资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
实验方案设计与评价
例1 下列课本中的实验均作了一定的改动，改动后仍然能达到实验目的的是（ ）
A.测定空气中氧气的含量 B.证明分子在不停的运动
C.验证质量守恒定律 D.探究燃烧的条件
例2 从反应原理和产物纯度二个角度考虑，下列制取Fe2(SO4)3溶液的方案中最佳的是（ ）
A.过量的Fe粉与稀硫酸反应，过滤
B.过量的Fe2O3与稀硫酸反应，过滤
C.过量的稀硫酸与Fe2O3反应
D.过量的Fe粉与CuSO4溶液反应，过滤
例3 下列各组物质鉴别方案的描述，错误的是（ ）
A.KNO3、Na2SO4、Ba(OH)2、CuCl2四种溶液，需另加试剂方可鉴别
B.MgCl2、HCl、KOH、NaCl四种溶液，利用组内物质即可鉴别
C.Na2CO3、NH4NO3、NaOH、NaCl四种固体，利用水及组内物质都无法鉴别
D.NaCl、NaOH、CaO、CuSO4四种固体，只用适量水即可鉴别
例4 t℃时，加热烧杯中的石灰水，发现溶液变浑浊，测得此时溶液的 pH＞7。关于溶液变浑浊的原因，同学们有两种观点：①Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小；②Ca(OH)2与空气中的CO2反应。他们设计以下方案进行探究，其中没有意义的是（ ）
A.将装有浊液的烧杯，用冷水冷却，恢复至 t℃，观察浑浊是否消失
B.取适量浊液，过滤，往滤渣中加入盐酸，观察是否有气泡产生
C.取适量浊液，过滤，往滤液中加入Na2CO3溶液，观察是否有沉淀生成
D其他条件不变，隔绝空气，再做一个加热石灰水的对比实验
例5 对已变质的NaOH溶液进行如下实验，其中实验方案能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 证明溶液中存在Na2CO3 取样滴加无色酚酞溶液
B 除去溶液中的Na2CO3 加入一定量的氯化钙溶液，然后过滤
C 证明溶液部分变质 取样加入过量呈中性的氯化钡溶液，振荡后滴加无色酚酞溶液
D 测溶液的pH 用玻璃棒蘸取少量溶液涂在pH试纸湿润的pH试纸上，与标准比色卡对比
例6 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50g 称取3g氯化钾固体于47mL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
例7 根据下列实验装置改进，请回答有关问题：
(1)实验一：①仪器a的名称是_________；制取二氧化碳的反应方程式为_________；②改进装置的优点是_________(写一条即可)。
(2)实验二：①两套装置中作用相当的仪器：漏斗与_________(填“b”、“c”或“d”)；②装置改进后，下列说法正确的是_________(填序号，双选)。
A.同样可以降低水的硬度
B.冰块与水的性质完全相同
C.比原装置得到的蒸馏水更纯
D.利用太阳光、塑料袋、矿泉水瓶等作替代品可户外自制饮用水
例8 工业上用电解饱和食盐水的方法制得的烧碱中常含有一定量的氯化钠。为测定某烧碱样品的纯度，同学们设计了如下方案。
方案一：称取m g烧碱样品 。测定消耗稀盐酸的质量。
方案二：称取m g烧碱样品 测定生成沉淀的质量。
请回答：
(1)方案一中发生反应的化学方程式为_____________。
(2)方案一中为减少误差，最好选择下列方法中的_____________（填字母）来判断反应恰好完全进行。
A.向样品溶液中滴加2~3滴无色酚酞溶液，根据溶液颜色变化判断.
