盐酸，直接用排水法收集VmL气体【解答】解：A、氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钙能和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和水，过滤得到氢氧化钠溶液，该选项正确。B、滴加少量稀盐酸，如果稀盐酸不足以和氢氧化钠反应，即使含有碳酸钠，也不产生气泡，该选项不正确。C、氢氧化钙能和碳酸钠反应生成氢氧化钠，氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞变红色，不能确定原溶液中是否含有氢氧化钠，该选项不正确。D、二氧化碳能够溶于水，利用排水法收集的二氧化碳体积不准确，该选项不正确。故选：A。（2024 杭州模拟）某同学想用实验证明硫酸铜溶液显蓝色是由铜离子引起的，下列实验没有意义的是（ ）A．观察硫酸钠溶液，溶液为无色B．将镁条放入溶液，溶液的蓝色逐渐变淡，直至消失C．将铜丝加热，铜丝由红色变为黑色，且质量增加D．向硫酸铜溶液中滴加足量无色氢氧化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失【解答】解：A、观察硫酸钠溶液，溶液为无色，说明不显色，能证明CuSO4溶液显蓝色不是由离子造成的，只进行该实验有意义，该选项不符合题意。B、镁和硫酸铜反应生成硫酸镁和铜，过程中铜离子逐渐减少直至减少到没有，溶液的蓝色逐渐变淡，直至消失，说明硫酸铜溶液显蓝色与铜离子有关，该选项不符合题意。C、将铜丝加热，铜丝由红色变为黑色，且质量增加，是因为铜与氧气在加热条件下生成氧化铜，不能证明硫酸铜溶液显蓝色是由铜离子引起的，只进行该实验没有意义，该选项符合题意。D、向硫酸铜溶液中滴加足量无色氢氧化钡溶液，振荡后静置，溶液蓝色消失，生成硫酸钡沉淀和氢氧化铜沉淀，把铜离子和硫酸根离子均转化为沉淀而除去，不能证明硫酸铜溶液显蓝色是由铜离子引起的，只进行该实验没有意义，该选项符合题意。故选：CD。（2024 鄞州区二模）下列除去物质中所含少量杂质的方法中，难以成功的是（ ）选项 物质 杂质 除杂试剂 除杂方法A N2 CO2 NaOH溶液 将混合气体通入除杂试剂并干燥B KCl MnO2 水 溶解、过滤、蒸发C NaCl Na2SO4 BaCl2溶液 沉淀、过滤、蒸发D NaOH Na2CO3 Ca（NO3）2溶液 沉淀、过滤、蒸发【解答】解：A、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，N2不与氢氧化钠溶液反应，再干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。C、Na2SO4能与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，再过滤、蒸发，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。D、Na2CO3能与Ca（NO3）2溶液反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：D。（2024 瓯海区校级模拟）下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（ ）选项 实验操作 现象 结论A 向醋酸中加入氢氧化钠溶液 无明显现象 二者之间不发生反应B 向样品溶液中先滴加BaCl2溶液，再滴加过量的稀硝酸 滴加BaCl2后出现白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不消失 样品溶液中含有SO42﹣C 将两根铁丝分别伸入硫酸铜溶液和硝酸银溶液中 两个铁丝上均有固体附着 金属的活动性顺序为Fe＞Cu＞AgD 用导管分别对准浸没在热水和冷水中的白磷通入氧气 热水中的白磷燃烧，冷水中的白磷不燃烧 燃烧的条件之一是温度达到着火点【解答】解：A、醋酸和氢氧化钠溶液反应生成醋酸钠和水，反应无明显现象，应该借助指示剂，故A错误；B、氯化钡中含有氯离子，若溶液中含有银离子也能产生沉淀，因此不能确定硫酸根离子的存在，故B错误；C、将两根铁丝分别伸入硫酸铜溶液和硝酸银溶液中，两根铁丝上均有固体附着只能证明金属的活动性铁大于铜、铁大于银，但是不知道铜和银的金属的活动性，故C错误；D、都和氧气接触的情况下，热水中的白磷燃烧，冷水中的白磷不燃烧说明燃烧的条件之一是温度达到着火点，故D正确。故选：D。（2024 浙江模拟）下列实验设计及操作，其现象足以说明结论的是（ ）操作 现象 结论A 在某氢氧化钠溶液样品中，加入少量稀盐酸 没有反应现象 该氢氧化钠溶液一定没有变质B 将浓盐酸和大理石反应产生的气体通入澄清石灰水 石灰水始终未浑浊 该石灰水一定已变质C 将铜丝和铁丝分别放入稀盐酸中，再将铜丝放入AgNO3溶液中 铁丝放入稀盐酸的试管中有气泡产生，铜丝放入稀盐酸的试管中无现象，AgNO3溶液中铜丝表面有银白色物质生成 三种金属活动性铁＞铜＞银D 向稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，过滤，在滤液中滴加适量的硝酸钡溶液 滤液中有白色沉淀出现 稀硫酸一定还有剩杂【解答】解：A、少量的稀盐酸先和氢氧化钠反应，因此没有反应现象无法判断碳酸钠的存在，即无法判断氢氧化钠溶液是否变质，故结论错误；B、浓盐酸容易挥发，挥发出的氯化氢和二氧化碳一起进入氢氧化钙溶液中时，石灰水不一定变浑浊，无法判断石灰水一定变质。