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实验设计与科学探究
强化训练
1、正确的实验操作是科学探究成功的基础。下列操作中正确的是
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A 取用少量液体 B过滤 C 闻气味 D 稀释浓硫酸
2、下列各组物质的转化设计，能够实现的是
A．SSO3 H2SO4
B．CuOCu (OH)2 CuSO4
C．FeFe2O3 Fe2(SO4)3
D．CaOCa(OH)2 NaOH
3、科学的假设与猜想是科学探究的先导和价值所在。在下列假设(猜想)引导下的探究肯定没有意义的选项是
A．探究二氧化硫和水反应可能有硫酸生成
B．探究钠与水的反应产生的气体可能是氧气
C．探究镁条表面灰黑色的物质可能只是氧化镁
D．探究铜在灼烧时出现的黑色物质可能是炭黑
4、兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：
【对固体猜想】
猜想1：全部是NaOH；猜想Ⅱ：全部是Na2CO3；猜想Ⅲ：是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验和推断】
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(1)若现象a为有气泡产生，则加入的A ( http: / / www.21cnjy.com )溶液是 ，说明氢氧化钠已经变质，有气泡产生的反应的化学方程式是 。
(2)若A是Ca(OH)2溶液，现象a有 ( http: / / www.21cnjy.com )白色沉淀，现象b为无色酚酞试液变红色，则白色沉淀为 (填化学式)，该实验 (填“能千或“不能”)说明样品中有NaOH。
(3)若A是CaCl2溶液，当实验现象a ( http: / / www.21cnjy.com )为 ，现象b为 ，则猜想Ⅱ成立。
【反 思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示) 。
5、维生素C(简称Vc，又 ( http: / / www.21cnjy.com )名抗坏血酸)，易溶于水，易被氧化。人体缺乏Vc可能引发多种疾病。水果和蔬菜中含有丰富的Vc。某研究性学习小组对它探究如下：
探究一：测定饮料中Vc的含量。
【查阅资料】Vc能和高锰酸钾反应，使紫色的高锰酸钾溶液褪色。
【设计方案】分别向盛有lmL等浓度高锰 ( http: / / www.21cnjy.com )酸钾稀溶液的四只试管中逐滴滴加果味饮料、苹果汁、梨汁和0.04％的Vc溶液，边滴边振荡，直至高锰酸钾溶液褪色。
实验数据】
果味饮料 苹果汁 梨汁 0.04%的Vc溶液
滴加得滴数 40 10 20 5
【实验结论】分析数据可知，Vc含量 ( http: / / www.21cnjy.com )最高的是 ，含量为 (各液体密度上的差别和每一滴的体积差别忽略不计)。
探究二：蔬菜放置时间的长短对其Vc含量是否有影响。
【设计方案】请你用新鲜的黄瓜、放置 ( http: / / www.21cnjy.com )一周的黄瓜、高锰酸钾稀溶液和必要的仪器设计实验方案：
。
【实验结论】按上述方案实验 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据 这一实验结果，分析得出蔬菜放置时间的长短对其Vc的含量有影响。
【实验反思】化学实验需要控制变量。下列情况不会影响到测定结果的是 。
A．每次实验所用的果汁颜色不同 B．量取的被测物质的体积不同
C．试管的大小不同 D．没有用同一规格胶头滴管滴加
6、2010年1月7日， ( http: / / www.21cnjy.com )兰州石化公司石油化工厂的一个装有液化气等轻烃的罐区发生爆炸。消防官兵在灭火中使用了很多水炮对着火的罐体不断喷水，经46小时终于将火扑灭。环保部门监测发现：空气中粉尘颗粒增多，比正常值超出八倍。
(1)水炮灭火的主要原理是 。
(2)目前计人空气污染物的项目为：一氧化碳、二氧化硫、可吸人颗粒物、 等。
(3)当地某化学兴趣小组想探究爆炸现场附近的空气中是否含有CO气体。设计实验方案如下：