B.测定过程中边滴加稀盐酸边用pH试纸频繁测定混合液的pH
C.向样品溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液，根据颜色变化判断。
(3)小李同学认为判断方案二中FeCl3溶液过量的化学方法是_____________。
(4)小李同学可将方案二中的FeCl3溶液换成稀硝酸和_____________(填化学式)溶液也能达到实验的目的。
例9 实验室以氧化铜、铁粉和稀硫酸为原料制备铜。
(1)方法一：氧化铜 硫酸铜溶液 铜
I中反应的化学方程式是____________；Ⅱ中反应的基本类型是____________。
该方法利用了铁的金属活动性比铜____________（选填“强”或“弱”）。
(2)方法二：用铁粉与稀硫酸制得氢气进行如图实验。
仪器a的名称是___________。通入氢气的导管末端应位于试管___________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）处。
该制备铜的方法利用了氢气的___________性。
8g氧化铜与足量氢气反应，计算参加反应氢气的质量。（根据化学方程式列式计算）___________
(3)通过比较，写出方法一和方法二各自的一条优点。____________
例10 某化学小组对石灰石灼烧后得到的固体进行相关探究。
成分分析
(1)检验灼烧过程中产生的新物质
①根据已有知识和经验判断：石灰石灼烧后固体中含有CaO，判断的依据是______(用化学方程式表示)。
②设计实验方案进行验证：
实验内容 实验现象 实验分析
取灼烧后固体放入盛有冷水的烧杯中，充分搅拌静置后，取少量上层澄清的液体置于试管中，向其中滴加2滴酚酞试液 溶液由无色变为______色 反应后生成碱，请写出该反应的化学方程式：______
(2)检验灼烧后固体中是否含有CaCO3
向盛有灼烧后固体的烧杯中滴加稀盐酸，有气泡产生，证明______。
数据分析
用反应前后质量差计算灼烧后固体中CaCO3的质量分数
化学小组设计以下两个实验方案，方案中反应前后质量差分别用m1与m2表示。(两方案中实验操作误差忽略不计，取用的灼烧后固体成分均匀、质量相等，固体中除CaO、CaCO3其余成分均不发生反应，所用稀盐酸经估算确保足量)
实验方案 数据测量 数据处理
反应前 反应后 反应前后质量差
方案一：取灼烧后固体放入烧杯中，加入稀盐酸充分反应，不再产生气泡 灼烧后固体的质量、所用稀盐酸质量 烧杯中剩余物质的质量 m1
方案二：取灼烧后固体继续灼烧，至固体的质量不再改变 灼烧后固体的质量 剩余固体的质量 m2
结合信息，比较m1与m2的关系。请写出两种不同猜想并分别说明理由。
猜想1及理由：______。
猜想2及理由：______。
经分析选择合理的实验方案，进行计算……
拓展研究
如图的酒精灯和酒精喷灯是常用的加热仪器，请回答下列问题：
(1)酒精灯是玻璃仪器，火焰温度通常可达300~500℃，______(填“焰心”、“内焰”或“外焰”)温度最高。熄灭酒精灯的方法是______，采用此方法灭火的原理是______。
(2)酒精喷灯一般是铜质仪器，火焰温度通常可达800~1000℃。使用酒精喷灯时应先向引火碗内注入2/3容量的酒精，用火柴将引火碗内酒精点燃，点燃引火碗内酒精的目的是______、______。
例11 金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
（1）请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤（可配图说明）。________。
（2）实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改（在答题纸图乙上用实线画出），使其更合理。
例12 化学是一门以实验为基础的自然科学。根据所学知识回答以下问题：
（1）下图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是________（填序号）。
（2）有的同学完成上述实验后，提出“铁丝能否在二氧化碳中燃烧呢？”，他们设计了如下方案：（已知在点燃的条件下，镁带能在二氧化碳中剧烈燃烧。）
方案①：将弯成螺旋状的细铁丝系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
方案②：将弯成螺旋状的细铁丝系上一段镁带，点燃镁带，待镁带快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
你认为方案________（填①或②）更为科学，理由是________。
例13 如图所示，是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
（1）写出图中“？”处物质的化学式________。
（2）要一步实现图中“”的转化，可将铜加入适量的某种盐溶液中，则该溶液的溶质是________。
