精练06 化学实验-浙江中考科学复习易错点重难点精炼

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精练06 化学实验
【知识储备】
一、 基本实验仪器使用、常规操作（略）
二、科学探究
1、 发现和提出问题
2、 建立假设
3、 制定计划、设计实验方案
4、 收集事实与证据
5、 检验与评价
6、 合作与交流
三、实验方案的评价
1．主要考查方式
主要是对所设计的实验方案、实验装置、操作步骤等，从某个角度否定、排除不合理或不可行或可行不最优等方面进行评价，从而选择创新出更好的方法。
2．明确评价的内容
(1)科学性：反应能否发生，即方案在理论上是否科学、合理、严密。
(2)简约性：操作是否简便易行、优化，反应条件是否易达到。
(3)可行性：所有原料是否常见、易得、廉价。
(4)安全性：操作是否安全可靠。
(5)注意环保：反应过程是否节能与环保。
(6)要有创意：操作更简单，实验误差更小。
3．熟悉解题的一般步骤
明确目的→确定实验原理→评价实验方案的优劣(或可行性)→提出改进建议(依题意解答)。
四、解题方法技巧点拨
1．明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题给信息。
2．选择仪器药品——选择合理的化学仪器和药品。
3．设计装置步骤——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、及时而准确地记录实验过程中的现象和数据。
5．分析得出结论——根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。


【专题精炼】
一．测定空气里氧气含量的探究（共1小题）
1．（2021•瓯海区二模）小明同学通过家庭实验探究空气中氧气的含量。实验装置如图，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封。查阅资料发现：
Ⅰ.“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O═2Fe（OH）2；“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。
Ⅱ.空气中氧气的体积约占空气体积的15；封闭气体的压强与气体温度、气体体积和气体质量有关，气体的温度升高、体积变小、质量变大都会引起气体压强的增大。
（1）小明按照“气密性检查”的思维模型对该装置的气密性进行了检查，如表：
思维模型
①构建封闭体系
②改变气压
③观察现象
④得出结论
检验过程
将瓶子放入水中，盖好瓶塞
将瓶子向下压或用手捧住容器
观察到　瓶子向上浮起　
说明装置气密性良好
（2）实验开始后，发现瓶子内的液面先下降后上升，请分析液面下降的原因：　反应放热，温度升高，内部压强增大，将液面向下压，造成液面下降　。
（3）实验结束后液面停留在略低于40的刻度下方。小明认为应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么？　调整内外压强平衡，读数较为准确，防止造成实验误差　。

【解答】解：（1）装置密封后，内部压强此时稳定，当向下压，水下部压强大于瓶内压强，瓶子会向上浮起，若手捂住容器，内部温度升高，压强增大，也会使瓶子向上浮起；
故答案为：瓶子向上浮起。
（2）根据题目信息可知，铁与氧气和水反应会放出热量，内部温度升高，压强增大，将水向下压去，造成压面下降；
故答案为：反应放热，温度升高，内部压强增大，将液面向下压，造成液面下降。
（3）调整液面相平后，内外压强才会相等，此时读数才会准确，避免造成实验误差；
故答案为：调整内外压强平衡，读数较为准确，防止造成实验误差。
二．探究酸碱的主要性质（共2小题）
2．（2022•永康市模拟）在研究碱的性质时，向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca（OH）2溶液，拧紧瓶盖并振荡，瓶变瘪，但溶液中并未出现浑浊，那么Ca（OH）2溶液是否与CO2反应呢？于是同学们进行了猜想和实验：
【建立猜想】
猜想一：Ca（OH）2溶液与CO2不反应，是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。
猜想二：Ca（OH）2溶液与CO2反应，生成了可溶性物质。
【设计实验】
实验
步骤与操作
实验现象与结果
结论
一
1.取2个相同的软塑料瓶，分别集满CO2气体，编号为A、B
两瓶内气体无色透明，瓶子形状正常
Ca（OH）2溶液与
CO2发
生了化
学反应
2.分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca（OH）2溶液和水，立即拧紧瓶盖并振荡
两瓶内液体未出现浑浊；两瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大
二
1.测出反应前Ca（OH）2溶液的pH
大于7
2.测出反应后A瓶内液体的pH
小于7
（1）能判断“Ca（OH）2溶液与CO2发生化学反应”的依据：　实验一中A、B瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大，实验二中反应后A瓶内液体pH小于7　。
（2）查阅资料得知：A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca（HCO3）2。有同学提出，只要利用现有装置和试剂，对实验一稍作补充或改进就能观察到浑浊现象，请简要说明你的做法：　A、B瓶中加入足量且等量的饱和Ca（OH）2溶液和水　。
【迁移应用】
（3）金华双龙洞景区内溶洞奇特，洞内的钟乳石千姿百态，形成这些溶洞的“主角”是碳酸钙、二氧化碳和水。石灰岩中的碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水，会生成碳酸氢钙，而溶解在水中的碳酸氢钙，如果受热或大气压强变小，就会转化为碳酸钙、二氧化碳和水，不溶于水的碳酸钙与其它不溶性物质一起沉积下来，经长时间聚积就形成了美丽的钟乳石。请写出钟乳石在形成过程中碳酸氢钙转化为碳酸钙的化学方程式 　Ca（HCO3）2△或减小压强¯CaCO3↓+H2O+CO2↑　。
（4）实验室制取二氧化碳过程中，生成的二氧化碳气体中会混有少量的氯化氢气体，除去二氧化碳气体中混有少量的氯化氢气体时最好用饱和NaHCO3溶液而不用Na₂CO₃溶液。请结合本题说明理由：　饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳，碳酸钠会吸收二氧化碳生成碳酸氢钠，减少二氧化碳的量　。

