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专题23 实验方案的设计与评价
▉考点01 实验方案的设计
实验设计题的难度较大、综合性较强，解答这类题时，一般需要学生很好地掌握实验操作的基础知识，掌握操作的原理和实验的一般步骤，具备较好的元素化合物知识，熟悉常见物质的一些性质及其制备原理、变化规律等，要全面了解实验方案设计考查的内容、基本要求和思路方法。
1.考查内容
2.实验方案设计的基本要求
（1）科学性：实验原理、实验方法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。
（3）安全性：实验操作要尽量避免有危险性的操作，尽量避免使用、接触有毒物质。若无法避免使用有毒物质，则应采取防范措施，以防造成环境污染和人身伤害。
3.解题思路和方法
（1）明确实验目的和实验原理——明确实验的目的，弄清题给的信息。
（2）选择仪器和药品——选择合理的化学仪器和药品。
（3）设计装置和步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
（4）记录现象和数据——全面、及时、准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论——根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等，得出正确的结论。
▉考点02 实验方案的评价
实验方案的评价包括实验原理的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。进行评价时一般从以下几个方面入手：
（1）实验方案在理论上是否科学、合理；
（2）在满足安全性的前提下，实验操作是否简单易行；
（3）从经济角度评价，是否节约试剂、低成本和高产品质量；
（4）从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。
评价实验方案是一个复杂、深刻的思维活动，要通过分析、综合比较和论证才能评选出最佳方案。
▉一、不能顾大局识整体，实验设计无序
在进行实验设计或仪器连接时，应注意以下几点：
（1）实验设计的原则是：原理正确、简单易行（包括装置、条件、操作等）、现象明显、药品经济、安全节能、绿色环保。
（2）实验装置的组装设计总体要求：符合实验要求、操作方便、避免干扰、防止污染等。
（3）连接仪器的一般顺序：气体发生装置→除杂质装置→干燥装置→主体实验装置→产物的鉴定装置→尾气处理装置。
（4）要验证混合气体中某组分存在时，应注意三个先后：先净化后验证；净化时先除杂后干燥；验证时先验证水蒸气后验证其他气体。如果原气体不能直接验证，则需转化成其他气体再验证（如）。
▉二、不能全面分析方案，给出最优评价
实验方案的评价主要包括对方案可行性的评价和对方案优劣的评价。
1.对方案可行性评价的原则
化学实验设计的原理、操作顺序和方法，必须与化学知识的科学性和实验操作的合理性相一致，即要科学、合理。
2.对方案优劣评价的原则
①设计简洁：设计简洁就是要尽可能采用简单的仪器或实验装置，在常规条件下进行；用较少的实验步骤和试剂，在较短的时间内完成实验，充分体现实验设计的简约性原则。
②效果明显：效果明显就是按照实验设计进行操作，产生的现象直观，易于观察、记录。
③安全可靠：安全是指实验设计要尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的实验操作，如果必须选用，应在设计方案中给出明确提示和预防措施，以免造成环境污染或实验事故；可靠是指设计方案要确保成功。
3.最佳方案的评价标准
方案：科学、合理。
原料：来源广泛、价格低廉、用量少。
实验：装置简单、条件不高、步骤简短、操作简便、现象明显。
产物：容易提纯，具有安全性和环保性。
▉方法01 有关实验方案设计与评价的解题方法
解答此类题首先应具备扎实的实验操作基本知识，熟悉操作的一般步骤和原理，熟悉相关物质的性质、制备原理和变化规律。同时读懂题，明确实验目的，充分利用题中所给信息（如装置、药品、题干中描述的目的等），分析题意做出相关的猜想（假设），提出问题，设计实验的步骤，再分析现象得出相关的结论和启示。
解答实验题还应具备、全局意识，即审题时要先统观全局，把整个题目审读一遍，再细致地读懂每步要求，这样才能在答题时做到不丢分。
▉一．选择题（共34小题）
1．如图所示是教材中的一些光学实验，其中实验设计与实验目的不相符的是（　　）
A．将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B．用茶色玻璃代替平面镜，是为了便于确定像的位置
C．往碗中加水，是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D．将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间，是为了模拟近视眼的眼球缺陷及矫正
2．为确认氢氧化钠溶液与稀盐酸反应时，滴加的盐酸是否过量，取少量反应后的溶液于试管中，所用试剂及判断的方法不合理的是（　　）
实验方案 使用的试 剂 判断的方法
A 铁粉 如果有气泡产生，表明盐酸已经过量
B pH试纸 如果pH＜7，表明盐酸已经过量
C 硫酸铜溶液 如果有蓝色沉淀产生，表明盐酸已经过量
D 紫色石蕊溶液 如果溶液变成红色，表明盐酸已经过量
A．A B．B C．C D．D
3．下列实验设计能达到实验目的的是（　　）
A．证明甲烷燃烧生成二氧化碳和水
B．探究可燃物燃烧的两个条件
C．探究二氧化碳能与水反应
D．验证质量守恒定律
4．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H2SO4和稀HCl溶液 先滴加适量AgNO3溶液，再加稀HNO3
B 鉴别固体NaOH与NH4NO3 取样，分别溶于水中，观察溶液温度变化
C 除去NaCl固体中的少量Na2CO3 加入足量的稀H2SO4，充分反应后蒸发
D 验证浓硫酸具有吸水性 用玻璃棒蘸取少量浓硫酸滴在纸片上
A．A B．B C．C D．D
5．下列科学实验设计方案正确的是（　　）
① ② ③ ④
A．①区分铁和硫化亚铁
B．②验证铁钉生锈需要氧气
C．③干燥并收集一瓶氧气
D．④测定空气中氧气的体积分数
6．物质的鉴别与除杂是重要的实验技能。下列选项中所用方法不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方法
A 鉴别氧气和二氧化碳气体 用带火星的木条
B 鉴别硫酸和硫酸钠 加少量氯化钡溶液
C 除去氯化钙溶液中少量的盐酸 加过量的碳酸钙，并过滤
D 除去木炭粉中少量的铁粉 用磁铁吸引
A．A B．B C．C D．D
7．下列有关实验设计的说法不合理的是（　　）
A．探究分子的运动
B．探究燃烧需要温度达到着火点
C．探究铁的锈蚀是否需要水
D．探究MnO2对H2O2分解的催化作用
8．下列实验设计能实现相应实验目的的是（　　）
A．验证集气瓶中集满氧气
B．比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．检查装置的气密性
9．检验与鉴别、分离与提纯是认识和研究物质的常用方法。下列方案不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别羊毛和涤纶 取样，分别灼烧，闻气味
B 检验生石灰中是否含有熟石灰 取样加水溶解，滴加酚酞溶液，观察是否变红
C 除去CO中的二氧化碳气体 依次通过浓氢氧化钠溶液和浓硫酸的洗气瓶
D 分离NaCl和MnO2的固体混合物 加足量水充分溶解，过滤，将滤渣洗涤干燥，将滤液蒸发结晶
A．A B．B C．C D．D
10．某同学在假期做了下列四个家庭小实验。根据你的经验判断，小实验不能成功的是（　　）
A．用小木条比较蜡烛各层火焰的温度
B．用食盐水浸泡菜刀除去表面的锈斑
C．用食醋和小苏打制取二氧化碳
D．用花瓣制作指示剂，检验纯碱溶液的酸碱性
11．基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是（　　）
选项 实验问题 实验方案
A 除去CaO中混有的少量CaCO3 高温煅烧
B 分离KCl和MnO2的混合物 溶解，过滤，洗涤、干燥；蒸发结晶
C 检验Na2CO3溶液中是否含有Na2SO4 取样，滴加BaCl2溶液再加稀硝酸，观察现象
D 测定西瓜汁的酸碱度 将pH试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较
A．A B．B C．C D．D
12．下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是（括号内为杂质）（　　）
物质 除杂试剂 操作方法
A．CO2（HCl） 氢氧化钠溶液 气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶
B.NaCl（Na2CO3） 氢氧化钙溶液 加入足量氢氧化钙溶液、过滤、蒸发、结晶
C．Cu（CuO） 氧气 通入足量氧气并加热、干燥
D．MnO2（NaCl） 水 加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干
A．A B．B C．C D．D
13．为比较铁和铜金属活动性强弱，某兴趣小组设计了如下实验方案，并将实验现象记录如下表，根据下表实验现象不能证明铁的金属活动性比铜强的方案是（　　）
选项 实验方案 实验现象
A 将铁片置于CuSO4溶液中 铁片上有亮红色物质析出
B 将铜片置于FeSO4溶液中 铜片上没有明显现象
C 将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 铁片上产生气泡，铜片上不会产生气泡
D 将铁片和铜片分别置于AgNO3溶液中 铁片和铜片上均有银白色物质析出
A．A B．B C．C D．D
14．下表是NaCl、KNO3在20℃和80℃温度时的溶解度。
温度/℃ 20 80
溶解度/g NaCl 36.0 38.4
KNO3 31.6 169
实验室有一包不纯的KNO3样品180g（含有少量NaCl），为提纯KNO3，同学们采用如图所示方案，实验结束后，同学们在所得固体中未检测出NaCl残留，则理论上（只考虑温度对溶解度大小的影响）原样品中硝酸钾的质量分数至少为（　　）
A．78.7% B．17.6% C．80% D．93.9%
15．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CaCO3、NaOH、NH4NO3、CuSO4 分别取样，加水溶解，观察现象
B 分离KCl和MnO2固体混合物 加水溶解，过滤，洗涤和干燥
C 检验生石灰中是否含有熟石灰 取样加水溶解，滴加酚酞溶液，若变红说明含有熟石灰
D 除去氯化钠固体中少量的碳酸钠 加入过量稀盐酸，充分反应后
A．A B．B C．C D．D
16．甲、乙、丙、丁四位同学学习了酸、碱、盐的化学性质分别设计了下列有关物质鉴别的方案，其中可行的是（　　）
甲：利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙：利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca（OH）2和稀盐酸三种溶液。
丙：利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁：不用其他任何试剂将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
A．甲和乙 B．丙和丁
C．甲、乙和丙 D．甲、乙、丙和丁
17．小科发现菜刀长时间不用会生锈，金属在什么情况下容易被锈蚀？小科设计了如图所示实验，放置2～3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是（　　）
A．本实验的对照组是甲组
B．乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
C．铁钉在潮湿的空气中容易生锈
D．为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处
18．下列实验方案能达到目的的是（　　）
A．测定空气中氧气的体积分数
B．验证质量守恒定律
C．证明CO2能与水反应生成碳酸
D．探究温度对液体蒸发快慢的影响
19．根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是（　　）
A．甲：收集氢气并验满
B．乙：产生氧气
C．丙：测定空气中氧气的体积分数
D．丁：探究可燃物燃烧的部分条件
20．下列实验方案不能达到目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别酒精和水 扇闻法闻气味
B 分离铁粉和铜粉的混合物 利用磁铁吸引、分离
C 除去CO2气体中的CO 将混合气体通过灼热的炭粉
D 比较镁、铁、银的金属活动性 取样，加入等质量、同浓度的稀硫酸
A．A B．B C．C D．D
21．下列设计的实验方案的达到实验目的的是（　　）
A．同种物质在不同溶剂中的溶解性
B．测定空气中氧气的体积分数
C．不同催化剂对H2O2分解速率的影响
D．可燃物燃烧需要温度达到着火点
22．下列实验，不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生化学反应的是（　　）
A．向滴有酚酞溶液的稀盐酸中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液
B．向滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液中，逐滴加入足量的稀盐酸
C．取稀氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的溶液，蒸干得到白色固体
D．向稀氢氧化钠溶液中逐滴加入足量的稀盐酸，并不断测定混合溶液的pH
23．小宁对稀硫酸的化学性质进行探究，发现滴入盛有NaOH溶液的试管中无明显现象，要证明该试管中已发生了化学反应，以下方案不可行的是（　　）
A．滴入酚酞溶液无明显现象
B．测得试管中溶液的pH小于7
C．滴入Ba（NO3）2溶液有白色沉淀出现
D．滴入MgCl2溶液无白色沉淀出现
24．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
A．A B．B C．C D．D
25．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
A．A B．B C．C D．D
26．下列实验方案设计合理的是（　　）
A．粗盐（只含泥沙）提纯：溶解→过滤→蒸发
B．除去KNO3溶液中混有的少量NaCl，蒸发结晶后，洗涤干燥
C．区分稀盐酸和氯化钠溶液：用硝酸银溶液
D．制备氢氧化铜：将氧化铜和水混合
27．下列实验目的与实验方案合理的是（　　）
选项 A B C D
实验目的 测定空气中O2的含量 测量溶液pH 连接仪器 熄灭酒精灯
实验方案
A．A B．B C．C D．D
28．下列实验设计能达到实验目的的是（　　）
A．探究铁锈蚀的条件
B．验证质量守恒定律
C．证明二氧化碳能与水反应
D．测定空气中氧气的体积分数
29．下列实验方案能达到相应实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 比较Mg与Al的金属活动性 在氧气中点燃后观察燃烧剧烈程度
B 测定空气中的O2含量 用铁丝代替红磷做实验
C 证明CO2能与水反应 将CO2通入滴有无色酚酞试液的水中
D 除去氧气中混有的少量水蒸气 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
30．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
A．A B．B C．C D．D
31．下列实验方案能达到相应实验目的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 除去NaOH溶液中少量的Na2CO3 加入适量的CaCl2溶液
B 测定空气中O2的体积分数 用铁丝代替红磷做实验
C 检验溶液中是否含有 加入BaCl2和过量HNO3
D 鉴别羊毛和棉花 点燃后闻气味
A．A B．B C．C D．D
32．下列实验操作正确且根据现象能得出正确结论的是（　　）
A．拧紧瓶盖振荡发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能与水反应
B．白磷能燃烧，红磷不能燃烧，说明燃烧时可燃物的温度要达到着火点
C．操作观察pH试纸变蓝，说明NaOH溶液显碱性
D．小烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛中含有氧元素
