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初中化学中考复习 15专题十五 实验方案的设计与评价 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习
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这是一份初中化学中考复习 15专题十五 实验方案的设计与评价 课件 2021年中考化学（全国）一轮复习，共60页。
中考化学
专题十五 实验方案的设计与评价
A组 2020年全国中考题组
考点一 实验方案的设计
1.(2020河北,6,2分)下图所示实验方案不能达到实验目的的是 ( )
答案 A A项,酸性溶液和中性溶液都不能使酚酞溶液变色,因此无法证明待测溶液呈酸性;B项,硝酸 钾加水振荡,部分溶解,加热后全部溶解,可证明硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大;C项,电解水生成氢 气和氧气,可证明水是由氢、氧元素组成的;D项,氢氧化钠和硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,但 反应前后质量不变,可验证质量守恒定律。
2.(2020山西,8,2分)实验课上,同学们设计了如下四个实验,其中能达到目的的是 ( )
答案 C A项,长颈漏斗的下端没有浸入液体里,气体会逸出,且氢气不能用向上排空气法收集;B项,冷 水温度达不到白磷的着火点,白磷不能燃烧;C项,装置中没有水蒸气,铁丝在干燥的空气里不易生锈;D项, 装置中缺少弹簧夹,红磷燃烧时集气瓶内的气体受热膨胀,会有部分气体逸出,不能测定空气中氧气的含 量,故选C。
3.(2020福建,9,3分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 B 测定某废水的酸碱度时,应将干燥的pH试纸放在玻璃片或表面皿上,然后用玻璃棒蘸取废水 滴到pH试纸上,再将试纸显示的颜色和标准比色卡比较得出废水的pH,A错误;活性炭有吸附性,可以吸 附色素和异味,故可以将水通过装有活性炭的净化装置来除去水中的色素,B正确;粗盐中的难溶性杂质, 可以通过溶解、过滤的方法除去,C错误;将该固体和熟石灰混合研磨,闻气味,若有刺激性气味的气体生 成,则该固体是铵态氮肥,D错误。
4.(2020山西,10,2分)课外实验具有趣味性、实践性等特点。鸡蛋壳成分的探究过程如下,其中正确的是 ( ) A.实验①证明蛋壳成分是CaCO3B.实验②可证明蛋壳中含钙元素C.实验③得到的固体能与水反应
D.实验中每步操作都是规范的
答案 C 在盛有碎蛋壳的烧杯中加入食醋有气泡产生,不能说明产生的气体是二氧化碳,也不能证明 蛋壳的成分是CaCO3,故A不正确;在盛有碎蛋壳的烧杯中加入水和酚酞溶液,溶液不变色,不能说明蛋壳 中含有钙元素,故B不正确;蛋壳在灼烧前,加入水和酚酞溶液不变色,将蛋壳灼烧后,加入水和酚酞溶液, 溶液变红色,说明灼烧后得到的固体能与水反应生成碱性物质,故C正确;胶头滴管的使用不规范,用胶头 滴管向烧杯中滴加液体时,胶头滴管应竖直悬空在烧杯的正上方,故D不正确。
易错警示 实验探究过程是探究鸡蛋壳的成分,鸡蛋壳与食醋反应有气泡产生,不能说明鸡蛋壳中含有 碳酸钙。
5.(2020海南,22,8分)小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易就锈蚀了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。【资料卡片】探究铁生锈的条件
【家庭小实验】为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如下图的家庭小实验,很快看到实验现象。 (1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是 (填序号);A.两端仍持平 B.左高右低 C.左低右高你选择的理由是 ;(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,请在小林实验的基础上完善此实验方案
;(3)结合资料及实验结果,解释现象Ⅰ和Ⅱ 。
答案 (1)B 因为铁钉与瓶中氧气、水反应,使瓶中压强减小 (2)仍采用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实 验操作,观察现象 (3)海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀
解析 (1)铁钉生锈的过程中会消耗矿泉水瓶内的氧气,造成瓶内气体体积减小,压强减小,因此会出现红 墨水液面左高右低的现象,故选B;(2)铁钉与水、氧气反应会发生锈蚀,小林的实验中没有将食盐水作为 变量进行对比实验,因此不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,所以要进行一个对比实验,保持其他条件 不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复实验操作,观察现象,当观察到食盐水中的铁钉比蒸馏水中 的铁钉锈蚀快时,可说明食盐水能加速铁钉的锈蚀;(3)通过探究可知,食盐水能加速铁钉的锈蚀,而海边 潮湿空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,因此会加速铁制品的锈蚀。
1.(2019辽宁锦州,10,2分)下列实验方案,设计合理的是 ( )
答案 B A项,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,故除去碳酸钙中的氧化钙不能用高温煅烧的方 法,故错误。B项,区分水和过氧化氢溶液,可加入二氧化锰,有气泡产生的为过氧化氢溶液,无明显现象的 为水,故正确。C项,除去粗盐中的泥沙,应加水溶解、过滤、蒸发,故错误。D项,甲烷燃烧后产物为水和 二氧化碳,氢气燃烧后的产物是水,两种气体燃烧均有水生成,故无法用点燃的方法检验出甲烷中是否混 有氢气,故错误。
解题关键 熟记常见物质的特殊性质,理清各物质的物理、化学性质是解题的关键。
易错警示 除去粗盐中的难溶性杂质,需先加水将氯化钠溶于水,然后过滤掉难溶性杂质,最后蒸发掉水, 得到精盐。其中过滤是必不可少的一步操作。
2.(2019陕西A,14,2分)对一瓶已变质的NaOH溶液进行如下实验,其中实验方案能达到实验目的的是 ( )
答案 C Na2CO3溶液和NaOH溶液都显碱性,都可以使酚酞变红,无法证明溶液中存在Na2CO3,故A不正 确;加入CaCl2溶液除去Na2CO3的同时生成了新杂质NaCl,故B不正确;加入过量BaCl2溶液检验Na2CO3的 同时除去Na2CO3,排除Na2CO3对NaOH检验的干扰,故C正确;用pH试纸测定溶液pH时要选择干燥的试纸, 否则会使测量结果不准确,故D不正确。
易错警示 易错选B,用试剂除去混合物中的杂质时,不能引入新的杂质,加入CaCl2溶液除去Na2CO3的同 时生成了新杂质NaCl。
知识归纳 除杂原则为“不增、不减、易分离”,即不增加新杂质,不能与原物质反应,容易分离。
3.(2018辽宁沈阳,12,2分)下列实验方案设计能达到实验目的的是 ( )
答案 B A项,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,利用图示装置不能测定空气中氧气的含量;B项, 可以比较食用油在水和汽油中的溶解性,从而得出影响物质溶解性的因素之一是溶剂的种类;C项,氢氧 化钠变质生成碳酸钠,碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液均显碱性,均能使酚酞试液变红,故C不能达到实验目 的;D项,盐酸和碳酸钠反应会生成气体二氧化碳,由于装置不密闭,二氧化碳会扩散到空气中,故D不能达 到实验目的。
4.(2017陕西A,14,2分)下列图示实验能达到目的的是 ( )
答案 A A项中温度相同,溶质种类和质量相同,溶剂质量相同,但溶剂种类不同,可探究溶剂种类对物 质溶解性的影响,故A正确;木炭燃烧会生成二氧化碳气体,导致最终装置内压强变化不大,故B错误;氯化 铵和硝酸铵都含有铵根离子,加入氢氧化钠溶液都会产生刺激性气味的气体,无法鉴别二者,故C错误;探 究二氧化锰的催化作用,应保证过氧化氢溶液的浓度相同,故D错误。
易错警示 在做测定空气中氧气含量的实验时,可燃物不能选择木炭、硫粉(生成物是气体),也不能选 择铁丝(在空气中不能燃烧)。
5.(2018安徽,14,7分)“蓝瓶子”实验是一个有趣的化学振荡实验:盛有氢氧化钠、亚甲蓝(C16H18N3 SCl)、葡萄糖混合液的试管,经振荡、静置后溶液颜色会出现反复变化(如图1)。某兴趣小组开展如下 探究,回答下列问题。 图1 图2(1)混合液中属于人类基本营养物质的有水和 。(2)小明对振荡后溶液变蓝的原因进行如下猜想:①溶液中溶入CO2;②溶液中溶入O2;③溶液中溶入
(填化学式)。(3)小红利用图2装置,从A端吹入呼出的气体,混合液由无色变蓝色,由此 (填“能”或“不能”) 得出猜想①正确,原因是 。(4)为探究猜想②,利用图2装置设计实验方案: 。
答案 (7分)(1)葡萄糖(1分) (2)N2 (1分)(其他合理答案均给分)(3)不能(1分) 人体呼出的气体中也含有氮气和氧气等(2分)(4)从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想②正确;若溶液不变蓝,则猜想②不正确(2分)
解析 (1)混合液中的水和葡萄糖属于人类基本营养物质。(2)空气中含有N2 、O2、CO2等气体,振荡后 溶液变蓝可能是因为溶液中溶有O2、N2、CO2等。 (3)由于人呼出的气体中含有二氧化碳、氧气、氮气 等,所以吹入人呼出的气体后混合液由无色变蓝色,不能得出猜想①正确。(4)为探究猜想②是否正确,可 以向混合液中通入氧气,通过混合液是否变蓝进行判断;从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想②正确;若 溶液不变蓝,则猜想②不正确。
6.(2017湖南长沙,47,12分)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下反应生成的气体产物的成分,提 出了如下猜想:a.可能是二氧化碳;b.可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下: Ⅰ.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;Ⅱ.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。
请你分析并回答:(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由。 ; (2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案 。(3)该实验装置存在的缺陷是 。(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是 。(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管①的方法是 。
答案 (1)不严谨 气体产物可能是CO和CO2的混合物(2)先将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明气体中有CO2;然后将剩余气体通过足量NaOH溶液 和浓H2SO4,再通过灼热的CuO固体,最后通入澄清石灰水中,若固体变红,澄清石灰水变浑浊,说明有CO(3)没有尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,没有验证CO的装置(4)先将导管移出水面,再熄灭酒精灯(5)先用足量稀盐酸清洗,再用水洗
解析 (1)木炭在高温条件下与氧化铜反应可能生成CO2,也可能生成CO,还可能生成CO2和CO的混合气 体。(2)在CO2和CO同时存在的情况下要对这两种气体进行检验,一般先检验CO2,然后利用CO的还原性 检验CO。实验时为防止CO2对CO的检验造成干扰,应检验CO2后将其除去,再进行CO的检验。(3)CO有 毒,故应该在装置的最后加一个尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,按照题图所示的装置,只能验 证气体产物中是否有CO2,不能验证CO是否存在。(4)实验结束时应先将导管从澄清石灰水中移出,再熄 灭酒精灯,防止液体倒吸,使试管炸裂。(5)实验后装澄清石灰水的试管内壁上附着的是不溶于水的Ca- CO3,可先用足量稀盐酸清洗,再用水洗。
易错警示 若CO和CO2同时存在,在进行成分验证时一般先检验CO2,为了不对CO的检验造成干扰需要 除去CO2,再对CO进行检验。
7.(2016宁夏,20,10分)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体。某化学兴趣小组的同学欲探究M 与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?【猜想与假设】小敏的猜想是Al>Cu>M;小强的猜想是Al>M>Cu;你的猜想是 。【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管,进行如下表的实验(试管中 均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸):
【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论,明白了实验刚开始时试管③ 中无气泡产生的原因,该原因是 。【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序,同学们取粗细相同、打磨干净的M丝、铝 丝及相关溶液,又进行了下图所示的实验: (1)试管乙中观察到的现象是
(2)试管丙中反应的化学方程式为 。【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管 (填试管编号)中的实验,也可 以得出正确的结论。【解释与结论】通过以上实验,同学们得出了三种金属的活动性顺序。【评价与反思】实验结束后,同学们对实验过程进行了如下反思:(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素,除了相互反应的金属和酸的性质外,还有 (任写一 种)。(2)探究金属活动性顺序时,除了上述实验中已经用到的两种方法外,还可以根据 进行判断(任写一种)。
答案 (10分)【猜想与假设】M>Al>Cu(1分)【设计与实验一】M>Al(1分) Al>M>Cu(1分)【交流与表达】铝丝表面的氧化膜先与稀盐酸反应,因而无气泡产生(1分)【设计与实验二】(1)M丝表面覆盖一层红色固体,溶液由蓝色变成无色(1分)(2)2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu(2分)【交流与表达】丙(1分)【评价与反思】(1)温度(或酸的浓度或金属与酸的接触面积等)(其他合理的答案也可得分)(1分)(2)金属与氧气反应的难易程度(或金属被人类发现和利用年代的早晚)(其他合理的答案也可得分)(1分)