【解答】解：（1）A与B中放入相同量的氢氧化钙溶液和水，A和B都变小，但是二氧化碳与氢氧化钙反应后，气体减少更多，内部压强降至更低，塑料瓶压瘪更大，证明发生了反应，氢氧化钙溶液显碱性，pH大于7，反应后A瓶内pH小于7，说明不再显碱性，也证明二氧化碳与氢氧化钙发生了反应；
故答案为：实验一中A、B瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大，实验二中反应后A瓶内液体pH小于7。
（2）二氧化碳过量，使碳酸钙转化为碳酸氢钙，因此可以增加氢氧化钙溶液，为了确保对比实验唯一变量原则，因此在A瓶和B瓶内分别加入足量且等量的氢氧化钙溶液和水，观察是否产生沉淀；
故答案为：A、B瓶中加入足量且等量的饱和Ca（OH）2溶液和水。
（3）根据题目信息可知，碳酸氢钙在加热或减小压强条件下反应生成碳酸钙沉淀、水和二氧化碳，书写化学方程式注意配平，所以化学方程式为Ca（HCO3）2△或减小压强¯CaCO3↓+H2O+CO2↑；
故答案为：Ca（HCO3）2△或减小压强¯CaCO3↓+H2O+CO2↑。
（4）根据题目信息可知，碳酸钠可与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠，这样收集到的二氧化碳气体减小，不利于气体制备；
故答案为：饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳，碳酸钠会吸收二氧化碳生成碳酸氢钠，减少二氧化碳的量。
3．（2022•定海区校级模拟）某兴趣小组在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，没有观察到现象。小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣，他们又做了如图所示两组实验。
（1）实验一：如图1将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中，旋紧瓶盖振荡，观察到软塑料瓶变瘪。小明同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应；小林同学认为二氧化碳还会与水发生反应，所以根据上述实验现象不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应。你赞成哪位同学的观点 　小林　。
（2）实验二：小组同学将实验一做了改进，将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡，观察到软塑料瓶变瘪，再将足量的稀盐酸从注射器2注入瓶中（如图2），观察到 　有气泡产生，塑料瓶膨胀变大　，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。
（3）实验二结束后，兴趣小组的同学想进一步探究塑料瓶中液体的溶质组成，取少量塑料瓶中的液体，滴加酚酞后发现不变色，接着放入适量的铁粉，产生大量气泡。得出结论：塑料瓶中溶液的溶质除了氯化钠还有 　HCl　。
【解答】解：（1）二氧化碳可与氢氧化钠反应，同时也可以与水反应，因此加入氢氧化钠溶液，无法排除溶液中水的影响，所以小林同学观点正确；
故答案为：小林。
（2）盐酸与碳酸钠反应后生成二氧化碳，所以看到气泡，此时二氧化碳生成，说明气体增多，则内部压强增大，所以塑料瓶会膨胀变大；
故答案为：有气泡产生，塑料瓶膨胀变大。
（3）加入酚酞不变色，说明不显碱性，因此碳酸钠和氢氧化钠不存在，加入铁粉有气泡产生，说明有盐酸；
故答案为：HCl。
三．药品是否变质的探究（共1小题）
4．（2021•天台县模拟）某兴趣小组在整理实验室时发现一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是他们对这瓶氢氧化钠固体的成分展开探究。
【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质？
【猜想假设】猜想一：没有变质，全部是NaOH；
猜想二：完全变质，全部是Na2CO3；
猜想三：　含有Na2CO3和NaOH　。
【实验探究】为了探究固体成分，他们分别进行了如下实验：
（1）甲同学取少量固体于试管中，加水后有放热现象，说明这瓶固体中含有　NaOH　。
（1）写出氢氧化钠变质的化学方程式　2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O　。
（3）为了进一步确定这瓶固体的成分，丙同学设计了如下方案，请你完成下列实验报告：
实验步骤
可能观察到的现象
结论
Ⅰ、取样于试管中，加水溶解，滴入过量的
①　CaCl2　（填化学式）溶液
产生白色沉淀
含有②　Na2CO3　
Ⅱ、反应后过滤，取上层清液，滴入酚酞溶液
无色酚酞溶液变红
③猜想　三　正确
【解答】解：【猜想假设】如果没有变质，全部是NaOH；如果完全变质，全部是Na2CO3；如果部分变质，是NaOH和Na2CO3；
猜想一：没有变质，固体全部是NaOH；
猜想二：完全变质，氢氧化钠全部和二氧化碳发生了反应，因此固体全部是Na2CO3；
猜想三：部分变质，部分氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，因此固体是NaOH和Na2CO3；
【实验探究】（1）氢氧化钠溶于水放热，而碳酸钠溶于水无明显现象，说明这瓶固体中含有NaOH；
（2）氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；
（3）碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，取样于试管中，加水溶解，滴入过量的氯化钙，产生白色沉淀，说明固体中含有Na2CO3；
（4）氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红，反应后过滤，取上层清液，滴入酚酞溶液，无色酚酞溶液变红，说明固体中含有NaOH，猜想三成立。
故答案为：【猜想假设】猜想三：含有Na2CO3和NaOH；
【实验探究】NaOH；（2）2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O；（3）①CaCl2； ②Na2CO3；③三。
四．影响化学反应速率的因素探究（共1小题）
5．（2021•西湖区校级模拟）小明和同学用稀硫酸与锌制取氢气时，发现添加少量硫酸铜溶液能加快反应。硫酸铜溶液是稀硫酸和锌反应的催化剂吗？硫酸铜溶液量的多少会影响反应速率吗？
试管
A
B
C
D
E
F
CuSO4溶液/毫升
0
0.5
1
1.5
2
4
水/毫升
4
3.5
3
V1
V2
0
收集H2所用的时间/秒
348
246
190
165
230
360
（1）他们先进行如图实验，观察到右边试管中产生气泡速度快得多，并有暗红色固体成。他认为CuSO4溶液不是催化剂，所依据的实验现象是 　有暗红色固体生成　。
（2）在6支试管中分别加入2颗大小形状都相同的锌粒，倒入等质量、等质量分数的稀硫酸，按上表所示条件进行实验，并测量收集50毫升氢气所用的时间。试管D中加入水的体积V1＝ 　2.5　毫升。由上表可得出，CuSO4溶液的量对稀硫酸与锌反应速率影响的变化的趋势是 　随硫酸铜溶液的量增加，反应速率先增大后减少　。小明发现当硫酸铜溶液质量大于1.5毫升，产生氢气的速率反而降低，联想到与实验室制取二氧化碳不能用石灰石和稀硫酸原理相似，原因是 　成的铜生成的铜覆盖在锌的表面，阻止了稀硫酸和锌的接触，反应不通进一步发生　。