33．下列实验方案不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别浓盐酸和浓硫酸 闻气味
B 实验室制CO2 用石灰石和稀硫酸反应
C 除去NaCl溶液中的少量MgCl2 加入适量的NaOH溶液，过滤
D 探究水的组成 检验水电解后产生的气体
A．A B．B C．C D．D
34．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
A．A B．B C．C D．D
▉二．填空题（共1小题）
35．血液是反映人体健康状况的“晴雨表”，对血液成分分析，可以了解身体的许多生理状况。我们可以利用显微镜和血球计数板进行血细胞数量的测定。
（1）血球计数板是一种特殊的载玻片，内有刻度线和凹槽，部分放大如图所示。计数时一般对1、2、3、4、5区域分别数出细胞数，然后再取平均值，这样做的目的是 　 　 。
（2）对区域5的细胞完成计数后想要对区域1进行计数，应将装片向 　 　 方移动。
（3）计数之前要给血液加入稀释液，不同的稀释液有不同的功能。如果某稀释液能溶解所有的无核细胞，那么加入这种稀释液是为了给 　 　 进行计数。
▉三．实验探究题（共24小题）
36．图甲为溶液物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径，请回答下列问题。
（1）图乙中滴加紫色石蕊试液，属于“思维路径”中的 　 　 （填序号）。观察到溶液变红，小阳猜测可能为盐酸，为进一步检验溶液中是否存在氯离子，则图乙中滴加的Y试剂是 　 　 。
（2）小阳设计了以下实验来检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤1：取少量待检溶液于试管中，加足量稀盐酸 　 　 碳酸钠溶液中混有硫酸钠
步骤2：继续向其中加入氯化钡溶液 产生白色沉淀
①表中的实验现象是：　 　 。
②步骤1中加入足量盐酸的目的是：　 　 。
37．通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，无明显现象，为了现象可视化，组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据：
（1）【颜色观察】小科同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中，逐滴滴加稀盐酸至足量（如图），出现 　 　 现象，可证明氢氧化钠和盐酸反应了。
（2）【检验产物】
方法1：小金同学将氢氧化钠溶液和盐酸混合，然后检验了混合后的Na+和Cl﹣，他据此判断出氢氧化钠和盐酸反应生成了NaCl。请你对小金的结论作出评价：　 　 。
方法2：如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验，其中硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应，你预测甲、乙、丙三个试管中的实验现象依次是 　 　 。
（3）老师提醒同学们，氢氧化钠固体有腐蚀性、易潮解等性质，做实验时务必规范操作。请写并出在使用氢氧化钠固体时的注意事项：　 　 （任写一项）。
38．含镁3%～5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数，取质量为m的镁铝合金进行实验。
【查阅资料】已知铝能与NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）和H2，化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）和H2O，化学方程式为：Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O；氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1：镁铝合金与过量盐酸反应，测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2：镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余固体的质量m1。
方案3：镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量m2。
方案4：将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热，充分反应后冷却，称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程，并回答下列问题。
（1）研究小组利用如图所示实验装置，按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时，俯视读数，则所测得的镁的质量分数会　 　 （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（2）根据方案2的数据，所测得的镁的质量分数为　 　 。
（3）方案3中过滤操作得到的沉淀是　 　 。
（4）方案4中将合金块研磨成粉末的目的是　 　 。
39．某化学兴趣小组用实验室常用试剂（或溶液）对“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”进行探究，该小组设计了如下两种不同方案：
【方案一】某同学先向试管中加入2mLKOH溶液，再滴入几滴酚酞溶液，溶液变红，然后慢慢滴入稀硫酸，边滴边振荡，直至溶液恰好变为无色。
【方案二】
实验步骤 实验现象 结论
取2mLKOH溶液于试管中，滴入一定量的稀硫酸，振荡后加入镁条 ？ 稀硫酸过量
若没有明显现象 KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应
请回答：
（1）方案一中，“边滴边振荡”的原因是　 　 。
（2）请补充方案二中“？”处的实验现象：　 　 。
（3）方案二中的第二个实验现象，不能证明KOH溶液跟稀硫酸恰好完全反应，其原因是　 　 。
（4）除以上方案外，下列物质单独使用，也可以证明“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”　 　 （填序号）。
A．pH试纸
B．铁丝
C．氧化铜
D．紫色石蕊溶液
40．在学习了二氧化碳的制取之后，学校开展项目化活动“制作简易灭火器”，同时针对该项目设计了评价表。
“自制灭火器”评价表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 能连续产生气体 能产生少量气体 不能产生气体
指标二 既能控制反应是否进行又能控制反应速度 能控制反应是否进行但不能控制反应速度 不能控制反应是否进行
小科利用饮料瓶、漏斗、铜丝、10g大理石碎片、10%稀硫酸等材料制作了图甲装置。
①查阅资料发现：硫酸钙微溶于水。根据评价表，该装置指标一被评为 　 　 。
②某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是否可行，请说明理由 　 　 。
③小科换用稀盐酸进行实验最终制得二氧化碳3.3克，求大理石中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）
④为了使装置甲指标二达到“优秀”，图乙中设计思路可以借鉴组有 　 　 。（可多选）
41．某金属加工厂需处理一批含铝、铁、铜的金属废料，并解决废液酸性超标的问题。科学兴趣小组参与工艺优化，开展以下探究：
探究一：金属废料的酸溶处理
编号 甲 乙 丙
操作
现象 无明显现象 铁丝表面有少量气泡产生且反应缓慢 　 　
（1）若依据实验可判断出金属活动性顺序为：铝＞铁＞铜，则可推测出铝、铁与酸反应时，反应更剧烈的是 　 　 。
（2）进行丙组的实验时，发现试管外壁发烫，且生成氢气的速率先变快后变慢，如图丁。请分析0～t1阶段反应速率加快的原因：　 　 。
探究二：废液的中和处理
废液中含过量盐酸需中和处理，小组向废液中加入一定量NaOH溶液后无明显现象。为验证盐酸是否已除尽，进行如下实验：
方案 实验操作 实验现象 实验结论
A 取反应后的溶液少许，滴加无色酚酞试液 溶液不变红 盐酸有剩余
B 取反应后的溶液少许，滴加AgNO3溶液 产生白色沉淀 盐酸有剩余
C 取反应后的溶液少许，插入铁丝 产生气泡 盐酸有剩余
（3）C方案中发生的化学反应方程式为 　 　 。
（4）以上三个方案合理的是 　 　 （填写序母）。
42．某校科学研究小组同学在进行“自制简易自灭火器”活动时，提出疑问：碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应，哪一个反应速度更快，更适合灭火？
【作出假设】可能碳酸氢钠与盐酸反应速度更快，更适合灭火。
【设计与实验】小组同学利用相同的试管和相同的注射器设计如图甲所示的实验装置，两支试管用铁夹固定在一起，分别装有质量相同的固体碳酸钠和碳酸氢钠。实验时，用两只拇指同步向下按压注射器栓柄，使活塞同速向下移动，将注射器内的稀盐酸注入到试管内。
（1）实验中，除了需控制上述提到的变量相等外，还需要控制相等的变量有 　 　 （写出其中一个）。
（2）本实验比较两个反应速度大小的方法是：　 　 。
（3）充分反应后，两个气球体积不再变化，小组同学观察到如图乙所示现象，于是得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。你是否认同这一结论并说明理由：　 　 。
（4）实际操作时，用两只拇指按压注射器栓柄，很难做到同步，可采用更合理的方法是 　 　 （用文字描述或用画图形式并搭配简要文字说明）。
43．学会概念创设，有助于思维模型的建构。小科创设了独立现象、共同现象的概念，在物质推断、鉴别中，建构了如图思维模型，应用到暖宝宝中铁粉物质的检验。小科为鉴别暖宝宝中的黑色固体是铁粉，设计了下表中3个实验。请回答：
序号 实验内容 现象 结论
① 用磁铁吸引暖宝宝内固体粉末 黑色固体被吸引 固体粉末中有铁粉
② 取适量分离出来的黑色固体于试管中，加入足量稀盐酸 　 　
③ 取适量分离出来的黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液 试管内出现红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色
（1）为鉴别气体中是否含有H2或CO，将混合气体通过灼热的CuO，观察到黑色粉末变红色，这一实验现象属于思维模型中的　 　 现象。
（2）若实验②中黑色固体是铁粉，则观察到的现象是　 　 。
（3）根据实验③的现象，能否得出存在铁的可靠结论？判断并说明理由　 　 。
（4）请你再设计一个能证明固体粉末中有铁粉的方法，具体操作及现象是　 　 。
44．随着全球“双碳”目标的提出，氨作为氢的酸体，越来越引起重视，氨气正在由肥料走向燃料。随着科技的不断发展，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面广泛应用。
Ⅰ.氨气、氢气都属于清洁能源，其性质对比参数如表：
说明：爆炸限值是指可燃物质（如可燃气体、蒸气或粉尘）与空气（或氧气）混合后，在特定浓度范围为遇火源能够发生爆炸的浓度范围。
性质参数 氢气 氨气
颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性
沸点/C ﹣251.77 ﹣33.34
爆炸限值/% 4～75 15～28
水中溶解度 难溶于水 极易溶于水
（1）对比参数分析，你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 　 　 。
（2）在氨气中添加适量的氢气，进行混合燃烧，科学研究不同当量比下的氮气/氢气/空气的带烧速度（如图1）：
【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
分析图中数据，当“当量比”在 　 　 （填字母）范围内，且x（NH3）＝ 　 　 时，燃料燃烧速度最快。
A.0.6～0.8
B.0.8 1.0
C.1.1～1.2
D．1.3～1.4
Ⅱ.探究制备氮燃料的方法。
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气。
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气。
（3）经分析，方案1不合理，理由是 　 　 ；
（4）经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量（如图2），出现 　 　 现象，证明氨气收集满了。
45．目前的社会生活处处需要电子产品，但随之而来的是用眼过度导致的酸胀不适。“蒸汽眼罩”只需要撕开包装就能迅速升温，敷在眼睛上有利于舒缓用眼过度导致的疲劳。项目学习小组的同学对其成分以及原理都非常感兴趣。
【探究一：成分探究】有同学查阅资料发现“蒸汽眼罩”是借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
（1）如果用化学的方法来证明有铁粉的存在，简要说明方法 　 　 。
（2）有同学拆解眼罩后发现里面的粉末要比实验室常见的铁粉更加细，分析产品设计过程中选择颗粒更小的铁粉的原因是 　 　 。
【探究二：原理探究】铁生锈反应放热缓慢，但为什么蒸汽眼罩发热迅速？哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：（查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等）
试剂
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
（3）对比分析图像，你获得的结论是 　 　 。
【项目反思】
（4）知道“蒸汽眼罩”的原理以及成分后，请你从如何保存“蒸汽眼罩”的角度给产品的包装提一条建议。
46．“鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂，主要成分是过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2），溶于水后生成Na2CO3和H2O2，能迅速增加水体溶氧量。某科学小组的同学为了探究“鱼浮灵”能增氧与哪种物质有关，采用“√×列表法”进行设计并实验，一定时间后用传感器测定数据并记录，实验结果如表所示（√代表添加这种物质，×代表不添加这种物质）。
组别 物质 氧气含量（mg/L）
H2O Na2CO3 H2O2
① √ × × 4.6
② √ √ × 4.5
③ √ × √ 9.6
④ √ √ √ 10.9
（1）小组同学选择H2O、Na2CO3和H2O2进行实验，是因为这三种物质均含有 　 　 。
（2）氧气传感器可测量气体中的氧气含量，溶解氧传感器可测量水中溶解的氧气含量，本实验应选用的是 　 　 传感器。
（3）通过对比①、②、③三组数据，可以得出的结论是“鱼浮灵”能增氧与 　 　 有关。
（4）某同学通过对比②、③、④三组数据，认为一定是增大了“鱼浮灵”增氧速度。你是否认同这种观点？并说明理由。 　 　 。
47．传统防冻液以乙二醇和水为主要成分，但存在冰点（从液态开始转变为固态的温度）不稳定、腐蚀性强等问题。某科研团队尝试用“抗凝剂A”替代水改良防冻液性能。以下是实验步骤及数据：
①按比例混合乙二醇和抗凝剂A，配制5种不同配方（见表）。
②将防冻液置于低温环境中，持续搅拌并记录液体凝固时的温度。
配方 乙二醇/g 抗凝剂A/g 抗凝剂A的占比 冰点/℃
1 90 10 10% ﹣20.0
2 80 20 20% ﹣22.0
3 70 30 30% ﹣39.0
4 60 40 40% ﹣49.0
5 50 50 50% ﹣50.5
（1）要想完成上述实验，需要用到的测量工具有 　 　 。（写一种即可）
（2）若要验证“抗凝剂A替代水是否能改善防冻液性能”，每组配方都需要设置对照组，其中配方1的对照组该如何设置 　 　 。
（3）结合上述表格，抗凝剂A的占比对防冻液冰点有什么影响？　 　 。
（4）抗凝剂A成本较高。若某地区冬季最低气温为﹣45℃请推荐一款配方并说明理由。 　 　 。
48．为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计了如下三种方法。
【监测温度】
（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 　 　 （填“吸热”或“放热”）。
【观察颜色】
（2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如图所示。
在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下：0＜pH＜8.2时呈无色，8.2＜pH＜13时呈红色，pH＞13时呈无色。
据此推断，①中a的取值范围是 　 　 （填标号）。
A．0＜a＜8.2
B．8.2＜a＜13
C．a＞13
【检验产物】
