初中化学化学实验方案设计与评价试题

在化学课上，老师带来一瓶未知溶液A，已知它是稀盐酸或稀硫酸中的一种，进行如下实验（图1）：

观察到烧杯中的现象是（1） 　　。

【提出问题】A是哪一种酸？

老师要求甲、乙同学从反应后的溶液B分别展开探究。

【猜想假设】甲同学：A是稀盐酸；乙同学：A是稀硫酸。

【实验探究】（如图2）

【评价交流】甲同学的实验（2） 　　（填"能"或"不能"）得出正确结论，乙同学的实验（3） 　　（填"能"或"不能"）得出正确结论。

实验3发生反应的化学方程式为（4） 　　，反应后所得溶液中一定含有的离子是（5） 　　。

【归纳总结】通过乙同学的实验可以得出：选择试剂鉴别溶液中的待测离子时，如果待测溶液中含有干扰离子，则应在鉴别前，先另选试剂将干扰离子变成（6） 　　除去。经讨论我们能够总结出，除去溶液中干扰离子的一般方法是：选择试剂将干扰离子变成（7） 　　除去。

某学习小组对酸与碱发生中和反应进行探究，请你参与实验。

实验活动一：用酸碱指示剂探究酸与碱反应的过程。

【实验1】小组同学设计并进行如下实验。

实验编号	实验方法与操作	实验现象	解释与结论
①	取3mL溶质质量分数为4%的NaOH溶液于试管中，滴1、2滴酚酞溶液		加入稀盐酸后，NaOH溶液中 　　（填离子符号）浓度减小，进而证明酸与碱能发生反应。
②	向上述溶液逐渐滴入稀盐酸，振荡	溶液刚好褪色
③	向上述刚好褪色的溶液中再滴2滴溶质质量分数为4%的NaOH溶液，振荡后，再次滴入微量稀盐酸，振荡

（1）配制50g溶质质量分数为4%的NaOH溶液，所需水的质量是 　　g。

（2）向上述刚好褪色的溶液中加入 　　（填字母序号）也能达到实验目的。

A.MgCl ₂溶液

B.稀H ₂SO ₄

C.AgNO ₃溶液

D.Ba（OH） ₂溶液

实验活动二：用变色硅胶验证酸与碱反应生成了水。

【查阅资料】Ⅰ.变色硅胶吸水后由蓝色变为红色。

Ⅱ.无水醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠和水。

【实验2】小组同学在老师的指导下，进行如图所示的三个实验。

【讨论与交流】

（3）证明无水醋酸与氢氧化钠反应有水生成的现象是 　　。小芳认为【实验2】不严密，还应补充的实验是 　　。

（4）实验过程中，观察到丙的U形管内液面左低右高，出现该现象的原因可能是无水醋酸与氢氧化钠反应时放热或 　　。

根据下列装置回答。

（1）仪器a的名称是 　　。选用装置A制取氧气，若药品①是高锰酸钾，则装置A中的一处明显错误是 　　。

（2）选用装置B制取CO ₂时，若药品③是块状石灰石，则药品②是 　　（填"稀硫酸"或"稀盐酸"）。用装置 　　（填字母序号）集满一瓶CO ₂，向其中滴入适量澄清石灰水，振荡，可观察到澄清石灰水 　　（填实验现象）。

（3）实验室里用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，发生装置可选用 　　（填字母序号）。

兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学随即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：

猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。

猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。

猜想三： 　　

【实验验证】

（1）验证猜想一：你的方案是 　　。

（2）验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。请你在矩形框内画出实验装置图，并标出所选物质。

（3）验证猜想三：进一步实验……

在科学拓展课中，甲同学向两个充满CO ₂气体的塑料瓶中分别加入NaOH溶液和Ca（OH） ₂溶液。迅速盖紧瓶盖后充分振荡，结果发现两个塑料瓶都变瘪。他认为据此实验现象，可以判定NaOH和Ca（OH） ₂均能与CO ₂发生反应。