（3）根据图中的转化关系，利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案，要求写出主要操作步骤及所需要的试剂________。
例14 回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。
【活动一】回收铜并制取氧化锌，实验方案如下：
（1）步骤I所得滤液a中溶质的成分是________（填写化学式）。
（2）步骤III加入试剂甲的名称是________。
（3）步骤IV加入适量NaOH溶液的目的是________。
【活动二】利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：
方案 A：
方案 B：
【信息】
（4）方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为________。
（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理，理由是________（写出一条即可）。
答案和解析
例1 下列课本中的实验均作了一定的改动，改动后仍然能达到实验目的的是（ ）
A.测定空气中氧气的含量 B.证明分子在不停的运动
C.验证质量守恒定律 D.探究燃烧的条件
解析 把水换成红墨水更有助于观察实验现象，A正确；浓盐酸同浓氨水一样也具有挥发性，但挥发出的氯化氢气体遇水生成的盐酸呈酸性，不能使酚酞溶液变红，观察不到明显现象，B错误；红磷燃烧有氧气参加反应，玻璃管上无气球，不是密闭环境，不能验证化学反应前后质量是否守恒，C错误；燃娆的条件之一是温度要达到着火点，但冰水的温度较低，无法达到白磷的着火点，不能达到实验目的，D错误。
答案 A
例2 从反应原理和产物纯度二个角度考虑，下列制取Fe2(SO4)3溶液的方案中最佳的是（ ）
A.过量的Fe粉与稀硫酸反应，过滤
B.过量的Fe2O3与稀硫酸反应，过滤
C.过量的稀硫酸与Fe2O3反应
D.过量的Fe粉与CuSO4溶液反应，过滤
解析 Fe粉与稀硫酸反应后生成的是硫酸亚铁，不能制得硫酸铁，A错误；过量的氧化铁与稀硫酸反应后生成的是硫酸铁，因氧化铁过量稀硫酸完全反应，过滤后得到的是纯的硫酸铁溶液，B正确；因硫酸过量得到的硫酸铁溶液中混有硫酸，不能得到纯净的硫酸铁溶液，C错误；过量的铁粉与硫酸铜反应，反应后生成的是硫酸亚铁，不能得到硫酸铁溶液，D错误。
答案 B
例3 下列各组物质鉴别方案的描述，错误的是（ ）
A.KNO3、Na2SO4、Ba(OH)2、CuCl2四种溶液，需另加试剂方可鉴别
B.MgCl2、HCl、KOH、NaCl四种溶液，利用组内物质即可鉴别
C.Na2CO3、NH4NO3、NaOH、NaCl四种固体，利用水及组内物质都无法鉴别
D.NaCl、NaOH、CaO、CuSO4四种固体，只用适量水即可鉴别
解析 A中CuCl2溶液是蓝色的，首先鉴别出蓝色的CuCl2溶液；能与CuCl2溶液反应产生蓝色沉淀的是Ba(OH)2溶液，能与Ba(OH)2溶液反应产生白色沉淀的是Na2SO4溶液，无明显变化的是KNO3溶液，不加其它试剂可以鉴别。B组内四种物质的溶液两两混合时，混合产生白色沉淀的是KOH、MgCl2，再将剩余的两种溶液分别滴加至白色沉淀中，能使沉淀消失的是盐酸，无明显变化的是NaCl溶液；再将过量的KOH、MgCl2分别滴加至加入稀盐酸沉淀消失后的溶液中，能产生白色沉淀的是氢氧化钾溶液，无明显变化的是MgCl2溶液，不加其它试剂可以鉴别。C中四种固体分别溶于水，温度降低的是硝酸铵，温度升高的是氢氧化钠，温度几乎无变化的是碳酸钠、氯化钠，利用水无法鉴别；组内四种物质两两混合时NH4NO3、NaOH反应能产生有刺激性气味的气体，但其余两两混合均没有明显现象，不加其它试剂无法鉴别。D组四种物质分别加入水，溶于水形成蓝色溶液的是硫酸铜，溶于水温度几乎没有明显变化的是氯化钠，温度升高的是氢氧化钠、氧化钙，试管内有白色不溶物的是原物质是氧化钙，形成无色溶液的是氢氧化钠，可以鉴别。
答案 A
例4 t℃时，加热烧杯中的石灰水，发现溶液变浑浊，测得此时溶液的 pH＞7。关于溶液变浑浊的原因，同学们有两种观点：①Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小；②Ca(OH)2与空气中的CO2反应。他们设计以下方案进行探究，其中没有意义的是（ ）
A.将装有浊液的烧杯，用冷水冷却，恢复至 t℃，观察浑浊是否消失
B.取适量浊液，过滤，往滤渣中加入盐酸，观察是否有气泡产生
C.取适量浊液，过滤，往滤液中加入Na2CO3溶液，观察是否有沉淀生成
D其他条件不变，隔绝空气，再做一个加热石灰水的对比实验