（3）如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验，其中硅胶具有吸水性，吸水后由蓝色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应，你预测的实验现象是 　 　 。
醋酸的化学式可用HAc表示（Ac﹣是醋酸根离子），请写出它与氢氧化钠反应的化学方程式：　 　 。
49．小科为了验证二氧化碳是否是温室气体，进行了以下活动：
（1）小科设计如图甲所示的装置来验证二氧化碳是否是温室气体。
①实验装置中玻璃瓶的外形和体积相同，光照前水柱应位于玻璃管的　 　 处。
②把装置置于阳光下，如果二氧化碳是温室气体，则一段时间后水柱将向　 　 （填“左边”或“右边”）移动。
（2）小科保持其他装置不变，改变右瓶空气与CO2的比例，重复上述实验，则他要研究的是温室效应与　 　 的关系。
（3）小科查阅资料，获得地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势如图乙所示。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是　 　 。
50．某项目小组设计并制作如图所示的简易灭火器，并设计了如下评价表：
“简易灭火器”评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：装置结构 结构完整，能随时开始、暂停、结束 结构较完整，能随时开始、结束 结构不完整，不能随时开始或结束
指标二：灭火速度 速度较快，连续稳定 速度较慢，效果不明显 不能产生气体用来灭火
指标三：★
（1）请你写出当倾倒锥形瓶后，瓶内发生的化学反应的化学方程式：　 　 。
从燃烧的角度分析，该简易灭火器可以实现灭火的原理是 　 　 。
（2）根据指标一进行评价，你认为该简易灭火器获得的评价应该是 　 　 。
（3）请你填写评价表中“★”所表示的指标内容：　 　 。
51．小科家的水族箱因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究：
【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，设计了如图丙所示的自制补给器。
（1）丙图中a的仪器名称：　 　 。
（2）丙中计泡器是用于观察气体产生速度的装置。丁图中的 　 　 能用作计泡器。
将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 　 　 （填“①”“②”或“③”）处。
（3）依据评价量表，对小科的自制补给器进行评价，请选择指标一或指标二写出评价等级并说明理由：　 　 。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出但速度无法观测 气体能直接排出且速度可以观测 气体无法排出
52．喷泉是一种自然现象，其产生的原因是存在压强差。科学兴趣小组进行了如下喷泉实验：
【实验一】如图甲所示，在烧瓶中充满CO2气体，胶头滴管及烧杯中均盛有NaOH溶液。将滴管内的NaOH溶液挤入烧瓶后，烧杯内的NaOH溶液喷到烧瓶内形成喷泉。
（1）甲组同学认为，烧瓶中产生喷泉的主要原因是CO2和NaOH溶液反应，导致烧瓶内压强减小，烧杯内的NaOH溶液在大气压的作用下被压入烧瓶。乙组同学则认为，之所以出现喷泉现象，是因为 　 　 ，使烧瓶内压强减小。
【实验二】为验证哪个小组的观点正确，可将图甲装置中的NaOH溶液换成清水进行实验。
（2）若 　 　 现象，说明甲组同学的分析正确。
【实验三】如图乙所示，丙组同学在锥形瓶内加入某液体，在长柄塑料匙内装某固体，然后用玻璃喷管与空烧瓶进行连接，使整个装置保持密闭。当将长柄塑料匙向下浸入液体时，同样产生了喷泉。
（3）长柄塑料匙内的固体和锥形瓶中的液体分别是 　 　 （写出一种可能组合）。
（4）从压强发生变化的位置分析，自然界中火山爆发的原理与图 　 　 相似。
53．相较于天然酶，人工酶的催化效率更高、热稳定性更强，因而人工酶成为研究的热门对象。小科对人工a﹣淀粉酶的催化效率是否和天然酶一样受到温度的影响进行以下研究：
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 试管4
1 加入可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL
2 控制不同的温度条件 0℃ （2分钟） 35℃ （2分钟） 60℃ （2分钟） 100℃ （2分钟）
3 加入等量的人工a﹣淀粉酶 1mL 1mL 1mL 1mL
4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 1滴
5 观察实验现象 ++ + 不变蓝 ++
注：+、++表示蓝色程度
请回答：
（1）根据上述实验过程，小科能得出结论：　 　 。
（2）小科认为人工α﹣淀粉酶最适宜的温度是60℃你认为是否正确？应进行什么操作？　 　 。
（3）小东认为小科的实验不够完善，请你协助他一起提出改进的方法 　 　 。
（4）小科发现很多洗衣粉中加入了多种类型的人工酶，以便能够去除油脂、血渍等多种类型的污渍，这体现了酶的 　 　 。
54．将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，没有明显现象产生，因而无法判断两者是否发生了化学反应，对于没有明显现象的反应我们可以用以下的思维模型（如图甲）进行分析实验。
（1）向氢氧化钠溶液通入适当过量二氧化碳，再滴加无色酚酞，溶液变红色，能否说明氢氧化钠没有被消耗，请说明理由 　 　 。
（2）将二氧化碳通入氢氧化钠溶液中，再向其中滴入稀盐酸，观察到有气泡产生，则证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应。该方案对应上述思维模型中思路 　 　 （填数字）。
（3）如图乙所示方案，在U形管左右两侧的装置相同，两个集气瓶中装有等量二氧化碳，左侧注射器中为氢氧化钠溶液，为验证氢氧化钠与二氧化碳确实发生了反应，则右侧的注射器中的液体应为 　 　 。
（4）某同学提出图甲的模型可以增加一个思路③：反应前后的温度变化。有同学不同意，因为有些物质混合后会放热，但并未发生化学反应。比如：　 　 。
55．一氧化铅（化学式为PbO）是一种黄色有毒的物质。学习小组同学设计了如图一的实验来证明一氧化铅中是否含有氧元素。甲同学连接如图一所示装置，先检查装置气密性后，加入按一定比例混合的一氧化铅和碳粉，然后点燃酒精灯加热。实验中观察到试管Ⅲ中盛放的澄清石灰水变浑浊。据此，甲同学证明一氧化铅中含有氧元素。
乙同学对甲同学的实验装置进行分析后，认为甲同学的实验结论不够严密，需要对实验装置和操作步骤进行适当的改进。
（1）你认为乙同学作出上述判断的最合理的理由是：　 　 。
（2）乙同学对甲同学的实验装置作了如图二的改进。他先通入X气体，一段时间后再点燃酒精灯加热。实验结果：试管Ⅱ中固体颜色发生了变化，但试管Ⅲ中无浑浊出现。则：
①X气体可能是 　 　 （填字母）。
A.CO2
B.N2
C.O2
D.CO
②试管Ⅱ中发生的化学反应方程式：　 　 。
（3）若要确保验证一氧化铅中一定存在氧元素的实验成功，请你另行设计一个实验（不必画出实验装置）。你的实验方案是：　 　 。
56．稀硫酸与氢氧化钠混合后无明显现象，两者是否发生了化学反应？研习小组进行了多角度探究。
【设计思想】对于没有明显现象的化学反应，可以通过验证温度变化、反应物消失、pH变化、新物质生成等来“制造现象”，从而获得发生化学反应的证据。
【探究一】根据温度变化来判定酸与碱发生化学反应如图所示，打开分液漏斗活塞，滴入少量的稀硫酸，观察到U形管液面出现明显的左低右高现象，证明硫酸与氢氧化钠发生了化学反应。
（1）请对该方案进行评价：　 　 。
【探究二】根据反应物消失来判定酸与碱发生化学反应
实验步骤 实验方法与操作 实验现象
① 取10g溶质质量分数为10%的稀硫酸于烧杯中，加入10g溶质质量分数为10%的氢氧化钠溶液，振荡。 无明显现象
② 再往上述混合溶液中加入…… 无明显现象
（2）步骤②中“……”处的内容为　 　 ，可证明硫酸与氢氧化钠发生了化学反应。
A.氯化铁溶液
B.锌粒
C.碳酸钠溶液
D.酚酞
【探究三】根据溶液pH变化来判定酸与碱发生化学反应
①取5mL氢氧化钠溶液加入烧杯中，并插入pH计。
②将8mL稀硫酸逐滴加入烧杯中，并用玻璃棒不断搅拌。反应过程中溶液pH变化如表所示。
稀硫酸体积/mL 0 2 4 6 8
溶液pH 13.1 12.8 12.3 11.5 10.4
（3）小组讨论后认为，本实验还不足以证明硫酸与氢氧化钠发生了化学反应，应增加一个对照实验。其他实验条件相同，把稀硫酸换成等量　 　 。
【探究四】根据反应产生新的生成物来判定酸与碱发生化学反应……
【微观解释】（4）从微观上分析：硫酸与氢氧化钠发生反应的实质是　 　 。
57．为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组了设计几种方法。
（1）【监测温度】在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 　 　 （填“吸热”或“放热”）。
（2）【观察颜色】在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如图所示。
在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色的pH范围如下：0﹣8.2时呈无色，8.2﹣13时呈红色，13﹣14时呈无色。据此推断，①中a的取值范围是 　 　 。
A.0﹣8.2
B.8.2﹣13
C.13﹣14
（3）【检验产物】如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验，其中硅胶具有吸水性，吸水后由蓝色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应，你预测的实验现象是 　 　 。
（4）老师提醒同学们，氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质，做实验时务必规范操作。写出一条在使用氢氧化钠固体时的注意事项 　 　 。
58．化学产品制备正向着绿色、低碳、可持续的方向发展。
（1）工业制备硫酸铜的一种方案原理如下：
Ⅰ： CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O
（2）某兴趣小组三名同学探究制备硫酸铜的新方案，原理如下：
Ⅱ：Cu+H2O2+H2SO4＝CuSO4+2H2O
将反应物混合，观察到：开始有少量气泡，而后反应剧烈产生大量气泡，溶液呈蓝色，试管发热。逸出气体能使带火星木条复燃。
他们对反应产生大量气泡非常好奇，推测是某些因素导致了H2O2分解。
甲同学认为是反应生成的CuSO4所导致，乙同学认为是反应放热使温度升高所导致。于是设计了如表实验进行探究。
编号 试剂 温度 现象
① 10mL5%H2O2、1mL10%CuSO4 30℃ 产生少量气泡
② 10mL5%H2O2、　 　 30℃ 无明显现象
③ 10mL5%H2O2、1mL10%CuSO4 80℃ 产生较多气泡
甲同学对比实验组①和②认为自己的推测正确，请将表中实验②补充完整。
乙同学对比实验组　 　 （填编号）认为自己的推测正确。
丙同学认为，甲、乙同学的结论都不严谨，其理由是　 　 。
（3）综合评价制备CuSO4的方案Ⅱ，下列说法不正确的是　 　 。
A.Ⅱ比Ⅰ更节能
B.消耗等质量铜，Ⅱ生成CuSO4更多
C.Ⅱ中有原料发生分解，造成试剂浪费
59．科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将铜丝放入硝酸银溶液中，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据 　 　 的实验现象，得出金属铜的活动性比银强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，而铝制容器表面无明显变化。据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为
　 　 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
▉四．解答题（共1小题）
60．“自热火锅”、“自热米饭”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包组成，发热包的成分如图所示。
（1）“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成。聚丙烯塑料属于（　 　 ）（填字母）。
A．金属材料
B．有机合成材料
C．无机非金属材料
（2）下表为某自热米饭的营养成分表。
营养物质 蛋白质 油脂 糖类 钠 钙
每份含量 29.6g 23.5g 104.7g 814mg 130mg
表中“钠”、“钙”指的是　 　 （填“原子”或“元素”）。
（3）若要验证发热包中是否含碳酸氢钠、铝粉，设计了以下实验方案，请填写出实验现象。
实验操作 实验现象 实验结论
取适量的样品于试管中，加入足量的稀盐酸，将反应产生的气体通过足量的澄清石灰水，再通过浓硫酸干燥后点燃。 　 　 发热包含碳酸氢钠、铝粉专题23 实验方案的设计与评价
▉考点01 实验方案的设计
实验设计题的难度较大、综合性较强，解答这类题时，一般需要学生很好地掌握实验操作的基础知识，掌握操作的原理和实验的一般步骤，具备较好的元素化合物知识，熟悉常见物质的一些性质及其制备原理、变化规律等，要全面了解实验方案设计考查的内容、基本要求和思路方法。
1.考查内容
2.实验方案设计的基本要求
（1）科学性：实验原理、实验方法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。
（3）安全性：实验操作要尽量避免有危险性的操作，尽量避免使用、接触有毒物质。若无法避免使用有毒物质，则应采取防范措施，以防造成环境污染和人身伤害。
3.解题思路和方法
（1）明确实验目的和实验原理——明确实验的目的，弄清题给的信息。
（2）选择仪器和药品——选择合理的化学仪器和药品。
（3）设计装置和步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。
（4）记录现象和数据——全面、及时、准确地记录实验过程中的现象和数据。
（5）分析得出结论——根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等，得出正确的结论。
▉考点02 实验方案的评价
实验方案的评价包括实验原理的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。进行评价时一般从以下几个方面入手：
（1）实验方案在理论上是否科学、合理；
（2）在满足安全性的前提下，实验操作是否简单易行；
（3）从经济角度评价，是否节约试剂、低成本和高产品质量；
（4）从环境角度考虑，是否会给环境造成污染。
评价实验方案是一个复杂、深刻的思维活动，要通过分析、综合比较和论证才能评选出最佳方案。
▉一、不能顾大局识整体，实验设计无序
在进行实验设计或仪器连接时，应注意以下几点：
（1）实验设计的原则是：原理正确、简单易行（包括装置、条件、操作等）、现象明显、药品经济、安全节能、绿色环保。
（2）实验装置的组装设计总体要求：符合实验要求、操作方便、避免干扰、防止污染等。
（3）连接仪器的一般顺序：气体发生装置→除杂质装置→干燥装置→主体实验装置→产物的鉴定装置→尾气处理装置。
（4）要验证混合气体中某组分存在时，应注意三个先后：先净化后验证；净化时先除杂后干燥；验证时先验证水蒸气后验证其他气体。如果原气体不能直接验证，则需转化成其他气体再验证（如）。
▉二、不能全面分析方案，给出最优评价
实验方案的评价主要包括对方案可行性的评价和对方案优劣的评价。
1.对方案可行性评价的原则
化学实验设计的原理、操作顺序和方法，必须与化学知识的科学性和实验操作的合理性相一致，即要科学、合理。
2.对方案优劣评价的原则
①设计简洁：设计简洁就是要尽可能采用简单的仪器或实验装置，在常规条件下进行；用较少的实验步骤和试剂，在较短的时间内完成实验，充分体现实验设计的简约性原则。
②效果明显：效果明显就是按照实验设计进行操作，产生的现象直观，易于观察、记录。
③安全可靠：安全是指实验设计要尽量避免选用有毒药品和具有一定危险性的实验操作，如果必须选用，应在设计方案中给出明确提示和预防措施，以免造成环境污染或实验事故；可靠是指设计方案要确保成功。
3.最佳方案的评价标准
方案：科学、合理。
原料：来源广泛、价格低廉、用量少。
实验：装置简单、条件不高、步骤简短、操作简便、现象明显。
产物：容易提纯，具有安全性和环保性。
▉方法01 有关实验方案设计与评价的解题方法