（1）乙同学认为上述判定方法还存在不严密之处。他的理由是 　　。

（2）两同学根据B瓶中出现的浑浊现象，判定Ca（OH） ₂与CO ₂发生了反应，提出了可以从是否有新物质生成的角度去判断。那么，若要判定NaOH和CO ₂发生了反应。在排除了（1）中的干扰因素后。接下来的方法是 　　。

15%的H ₂O ₂溶液在二氧化锰催化作用下会剧烈反应产生O ₂．实验室欲利用15%的H ₂O ₂溶液制取O ₂，则下列

装置中，仪器选择和药品放置最合理的是（　　）

A．

B．

C．

D．

二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。

①取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。

②用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H ₂O ₂溶液注入容器中，采集数据。直至反应结束。

③用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验，获取数据如图乙。

（1）步骤②将注射器B中的2mL H ₂O ₂溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2毫升气体，其目的是 　　。

（2）小明分析相关数据，得出"过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"这一结论，其依据是 　　。

（3）查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测：过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由： 　　。

氨气的水溶液称为氨水，呈碱性，易挥发，有强烈的刺激性气味。某兴趣小组利用浓氨水和浓盐酸探究分子运动速度与相对分子质量的关系。

方案Ⅰ：在两玻璃片上同时分别滴加少量相同体积的浓氨水和浓盐酸，将2张湿润的pH试纸分别置于距玻璃片上方15厘米处（如图甲），比较2张pH试纸变色的时间。

方案Ⅱ：将一支约35厘米长的玻璃管水平放置，将一湿润的pH试纸置于玻璃管的中间。在玻璃管两端同时分别滴加2滴浓氨水和浓盐酸后，迅速塞上橡皮塞（如图乙），观察pH试纸的颜色变化。

（1）方案I实验中，观察到两液滴间的上方出现白烟。针对此现象，你的合理猜想是 　　。

（2）请指出方案I的两点不足之处 　　。

（3）多次进行方案II的实验，均观察到试纸先变蓝色，得出相对分子质量越小分子运动速度越快的结论。为使该结论更具有普遍性，还应继续研究 　　。

图甲是一个"火山爆发"模型。将碳酸氢钠干粉和柠檬酸（C ₆H ₈O ₇）干粉倒入火山模型内，火山模型内没有动静，慢慢注入水，两者就会剧烈反应（3NaHCO ₃+C ₆H ₈O ₇═C ₆H ₅O ₇Na ₃+3H ₂O+3CO ₂↑），"火山"就会爆发出来。

（1）自然界中的火山是 　　变动的表现。

（2）这个模拟实验为什么要加水呢？将碳酸氢钠干粉和柠檬酸干粉混合后，置于试管中（如图乙），立即伸入燃着的木条，火焰没有熄灭。用棉花封住管口，静置约半小时后再伸入燃着的木条，火焰熄灭。可见，水在本模拟实验中的作用是 　　。

小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。

序号	盐酸溶液浓度	2分钟内产生氢气的体积
1	5%	10mL
2	15%	28mL

（1）图甲中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置，利用该装置时A中的 　　管接c。

（2）他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。获得表格数据。由此推断实验是通过 　　来体现反应快慢的。

（3）小敏分析数据得到如下结论：锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关，盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠，他们的依据是： 　　。

（4）实验中小敏发现锌与盐酸反应时，一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢，查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想：锌与盐酸反应快慢还与 　　有关。

为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质，小柯取少量样品配制成溶液，再取少量溶液分别装入两支试管中，进行了如甲、乙两图所示实验。（注：BaCl ₂溶液呈中性）

（1）小柯认为"甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质"。你认为小柯的观点是否正确，并说明理由 　　。

（2）分析乙图实验的现象，可以确定样品的变质情况为 　　。

（3）进一步探究：另取少量样品溶液，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量。请在丙图中画出"生成CO ₂的质量随加入稀盐酸质量变化"的大致图象 　　。

