初中化学化学实验方案设计与评价试题

孔雀石的主要成分是Cu₂（OH）₂CO₃，还含有Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂杂质，用该矿石制备Cu的流程如图所示（部分产物略去）：

（1）过程①中，操作a是溶解和 　   　，还有一种气体产物是 　           　，滤液X中含有的金属阳离子为 　                                          　。

（2）过程①中硫酸略过量，则过程②调pH除杂的最佳试剂是 　   　（选填“CuO”或“Na₂CO₃”）。

（3）下列关于制取铜的两种方案的说法，正确的是 　 　。

A.“方案一”得到的铜产品更纯

B.“方案一”不存在消耗能量的问题

C.“方案二”需考虑废气污染的问题

D.“方案二”得到纯铜的产率更高

（4）过程③发生的反应：2CuSO₄+2H₂O2Cu+O₂↑+　    　（补充完方程式），当收集到800t氧气时，产生Cu的质量是多少？（写出必要的计算过程）

某实验小组验证“Fe+Ag₂SO₄═FeSO₄+2Ag”反应并进行了如下探究。已知银粉为黑色，22℃时Ag₂SO₄的溶解度为0.8g。

①22℃时，向盛有硫酸银饱和溶液的烧杯中加入过量铁粉，搅拌静置，观察到溶液变为黄色并逐渐加深。

②静置3小时后观察，烧杯底部仍有黑色粉末，溶液黄色几乎消失。

③用pH试纸检测Ag₂SO₄、FeSO₄溶液，测得pH均小于7。

回答下列问题：

（1）22℃时，硫酸银饱和溶液显 　 　性（填“酸”“碱”或“中”），其溶质质量分数为 　                          。（列出计算式即可）

（2）取步骤①上层的黄色溶液少许滴加盐酸，观察到白色沉淀，该沉淀的化学式为 　    　。

（3）某同学由步骤②中“仍有黑色粉末”得出Fe比Ag活泼的结论。小组同学讨论后认为思维不严密，因为黑色粉末不一定含Ag，还可能是 　 　，需要进一步实验才能得出结论，该实验方案是：取黑色粉末少许，　                           　。（补充完实验方案）

（4）溶液呈黄色是因为含有Fe³⁺离子。小组对Fe³⁺产生的原因作出如下假设：

a.可能是铁粉表面有氧化物，可产生Fe³⁺；

b.空气中的O₂能与Fe²⁺反应，可产生Fe³⁺；

c.溶液中存在 　 　离子能与Fe²⁺反应，可产生Fe³⁺。

请设计实验证明假设a、b不是产生Fe³⁺的主要原因。实验方案是：向同样的铁粉中加入FeSO₄溶液，振荡静置，观察到 　               　时即可证明。

实验室里区分下列物质的两种实验方法都正确的是（　　）

	物质	方法1	方法2
A	甲烷和一氧化碳	将气体点燃，观察现象	分别通入灼热的氧化铜，观察现象
B	碳酸钠和硫酸铵	取样，溶解后分别滴入无色酚酞溶液，观察现象	取样，分别加Ca（OH） 2固体，研磨后闻气味
C	酒精和白醋	取样，品尝二者的味道	取样后分别点燃，观察现象
D	木炭粉和氧化铜	取样，分别加入稀H 2SO 4，观察现象	观察物质的颜色

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

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	除去粗盐水中的Mg ^2+、Ca ^2+、SO 4 ^2 ^﹣，得到精盐水	依次加入过量的Na 2CO 3溶液、BaCl 2溶液、NaOH溶液，充分反应后过滤
B	鉴别CaCO 3、NaOH、NaCl、NH 4NO 3四种固体	加水，观察溶解和温度的变化情况
C	除去氧化钙中的碳酸钙	高温煅烧
D	区分棉纤维、涤纶、羊毛线	点燃，观察现象并闻气味

A．

A

B．

B

C．

C

D．

D

探秘火星上的化学物质

2021年5月15日，我国自主研制的天问一号搭载祝融号火星车，成功登陆火星。

研究表明，火星上有大气，但总量很小，密度只有地球空气的1%左右，主要成分是二氧化碳，年平均气温﹣55℃，冬季最低至﹣133℃，夏季最高至27℃。火星地表没有发现水，但地表下发现有水冰的痕迹，并有大量干冰。土壤及岩石中含有的无机盐跟地球相似，表层土壤主要为氧化铁。到目前为止，火星上还没有发现生命迹象。