解答此类题首先应具备扎实的实验操作基本知识，熟悉操作的一般步骤和原理，熟悉相关物质的性质、制备原理和变化规律。同时读懂题，明确实验目的，充分利用题中所给信息（如装置、药品、题干中描述的目的等），分析题意做出相关的猜想（假设），提出问题，设计实验的步骤，再分析现象得出相关的结论和启示。
解答实验题还应具备、全局意识，即审题时要先统观全局，把整个题目审读一遍，再细致地读懂每步要求，这样才能在答题时做到不丢分。
▉一．选择题（共34小题）
1．如图所示是教材中的一些光学实验，其中实验设计与实验目的不相符的是（　　）
A．将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线与入射光线、法线是否在同一平面上
B．用茶色玻璃代替平面镜，是为了便于确定像的位置
C．往碗中加水，是为了研究光从空气射入水中时发生的折射现象
D．将近视眼镜放到凸透镜与蜡烛之间，是为了模拟近视眼的眼球缺陷及矫正
【答案】C
【解答】解：A．将右侧背景板向后折，是为了探究反射光线、法线和入射关系是否在同一平面上，故A正确；
B．茶色玻璃是半透明的，既可以让物体在里面成像，又可以通过玻璃看到后面移动的物体，从而找到像的位置，故B正确；
C．往碗中加水，水中的筷子变弯，其实是光从水中斜射入空气中时发生折射现象，故C错误；
D．近视眼能看清近处的物体，不能看清远处物体，看远处的物体时，像成在视网膜的前方，矫正近视眼可用凹透镜，使射向眼球的光先发散一些，使物体的像相对于晶状体向后落在视网膜上。可模拟研究近视眼的眼球缺陷，故D正确。
故选：C。
2．为确认氢氧化钠溶液与稀盐酸反应时，滴加的盐酸是否过量，取少量反应后的溶液于试管中，所用试剂及判断的方法不合理的是（　　）
实验方案 使用的试 剂 判断的方法
A 铁粉 如果有气泡产生，表明盐酸已经过量
B pH试纸 如果pH＜7，表明盐酸已经过量
C 硫酸铜溶液 如果有蓝色沉淀产生，表明盐酸已经过量
D 紫色石蕊溶液 如果溶液变成红色，表明盐酸已经过量
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解答】解：A、铁会与盐酸反应生成氢气，只要有气泡产生，说明酸过量了，故A正确，
B、pH试纸测出的pH值小于7，说明溶液显酸性，盐酸就过量了，故B正确，
C、只有氢氧化钠过量时，硫酸铜与氢氧化钠反应生成蓝色沉淀，故C不正确，
D、紫色石蕊变红色，说明溶液中存在氢离子，也就可以证明盐酸过量，故D正确。
故选：C。
3．下列实验设计能达到实验目的的是（　　）
A．证明甲烷燃烧生成二氧化碳和水
B．探究可燃物燃烧的两个条件
C．探究二氧化碳能与水反应
D．验证质量守恒定律
【答案】C
【解答】解：A、二氧化碳能使石灰水变浑浊，在火焰上罩一内壁涂有石灰水的烧杯，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成，图中未体现对水的检验操作，不能达到实验目的，故错误；
B、实验过程中，白磷燃烧，红磷不能燃烧，说明活泼的着火点比白磷高，燃烧需温度达到着火点，不能说明燃烧需要氧气，不能达到实验目的，故错误；
C、图中二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变色，水不能使干燥的石蕊试纸变色，而二氧化碳和水共同作用能使湿润的石蕊试纸变色，能得出二氧化碳能与水反应生成酸性物质的结论，能达到实验目的，故正确；
D、验证质量守恒定律有气体参加或生成的反应需在密闭容器中进行，图中碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体，会逸散到空气中，导致天平不平衡，不能验证质量守恒定律，不能达到实验目的，故错误。
故选：C。
4．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H2SO4和稀HCl溶液 先滴加适量AgNO3溶液，再加稀HNO3
B 鉴别固体NaOH与NH4NO3 取样，分别溶于水中，观察溶液温度变化
C 除去NaCl固体中的少量Na2CO3 加入足量的稀H2SO4，充分反应后蒸发
D 验证浓硫酸具有吸水性 用玻璃棒蘸取少量浓硫酸滴在纸片上
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】解：A、稀硫酸和稀盐酸均能与硝酸银反应生成难溶于稀硝酸的沉淀，不能达到实验目的，故A错误。
B、取样，分别溶于水中，观察溶液温度变化，温度升高的是NaOH，温度降低的是NH4NO3，可以鉴别，能达到实验目的，故B正确。
C、硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳气体，除去了碳酸钠，又带入了新的杂质——硫酸钠，不符合除杂的原则，不能达到实验目的，故C错误。
D、用玻璃棒蘸取少量浓硫酸滴在纸片上，纸片变黑色，说明浓硫酸具有脱水性，不能证明浓硫酸的吸水性，不能达到实验目的，故D错误。
故选：B。
5．下列科学实验设计方案正确的是（　　）
① ② ③ ④
A．①区分铁和硫化亚铁
B．②验证铁钉生锈需要氧气
C．③干燥并收集一瓶氧气
D．④测定空气中氧气的体积分数
【答案】A
【解答】解：A、铁能被磁铁吸引，硫化亚铁不能被磁铁吸引，可以用磁铁吸引区分，故A正确；
B、左边试管中铁钉与氧气和水接触，生锈，右边试管中铁钉与氧气接触，不生锈，说明铁生锈需要水，故B错误；
C、氧气的密度比空气大，用万用瓶收集，应“长进短出”，故C错误；
D、木炭燃烧生成二氧化碳，化学反应前后，压强的变化不大，无法测定空气中氧气的含量，故D错误。
故选：A。
6．物质的鉴别与除杂是重要的实验技能。下列选项中所用方法不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方法
A 鉴别氧气和二氧化碳气体 用带火星的木条
B 鉴别硫酸和硫酸钠 加少量氯化钡溶液
C 除去氯化钙溶液中少量的盐酸 加过量的碳酸钙，并过滤
D 除去木炭粉中少量的铁粉 用磁铁吸引
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】解：A、氧气具有助燃性，能使带火星的木条复燃；二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧，不能使带火星的木条复燃；可用带火星的木条鉴别氧气和二氧化碳，故选项所用方法能达到实验目的。
B、氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀和盐酸，和硫酸钠反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠，现象相同，不能鉴别，故选项所用方法不能达到实验目的。
C、盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的碳酸钙（难溶于水），能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用方法能达到实验目的。
D、用磁铁吸引，铁粉能被磁铁吸引，木炭粉不能，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用方法能达到实验目的。
故选：B。
7．下列有关实验设计的说法不合理的是（　　）
A．探究分子的运动
B．探究燃烧需要温度达到着火点
C．探究铁的锈蚀是否需要水
D．探究MnO2对H2O2分解的催化作用
【答案】D
【解答】解：A、大烧杯内，A烧杯中浓盐酸挥发出的氯化氢分子是在不断运动的，进入小烧杯中与其中水形成显酸性的盐酸，B烧杯中氢氧化钠显碱性，能使酚酞溶液变红色，盐酸能与氢氧化钠反应生成显中性的氯化钠，至恰好完全反应，红色溶液变为无色，能探究分子的运动，故选项实验设计的说法合理。
B、铜片上的白磷燃烧，红磷不燃烧，对比可知白磷、红磷都与氧气接触，白磷着火点低能燃烧，红磷着火点高不燃烧，可探究燃烧需要温度达到着火点，故选项实验设计的说法合理。
C、左边试管中铁钉既与水接触又与氧气接触生锈，右边试管中铁钉只与氧气接触不生锈，对比可探究铁的锈蚀是否需要水，故选项实验设计的说法合理。
D、探究MnO2对H2O2分解的催化作用，作对比实验时，只能有1个变量，应该控制过氧化氢溶液的浓度相同，只改变是否加入MnO2，故选项实验设计的说法不合理。
故选：D。
8．下列实验设计能实现相应实验目的的是（　　）
A．验证集气瓶中集满氧气
B．比较二氧化锰和氧化铁的催化效果
C．给病人输氧时b端连接氧气瓶
D．检查装置的气密性
【答案】D
【解答】解：A、检验氧气是否收集满时，应将带火星的木条放在集气瓶口，不能伸入瓶中，故选项实验设计不能实现相应实验目的。
B、由于过氧化氢浓度不同，变量不唯一，不能比较二氧化锰和氧化铁的催化效果，故选项实验设计不能实现相应实验目的。
C、给病人输氧时a端连接氧气瓶，既能够湿润氧气，也能够观察氧气的输出速率，故选项实验设计不能实现相应实验目的。
D、先夹紧止水夹，向长颈漏斗中注水，直到长颈漏斗中的液面高于集气瓶中的液面，且两者液面差不再改变，证明该装置气密性良好，故选项实验设计能实现相应实验目的。
故选：D。
9．检验与鉴别、分离与提纯是认识和研究物质的常用方法。下列方案不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别羊毛和涤纶 取样，分别灼烧，闻气味
B 检验生石灰中是否含有熟石灰 取样加水溶解，滴加酚酞溶液，观察是否变红
C 除去CO中的二氧化碳气体 依次通过浓氢氧化钠溶液和浓硫酸的洗气瓶
D 分离NaCl和MnO2的固体混合物 加足量水充分溶解，过滤，将滤渣洗涤干燥，将滤液蒸发结晶
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】解：A、取样，分别灼烧，闻气味，产生烧焦羽毛的气味的是羊毛，产生特殊气味的是涤纶，现象不同，可以鉴别，故选项方案能达到实验目的。
B、取样加水溶解，生石灰和水反应生成氢氧化钙，滴加酚酞溶液，酚酞溶液变红色，由于有氢氧化钙生成，不能检验生石灰中是否含有熟石灰，故选项方案不能达到实验目的。
C、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，再通过浓硫酸进行干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项方案能达到实验目的。
D、NaCl易溶于水，MnO2难溶于水，加足量水充分溶解，过滤，将滤渣洗涤干燥，能分离出二氧化锰，将滤液蒸发结晶，能分离出氯化钠，故选项方案能达到实验目的。
故选：B。
10．某同学在假期做了下列四个家庭小实验。根据你的经验判断，小实验不能成功的是（　　）
A．用小木条比较蜡烛各层火焰的温度
B．用食盐水浸泡菜刀除去表面的锈斑
C．用食醋和小苏打制取二氧化碳
D．用花瓣制作指示剂，检验纯碱溶液的酸碱性
【答案】B
【解答】解：A．蜡烛火焰分为外焰、内焰和焰心，其中外焰温度最高，可以用小木条比较蜡烛各层火焰的温度，故A正确；
B．食盐水不能除去铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，食盐水不与氧化铁反应，因此用食盐水浸泡菜刀不能除去表面的锈斑，故B错误；
C．食醋中的醋酸可以和小苏打（碳酸氢钠）反应生成二氧化碳，因此可以用食醋和小苏打制取二氧化碳，故C正确；
D．花瓣中含有天然色素，可以作为指示剂，检验纯碱溶液的酸碱性，故D正确；
故选：B。
11．基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中不合理的是（　　）
选项 实验问题 实验方案
A 除去CaO中混有的少量CaCO3 高温煅烧
B 分离KCl和MnO2的混合物 溶解，过滤，洗涤、干燥；蒸发结晶
C 检验Na2CO3溶液中是否含有Na2SO4 取样，滴加BaCl2溶液再加稀硝酸，观察现象
D 测定西瓜汁的酸碱度 将pH试纸浸入西瓜汁中，再与标准比色卡比较
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解答】解：A、CaCO3固体高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项实验方案合理。
B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，溶解，过滤，洗涤、干燥，能分离出二氧化锰；蒸发结晶，能分离出氯化钾，故选项实验方案合理。
C、取样，滴加BaCl2溶液，Na2SO4、Na2CO3溶液均能与氯化钡溶液反应，分别生成碳酸钡沉淀和氯化钠、硫酸钡沉淀和氯化钠，再加稀硝酸，若沉淀部分溶解，说明Na2CO3溶液中含有Na2SO4，故选项实验方案合理。
D、用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，故选项实验方案不合理。
故选：D。
12．下列选用的除杂试剂和实验操作都正确的是（括号内为杂质）（　　）
物质 除杂试剂 操作方法
A．CO2（HCl） 氢氧化钠溶液 气体通过盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶
B.NaCl（Na2CO3） 氢氧化钙溶液 加入足量氢氧化钙溶液、过滤、蒸发、结晶
C．Cu（CuO） 氧气 通入足量氧气并加热、干燥
D．MnO2（NaCl） 水 加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解答】解：A、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。
B、Na2CO3能与足量氢氧化钙溶液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钠，不符合除杂原则，故选项错误。
C、Cu与氧气反应在加热条件下生成氧化铜，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项错误。
D、NaCl易溶于水，MnO2难溶于水，加入足量水溶解、过滤、洗涤、烘干，能分离出二氧化锰，符合除杂原则，故选项正确。
故选：D。
13．为比较铁和铜金属活动性强弱，某兴趣小组设计了如下实验方案，并将实验现象记录如下表，根据下表实验现象不能证明铁的金属活动性比铜强的方案是（　　）
选项 实验方案 实验现象
A 将铁片置于CuSO4溶液中 铁片上有亮红色物质析出
B 将铜片置于FeSO4溶液中 铜片上没有明显现象
C 将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中 铁片上产生气泡，铜片上不会产生气泡
D 将铁片和铜片分别置于AgNO3溶液中 铁片和铜片上均有银白色物质析出
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解答】解：A、将铁片置于CuSO4溶液中，铁片上有亮红色物质析出，说明了铁能将铜从其盐溶液中置换出来，能证明铁的金属活动性比铜强，故A不符合题意；
B、将铜片置于FeSO4溶液中，铜片上没有明显现象，说明了铜不能将铁从其盐溶液中置换出来，能证明铁的金属活动性比铜强，故B符合题意；
C、将铁片和铜片分别置于稀硫酸溶液中，铁片上产生气泡，铜片上不会产生气泡，能证明铁的金属活动性比铜强，故C符合题意；
D、将铁片和铜片分别置于AgNO3溶液中，铁片和铜片上均有银白色物质析出，说明了铁铜的金属活动性大于银，不能证明铁的金属活动性比铜强，故D符合题意。
故选：D。
14．下表是NaCl、KNO3在20℃和80℃温度时的溶解度。
温度/℃ 20 80
溶解度/g NaCl 36.0 38.4
KNO3 31.6 169
实验室有一包不纯的KNO3样品180g（含有少量NaCl），为提纯KNO3，同学们采用如图所示方案，实验结束后，同学们在所得固体中未检测出NaCl残留，则理论上（只考虑温度对溶解度大小的影响）原样品中硝酸钾的质量分数至少为（　　）
A．78.7% B．17.6% C．80% D．93.9%
【答案】C
【解答】解：实验室有一包不纯的KNO3样品180g（含有少量NaCl），为提纯KNO3，向烧杯中加入100g水，固体有剩余，加热至80℃，固体全部消失，降温至20℃时，有晶体析出，实验结束后，同学们在所得固体中未检测出NaCl残留，20℃时氯化钠的溶解度为36.0g，则样品中氯化钠的质量一定小于或等于36.0g；加热至80℃，若烧杯中的溶液是硝酸钾恰好饱和的溶液，此时原样品中硝酸钾的质量最多，样品中硝酸钾的质量分数最大。若形成的是20℃时氯化钠的饱和溶液，此时样品中氯化钠的质量最多，样品中硝酸钾的质量分数最小，则原样品中硝酸钾的质量分数至少为100%＝80%。
故选：C。
15．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CaCO3、NaOH、NH4NO3、CuSO4 分别取样，加水溶解，观察现象
B 分离KCl和MnO2固体混合物 加水溶解，过滤，洗涤和干燥
C 检验生石灰中是否含有熟石灰 取样加水溶解，滴加酚酞溶液，若变红说明含有熟石灰
D 除去氯化钠固体中少量的碳酸钠 加入过量稀盐酸，充分反应后
