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實驗設計與評價 一、選擇題 1．下列各組依據(jù)實驗目的設計的實驗方案合理的是（ ） 選項 實驗目的 實驗方案 A 驗證某可燃性氣體中含有H2 點燃氣體，在火焰上方罩干冷燒杯，觀察燒杯內(nèi)壁是否出現(xiàn)液滴 B 除去NaCl中的Na2SO4 加水溶解，再加過量BaCl2溶液后過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶 C 檢驗NaOH是否變質(zhì) 取樣加水后滴加無色酚酞溶液，觀察溶液顏色是否變紅 D 鑒別化肥KNO3和NH4Cl 取樣與熟石灰混合研磨，聞氣味 【答案】D 2．除去下列各物質(zhì)中少量雜質(zhì)，所選用的試劑和操作方法均正確的是（ ） 選項 物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì)） 試劑 操作方法 A CaCO3(CaO） 無 高溫 B H2O(植物油） 洗滌劑 振蕩、攪拌 C CuO(銅粉） 足量氧氣 灼燒 D KCl(KClO3） 二氧化錳 加熱 【答案】C 3．分析圖示的四個實驗，根據(jù)現(xiàn)象得出的結(jié)論，正確的是 A．可燃物燃燒需要溫度達到著火點 B．CO2與H2O反應生成H2CO3 C．CH4燃燒生成CO2和H2O D．鐵釘生銹只需與H2O接觸 【答案】A 4．下列所示實驗設計中，能夠達到目的的是 A．驗證質(zhì)量守恒定律 B．除去氯化鈣溶液中的鹽酸 C．探究燃燒的條件 D．將CO和CO2分離 【答案】D 5．利用下列器材能完成的實驗是（ ） A．用pH計測定溶液的pH B．用體溫計測沸水的溫度 C．用交流電源進行電解水實驗 D．用刻度尺直接測量分子的直徑 【答案】A 6．科學的假設與猜想是科學探究的先導和價值所在。下列假設（猜想）引導的探究肯定沒有意義的是 （ ） A．探究鐵和硫酸銅溶液反應生成的氣體可能是氫氣 B．探究碳還原氧化銅的生成物可能有一氧化碳 C．探究鐵銹的成分中可能含有氫氧化鐵 D．探究滴加了酚酞的中和反應后的無色溶液中可能含有氫氧化鈉 【答案】D 7．下列認識或說法正確的是（ ） A．向某固體中加入稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，可以證明該物質(zhì)一定含有 B．分別將Mg、Fe、Cu、Ag放入稀鹽酸中，可以確定它們的活動性順序 C．采用加入過量的Cu(OH)2或CuO，可以除去CuSO4溶液中少量的H2SO4 D．某物質(zhì)充分燃燒生成CO2和H2O，推理該物質(zhì)一定含有C、H、O三種元素 【答案】C 8．化學實驗中常用到木條，下列實驗中木條的使用不能達到目的是（ ） A．用帶火星的木條檢驗氧氣 B．用燃著的木條區(qū)別氮氣和二氧化碳 C．用木條蘸少量濃硫酸，驗證濃硫酸有腐蝕性 D．用木條平放在蠟燭中，比較火焰各層的溫度 【答案】B 9．以下實驗方案的設計中，不能達到實驗目的的是（ ） A．檢驗氯化鈉溶液中含有鹽酸：滴加紫色石蕊試液，觀察現(xiàn)象 B．除去FeCl2溶液中CuCl2：加入足量鎂粉，充分反應后，過濾 C．鑒別NaCl溶液、稀硫酸和NaOH溶液：只使用酚酞一種試劑 D．除去空氣中的氧氣：將空氣通過灼熱的銅絲 【答案】B 10．用紅磷燃燒測定空氣中氧氣含量的實驗裝置如圖所示，實驗過程中，下列做法會使實驗結(jié)果產(chǎn)生明顯誤差的是（ ） A．使用過量的紅磷 B．把紅磷改為蠟燭 C．恢復到實驗開始前的溫度才進行測量 D．不打開橡膠塞，用放大鏡聚焦太陽光點燃紅磷 【答案】B 11．下圖為初中化學常見氣體的發(fā)生與收集裝置。有關(guān)這些裝置的說法不正確的是（ ） A．裝置Ⅰ可作為固體加熱制取氣體的發(fā)生裝置 B．裝置Ⅱ中長頸漏斗可以用分液漏斗、醫(yī)用注射器代替 C．裝置Ⅲ、Ⅳ可用于收集密度與空氣密度差距較大，且不與空氣中各成分反應的氣體 D．裝置Ⅴ可以用于收集H2、O2，也可以用于實驗室收集CO2 【答案】D 12．某無色氣體X可能含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四種氣體中的一種或兩種。為確認其組成，某同學取一定量該氣體按下圖所示裝置進行實驗（假設每步都充分反應或吸收），結(jié)果裝置①中無明顯變化，裝置③增重1.8 g，裝置④增重2.2 g。小資料：堿石灰主要成分是CaO和NaOH能吸收水分及CO2。 下列關(guān)于氣體X成分的分析中，錯誤的是（ ） A．一定沒有二氧化碳 B．可能含有甲烷和氫氣 C．可能只有甲烷 D．可能含有氫氣和一氧化碳 【答案】B 二、非選擇題 13．（5分）為了驗證鋅、鐵、銅、銀的金屬活動性順序，某同學進行如圖所示的實驗。 （1）該同學能否達到實驗目的？說明理由。 （2）自選三種試劑，另外設計實驗方案，證明以上四種金屬的活動性順序，寫出實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論。 【答案】（1）不能，無法判斷鐵與銅的活動性。