解析 【猜想与假设】M与Al、Cu的活动性强弱顺序只能有三种可能性:①Al>Cu>M,②Al>M>Cu,③ M>Al>Cu,故你的猜想为M>Al>Cu。【设计与实验一】把M丝、铜丝、铝丝分别插入相同的稀盐酸中,刚开始M丝表面有少量气泡产生,铜 丝和铝丝表面无气泡,说明金属活动性顺序为M>Cu,M>Al。几分钟以后,M表面有少量气泡产生,Cu表 面无气泡,Al表面有大量气泡产生,说明三种金属的活动性顺序为Al>M>Cu。【交流与表达】铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化膜(Al2O3),开始时盐酸先与氧化膜反应,故 没有气泡产生。【设计与实验二】(1)M的金属活动性强于Cu,故M和CuSO4溶液反应的现象为M表面覆盖一层红色固 体,溶液由蓝色变为无色。(2)试管丙中,Al和CuSO4反应生成Cu和Al2(SO4)3,反应的化学方程式为2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu。【交流与表达】试管甲中的实验证明金属活动性:Al>M,试管乙中的实验证明金属活动性:M>Cu,甲、 乙两组实验即可得出正确的结论,所以可去掉试管丙中的实验。【评价与反思】(1)影响金属和酸反应速率的因素,除了金属和酸的性质外,还有金属与酸的接触面积、 酸的浓度、温度等。(2)探究金属的活动性顺序的方法有:①金属能否与酸反应及反应的剧烈程度,②金属能否与盐溶液反应,
③金属与O2反应的难易程度等。
8.(2019甘肃兰州A,25,2分)下列实验方案不能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 B A项,过量的铁粉会跟硫酸铜发生置换反应,生成铜和硫酸亚铁,而过量的铁粉和生成的铜可 以通过过滤除去,能达到实验目的;B项,检验碳酸盐,应取样,滴加稀盐酸,若产生能使澄清石灰水变浑浊 的气体即二氧化碳,就证明该固体是碳酸盐,不能达到实验目的;C项,除去氯化钠溶液中少量氯化镁,通过 加入过量的氢氧化钠溶液,可以使氯化镁充分反应生成氢氧化镁沉淀,过滤可以除去氢氧化镁,向滤液中 加入稀盐酸调节至中性,能达到实验目的;D项,氢氧化钠溶于水会放热,导致溶液温度升高,硝酸铵溶于水 会吸热,导致溶液温度下降,故可以通过加水溶解来鉴别。
9.(2019浙江杭州,19,3分)下列实验中,实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是 ( )
答案 D 氯化钠可溶于水而泥沙不溶于水,应该用过滤,A错误;酒精能与水以任意体积比互溶,分离水 与酒精的混合物,应该利用两者沸点不同,蒸馏分离,B错误;与碳酸钠反应的是酸中的氢离子,若利用酸根 离子鉴别,应用银离子鉴定氯离子,用钡离子鉴定硫酸根离子,C错误;根据金属活动性顺序,铁的金属活动 性大于铜,Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,D正确。
审题技巧 本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断, 从而得出正确的结论。
10.(2018内蒙古呼和浩特,7,2分)下列实验设计不能达到实验目的的是 ( )
答案 A A项,该实验设计可以除去CO中的CO2,但不能回收CO,不能达到实验目的;B项,铜片上的白磷 能燃烧,水中的白磷和铜片上的红磷不能燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,同时温度要达到可燃物 的着火点,能达到实验目的;C项,铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,能达到实验目的;D项,将NH4 NO3、CuSO4和NaCl分别溶于水,温度显著降低的是NH4NO3,溶液为蓝色的是CuSO4,能达到实验目的。
11.(2016江苏南京,15,2分)除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),拟定的实验方案不可行的是 ( )A.NaCl溶液(MgCl2)——加入过量的NaOH溶液,过滤,滤液中加稀盐酸至中性B.氧气(水蒸气)——通过装有足量无水氯化钙的干燥管C.CaO固体(CaCO3)——高温充分煅烧D.氢气(氯化氢气体)——依次通过足量的NaHCO3溶液和浓硫酸
答案 D 加入过量的氢氧化钠溶液可以除去氯化镁,多余的氢氧化钠用适量的盐酸除去,A项方案可 行;无水氯化钙具有吸水性,用足量无水氯化钙可以除去氧气中的水蒸气,B项方案可行;碳酸钙在高温的 条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,可以除去CaO固体中的CaCO3,C项方案可行;氯化氢气体与碳酸氢 钠溶液会反应生成二氧化碳气体,引入了新的杂质,D项方案不可行,故选D。
知识拓展 无水氯化钙可作某些气体的干燥剂,但不能作氨气的干燥剂。
12.(2018山西,29,9分)化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。 在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。活动一通过小组合作,同学们完成了下图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是 (写一个)。 活动二小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无
色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是 以及一定含有 的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。 【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子?【猜想与假设】上层溶液中还可能含有OH-、C 、Ca2+中的一种或几种。【进行实验】
【反思与评价】(1)小明同学对方案一提出质疑,他的理由是 。(2)经过综合分析,最终确定上层溶液中肯定存在的离子有 。(3)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量 进行处理后再排放。
答案 活动一:Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl)活动二:H+(或氢离子)【进行实验】滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuSO4溶液[或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续 滴加FeCl3溶液](合理即可)①产生白色沉淀 ②产生蓝色沉淀(或产生红褐色沉淀)(合理即可)【反思与评价】(1)溶液中有C (或Na2CO3)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-[或溶液中有C (或Na2CO3),溶液也显碱性,无法判断是否含OH-](合理即可)(2)Na+、Cl-、OH-、C (或钠离子、氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子) (3)稀硫酸(或稀盐酸/酸)(合理即可)
解析 活动一:氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应也 生成碳酸钙白色沉淀,反应的化学方程式分别为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH、Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl。活动二:六支试管内的剩余物倒在一起有白色沉淀,该白色沉淀一定是碳酸钙,则上层清液中一定不含氢 离子,因为碳酸钙与盐酸能发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳。【进行实验】根据离子的性质确定检验方法。OH-能使酚酞变红,能与Cu2+、Fe3+分别结合成Cu(OH)2蓝 色沉淀、Fe(OH)3红褐色沉淀。 C 与盐酸反应产生二氧化碳气体,与Ca2+、Ba2+分别结合成CaCO3、BaCO3白色沉淀。方案一中用酚酞检验OH-,用稀盐酸检验C ;根据实验结论一定含C 、无Ca2+,一定有OH-,方案二可以用可溶性钙盐、钡盐检验C ,用可溶性铜盐、铁盐检验OH-。【反思与评价】(1)碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,无法判断是否含有OH-。(2)经过分析可知上层溶液中一定存在Na+、Cl-、OH-、C 。(3)滤液中含有OH-、C ,显碱性,可以加入适量稀盐酸(或稀硫酸)除去OH-、C 。
13.(2018江西,22,8分)兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫 色石蕊溶液,探究酸、碱、盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而 将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。【提出问题】刺激性气味的气体是什么?【猜想与假设】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨气。大家讨论后认为猜想3不合理,依据是 。【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式: 。【实验探究】如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到 ,于是 他认为猜想2正确。
【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
【结论】加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。【拓展应用】实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实 验室制取氯化氢气体最适宜的方法为 (填序号)。A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物
答案 【猜想与假设】质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)【查阅资料】Ca(OH)2+SO2 CaSO3↓+H2O【实验探究】溶液由紫色变红色(或溶液变红)【评价与改进】通入澄清石灰水中 无明显现象(或不出现白色沉淀)【拓展应用】C
解析 【猜想与假设】将氯化钠与硫酸的混合溶液加热一段时间后产生了刺激性气味的气体,由于反 应物中不存在氮元素,故不可能是氨气,猜想3错误。【查阅资料】二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2 CaSO3↓+H2O。【实验探究】猜想2是氯化氢气体,因此将其通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色。【评价与改进】如果产生的气体是氯化氢,则将其通入澄清石灰水中,石灰水不会变浑浊,此现象可以证 明该气体不是二氧化硫,间接地证明猜想2正确。【拓展应用】由于氯化氢极易溶于水,为了避免生成的气体溶于水,实验室最好采用加热固体氯化钠与 浓硫酸的方法制取氯化氢气体,因此选C。
难点突破 二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此将产生的气体通入澄清石灰水后如果 没有浑浊现象,说明该气体不是二氧化硫,猜想1不正确,从而间接地证明了猜想2正确。
C组 教师专用题组
考点一 实验方案的设计
1.(2020重庆A,15,2分)下列课本中的实验均做了一定的改动,改动后仍然能达到实验目的的是 ( )
答案 A A选项,把水换成红墨水更有助于观察实验现象;B选项,浓盐酸挥发出的氯化氢气体不能使酚 酞溶液变色,观察不到明显现象;C选项,反应体系不密闭,不能验证化学反应前后质量是否相等;D选项,烧 杯中的冰水不能使红磷或白磷的温度达到其着火点,因此实验中的可燃物均不能燃烧,无法探究物质燃 烧的条件。
解题关键 对实验装置进行改动后,一定要注意改动后的装置与原装置的区别,同时分析这种改动会给 实验装置、实验过程带来怎样的变化,这种变化是否会使实验结果发生改变。
2.(2019新疆,8,2分)下列实验操作中,能达到实验目的的是 ( )
答案 A 浓硫酸具有吸水性,氢气与浓硫酸不反应,将混有少量水蒸气的H2通过盛有浓硫酸的洗气瓶, 能达到除去水蒸气的目的,故A正确;Na2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和NaOH,除去杂质的同时会 引入新的杂质[生成的NaOH、过量的Ba(OH)2],故B不正确;白酒和白醋都是无色液体,通过观察颜色无 法鉴别,故C不正确;实验室的药品不能品尝,故D不正确。
易错警示 易错选B,用试剂除去混合物中的杂质时,不能引入新的杂质,用过量的Ba(OH)2溶液除去杂质 Na2SO4,不仅会生成新杂质NaOH,同时引入过量的Ba(OH)2杂质;易错选D,在家中用品尝味道的方法可以 鉴别食盐水和蔗糖水,但在实验室中不能品尝任何药品。
3.(2018安徽,9,2分)对比实验是实验探究的重要方法,下列对比实验设计能实现相应实验目的的是( )
答案 A A项,其他条件相同,水的温度不同,能实现“探究温度对分子运动快慢的影响”的目的;B项, 没有控制水为唯一变量,所以不能实现“探究水对铁钉锈蚀的影响”的目的;C项,选择的可燃物不同,空 气不是唯一变量,所以不能实现“探究空气是燃烧的必要条件”的目的;D项,二氧化碳与水反应生成碳 酸,酚酞遇碳酸不变色,不能实现“探究CO2与水发生反应”的目的。
知识拓展 控制变量法基本思路是:假设某个探究的实验对象可能受到A、B、C、D、E等因素的影响, 为了判断其中A因素是否会对实验对象造成影响,可以控制除A以外的B、C、D、E等因素,使之保持恒 定,然后仅改变因素A,观察实验对象的变化情况。
4.(2017内蒙古呼和浩特,7,2分)下列四个实验方案设计合理的是 ( )
答案 D A项,在空气中充分灼烧,木炭粉会和氧气发生反应,不符合除杂原则,错误。B项,会引入新的 杂质MnO2,错误。C项,氯化铵和硫酸铵分别与熟石灰混合研磨均会产生有刺激性气味的气体,无法鉴 别,错误。D项正确。
5.(2017天津,12,2分)某同学对下列四个实验都设计了两种方案,两种方案均合理的是(双选) ( )
答案 BD 硬水和软水都是无色液体,观察颜色不合理;加肥皂水后泡沫多的为软水,泡沫少的为硬水, 故A错误。硫酸铵是白色晶体,磷矿粉是灰色固体;加入熟石灰后研磨,硫酸铵能产生有刺激性气味的氨 气,磷矿粉不具有此性质,可以鉴别,故B正确。浓硫酸具有吸水性,可以干燥二氧化碳,能除掉其中的水; 氢氧化钠能与二氧化碳反应,故C错误。适量盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水,适量 氯化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,故D正确。
6.(2016内蒙古呼和浩特,17,5分)某化学兴趣小组的同学向一定量的NaHCO3溶液中加入一定量的稀H2 SO4。待反应完全后(假设反应产生的气体全部逸出),对反应后溶液中溶质的成分进行如下探究:【实验用品】pH试纸、Zn片、氧化铜粉末、稀H2SO4、NaOH溶液、BaCl2溶液。【假设猜想】猜想一:Na2SO4猜想二:Na2SO4、NaHCO3猜想三:Na2SO4、H2SO4【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验,请根据现象或结论填空。
【得出结论】猜想三正确。【评价反思】老师对同学们能用多种方案进行探究,并且得出正确的实验结论给予了肯定,同时指出探 究中存在两处明显错误。分别是:① ;② 。【总结提高】依据所给实验用品,你还有什么不同类方案确认猜想三是正确的。请写出你的实验方案 。