解析 观点①：Ca(OH)2 的溶解度随温度的升高而降低，所以在石灰水中，温度升高，Ca(OH)2 会析出，溶液变浑浊；观点②：Ca(OH)2 会与空气中的CO2反应，生成CaCO3，溶液变浑浊。若将装有浊液的烧杯冷却到t℃，溶解度增大，若浊液变澄清，则观点①正确，A有意义；若取适量浊液，过滤，往滤渣中滴加盐酸，若有气泡生成，则说明滤渣中含有CaCO3，则观点②正确，B有意义；若取适量浊液，过滤，往滤液中加入Na2CO3溶液，即使产生沉淀，也是由于Ca(OH)2和Na2CO3反应生成了CaCO3，C无意义；若在其他条件不变的情况下隔绝空气，这样可以排除空气中CO2的影响，若石灰水变浑浊，则可以证明观点①正确，反之观点②正确，D有意义。
答案 C
例5 对已变质的NaOH溶液进行如下实验，其中实验方案能达到实验目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 证明溶液中存在Na2CO3 取样滴加无色酚酞溶液
B 除去溶液中的Na2CO3 加入一定量的氯化钙溶液，然后过滤
C 证明溶液部分变质 取样加入过量呈中性的氯化钡溶液，振荡后滴加无色酚酞溶液
D 测溶液的pH 用玻璃棒蘸取少量溶液涂在pH试纸湿润的pH试纸上，与标准比色卡对比
解析 氢氧化钠溶液会吸收空气中的二氧化碳变质生成碳酸钠，氢氧化钠、碳酸钠均显碱性，均能使无色酚酞溶液变红色，不能证明溶液中存在Na2CO3，A错误。Na2CO3能与CaCl2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钠B错误。证明溶液部分变质，首先要排除碳酸钠的干扰；取样，加入过量呈中性的BaCl2溶液，碳酸钠与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，振荡后滴加无色酚酞溶液，若变红色，说明含有氢氧化钠，C正确。用pH试纸测定未知溶液的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，与标准比色卡对比来确定pH；不能用水湿润pH试纸，氢氧化钠溶液显碱性，稀释了待测溶液，使溶液的碱性减弱，测定结果偏小，D错误。
答案 C
例6 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50g 称取3g氯化钾固体于47mL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
解析 配制6%的氯化钠溶液50g时，需要氯化钠的质量=50g×6%=3g，需要水的质量=50g-3g=47g，由于水的密度可看作是1g/mL，需要水的体积为47mL，即需要称取3g氯化钠固体溶于47mL的水中，并不是氯化钾，A错误；氢氧化钠溶液与稀盐酸反应无明显现象，可以先向氢氧化钠溶液中加入酚酞溶液，溶液变为红色，再滴入稀盐酸至溶液变为无色，即可说明二者发生了反应，B正确；向含有少量盐酸的CaCl2溶液中加入适量铁粉，铁会与稀盐酸反应生成新杂质氯化亚铁，C错误；二氧化碳中混有少量一氧化碳时，由于二氧化碳不燃烧，不支持燃烧，故不能点燃，D错误。
答案 B
例7 根据下列实验装置改进，请回答有关问题：
(1)实验一：①仪器a的名称是_________；制取二氧化碳的反应方程式为_________；②改进装置的优点是_________(写一条即可)。
(2)实验二：①两套装置中作用相当的仪器：漏斗与_________(填“b”、“c”或“d”)；②装置改进后，下列说法正确的是_________(填序号，双选)。
A.同样可以降低水的硬度
B.冰块与水的性质完全相同
C.比原装置得到的蒸馏水更纯
D.利用太阳光、塑料袋、矿泉水瓶等作替代品可户外自制饮用水
解析 (1)①仪器a为长颈漏斗；实验室制取二氧化碳用大理石与稀盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。②改进装置用注射器1代替长颈漏斗可起到控制反应速率和节约药品的作用，用注射器2代替锥形瓶可便于将反应后的液体及时排出等。(2)①改进装置中漏斗内装的冰块有冷凝的作用，相当于原装置中c冷凝管的作用。②改进后的装置仍然是通过蒸馏的方法降低水的硬度，A正确；冰块与水的化学性质完全相同，但物理性质存在差异，B错误；原装置有温度计控制的蒸馏效果比改进后的简易装置效果更好，C错误；利用太阳光、塑料袋、矿泉水瓶等替代品可制作简易净水器，D正确。
答案 (1)①长颈漏斗 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ ②控制反应速率(节省药品、控制反应的发生和停止或方便及时排出废液等) (2)①c ②A、D
例8 工业上用电解饱和食盐水的方法制得的烧碱中常含有一定量的氯化钠。为测定某烧碱样品的纯度，同学们设计了如下方案。
方案一：称取m g烧碱样品 。测定消耗稀盐酸的质量。
方案二：称取m g烧碱样品 测定生成沉淀的质量。
请回答：
(1)方案一中发生反应的化学方程式为_____________。
(2)方案一中为减少误差，最好选择下列方法中的_____________（填字母）来判断反应恰好完全进行。
A.向样品溶液中滴加2~3滴无色酚酞溶液，根据溶液颜色变化判断.