（2分） （2）試劑為稀鹽酸、硝酸銀溶液、硝酸銅溶液；鋅片、鐵片、銅片；實驗操作：把金屬鋅和鐵同時放到稀鹽酸中，根據(jù)金屬鋅產(chǎn)生的氣泡快，鐵產(chǎn)生的氣泡慢，說明金屬鋅的活動性強于鐵，把鐵放到硝酸銅溶液中，鐵表面有紅色固體出現(xiàn)，說明金屬鐵的活動性強于銅，把金屬銅片放到硝酸銀溶液中，銅片表面出現(xiàn)銀白色的銀，說明金屬銅的活動性強于銀。（3分） 14．（6分）圖Ⅰ是小紅按課本進行的一個化學實驗，在實驗時同學們聞到了一股難聞的刺激性氣味。于是小明對原實驗裝置進行了改進，裝置如圖Ⅱ。 【實驗操作】a．向B、C、E三支試管中分別加入5 mL蒸餾水，各滴入1～2滴無色酚酞溶液，振蕩，觀察溶液顏色；b．在A、D試管中分別加入2 mL濃氨水，立即用帶橡皮塞的導管按實驗圖Ⅱ連接好，并將D試管放置在盛有熱水的燒杯中，觀察幾分鐘。 【分析討論】（1）E試管放滴有酚酞的蒸餾水的目的是____________________________。 （2）進行操作b時觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________________。 （3）對比改進前的實驗，改進后實驗的優(yōu)點是_______________________________（寫一條）。 【答案】（1）做對比實驗（2分） （2）C比B先變紅（2分） （3）減少污染（ 證明了溫度對分子運動的影響）（2分） 15．（11分）小宏在探究金屬性質(zhì)的活動中發(fā)現(xiàn)，鈉放入硫酸銅溶液中產(chǎn)生氣泡，溶液中出現(xiàn)藍色沉淀。 【提出問題】為什么沒有析出紅色固體銅而是產(chǎn)生氣體？ 【查閱資料】鈉的密度0.97g/cm3，熔點97.8℃；鉀、鈣、鈉等活潑金屬與水能劇烈反應產(chǎn)生氫氣和對應的堿。寫出鈉與水反應的化學方程式：____________________________________________。 【現(xiàn)象分析】上述出現(xiàn)藍色沉淀現(xiàn)象的原因是______________________________________________________________________________________________________；藍色沉淀的化學式為_______________。 【設計實驗】 （1）鈉放入硫酸銅溶液中，觀察現(xiàn)象。 （2）將鈉放在盛有水的燒杯中，觀察到______________________________________________________現(xiàn)象。該實驗目的是__________________________________________________。 【拓展與應用】 （3）將鎂放入氯化銨溶液中加熱，觀察到的現(xiàn)象：溶液中產(chǎn)生大量氣泡，并聞到有刺激性氣味，該氣體可能是______________，驗證該刺激性氣味的氣體的方法是_____________________________________________________________________________________。 （4）已知氯化銨溶液顯酸性，第（3）小題中反應生成的氣體中還含有的氣體是________。寫出第（3）小題中反應的化學方程式：___________________________________________________________。 【答案】【查閱資料】2Na＋2H2O2NaOH＋H2↑（1分） 【現(xiàn)象分析】鈉和水反應生成氫氧化鈉，氫氧化鈉和硫酸銅反應生成藍色沉淀氫氧化銅（1分） Cu(OH)2（1分） 【設計實驗】（2）鈉浮在水面上，并有大量氣泡產(chǎn)生（1分） 對比實驗，探究產(chǎn)生氣體的反應物（1分） 【拓展與應用】（3）氨氣（1分） 把濕潤的紫色石蕊試紙放在容器口處，紫色石蕊試紙變藍色，說明氣體是氨氣（2分） （4）氫氣（1分） Mg＋2NH4ClMgCl2＋2NH3↑＋H2↑（2分） 16．（10分）某化學興趣小組在一個充滿O2的密閉容器中加入一定量的碳粉，在高溫條件下使其充分反應，待反應結(jié)束后，容器中的碳粉已完全消失。該小組成員對容器中反應后的氣體進行如下探究： 【知識回顧】碳充分燃燒和不充分燃燒的產(chǎn)物是不同的，充分燃燒生成二氧化碳，不充分燃燒生成一氧化碳。 【提出猜想】 （1）小紅對容器中氣體的組成提出如下四種猜想，你認為其中明顯不合理的有___________（填字母）。 A．C和CO B．只有CO C．CO和O2的混合氣體 D．只有CO2 （2）小明認為容器中的氣體還可能是CO和CO2的混合氣體；小強認為容器中的氣體還可能是______。 【實驗探究1】小明為了驗證自己的猜想，按如下圖所示裝置進行探究。 請回答下列問題： （3）裝置B中NaOH溶液的作用是___________________________________________________。 （4）若小明的猜想成立，則裝置A中的實驗現(xiàn)象是___________________________________________，裝置D玻璃管中反應的化學方程式是_________________________________。 