答案 【实验探究】
【评价反思】①方案B中pH试纸浸入溶液中②方案D中Na2SO4与BaCl2反应也会生成白色沉淀(或白色沉淀可能由Na2SO4与BaCl2反应生成),不能证 明一定有H2SO4存在(或不能证明猜想三正确)(答出带点部分给分,Na2SO4写成S 不给分)【总结提高】取少量氧化铜粉末于试管中,加入足量反应后的溶液,若氧化铜溶解,溶液变蓝,则猜想三正确(答出带点 部分给分)
解析 【实验探究】方案C的实验结论是猜想三正确,故加入反应后的溶液,应有气泡产生,锌片不断溶 解;方案A中加入稀硫酸没有气泡产生,则证明猜想二不正确。【评价反思】①方案B中测定溶液pH的方法不正确,应该用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸上。②方案 D中硫酸钠与氯化钡反应也会产生白色沉淀,不能证明一定有硫酸存在。【总结提高】猜想三中有硫酸,硫酸能与金属氧化物反应,故取少量氧化铜粉末于试管中,加入足量反应 后的溶液,若氧化铜溶解,溶液变蓝色,则证明猜想三正确。
7.(2018安徽,15,8分)某兴趣小组在相同条件下,将10.00 g下列物质分别置于相同规格的烧杯,并敞口存放 于空气中,烧杯中物质质量随时间变化如下表,回答下列问题。
(1)下列图示能反映水在空气中放置时发生变化的微观示意图是 (填字母序号)。(图中●表示氧 原子,○表示氢原子) (2)石灰水在空气中久置后有浑浊现象,写出该反应的化学方程式 。(3)为研制一种安全、环保的除湿剂,可选择上表中的 (填溶质的化学式)。(4)将10.00 g氯化钠浓溶液敞口久置后,最终得到2.26 g晶体,则该溶液是 (填“饱和”或“不 饱和”)溶液。(已知该温度下氯化钠溶解度为36.1 g)(5)为进一步研究稀盐酸敞口久置后浓度变化,该小组开展如下探究。
①甲同学猜想浓度可能会变大,理由是 。②为验证甲同学的猜想是否正确,设计实验方案: 。注意:若答对第(6)小题奖励4分。(6)乙同学取20%的氢氧化钠溶液20.00 g,敞口放置一段时间后部分变质,得到18.80 g溶液,由此能否计算 所得溶液中溶质组成?若能,请计算其组成;若不能,请补充完成实验方案设计,同时说明需要测定的数据 (用a表示),并计算a的取值范围。(不要求写出计算过程)
答案 (8分)(1)D(1分) (2)Ca(OH) 2 + CO2 CaCO3↓+ H2 O(2分) (3)CaCl2(1分)(4)不饱和(1分)(5)①稀盐酸中水的蒸发量大于HCl的挥发量(1分)(其他合理答案均给分) ②取等质量的原盐酸和久置 后的盐酸,均滴加酚酞试液,分别滴入等浓度的氢氧化钠溶液,至溶液由无色变红色时,比较消耗氢氧化钠 的量(2分)(其他合理答案均给分)(6)不能。实验方案:将变质后溶液加热蒸干,称量所得固体质量为a g。a的取值范围:4.00解析 (1)一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的,水中的水分子比水面上的水分子多,故 选D。(2)石灰水在空气中久置,氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,反应的化学方程 式为Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O。(3)由表中的数据可知,浓硫酸和氯化钙浓溶液均具有吸水性,但浓硫酸具有腐蚀性,不安全,所以从安全、环保的角度考虑应该选CaCl2浓溶液。(4)NaCl浓溶液中溶质 的质量分数为 ×100%=22.6%,该温度下氯化钠饱和溶液中溶质的质量分数为 ×100%≈26.5%,所以原溶液不饱和。(5)①稀盐酸敞口久置后浓度可能会变大,原因是稀盐酸中水的蒸发量大于HCl的挥发量。②取等质量的原盐酸和久置后的盐酸,均滴加酚酞试液,分别滴入等浓度的氢氧化钠溶液,至溶液由无色变为红色时,比较消耗氢氧化钠溶液的量,判断浓度的变化;还可以通过测量敞口放置前后稀盐酸的pH的变化,判断浓度的变化等。(6)氢氧化钠溶液敞口放置于空气中,水分蒸发使溶液质量减小;氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应会使溶液质量增大,仅通过放置前后溶液质量的变化,不能求出溶液中溶质的组成。可以将变质后的溶液加热蒸干,称量所得固体的质量为a g,原溶液中氢氧化钠的质量为20.00 g×20%=4.00 g,假设固体完全变质,则2NaOH + CO2 Na2CO3 + H2O80 106
4.00 g a g80∶106= 4.00 g∶a g a=5.30由于氢氧化钠溶液部分变质,所以a的取值范围为4.008.(2019江苏南京,15,2分)除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),拟定的实验方案不可行的是 ( )A.N2气体(O2)——通过灼热的铜网B.木炭粉(CuO)——在空气中灼烧C.KCl固体(MnO2)——加入足量的水溶解,过滤,蒸发结晶D.FeCl2溶液(CuCl2)——加入过量的铁粉,过滤
考点二 实验方案的评价
答案 B A项,N2与O2的混合气体通过灼热的铜网时,氮气与灼热的铜不反应,氧气与灼热的铜反应生 成氧化铜固体,反应后得到纯净的氮气,符合除杂原则;B项,木炭粉在空气中灼烧会与空气中的氧气反应 生成二氧化碳,而氧化铜与空气中的成分不能发生反应,欲保留的物质被除去,不符合除杂原则;C项,KCl 易溶于水,MnO2不溶于水,采用加入足量的水溶解,过滤,蒸发结晶的方法,能够除去二氧化锰,得到纯净的 KCl,符合除杂原则;D项,向FeCl2和CuCl2混合溶液中加入过量的铁粉,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和 铜,过滤出过量的铁粉和生成的铜,得到氯化亚铁溶液,将杂质转化为欲保留的物质,符合除杂原则。
方法技巧 除杂的原则:1.不能引入新杂质;2.除杂试剂只能与杂质反应,不能与欲保留的物质发生反应, 且其状态最好能和欲保留的物质不同;3.最佳的除杂方法是除杂试剂与杂质反应生成欲保留的物质。
易错警示 在分离一组易溶与难溶物质时,要分清要除去的是易溶物还是难溶物,在完成“溶解、过 滤”步骤后,再确认后续步骤。如果要保留易溶物,则后续步骤一般为“蒸发结晶”;如果要保留的是难 溶物,则后续步骤一般为“洗涤、干燥”。
9.(2018河南,7,1分)下列实验设计不能达到其对应实验目的的是 ( )
答案 C C项,碳酸钠与盐酸在烧杯中反应,生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,不能达到实验目的。
易错警示 验证质量守恒定律时对反应物和仪器的要求:反应物必须选用能够发生化学反应的物质;若 反应过程中有气体参与,反应必须在密闭容器中进行。
10.(2016广西南宁,19,2分)下列实验方案,实验设计达不到实验目的的是 ( )
答案 C 插入空气样品中的木条正常燃烧,插入呼出气体样品中的木条熄灭,可以比较人体吸入的空 气和呼出气体中氧气的含量,A项正确;一氧化碳具有还原性,能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳, 二氧化碳与氧化铜不反应,可以鉴别,B项正确;酒精可以燃烧,水不能燃烧,验证燃烧的条件之一是可燃 物,C项错误;盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,通过过滤除去过量的碳酸钙,D项正确。
11.(2020广东广州,20,2分)下列实验中,根据实验现象可得到相应结论的是 ( )
答案 B 铁的金属活动性大于银和铜,能将银和铜从它们的盐溶液中置换出来,但该实验无法比较银 和铜的金属活动性强弱,故A错误;检验气体纯度时,若发出尖锐爆鸣声,说明气体不纯,故B正确;加热时铁 丝可在氧气中燃烧,生成四氧化三铁,故C错误;点燃某气体时,产生水,说明该气体中含有氢元素,不一定 为氢气,故D错误。
知识归纳 B项,若听到“噗”的声音,说明气体很纯;C项,铁与水、氧气共同作用生成铁锈。
12.(2017江西,22,9分)为了解甲酸的分解产物,实验小组进行了以下探究:【查阅资料】甲酸(HCOOH)的熔点为8.6 ℃,能分解生成两种物质。【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想:猜想1.H2和CO2;猜想2.CO和H2O。【设计实验】20 ℃时,甲酸的状态为 ;从图一装置中选择合适的装置 (填序号)对甲酸 进行加热。为了加快分解速率,实验小组加入了催化剂,反应后将分解产物通入图二装置进行实验。
【实验预测】若猜想1成立,则D中的实验现象应为 。【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠,F处玻璃管中出现的现象为 ,甲酸分解的化学方程式为 。【交流拓展】资料表明,不同条件下,甲酸的分解产物不同,猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的 分解产物又提出新猜想:猜想3.H2O和CO2;猜想4.CO和H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和
猜想4都错误,理由是 。
答案 (9分)【设计实验】液态(1分) A(1分)【实验预测】紫色石蕊溶液变红色(1分)【进行实验】红色固体变成黑色(2分) HCOOH CO↑+H2O(2分)【交流拓展】违背了质量守恒定律(或化学反应前后原子数目不相等、化学方程式无法配平等)(2分)
解析 【设计实验】由资料知,甲酸的熔点为8.6 ℃,故20 ℃时,甲酸的状态为液态,因此选择装置A对甲 酸进行加热。【实验预测】若猜想1成立,则生成的气体为H2和CO2,二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液 变红,因此D中的现象为紫色石蕊溶液变红色。【进行实验】实验过程中观察到C处瓶内出现大量水珠,则说明猜想2正确,甲酸分解产生了CO和H2O;E 装置中的浓硫酸用于干燥通入F装置中的气体,F处玻璃管中发生的反应为一氧化碳还原氧化铁,因此观 察到的现象为红色固体变为黑色,则甲酸分解的化学方程式为HCOOH CO↑+H2O。【交流拓展】HCOOH分子中碳、氢、氧的原子个数比为1∶2∶2,但猜想3和猜想4的生成物中,化学方 程式无论怎么配,碳、氢、氧三种元素的原子个数比均不可能为1∶2∶2,因此不符合质量守恒定律,故 猜想3、4错误。
1.(2020吉林长春二道一模,10)下列实验方案中,合理的是 ( )A.制取Fe(OH)2:将Fe与Cu(OH)2混合B.鉴别NH4Cl和NH4NO3:取样,分别加入熟石灰研磨C.验证质量守恒定律:将二氧化锰与过氧化氢溶液混合,比较混合前后液体的质量D.除去CuSO4溶液中混有少量的H2SO4:加入过量的Cu(OH)2充分反应后,过滤
考点一 实验方案的设计
答案 D A项,Fe与Cu(OH)2不能发生反应,不能用于制取Fe(OH)2,故实验方案不合理。B项,NH4Cl和 NH4NO3分别与熟石灰研磨均能产生有刺激性气味的气体,不能鉴别,故实验方案不合理。C项,过氧化氢 在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,产生的氧气逸出,反应后液体质量减少,不能直接用于验证 质量守恒定律,故实验方案不合理。D项,过量的Cu(OH)2能与硫酸反应生成硫酸铜和水,再过滤,能除去 杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故实验方案合理。
2.(2019山西联考,9)实验是科学探究的重要方法。下列实验设计不合理的是 ( )
答案 C A项,硝酸铵溶于水吸热,可以通过加水测量温度鉴别硝酸铵和氯化钠,故A正确;B项,羊毛灼 烧有烧焦羽毛的气味,合成纤维灼烧有特殊气味,可以通过灼烧闻气味鉴别羊毛和合成纤维,故B正确;C 项,甲烷和氢气燃烧后都有水生成,但甲烷燃烧还生成二氧化碳,应该在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水 的烧杯鉴别,故C错误;D项,氯化钾溶于水,二氧化锰不溶于水,可以采用溶解、过滤、蒸发的方法提纯氯 化钾,故D正确。
3.(2019四川成都一诊,10)取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花完成以下实验。下列说法错误的是 ( ) A.纸花变为红色的有实验1和实验4B.实验1的作用:说明酸性物质会使紫色石蕊变红C.能证明水和二氧化碳发生了化学反应的现象:实验4中小花变红,实验2、3中不变红D.此实验证明水和二氧化碳反应生成的不是酸性物质
答案 D A项,稀盐酸、二氧化碳与水化合生成的碳酸都能使紫色石蕊试液变成红色,故正确。 B项, 实验1的作用:说明酸性物质会使紫色石蕊变红,故正确。C项,由实验4中小花变红,实验2、3中不变红,证 明水和二氧化碳发生了化学反应,生成了碳酸,故正确。D项,此实验证明水和二氧化碳反应生成的是酸 性物质,能使紫色的石蕊试液变成红色,故错误。
4.(2020内蒙古通辽开鲁一模,9)用实验探究铝和铜的金属活动性强弱,若提供的试剂只有:氯化铜溶液、 氯化铝溶液、铝、铜和稀盐酸,对此下列说法正确的是 ( )A.最多只能设计一种实验方案B.氯化铜溶液是不可或缺的试剂C.选用两种合适的试剂即可实现实验目的D.向氯化铝溶液中加入铜不能探究金属活动性强弱
答案 C Al和Cu的金属活动性的探究实验中,提供的试剂有CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐 酸。可以由提供的试剂设计出的方案有①Al、Cu、稀盐酸:Al可以与稀盐酸反应,得出活动性Al>H;Cu 和盐酸不反应,得出活动性H>Cu,故活动性Al>Cu。②Al、CuCl2溶液:Al可以置换CuCl2溶液中的Cu,得 出活动性Al>Cu。③Cu、AlCl3溶液:Cu与AlCl3不反应,得出活动性Al>Cu。可设计出的方案有三种,故A 错误。①③两种方案都没用到CuCl2溶液,故B错误。②③中选用两种试剂也可达到实验目的,故C正 确。向AlCl3溶液中加入Cu不能反应,但是能够比较出Al和Cu的金属活动性强弱,故D错误。
思路分析 金属活动性强弱的探究,是金属性质探究的一个重要方面。金属活动性强弱可以通过不同 的金属是否能够与同种试剂反应或与同种试剂反应的快慢程度进行比较,也可以借助其中一种金属与 另外一种金属对应的盐溶液能否反应来获得结论。
5.(2019甘肃庆阳一模,16)在实验室小华同学利用碳酸钠和盐酸反应检验盐和酸的反应,实验完毕后想知 道反应后溶液的成分是什么。写出碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式: 。【提出问题】溶液中溶质的成分是什么?猜想一:Na2CO3和NaCl。猜想二:NaCl。猜想三: 。【实验过程】小英同学进行了如下实验:
小李同学认为小英同学的结论是错误的,原因是 。为证明是猜想二还是猜想三正确,写出该实验的操作、现象和结论: 。
答案 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑ HCl和NaCl 溶液不变色 含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞溶液变色 取少量溶液于试管中,加入适量碳酸钠溶液;若产生气泡,则溶质是氯化钠和氯化氢 (方法合理即可)
解析 碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。若恰好反应,则反应后溶液中溶质为氯化钠; 若反应物过量,则反应后溶液中溶质为Na2CO3和NaCl或HCl和NaCl。碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液 变红色;盐酸显酸性,氯化钠溶液显中性,显中性或显酸性的溶液都不能使酚酞溶液变色,故小英的结论 错误;猜想二和猜想三的不同是溶质中是否含有HCl,可以加入Na2CO3溶液或活泼金属等验证HCl是否存 在。