B.测定过程中边滴加稀盐酸边用pH试纸频繁测定混合液的pH
C.向样品溶液中滴加2~3滴紫色石蕊溶液，根据颜色变化判断。
(3)小李同学认为判断方案二中FeCl3溶液过量的化学方法是_____________。
(4)小李同学可将方案二中的FeCl3溶液换成稀硝酸和_____________(填化学式)溶液也能达到实验的目的。
解析 (1)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水。(2)烧碱是NaOH的俗名，其溶液显碱性，会使无色酚酞溶液变红，在滴加盐酸的过程中溶液逐渐变为中性，当溶液由红色恰好变为无色时，氢氧化钠与稀盐酸恰好完全反应，便于确定反应的终点，根据NaOH+HCl=NaCl+H2O可由消耗的a%稀盐酸的质量计算出样品中NaOH的质量，再除以样品mg，从而计算出烧碱样品的纯度，测定结果误差较小；频繁使用pH试纸测定混合液的pH，浪费待测液，而紫色石蕊溶液由蓝色变为紫色，变色不明显，都会使测出的结果误差较大。(3)FeCl3溶液与NaOH(或KOH)溶液反应会生成红褐色沉淀，可以证明FeCl3溶液是否过量。(4)要确定烧碱样品中氢氧化的纯度，也可以先确定溶液中NaCl的含量。可以向该样品的溶液中加入稀硝酸和足量的AgNO3溶液，然后测定生成白色沉淀的质量，即可确定烧碱样品中氯化钠的质量分数，进而计算出烧碱样品中氢氧化钠的纯度。
答案 (1)NaOH+HCl=NaCl+H2O (2)A (3)取少量反应后的上层清液于试管中滴加NaOH或KOH溶液，有红褐色沉淀生成答案(合理即可) (4)AgNO3
例9 实验室以氧化铜、铁粉和稀硫酸为原料制备铜。
(1)方法一：氧化铜 硫酸铜溶液 铜
I中反应的化学方程式是____________；Ⅱ中反应的基本类型是____________。
该方法利用了铁的金属活动性比铜____________（选填“强”或“弱”）。
(2)方法二：用铁粉与稀硫酸制得氢气进行如图实验。
仪器a的名称是___________。通入氢气的导管末端应位于试管___________（选填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”）处。
该制备铜的方法利用了氢气的___________性。
8g氧化铜与足量氢气反应，计算参加反应氢气的质量。（根据化学方程式列式计算）___________
(3)通过比较，写出方法一和方法二各自的一条优点。____________
解析 (1)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，该反应属于置换反应；排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，所以该方法利用了铁的金属活动性比铜强。(2)a是酒精灯，通入氢气的导管末端应位于试管底部；该制备铜的方法利用了氢气的还原性；设需要氢气的质量为x
CuO+H2 Cu+H2O
80 2
8g x
80：8g=2：x
x=0.2g
(3)通过比较，方法一和方法二各自的优点是：方法一：节约能源，方法二：得到的铜纯净。
答案 (1)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 置换反应 强 (2)酒精灯 I 还原 0.2g (3)方法一：节约能源，方法二：得到的铜纯净
例10 某化学小组对石灰石灼烧后得到的固体进行相关探究。
成分分析
(1)检验灼烧过程中产生的新物质
①根据已有知识和经验判断：石灰石灼烧后固体中含有CaO，判断的依据是______(用化学方程式表示)。
②设计实验方案进行验证：
实验内容 实验现象 实验分析
取灼烧后固体放入盛有冷水的烧杯中，充分搅拌静置后，取少量上层澄清的液体置于试管中，向其中滴加2滴酚酞试液 溶液由无色变为______色 反应后生成碱，请写出该反应的化学方程式：______