故结论错误；C、将铜丝和铁丝分别放入稀盐酸中，再将铜丝放入AgNO3溶液中，铁丝表面有气泡产生，铜丝表面无现象，说明铁比铜活泼，AgNO3溶液中铜丝表面有银白色物质生成，说明铜比银活泼，故结论正确；D、向稀硫酸和硫酸铜的混合溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液，硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，硫酸钠与硝酸钡也反应产生硫酸钡白色沉淀，因此过滤，在滤液中滴加适量的硝酸钡溶液，滤液中有白色沉淀出现，不能说明硫酸一定有剩余，故结论错误；故选：C。（2023 越城区模拟）某化学兴趣小组进行如图所示实验，探究Zn、Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序，先进行如图甲、乙、丙的三个实验，再将丙中试管内的物质过滤，并向滤液中加入乙中剩余的铁，滤液中析出固体质量随反应时间的变化关系如图丁所示。下列说法中不正确的是（ ）A．该实验可得出金属活动性顺序为：Zn＞Fe＞Cu＞AgB．丙实验试管内的物质过滤后所得滤液呈蓝色，滤渣肯定含Ag，可能含CuC．图丁中b点对应溶液所含的溶质是Cu（NO3）2、Fe（NO3）2D．图丁中c点对应溶液所含的溶质肯定有Fe（NO3）2，可能含有Cu（NO3）2【解答】解：A、依据甲、乙、丙的三个实验的现象可得出金属活动性顺序为：Zn＞Fe、Fe＞H、Cu＞Ag，依据题意再将丙中试管内的物质过滤，并向滤液中加入乙中剩余的铁，滤液中析出固体质量随反应时间的变化关系如图丁所示。从丁图固体质量变化情况可知析出的是两种固体，Ob段析出的是Ag，bc段析出的是Cu，所以可以得知金属活动性Fe＞Cu，因此该实验可得出金属活动性顺序为：Zn＞Fe＞Cu＞Ag，故A正确；B、从丁图固体质量变化情况可知析出的是两种固体，Ob段析出的是Ag，bc段析出的是Cu，所以丙反应后的滤液含有AgNO3、Cu（NO3）2，因此丙试管反应后的滤渣为Ag，故B错误；C、由图丁可知，b点恰好反应完，所以b点对应溶液所含的溶质是Cu（NO3）2、Fe（NO3）2，故C正确；D、由图丁可知，c点恰好反应完，但是无法确定铁与硝酸铜的多少，所以所含的溶质肯定有Fe（NO3）2，可能含有Cu（NO3）2，故D正确；故选：B。（2024 海曙区模拟）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。请根据以上方案回答。（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因 （用化学方程式解释）。（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是 。（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量 （填“＜”、“＞”或“＝”）铜丝网b的质量。（4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们采取加入过量的铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为 。（填物质名称）【解答】解：（1）混合气体通过红热的铜丝网后，铜丝网变黑的原因：铜和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为：2Cu+O22CuO。（2）两种方案相比较，甲方案明显的不足之处是没有处理尾气。（3）若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量＞铜丝网b的质量，这是因为乙方案中部分铜元素进入溶液中。（4）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，是因为溶液中含有酸，加入过量的铁粉时，铁和酸会反应，因此最后得到的溶液中溶质为亚铁盐。能力提升（2024 瑞安市模拟）实验室利用二氧化锰催化分解过氧化氢时，速度适宜，但产生的氧气中伴随着大量的白雾，影响实验效果。小明将气体通过浓硫酸，观察到现象如图甲。序号 1 2 3 4催化剂种类 氧化铜 二氧化锰 硫酸亚铁 氯化铁收集相同体积所用时间（秒） 103 45 40 7有无白雾产生 无 有 无 无（1）实验甲中检查发生装置气密性的操作是 。（2）通过观察实验甲现象，分析白雾产生的原因 。（3）由于浓硫酸使用不安全，小明进行实验乙，尝试通过改变催化剂种类，减少白雾产生，同时记录双氧水分解的速率，数据如表所示。分析表中数据，小明认为可用氯化铁替代二氧化锰催化分解双氧水制取氧气，请对小明的想法进行评价 。【解答】解：（1）用止水夹夹住发生装置和干燥装置之间的橡皮管，将水倒入分液漏斗中，打开活塞，在分液漏斗中形成一段液柱，说明装置气密性良好；（2）由图中信息，可知白雾经过浓硫酸后消失，说明与水分有关，所以是过氧化氢溶液浓度高，反应更为剧烈，放出热量大，将水汽化，后水蒸气放热液化，产生白雾；（3）不合理，使用氯化铁作催化剂反应速率太快，不利于收集。