【实验目的】确定气体样品中是否含有CO。
【实验原理】①除去收集的空气样品中的氧 ( http: / / www.21cnjy.com )气；②3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2(假设该样品中不含除CO之外的其他能与Fe2O3，反应的物质)。
【实验仪器】
请根据他们的设计回答下列问题：
( http: / / www.21cnjy.com )
甲 乙 丙
①在实验时，上述仪器的连接顺序是：丙 ( http: / / www.21cnjy.com )→乙→甲→乙。其中乙装置需要使用两次，第一次的作用是 。
②根据实验中出现的
或 现象，能判断出爆炸现场附近的空气样品中有较多CO。
③从环境保护的角度考虑，你认为该实验的设计是否存在缺陷，如果有，该如何改进
。
7、可口可乐是我们生活中常见的碳酸饮 ( http: / / www.21cnjy.com )料，其中含有CO2、H2O和柠檬酸（具有一般酸的性质）等物质。请用两种不同的方法探究雪碧中CO2的存在。将必要的实验步骤和现象填在下表中：
实验方法 实验步骤 实验现象
方法一
方法二
8、室验室开放日，我与小娜、小佳、小华、小丽等同学来到实验室，看到实验桌上摆放着四瓶无标签的试剂，分别是两瓶固体和两瓶液体，我们决定对“固体与液体”之间的反应进行一些探究。
（1）小娜同学从一瓶固体和一瓶液体中各取少量试剂于试管中进行混合，立即产生了一种无色气体，对气体是何物质，同学们进行了大胆的猜想，小佳同学的猜想可能是① 　；② 。 ( http: / / www. )（2）我想设计一个实验证明小佳同学猜想①是正确的，实验设计如下：
实 验 步 骤 现 象 及 结 论
（3）小华想用右图给定的收集装置收集一瓶小佳同学
猜想②中的气体，则气体由 （填a或b）端进入。 ( http: / / www. )（4）小丽同学从另外两瓶试剂中各取少量试剂于试管中，
发现混合后，固体发生了变化，但无气泡放出。同学们对加 ( http: / / www. )入试管中的固体和液体从不同的反应类型、物质类别等方面
进行了大胆的猜想： ( http: / / www. )猜想一： ；
猜想二： ； ( http: / / www. )猜想三： 。
9、为了除去氯化钠样品中的碳酸钠杂质，某兴趣小组将样品溶解后进行如下实验：
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)A溶液中溶质可能为____________(只写一种)；
(2)将无色溶液与沉淀B分离的操作①的方法名称是_____________；
(3)从无色溶液得到固体物质C的操作②的方法名称是____________；
(4)因为A溶液过量，此方案得到的固体 ( http: / / www.21cnjy.com )物质C中混有新的杂质，为了既能除去杂质碳酸钠，又能有效地防止新杂质的引入，可向样品溶液中加入过量的_____________后，直接进行操作②即可得到纯净的氯化钠固体。
10、维生素C又名抗坏血酸，易溶于水，已被氧化，能与碘反应。人体缺乏维生素C可能引发多种疾病。某研究性学习小组对它研究如下：
（1）猜想：维生素C可能具有酸性？
（2）实验方案：
提供试剂：维生素C片、蒸馏水、 ( http: / / www.21cnjy.com )紫色石蕊试液、无色酚酞试液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液、pH试纸。根据以上试剂，请你帮助他们设计出两种实验方案，并写出实验现象：
实 验 内 容 实 验 现 象
方案Ⅰ ：
方案Ⅱ：
（3）结论：维生素C具有酸性。根据维生素C的性质，判断下列物质中能与维生素C反应的是（ ）。
A.金属镁 B.食盐 C.氢氧化钠 D.硫酸铜
（4）某同学联想到西红柿等蔬菜、水果中含有丰富的维生素C，放置时间长短是否对维生素C的含量产生影响。他设计了如下实验方案：
Ⅰ把新鲜西红柿和放置一周的西红柿分别捣碎，用纱布将汁液挤入两个烧杯中；
Ⅱ取两支盛有2mL蓝色碘的淀粉溶液的试管，分别滴加上述两种汁液，边加边振荡，直到蓝色刚好消失，记录滴数如下：
汁 液 新鲜西红柿的汁液 放置一周的西红柿的汁液
滴 数 12 20
请回答下列问题：