(2)检验灼烧后固体中是否含有CaCO3
向盛有灼烧后固体的烧杯中滴加稀盐酸，有气泡产生，证明______。
数据分析
用反应前后质量差计算灼烧后固体中CaCO3的质量分数
化学小组设计以下两个实验方案，方案中反应前后质量差分别用m1与m2表示。(两方案中实验操作误差忽略不计，取用的灼烧后固体成分均匀、质量相等，固体中除CaO、CaCO3其余成分均不发生反应，所用稀盐酸经估算确保足量)
实验方案 数据测量 数据处理
反应前 反应后 反应前后质量差
方案一：取灼烧后固体放入烧杯中，加入稀盐酸充分反应，不再产生气泡 灼烧后固体的质量、所用稀盐酸质量 烧杯中剩余物质的质量 m1
方案二：取灼烧后固体继续灼烧，至固体的质量不再改变 灼烧后固体的质量 剩余固体的质量 m2
结合信息，比较m1与m2的关系。请写出两种不同猜想并分别说明理由。
猜想1及理由：______。
猜想2及理由：______。
经分析选择合理的实验方案，进行计算……
拓展研究
如图的酒精灯和酒精喷灯是常用的加热仪器，请回答下列问题：
(1)酒精灯是玻璃仪器，火焰温度通常可达300~500℃，______(填“焰心”、“内焰”或“外焰”)温度最高。熄灭酒精灯的方法是______，采用此方法灭火的原理是______。
(2)酒精喷灯一般是铜质仪器，火焰温度通常可达800~1000℃。使用酒精喷灯时应先向引火碗内注入2/3容量的酒精，用火柴将引火碗内酒精点燃，点燃引火碗内酒精的目的是______、______。
解析 成分分析
(1)①碳酸钙高温煆烧时会生成氧化钙和二氧化碳，因此灼烧后固体中一定含有氧化钙。②氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙的水溶液显碱性，能使无色的酚酞试液变为红色。(2)碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，而氧化钙与稀盐酸反应无明显现象，因此有气泡产生即可说明灼烧后的固体中含有碳酸钙。
数据分析
要比较m1、m2的关系，应结合反应的生成物的性质进行判断。若方案中的其他因素均无影响，反应生成二氧化碳的质量相等，m1=m2；若方案一溶液中的水蒸气和氯化氢气体随二氧化碳气体逸出，则烧杯中剩余物质的质量偏小，反应前后物质的质量差m1偏大，即m1＞m2；若方案一中的二氧化碳部分溶于水，逸出的二氧化碳的质量偏小，烧杯中剩余物质的质量偏大，反应前后物质的质量差m1偏小，即m1＜m2。
拓展研究
(1)酒精灯的外焰温度最高，通常用外焰给物质加热；通常用灯帽盖灭酒精灯，盖上灯帽时可以隔绝空气，从而使火焰熄灭。(2)酒精喷灯的火焰温度比酒精灯火焰温度更高，是因为酒精喷灯燃烧的是酒精蒸气，使用时先点燃酒精喷灯引火碗内的酒精，燃烧放出的热量使酒精汽化，再引燃酒精蒸气。
答案 成分分析
(1)①CaCO3CaO+CO2↑ ②实验现象：红 实验分析：CaO+H2O=Ca(OH)2 (2)灼烧后固体中含有CaCO3
数据分析
m1=m2，两方案固体中CaCO3质量相等，完全反应后生成CO2质量相等，反应前后质量差相等(其他合理答案均可)
m1＞m2，两方案固体中CaCO3质量相等，完全反应后生成CO2质量相等，溶液中水蒸气和氯化氢气体逸出，m1偏大(其他合理答案均可)
m1＜m2，两方案固体中CaCO3质量相等，完全反应后生成CO2质量相等，方案一中部分CO2溶于水，m1偏小(其他合理答案均可)
拓展研究
(1)外焰 用灯帽盖灭 隔绝氧气(其他合理答案均可) (2)引火碗内酒精燃烧放热使酒精汽化(其他合理答案均可) 点燃酒精蒸气(其他合理答案均可)
例11 金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究酸质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
（1）请选择合适器材和药品，设计实验写出步骤（可配图说明）。________。