故答案为：（1）用止水夹夹住发生装置和干燥装置之间的橡皮管，将水倒入分液漏斗中，打开活塞，在分液漏斗中形成一段液柱，说明装置气密性良好；（2）过氧化氢溶液浓度高，反应更为剧烈，放出热量大，将水汽化，后水蒸气放热液化，产生白雾；（3）不合理，使用氯化铁作催化剂反应速率太快，不利于收集。（2024 义乌市校级三模）已知影响金属与酸反应速度的因素有温度和酸溶液的溶质质量分数。小科为验证该结论，现将等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，组别设置如表所示。组别 盐酸溶质质量分数 温度（℃）1 8 322 12 503 8 204 12 32（1）写出该反应的化学方程式 ；（2）分析实验 （填组别）数据，可知盐酸溶质质量分数对金属与酸反应速率的影响；（3）测得实验数据如图甲所示。小科分析数据得出温度越高，酸溶液溶质质量分数越大，则反应越快。那么图甲中表示第4组实验数据的曲线是 （填字母）；（4）图乙为足量镁片与20mL10%的稀盐酸反应，利用压强传感器测得反应前后瓶内气压变化如图丙中曲线Ⅰ所示，而其气压变化理论计算结果如曲线Ⅱ所示，发现实验测得的实际值比理论值偏大，请分析可能的原因（至少答两点） 。【解答】解：（1）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑。（2）实验变量为盐酸溶质质量分数，所以选择实验组1和4；故答案为：1、4。（3）第4组温度适中，盐酸溶质质量分数最大，所以反应速度处于第二位，因此曲线b符合其反应趋势；故答案为：b。（4）盐酸具有挥发性，有氯化氢气体进入氢气，造成压强变大，反应属于放热反应，温度升高，也会使气体受热膨胀，造成压强增大；故答案为：①稀盐酸有挥发性，挥发出的HCl使气压变大；②反应放热使温度升高，气体膨胀而使气压变大。（2024 上城区校级二模）庄稼一枝花，全靠肥当家。（1）适当的施加化肥可以提高农作物的产量，下列化肥中，属于复合肥的是 。A.K2CO3 B.KNO3 C.CO（NH2） D.Ca（H2PO4）2（2）不同作物缺少不同的无机盐，会表现出不同的症状，下列哪一种症状是由于植物缺乏氮元素造成的？ （填字母）。A.大白菜矮小瘦弱，叶色发黄B.向日葵秆细茎弱，易倒伏C.油菜只开花不结果（3）某KNO3化肥中可能混进了NH4Cl、（NH4）2SO4、K2CO3三种物质中的一种或几种，同学们对该化肥开展了以下探究活动。【探究一】：取少量化肥样品与熟石灰，在研钵中混合研磨，有刺激性气味的气体产生，该气体的化学式为 ，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。【探究二】：另取少量化肥样品溶于水得到溶液A，按图进行实验，现象如图中所述，请回答下列问题：①白色沉淀E是 。②小明认为由探究二可以确定该化肥中一定混进了NH4Cl和（NH4）2SO4、一定没有K2CO3，小强认为这个结论不正确，请说明原因并写出你的改进方案 。③按照改进后的方案来完成探究二，最终的溶液D中一定存在的溶质是（写化学式） 。【解答】解：（1）含有营养元素（氮、磷、钾）两种或两种以上的化肥为复合肥，属于复合肥的是硝酸钾，故选B；（2）氮元素能促进植物的茎叶生长茂盛、叶色浓绿，植物缺乏氮元素会造成大白菜矮小瘦弱，叶色发黄，故选A；（3）【探究一】：化肥样品与熟石灰混合研磨，有刺激性气味的气体产生，该气体为NH3，说明混入了NH4Cl和（NH4）2SO4中的一种或两种；NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝；【探究二】：①溶液A中加入稀盐酸无气泡产生，说明一定没有K2CO3；溶液B中加入硝酸钡溶液有白色沉淀E产生，说明一定有（NH4）2SO4，白色沉淀E为BaSO4；因此白色沉淀E是BaSO4；②溶液A中加入稀盐酸无气泡产生，说明一定没有K2CO3；溶液B中加入硝酸钡溶液有白色沉淀E产生，说明一定有（NH4）2SO4，白色沉淀E为BaSO4；溶液C中加入硝酸银溶液，有白色沉淀F产生，不能说明是否存在NH4Cl，因为加入稀盐酸时引入了Cl﹣；小明认为由探究二可以确定该化肥中一定混进了NH4Cl和（NH4）2SO4、一定没有K2CO3，小强认为这个结论不正确，原因：步骤Ⅰ中引入了氯离子，干扰了判断；将步骤Ⅰ中的稀盐酸改为稀硝酸即可达到目的；③按照改进后的方案来完成探究二，化肥中一定有KNO3、（NH4）2SO4，一定没有K2CO3，（NH4）2SO4与加入的Ba（NO3）2反应生成BaSO4沉淀和NH4NO3，加入的稀盐酸与AgNO3反应生成 AgCl沉淀和HNO3，所以溶液D中一定存在的溶质是KNO3、NH4NO3、HNO3；21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）21世纪教育网(www.21cnjy.com) 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第38讲 实验方案的设计与评价（讲义）（原卷版）.docx 第38讲 实验方案的设计与评价（讲义）（解析版）.docx
资源列表