【解答】解：（1）催化剂反应前后质量和化学性质不变，而放进硫酸铜去后有暗红色固体生成，说明有铜生成，所以不属于催化剂；
（2）由图示可知硫酸铜溶液的体积与水的体积和为4，所以试管D中加入水的体积V1＝4﹣1.5＝2.5；根据图表中收集氢气所用时间的长短发现一开始随着硫酸铜质量的增加，反应速度加快，但加到2毫升后反应速度又减慢了，所以随CuSO4溶液的量增加，反应速率先增大后减少；产生这各现象的原因是：生成的铜生成的铜覆盖在锌的表面，阻止了稀硫酸和锌的接触，反应不通进一步发生。
故答案为：
（1）有暗红色固体生成；
（2）2.5；随硫酸铜溶液的量增加，反应速率先增大后减少；成的铜生成的铜覆盖在锌的表面，阻止了稀硫酸和锌的接触，反应不通进一步发生。
五．实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素（共1小题）
6．（2022•西湖区校级二模）某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）

信息1．难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO2
信息2．CO2能与Zn反应生成CO气体
信息3．酒精灯的加热温度400﹣500℃，酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右
（1）D装置的加热必须在A和B装置加热一段时间后再进行，这样做的原因是　排尽装置中的空气，防止CO和空气混合加热爆炸　．
（2）装置C的作用是　吸收（或除去）CO2　，从实验安全或环保角度考虑，上述实验装置可采取的改进措施是　增加尾气处理装置　．
（3）将研究小组分为两组，按上图所示装置进行对比实验，甲组在用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物）．两组分别用产物进行以表实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入盐酸
溶解，无气泡
溶解，有气泡
2
取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液
变红
无现象
则乙组装置D中反应的化学方程式　3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2　．
【解答】解：（1）一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸，所以D装置的加热必须在A和B装置加热一段时间后再进行，这样做的原因是：排尽装置中的空气，防止CO和空气混合加热爆炸；
（2）氢氧化钠会与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以装置C的作用是：吸收（或除去）CO2，一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以改进措施是：增加尾气处理装置；
（3）酒精灯的加热温度400﹣500℃，酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右，乙组实验的黑色固体溶解，有气泡产生，所以生成物中有铁，氧化铁和一氧化碳在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2．
故答案为：（1）排尽装置中的空气，防止CO和空气混合加热爆炸；
（2）吸收（或除去）CO2，增加尾气处理装置；
（3）3CO+Fe2O3高温¯2Fe+3CO2．
六．实验探究物质的组成成分以及含量（共7小题）
7．（2022•金华一模）特活泼金属能否将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，小美、小丽同学做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。
【实验一】把一块比绿豆略大的金属钠，放入盛有20 毫升硫酸铜溶液的烧杯中，发现金属钠浮在液面上不停打转，并发出嘶嘶声，烧杯发烫，表层溶液中出现了蓝色絮状沉淀，絮状物慢慢下沉渐渐增多，并没有出现紫红色的铜。正准备整理器材，她们突然发现蓝色沉淀渐渐变黑。
【提出问题】生成的黑色固体是什么物质？
【实验二】搭建分离装置，经过　过滤　、洗涤、干燥，得到少量的黑色粉末。
【查阅资料】常见的黑色不溶于水的固体有：四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜、炭粉等。
小丽猜想：黑色固体可能是氧化铜，不可能是四氧化三铁、二氧化锰、炭粉。你认为小丽作出如此判断的依据是　根据反应前后元素种类不变　。
小美猜想：黑色固体可能是氧化铜和铜的混合物。依据是量少而又细小的铜粉杂在氧化铜之间可能看不清。
【实验三】为了进一步证实该黑色固体中是否含有铜，她们取少量该粉末放入试管，加入一定量的　稀盐酸　 溶液，略微加热，发现固体全部消失，从而证实了　小丽　同学的猜想是正确的。那么蓝色絮状沉淀怎么变成黑色固体的呢？
【查阅资料】
Cu（OH）2的起始分解温度约66℃。
【实验反思】
至此，谜底全部解开。为确保蓝色沉淀不分解，实验过程中要注意：
（1）控制实验的初始温度；（2）放入的金属钠需适量；（3）　硫酸铜溶液用量不能太少　。
【解答】解：不溶性固体和液体分离的一种方法是过滤，所以将不溶性黑色粉末分离出来，可以用过滤的方法。根据质量守恒定律可知反应前后元素种类不变，蓝色沉淀是氢氧化铜，变为黑色，不可能出现铁元素、锰元素和碳元素，因为氢氧化铜中不含有这些元素；氧化铜能与酸反应，铜与酸不反应，所以加入酸溶液，例如加入稀盐酸，发现固体全部消失，说明其中不含有铜，因为铜与盐酸不反应，所以黑色固体是氧化铜，小丽的猜想正确；由于氢氧化铜在66℃开始分解，所以要控制实验的初始温度，低于该温度，由于钠与水反应放出大量的热，所以放入的金属钠需适量，不能太多了，硫酸铜溶液用量多了可以吸收一部分热量，使溶液温度达不到氢氧化铜分解的温度。
故答案为：过滤；根据反应前后元素种类不变（或质量守恒定律）；稀盐酸（稀硫酸或稀H2SO4 或稀HCl）；小丽； 硫酸铜溶液用量不能太少。
8．（2022•西湖区校级二模）定性和定量结合是科学研究的重要思想。某科学学思小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了如下探究。
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝；
②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；
③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O。
【设计实验方案】