①你认为西红柿中维生素C含量高的是 。
②你从中得到的启示是 。
11、右图是“△△牌发酵粉”的部分信息，课外化学兴趣小组的同学对其进行了如下探究（请你完成相应填空）：
【查阅资料】
（1）酒石酸是一种易溶解于水的固体有机酸；
（2）发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO2所致；
（3）Na2CO3受热不分解。
【提出问题】
NaHCO3在发酵粉加水或加热时如何产生CO2？
【猜 想】
甲．……
乙．酒石酸与NaHCO3在溶液中反应产生CO2
丙．NaHCO3加热产生CO2
【实验探究】
（1）小明同学取少量NaHCO3粉末于 ( http: / / www.21cnjy.com )试管中，加入适量水，无气体产生，从而否定了猜想甲，则猜想甲是 。小明又将酒石酸溶液和NaHCO3溶液混合，产生了CO2，从而验证了猜想乙，说明了NaHCO3具有的性质之一是 ；
（2）小英同学为探究猜想丙设计了右图所示的实验装置：
小英另取适量NaHCO3粉末加入a试管中， ( http: / / www.21cnjy.com )加热，观察到a试管口有水生成，b试管中澄清石灰水变浑浊。b试管中反应的化学方程式为 。持续加热直至两支试管均不再发生变化时，发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末，向该粉末中滴加稀盐酸，有CO2产生，说明该粉末是 。
【小 结】
NaHCO3在发酵粉中产生CO2的条件是 ；
NaHCO3受热发生变化的化学方程式为 ；
12、某气体由H2、CO中的一种或两种组成，某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。
【提出问题】该气体由什么物质组成？
【提出假设】猜想Ⅰ：只有氢气；
猜想Ⅱ：只有一氧化碳；
猜想Ⅲ： ；
【提供信息】由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。
【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B，根据装置A、B中物
质质量的变化情况来推测该气体的组成。
【现象与结论】
现象 结论
①. 装置A质量增加， 装置B质量无变化 猜想 成立
②. 装置A质量 ，装置B质量增加 猜想Ⅱ成立
③. 装置A质量增加，装置B质量 猜想Ⅲ成立
【分析讨论】
（1）装置A质量增加，说明气 ( http: / / www.21cnjy.com )体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素；装置B质量增加，说明该气体燃烧的产物中有 生成，推知该气体成分中一定含有 元素。
（2）装置A中浓硫酸的作用 。
【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依 ( http: / / www.21cnjy.com )次通过该套实验装置A、装置B，发现装置A、B的质量都增加了，则该纯净物可能是 （任写一种物质的化学式或名称）。
13、化学与环境保护——探究酸雨的腐蚀性
我国道教发源地山东威海圣经山摩崖石刻，为国内罕见的大型道教石刻，可称为瑰宝。圣经山摩崖石刻的材质是大理石，主要成分是碳酸钙，现在字迹已模糊不清。摩崖石刻被腐蚀，是否是酸雨所致？试回答下列问题：
（1）酸雨的成因：即使大气没有受到污染 ( http: / / www.21cnjy.com )，正常的雨水或河水也呈微弱酸性（pH在5.6～7之间），原因是 。酸雨的酸性比正常雨水强，是因为雨水吸收了被污染的大气中的 等有害气体。大气中这些有害气体主要来自于 。
（2）定量实验探究：
查阅资料及定性实验表明：（1）醋酸和酸雨 ( http: / / www.21cnjy.com )的酸性程度差不多，pH在5.6～3之间；（2）酸雨（醋酸）确实能加重大理石腐蚀的程度。（3）定性实验显示：将大理石放入pH=3的醋酸溶液中，短时间内几乎看不出有气泡产生。
现提供下列仪器和试剂：
仪器：烧杯、托盘天平、镊子、量筒、胶头滴管。
药品：pH=6.5的普通雨水、pH=3醋酸溶液、大理石薄片。
请你设计一个“定量实验方案”，证明摩崖石刻被腐蚀，主要与酸雨有关，与普通雨水无关。