6.(2020广西玉林模拟,28)某同学进行如图所示的两个实验: (1)甲实验中反应的化学方程式是 。(2)乙实验观察到的现象是 。(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为:Ⅰ.Mg(OH)2;Ⅱ.Mg(OH)2和BaSO4;你的猜想是: 。
【实验方案】设计实验证明你的猜想。
【拓展与思考】上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4,原因是 。
答案 (1)Na2CO3+Ba(OH)2 BaCO3↓+2NaOH(2)溶液蓝色变为无色,有红色固体析出(3)MgCO3、Mg(OH)2 沉淀全部溶解,且有气泡产生 Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O MgCO3+2HCl MgCl2+H2O+CO2↑ 出现硫酸钡说明甲中有氢氧化钡剩余,因此碳酸钠就不存在,当甲、乙中溶液混合后就不会生成碳酸镁,三者不能同时出现
解析 (1)碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠。(2)镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,硫酸铜溶液为蓝色,而硫酸镁溶液为无色,铜为红色单质,所以可以 看到溶液由蓝色变为无色,有红色固体析出。(3)【提出猜想】碳酸钠与氢氧化钡反应后,若碳酸钠过量,则甲中溶液的溶质为碳酸钠和氢氧化钠,与硫 酸镁反应生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,因此白色沉淀可能为碳酸镁与氢氧化镁。【实验方案】碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,可以看到有气泡产生;氢氧化镁与盐酸反 应生成氯化镁和水,因此沉淀会全部溶解。【拓展与思考】碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钠,若碳酸钠过量,则甲中溶液的溶质为碳 酸钠和氢氧化钠,与乙试管中的硫酸镁反应生成碳酸镁、氢氧化镁沉淀;若氢氧化钡过量,此时甲中溶液 的溶质为氢氧化钡和氢氧化钠,与乙试管中的硫酸镁反应生成硫酸钡和氢氧化镁沉淀;若碳酸钠与氢氧 化钡恰好完全反应,甲中溶液的溶质只有氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀。若Mg (OH)2、MgCO3和BaSO4同时出现,说明甲中溶液里同时存在氢氧化钡和碳酸钠,而两者不能共存,会继续 反应,所以这三种沉淀不能同时出现。
7.(2020安徽二模,9)下列实验设计能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 A A项,小木条先燃烧,说明小木条的着火点比煤块的着火点低,可比较小木条和煤块的着火点, 故正确。B项,硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体,虽除去氧气,但产生了新的气体,不能用来测定空气中 氧气的含量,故错误。C项,浓盐酸具有挥发性,挥发出来的氯化氢气体不能使无色酚酞试液变红色,不能 证明分子是不断运动的,故错误。D项,碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,产生的二氧化碳气体逸 出,不能用于验证质量守恒定律,故错误。
8.(2020天津红桥一模,13)下列实验方案能达到相应实验目的的是 ( )
答案 D A项,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。B项,铁丝不能在空气中燃烧,不能用于测定空气中O2的体积分数。C项,二氧化碳与水反应生 成碳酸,碳酸不能使无色酚酞变色,不能证明CO2能与水反应。D项,浓硫酸具有吸水性,且不与氧气反应, 能除去杂质且没有引入新的杂质,可以达到实验目的。
9.(2019天津红桥一模,14)下列有关化学实验的“目的→操作→现象→结论”的描述都正确的是 ( )
答案 B A项,将砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,铝丝表面有铜析出是实验结论而不是实验现 象,故错误。B项,氢氧化钾溶液变质是因为与二氧化碳反应生成碳酸钾,取少量氢氧化钾溶液,滴入澄清 石灰水,碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,说明氢氧化钾溶液已变质,故正确。C项,向一定量的水 中加入硝酸铵晶体,充分搅拌,溶液温度下降,说明硝酸铵溶于水能使溶液温度下降,但不能说明盐类物质 溶于水都能使溶液温度下降,故错误。D项,将燃着的木条伸入集气瓶中,木条火焰熄灭,不能说明集气瓶 已集满二氧化碳,应将燃着的木条放在集气瓶口,操作错误。
10.(2018辽宁鞍山一模,11)下列依据实验目的所设计的实验过程不合理的是 ( )
答案 C A项,取样滴加稀盐酸,产生气泡的是碳酸钾溶液,另一种是硝酸钾溶液,该选项能够达到实验 目的;B项,取样品灼烧时,能够产生烧焦羽毛气味的是羊毛纤维,另一种是合成纤维,该选项能够达到实验 目的;C项,将气体通过灼热的氧化铜粉末时,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,该选项不能达到 实验目的;D项,氯化钠易溶于水,泥沙不溶于水,通过溶解、过滤、蒸发结晶可以除去氯化钠固体中混有 的泥沙,该选项能够达到实验目的。
11.(2019内蒙古呼和浩特一模,16)某兴趣小组在空气中点燃镁条时发现:生成的白色固体物质中夹杂着 少量的淡黄色固体。为了探究其原因,小组成员进行了以下探究活动:【提出问题】淡黄色固体物质的成分是什么?【查阅资料】通过查阅资料,记录了下列几种物质的颜色:
小组成员一致认为产物中一定不含有氯化镁,理由是 。【提出猜想】淡黄色的固体可能是 。【实验探究】(1)按如图所示装置收集氮气。 ①关闭a、b、c,用凸透镜聚光引燃白磷,待白磷不再燃烧并冷却至室温。②打开a、b,使用打气筒进行充气,A中的水进入B时,打开c,继续充气;C中收集到N2。选用排水法收集氮 气的原因是 。
(2)实验验证的方法是将燃着的镁条伸入集气瓶中,若观察到 现象, 则证明淡黄色固体是Mg3N2。【实验结论】猜想是正确的,镁条在空气中燃烧的有关化学方程式是 。【实验反思】本探究活动对物质燃烧新的认识是 。
答案 【查阅资料】空气中不含有氯元素【提出猜想】Mg3N2【实验探究】(1)氮气难溶于水 (2)镁条继续燃烧,有淡黄色固体生成【实验结论】3Mg+N2 Mg3N2、2Mg+O2 2MgO【实验反思】燃烧不一定有氧气参与
解析 【查阅资料】根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,由于空气中无氯元素,所以燃烧 产物中一定不存在氯化镁。【提出猜想】空气中含有氮气,在空气中点燃镁条时,生成的白色固体物质 中夹杂着少量的淡黄色固体,而氮化镁为淡黄色,所以淡黄色的固体可能是镁与空气中的氮气反应生成 的。【实验探究】(1)氮气难溶于水,所以可用排水法来收集;(2)将燃着的镁条伸入集气瓶,若观察到镁 条继续燃烧,有淡黄色固体生成,则证明淡黄色固体是Mg3N2。【实验结论】镁与氮气在点燃的条件下 反应生成氮化镁,镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁。
12.(2020黑龙江哈尔滨南岗一模,23)如图是某同学所在化学活动实验小组所做的实验,他们在探究稀硫 酸的某些化学性质,请回答下列问题: 请写出乙试管中发生反应的化学方程式: 。甲试管中的实验现象为 。甲、乙同学实验后,将甲过滤后的滤液和乙实验后的溶液倒入同一烧杯中,观察到有 白色沉淀生成,由此可知甲试管中溶质为 ,将烧杯中的沉淀滤去,得到滤液。
【提出问题】烧杯中溶液的溶质中的离子除了Na+和N 外,还含有哪些离子?甲同学的猜想:OH-、S ;乙同学的猜想:OH-、Ba2+;丙同学的猜想:H+、Ba2+;丁同学的猜想: (填离子符号,不能与前面的猜想重复)。【实验验证】丙同学为了验证自己的猜想,取烧杯中的溶液少许于试管中,向其中加入少量的硫酸钠溶 液,观察到产生白色沉淀的现象,于是得出结论:自己的猜想正确,甲的猜想不正确。乙同学认为丙得出 的结论不正确。请对丙同学的实验及现象做出评价: 。乙同学进行了自己的验证实验,取少量烧杯中的溶液于试管中,向其中滴加硫酸铜溶液,观察到有白色和 蓝色沉淀产生的现象,于是得出结论:其溶质中的离子成分是 。【反思与总结】乙、丙两位同学的实验所选用的试剂不同,得出结论也不相同,由两位同学的验证实验 总结得出:在验证猜想的溶液中溶质离子成分时,所选试剂的要求是 时,就能一次性验证溶质离子成分。
答案 2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O 有白色沉淀生成 Ba(NO3)2和HNO3 【提出问题】H+、S 【实验验证】不正确,滴加硫酸钠观察到产生白色沉淀,只能证明溶液中含有钡离子,无法证明不含有氢氧根离子,故丙的实验具有片面性 Na+、N 、OH-、Ba2+ 【反思与总结】与可能存在的离子都发生化学反应,且产生不同的现象
解析 甲试管中硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡白色沉淀,故现象为有白色沉淀生成,乙试管中氢氧化钠 与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O。甲、乙同学实验后,将甲过滤后的滤液和乙实验后的溶液倒入同一烧杯中,观察到烧杯中有白色沉淀生成,只能是硫酸 根离子与钡离子结合生成的硫酸钡沉淀,故甲试管中溶质既有剩余的硝酸钡又有反应生成的硝酸。【提出问题】由上述分析可知,甲试管反应后溶液中的溶质为硝酸钡和硝酸,乙试管反应后溶液中的溶 质有三种情况:①若NaOH与H2SO4恰好完全反应,溶质为Na2SO4;②若NaOH过量,溶质为NaOH和Na2SO4; ③若H2SO4过量,溶质为H2SO4和Na2SO4。Ba2+和S 不共存,则丁同学的猜想为H+、S 。【实验验证】丙同学的实验只能证明溶液中含有钡离子,不能证明不含有氢氧根离子,故有片面性;乙同 学实验中硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀, 说明溶质中的离子含有OH-、Ba2+,所以其溶质中的离子成分是Na+、N 、OH-、Ba2+。【反思与总结】乙同学进行实验所选试剂既能鉴别出氢氧根离子又能鉴别出钡离子,所以在验证猜想 的溶液中溶质离子成分时,所选试剂若能与可能存在的离子都发生化学反应,且产生不同的现象,就能一 次性验证溶质离子成分。
一、选择题(每题2分,共8分)
1.(2020云南,18)下列实验不能达到相应实验目的的是 ( )
A.比较黄铜和纯铜的硬度B.验证质量守恒定律C.测定溶液的pHD.测定空气中氧气的含量
答案 D A项,通过黄铜片和纯铜片的相互刻画,能够比较黄铜和纯铜的硬度;B项,用有气体参加或生 成的化学反应验证质量守恒定律时,需要采用密闭装置;C项,测定溶液pH时,需将pH试纸放在玻璃片上, 并用玻璃棒蘸取待测液滴加到pH试纸上,将显示的颜色和标准比色卡进行比对;D项,用该装置测定空气 中氧气含量时,药品不能选用木炭;故选D。
2.(2019甘肃兰州A,21)下列实验设计不合理的是 ( )
答案 C 装置是密闭装置,可以通过测量反应前后质量没有发生变化来验证质量守恒定律,A正确;该 组对比实验只有溶剂种类这一个变量不同,其他条件完全一致,可以探究溶剂种类对物质溶解性的影响, B正确;探究铁生锈的条件,还需要再设计一个铁在干燥的空气中的对比实验,否则无法完成探究目的,C 错误;通过倾倒二氧化碳时蜡烛从低到高依次熄灭的现象,可以说明二氧化碳的密度比空气大,D正确。
解题关键 熟悉各实验设计的原理、判断实验的设计是否跟实验目的相吻合是解题的关键。
3.(2020浙江杭州,16)下列依据实验目的所进行的操作,正确的是 ( )
答案 C A项,氯化钾易溶于水,二氧化锰不溶于水,将反应得到的混合物溶解后直接加热蒸发,得到的 仍然是氯化钾和二氧化锰的混合物,错误;B项,验满时,应该把带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否 复燃,错误;C项,滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀的是硫酸,无明显现象的是盐酸,正确;D项,铜和银都不能 和盐酸反应,错误。
4.(2019广东广州,20)下列实验中,现象正确且可得到相应结论的是 ( )
答案 B 硫在空气中和在氧气中燃烧均生成SO2,故A结论错误;水能在通电的条件下分解,正极产生O2, 负极产生H2,两者的体积比为1∶2,故B正确;CO能将红色的Fe2O3还原为黑色的Fe,故C现象错误;将带火 星的木条置于盛有氧气的集气瓶口上方,木条不复燃,不能说明O2能支持燃烧,故D结论错误。
审题技巧 C项,注意题目中现象的表述,仔细审题是得出正确答案的关键。
易错警示 D项,O2能支持燃烧,能使带火星的木条复燃,但D项操作及木条不复燃的现象不能说明O2能 支持燃烧。
二、非选择题(共17分)
5.(2019辽宁鞍山一模,23)(8分)钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应 的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。在实验室,小亮先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中,再取一小块钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一:Na2SO4猜想二:Na2SO4和NaOH猜想三: 猜想四:Na2SO4、CuSO4和NaOH分析:小明认为猜想 不合理,理由是 (用化学方程式表示)。【实验与验证】
【拓展延伸】金属活动性顺序中钠及其前面的金属 (填“能”或“不能”)把位于后面的金属 从它们的盐溶液里置换出来。
答案 【猜想与假设】Na2SO4和CuSO4 四 2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2↓【实验与验证】三 滤液不变色 一【拓展延伸】不能
解析 Na与H2O反应生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4可发生复分解反应,恰好完全反应时溶质是Na2SO4, 氢氧化钠过量时溶质是Na2SO4和NaOH,硫酸铜过量时溶质是Na2SO4和CuSO4。氢氧化钠和硫酸铜反应 生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,则猜想四不合理。取少量滤液于试管中,滤液为无色,说明滤液中不含 有硫酸铜,猜想三不成立;向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液,滤液不变色,说明滤液中不含有氢氧化钠, 猜想二不成立;常温下,再取少量滤液,溶液pH=7,说明滤液中只含有硫酸钠,猜想一成立。钠比较活泼,投 入滤液中时,先和水反应,因此金属活动性顺序中钠及其前面的金属不能把位于后面的金属从它们的盐 溶液里置换出来。
知识总结 在金属活动性顺序中,钾、钙、钠不能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