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解答】解：A、分别取样，加水溶解，难溶于水的是碳酸钙，溶于水温度升高的是氢氧化钠，溶于水温度降低的是硝酸铵，溶于水形成蓝色溶液的是硫酸铜，可以鉴别，故选项实验方案能达到实验目的。
B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，加水溶解，过滤，洗涤和干燥，能分离出二氧化锰，应再对滤液进行蒸发结晶分离出氯化钾，故选项实验方案不能达到实验目的。
C、取样加水溶解，生石灰和水反应生成氢氧化钙，取样加水溶解，滴加酚酞溶液，若变红，由于有氢氧化钙生成，不能说明含有熟石灰，故选项实验方案不能达到实验目的。
D、碳酸钠能与过量稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，能除去杂质但引入了新的杂质盐酸（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。
故选：A。
16．甲、乙、丙、丁四位同学学习了酸、碱、盐的化学性质分别设计了下列有关物质鉴别的方案，其中可行的是（　　）
甲：利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙：利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca（OH）2和稀盐酸三种溶液。
丙：利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁：不用其他任何试剂将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
A．甲和乙 B．丙和丁
C．甲、乙和丙 D．甲、乙、丙和丁
【答案】D
【解答】解：甲：无色酚酞遇碱性溶液变红色，遇中性和酸性溶液不变色，Na2CO3溶液呈碱性，能使无色酚酞变红，NaCl溶液呈中性、稀硫酸呈酸性，都不能使无色酚酞变色，先用无色酚酞鉴别出碳酸钠，再分别将另外两种溶液加入碳酸钠溶液中，有气泡产生的是稀硫酸，无明显现象的是氯化钠溶液，能利用酚酞试液和组内试剂鉴别Na2CO3、NaCl和稀硫酸三种溶液。
乙：二氧化碳和氢氧化钠反应无明显现象，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，有白色沉淀产生，二氧化碳和稀盐酸不反应，无明显现象，先用二氧化碳鉴别出氢氧化钙，再分别将另外两种溶液加入白色沉淀中，能使沉淀溶解的是稀盐酸，无明显现象的是氢氧化钠溶液，能利用CO2气体和组内试剂鉴别NaOH、Ca（OH）2和稀盐酸三种溶液。
丙：氢氧化钾和硫酸反应无明显现象，碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，有气泡产生，氯化钡和硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，有白色沉淀产生，能利用稀硫酸鉴别KOH、Na2CO3和BaCl2三种溶液。
丁：盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀，则两两混合，只有一种气体生成的是盐酸，只有一种沉淀生成的是氯化钙，既有气体又有沉淀生成的是碳酸钠，无明显现象的是氯化钠，不用其他任何试剂能将HCl、CaCl2、Na2CO3、NaCl四种溶液鉴别出来。
综上所述，正确的是甲、乙、丙丁；
故选：D。
17．小科发现菜刀长时间不用会生锈，金属在什么情况下容易被锈蚀？小科设计了如图所示实验，放置2～3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是（　　）
A．本实验的对照组是甲组
B．乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
C．铁钉在潮湿的空气中容易生锈
D．为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处
【答案】A
【解答】解：A、第一支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，第三支试管的铁钉能与氧气、水充分接触，放置2～3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了，对比甲、丙两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与水接触；对比乙、丙两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与水接触，本实验的对照组是丙，故选项说法错误。
B、乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气，故选项说法正确。
C、由A选项的分析，铁与氧气、水充分接触容易生锈，铁钉在潮湿的空气中容易生锈，故选项说法正确。
D、铁与氧气、水充分接触时容易生锈，为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处，故选项说法正确。
故选：A。
18．下列实验方案能达到目的的是（　　）
A．测定空气中氧气的体积分数
B．验证质量守恒定律
C．证明CO2能与水反应生成碳酸
D．探究温度对液体蒸发快慢的影响
【答案】D
【解答】解：A、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项实验方案不能达到目的。
B、稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体，反应过程中二氧化碳气体逸出，烧杯中的物质质量减少，导致天平不平衡，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项实验方案不能达到目的。
C、二氧化碳能溶于水，也能使软塑料瓶变瘪，会干扰实验，不能证明CO2能与水反应生成碳酸，故选项实验方案不能达到目的。
D、图中实验，除了温度不同外，其它条件均相同，可探究温度对液体蒸发快慢的影响，故选项实验方案能达到目的。
故选：D。
19．根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是（　　）
A．甲：收集氢气并验满
B．乙：产生氧气
C．丙：测定空气中氧气的体积分数
D．丁：探究可燃物燃烧的部分条件
【答案】D
【解答】解：A．氢气密度比空气小，应该使用向下排空气法收集，且验满时应该使用肥皂泡等方法，而不是带火星的木条，故A错误；
B．氯化钾和二氧化锰在加热条件下不会产生氧气，故B错误；
C．木炭燃烧生成二氧化碳，瓶内气压变化不大，不能测定氧气的体积分数，故C错误；
D．火柴头与氧气接触，温度达到着火点，燃烧，火柴梗与氧气接触，温度未达到着火点，不燃烧，可以探究可燃物燃烧的条件，故D正确；
故选：D。
20．下列实验方案不能达到目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别酒精和水 扇闻法闻气味
B 分离铁粉和铜粉的混合物 利用磁铁吸引、分离
C 除去CO2气体中的CO 将混合气体通过灼热的炭粉
D 比较镁、铁、银的金属活动性 取样，加入等质量、同浓度的稀硫酸
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【解答】解：A、酒精具有特殊气味，水没有气味，可以鉴别，故A正确；
B、磁铁能够吸引铁粉，从而能够分离铁粉和铜粉，故B正确；
C、二氧化碳与灼热的炭粉反应生成一氧化碳，除去了主要物质，故C错误；
D、取样，加入等质量、同浓度的稀硫酸，反应最剧烈的是镁，反应较为缓慢的是铁，不反应的是银，故可以比较镁、铁、银的金属活动性，故D正确。
故选：C。
21．下列设计的实验方案的达到实验目的的是（　　）
A．同种物质在不同溶剂中的溶解性
B．测定空气中氧气的体积分数
C．不同催化剂对H2O2分解速率的影响
D．可燃物燃烧需要温度达到着火点
【答案】D
【解答】解：A、图中实验，温度不同，变量不唯一，不能探究同种物质在不同溶剂中的溶解性，故选项实验方案不能达到实验目的。
B、木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体，虽除去了氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项实验方案不能达到实验目的。
C、图中实验，过氧化氢溶液的浓度不同，变量不唯一，不能探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响，故选项实验方案不能达到实验目的。
D、图中实验，火柴头先燃烧，说明可燃物燃烧需要温度达到着火点，故选项实验方案能达到实验目的。
故选：D。
22．下列实验，不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生化学反应的是（　　）
A．向滴有酚酞溶液的稀盐酸中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液
B．向滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液中，逐滴加入足量的稀盐酸
C．取稀氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的溶液，蒸干得到白色固体
D．向稀氢氧化钠溶液中逐滴加入足量的稀盐酸，并不断测定混合溶液的pH
【答案】C
【解答】解：A、向滴有酚酞溶液的稀盐酸中，逐滴加入稀氢氧化钠溶液，一开始显无色，说明滴加的氢氧化钠和稀盐酸发生了化学反应，故选项错误。
B、滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液显红色，无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色，遇碱性溶液变红，逐滴滴入稀盐酸，至恰好完全反应，溶液显中性，溶液由红色变为无色，证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应，故选项错误。
C、取稀氢氧化钠溶液和稀盐酸混合后的溶液，蒸干得到白色固体，不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生化学反应，稀氢氧化钠溶液蒸干也会得到白色固体，故选项正确。
D、向稀氢氧化钠溶液中逐滴加入足量的稀盐酸，并不断测定混合溶液的pH，溶液的pH由大于7逐渐减小，说明氢氧化钠和稀盐酸发生了化学反应，故选项错误。
故选：C。
23．小宁对稀硫酸的化学性质进行探究，发现滴入盛有NaOH溶液的试管中无明显现象，要证明该试管中已发生了化学反应，以下方案不可行的是（　　）
A．滴入酚酞溶液无明显现象
B．测得试管中溶液的pH小于7
C．滴入Ba（NO3）2溶液有白色沉淀出现
D．滴入MgCl2溶液无白色沉淀出现
【答案】C
【解答】解：A、滴入酚酞溶液无明显现象，说明氢氧化钠消失，即氢氧化钠和稀硫酸发生了反应，故选项不正确。
B、测得试管中溶液的pH小于7，说明溶液显酸性，进一步说明氢氧化钠消失，即氢氧化钠和稀硫酸发生了反应，故选项不正确。
C、稀硫酸和硫酸钠都能和硝酸钡反应生成白色沉淀，不能说明氢氧化钠能否与稀硫酸反应，故选项正确。
D、滴入MgCl2溶液无白色沉淀出现，说明氢氧化钠消失，即氢氧化钠和稀硫酸发生了反应，故选项不正确。
故选：C。
24．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
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【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。
25．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
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【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。
26．下列实验方案设计合理的是（　　）
A．粗盐（只含泥沙）提纯：溶解→过滤→蒸发
B．除去KNO3溶液中混有的少量NaCl，蒸发结晶后，洗涤干燥
C．区分稀盐酸和氯化钠溶液：用硝酸银溶液
D．制备氢氧化铜：将氧化铜和水混合
【答案】A
【解答】解：A、氯化钠易溶于水，泥沙难溶于水，通过溶解（把不溶物与氯化钠初步分离）、过滤（把不溶物彻底除去）、蒸发（氯化钠从溶液中分离出来）能进行提纯，故选项实验方案设计合理。
B、KNO3和NaCl的溶解度受温度的影响不同，硝酸钾的溶解度受温度的影响变化较大，而氯化钠的溶解度受温度的影响变化较小，可采取加热水溶解配成饱和溶液、冷却热饱和溶液使KNO3先结晶出来、再过滤的方法，故选项实验方案设计不合理。
C、稀盐酸和氯化钠溶液均能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，不能鉴别，故选项实验方案设计不合理。
D、氧化铜不能与水反应，将氧化铜和水混合，不能用于制备氢氧化铜，故选项实验方案设计不合理。
故选：A。
27．下列实验目的与实验方案合理的是（　　）
选项 A B C D
实验目的 测定空气中O2的含量 测量溶液pH 连接仪器 熄灭酒精灯
实验方案
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【解答】解：A、红磷燃烧消耗集气瓶中的氧气，导致集气瓶中气压减小，在外界大气压的作用下，烧杯中的水进入集气瓶中，进入集气瓶中水的体积即为空气中氧气的体积，进一步可以确定空气中氧气的含量，故选项实验方案合理。
B、用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，故选项实验方案不合理。
C、把橡皮塞慢慢转动着塞进试管口，切不可把试管放在桌上再使劲塞进塞子，以免压破试管，手不能放在导管上，故选项实验方案不合理。
D、使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”，熄灭酒精灯时，不能用嘴吹灭酒精灯，应用灯帽盖灭，故选项实验方案不合理。
故选：A。
28．下列实验设计能达到实验目的的是（　　）
A．探究铁锈蚀的条件
B．验证质量守恒定律
C．证明二氧化碳能与水反应
D．测定空气中氧气的体积分数
【答案】B
【解答】解：A、左侧试管中的铁钉只与干燥的空气接触，右侧试管中的铁钉只与水接触，一段时间后，两支试管中的铁钉都不发生锈蚀，不能探究铁锈蚀的条件，故选项不正确。
B、碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，有新物质生成，发生了化学变化，且反应在密闭装置中进行，反应前后左侧装置中的物质的质量保持不变，即该实验能够验证质量守恒定律，故选项正确。
C、盛有二氧化碳的软塑料瓶中加入少量的水，旋紧瓶盖，振荡，软塑料瓶变瘪，瓶中二氧化碳减少，可能是二氧化碳溶于水所致，不能证明二氧化碳能与水反应，故选项不正确。
D、木炭与空气中的氧气发生燃烧生成二氧化碳气体，反应前后装置中的气体的体积变化不明显，不能测定空气中氧气的体积分数，故选项不正确。
故答案为：B。
29．下列实验方案能达到相应实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 比较Mg与Al的金属活动性 在氧气中点燃后观察燃烧剧烈程度
B 测定空气中的O2含量 用铁丝代替红磷做实验
C 证明CO2能与水反应 将CO2通入滴有无色酚酞试液的水中
D 除去氧气中混有的少量水蒸气 将气体通过盛有足量浓硫酸的洗气瓶
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解答】解：A、镁和铝燃烧都很剧烈，不容易区分两种物质，该选项不正确。
B、铁在空气中不能燃烧，不能测定氧气含量，该选项不正确。
C、二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸不能使酚酞变色，该选项不正确。
D、浓硫酸能够吸收水蒸气，该选项正确。
故选：D。
30．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
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
【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。
31．下列实验方案能达到相应实验目的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 除去NaOH溶液中少量的Na2CO3 加入适量的CaCl2溶液
B 测定空气中O2的体积分数 用铁丝代替红磷做实验
C 检验溶液中是否含有 加入BaCl2和过量HNO3