（2）实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改（在答题纸图乙上用实线画出），使其更合理。
【解析】【分析】（1）探究酸的质量分数对反应速率的影响，必须控制温度、固体表面积等因素相同，而改变酸的质量分数；可按照以下步骤进行：检查气密性，装入药品、反应和测量；设计实验时注意换用不同的金属多次实验，保证收集到的数据准确客观；
（2）反应时间越长，酸的浓度越小，即它的质量分数越小，氢气产生的速度就越来越慢，据此解答。
【解答】（1）步骤为： ①检查气密性；连接试管和广口瓶，往漏斗中加水，液面不持续下降；（只回答“检查装置气密性”也可）。 ②装药品：在烧杯中加入碎冰和一定量的水，往试管中装入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置。 ③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量； ④取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应，重复上述实验。 ⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验。
（2）由于酸的浓度减小，那么产生氢气的速度会逐渐变慢，最后直至不变，如下图：
【答案】（1）答题要点：①检查装置气密性；②控制反应恒温进行；③药品的选择能体现控制变量；④测量因变量的方法正确；⑤能体现避免实验偶然性；⑥操作步骤顺序合理。
满分示例：
①检查气密性；连接试管和广口瓶，往漏斗中加水，液面不持续下降；（只回答“检查装置气密性”也可）。
②装药品：在烧杯中加入碎冰和一定量的水，往试管中装入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置。
③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量（或“记录量筒中的水达到一定体积时所需的时间”等合理均可）。
④取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应，重复上述实验。
⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验（或“多次实验”等能体现避免实验偶然性的均可）
（如把第③④步骤改为一次实验，通过比较每隔一定时间内量筒中水的体积，以判断产生气体的速度等合理均可）
（2）如图[画图要求：能体现氢气产生的速度是先快后慢，最后不变且与虚线相平]。
例12 化学是一门以实验为基础的自然科学。根据所学知识回答以下问题：
（1）下图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是________（填序号）。
（2）有的同学完成上述实验后，提出“铁丝能否在二氧化碳中燃烧呢？”，他们设计了如下方案：（已知在点燃的条件下，镁带能在二氧化碳中剧烈燃烧。）
方案①：将弯成螺旋状的细铁丝系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
方案②：将弯成螺旋状的细铁丝系上一段镁带，点燃镁带，待镁带快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
你认为方案________（填①或②）更为科学，理由是________。
解析 （1）做铁丝在氧气中燃烧实验时，末端的火柴梗即将燃尽时，伸入瓶中，引燃铁丝。A、B方式实验时，火柴梗即将燃尽时，伸入瓶中，均仍有未燃烧的火柴梗，实验过程中仍会消耗氧气，不能提高实验成功率；C方式实验时，火柴梗即将燃尽时，火柴梗几乎完全燃烧，火柴梗燃烧产生的热量也能提高铁丝的温度，能提高实验成功率，符合题意。（2）方案②更为科学，理由是镁能在CO2中燃烧而火柴不能（或“CO2不支持火柴燃烧，燃着的火柴放入CO2中立即熄灭不能对铁丝持续加热”或“CO2支持镁带燃烧，燃着的镁带放入装有CO2的集气瓶中能持续燃烧能使铁丝充分受热”等合理即可）。