小科从标签得知雪碧成分中有水、二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠等。查阅资料知道1体积雪碧中含有约3体积二氧化碳，柠檬酸的含量约为2.8g/1000mL．柠檬酸与碳酸钠反应的化学方程式为：

2C₆H₈O₇+3Na₂CO₃═2C₆H₅O₇Na₃+3CO₂↑+3H₂O。

他用一瓶500mL的雪碧做了如下实验：。

实验步骤	步骤一	步骤二	步骤三	步骤四
操作过程	倒出三分之二雪碧，测其pH	在剩余雪碧中加入约6g Na2CO3	立即盖上瓶盖，摇匀。	测溶液pH
现象或结果	pH约为3	产生大量气泡	气泡消失，瓶子略瘪	pH约为9

【发现问题】CO₂去哪儿了？

【提出猜想】①CO₂被溶解了；②CO₂与H₂O发生了反应；③CO₂与Na₂CO₃溶液发生了反应。小思否定了猜想①和②，其理由是　　。

【设计实验】对猜想③进行实验探究。

实验编号	实验一	实验二	实验三	实验四
实验装置
操作过程	Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液	Na2CO3溶液中通入过量CO2后，滴加CaCl2溶液	收集一瓶CO2，加入30mL饱和Na2CO3溶液，盖上瓶盖摇匀	将实验三的溶液低温蒸发、干燥，得到的白色粉末按如图所示装置进行实验
实验现象	产生白色沉淀	无明显变化	瓶变瘪，瓶底有晶体析出	A试管口有水滴，澄清石灰水变浑浊

根据实验探究过程，回答下列问题：

（1）设计实验一的作用是　　。

（2）实验四中A试管口略向下倾斜，其目的是　　。

（3）根据实验探究得出：CO₂与Na₂CO₃溶液反应的化学方程式：　　。

碳酸氢钠片是一种常用药，能用于治疗胃酸过多，这是因为人体的胃液中含有盐酸，已知：NaHCO ₃+HCl═NaCl+H ₂O+CO ₂↑，为测定药片中碳酸氢钠的含量，小科进行了如下实验：

（1）小科认为，要测定药片中碳酸氢钠的含量，实验中需要采集两个数据：一是测出碳酸氢钠片样品的质量；二是根据碳酸氢钠与盐酸的反应原理，通过实验测出反应生成的 　　质量。

（2）小科按如图甲的实验方案，取药片和足量的稀盐酸进行实验，通过测量反应前后总质量的变化来采集实验数据，同学们认为，测得碳酸氢钠的质量分数会偏大，原因是 　　（答出一点即可）。

（3）为减小实验误差，小科又设计了如图乙的实验方案，取药片和足量的稀盐酸进行了三次实验，采集的实

验数据如表：

实验序号	1	2	3
碳酸氢钠样品质量/克	3.0	3.0	3.0
反应前总质量/克	193.8	194.6	193.6
反应后总质量/克	192.6	193.6	192.5
二氧化碳质量/克

请计算药片中碳酸氢钠的质量分数。

小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃。为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下探究：

【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 　　。

【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 　　放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。

获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表：

实验分组	第一组			第二组
实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥
集气瓶装水的体积分数/%	15	30	45	34	38	42
带火星竹签状况	亮	很亮	复燃	很亮	复燃	复燃

得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 　　%。

【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。

【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施 　　。

某混合气体由CO、CO ₂、SO ₂三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：

【查阅资料】①SO ₂能使品红溶液褪色；②SO ₂易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO ₂能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO ₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。

【实验研究】为验证这三种气体同学们设计并进行如下实验：

【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。

（1）装置A的作用是 　　；

（2）能证明气体中含有CO ₂的现象是 　　；

【反思与评价】

（3）若装置按C→D→A→B→E的顺序连接，则无法验证的气体是 　　；

（4）有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的，你认为该同学的设计有无道理并说明理由 　　。