（1）为确保探究的科学、合理、安全。方案中还应采取的措施有 　①②③　（填序号）；
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶
（2）实验可以通过来 　玻璃管中红色固体的质量变化（或无水硫酸铜由无色变为蓝色）　来判断红色固体中是否含有Cu2O。
方案2：利用高温灼烧红色固体，通过比较质量来确定红色固体中是否含有Cu2O。如图2所示，称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg。
（3）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a、b应符合的数学关系式为 　c＜9b-a8　。
（4）除上述方法之外，你还有什么方法判断上述红色固体中是否含有Cu2O？　取该红色固体于试管中，加入过量稀硫酸充分反应，若试管内同时有蓝色溶液和红色固体，则证明含有Cu2O　。
【解答】解：（1）由于氢气有可燃性，氢气与空气混合物受热可能爆炸，实验前要将装置中的空气排净；根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶，故选：①②③。
（2）氢气与铜不反应，氢气与Cu2O反应生成铜和水，会导致红色固体质量减少。充分反应后，若玻璃管中红色固体质量减少，则证明红色固体中含有Cu2O。（氢气与Cu2O反应生成铜和水，由无水硫酸铜由无色变为蓝色，也可以判断红色固体中含有Cu2O）
（3）根据铜元素守恒可得：2Cu～Cu2O
128 144
b﹣a c﹣a
128b-a=144c-a，解得c=9b-a8，
若红色粉末中含有Cu2O，则铜的质量要小于b﹣a，最后得到的Cu2O质量也要减少，所以a、b与c的应符合的数学关系式为c＜9b-a8。
（4）因为Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O，所以可以取该红色固体于试管中，加入过量稀硫酸充分反应，若试管内同时有蓝色溶液和红色固体，则证明含有Cu2O。
故答案为：
（1）①②③；
（2）玻璃管中红色固体的质量变化（或无水硫酸铜由无色变为蓝色）；
（3）c＜9b-a8；
（4）取该红色固体于试管中，加入过量稀硫酸充分反应，若试管内同时有蓝色溶液和红色固体，则证明含有Cu2O。
9．（2022•拱墅区模拟）甲、乙两位同学查阅资料知：CH4和CO两种气体均具有可燃性和还原性。他们想对CH4的还原性进行研究。
【提出假设】他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设：
假设1：Cu、CO、CO2
假设2：Cu、CO、H2O
假设3：Cu、CO2、H2O
假设4：Cu、CO、CO2、H2O
其中哪个假设不合理，并写出原因 　假设1不合理，反应前后元素种类发生了改变　。
【进行实验】
（1）甲同学用图1装置进行定性检验（假设药品都是足量的）。已知：白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝，氢
氧化钠溶液可以吸收CO2，浓硫酸可以吸收水蒸气。
为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物，则装置正确的连接顺序是（填写字母，装置可重复使用）：A→B→　C→E→F→G→B　→D
（2）乙同学用图2装置进行定量测定（假设药品都是足量的）。实验过程中记录的数据如表。
装置序号
M
N
P
实验前装置的质量
150
156.6
256.8
实验后装置的质量
145.6
159.3
259.0
由以上数据可推测，假设 　4　合理。
【解答】解：【提出假设】根据质量守恒定律可知，反应前后元素种类不会改变，而假设1缺少氢元素，造成反应前后元素种类改变，所以假设1不成立；