6.(2019黑龙江哈尔滨一模,23)(9分)现有A、B、C、D四种溶液,某研究小组的同学取少量四种溶液样 品,分别加入一定量的稀硫酸,观察实验现象。
其中不能与稀硫酸发生反应的是 (填字母);与稀硫酸反应产生白色沉淀的反应的化学方程式 为 。实验结束后小组同学将废液倒入同一废液缸中,过滤,得到滤渣和滤液。【提出问题】滤液中含有哪些离子?经分析可知,滤液中一定含有的离子是 (填离子符号)。【实验探究】对滤液中可能含有的离子进行探究。小刚的实验操作:取样,用pH试纸测得滤液的pH约为3,由此可以得出结论:滤液中一定不含有的离子是 (填离子符号)。小明的实验操作:取滤液少许于试管中,向其中滴加氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生。由此可以得出结论:滤液中一定含有硫酸根离子。【总结与评价】请你对小明的实验做出评价: 。小组同学经过合作与交流,最终确定了滤液中离子的成分。【反思与收获】上述探究给我们的启示是:要想确定实验最终所得溶液中离子的成分,首先可以依据已
有知识和题中信息进行合理推断,比如:可以推断出 ;然后 再选取合适的试剂,对 进行探究即可。
答案 B BaCl2+H2SO4 BaSO4↓+2HCl Na+、Cl-OH-、C 正确;因为溶液中不含有碳酸根离子,加入氯化钡溶液后产生白色沉淀,是因为钡离子和硫酸根离子结合生成白色沉淀硫酸钡 不能与其他离子结合生成水、气体、沉淀的离子 可能含有的离 子
解析 稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,和氯化钡反 应生成白色沉淀硫酸钡和盐酸,不能和氯化钠反应。氯化钡与稀硫酸反应产生白色沉淀的化学方程式 为BaCl2+H2SO4 BaSO4↓+2HCl。经分析可知,滤液中一定含有的离子是Na+、Cl-,这是因为钠离子、氯离子不能和溶液中的其他离子反应。取样,用pH试纸测得滤液的pH约为3,由此可以得出结论:滤液中 一定不含有的离子是OH-、C ,这是因为OH-、C 在酸性溶液中不能大量存在。小明的实验结论正确,因为溶液中不含有碳酸根离子,加入氯化钡溶液后产生白色沉淀,是钡离子和硫酸根离子结合生成白 色沉淀硫酸钡。要想确定实验最终所得溶液中离子的成分,首先可以依据已有知识和题中信息进行合 理推断,可以推断出不能与其他离子结合生成水、气体、沉淀的离子,然后再选取合适的试剂,对可能含 有的离子进行探究。
中考化学
专题十五 实验方案的设计与评价
A组 2020年全国中考题组
考点一 实验方案的设计
1.(2020河北,6,2分)下图所示实验方案不能达到实验目的的是 ( )
答案 A A项,酸性溶液和中性溶液都不能使酚酞溶液变色,因此无法证明待测溶液呈酸性;B项,硝酸 钾加水振荡,部分溶解,加热后全部溶解,可证明硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大;C项,电解水生成氢 气和氧气,可证明水是由氢、氧元素组成的;D项,氢氧化钠和硫酸铜反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀,但 反应前后质量不变,可验证质量守恒定律。
2.(2020山西,8,2分)实验课上,同学们设计了如下四个实验,其中能达到目的的是 ( )
答案 C A项,长颈漏斗的下端没有浸入液体里,气体会逸出,且氢气不能用向上排空气法收集;B项,冷 水温度达不到白磷的着火点,白磷不能燃烧;C项,装置中没有水蒸气,铁丝在干燥的空气里不易生锈;D项, 装置中缺少弹簧夹,红磷燃烧时集气瓶内的气体受热膨胀,会有部分气体逸出,不能测定空气中氧气的含 量,故选C。
3.(2020福建,9,3分)下列实验操作能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 B 测定某废水的酸碱度时,应将干燥的pH试纸放在玻璃片或表面皿上,然后用玻璃棒蘸取废水 滴到pH试纸上,再将试纸显示的颜色和标准比色卡比较得出废水的pH,A错误;活性炭有吸附性,可以吸 附色素和异味,故可以将水通过装有活性炭的净化装置来除去水中的色素,B正确;粗盐中的难溶性杂质, 可以通过溶解、过滤的方法除去,C错误;将该固体和熟石灰混合研磨,闻气味,若有刺激性气味的气体生 成,则该固体是铵态氮肥,D错误。
4.(2020山西,10,2分)课外实验具有趣味性、实践性等特点。鸡蛋壳成分的探究过程如下,其中正确的是 ( ) A.实验①证明蛋壳成分是CaCO3B.实验②可证明蛋壳中含钙元素C.实验③得到的固体能与水反应
D.实验中每步操作都是规范的
答案 C 在盛有碎蛋壳的烧杯中加入食醋有气泡产生,不能说明产生的气体是二氧化碳,也不能证明 蛋壳的成分是CaCO3,故A不正确;在盛有碎蛋壳的烧杯中加入水和酚酞溶液,溶液不变色,不能说明蛋壳 中含有钙元素,故B不正确;蛋壳在灼烧前,加入水和酚酞溶液不变色,将蛋壳灼烧后,加入水和酚酞溶液, 溶液变红色,说明灼烧后得到的固体能与水反应生成碱性物质,故C正确;胶头滴管的使用不规范,用胶头 滴管向烧杯中滴加液体时,胶头滴管应竖直悬空在烧杯的正上方,故D不正确。
易错警示 实验探究过程是探究鸡蛋壳的成分,鸡蛋壳与食醋反应有气泡产生,不能说明鸡蛋壳中含有 碳酸钙。
5.(2020海南,22,8分)小林学习金属的相关知识后,关注到生活中有以下现象:Ⅰ.海边的铁制品,锈蚀程度比其他地方更严重。Ⅱ.切过咸菜的菜刀,不及时清洗,很容易就锈蚀了。针对Ⅰ和Ⅱ的现象,小林结合学习内容查阅了相关资料并进行实验探究。【资料卡片】探究铁生锈的条件
【家庭小实验】为了探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响,小林设计并完成了如下图的家庭小实验,很快看到实验现象。 (1)该实验中红墨水液面可能出现的现象是 (填序号);A.两端仍持平 B.左高右低 C.左低右高你选择的理由是 ;(2)小红认为小林的实验不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,请在小林实验的基础上完善此实验方案
;(3)结合资料及实验结果,解释现象Ⅰ和Ⅱ 。
答案 (1)B 因为铁钉与瓶中氧气、水反应,使瓶中压强减小 (2)仍采用小林的装置做对比实验,保持其他条件不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复小林的实 验操作,观察现象 (3)海边潮湿的空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,氯化钠能加快铁制品的锈蚀
解析 (1)铁钉生锈的过程中会消耗矿泉水瓶内的氧气,造成瓶内气体体积减小,压强减小,因此会出现红 墨水液面左高右低的现象,故选B;(2)铁钉与水、氧气反应会发生锈蚀,小林的实验中没有将食盐水作为 变量进行对比实验,因此不足以说明食盐水能加速铁钉的锈蚀,所以要进行一个对比实验,保持其他条件 不变,将30 mL食盐水换成30 mL蒸馏水,重复实验操作,观察现象,当观察到食盐水中的铁钉比蒸馏水中 的铁钉锈蚀快时,可说明食盐水能加速铁钉的锈蚀;(3)通过探究可知,食盐水能加速铁钉的锈蚀,而海边 潮湿空气和咸菜中都含有一定量的氯化钠,因此会加速铁制品的锈蚀。
1.(2019辽宁锦州,10,2分)下列实验方案,设计合理的是 ( )
答案 B A项,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,故除去碳酸钙中的氧化钙不能用高温煅烧的方 法,故错误。B项,区分水和过氧化氢溶液,可加入二氧化锰,有气泡产生的为过氧化氢溶液,无明显现象的 为水,故正确。C项,除去粗盐中的泥沙,应加水溶解、过滤、蒸发,故错误。D项,甲烷燃烧后产物为水和 二氧化碳,氢气燃烧后的产物是水,两种气体燃烧均有水生成,故无法用点燃的方法检验出甲烷中是否混 有氢气,故错误。
解题关键 熟记常见物质的特殊性质,理清各物质的物理、化学性质是解题的关键。
易错警示 除去粗盐中的难溶性杂质,需先加水将氯化钠溶于水,然后过滤掉难溶性杂质,最后蒸发掉水, 得到精盐。其中过滤是必不可少的一步操作。
2.(2019陕西A,14,2分)对一瓶已变质的NaOH溶液进行如下实验,其中实验方案能达到实验目的的是 ( )
答案 C Na2CO3溶液和NaOH溶液都显碱性,都可以使酚酞变红,无法证明溶液中存在Na2CO3,故A不正 确;加入CaCl2溶液除去Na2CO3的同时生成了新杂质NaCl,故B不正确;加入过量BaCl2溶液检验Na2CO3的 同时除去Na2CO3,排除Na2CO3对NaOH检验的干扰,故C正确;用pH试纸测定溶液pH时要选择干燥的试纸, 否则会使测量结果不准确,故D不正确。
易错警示 易错选B,用试剂除去混合物中的杂质时,不能引入新的杂质,加入CaCl2溶液除去Na2CO3的同 时生成了新杂质NaCl。
知识归纳 除杂原则为“不增、不减、易分离”,即不增加新杂质,不能与原物质反应,容易分离。
3.(2018辽宁沈阳,12,2分)下列实验方案设计能达到实验目的的是 ( )
答案 B A项,木炭在空气中燃烧生成二氧化碳气体,利用图示装置不能测定空气中氧气的含量;B项, 可以比较食用油在水和汽油中的溶解性,从而得出影响物质溶解性的因素之一是溶剂的种类;C项,氢氧 化钠变质生成碳酸钠,碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液均显碱性,均能使酚酞试液变红,故C不能达到实验目 的;D项,盐酸和碳酸钠反应会生成气体二氧化碳,由于装置不密闭,二氧化碳会扩散到空气中,故D不能达 到实验目的。
4.(2017陕西A,14,2分)下列图示实验能达到目的的是 ( )
答案 A A项中温度相同,溶质种类和质量相同,溶剂质量相同,但溶剂种类不同,可探究溶剂种类对物 质溶解性的影响,故A正确;木炭燃烧会生成二氧化碳气体,导致最终装置内压强变化不大,故B错误;氯化 铵和硝酸铵都含有铵根离子,加入氢氧化钠溶液都会产生刺激性气味的气体,无法鉴别二者,故C错误;探 究二氧化锰的催化作用,应保证过氧化氢溶液的浓度相同,故D错误。
易错警示 在做测定空气中氧气含量的实验时,可燃物不能选择木炭、硫粉(生成物是气体),也不能选 择铁丝(在空气中不能燃烧)。
5.(2018安徽,14,7分)“蓝瓶子”实验是一个有趣的化学振荡实验:盛有氢氧化钠、亚甲蓝(C16H18N3 SCl)、葡萄糖混合液的试管,经振荡、静置后溶液颜色会出现反复变化(如图1)。某兴趣小组开展如下 探究,回答下列问题。 图1 图2(1)混合液中属于人类基本营养物质的有水和 。(2)小明对振荡后溶液变蓝的原因进行如下猜想:①溶液中溶入CO2;②溶液中溶入O2;③溶液中溶入
(填化学式)。(3)小红利用图2装置,从A端吹入呼出的气体,混合液由无色变蓝色,由此 (填“能”或“不能”) 得出猜想①正确,原因是 。(4)为探究猜想②,利用图2装置设计实验方案: 。
答案 (7分)(1)葡萄糖(1分) (2)N2 (1分)(其他合理答案均给分)(3)不能(1分) 人体呼出的气体中也含有氮气和氧气等(2分)(4)从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想②正确;若溶液不变蓝,则猜想②不正确(2分)
解析 (1)混合液中的水和葡萄糖属于人类基本营养物质。(2)空气中含有N2 、O2、CO2等气体,振荡后 溶液变蓝可能是因为溶液中溶有O2、N2、CO2等。 (3)由于人呼出的气体中含有二氧化碳、氧气、氮气 等,所以吹入人呼出的气体后混合液由无色变蓝色,不能得出猜想①正确。(4)为探究猜想②是否正确,可 以向混合液中通入氧气,通过混合液是否变蓝进行判断;从A端通入氧气,若溶液变蓝,则猜想②正确;若 溶液不变蓝,则猜想②不正确。
6.(2017湖南长沙,47,12分)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下反应生成的气体产物的成分,提 出了如下猜想:a.可能是二氧化碳;b.可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下: Ⅰ.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;Ⅱ.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。
请你分析并回答:(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由。 ; (2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案 。(3)该实验装置存在的缺陷是 。(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是 。(5)实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管①的方法是 。
答案 (1)不严谨 气体产物可能是CO和CO2的混合物(2)先将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明气体中有CO2;然后将剩余气体通过足量NaOH溶液 和浓H2SO4,再通过灼热的CuO固体,最后通入澄清石灰水中,若固体变红,澄清石灰水变浑浊,说明有CO(3)没有尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,没有验证CO的装置(4)先将导管移出水面,再熄灭酒精灯(5)先用足量稀盐酸清洗,再用水洗
解析 (1)木炭在高温条件下与氧化铜反应可能生成CO2,也可能生成CO,还可能生成CO2和CO的混合气 体。(2)在CO2和CO同时存在的情况下要对这两种气体进行检验,一般先检验CO2,然后利用CO的还原性 检验CO。实验时为防止CO2对CO的检验造成干扰,应检验CO2后将其除去,再进行CO的检验。(3)CO有 毒,故应该在装置的最后加一个尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,按照题图所示的装置,只能验 证气体产物中是否有CO2,不能验证CO是否存在。(4)实验结束时应先将导管从澄清石灰水中移出,再熄 灭酒精灯,防止液体倒吸,使试管炸裂。(5)实验后装澄清石灰水的试管内壁上附着的是不溶于水的Ca- CO3,可先用足量稀盐酸清洗,再用水洗。
易错警示 若CO和CO2同时存在,在进行成分验证时一般先检验CO2,为了不对CO的检验造成干扰需要 除去CO2,再对CO进行检验。
7.(2016宁夏,20,10分)M是生活中常见的金属,MSO4溶液是无色液体。某化学兴趣小组的同学欲探究M 与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?【猜想与假设】小敏的猜想是Al>Cu>M;小强的猜想是Al>M>Cu;你的猜想是 。【设计与实验一】小莉取M丝、铜丝、铝丝和编号为①、②、③的3支试管,进行如下表的实验(试管中 均盛有体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸):
【交流与表达】同学们对同一实验得出两种不同结论的现象进行了讨论,明白了实验刚开始时试管③ 中无气泡产生的原因,该原因是 。【设计与实验二】为了进一步探究三种金属的活动性顺序,同学们取粗细相同、打磨干净的M丝、铝 丝及相关溶液,又进行了下图所示的实验: (1)试管乙中观察到的现象是
(2)试管丙中反应的化学方程式为 。【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管 (填试管编号)中的实验,也可 以得出正确的结论。【解释与结论】通过以上实验,同学们得出了三种金属的活动性顺序。【评价与反思】实验结束后,同学们对实验过程进行了如下反思:(1)影响金属与酸反应速率快慢的因素,除了相互反应的金属和酸的性质外,还有 (任写一 种)。(2)探究金属活动性顺序时,除了上述实验中已经用到的两种方法外,还可以根据 进行判断(任写一种)。