D 鉴别羊毛和棉花 点燃后闻气味
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【解答】解：A、Na2CO3能与适量的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，不符合除杂原则，故选项实验方案不能达到相应实验目的。
B、铁丝在空气中不能燃烧，不能用来测定空气中氧气含量，故选项实验方案不能达到相应实验目的。
C、加入BaCl2和过量HNO3，产生白色沉淀，不能检验溶液中是否含有，也可能是硝酸银溶液，故选项实验方案不能达到相应实验目的。
D、点燃后闻气味，产生烧焦羽毛气味的是羊毛，产生烧纸气味的是棉花，可以鉴别，故选项实验方案能达到相应实验目的。
故选：D。
32．下列实验操作正确且根据现象能得出正确结论的是（　　）
A．拧紧瓶盖振荡发现塑料瓶变瘪，说明二氧化碳能与水反应
B．白磷能燃烧，红磷不能燃烧，说明燃烧时可燃物的温度要达到着火点
C．操作观察pH试纸变蓝，说明NaOH溶液显碱性
D．小烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛中含有氧元素
【答案】B
【解答】解：A、二氧化碳能够溶于水，也能使塑料瓶变瘪，该选项不正确。
B、白磷能燃烧，红磷不能燃烧，说明燃烧时可燃物的温度要达到着火点，该选项正确。
C、不能把pH试纸直接浸入氢氧化钠溶液中，该选项不正确。
D、小烧杯内壁有水珠生成，说明蜡烛中含有氢元素，该选项不正确。
故选：B。
33．下列实验方案不能达到实验目的的是（　　）
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别浓盐酸和浓硫酸 闻气味
B 实验室制CO2 用石灰石和稀硫酸反应
C 除去NaCl溶液中的少量MgCl2 加入适量的NaOH溶液，过滤
D 探究水的组成 检验水电解后产生的气体
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【解答】解：A、闻气味，有刺激性气味的是浓盐酸，没有气味的是浓硫酸，可以鉴别，故选项实验方案能达到实验目的。
B、石灰石与稀硫酸反应，生成微溶于水的硫酸钙，硫酸钙覆盖在石灰石表面，阻止反应进一步进行，故选项实验方案不能达到实验目的。
C、MgCl2能与适量的NaOH溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，再过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项实验方案能达到实验目的。
D、检验水电解后产生的气体，生成物是氢气和氧气，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项实验方案能达到实验目的。
故选：B。
34．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
A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【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。
▉二．填空题（共1小题）
35．血液是反映人体健康状况的“晴雨表”，对血液成分分析，可以了解身体的许多生理状况。我们可以利用显微镜和血球计数板进行血细胞数量的测定。
（1）血球计数板是一种特殊的载玻片，内有刻度线和凹槽，部分放大如图所示。计数时一般对1、2、3、4、5区域分别数出细胞数，然后再取平均值，这样做的目的是 　减小误差　 。
（2）对区域5的细胞完成计数后想要对区域1进行计数，应将装片向 　左上　 方移动。
（3）计数之前要给血液加入稀释液，不同的稀释液有不同的功能。如果某稀释液能溶解所有的无核细胞，那么加入这种稀释液是为了给 　白细胞　 进行计数。
【答案】（1）减小误差。
（2）左上。
（3）白细胞。
【解答】解：（1）为了减小误差，使实验结论更有说服力，计数时一般对1、2、3、4、5区域分别数出细胞数，然后再取平均值。
（2）显微镜成倒立的像，物像的移动方向和装片的移动方向相反。区域1位于视野的左上方，应将装片向左上方移动。
（3）血细胞包括红细胞、白细胞和血小板，其中只有白细胞有细胞核。如果某稀释液能溶解所有的无核细胞，那么加入这种稀释液是为了给白细胞进行计数。
故答案为：（1）减小误差。
（2）左上。
（3）白细胞。
▉三．实验探究题（共24小题）
36．图甲为溶液物质检验、分离提纯、溶质成分推断等方面问题解决的思维路径，请回答下列问题。
（1）图乙中滴加紫色石蕊试液，属于“思维路径”中的 　②　 （填序号）。观察到溶液变红，小阳猜测可能为盐酸，为进一步检验溶液中是否存在氯离子，则图乙中滴加的Y试剂是 　硝酸银溶液　 。
（2）小阳设计了以下实验来检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠。
实验步骤 实验现象 实验结论
步骤1：取少量待检溶液于试管中，加足量稀盐酸 　有气泡产生　 碳酸钠溶液中混有硫酸钠
步骤2：继续向其中加入氯化钡溶液 产生白色沉淀
①表中的实验现象是：　有气泡产生　 。
②步骤1中加入足量盐酸的目的是：　除尽碳酸钠，防止对硫酸钠检验的干扰　 。
【答案】（1）②；硝酸银溶液；
（2）①有气泡产生；
②除尽碳酸钠，防止对硫酸钠检验的干扰。
【解答】解：（1）紫色石蕊试液是一种酸碱指示剂，可检验溶液的酸碱性，所以图乙中滴加紫色石蕊试液，属于“思维路径”中的酸碱性测试，故选②。观察到溶液变红，小阳猜测可能为盐酸，氯离子可与银离子结合生成氯化银白色沉淀，为进一步检验溶液中是否存在氯离子，则图乙中滴加的Y试剂是硝酸银溶液；故答案为：②；硝酸银溶液；
（2）①步骤1：取少量待检溶液于试管中，加足量稀盐酸，是除去碳酸钠，防止对硫酸钠检验的干扰，稀盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、水、二氧化碳，所以实验现象是有气泡产生；故答案为：有气泡产生；
②步骤1中加入足量盐酸的目的是：除尽碳酸钠，防止对硫酸钠检验的干扰；故答案为：除尽碳酸钠，防止对硫酸钠检验的干扰。
37．通过观察和实验等方法获取证据是科学探究的重要环节。向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，无明显现象，为了现象可视化，组内两位同学分别从反应物的消失和生成物产生的角度获取反应发生的证据：
（1）【颜色观察】小科同学向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中，逐滴滴加稀盐酸至足量（如图），出现 　红色消失　 现象，可证明氢氧化钠和盐酸反应了。
（2）【检验产物】
方法1：小金同学将氢氧化钠溶液和盐酸混合，然后检验了混合后的Na+和Cl﹣，他据此判断出氢氧化钠和盐酸反应生成了NaCl。请你对小金的结论作出评价：　不正确，氢氧化钠与稀盐酸不发生反应，溶液中也存在Na+和Cl﹣ 。
方法2：如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验，其中硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应，你预测甲、乙、丙三个试管中的实验现象依次是 　试管甲和乙中硅胶没有颜色变化，试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色　 。
（3）老师提醒同学们，氢氧化钠固体有腐蚀性、易潮解等性质，做实验时务必规范操作。请写并出在使用氢氧化钠固体时的注意事项：　要戴好橡胶手套，护目镜等　 （任写一项）。
【答案】（1）红色消失；
（2）方法1：不正确，氢氧化钠与稀盐酸不发生反应，溶液中也存在Na+和Cl﹣；
方法2：试管甲和乙中硅胶没有颜色变化，试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色；
（3）要戴好橡胶手套，护目镜等。
【解答】解：（1）氢氧化钠溶液呈碱性，使酚酞变红，向滴有酚酞溶液的氢氧化钠溶液中，加入足量稀盐酸，溶液由红色变无色，证明氢氧化钠与稀盐酸发生反应，因为氢氧化钠与稀盐酸发生
反应生成氯化钠和水，反应后溶液呈中性或酸性，不能使酚酞变色。故答案为：红色消失；
（2）方法1：小金的结论不正确，因为氢氧化钠与稀盐酸不发生反应，溶液中也存在Na+和Cl﹣，故答案为：不正确，氢氧化钠与稀盐酸不发生反应，溶液中也存在Na+和Cl﹣；
方法2：醋酸与氢氧化钠能反应生成盐和水，而硅胶吸水后会由蓝溶色变为红色，因此甲、乙、丙三个试管中的实验现象是：试管甲和乙中硅胶没有颜色变化，试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色；故答案为：试管甲和乙中硅胶没有颜色变化，试管丙中硅胶由蓝溶色变为红色；
（3）氢氧化钠固体具有腐蚀性、易潮解等性质，所以使用氢氧化钠固体时要戴好橡胶手套，护目镜等。故答案为：要戴好橡胶手套，护目镜等。
38．含镁3%～5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数，取质量为m的镁铝合金进行实验。
【查阅资料】已知铝能与NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）和H2，化学方程式：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑；镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠（NaAlO2）和H2O，化学方程式为：Al（OH）3+NaOH═NaAlO2+2H2O；氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1：镁铝合金与过量盐酸反应，测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2：镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余固体的质量m1。
方案3：镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量m2。
方案4：将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热，充分反应后冷却，称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程，并回答下列问题。
（1）研究小组利用如图所示实验装置，按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时，俯视读数，则所测得的镁的质量分数会　偏小　 （选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。
（2）根据方案2的数据，所测得的镁的质量分数为　　 。
（3）方案3中过滤操作得到的沉淀是　氢氧化镁或Mg（OH）2 。
（4）方案4中将合金块研磨成粉末的目的是　增大反应接触面积，使反应更充分　 。
【答案】（1）偏小；
（2）；
（3）氢氧化镁或Mg（OH）2；
（4）增大反应接触面积，使反应更充分。
【解答】解：（1）根据实验可知，量筒中水体积等于生成的氢气体积，读取量筒中水的体积时，俯视读数，读数偏大，测得的气体体积 V 偏大，测得的氢气质量偏大；
设：测得的氢气质量为M；镁铝合金中镁的质量为x，产生的氢气a，铝的质量为（m﹣x），铝产生的氢气质量为b，则有：
Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑
24 2
x a
2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑
54 6
m﹣x b
x＝4m﹣36M
当M偏大时，x 偏小，则计算的镁质量分数偏小；故答案为：偏小；
（2）方案 2 中镁铝合金与过量的NaOH溶液充分反应，铝与NaOH溶液反应，而镁不反应，过滤、洗涤、干燥后剩余固体为镁，其质量为m1；则所测得的镁的质量分数为；故答案为：）；
（3）镁铝合金与过量盐酸反应，生成MgCl2和AlCl3，化学方程式分别为Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑，2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑；再加入过量NaOH溶液，MgCl2与NaOH反应生成Mg（OH）2沉淀和氯化钠；AlCl3与过量NaOH溶液反应先生成Al（OH）3沉淀，Al（OH）3又会与NaOH继续反应生成易溶于水的NaAlO2和H2O，所以过滤操作得到的沉淀是Mg（OH）2；故答案为：氢氧化镁或Mg（OH）2；
（4）方案 4 中将合金块研磨成粉末，能增大合金与氧气的接触面积，使合金在氧气流中加热时反应更充分，确保合金中的镁和铝都能完全与氧气反应，从而准确测量反应后固体的质量m3，以便更准确地计算合金中镁的质量分数；故答案为：增大反应接触面积，使反应更充分。
39．某化学兴趣小组用实验室常用试剂（或溶液）对“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”进行探究，该小组设计了如下两种不同方案：
【方案一】某同学先向试管中加入2mLKOH溶液，再滴入几滴酚酞溶液，溶液变红，然后慢慢滴入稀硫酸，边滴边振荡，直至溶液恰好变为无色。
【方案二】
实验步骤 实验现象 结论
取2mLKOH溶液于试管中，滴入一定量的稀硫酸，振荡后加入镁条 ？ 稀硫酸过量
若没有明显现象 KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应
请回答：
（1）方案一中，“边滴边振荡”的原因是　使两种物质充分反应　 。
（2）请补充方案二中“？”处的实验现象：　有气泡产生　 。
（3）方案二中的第二个实验现象，不能证明KOH溶液跟稀硫酸恰好完全反应，其原因是　氢氧化钾过量时，也没有明显现象　 。
（4）除以上方案外，下列物质单独使用，也可以证明“KOH溶液与稀硫酸是否恰好完全反应”　AD　 （填序号）。
A．pH试纸
B．铁丝
C．氧化铜
D．紫色石蕊溶液
【答案】（1）使两种物质充分反应；
（2）有气泡产生；
（3）氢氧化钾过量时，也没有明显现象；
（4）AD。
【解答】解：（1）氢氧化钾和稀硫酸反应边滴边振荡的原因是使两种物质充分反应。故答案为：使两种物质充分反应；
（2）稀硫酸过量时，加入镁条，镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，实验现象是有气泡产生。故答案为：有气泡产生；
（3）氢氧化钾过量时，也没有明显现象；所以方案二不能证明KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应。故答案为：氢氧化钾过量时，也没有明显现象；
（4）KOH溶液与稀硫酸恰好完全反应时，溶液中只有硫酸钾；
A、用pH试纸测得溶液pH＝7可以得出恰好完全反应，故正确；
B、加入铁丝不能证明恰好完全反应，因为氢氧化钾过量和恰好完全反应，都无现象，故错误；
C、加入氧化铜不能证明恰好完全反应，因为氢氧化钾过量和恰好完全反应，氧化铜都不溶解，故错误；
D、加入紫色石蕊溶液，当恰好完全反应时，溶液呈紫色，故正确；
故选：AD。
40．在学习了二氧化碳的制取之后，学校开展项目化活动“制作简易灭火器”，同时针对该项目设计了评价表。
“自制灭火器”评价表（节选）
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 能连续产生气体 能产生少量气体 不能产生气体
指标二 既能控制反应是否进行又能控制反应速度 能控制反应是否进行但不能控制反应速度 不能控制反应是否进行
小科利用饮料瓶、漏斗、铜丝、10g大理石碎片、10%稀硫酸等材料制作了图甲装置。
①查阅资料发现：硫酸钙微溶于水。根据评价表，该装置指标一被评为 　合格　 。
②某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是否可行，请说明理由 　铁丝能与稀硫酸反应生成氢气，使收集到的二氧化碳不纯　 。
③小科换用稀盐酸进行实验最终制得二氧化碳3.3克，求大理石中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）
④为了使装置甲指标二达到“优秀”，图乙中设计思路可以借鉴组有 　①、②和③　 。（可多选）
【答案】（1）合格；
（2）铁丝能与稀硫酸反应生成氢气，使收集到的二氧化碳不纯；
（3）75%；
（4）①、②和③。
【解答】解：（1）查阅资料发现：硫酸钙微溶于水。根据评价表，该装置指标一被评为合格，因为硫酸钙微溶于水，能产生少量气体。
（2）某次实验室铜丝丢失。于是小科找来了一根铁丝作为替代。他的做法是不可行，因为铁丝能与稀硫酸反应生成氢气，使收集到的二氧化碳不纯。
（3）设大理石中碳酸钙的质量分数为x。
CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
10g×x 3.3g
x＝75%
答：大理石中碳酸钙的质量分数为75%。
（4）为了使装置甲指标二达到“优秀”，需要同时具备控制反应是否进行和控制反应速度的功能。因此，可以借鉴装置①、②和③的设计思路，例如使用注射器或分液漏斗来控制液体的滴加速率，同时结合多孔塑料板和弹簧夹的设计，实现反应的随时停止和开始。因此，可以借鉴的设计思路为：①、②和③。
故答案为：
（1）合格；
（2）铁丝能与稀硫酸反应生成氢气，使收集到的二氧化碳不纯；
（3）75%；
（4）①、②和③。
41．某金属加工厂需处理一批含铝、铁、铜的金属废料，并解决废液酸性超标的问题。科学兴趣小组参与工艺优化，开展以下探究：
探究一：金属废料的酸溶处理
编号 甲 乙 丙
操作
现象 无明显现象 铁丝表面有少量气泡产生且反应缓慢 　铝丝表面有大量气泡产生且反应较快　
（1）若依据实验可判断出金属活动性顺序为：铝＞铁＞铜，则可推测出铝、铁与酸反应时，反应更剧烈的是 　铝　 。
（2）进行丙组的实验时，发现试管外壁发烫，且生成氢气的速率先变快后变慢，如图丁。请分析0～t1阶段反应速率加快的原因：　该反应放热，温度升高加快反应速率　 。
探究二：废液的中和处理
废液中含过量盐酸需中和处理，小组向废液中加入一定量NaOH溶液后无明显现象。为验证盐酸是否已除尽，进行如下实验：
方案 实验操作 实验现象 实验结论
A 取反应后的溶液少许，滴加无色酚酞试液 溶液不变红 盐酸有剩余
B 取反应后的溶液少许，滴加AgNO3溶液 产生白色沉淀 盐酸有剩余
C 取反应后的溶液少许，插入铁丝 产生气泡 盐酸有剩余
（3）C方案中发生的化学反应方程式为 　Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑　 。
（4）以上三个方案合理的是 　C　 （填写序母）。
【答案】铝丝表面有大量气泡产生且反应较快；
（1）铝；
（2）该反应放热，温度升高加快反应速率；
（3）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（4）C。
【解答】解：在金属活动性顺序中，金属活动性越强，与酸反应越剧烈。已知金属活动性顺序为铝＞铁＞铜，所以铝、铁与酸反应时，反应更剧烈的是铝。现象为：铝丝表面有大量气泡产生且反应较快；故答案为：铝丝表面有大量气泡产生且反应较快；
（1）铝、铁与酸反应时，反应更剧烈的是铝。故答案为：铝；
（2）丙组实验是铝与酸反应，该反应是放热反应。在0～t1阶段，温度升高，因为温度升高会加快化学反应速率，所以此阶段反应速率加快。故答案为：该反应放热，温度升高加快反应速率；
（3）C方案中，若盐酸有剩余，插入铁丝后，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学反应方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑。故答案为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；
（4）A方案中，滴加无色酚酞试液，溶液不变红，只能说明溶液不显碱性，但不能确定盐酸一定有剩余，因为恰好完全反应时溶液也不显碱性；B方案中，滴加溶液产生白色沉淀，不能说明盐酸有剩余，因为生成的氯化钠也会与硝酸银反应生成白色沉淀；C方案中，插入铁丝产生气泡，说明溶液中有盐酸，因为铁能与盐酸反应产生氢气，所以合理的是C。故答案为：C。
42．某校科学研究小组同学在进行“自制简易自灭火器”活动时，提出疑问：碳酸钠、碳酸氢钠与盐酸反应，哪一个反应速度更快，更适合灭火？
【作出假设】可能碳酸氢钠与盐酸反应速度更快，更适合灭火。
【设计与实验】小组同学利用相同的试管和相同的注射器设计如图甲所示的实验装置，两支试管用铁夹固定在一起，分别装有质量相同的固体碳酸钠和碳酸氢钠。实验时，用两只拇指同步向下按压注射器栓柄，使活塞同速向下移动，将注射器内的稀盐酸注入到试管内。
（1）实验中，除了需控制上述提到的变量相等外，还需要控制相等的变量有 　盐酸的浓度或盐酸的体积（答案不唯一）　 （写出其中一个）。
（2）本实验比较两个反应速度大小的方法是：　比较相同时间内两个气球膨胀的大小　 。
（3）充分反应后，两个气球体积不再变化，小组同学观察到如图乙所示现象，于是得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。你是否认同这一结论并说明理由：　不认同，因为最终气球体积大只能说明产生二氧化碳总量多，不能说明产生二氧化碳较快，应比较相同时间内产生二氧化碳的量　 。
（4）实际操作时，用两只拇指按压注射器栓柄，很难做到同步，可采用更合理的方法是 　将注射器固定在一个装置上，通过一个可同步操作的机械结构（如一个带有横杆的支架，横杆两端分别连接两个注射器的栓柄，推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄）来推动注射器（或设计一个联动装置，使两个注射器的栓柄能同时被推动，保证注入盐酸的同步性）　 （用文字描述或用画图形式并搭配简要文字说明）。
【答案】（1）盐酸的浓度或盐酸的体积（答案不唯一）；
（2）比较相同时间内两个气球膨胀的大小；
（3）不认同，因为最终气球体积大只能说明产生二氧化碳总量多，不能说明产生二氧化碳较快，应比较相同时间内产生二氧化碳的量；
（4）将注射器固定在一个装置上，通过一个可同步操作的机械结构（如一个带有横杆的支架，横杆两端分别连接两个注射器的栓柄，推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄）来推动注射器（或设计一个联动装置，使两个注射器的栓柄能同时被推动，保证注入盐酸的同步性）。
【解答】解：（1）在探究碳酸钠和碳酸氢钠与盐酸反应速率的实验中，除了保证试管、注射器相同，碳酸钠和碳酸氢钠质量相同外，还需要控制盐酸的浓度、体积等变量相等。因为盐酸的浓度和体积会影响反应物之间的接触面积和反应物的量，从而影响反应速率。如果不控制这些变量，就无法确定是碳酸钠和碳酸氢钠本身的性质导致反应速率不同，还是盐酸的因素导致的。故答案为：盐酸的浓度或盐酸的体积（答案不唯一）。
（2）本实验比较两个反应速度大小的方法是：比较相同时间内两个气球膨胀的大小。因为反应速率越快，单位时间内产生的二氧化碳气体就越多，气球膨胀得就越大。通过观察相同时间内气球膨胀的程度，就可以直观地比较出两个反应的速率大小。故答案为：比较相同时间内两个气球膨胀的大小；
（3）不认同这一结论。虽然最终看到碳酸氢钠反应对应的气球体积更大，但这只能说明碳酸氢钠与盐酸反应产生的二氧化碳的总量更多，而不能说明反应产生二氧化碳较快。要比较反应产生二氧化碳的快慢，应该比较相同时间内产生二氧化碳的量，而不是最终产生二氧化碳的总量。故答案为：不认同，因为最终气球体积大只能说明产生二氧化碳总量多，不能说明产生二氧化碳较快，应比较相同时间内产生二氧化碳的量；
（4）实际操作时，用两只拇指按压注射器栓柄很难做到同步，可采用更合理的方法是：将注射器固定在一个装置上，通过一个可同步操作的机械结构（如一个带有横杆的支架，横杆两端分别连接两个注射器的栓柄，推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄）来推动注射器，这样就能保证同时将盐酸注入两支试管中。（也可以用文字描述为：设计一个联动装置，使两个注射器的栓柄能同时被推动，保证注入盐酸的同步性）。故答案为：将注射器固定在一个装置上，通过一个可同步操作的机械结构（如一个带有横杆的支架，横杆两端分别连接两个注射器的栓柄，推动横杆时可同步推动两个注射器的栓柄）来推动注射器（或设计一个联动装置，使两个注射器的栓柄能同时被推动，保证注入盐酸的同步性）。
43．学会概念创设，有助于思维模型的建构。小科创设了独立现象、共同现象的概念，在物质推断、鉴别中，建构了如图思维模型，应用到暖宝宝中铁粉物质的检验。小科为鉴别暖宝宝中的黑色固体是铁粉，设计了下表中3个实验。请回答：
序号 实验内容 现象 结论
① 用磁铁吸引暖宝宝内固体粉末 黑色固体被吸引 固体粉末中有铁粉
② 取适量分离出来的黑色固体于试管中，加入足量稀盐酸 　有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色　
③ 取适量分离出来的黑色固体于试管中，加入足量硫酸铜溶液 试管内出现红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色
（1）为鉴别气体中是否含有H2或CO，将混合气体通过灼热的CuO，观察到黑色粉末变红色，这一实验现象属于思维模型中的　共同　 现象。
（2）若实验②中黑色固体是铁粉，则观察到的现象是　有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色　 。
（3）根据实验③的现象，能否得出存在铁的可靠结论？判断并说明理由　能，因为铁能与硫酸铜反应生成红色的铜和浅绿色的硫酸亚铁溶液，其他常见黑色固体一般不与硫酸铜溶液发生此反应　 。
（4）请你再设计一个能证明固体粉末中有铁粉的方法，具体操作及现象是　将盛有少量黑色粉末的燃烧匙，加热后，伸入盛有氧气的集气瓶中，若黑色粉末燃烧，火星四射，证明固体粉末中有铁粉（答案不唯一）　 。
【答案】（1）共同；
（2）有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色；
（3）能，因为铁能与硫酸铜反应生成红色的铜和浅绿色的硫酸亚铁溶液，其他常见黑色固体一般不与硫酸铜溶液发生此反应；
（4）将盛有少量黑色粉末的燃烧匙，加热后，伸入盛有氧气的集气瓶中，若黑色粉末燃烧，火星四射，证明固体粉末中有铁粉（答案不唯一）。
【解答】解：（1）H2和CO都能使灼热的CuO黑色粉末变为红色，这是H2和CO与CuO反应的共同现象，所以这一实验现象属于思维模型中的共同现象；
（2）铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁溶液呈浅绿色，所以若黑色固体含有铁粉，会观察到有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色；
（3）因为铁能与硫酸铜发生置换反应，生成红色的铜和浅绿色的硫酸亚铁溶液，而其他常见的黑色固体（如碳粉、氧化铜等）不能与硫酸铜溶液发生这样的反应，所以根据实验③的现象能得出存在铁的可靠结论；
（4）铁粉能在氧气中燃烧，具体操作及现象是：将盛有少量黑色粉末的燃烧匙，加热后，伸入盛有氧气的集气瓶中，若黑色粉末燃烧，火星四射，证明固体粉末中有铁粉。
故答案为：（1）共同；
（2）有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色；
（3）能，因为铁能与硫酸铜反应生成红色的铜和浅绿色的硫酸亚铁溶液，其他常见黑色固体一般不与硫酸铜溶液发生此反应；
（4）将盛有少量黑色粉末的燃烧匙，加热后，伸入盛有氧气的集气瓶中，若黑色粉末燃烧，火星四射，证明固体粉末中有铁粉（答案不唯一）。
44．随着全球“双碳”目标的提出，氨作为氢的酸体，越来越引起重视，氨气正在由肥料走向燃料。随着科技的不断发展，氨燃料有望在航海、航空和燃料电池等方面广泛应用。
Ⅰ.氨气、氢气都属于清洁能源，其性质对比参数如表：
说明：爆炸限值是指可燃物质（如可燃气体、蒸气或粉尘）与空气（或氧气）混合后，在特定浓度范围为遇火源能够发生爆炸的浓度范围。
性质参数 氢气 氨气
颜色、气味 无色、无味 无色、刺激性
沸点/C ﹣251.77 ﹣33.34
爆炸限值/% 4～75 15～28
水中溶解度 难溶于水 极易溶于水
（1）对比参数分析，你认为氨气替代氢气成为理想燃料的理由有 　氨气有刺激性气味，泄漏后宜于发现，氨气的爆炸限值范围值较小，比较安全，氨气极易溶于水，便于泄漏时处理等　 。
（2）在氨气中添加适量的氢气，进行混合燃烧，科学研究不同当量比下的氮气/氢气/空气的带烧速度（如图1）：
【资料卡片】当量比是燃料完全燃烧理论所需要的空气量与实际供给的空气量之比。
分析图中数据，当“当量比”在 　C　 （填字母）范围内，且x（NH3）＝ 　40%　 时，燃料燃烧速度最快。
A.0.6～0.8
B.0.8 1.0
C.1.1～1.2
D．1.3～1.4
Ⅱ.探究制备氮燃料的方法。
【方案1】利用碳酸氢铵制备氨气。
【方案2】利用铵盐溶液和碱溶液混合加热制备氨气。
（3）经分析，方案1不合理，理由是 　碳酸氢铵分解生成氨气和二氧化碳，得到的氨气不纯净　 ；
（4）经讨论改用铵盐固体和碱固体混合物来提高氨气产量（如图2），出现 　蘸有酚酞试液的棉花变红　 现象，证明氨气收集满了。
【答案】（1）氨气有刺激性气味，泄漏后宜于发现，氨气的爆炸限值范围值较小，比较安全，氨气极易溶于水，便于泄漏时处理等；
（2）C；40%；
（3）碳酸氢铵分解生成氨气和二氧化碳，得到的氨气不纯净；
（4）蘸有酚酞试液的棉花变红。
【解答】解：（1）由表格可知，氨气替代氢气成为理想燃料的理由有氨气有刺激性气味，泄漏后宜于发现，氨气的爆炸限值范围值较小，比较安全，氨气极易溶于水，便于泄漏时处理等，故答案为：氨气有刺激性气味，泄漏后宜于发现，氨气的爆炸限值范围值较小，比较安全，氨气极易溶于水，便于泄漏时处理等。
（2）由图可知，当“当量比”在1.1～1.2范围内，且x（NH3）＝40%时，燃料燃烧速度最快，故答案为：C，40%。
（3）方案1中碳酸氢铵分解生成氨气和二氧化碳，得到的氨气不纯净，所以该方案不合理，故答案为：碳酸氢铵分解生成氨气和二氧化碳，得到的氨气不纯净。
（4）氨气的密度比空气小，集满氨气后，氨气与试管口处的酚酞试液中的水接触形成呈碱性的氨水，氨水使酚酞变红，故答案为：蘸有酚酞试液的棉花变红。
45．目前的社会生活处处需要电子产品，但随之而来的是用眼过度导致的酸胀不适。“蒸汽眼罩”只需要撕开包装就能迅速升温，敷在眼睛上有利于舒缓用眼过度导致的疲劳。项目学习小组的同学对其成分以及原理都非常感兴趣。
【探究一：成分探究】有同学查阅资料发现“蒸汽眼罩”是借助铁生锈产生热量，使材料内部的水分稳定蒸发，利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
（1）如果用化学的方法来证明有铁粉的存在，简要说明方法 　取少量粉末于试管中，加入适量稀盐酸，若有气泡产生，且生成的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明有铁粉存在　 。
（2）有同学拆解眼罩后发现里面的粉末要比实验室常见的铁粉更加细，分析产品设计过程中选择颗粒更小的铁粉的原因是 　颗粒更小的铁粉与氧气、水的接触面积大，能加快铁生锈的反应速率　 。
【探究二：原理探究】铁生锈反应放热缓慢，但为什么蒸汽眼罩发热迅速？哪些因素能加快反应，使蒸汽眼罩快速发热？某小组同学采用对照实验展开探究，设计实验方案如下：（查阅资料：蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等）
试剂
方案一 4g铁粉、2mL水
方案二 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三 4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四 4g铁粉、2mL水、2g氯化钠、2g活性炭
使用温度传感器收集数据并生成图像如图：
（3）对比分析图像，你获得的结论是 　活性炭和氯化钠共同作用能显著加快铁生锈的反应速率，使蒸气眼罩迅速发热　 。
【项目反思】
（4）知道“蒸汽眼罩”的原理以及成分后，请你从如何保存“蒸汽眼罩”的角度给产品的包装提一条建议。
【答案】（1）取少量粉末于试管中，加入适量稀盐酸，若有气泡产生，且生成的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明有铁粉存在；
（2）颗粒更小的铁粉与氧气、水的接触面积大，能加快铁生锈的反应速率；
（3）活性炭和氯化钠共同作用能显著加快铁生锈的反应速率，使蒸气眼罩迅速发热；
（4）采用密封包装。
【解答】解：（1）铁与稀盐酸反应会产生氢气，氢气具有可燃性，燃烧时发出淡蓝色火焰，则证明有铁粉的存在的方法是取少量粉末于试管中，加入适量稀盐酸，若有气泡产生，且生成的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明有铁粉存在；
（2）根据化学反应的影响因素，反应物的接触面积越大，反应速率越快，则选择颗粒更小的铁粉的原因是颗粒更小的铁粉与氧气、水的接触面积大，能加快铁生锈的反应速率；
（3）对比方案一、方案二、方案三的图像可知，铁粉和水遇到氯化钠或活性炭，温度不发生明显变化，但铁粉和水遇到氯化钠和活性炭的混合物会使温度明显升高，故对比分析图像，你获得的结论是活性炭和氯化钠共同作用能显著加快铁生锈的反应速率，使蒸气眼罩迅速发热；
（4）蒸汽眼罩的发热原理是铁生锈，而铁生锈需要与氧气、水接触，为了防止蒸气眼罩在未使用时提前反应，应隔绝水和氧气，则从保存“蒸汽眼罩”的角度，产品包装应采用密封包装。