故答案为：假设1不合理，反应前后元素种类发生了改变。
【进行实验】（1）甲烷与氧化铜发生反应，先经过A和B，后面需要用到其他试剂，会带出水蒸气，影响水的检验，所以先检验水，因此先经过C，接着通过澄清石灰水验证二氧化碳是否存在，再利用氢氧化钠吸收二氧化碳，为了避免水蒸气进入加热的氧化铜中，需要干燥气体后，再通入B中，通过观察氧化铜是否变色，证明是否含有一氧化碳，所以从F出来先进入G再通入B，同时为了确保一氧化碳不排入大气，需要点燃，然后利用D点燃；
故答案为：C→E→F→G→B。
（2）M减少的质量为氧元素质量，所以此时减少氧元素质量＝150g﹣145.6g＝4.4g，N增加的质量为水的质量，其中含有氧元素质量＝（159.3g﹣156.6g）×1618×100%=2.4g，P增加的质量为二氧化碳质量，其中含有氧元素质量＝（259g﹣256.8g）×3244×100%=1.6，此时两部分氧元素质量＝2.4g+1.6g＝4g，比较少的氧元素质量小，所以此时还有一氧化碳生成，因此假设4成立；
故答案为：4。
10．（2022•西湖区二模）有一包白色固体可能含Na2CO3、Na2SO4、KCl、Ba（NO3）2、NaOH中的一种或几种。某科学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：

Ⅰ．取少量固体于烧杯中，逐渐加水并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入水的质量的变化如图1所示；
Ⅱ．取少量B点时的清液于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液不变色；
Ⅲ．继续向烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入稀硝酸的质量的变化如图2所示。
试回答下列问题：
（1）BC段可观察到的现象　白色沉淀部分消失，有气泡冒出　，C→D段过程中杯中溶液的pH变化是　变小　。
（2）原白色固体中一定含有　Na2CO3、Na2SO4、Ba（NO3）2　。
（3）D点时溶液中一定含有的溶质是（填化学式）　NaNO3、Ba（NO3）2、HNO3　。
【解答】解：碳酸钠、硫酸钠、氯化钾、硝酸钡、氢氧化钠都是可溶于水的物质，由图1可知，加入水，有不溶物，说明了上述物质间发生反应生成了沉淀，由于碳酸钠、硫酸钠都能与硝酸钡反应生成沉淀，由此可知，一定存在硝酸钡；由图2可知沉淀加入稀硝酸沉淀部分溶解，沉淀应为碳酸钡和硫酸钡的混合物，说明了原混合物中一定有碳酸钠和硫酸钠，由取少量B点时的清液于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液不变色，说明了不含有氢氧化钠，碳酸钠完全反应；不能确定混合物中是否含有氯化钾，所以
（1）BC段可观察到的现象是白色沉淀部分溶解，有气泡冒出，从C到D液体的酸性增强，液体的pH减小；
（2）原白色固体中一定含有Na2CO3、Na2SO4、Ba（NO3）2
（3）碳酸钠、硫酸钠与硝酸钡反应生成碳酸钡、硫酸钡和硝酸钠、继续向烧杯中滴加稀硝酸，硝酸与碳酸钡反应生成硝酸钡、水和二氧化碳，D点溶液中一定含有的溶质为NaNO3、Ba（NO3）2 和过量HNO3。
故答案为：
（1）白色沉淀部分消失，有气泡冒出；变小；
（2）Na2CO3、Na2SO4、Ba（NO3）2
（3）NaNO3、Ba（NO3）2、HNO3
11．（2021•鄞州区模拟）某小组通过如下四组实验对稀硫酸部分化学性质进行验证：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。实验结束后将所有反应后的溶液混合进行了如图操作，请分析并回答下列问题：