答案 (10分)【猜想与假设】M>Al>Cu(1分)【设计与实验一】M>Al(1分) Al>M>Cu(1分)【交流与表达】铝丝表面的氧化膜先与稀盐酸反应,因而无气泡产生(1分)【设计与实验二】(1)M丝表面覆盖一层红色固体,溶液由蓝色变成无色(1分)(2)2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu(2分)【交流与表达】丙(1分)【评价与反思】(1)温度(或酸的浓度或金属与酸的接触面积等)(其他合理的答案也可得分)(1分)(2)金属与氧气反应的难易程度(或金属被人类发现和利用年代的早晚)(其他合理的答案也可得分)(1分)
解析 【猜想与假设】M与Al、Cu的活动性强弱顺序只能有三种可能性:①Al>Cu>M,②Al>M>Cu,③ M>Al>Cu,故你的猜想为M>Al>Cu。【设计与实验一】把M丝、铜丝、铝丝分别插入相同的稀盐酸中,刚开始M丝表面有少量气泡产生,铜 丝和铝丝表面无气泡,说明金属活动性顺序为M>Cu,M>Al。几分钟以后,M表面有少量气泡产生,Cu表 面无气泡,Al表面有大量气泡产生,说明三种金属的活动性顺序为Al>M>Cu。【交流与表达】铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化膜(Al2O3),开始时盐酸先与氧化膜反应,故 没有气泡产生。【设计与实验二】(1)M的金属活动性强于Cu,故M和CuSO4溶液反应的现象为M表面覆盖一层红色固 体,溶液由蓝色变为无色。(2)试管丙中,Al和CuSO4反应生成Cu和Al2(SO4)3,反应的化学方程式为2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu。【交流与表达】试管甲中的实验证明金属活动性:Al>M,试管乙中的实验证明金属活动性:M>Cu,甲、 乙两组实验即可得出正确的结论,所以可去掉试管丙中的实验。【评价与反思】(1)影响金属和酸反应速率的因素,除了金属和酸的性质外,还有金属与酸的接触面积、 酸的浓度、温度等。(2)探究金属的活动性顺序的方法有:①金属能否与酸反应及反应的剧烈程度,②金属能否与盐溶液反应,
③金属与O2反应的难易程度等。
8.(2019甘肃兰州A,25,2分)下列实验方案不能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 B A项,过量的铁粉会跟硫酸铜发生置换反应,生成铜和硫酸亚铁,而过量的铁粉和生成的铜可 以通过过滤除去,能达到实验目的;B项,检验碳酸盐,应取样,滴加稀盐酸,若产生能使澄清石灰水变浑浊 的气体即二氧化碳,就证明该固体是碳酸盐,不能达到实验目的;C项,除去氯化钠溶液中少量氯化镁,通过 加入过量的氢氧化钠溶液,可以使氯化镁充分反应生成氢氧化镁沉淀,过滤可以除去氢氧化镁,向滤液中 加入稀盐酸调节至中性,能达到实验目的;D项,氢氧化钠溶于水会放热,导致溶液温度升高,硝酸铵溶于水 会吸热,导致溶液温度下降,故可以通过加水溶解来鉴别。
9.(2019浙江杭州,19,3分)下列实验中,实验原理和主要操作方法都符合实验目的的是 ( )
答案 D 氯化钠可溶于水而泥沙不溶于水,应该用过滤,A错误;酒精能与水以任意体积比互溶,分离水 与酒精的混合物,应该利用两者沸点不同,蒸馏分离,B错误;与碳酸钠反应的是酸中的氢离子,若利用酸根 离子鉴别,应用银离子鉴定氯离子,用钡离子鉴定硫酸根离子,C错误;根据金属活动性顺序,铁的金属活动 性大于铜,Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,D正确。
审题技巧 本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断, 从而得出正确的结论。
10.(2018内蒙古呼和浩特,7,2分)下列实验设计不能达到实验目的的是 ( )
答案 A A项,该实验设计可以除去CO中的CO2,但不能回收CO,不能达到实验目的;B项,铜片上的白磷 能燃烧,水中的白磷和铜片上的红磷不能燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,同时温度要达到可燃物 的着火点,能达到实验目的;C项,铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,能达到实验目的;D项,将NH4 NO3、CuSO4和NaCl分别溶于水,温度显著降低的是NH4NO3,溶液为蓝色的是CuSO4,能达到实验目的。
11.(2016江苏南京,15,2分)除去下列物质中混有的少量杂质(括号内为杂质),拟定的实验方案不可行的是 ( )A.NaCl溶液(MgCl2)——加入过量的NaOH溶液,过滤,滤液中加稀盐酸至中性B.氧气(水蒸气)——通过装有足量无水氯化钙的干燥管C.CaO固体(CaCO3)——高温充分煅烧D.氢气(氯化氢气体)——依次通过足量的NaHCO3溶液和浓硫酸
答案 D 加入过量的氢氧化钠溶液可以除去氯化镁,多余的氢氧化钠用适量的盐酸除去,A项方案可 行;无水氯化钙具有吸水性,用足量无水氯化钙可以除去氧气中的水蒸气,B项方案可行;碳酸钙在高温的 条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,可以除去CaO固体中的CaCO3,C项方案可行;氯化氢气体与碳酸氢 钠溶液会反应生成二氧化碳气体,引入了新的杂质,D项方案不可行,故选D。
知识拓展 无水氯化钙可作某些气体的干燥剂,但不能作氨气的干燥剂。
12.(2018山西,29,9分)化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。 在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。活动一通过小组合作,同学们完成了下图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是 (写一个)。 活动二小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无
色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是 以及一定含有 的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。 【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子?【猜想与假设】上层溶液中还可能含有OH-、C 、Ca2+中的一种或几种。【进行实验】
【反思与评价】(1)小明同学对方案一提出质疑,他的理由是 。(2)经过综合分析,最终确定上层溶液中肯定存在的离子有 。(3)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量 进行处理后再排放。
答案 活动一:Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaCl)活动二:H+(或氢离子)【进行实验】滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuSO4溶液[或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续 滴加FeCl3溶液](合理即可)①产生白色沉淀 ②产生蓝色沉淀(或产生红褐色沉淀)(合理即可)【反思与评价】(1)溶液中有C (或Na2CO3)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-[或溶液中有C (或Na2CO3),溶液也显碱性,无法判断是否含OH-](合理即可)(2)Na+、Cl-、OH-、C (或钠离子、氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子) (3)稀硫酸(或稀盐酸/酸)(合理即可)
解析 活动一:氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应也 生成碳酸钙白色沉淀,反应的化学方程式分别为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH、Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl。活动二:六支试管内的剩余物倒在一起有白色沉淀,该白色沉淀一定是碳酸钙,则上层清液中一定不含氢 离子,因为碳酸钙与盐酸能发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳。【进行实验】根据离子的性质确定检验方法。OH-能使酚酞变红,能与Cu2+、Fe3+分别结合成Cu(OH)2蓝 色沉淀、Fe(OH)3红褐色沉淀。 C 与盐酸反应产生二氧化碳气体,与Ca2+、Ba2+分别结合成CaCO3、BaCO3白色沉淀。方案一中用酚酞检验OH-,用稀盐酸检验C ;根据实验结论一定含C 、无Ca2+,一定有OH-,方案二可以用可溶性钙盐、钡盐检验C ,用可溶性铜盐、铁盐检验OH-。【反思与评价】(1)碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,无法判断是否含有OH-。(2)经过分析可知上层溶液中一定存在Na+、Cl-、OH-、C 。(3)滤液中含有OH-、C ,显碱性,可以加入适量稀盐酸(或稀硫酸)除去OH-、C 。
13.(2018江西,22,8分)兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫 色石蕊溶液,探究酸、碱、盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而 将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。【提出问题】刺激性气味的气体是什么?【猜想与假设】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨气。大家讨论后认为猜想3不合理,依据是 。【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式: 。【实验探究】如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到 ,于是 他认为猜想2正确。
【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
【结论】加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。【拓展应用】实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实 验室制取氯化氢气体最适宜的方法为 (填序号)。A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物
答案 【猜想与假设】质量守恒定律(或反应物中无氮元素等)【查阅资料】Ca(OH)2+SO2 CaSO3↓+H2O【实验探究】溶液由紫色变红色(或溶液变红)【评价与改进】通入澄清石灰水中 无明显现象(或不出现白色沉淀)【拓展应用】C
解析 【猜想与假设】将氯化钠与硫酸的混合溶液加热一段时间后产生了刺激性气味的气体,由于反 应物中不存在氮元素,故不可能是氨气,猜想3错误。【查阅资料】二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2 CaSO3↓+H2O。【实验探究】猜想2是氯化氢气体,因此将其通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色。【评价与改进】如果产生的气体是氯化氢,则将其通入澄清石灰水中,石灰水不会变浑浊,此现象可以证 明该气体不是二氧化硫,间接地证明猜想2正确。【拓展应用】由于氯化氢极易溶于水,为了避免生成的气体溶于水,实验室最好采用加热固体氯化钠与 浓硫酸的方法制取氯化氢气体,因此选C。
难点突破 二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此将产生的气体通入澄清石灰水后如果 没有浑浊现象,说明该气体不是二氧化硫,猜想1不正确,从而间接地证明了猜想2正确。
C组 教师专用题组
考点一 实验方案的设计
1.(2020重庆A,15,2分)下列课本中的实验均做了一定的改动,改动后仍然能达到实验目的的是 ( )
答案 A A选项,把水换成红墨水更有助于观察实验现象;B选项,浓盐酸挥发出的氯化氢气体不能使酚 酞溶液变色,观察不到明显现象;C选项,反应体系不密闭,不能验证化学反应前后质量是否相等;D选项,烧 杯中的冰水不能使红磷或白磷的温度达到其着火点,因此实验中的可燃物均不能燃烧,无法探究物质燃 烧的条件。
解题关键 对实验装置进行改动后,一定要注意改动后的装置与原装置的区别,同时分析这种改动会给 实验装置、实验过程带来怎样的变化,这种变化是否会使实验结果发生改变。
2.(2019新疆,8,2分)下列实验操作中,能达到实验目的的是 ( )
答案 A 浓硫酸具有吸水性,氢气与浓硫酸不反应,将混有少量水蒸气的H2通过盛有浓硫酸的洗气瓶, 能达到除去水蒸气的目的,故A正确;Na2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀和NaOH,除去杂质的同时会 引入新的杂质[生成的NaOH、过量的Ba(OH)2],故B不正确;白酒和白醋都是无色液体,通过观察颜色无 法鉴别,故C不正确;实验室的药品不能品尝,故D不正确。
易错警示 易错选B,用试剂除去混合物中的杂质时,不能引入新的杂质,用过量的Ba(OH)2溶液除去杂质 Na2SO4,不仅会生成新杂质NaOH,同时引入过量的Ba(OH)2杂质;易错选D,在家中用品尝味道的方法可以 鉴别食盐水和蔗糖水,但在实验室中不能品尝任何药品。
3.(2018安徽,9,2分)对比实验是实验探究的重要方法,下列对比实验设计能实现相应实验目的的是( )
答案 A A项,其他条件相同,水的温度不同,能实现“探究温度对分子运动快慢的影响”的目的;B项, 没有控制水为唯一变量,所以不能实现“探究水对铁钉锈蚀的影响”的目的;C项,选择的可燃物不同,空 气不是唯一变量,所以不能实现“探究空气是燃烧的必要条件”的目的;D项,二氧化碳与水反应生成碳 酸,酚酞遇碳酸不变色,不能实现“探究CO2与水发生反应”的目的。
知识拓展 控制变量法基本思路是:假设某个探究的实验对象可能受到A、B、C、D、E等因素的影响, 为了判断其中A因素是否会对实验对象造成影响,可以控制除A以外的B、C、D、E等因素,使之保持恒 定,然后仅改变因素A,观察实验对象的变化情况。
4.(2017内蒙古呼和浩特,7,2分)下列四个实验方案设计合理的是 ( )
答案 D A项,在空气中充分灼烧,木炭粉会和氧气发生反应,不符合除杂原则,错误。B项,会引入新的 杂质MnO2,错误。C项,氯化铵和硫酸铵分别与熟石灰混合研磨均会产生有刺激性气味的气体,无法鉴 别,错误。D项正确。
5.(2017天津,12,2分)某同学对下列四个实验都设计了两种方案,两种方案均合理的是(双选) ( )
答案 BD 硬水和软水都是无色液体,观察颜色不合理;加肥皂水后泡沫多的为软水,泡沫少的为硬水, 故A错误。硫酸铵是白色晶体,磷矿粉是灰色固体;加入熟石灰后研磨,硫酸铵能产生有刺激性气味的氨 气,磷矿粉不具有此性质,可以鉴别,故B正确。浓硫酸具有吸水性,可以干燥二氧化碳,能除掉其中的水; 氢氧化钠能与二氧化碳反应,故C错误。适量盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳气体和水,适量 氯化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,故D正确。