【實驗探究2】小強把小明實驗中的氧化鐵換成了銅絲網(wǎng)，并去掉E裝置驗證其猜想。 若小強的猜想成立，則裝置D中的實驗現(xiàn)象是___________________________________________________________。 【反思交流】有同學認為，小強應先通入容器中氣體一段時間后方可加熱，你認為這樣修改的原因是___________________________________________________________________。 【答案】【提出猜想】（1）AC（多選、少選或錯選均不得分）（2分） （2）CO2、O2（1分） 【實驗探究1】（3）除去二氧化碳（或吸收二氧化碳）（1分） （4）澄清石灰水變渾濁（1分） 3CO+Fe2O32Fe+3CO2（2分） 【實驗探究2】紅色固體變黑（或銅絲網(wǎng)變黑等）（1分） 【反思交流】排盡玻璃管中的空氣，排除空氣中氧氣的干擾（2分） 17．（8分）某同學在課外閱讀中得知：實驗室用電石（主要成分CaC2）與水反應制取乙炔（C2H2）反應的方程式為CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑。在實驗室中該同學把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液，并對濾液的成分進行探究。 【提出問題】濾液中溶質(zhì)的成分是什么？ 【猜想與假設】猜想一：NaOH； 猜想二：NaOH、Ca(OH)2； 猜想三：NaOH、Na2CO3。 【設計并實驗】 實驗 實驗操作 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 實驗一 取少量濾液于試管中，向試管中滴入適量的碳酸鈉溶液 猜想二不成立 實驗二 另取少量濾液于試管中，向其中加入過量稀鹽酸 產(chǎn)生氣泡 猜想_________成立 寫出實驗二中產(chǎn)生氣泡的化學方程式：__________________________________________________。 【拓展延伸】 ①若向Cu(NO3)2溶液中加少量CaC2，充分反應，產(chǎn)生的現(xiàn)象是_______________________________。 ②實驗室保存電石應注意_________________________________________________________。 【答案】【設計并實驗】無白色沉淀生成（1分） 三（1分） Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑（2分） 【拓展延伸】①有氣泡產(chǎn)生，并生成藍色沉淀（2分） ②密封保存（2分） 18．（12分）鎂條在空氣中久置表面會變黑。某小組同學設計并進行實驗，探究鎂條變黑的條件。 【查閱資料】常溫下，亞硫酸鈉（Na2SO3）可與O2發(fā)生化合反應。 【猜想與假設】常溫下，鎂條變黑可能與O2、CO2、水蒸氣有關(guān)。 【進行實驗】通過控制與鎂條接觸的物質(zhì)，利用下圖裝置（鎂條長度為3 cm，試管容積為20 mL），分別進行下列5個實驗，并持續(xù)觀察20天。 編號 主要實驗操作 實驗現(xiàn)象 1 先充滿用NaOH濃溶液洗滌過的空氣再加入2 mL濃硫酸 鎂條始終無明顯變化 2 加入2 mL NaOH濃溶液 鎂條始終無明顯變化 3 先加入2 mL濃硫酸再通入約4 mL CO2 鎂條始終無明顯變化 4 先加入4 mL飽和Na2SO3溶液再通入約4 mL CO2 鎂條始終無明顯變化 5 先加入2 mL蒸餾水再通入約4 mL CO2 鎂條第3天開始變黑至第20天全部變黑 【解釋與結(jié)論】 （1）實驗1和2中，NaOH濃溶液的作用是_______________________________（用化學方程式表示）。 （2）實驗1的目的是____________________________________________________________。 （3）實驗3中，試管內(nèi)的氣體主要含有CO2、______________。 （4）得出“鎂條變黑一定與CO2有關(guān)”結(jié)論，依據(jù)的兩個實驗是_______________（填編號）。 （5）由上述實驗可推知，鎂條變黑的條件是_________________________________________。 【反思與評價】 （6）在猜想與假設時，同學們認為鎂條變黑與N2無關(guān)，其理由是__________________________。 （7）欲進一步證明鎂條表面的黑色物質(zhì)中含有碳酸鹽，所需要的試劑是_________________________。 【答案】（1）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O（2分） （2）檢驗只用O2是否會使鎂條變黑（1分） （3）O2（N2可填寫可不填寫）（1分） （4）2、5（2分） （5）鎂條與H2O、CO2、O2同時接觸（2分） （6）常溫下氮氣的化學性質(zhì)不活潑，很難和其他物質(zhì)反應（2分） （7）稀鹽酸和澄清石灰水（2分）