（1）下表是火星大气及土壤的部分成分。请你完善下表信息：

成分	二氧化碳	氮气	氩气	氧气	水蒸气	碳酸钙
构成微粒 （写符号）
体积分数	95.3%	2.7%	1.6%	0.15%	0.03%	/

（2）已知干冰在﹣78.5℃升华。一年四季火星大气中二氧化碳的含量波动较大，原因是 　                                            　。

（3）移居火星是人类的梦想，根据题中信息回答：跟地球相比，火星上没有或含量不足以支持人类生命活动的基本物质有哪些？　                                　。

（4）要在太空中制取氧气、水和铁，有关物质的信息如下：

资料1.用铁酸镍（NiFe₂O₄）做催化剂，用舱外太阳能电池发电，通电分解二氧化碳可生成氧气和碳。

资料2.氮气的沸点﹣196℃；氢气的沸点﹣253℃；肼（分子式为N₂H₄，读音：jing）的沸点114℃；肼是一种无色、易挥发、有刺激性气味的油状液体，有腐蚀性，能腐蚀玻璃和橡胶，有剧毒。肼是航空器上常用的燃料。

请根据提供的信息，探究制取氧气、水和铁的方法。

①在密闭的太空舱中，用资料1中的方法制备氧气的优点是 　                      　，该反应的化学方程式为 　                 　。

②肼在氧气中燃烧是否有可能获得水？请说明理由　              　。

③已知肼在金属铂（Pt）的催化作用下，常温即可分解产生氢气和氮气。反应的化学方程式为 　                 　。写出从氢气、氮气混合气体中分离出氢气的依据 　                   　。分离出的氢气在氧气中燃烧可制得水。

④根据资料2中肼的性质，在使用肼制取氢气时，为保障安全，需要注意的问题有 　                                　。

⑤以资料1中二氧化碳分解产生的碳、火星大气中的二氧化碳和火星土壤中的氧化铁为原料制备金属铁，反应的化学方程式为 　                         　。

某化学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：

①稀盐酸、铝、铜、银

②硫酸铜溶液、铝、银

③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜

④硫酸铝溶液、铜、银

⑤硝酸银溶液、铝、铜

其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是（　　）

A．②③⑤B．①②③C．③④⑤D．①②④

硫酸氢钠（NaHSO₄）溶于水形成无色溶液，小明预测其化学性质并设计实验验证。下列有关说法不正确的是（　　）

A．依据Ba²⁺与SO₄^2﹣反应生成BaSO₄沉淀，预测NaHSO₄能与含Ba²⁺的盐反应

B．向NaHSO₄溶液中滴入BaCl₂溶液，若有白色沉淀生成，则证明NaHSO₄能与含Ba²⁺的盐反应             

C．向少量NaOH溶液中滴入NaHSO₄溶液，通过观察溶液颜色的变化，验证NaHSO₄与碱反应的预测是否正确             

D．向NaHSO₄溶液中滴入Na₂CO₃溶液，有气泡产生，证明NaHSO₄溶液呈酸性

除去下列物质中混有的少量杂质（括号内为杂质），所选试剂和操作方法均正确的是（　　）

选项	物质	试剂和操作方法
A	CuO（Cu）	加入适量的盐酸充分反应后，过滤、洗涤、烘干
B	C（MnO2）	加入H2O2溶液，待无气泡产生后，过滤、洗涤、干燥
C	KCl（AlCl3）	加入适量的KOH溶液，蒸发
D	BaCl2溶液（NaCl）	加过量Na2CO3溶液，过滤，向洗涤后的滤渣中加入适量稀盐酸

A．AB．BC．CD．D

下列实验操作能达到实验目的的是（　　）

选项	实验目的	实验操作
A.	鉴别某固体是否为铵态氮肥	加稀盐酸，闻气味
B.	鉴别稀盐酸、氢氧化钠、氯化钠三种溶液	分别滴加酚酞溶液，再相互混合
C.	除去碳酸钙中混有的少量氯化钙	加水溶解、过滤、蒸发
D.	除去硫酸钠溶液中混有的少量氢氧化钠	加入过量的硫酸铜溶液，过滤

A．AB．BC．CD．D

面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠（Na₂CO₃），为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数（杂质不与盐酸反应）。

完成下列问题：

（1）为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的　　装置（填字母）。

（2）小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数；

实验次数	碱面样品质量/克	稀盐酸质量/克	二氧化碳质量/克
1	11.0	50.0	1.1
2	11.0	200.0	4.4
3	11.0	250.0	4.4

（3）按照图甲实验装置测定的CO₂气体质量，可能导致CO₂质量测定结果偏小的原因　　（写出一种即可）。

面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠（Na₂CO₃），为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数（杂质不与盐酸反应）。