6.(2016内蒙古呼和浩特,17,5分)某化学兴趣小组的同学向一定量的NaHCO3溶液中加入一定量的稀H2 SO4。待反应完全后(假设反应产生的气体全部逸出),对反应后溶液中溶质的成分进行如下探究:【实验用品】pH试纸、Zn片、氧化铜粉末、稀H2SO4、NaOH溶液、BaCl2溶液。【假设猜想】猜想一:Na2SO4猜想二:Na2SO4、NaHCO3猜想三:Na2SO4、H2SO4【实验探究】同学们取反应后的溶液用不同方案进行如下实验,请根据现象或结论填空。
【得出结论】猜想三正确。【评价反思】老师对同学们能用多种方案进行探究,并且得出正确的实验结论给予了肯定,同时指出探 究中存在两处明显错误。分别是:① ;② 。【总结提高】依据所给实验用品,你还有什么不同类方案确认猜想三是正确的。请写出你的实验方案 。
答案 【实验探究】
【评价反思】①方案B中pH试纸浸入溶液中②方案D中Na2SO4与BaCl2反应也会生成白色沉淀(或白色沉淀可能由Na2SO4与BaCl2反应生成),不能证 明一定有H2SO4存在(或不能证明猜想三正确)(答出带点部分给分,Na2SO4写成S 不给分)【总结提高】取少量氧化铜粉末于试管中,加入足量反应后的溶液,若氧化铜溶解,溶液变蓝,则猜想三正确(答出带点 部分给分)
解析 【实验探究】方案C的实验结论是猜想三正确,故加入反应后的溶液,应有气泡产生,锌片不断溶 解;方案A中加入稀硫酸没有气泡产生,则证明猜想二不正确。【评价反思】①方案B中测定溶液pH的方法不正确,应该用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸上。②方案 D中硫酸钠与氯化钡反应也会产生白色沉淀,不能证明一定有硫酸存在。【总结提高】猜想三中有硫酸,硫酸能与金属氧化物反应,故取少量氧化铜粉末于试管中,加入足量反应 后的溶液,若氧化铜溶解,溶液变蓝色,则证明猜想三正确。
7.(2018安徽,15,8分)某兴趣小组在相同条件下,将10.00 g下列物质分别置于相同规格的烧杯,并敞口存放 于空气中,烧杯中物质质量随时间变化如下表,回答下列问题。
(1)下列图示能反映水在空气中放置时发生变化的微观示意图是 (填字母序号)。(图中●表示氧 原子,○表示氢原子) (2)石灰水在空气中久置后有浑浊现象,写出该反应的化学方程式 。(3)为研制一种安全、环保的除湿剂,可选择上表中的 (填溶质的化学式)。(4)将10.00 g氯化钠浓溶液敞口久置后,最终得到2.26 g晶体,则该溶液是 (填“饱和”或“不 饱和”)溶液。(已知该温度下氯化钠溶解度为36.1 g)(5)为进一步研究稀盐酸敞口久置后浓度变化,该小组开展如下探究。
①甲同学猜想浓度可能会变大,理由是 。②为验证甲同学的猜想是否正确,设计实验方案: 。注意:若答对第(6)小题奖励4分。(6)乙同学取20%的氢氧化钠溶液20.00 g,敞口放置一段时间后部分变质,得到18.80 g溶液,由此能否计算 所得溶液中溶质组成?若能,请计算其组成;若不能,请补充完成实验方案设计,同时说明需要测定的数据 (用a表示),并计算a的取值范围。(不要求写出计算过程)
答案 (8分)(1)D(1分) (2)Ca(OH) 2 + CO2 CaCO3↓+ H2 O(2分) (3)CaCl2(1分)(4)不饱和(1分)(5)①稀盐酸中水的蒸发量大于HCl的挥发量(1分)(其他合理答案均给分) ②取等质量的原盐酸和久置 后的盐酸,均滴加酚酞试液,分别滴入等浓度的氢氧化钠溶液,至溶液由无色变红色时,比较消耗氢氧化钠 的量(2分)(其他合理答案均给分)(6)不能。实验方案:将变质后溶液加热蒸干,称量所得固体质量为a g。a的取值范围:4.00
4.00 g a g80∶106= 4.00 g∶a g a=5.30由于氢氧化钠溶液部分变质,所以a的取值范围为4.00
考点二 实验方案的评价
答案 B A项,N2与O2的混合气体通过灼热的铜网时,氮气与灼热的铜不反应,氧气与灼热的铜反应生 成氧化铜固体,反应后得到纯净的氮气,符合除杂原则;B项,木炭粉在空气中灼烧会与空气中的氧气反应 生成二氧化碳,而氧化铜与空气中的成分不能发生反应,欲保留的物质被除去,不符合除杂原则;C项,KCl 易溶于水,MnO2不溶于水,采用加入足量的水溶解,过滤,蒸发结晶的方法,能够除去二氧化锰,得到纯净的 KCl,符合除杂原则;D项,向FeCl2和CuCl2混合溶液中加入过量的铁粉,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和 铜,过滤出过量的铁粉和生成的铜,得到氯化亚铁溶液,将杂质转化为欲保留的物质,符合除杂原则。
方法技巧 除杂的原则:1.不能引入新杂质;2.除杂试剂只能与杂质反应,不能与欲保留的物质发生反应, 且其状态最好能和欲保留的物质不同;3.最佳的除杂方法是除杂试剂与杂质反应生成欲保留的物质。
易错警示 在分离一组易溶与难溶物质时,要分清要除去的是易溶物还是难溶物,在完成“溶解、过 滤”步骤后,再确认后续步骤。如果要保留易溶物,则后续步骤一般为“蒸发结晶”;如果要保留的是难 溶物,则后续步骤一般为“洗涤、干燥”。
9.(2018河南,7,1分)下列实验设计不能达到其对应实验目的的是 ( )
答案 C C项,碳酸钠与盐酸在烧杯中反应,生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,不能达到实验目的。
易错警示 验证质量守恒定律时对反应物和仪器的要求:反应物必须选用能够发生化学反应的物质;若 反应过程中有气体参与,反应必须在密闭容器中进行。
10.(2016广西南宁,19,2分)下列实验方案,实验设计达不到实验目的的是 ( )
答案 C 插入空气样品中的木条正常燃烧,插入呼出气体样品中的木条熄灭,可以比较人体吸入的空 气和呼出气体中氧气的含量,A项正确;一氧化碳具有还原性,能与灼热的氧化铜反应生成铜和二氧化碳, 二氧化碳与氧化铜不反应,可以鉴别,B项正确;酒精可以燃烧,水不能燃烧,验证燃烧的条件之一是可燃 物,C项错误;盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,通过过滤除去过量的碳酸钙,D项正确。
11.(2020广东广州,20,2分)下列实验中,根据实验现象可得到相应结论的是 ( )
答案 B 铁的金属活动性大于银和铜,能将银和铜从它们的盐溶液中置换出来,但该实验无法比较银 和铜的金属活动性强弱,故A错误;检验气体纯度时,若发出尖锐爆鸣声,说明气体不纯,故B正确;加热时铁 丝可在氧气中燃烧,生成四氧化三铁,故C错误;点燃某气体时,产生水,说明该气体中含有氢元素,不一定 为氢气,故D错误。
知识归纳 B项,若听到“噗”的声音,说明气体很纯;C项,铁与水、氧气共同作用生成铁锈。
12.(2017江西,22,9分)为了解甲酸的分解产物,实验小组进行了以下探究:【查阅资料】甲酸(HCOOH)的熔点为8.6 ℃,能分解生成两种物质。【提出猜想】实验小组对甲酸的分解产物提出了猜想:猜想1.H2和CO2;猜想2.CO和H2O。【设计实验】20 ℃时,甲酸的状态为 ;从图一装置中选择合适的装置 (填序号)对甲酸 进行加热。为了加快分解速率,实验小组加入了催化剂,反应后将分解产物通入图二装置进行实验。
【实验预测】若猜想1成立,则D中的实验现象应为 。【进行实验】实验中观察到C处瓶内出现大量水珠,F处玻璃管中出现的现象为 ,甲酸分解的化学方程式为 。【交流拓展】资料表明,不同条件下,甲酸的分解产物不同,猜想1和猜想2均能成立。据此小新对甲酸的 分解产物又提出新猜想:猜想3.H2O和CO2;猜想4.CO和H2。经讨论认为无需进行实验就能确定猜想3和
猜想4都错误,理由是 。
答案 (9分)【设计实验】液态(1分) A(1分)【实验预测】紫色石蕊溶液变红色(1分)【进行实验】红色固体变成黑色(2分) HCOOH CO↑+H2O(2分)【交流拓展】违背了质量守恒定律(或化学反应前后原子数目不相等、化学方程式无法配平等)(2分)
解析 【设计实验】由资料知,甲酸的熔点为8.6 ℃,故20 ℃时,甲酸的状态为液态,因此选择装置A对甲 酸进行加热。【实验预测】若猜想1成立,则生成的气体为H2和CO2,二氧化碳与水反应生成的碳酸能使紫色石蕊溶液 变红,因此D中的现象为紫色石蕊溶液变红色。【进行实验】实验过程中观察到C处瓶内出现大量水珠,则说明猜想2正确,甲酸分解产生了CO和H2O;E 装置中的浓硫酸用于干燥通入F装置中的气体,F处玻璃管中发生的反应为一氧化碳还原氧化铁,因此观 察到的现象为红色固体变为黑色,则甲酸分解的化学方程式为HCOOH CO↑+H2O。【交流拓展】HCOOH分子中碳、氢、氧的原子个数比为1∶2∶2,但猜想3和猜想4的生成物中,化学方 程式无论怎么配,碳、氢、氧三种元素的原子个数比均不可能为1∶2∶2,因此不符合质量守恒定律,故 猜想3、4错误。
1.(2020吉林长春二道一模,10)下列实验方案中,合理的是 ( )A.制取Fe(OH)2:将Fe与Cu(OH)2混合B.鉴别NH4Cl和NH4NO3:取样,分别加入熟石灰研磨C.验证质量守恒定律:将二氧化锰与过氧化氢溶液混合,比较混合前后液体的质量D.除去CuSO4溶液中混有少量的H2SO4:加入过量的Cu(OH)2充分反应后,过滤
考点一 实验方案的设计
答案 D A项,Fe与Cu(OH)2不能发生反应,不能用于制取Fe(OH)2,故实验方案不合理。B项,NH4Cl和 NH4NO3分别与熟石灰研磨均能产生有刺激性气味的气体,不能鉴别,故实验方案不合理。C项,过氧化氢 在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,产生的氧气逸出,反应后液体质量减少,不能直接用于验证 质量守恒定律,故实验方案不合理。D项,过量的Cu(OH)2能与硫酸反应生成硫酸铜和水,再过滤,能除去 杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故实验方案合理。
2.(2019山西联考,9)实验是科学探究的重要方法。下列实验设计不合理的是 ( )
答案 C A项,硝酸铵溶于水吸热,可以通过加水测量温度鉴别硝酸铵和氯化钠,故A正确;B项,羊毛灼 烧有烧焦羽毛的气味,合成纤维灼烧有特殊气味,可以通过灼烧闻气味鉴别羊毛和合成纤维,故B正确;C 项,甲烷和氢气燃烧后都有水生成,但甲烷燃烧还生成二氧化碳,应该在火焰上方罩内壁涂有澄清石灰水 的烧杯鉴别,故C错误;D项,氯化钾溶于水,二氧化锰不溶于水,可以采用溶解、过滤、蒸发的方法提纯氯 化钾,故D正确。
3.(2019四川成都一诊,10)取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花完成以下实验。下列说法错误的是 ( ) A.纸花变为红色的有实验1和实验4B.实验1的作用:说明酸性物质会使紫色石蕊变红C.能证明水和二氧化碳发生了化学反应的现象:实验4中小花变红,实验2、3中不变红D.此实验证明水和二氧化碳反应生成的不是酸性物质
答案 D A项,稀盐酸、二氧化碳与水化合生成的碳酸都能使紫色石蕊试液变成红色,故正确。 B项, 实验1的作用:说明酸性物质会使紫色石蕊变红,故正确。C项,由实验4中小花变红,实验2、3中不变红,证 明水和二氧化碳发生了化学反应,生成了碳酸,故正确。D项,此实验证明水和二氧化碳反应生成的是酸 性物质,能使紫色的石蕊试液变成红色,故错误。
4.(2020内蒙古通辽开鲁一模,9)用实验探究铝和铜的金属活动性强弱,若提供的试剂只有:氯化铜溶液、 氯化铝溶液、铝、铜和稀盐酸,对此下列说法正确的是 ( )A.最多只能设计一种实验方案B.氯化铜溶液是不可或缺的试剂C.选用两种合适的试剂即可实现实验目的D.向氯化铝溶液中加入铜不能探究金属活动性强弱
答案 C Al和Cu的金属活动性的探究实验中,提供的试剂有CuCl2溶液、AlCl3溶液、Al、Cu和稀盐 酸。可以由提供的试剂设计出的方案有①Al、Cu、稀盐酸:Al可以与稀盐酸反应,得出活动性Al>H;Cu 和盐酸不反应,得出活动性H>Cu,故活动性Al>Cu。②Al、CuCl2溶液:Al可以置换CuCl2溶液中的Cu,得 出活动性Al>Cu。③Cu、AlCl3溶液:Cu与AlCl3不反应,得出活动性Al>Cu。可设计出的方案有三种,故A 错误。①③两种方案都没用到CuCl2溶液,故B错误。②③中选用两种试剂也可达到实验目的,故C正 确。向AlCl3溶液中加入Cu不能反应,但是能够比较出Al和Cu的金属活动性强弱,故D错误。
思路分析 金属活动性强弱的探究,是金属性质探究的一个重要方面。金属活动性强弱可以通过不同 的金属是否能够与同种试剂反应或与同种试剂反应的快慢程度进行比较,也可以借助其中一种金属与 另外一种金属对应的盐溶液能否反应来获得结论。
5.(2019甘肃庆阳一模,16)在实验室小华同学利用碳酸钠和盐酸反应检验盐和酸的反应,实验完毕后想知 道反应后溶液的成分是什么。写出碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式: 。【提出问题】溶液中溶质的成分是什么?猜想一:Na2CO3和NaCl。猜想二:NaCl。猜想三: 。【实验过程】小英同学进行了如下实验:
小李同学认为小英同学的结论是错误的,原因是 。为证明是猜想二还是猜想三正确,写出该实验的操作、现象和结论: 。
答案 Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑ HCl和NaCl 溶液不变色 含有盐酸的氯化钠溶液也不能使酚酞溶液变色 取少量溶液于试管中,加入适量碳酸钠溶液;若产生气泡,则溶质是氯化钠和氯化氢 (方法合理即可)
解析 碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。若恰好反应,则反应后溶液中溶质为氯化钠; 若反应物过量,则反应后溶液中溶质为Na2CO3和NaCl或HCl和NaCl。碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液 变红色;盐酸显酸性,氯化钠溶液显中性,显中性或显酸性的溶液都不能使酚酞溶液变色,故小英的结论 错误;猜想二和猜想三的不同是溶质中是否含有HCl,可以加入Na2CO3溶液或活泼金属等验证HCl是否存 在。
6.(2020广西玉林模拟,28)某同学进行如图所示的两个实验: (1)甲实验中反应的化学方程式是 。(2)乙实验观察到的现象是 。(3)把甲、乙反应后的溶液倒入同一烧杯,发现有白色沉淀生成。他决定对白色沉淀的成分进行探究。【查阅资料】硫酸钡不溶于酸。【提出猜想】白色沉淀为:Ⅰ.Mg(OH)2;Ⅱ.Mg(OH)2和BaSO4;你的猜想是: 。
【实验方案】设计实验证明你的猜想。
【拓展与思考】上述白色沉淀的成分不可能出现的组合是Mg(OH)2、MgCO3和BaSO4,原因是 。
答案 (1)Na2CO3+Ba(OH)2 BaCO3↓+2NaOH(2)溶液蓝色变为无色,有红色固体析出(3)MgCO3、Mg(OH)2 沉淀全部溶解,且有气泡产生 Mg(OH)2+2HCl MgCl2+2H2O MgCO3+2HCl MgCl2+H2O+CO2↑ 出现硫酸钡说明甲中有氢氧化钡剩余,因此碳酸钠就不存在,当甲、乙中溶液混合后就不会生成碳酸镁,三者不能同时出现
解析 (1)碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠。(2)镁与硫酸铜反应生成硫酸镁和铜,硫酸铜溶液为蓝色,而硫酸镁溶液为无色,铜为红色单质,所以可以 看到溶液由蓝色变为无色,有红色固体析出。(3)【提出猜想】碳酸钠与氢氧化钡反应后,若碳酸钠过量,则甲中溶液的溶质为碳酸钠和氢氧化钠,与硫 酸镁反应生成碳酸镁沉淀和氢氧化镁沉淀,因此白色沉淀可能为碳酸镁与氢氧化镁。【实验方案】碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,可以看到有气泡产生;氢氧化镁与盐酸反 应生成氯化镁和水,因此沉淀会全部溶解。【拓展与思考】碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钠,若碳酸钠过量,则甲中溶液的溶质为碳 酸钠和氢氧化钠,与乙试管中的硫酸镁反应生成碳酸镁、氢氧化镁沉淀;若氢氧化钡过量,此时甲中溶液 的溶质为氢氧化钡和氢氧化钠,与乙试管中的硫酸镁反应生成硫酸钡和氢氧化镁沉淀;若碳酸钠与氢氧 化钡恰好完全反应,甲中溶液的溶质只有氢氧化钠,氢氧化钠与硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀。若Mg (OH)2、MgCO3和BaSO4同时出现,说明甲中溶液里同时存在氢氧化钡和碳酸钠,而两者不能共存,会继续 反应,所以这三种沉淀不能同时出现。