（1）操作①的名称为　过滤　。
（2）实验④无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，据此　能　（填“能”或“不能”）验证NaOH溶液和H2SO4发生反应。
（3）滤液b的成分中一定含有　Ba（NO3）2、NaNO3、Ba（OH）2　。（用化学式表示）
【解答】解：（1）操作①将沉淀和溶液分离的操作为过滤，故填：过滤；
（2）实验四无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，说明稀硫酸被反应了，据此能验证NaOH溶液和H2SO4发生反应，故填：能。
（3）实验一反应后的溶液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸；实验二反应后的溶液中一定含有硫酸镁，可能含有硫酸；实验三反应后的溶液中一定含有硝酸，可能含有硝酸钡、硫酸中的一种； 实验四反应后的溶液中一定含有硫酸钠，可能含有氢氧化钠、硫酸中的一种，实验结束后将所有反应后的溶液混合，滤液a中一定有Na+和NO3﹣，可能含有氢离子、氢氧根离子、钡离子、硫酸根离子中的一种或几种，根据加稀硫酸无明显现象，可知滤液a中不含有Ba2+，根据加过量的Ba（OH）2溶液后产生白色沉淀B，且白色沉淀B完全溶于稀硝酸，可知滤液a中一定有Mg2+，则滤液a一定没有SO42﹣和OH﹣，综上所述滤液a成分为一定有NaNO3、Mg（NO3）2，可能有HNO3，再向其中加入过量氢氧化钡后，Ba（OH）2与
Mg（NO3）2反应生成Mg（OH）2沉淀和Ba（NO3）2，若溶液中有HNO3，则Ba（OH）2与HNO3反应生成硝酸钡和水，因此溶液中一定含有硝酸钡，还有不参与反应的硝酸钠，由于加入过量的氢氧化钡，因此溶液中还含有氢氧化钡，故填：Ba（NO3）2、NaNO3、Ba（OH）2。
12．（2022•椒江区模拟）定性和定量结合是科学研究的重要思想。某科学学思小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了如下探究。
【查阅资料】
①无水CuSO4遇水变蓝；
②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；
③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
【设计实验方案】
方案1：实验装置如图1所示，通过干燥管中无水硫酸铜变蓝来判断红色固体中是否含有Cu2O。

（1）为确保探究的科学、合理、安全。方案中还应采取的措施有 　①②③　（填序号）；
①加热前先排尽装置中的空气
②在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置
③在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶
（2）由方案1实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式 　H2+Cu2O△¯2Cu+H2O　。
方案2：利用高温灼烧红色固体，通过比较质量来确定红色固体中是否含有Cu2O。如图所示，请补充完整实验中需要测量的数据：
①　蒸发皿的质量　，②红色固体置于蒸发皿中的总质量，③在空气中高温灼烧至质量恒定后蒸发皿与固体总质量。
【解答】解：方案1：（1）根据硫酸铜是否变蓝判断是否含有氧化亚铜时，要注意水的干扰因素，所以制取的氢气要干燥，可以在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置，并且要将空气中的水的干扰排除，可以在盛有硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶，由于氢气有可燃性，氢气与空气混合物受热可能爆炸，实验前要将装置中的空气排净，故选：①②③；
（2）氢气和氧化亚铜在加热条件下生成铜和水，反应的化学方程式为H2+Cu2O△¯2Cu+H2O；
方案2：铜与氧气加热生成氧化铜，利用高温灼烧红色固体，③中比②中增加的质量为参加反应的氧气质量，通过计算可确定铜的质量，与样品质量比较看确定红色固体中是否含有Cu2O，要知道样品质量，还需要称量蒸发皿的质量。
故答案为：
（1）①②③；
（2）H2+Cu2O△¯2Cu+H2O；蒸发皿的质量。
13．（2022•永康市模拟）建构合理思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：