完成下列问题：

（1）为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的　　装置（填字母）。

（2）小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数；

实验次数	碱面样品质量/克	稀盐酸质量/克	二氧化碳质量/克
1	11.0	50.0	1.1
2	11.0	200.0	4.4
3	11.0	250.0	4.4

（3）按照图甲实验装置测定的CO₂气体质量，可能导致CO₂质量测定结果偏小的原因　　（写出一种即可）。

某兴趣小组发现某块土地玉米长势不好，为探究其原因，开启了项目学习之旅。

[查阅资料]玉米适宜在pH为6.0～7.0的土壤中生长；植物生长需要多种营养元素，包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等大量元素和其他微量元素。

[任务一]检测土壤的酸碱度并制定改良方案

（1）检测该地土壤的酸碱度

可选用的实验用品：精密pH试纸（可精确到0.1）、标准比色卡、pH计、其他自选

实验步骤	测量结果	实验结论
步骤一：将3份不同位置的土样，干燥后分别与自来水按2：5的质量比在不同的烧杯中混合，充分搅拌后静置；	试样一：pH＝4.2 试样二：pH＝4.4 试样三：pH＝4.5	该土壤pH＜6.0，不适合玉米生长
步骤二：　　。

反思与评价：该实验方法有一处不够严密，请指出并说明原因　　。

（2）探究熟石灰对土样酸碱性的改变情况

实验方法：取300g土样和　　g蒸馏水混合，向其中加入一定量熟石灰，充分搅拌后静置，用pH计测定清液的pH；

测量结果：清液的pH为12.1；

反思：若要使改良的土壤适合玉米生长，需控制加入熟石灰的量。

（3）熟石灰用量的测定

实验目的：研究使300g土样呈中性所需的熟石灰的质量

实验方法：　                  　。

（4）查阅资料，常用的酸性土壤改良剂有：生石灰、熟石灰、草木灰（主要成分K₂CO₃）、含钙的贝壳灰 （主要成分CaCO₃） ； 要使改良后土壤的pH约为7，也可加入稍过量的　　（从上述改良剂中选择）。

[任务二]分析土壤肥力

通过观察，该土地上玉米叶色略有发黄，且有倒伏现象；该小组同学建议施加适量含氮元素和钾元素的复合肥，如　　。

将化学物质进行合理分类是研究物质及其变化的常用方法。

（1）以下物质的分类对于预测其化学性质没有帮助的是　　（填标号）。

A．二氧化硫属于非金属氧化物

B．锌属于“氢前金属”

C．氢氧化锰属于白色固体

D．硫酸亚铁属于硫酸盐

（2）碳酸锂（Li₂CO₃）广泛应用于陶瓷和医药等领域，是一种微溶于水的白色固体。结合所学知识预测，Li₂CO₃能与　 　（填物质类别）反应，验证预测的实验操作与预期现象是：取Li₂CO₃固体于试管中，　 　。

（3）依据各类物质之间的反应规律，设计两种制备Li₂CO₃的方案（要求依据两种不同的反应规律）。完成表：

方案	原料1	原料2	预期反应的化学方程式	依据的反应规律
①	Li2SO4溶液			两种盐反应生成两种新盐，生成物中有沉淀。
②

碳酸氢钠是面点膨松剂的主要成分之一。

小芳同学研究反应2NaHCO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+2H₂O+2CO₂↑中NaHCO₃与CO₂之间量的关系。

（1）理论计算：1.26g NaHCO₃粉末与足量稀硫酸反应，计算生成CO₂的质量（写出计算过程）。

（2）实验分析：小芳用右图装置进行实验，向盛有足量稀硫酸的锥形瓶中加入1.26g NaHCO₃粉末，完全反应至不再产生气泡。称取反应前后质量如下表，发现反应前后质量变化值　 　（填“大于”、“小于”或“等于”）生成CO₂质量的理论值，原因可能是　                                                                 。

反应前	反应后
NaHCO3/g	锥形瓶+稀硫酸/g	锥形瓶+反应后溶液/g
1.26	24.59	25.36

小苏打的主要成分是碳酸氢钠，其中往往含有少量的氯化钠，化学兴趣小组的同学要通过实验来测定某品牌小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数。

（1）准确称取9.0g小苏打样品放入烧杯中，逐滴加入质量分数为5%的稀盐酸至恰好不再产生气泡为止，共消耗稀盐酸73.0g，烧杯中没有残留不溶物。计算样品中碳酸氢钠的质量分数。（写出计算过程）

（2）请你设计一个与上述实验原理和操作方法均不相同的实验，测定小苏打样品中碳酸氢钠的质量分数　　。