实验内容及步骤 应得到的实验结果
（3）下列与保护摩崖石刻有关的说法中，你同意的是（ ）
A．了解哪种人类活动最容易引起酸雨
B．引起酸雨原因的结论应建立在科学研究的基础上
C．保护摩崖石刻要建立在有关损坏原因的科学证据的基础上
D．要从根本上预防酸雨的危害，应禁止工厂和汽车排放气体
E．要减少酸雨的危害，应研究和推广减少有害气体排放的技术
F．要从根本上保护摩崖石刻，主要应研究修复被酸雨损伤的摩崖石刻的方法与技术
14、小立在家洗衣服时，发现一瓶刚过期的漂白 ( http: / / www.21cnjy.com )液，对漂白液的漂白原理和该漂白液是否还有漂白作用产生了疑问。于是将其带到学校，在老师的指导下，与小组同学一起展开探究。
【查阅资料】
①制取漂白液的原理：Cl2+2NaOH==NaClO+NaCl+H2O，起有效成分是NaClO；
②漂白液的漂白原理：
NaClO在空气中很快发生反应：2NaClO+H2O+CO2==Na2CO3+2HClO
生成的HClO能使有色布条（含有机色素）褪色；
③HClO不稳定，易分解，分解后丧失漂白作用。
【提出问题】刚过期的漂白液是否失效？
【实验探究】该小组的实验报告如下：
实验操作 实验现象 实验结论
取适量该漂白液与烧杯中， 该漂白液已完全失效
小组同学对失效后漂白液的主要成分很感兴趣，纷纷提出猜想并作进一步探究。
【提出猜想】 小立猜想有：NaCL
小英猜想有：NaCl、Na2CO3
小洁猜想有：NaCl、Na2CO3、NaOH
【设计方案】
小组同学经过讨论，认为用足量的稀盐酸就可以验证 的猜想成立。
为验证另两位同学的猜想，他们设计了如下方案：
实验步骤 预期实验现象 实验目的或预期结论
步骤①；取少量该漂白液于试管中，加入 ，静置，观察 产生白色沉淀 目的：
步骤②：取上层清液于试管中， ，观察 结论： 猜想成立；否则，另一位同学猜想成立。
最后，他们综合小组同学的设计，经实验得出了结论。
15、某兴趣小组发现一袋腌制松花蛋的 ( http: / / www.21cnjy.com )泥料，配料表上的成分是氧化钙、纯碱和食盐。他们要探究在腌制松花蛋过程中都有哪些物质对鸭蛋起作用。于是取少量泥料在水中溶解，充分搅拌后过滤，取滤液探究其成分。
【猜想与假设】他们都认为滤液中 ( http: / / www.21cnjy.com )一定有NaCl和NaOH。生成氢氧化钠的化学方程式为 。 对其他成分他们分别做出了如下猜想：
小亮猜想：还可能有Na2CO3
小强猜想：还可能有Ca(OH)2和Na2CO3
你认为谁的猜想是错误的 ，理由是 。你还能做出的猜想是：还可能有 。
【活动与探究】小亮取一定量的滤液于试管中，向其中滴加了几滴稀盐酸，振荡，没有气泡，于是他得出结论：没有Na2CO3。
请你选择CO2以外的物质，设计一个实验方案验证你的猜想。
实验步骤 现象及相应结论
【反思】小强认为小亮的结论不严密，理由是 。
答案：
强化训练
1、C 2、D 3、D
4、(1)盐酸 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑(或稀H2SO4等酸及其对应的化学方程式)
(2)CaCO3 不能。 (3)有白色沉淀产生 无色酚酞不变红色
【反思】CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
5、(探究一)苹果汁 0.02％(或20mg／100mL)
(探究一)【设计方案】将新鲜黄瓜 ( http: / / www.21cnjy.com )和放置一周的黄瓜分别捣碎，用纱布将汁液分别挤入两个烧杯中，向取有等量高锰酸钾稀溶液的两支试管中，分别滴入上述两种黄瓜汁，边滴边振荡，直到高锰酸钾溶液刚好褪色，记录滴数。(4分。其它合理答案也可)
【实验结论】(刚好褪色时)两种黄瓜的汁液所用的滴数不同。(与方案对应合理即可)
【实验反思】C
6、(1)将温度降到可燃物的着火点以下 (2)二氧化氮
(3)①检验原气体样品中的二氧化碳是否除尽；
②甲中药品由红变黑 乙中石灰水第一次不变浑浊，第二次变浑浊
③在d处将尾气点燃(或在d处用气球收集尾气等其它合理答案也可)
7、
在试管内加入新鲜的雪碧并加热，用导管将产生的气体通入澄清石灰水中 澄清石灰水变浑浊