7.(2020安徽二模,9)下列实验设计能达到实验目的的是 ( )
考点二 实验方案的评价
答案 A A项,小木条先燃烧,说明小木条的着火点比煤块的着火点低,可比较小木条和煤块的着火点, 故正确。B项,硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体,虽除去氧气,但产生了新的气体,不能用来测定空气中 氧气的含量,故错误。C项,浓盐酸具有挥发性,挥发出来的氯化氢气体不能使无色酚酞试液变红色,不能 证明分子是不断运动的,故错误。D项,碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳气体,产生的二氧化碳气体逸 出,不能用于验证质量守恒定律,故错误。
8.(2020天津红桥一模,13)下列实验方案能达到相应实验目的的是 ( )
答案 D A项,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。B项,铁丝不能在空气中燃烧,不能用于测定空气中O2的体积分数。C项,二氧化碳与水反应生 成碳酸,碳酸不能使无色酚酞变色,不能证明CO2能与水反应。D项,浓硫酸具有吸水性,且不与氧气反应, 能除去杂质且没有引入新的杂质,可以达到实验目的。
9.(2019天津红桥一模,14)下列有关化学实验的“目的→操作→现象→结论”的描述都正确的是 ( )
答案 B A项,将砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,铝丝表面有铜析出是实验结论而不是实验现 象,故错误。B项,氢氧化钾溶液变质是因为与二氧化碳反应生成碳酸钾,取少量氢氧化钾溶液,滴入澄清 石灰水,碳酸钾与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,说明氢氧化钾溶液已变质,故正确。C项,向一定量的水 中加入硝酸铵晶体,充分搅拌,溶液温度下降,说明硝酸铵溶于水能使溶液温度下降,但不能说明盐类物质 溶于水都能使溶液温度下降,故错误。D项,将燃着的木条伸入集气瓶中,木条火焰熄灭,不能说明集气瓶 已集满二氧化碳,应将燃着的木条放在集气瓶口,操作错误。
10.(2018辽宁鞍山一模,11)下列依据实验目的所设计的实验过程不合理的是 ( )
答案 C A项,取样滴加稀盐酸,产生气泡的是碳酸钾溶液,另一种是硝酸钾溶液,该选项能够达到实验 目的;B项,取样品灼烧时,能够产生烧焦羽毛气味的是羊毛纤维,另一种是合成纤维,该选项能够达到实验 目的;C项,将气体通过灼热的氧化铜粉末时,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,该选项不能达到 实验目的;D项,氯化钠易溶于水,泥沙不溶于水,通过溶解、过滤、蒸发结晶可以除去氯化钠固体中混有 的泥沙,该选项能够达到实验目的。
11.(2019内蒙古呼和浩特一模,16)某兴趣小组在空气中点燃镁条时发现:生成的白色固体物质中夹杂着 少量的淡黄色固体。为了探究其原因,小组成员进行了以下探究活动:【提出问题】淡黄色固体物质的成分是什么?【查阅资料】通过查阅资料,记录了下列几种物质的颜色:
小组成员一致认为产物中一定不含有氯化镁,理由是 。【提出猜想】淡黄色的固体可能是 。【实验探究】(1)按如图所示装置收集氮气。 ①关闭a、b、c,用凸透镜聚光引燃白磷,待白磷不再燃烧并冷却至室温。②打开a、b,使用打气筒进行充气,A中的水进入B时,打开c,继续充气;C中收集到N2。选用排水法收集氮 气的原因是 。
(2)实验验证的方法是将燃着的镁条伸入集气瓶中,若观察到 现象, 则证明淡黄色固体是Mg3N2。【实验结论】猜想是正确的,镁条在空气中燃烧的有关化学方程式是 。【实验反思】本探究活动对物质燃烧新的认识是 。
答案 【查阅资料】空气中不含有氯元素【提出猜想】Mg3N2【实验探究】(1)氮气难溶于水 (2)镁条继续燃烧,有淡黄色固体生成【实验结论】3Mg+N2 Mg3N2、2Mg+O2 2MgO【实验反思】燃烧不一定有氧气参与
解析 【查阅资料】根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,由于空气中无氯元素,所以燃烧 产物中一定不存在氯化镁。【提出猜想】空气中含有氮气,在空气中点燃镁条时,生成的白色固体物质 中夹杂着少量的淡黄色固体,而氮化镁为淡黄色,所以淡黄色的固体可能是镁与空气中的氮气反应生成 的。【实验探究】(1)氮气难溶于水,所以可用排水法来收集;(2)将燃着的镁条伸入集气瓶,若观察到镁 条继续燃烧,有淡黄色固体生成,则证明淡黄色固体是Mg3N2。【实验结论】镁与氮气在点燃的条件下 反应生成氮化镁,镁与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁。
12.(2020黑龙江哈尔滨南岗一模,23)如图是某同学所在化学活动实验小组所做的实验,他们在探究稀硫 酸的某些化学性质,请回答下列问题: 请写出乙试管中发生反应的化学方程式: 。甲试管中的实验现象为 。甲、乙同学实验后,将甲过滤后的滤液和乙实验后的溶液倒入同一烧杯中,观察到有 白色沉淀生成,由此可知甲试管中溶质为 ,将烧杯中的沉淀滤去,得到滤液。
【提出问题】烧杯中溶液的溶质中的离子除了Na+和N 外,还含有哪些离子?甲同学的猜想:OH-、S ;乙同学的猜想:OH-、Ba2+;丙同学的猜想:H+、Ba2+;丁同学的猜想: (填离子符号,不能与前面的猜想重复)。【实验验证】丙同学为了验证自己的猜想,取烧杯中的溶液少许于试管中,向其中加入少量的硫酸钠溶 液,观察到产生白色沉淀的现象,于是得出结论:自己的猜想正确,甲的猜想不正确。乙同学认为丙得出 的结论不正确。请对丙同学的实验及现象做出评价: 。乙同学进行了自己的验证实验,取少量烧杯中的溶液于试管中,向其中滴加硫酸铜溶液,观察到有白色和 蓝色沉淀产生的现象,于是得出结论:其溶质中的离子成分是 。【反思与总结】乙、丙两位同学的实验所选用的试剂不同,得出结论也不相同,由两位同学的验证实验 总结得出:在验证猜想的溶液中溶质离子成分时,所选试剂的要求是 时,就能一次性验证溶质离子成分。
答案 2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O 有白色沉淀生成 Ba(NO3)2和HNO3 【提出问题】H+、S 【实验验证】不正确,滴加硫酸钠观察到产生白色沉淀,只能证明溶液中含有钡离子,无法证明不含有氢氧根离子,故丙的实验具有片面性 Na+、N 、OH-、Ba2+ 【反思与总结】与可能存在的离子都发生化学反应,且产生不同的现象
解析 甲试管中硫酸与硝酸钡反应生成硫酸钡白色沉淀,故现象为有白色沉淀生成,乙试管中氢氧化钠 与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+H2SO4 Na2SO4+2H2O。甲、乙同学实验后,将甲过滤后的滤液和乙实验后的溶液倒入同一烧杯中,观察到烧杯中有白色沉淀生成,只能是硫酸 根离子与钡离子结合生成的硫酸钡沉淀,故甲试管中溶质既有剩余的硝酸钡又有反应生成的硝酸。【提出问题】由上述分析可知,甲试管反应后溶液中的溶质为硝酸钡和硝酸,乙试管反应后溶液中的溶 质有三种情况:①若NaOH与H2SO4恰好完全反应,溶质为Na2SO4;②若NaOH过量,溶质为NaOH和Na2SO4; ③若H2SO4过量,溶质为H2SO4和Na2SO4。Ba2+和S 不共存,则丁同学的猜想为H+、S 。【实验验证】丙同学的实验只能证明溶液中含有钡离子,不能证明不含有氢氧根离子,故有片面性;乙同 学实验中硫酸根离子与钡离子反应生成硫酸钡沉淀,铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜蓝色沉淀, 说明溶质中的离子含有OH-、Ba2+,所以其溶质中的离子成分是Na+、N 、OH-、Ba2+。【反思与总结】乙同学进行实验所选试剂既能鉴别出氢氧根离子又能鉴别出钡离子,所以在验证猜想 的溶液中溶质离子成分时,所选试剂若能与可能存在的离子都发生化学反应,且产生不同的现象,就能一 次性验证溶质离子成分。
一、选择题(每题2分,共8分)
1.(2020云南,18)下列实验不能达到相应实验目的的是 ( )
A.比较黄铜和纯铜的硬度B.验证质量守恒定律C.测定溶液的pHD.测定空气中氧气的含量
答案 D A项,通过黄铜片和纯铜片的相互刻画,能够比较黄铜和纯铜的硬度;B项,用有气体参加或生 成的化学反应验证质量守恒定律时,需要采用密闭装置;C项,测定溶液pH时,需将pH试纸放在玻璃片上, 并用玻璃棒蘸取待测液滴加到pH试纸上,将显示的颜色和标准比色卡进行比对;D项,用该装置测定空气 中氧气含量时,药品不能选用木炭;故选D。
2.(2019甘肃兰州A,21)下列实验设计不合理的是 ( )
答案 C 装置是密闭装置,可以通过测量反应前后质量没有发生变化来验证质量守恒定律,A正确;该 组对比实验只有溶剂种类这一个变量不同,其他条件完全一致,可以探究溶剂种类对物质溶解性的影响, B正确;探究铁生锈的条件,还需要再设计一个铁在干燥的空气中的对比实验,否则无法完成探究目的,C 错误;通过倾倒二氧化碳时蜡烛从低到高依次熄灭的现象,可以说明二氧化碳的密度比空气大,D正确。
解题关键 熟悉各实验设计的原理、判断实验的设计是否跟实验目的相吻合是解题的关键。
3.(2020浙江杭州,16)下列依据实验目的所进行的操作,正确的是 ( )
答案 C A项,氯化钾易溶于水,二氧化锰不溶于水,将反应得到的混合物溶解后直接加热蒸发,得到的 仍然是氯化钾和二氧化锰的混合物,错误;B项,验满时,应该把带火星的木条放在集气瓶口,观察木条是否 复燃,错误;C项,滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀的是硫酸,无明显现象的是盐酸,正确;D项,铜和银都不能 和盐酸反应,错误。
4.(2019广东广州,20)下列实验中,现象正确且可得到相应结论的是 ( )
答案 B 硫在空气中和在氧气中燃烧均生成SO2,故A结论错误;水能在通电的条件下分解,正极产生O2, 负极产生H2,两者的体积比为1∶2,故B正确;CO能将红色的Fe2O3还原为黑色的Fe,故C现象错误;将带火 星的木条置于盛有氧气的集气瓶口上方,木条不复燃,不能说明O2能支持燃烧,故D结论错误。
审题技巧 C项,注意题目中现象的表述,仔细审题是得出正确答案的关键。
易错警示 D项,O2能支持燃烧,能使带火星的木条复燃,但D项操作及木条不复燃的现象不能说明O2能 支持燃烧。
二、非选择题(共17分)
5.(2019辽宁鞍山一模,23)(8分)钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水等物质发生反应。钠与水反应 的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。在实验室,小亮先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中,再取一小块钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性【猜想与假设】猜想一:Na2SO4猜想二:Na2SO4和NaOH猜想三: 猜想四:Na2SO4、CuSO4和NaOH分析:小明认为猜想 不合理,理由是 (用化学方程式表示)。【实验与验证】
【拓展延伸】金属活动性顺序中钠及其前面的金属 (填“能”或“不能”)把位于后面的金属 从它们的盐溶液里置换出来。
答案 【猜想与假设】Na2SO4和CuSO4 四 2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2↓【实验与验证】三 滤液不变色 一【拓展延伸】不能
解析 Na与H2O反应生成NaOH和H2,NaOH与CuSO4可发生复分解反应,恰好完全反应时溶质是Na2SO4, 氢氧化钠过量时溶质是Na2SO4和NaOH,硫酸铜过量时溶质是Na2SO4和CuSO4。氢氧化钠和硫酸铜反应 生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,则猜想四不合理。取少量滤液于试管中,滤液为无色,说明滤液中不含 有硫酸铜,猜想三不成立;向实验一所取滤液中滴入酚酞溶液,滤液不变色,说明滤液中不含有氢氧化钠, 猜想二不成立;常温下,再取少量滤液,溶液pH=7,说明滤液中只含有硫酸钠,猜想一成立。钠比较活泼,投 入滤液中时,先和水反应,因此金属活动性顺序中钠及其前面的金属不能把位于后面的金属从它们的盐 溶液里置换出来。
知识总结 在金属活动性顺序中,钾、钙、钠不能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
6.(2019黑龙江哈尔滨一模,23)(9分)现有A、B、C、D四种溶液,某研究小组的同学取少量四种溶液样 品,分别加入一定量的稀硫酸,观察实验现象。
其中不能与稀硫酸发生反应的是 (填字母);与稀硫酸反应产生白色沉淀的反应的化学方程式 为 。实验结束后小组同学将废液倒入同一废液缸中,过滤,得到滤渣和滤液。【提出问题】滤液中含有哪些离子?经分析可知,滤液中一定含有的离子是 (填离子符号)。【实验探究】对滤液中可能含有的离子进行探究。小刚的实验操作:取样,用pH试纸测得滤液的pH约为3,由此可以得出结论:滤液中一定不含有的离子是 (填离子符号)。小明的实验操作:取滤液少许于试管中,向其中滴加氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生。由此可以得出结论:滤液中一定含有硫酸根离子。【总结与评价】请你对小明的实验做出评价: 。小组同学经过合作与交流,最终确定了滤液中离子的成分。【反思与收获】上述探究给我们的启示是:要想确定实验最终所得溶液中离子的成分,首先可以依据已
有知识和题中信息进行合理推断,比如:可以推断出 ;然后 再选取合适的试剂,对 进行探究即可。
答案 B BaCl2+H2SO4 BaSO4↓+2HCl Na+、Cl-OH-、C 正确;因为溶液中不含有碳酸根离子,加入氯化钡溶液后产生白色沉淀,是因为钡离子和硫酸根离子结合生成白色沉淀硫酸钡 不能与其他离子结合生成水、气体、沉淀的离子 可能含有的离 子
解析 稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,和氯化钡反 应生成白色沉淀硫酸钡和盐酸,不能和氯化钠反应。氯化钡与稀硫酸反应产生白色沉淀的化学方程式 为BaCl2+H2SO4 BaSO4↓+2HCl。经分析可知,滤液中一定含有的离子是Na+、Cl-,这是因为钠离子、氯离子不能和溶液中的其他离子反应。取样,用pH试纸测得滤液的pH约为3,由此可以得出结论:滤液中 一定不含有的离子是OH-、C ,这是因为OH-、C 在酸性溶液中不能大量存在。小明的实验结论正确,因为溶液中不含有碳酸根离子,加入氯化钡溶液后产生白色沉淀,是钡离子和硫酸根离子结合生成白 色沉淀硫酸钡。要想确定实验最终所得溶液中离子的成分,首先可以依据已有知识和题中信息进行合 理推断,可以推断出不能与其他离子结合生成水、气体、沉淀的离子,然后再选取合适的试剂,对可能含 有的离子进行探究。
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