【模型应用】同学们为探究草酸（H2C2O4）受热分解的气体成分，将草酸（H2C2O4）受热分解后得到的混合气体通过该思维模型进行实验。
【查阅资料】
草酸易溶于水，草酸受热分解时有少量升华，草酸蒸气与石灰水会反应生成草酸钙或草酸氢钙，这两种生成物都为白色不溶物。
【建立猜想】猜想1：草酸分解生成CO2和H2；
猜想2：草酸分解生成CO2、CO和H2O；
猜想3：草酸分解生成CO2和H2O；
（1）有同学从理论上就可判断第三种假设不成立，老师也认为这一判断是正确的，该同学判断的理论依据是 　反应前后原子种类、个数不变　。
【设计方案】为验证猜想2同学们应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出）。

【收集证据】
（2）该小组同学根据B中的澄清石灰水变浑浊的现象认为气体中有CO2存在。则你认为根据图甲实验方案证明气体中一定有CO存在的证据是 　D中澄清石灰水不变浑浊，F中澄清石灰水变浑浊，E中黑色固体逐渐变红　。
【交流评价】
（3）针对查阅的资料内容，小组同学讨论后对实验中CO2的检验方法提出了质疑。需要增加一个装置来排除干扰。请结合资料信息，设计一个装置，并明确装置连接的位置和盛放的试剂，你的设计是 　A和B之间增加一个装有水的装置　。
【实验结论】
同学们经过进一步实验证明了气体产物中无H2存在，并得出结论猜想2正确。
【继续探究】

（4）小金同学为测定草酸晶体样品中草酸的质量分数，设计了如图乙方案：称取一定量草酸晶体样品进行充分加热，完全分解后得到的混合气体，用图乙装置按正确的操作流程进行实验（杂质不参与反应，所用试剂均足量），通过称量装置C中氧化铜粉末反应前后的质量差，由此来计算出样品中草酸的质量分数，而得到的实验结果却比实际值偏低很多，排除仪器和操作因素且装置气密性良好，你认为其可能原因是：　一氧化碳部分反应（合理即可）　。（写出一条即可）
【解答】解：（1）由草酸（H2C2O4）的化学式可知，草酸分子中碳原子与氢原子个数比为1：1，根据质量守恒定律，反应前后原子种类、个数不变，草酸受热分解后得到的混合气体中碳原子和氢原子个数比为1：1，故不可能只生成二氧化碳和水。
（2）该小组同学根据B中的澄清石灰水变浑浊的现象认为气体中有CO2存在，有一氧化碳生成，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，故现象为D中澄清石灰水不变浑浊，F中澄清石灰水变浑浊，E中黑色固体逐渐变红。
（3）由题干信息：草酸受热分解时有少量升华，草酸蒸气与石灰水会反应生成草酸钙或草酸氢钙，这两种生成物都为白色不溶物，故该装置不能检验二氧化碳的存在，可在A和B之间增加一个装有水的装置，因为草酸易溶于水。
（4）用图乙测定草酸晶体样品中草酸的质量分数，该实验要先通入气体产物排尽装置中空气，防止一氧化碳与空气混合物受热爆炸，实验结束要继续通入一氧化碳至装置冷却，防止生成的铜重新被氧化，即一氧化碳部分反应，导致计算出的实验结果比实际值偏低。
故答案为：（1）反应前后原子种类、个数不变；
（2）D中澄清石灰水不变浑浊，F中澄清石灰水变浑浊，E中黑色固体逐渐变红；
（3）A和B之间增加一个装有水的装置；
（4）一氧化碳部分反应（合理即可）。
七．化学实验方案设计与评价（共3小题）
14．（2022•宁波模拟）某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入某气体，使杂质炭在加热条件下反应生成CO2来进行测定分析．
（1）使用图甲装置时，先用夹子夹紧橡皮管，再往仪器①中加入适量水，这样操作是为了　检查装置气密性　．
（2）甲装置制取a气体的化学方程式为　2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑　．
（3）兴趣小组同学认为在装置②与③之间接入丙装置更加合理，接入丙装置的目的是　通过观察石灰水是否变浑浊确定二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收　．
【解答】解：（1）使用图甲装置时，先用夹子夹紧橡皮管，再往仪器①中加入适量水，如果长颈漏斗中能够形成一段水柱，并且一段时间后水柱不下降，说明装置不漏气，因此这样操作是为了检查装置气密性．
故填：检查装置气密性．
（2）甲装置制取的a气体是氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑．
故填：2H2O2MnO2¯2H2O+O2↑．
（3）兴趣小组同学认为在装置②与③之间接入丙装置更加合理，接入丙装置的目的是通过观察石灰水是否变浑浊确定二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收．
故填：通过观察石灰水是否变浑浊确定二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收．
15．（2022•慈溪市模拟）硝酸钾是一种重要的工业原料，我国年产量达到6万多吨。小科和小宁在实验室用不同的方案制取硝酸钾。
[实验步骤]
①小科将A、B盐加到装有少量水的试管中，充分振荡制取硝酸钾，如图甲。
②小宁向试管中依次加入浓度为10%的酸溶液15g，浓度为15%的碱溶液8g，充分振荡制取硝酸钾，如图乙。
[实验分析]
（1）小宁想分析小科所用的A、B盐成分，分别取A、B盐配成溶液后进行以下实验。
①取少量A、B盐溶液分别滴加稀盐酸，A盐溶液有气泡生成，B盐溶液无明显现象。
②另取少量A、B盐溶液，分别滴加氢氧化钠溶液，A、B盐溶液均无明显现象。
则B盐可能是 　硝酸钙（或硝酸钡）　（写出一种即可）。
（2）工业生产中，目的产物的实际生成量占目的产物的理论生成量的百分率称为收率。已知小宁最终制得硝酸钾1.8g，则反应的收率为 　83.3%　（计算结果保留到0.1%）。
（3）请你从安全的角度，对小宁制取硝酸钾的方案进行评价：　硝酸是强酸，具有强腐蚀性或氢氧化钾具有强腐蚀性（合理即可）　。