在大试管中加入新鲜雪碧并振荡，将燃着的木条伸到雪碧上方 燃着的木条熄灭
8、（1）①CO2；②H2[或O2 ] ( http: / / www. )（2）如①是CO2[或H2；或O2]
实 验 步 骤 现 象 及 结 论
将气体通入澄清石灰水中[将试管口堵一会儿，点燃此气体；或将带火星的木条插入试管中] 石灰水变浑浊，则证明是二氧化碳。[或能燃烧，产生淡蓝色火焰；或听到爆鸣声，则证明是氢气；或木条复燃，证明是氧气]
（3）②中如果是氢气 填 a （如是氧气或二氧化碳填 b ） ( http: / / www. )
（4）猜想一：金属与盐溶液发生置换反应；
猜想二：金属氧化物与酸溶液反应； ( http: / / www. )
猜想三：碱与酸溶液发生复分解反应；
猜想四：氧化物（如CaO）与水发生化合反应
猜想五：可溶于水的固体物质
9、（1）氯化钙或氯化钡（2）过滤（3）蒸发结晶（4）盐酸
解析 ：（1）从图示可知固体物质C一 ( http: / / www.21cnjy.com )定具有氯化钠溶液，沉淀B一定具有碳酸盐沉淀，故可加氯化钙或氯化钡，不能加硝酸钡或硝酸钙；（4）氯化钙或氯化钡过量，则得到的氯化钠混有杂质，因此可加入稀盐酸除去碳酸钠。
10、、(2) ①将维生素C片溶于蒸馏 ( http: / / www.21cnjy.com )水配成溶液，向其中滴加石蕊试液；溶液变红色。②将维生素C片溶于蒸馏水配成溶液，用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上，跟比色卡比较；pH试纸变红色或pH小于7。③ 将维生素C片溶于蒸馏水配成溶液，把维生素C的溶液逐滴滴入氢氧化钠的酚酞溶液；红色消失。
（3）A、C
（4）①新鲜的西红柿 ② 有坏血酸的病人要多吃含维生素C高的蔬菜和水果；要吃新鲜的蔬菜和水果
11、NaHCO3 遇水产生二氧化碳，与某些酸反应产生CO2；
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O； Na2CO3 ； 加水或加热 ，
2NaHCO3 △ Na2CO3+CO2↑+H2O。
12、猜想：氢气与一氧化碳的混合物（写化学式也可，下同），
表格：猜想Ⅰ 无变化 增加
分析：（1）水 氢 二氧化碳 碳
（2）吸水（若“干燥”不得分）
反思：甲烷（乙醇、甲醇等）
13、雨水从空气中吸收了二氧化碳，生成碳酸，碳酸呈弱酸性（或：写方程式也可）
二氧化硫和氮的氧化物（或：硫的氧化物和氮的氧化物）（或：写化学式也可）
化石燃料的燃烧（或：汽车、工厂所排放的废气） （不给分：火山爆发）
（2）（实验内容及步骤4分，实验结果2分，共6分）
实验内容及步骤 应得到的实验结果
1．称取适量（如10g）大理石薄片，放入小烧杯中。2．量取适量（如50mL pH=6.5）普通雨水，倒入步骤1小烧杯。3．过较长时间（如一周），取出大理石片，干燥，称量剩余大理石薄片的质量。 大理石薄片的质量不变（如仍等于10g）。
1．称取适量（如10g）大理石薄片，放入小烧杯中。2．量取适量（如50mL pH=3）醋酸溶液，倒入步骤1小烧杯。3．过较长时间（如一周），取出大理石片，干燥，称量剩余大理石薄片的质量。 剩余大理石薄片的质量减少（如小于10g）。
（3）（共2分。每个0.5分。多选、错选不给分）xkb1.com
A、B、C、E
14、放入有色布条 布条没有明显变化（或不退色）
【设计方案】小立
足量的CaCl2溶液 除去Na2CO3
滴入无色酚酞试液 试液变红（或试液无明显变化） 小洁（或小英）
（其它合理方法均可）
15、【猜想与假设】Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 小强
Na2CO3和Ca(OH)2不能共存 Ca(OH)2xkb1.com
【活动与探究】取少量 ( http: / / www.21cnjy.com )滤液于试管中，向其中加入碳酸钠溶液 若产生白色沉淀，则证明滤液中有Ca(OH)2；若不产生白色沉淀，则证明滤液中没有Ca(OH)2(其他合理答案也可)。
【反思】滴加盐酸量很少，在氢氧化钠未反应完之前，不会产生气泡。

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