故答案为：（1）取少量粉末于试管中，加入适量稀盐酸，若有气泡产生，且生成的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色，证明有铁粉存在；
（2）颗粒更小的铁粉与氧气、水的接触面积大，能加快铁生锈的反应速率；
（3）活性炭和氯化钠共同作用能显著加快铁生锈的反应速率，使蒸气眼罩迅速发热；
（4）采用密封包装。
46．“鱼浮灵”是水产养殖中常见的增氧剂，主要成分是过碳酸钠（2Na2CO3 3H2O2），溶于水后生成Na2CO3和H2O2，能迅速增加水体溶氧量。某科学小组的同学为了探究“鱼浮灵”能增氧与哪种物质有关，采用“√×列表法”进行设计并实验，一定时间后用传感器测定数据并记录，实验结果如表所示（√代表添加这种物质，×代表不添加这种物质）。
组别 物质 氧气含量（mg/L）
H2O Na2CO3 H2O2
① √ × × 4.6
② √ √ × 4.5
③ √ × √ 9.6
④ √ √ √ 10.9
（1）小组同学选择H2O、Na2CO3和H2O2进行实验，是因为这三种物质均含有 　氧元素　 。
（2）氧气传感器可测量气体中的氧气含量，溶解氧传感器可测量水中溶解的氧气含量，本实验应选用的是 　溶解氧　 传感器。
（3）通过对比①、②、③三组数据，可以得出的结论是“鱼浮灵”能增氧与 　H2O2 有关。
（4）某同学通过对比②、③、④三组数据，认为一定是增大了“鱼浮灵”增氧速度。你是否认同这种观点？并说明理由。 　不认同，②、③、④三组实验中，变量不唯一（既有Na2CO3有无的变化，又有H2O2有无的变化 ），无法确定是增大了增氧速度，还可能是H2O2等其他因素影响　 。
【答案】（1）氧元素；
（2）溶解氧；
（3）H2O2；
（4）不认同，②、③、④三组实验中，变量不唯一（既有Na2CO3有无的变化，又有H2O2 有无的变化 ），无法确定是增大了增氧速度，还可能是H2O2等其他因素影响。
【解答】解：（1）H2O是由氢元素和氧元素组成，Na2CO3是由钠、碳、氧三种元素组成，H2O2是由氢元素和氧元素组成，由于三种物质均含氧元素，所以选择H2O、Na2CO3和H2O2进行实验；
（2）氧气传感器可测量气体中的氧气含量，溶解氧传感器可测量水中溶解的氧气含量，本实验是测量水中溶解氧的增加量，则本实验应选用的是溶解氧传感器；
（3）对比①（只有H2O ）、②（H2O和Na2CO3 ），氧气含量变化小，对比①和③（H2O和H2O2 ），氧气含量大幅增加，所以“鱼浮灵”增氧与H2O2有关；
（4）某同学通过对比②、③、④三组数据，认为一定是增大了“鱼浮灵”增氧速度，因为②、③、④三组实验中，变量不唯一（既有Na2CO3有无的变化，又有H2O2有无的变化 ），无法确定是增大了增氧速度，还可能是H2O2等其他因素影响，所以不认同这种观点。
故答案为：（1）氧元素；
（2）溶解氧；
（3）H2O2；
（4）不认同，②、③、④三组实验中，变量不唯一（既有Na2CO3有无的变化，又有H2O2有无的变化 ），无法确定是增大了增氧速度，还可能是H2O2等其他因素影响。
47．传统防冻液以乙二醇和水为主要成分，但存在冰点（从液态开始转变为固态的温度）不稳定、腐蚀性强等问题。某科研团队尝试用“抗凝剂A”替代水改良防冻液性能。以下是实验步骤及数据：
①按比例混合乙二醇和抗凝剂A，配制5种不同配方（见表）。
②将防冻液置于低温环境中，持续搅拌并记录液体凝固时的温度。
配方 乙二醇/g 抗凝剂A/g 抗凝剂A的占比 冰点/℃
1 90 10 10% ﹣20.0
2 80 20 20% ﹣22.0
3 70 30 30% ﹣39.0
4 60 40 40% ﹣49.0
5 50 50 50% ﹣50.5
（1）要想完成上述实验，需要用到的测量工具有 　防冻液冰点仪　 。（写一种即可）
（2）若要验证“抗凝剂A替代水是否能改善防冻液性能”，每组配方都需要设置对照组，其中配方1的对照组该如何设置 　配制乙二醇质量为90g，水质量为10g的防冻液　 。
（3）结合上述表格，抗凝剂A的占比对防冻液冰点有什么影响？　随着抗凝剂A占比的增加，防冻液的冰点逐渐降低　 。
（4）抗凝剂A成本较高。若某地区冬季最低气温为﹣45℃请推荐一款配方并说明理由。 　推荐配方4　 。
【答案】（1）防冻液冰点仪；（2）配制乙二醇质量为90g，水质量为10g 的防冻液；（3）随着抗凝剂A占比的增加，防冻液的冰点逐渐降低；（4）推荐配方4。
【解答】解：（1）实验需要测量防冻液的冰点，根据溶液浓度与折射率的对应关系，防冻液冰点仪可快速测试乙二醇型防冻液的结晶冰点，能满足实验需求。
（2）验证“抗凝剂A替代水是否能改善防冻液性能”，对照组应是传统防冻液配方，保持乙二醇质量不变，将抗凝剂A换为水，且水的质量与抗凝剂A质量相同，所以应配制乙二醇质量为90g，水质量为10g的防冻液。
（3）从表格数据可以看出，抗凝剂A占比从10%增加到50% 的过程中，防冻液的冰点从﹣20.0℃逐渐降低到﹣50.5℃，说明抗凝剂A占比越高，防冻液的防冻性能越好。
（4）该地区冬季最低气温为﹣45℃，为保证防冻液不凝固，其冰点应低于﹣45℃。配方4的冰点为﹣49.0℃，能满足防冻要求，且相比配方5，其抗凝剂A的用量较少，可降低成本。
故答案为：（1）防冻液冰点仪；（2）配制乙二醇质量为90g，水质量为10g 的防冻液；（3）随着抗凝剂A占比的增加，防冻液的冰点逐渐降低；（4）推荐配方4。
48．为实现氢氧化钠溶液和盐酸反应现象的可视化，某兴趣小组设计了如下三种方法。
【监测温度】
（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应 　放热　 （填“吸热”或“放热”）。
【观察颜色】
（2）在试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液，滴入2滴酚酞溶液，再逐滴加入盐酸，振荡，该过程中溶液的颜色和pH记录如图所示。
在①中未观察到预期的红色，为探明原因，小组同学查阅到酚酞变色范围如下：0＜pH＜8.2时呈无色，8.2＜pH＜13时呈红色，pH＞13时呈无色。
据此推断，①中a的取值范围是 　C　 （填标号）。
A．0＜a＜8.2
B．8.2＜a＜13
C．a＞13
【检验产物】
（3）如图是利用无水醋酸与氢氧化钠固体进行的三个实验，其中硅胶具有吸水性，吸水后由蓝色变为红色。若醋酸与氢氧化钠能反应，你预测的实验现象是 　试管丙中硅胶由蓝色变成了红色，而甲和乙中硅胶没有颜色变化　 。
醋酸的化学式可用HAc表示（Ac﹣是醋酸根离子），请写出它与氢氧化钠反应的化学方程式：　HAc+NaOH＝NaAc+H2O　 。
【答案】（1）放热；
（2）C；
（3）试管丙中硅胶由蓝色变成了红色，而甲和乙中硅胶没有颜色变化；HAc+NaOH＝NaAc+H2O。
【解答】解：（1）在稀氢氧化钠溶液和稀盐酸反应过程中，温度传感器监测到溶液温度升高，说明该反应放热；
（2）在①中未观察到预期的红色，说明溶液的 pH 不在 8.2 至 13 这个范围；根据图示可知，反应过程中pH逐渐变小，①中a中pH大于12，根据题意可知，pH＞13 时呈无色，因此a的取值范围应大于13。
故选C；
（3）根据题意可知，酸碱反应生成水，水可以使硅胶由蓝色变红色，因此甲和乙中没有变色，丙中硅胶由蓝色变为红色；醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水，反应的化学方程式：HAc+NaOH＝NaAc+H2O。
故答案为：（1）放热；
（2）C；
（3）试管丙中硅胶由蓝色变成了红色，而甲和乙中硅胶没有颜色变化；HAc+NaOH＝NaAc+H2O。
49．小科为了验证二氧化碳是否是温室气体，进行了以下活动：
（1）小科设计如图甲所示的装置来验证二氧化碳是否是温室气体。
①实验装置中玻璃瓶的外形和体积相同，光照前水柱应位于玻璃管的　中间　 处。
②把装置置于阳光下，如果二氧化碳是温室气体，则一段时间后水柱将向　左边　 （填“左边”或“右边”）移动。
（2）小科保持其他装置不变，改变右瓶空气与CO2的比例，重复上述实验，则他要研究的是温室效应与　二氧化碳浓度　 的关系。
（3）小科查阅资料，获得地球表面温度和二氧化碳浓度的变化趋势如图乙所示。图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是　地球表面温度基本随CO2浓度的上升而上升　 。
【答案】（1）①中间；
②左边；
（2）二氧化碳浓度；
（3）地球表面温度基本随CO2浓度的上升而上升。
【解答】解：（1）二氧化碳气体会产生温室效应。
①实验装置中玻璃瓶的外形和体积相同，光照前水柱应位于玻璃管的中间处；
②把装置置于阳光下，如果二氧化碳是温室气体，则一段时间后水柱将向左边移动；
（2）小科保持其他装置不变，改变右瓶空气与CO2的比例，重复上述实验，要研究的是温室效应与二氧化碳浓度的关系；
（3）通过分析图中的数据可知，图中可作为“二氧化碳排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是地球表面温度基本随CO2浓度的上升而上升。
故答案为：（1）①中间；
②左边；
（2）二氧化碳浓度；
（3）地球表面温度基本随CO2浓度的上升而上升。
50．某项目小组设计并制作如图所示的简易灭火器，并设计了如下评价表：
“简易灭火器”评价表
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一：装置结构 结构完整，能随时开始、暂停、结束 结构较完整，能随时开始、结束 结构不完整，不能随时开始或结束
指标二：灭火速度 速度较快，连续稳定 速度较慢，效果不明显 不能产生气体用来灭火
指标三：★
（1）请你写出当倾倒锥形瓶后，瓶内发生的化学反应的化学方程式：　CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑　 。
从燃烧的角度分析，该简易灭火器可以实现灭火的原理是 　隔绝空气　 。
（2）根据指标一进行评价，你认为该简易灭火器获得的评价应该是 　待改进　 。
（3）请你填写评价表中“★”所表示的指标内容：　安全性　 。
【答案】（1）Na2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑；隔绝空气；
（2）待改进；
（3）安全性。
【解答】解：（1）当倾倒锥形瓶后，瓶内可能发生的化学反应是酸和碳酸盐反应生成二氧化碳，化学方程式可能是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。从燃烧的角度分析，该简易灭火器可以灭火，是因为二氧化碳不支持燃烧，且密度大于空气，可以隔绝空气，使火焰熄灭。故答案为：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；隔绝空气。
（2）根据指标一进行评价，该简易灭火器结构不完整，不能随时开始或结束，因此获得的评价应该是待改进。故答案为：待改进。
（3）评价表中“★”所表示的指标内容可以是灭火器的安全性，即在使用过程中是否安全，有无泄漏等安全隐患。故答案为：安全性。
51．小科家的水族箱因水中二氧化碳含量偏低而影响了水草的正常生长。为解决此问题，小科开展了如下研究：
【市场调查】小科发现市场上有如图甲所示的二氧化碳气体补给器出售，该补给器连接上气体细化器后就可向水族箱的水中补充二氧化碳气体，其结构示意图如图乙所示。
【自制补给器】小科研究了市售的二氧化碳气体补给器后，设计了如图丙所示的自制补给器。
（1）丙图中a的仪器名称：　长颈漏斗　 。
（2）丙中计泡器是用于观察气体产生速度的装置。丁图中的 　D　 能用作计泡器。
将气体细化器连接在自制补给器的右侧导管上后，应将气体细化器置于水族箱的 　③　 （填“①”“②”或“③”）处。
（3）依据评价量表，对小科的自制补给器进行评价，请选择指标一或指标二写出评价等级并说明理由：　选择指标一：优秀，理由：反应安全且可控；选择指标二：优秀，理由：气体能直接排出且速度可以观测　 。
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 反应安全，且可控 反应安全，但不可控 反应有较大安全隐患
指标二 气体能直接排出但速度无法观测 气体能直接排出且速度可以观测 气体无法排出
【答案】（1）长颈漏斗；
（2）D；③；
（3）选择指标一：优秀，理由：反应安全且可控；选择指标二：优秀，理由：气体能直接排出且速度可以观测。
【解答】解：（1）丙图中a的仪器名称是长颈漏斗；故答案为：长颈漏斗；
（2）对于计泡器，要能通过观察气泡来知晓气体产生速度，气体应从长管进入，再从短管出去，在丁图中，D装置气体从长管进入，能通过观察气泡判断气体产生速度，所以D能用作计泡器；将气体细化器连接在自制补给器右侧导管上后，为使二氧化碳更好地溶解在水中被水草利用，应将气体细化器置于水族箱的底部，即③处。故答案为：D；③；
（3）若选指标一：从丙图装置来看，通过关闭或打开气量调节阀可以控制反应产生的气体量，从而使反应比较安全且可控，所以评价等级为优秀，理由是可以通过气量调节阀控制反应的进行与停止，使反应安全可控。若选指标二：在该装置中，产生的气体通过计泡器能直接排出，并且可以通过观察计泡器中气泡产生的速度来观测气体排出速度，所以评价等级为优秀，理由是气体通过计泡器能直接排出，且可通过计泡器观察气体产生速度。故答案为：选择指标一：优秀，理由：反应安全且可控；选择指标二：优秀，理由：气体能直接排出且速度可以观测。
52．喷泉是一种自然现象，其产生的原因是存在压强差。科学兴趣小组进行了如下喷泉实验：
【实验一】如图甲所示，在烧瓶中充满CO2气体，胶头滴管及烧杯中均盛有NaOH溶液。将滴管内的NaOH溶液挤入烧瓶后，烧杯内的NaOH溶液喷到烧瓶内形成喷泉。
（1）甲组同学认为，烧瓶中产生喷泉的主要原因是CO2和NaOH溶液反应，导致烧瓶内压强减小，烧杯内的NaOH溶液在大气压的作用下被压入烧瓶。乙组同学则认为，之所以出现喷泉现象，是因为 　二氧化碳溶于水且与水反应　 ，使烧瓶内压强减小。
【实验二】为验证哪个小组的观点正确，可将图甲装置中的NaOH溶液换成清水进行实验。
（2）若 　无法观察到喷泉（或喷泉不明显）（答案不唯一）　 现象，说明甲组同学的分析正确。
【实验三】如图乙所示，丙组同学在锥形瓶内加入某液体，在长柄塑料匙内装某固体，然后用玻璃喷管与空烧瓶进行连接，使整个装置保持密闭。当将长柄塑料匙向下浸入液体时，同样产生了喷泉。
（3）长柄塑料匙内的固体和锥形瓶中的液体分别是 　锌和稀硫酸（答案不唯一）　 （写出一种可能组合）。
（4）从压强发生变化的位置分析，自然界中火山爆发的原理与图 　乙　 相似。
【答案】（1）二氧化碳溶于水且与水反应；
（2）无法观察到喷泉（或喷泉不明显）（答案不唯一）；
（3）锌和稀硫酸（答案不唯一）；
（4）乙。
【解答】解：（1）二氧化碳能溶于水且能与水反应，这也会使烧瓶内气体减少，压强减小。所以乙组同学认为出现喷泉现象是因为二氧化碳溶于水且与水反应，使烧瓶内压强减小。故答案为：二氧化碳溶于水且与水反应。
（2）若将图甲装置中的NaOH溶液换成清水，若没有明显现象（即不产生喷泉），而用NaOH溶液时产生喷泉，就说明是CO2和NaOH溶液反应导致烧瓶内压强减小产生喷泉，即甲组同学的分析正确。故答案为：无法观察到喷泉（或喷泉不明显）（答案不唯一）。
（3）当长柄塑料匙内的固体和锥形瓶中的液体接触能产生大量气体，使锥形瓶内压强增大，将液体压入烧瓶就能产生喷泉。比如固体为锌粒，液体为稀硫酸，锌和稀硫酸反应会产生氢气，从而使锥形瓶内压强增大或其他活泼金属和稀硫酸（或稀盐酸）或二氧化锰和双氧水等（答案不唯一）。故答案为：锌和稀硫酸（答案不唯一）。
（4）火山爆发是地下的岩浆等物质使地下压强增大，将物质喷出地表。图乙中是锥形瓶内压强增大将液体压入烧瓶，所以自然界中火山爆发的原理与图乙相似。故答案为：乙。
53．相较于天然酶，人工酶的催化效率更高、热稳定性更强，因而人工酶成为研究的热门对象。小科对人工a﹣淀粉酶的催化效率是否和天然酶一样受到温度的影响进行以下研究：
序号 实验操作内容 试管1 试管2 试管3 试管4
1 加入可溶性淀粉溶液 2mL 2mL 2mL 2mL
2 控制不同的温度条件 0℃ （2分钟） 35℃ （2分钟） 60℃ （2分钟） 100℃ （2分钟）
3 加入等量的人工a﹣淀粉酶 1mL 1mL 1mL 1mL
4 加入等量的碘液 1滴 1滴 1滴 1滴
5 观察实验现象 ++ + 不变蓝 ++
注：+、++表示蓝色程度
请回答：
（1）根据上述实验过程，小科能得出结论：　在一定温度范围内，人工酶的催化效率随温度的升高先增强后减弱，在60℃时催化效率最高　 。
（2）小科认为人工α﹣淀粉酶最适宜的温度是60℃你认为是否正确？应进行什么操作？　不正确，在60℃附近设置温度范围更小的组别进行多次实验　 。
（3）小东认为小科的实验不够完善，请你协助他一起提出改进的方法 　加入人工淀粉酶前进行水浴加热直到达到一定温度　 。
（4）小科发现很多洗衣粉中加入了多种类型的人工酶，以便能够去除油脂、血渍等多种类型的污渍，这体现了酶的 　多样性、专一性　 。
【答案】（1）在一定温度范

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