【解答】解：（1）取少量A、B盐溶液分别滴加稀盐酸，A盐溶液有气泡生成，B盐溶液无明显现象，A盐为碳酸盐，碳酸盐与盐酸反应生成二氧化碳气体，A盐和B盐反应生成硝酸钾，则A盐为碳酸钾，B盐为硝酸盐，碳酸钾可溶于水，根据复分解反应条件，生成另外一种盐难溶于水，碳酸根与钡离子或钙离子反应生成沉淀，故B为硝酸钙（或硝酸钡）；
（2）小宁向试管中依次加入浓度为10%的酸溶液15g，浓度为15%的碱溶液8g，充分振荡制取硝酸钾，则酸为硝酸，碱为氢氧化钾，氢氧化钾与硝酸反应生成硝酸钾和水，化学方程式为HNO3+KOH＝KNO3+H2O，每63份质量硝酸与56份质量氢氧化钾恰好完全反应，浓度为10%的硝酸溶液15g，浓度为15%的氢氧化钾溶液8g反应，硝酸有剩余。
设生成硝酸钾质量为x
HNO3+KOH＝KNO3+H2O
56 101
15%×8g x
56101=15%×8gx
x≈2.16g
反应的收率为1.8g2.16g×100%≈83.3%
（3）硝酸是强酸，具有强腐蚀性、氢氧化钾具有强腐蚀性，使用时要注意安全（合理即可）。
故答案为：
（1）硝酸钙（或硝酸钡）；
（2）83.3%；
（3）硝酸是强酸，具有强腐蚀性或氢氧化钾具有强腐蚀性（合理即可）。
16．（2022•宁波模拟）某校化学课外活动小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并利用产物进一步与氧化铁反应（图中夹持及其他后续装置均已省略）。已知铁与水在高温下反应产生一种单质气体和一种黑色的金属氧化物，这种金属氧化物与铁在氧气中燃烧的产物是同一物质。碱石灰是一种固体干燥剂，其中含有氢氧化钠和生石灰等物质。

（1）装置B中发生反应的化学方程式 　3Fe+4H2O高温¯Fe3O4+4H2　。
（2）试管C中收集气体的方法是 　向下排空气法　。
（3）实验过程中最后点燃的是 　③　（填编号）。
①A处酒精灯
②B处酒精喷灯
③E处酒精灯
【解答】解：（1）铁与水在高温下反应产生一种单质气体和一种黑色的金属氧化物，这种金属氧化物与铁在氧气中燃烧的产物是同一物质，即红色固体是四氧化三铁，单质气体是氢气，装置B中发生反应的化学方程式是3Fe+4H2O高温¯Fe3O4+4H2。
故答案为：3Fe+4H2O高温¯Fe3O4+4H2。
（2）试管C中收集气体的方法是向下排空气法。
故答案为：向下排空气法。
（3）实验过程中先点燃A处酒精灯，产生水蒸气，再点燃B处酒精喷灯，水蒸气和铁反应生成四氧化三铁和氢气，最后点燃的是E处酒精灯，氢气和氧化铁反应，同时能够排出装置中的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。
故答案为：③。
八．常见气体的检验与除杂方法（共1小题）
17．（2022•宁波模拟）某混合气体可能含有H2、CO、CO2、HCl中的一种或几种，为确定该混合气体的成分，现将混合气体依次通过如图装置。其中A装置中无明显现象产生，C装置中有亮红色物质出现，D装置中无明显现象产生。由此可以判定该混合气体中一定有 　CO　，一定没有 　H2　。

【解答】解：通过氧化铜由红色物质析出，说明含有还原性气体，因此从一氧化碳和氢气中选择，而氢气与氧化铜反应会生成水，此时通过无水硫酸铜后没有变色，排除了氢气，所以含有一氧化碳，而氯化氢无法判断，因此气体先通过A澄清石灰水，如果存在氯化氢，会与氢氧化钙反应，因此也无法得出是否含有二氧化碳；
故答案为：CO；H2。