答案 (1)C (2)② 镁能在CO2中燃烧而火柴不能（或“CO2不支持火柴燃烧，燃着的火柴放入CO2中立即熄灭不能对铁丝持续加热”或“CO2支持镁带燃烧，燃着的镁带放入装有CO2的集气瓶中能持续燃烧能使铁丝充分受热”等合理即可）
例13 如图所示，是小科建构的铜及其化合物之间相互转化的关系图。
（1）写出图中“？”处物质的化学式________。
（2）要一步实现图中“”的转化，可将铜加入适量的某种盐溶液中，则该溶液的溶质是________。
（3）根据图中的转化关系，利用硝酸铜溶液制备纯净的硫酸铜晶体。请设计一个实验方案，要求写出主要操作步骤及所需要的试剂________。
解析 （1）由图可知，“？”处物质是铜的氧化物，且其中铜元素的化合价为+2价，所以该物质是氧化铜，其化学式为CuO。（2）金属活动性强的金属可以与活动性比其弱的金属的盐溶液反应，所以实现图中“”的转化，可将铜加入适量硝酸银溶液中，反应后生成硝酸铜和银。（3）硝酸铜不能一步反应生成硫酸铜，将硝酸铜转化为硫酸铜的方法是向一定量的硝酸铜溶液中加入足量的氢氧化钠溶液充分反应后过滤，得到氢氧化铜沉淀，洗涤，再向氢氧化铜沉淀中加入稀硫酸直至沉淀完全消失，然后将溶液蒸发结晶得到硫酸铜，用到的试剂是氢氧化钠溶液和稀硫酸。
答案 （1）CuO （2）硝酸银 （3）向一定量的硝酸铜溶液中加入足量的氢氧化钠溶液充分反应后过滤，得到氢氧化铜沉淀，洗涤，再向氢氧化铜沉淀中加入稀硫酸直至沉淀完全消失，然后将溶液蒸发结晶得到硫酸铜，用到的试剂是氢氧化钠溶液和稀硫酸
例14 回收利用废旧金属具有重要意义。某机械厂金属废料的成分是Zn、Cu、ZnO和CuO，某化学小组利用该金属废料回收铜并制取氧化锌和硫酸铜。请回答下列问题。
【活动一】回收铜并制取氧化锌，实验方案如下：
（1）步骤I所得滤液a中溶质的成分是________（填写化学式）。
（2）步骤III加入试剂甲的名称是________。
（3）步骤IV加入适量NaOH溶液的目的是________。
【活动二】利用活动一回收的铜制取硫酸铜，设计方案如下：
方案 A：
方案 B：
【信息】
（4）方案A中氧化铜与稀硫酸反应的化学方程式为________。
（5）小组同学从绿色化学的视角分析方案B不合理，理由是________（写出一条即可）。
解析 (1)锌、氧化锌分别与稀硫酸反应，均生成硫酸锌，稀硫酸与氧化铜反应生成硫酸铜，又因为稀硫酸过量，故滤液a中还含有硫酸，综上，滤液a中的溶质是H2SO4、CuSO4、ZnSO4。(2)步骤Ⅱ加入过量锌粉所得滤渣的成分是锌和铜，滤渣加入过量试剂甲后得到滤液c和铜，说明过量的试剂甲把锌和铜的混合物中的锌反应掉了，滤液c能与氢氧化钠反应生成氢氧化锌和硫酸钠，则滤液c中一定含有硫酸锌。进而确定锌与试剂甲反应生成硫酸锌，因此，试剂甲是稀硫酸。（3)加入的试剂甲（稀硫酸）过量，则滤液c中的溶质是硫酸锌和硫酸，因此，加入氢氧化钠的目的是得到氢氧化锌，并除去过量的稀硫酸。（5)据信息可知，铜与浓硫酸反应生成二氧化硫，二氧化硫是有毒气体，排放到空气中会造成污染。
答案 （1）ZnSO4、CuSO4、H2SO4 （2）稀硫酸 （3）获得氢氧化锌，并除去过量的稀硫酸 （4）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O （5）生成二氧化硫，造成环境污染
加水溶解
滴加a%的稀盐酸
加水溶解
滴加b%的氯化铁溶液
稀硫酸
步骤Ⅰ
铁粉
步骤Ⅱ
加水溶解
滴加a%的稀盐酸
加水溶解
滴加b%的氯化铁溶液
稀硫酸
步骤Ⅰ
铁粉
步骤Ⅱ
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