初中化学化学实验方案设计与评价解答题

U型玻璃管是常见的化学仪器，在实验中有广泛的应用。

（1）借助U型玻璃管探究微粒的性质，如图1所示，打开玻璃旋塞，观察到湿润的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝，该实验说明分子　　，湿棉花的作用是　　。

（2）借助U型玻璃管探究钢铁锈蚀的条件，如图2所示：

①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹，干燥的钢丝棉没有锈迹，此现象说明　　。

②实验结束时，细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹，说明本实验有不完善之处，请利用原有装置提出具体改进方案　　。

（3）借助U型玻璃管粗略测定空气中氧气的体积分数，如图3所示，得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是　　。

CaCO ₃在生产生活中有广泛的用途．

（1）煅烧石灰石可制得活性CaO，反应的化学方程式为 　　．为测定不同煅烧温度对CaO活性的影响，取石灰石样品分为三等分，在同一设备中分别于800℃、900℃和1000℃条件下煅烧，所得固体分别与等质量的水完全反应，测得反应液温度随时间的变化如图1所示．可知：CaO与水反应会 　　热量（填"放出"或"吸收"）；上述温度中， 　　℃煅烧所得CaO活性最高．要得出正确结论，煅烧时还需控制的条件是 　　．

（2）以电石渣[主要成分为Ca（OH） ₂，还含有少量MgO等杂质]为原料制备高纯CaCO ₃的流程如下：

①如图为NH ₄Cl浓度对钙、镁浸出率的影响（浸出率＝ ×100%）．可知：较适宜的NH ₄Cl溶液的质量分数为 　　；浸取时主要反应的化学方程式为 　　．

②流程中虚线内部分若改用 　　溶液（填化学式），可一步得到与原流程完全相同的生成物．

③流程中虚线内部若改用Na ₂CO ₃溶液，也能得到高纯CaCO ₃，试从生物的角度分析原流程的优点：

a．NH ₃可循环利用；b． 　　．

为了比较铝与相同pH的稀盐酸和稀硫酸反应的快慢，某化学兴趣小组做了如下的探究实验：

（1）铝与稀硫酸反应的化学方程式为 　　。

（2）x＝ 　　，实验过程中，可以通过观察 　　来比较铝与稀盐酸和稀硫酸反应的剧烈程度。

（3）实验过程中，发现铝与稀盐酸反应更加剧烈，同学们提出了以下猜想：

猜想一：试管Ⅰ中氯离子对反应起了促进作用；

猜想二：试管Ⅱ中硫酸根离子对反应起了阻碍作用；

猜想三：以上两种猜想同时成立。

为了验证上述猜想是否正确，向试管Ⅰ中加入少量 　　（填序号），向试管Ⅱ中加入少量 　　（填序号），作对比试验。

A、硫酸铜 B、氯化钠 C、硫酸钠   D、浓盐酸

（4）通过（3）中的对比试验，观察到试管Ⅰ中反应快慢无明显变化，试管Ⅱ中反应明显加剧，则猜想 　　成立。

资源、能源与环境已成为人们日益关注的问题。

（1）化石燃料包括 　　、石油和天然气，天然气的主要成分是 　　（写化学式）。

（2）二氧化硫和一氧化氮是大气污染物。请写出这两种气体的化学式并标出元素的化合价

　　、 　　。

（3）下列实验中，对应的现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是 　　。

选项	实验	现象	结论
A	在空气中点燃纯净的氢气	燃烧，火焰为淡蓝色	氢气能支持燃烧
B	将铁丝和铜丝分别放入稀盐酸中	铁丝表面有气泡产生，铜丝表面无变化	铁的金属活动性比铜强
C	将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中	紫色石蕊溶液变成红色	二氧化碳显酸性
D	高温下，将一氧化碳通过氧化铁粉末	黑色粉末变为红色	一氧化碳具有还原性

小华的爷爷去年购买的化肥，由于外包装上的字迹模糊，无法辨认，只记得该化肥成分是KNO₃、NH₄HCO₃和（NH₄）₂SO₄中的一种。小华为帮助爷爷鉴别化肥，设计了如下方案：

（1）取该化肥少量于研钵中，加入少量熟石灰粉末混合研磨，闻到氨味，推断该化肥成分一定不是　；

（2）为进一步鉴别该化肥的成分，小华设计了以下实验：

实验步骤	实验现象	实验结论
取少量化肥于试管中，加水溶解后，再滴加稀盐酸	无气泡产生	该化肥成分是　　（ 填写物质名称）

（3）小华为了确认化肥成分中的阴离子，设计了如下三种实验方案：①先加入氯化钡溶液，再加入稀盐酸。②先加入硫酸酸化，再加入氯化钡溶液。③先加入盐酸酸化，再加氯化钡溶液。你认为上述三种方案合理的是　　，简述不合理方案的理由　　（任写一种）；

（4）请你写出使用铵态氮肥的一点注意事项　　。

（5）实验室需要配制质量分数为2%的（NH₄）₂SO₄溶液，配制该溶液的过程中，所需要的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和胶头滴管外，还需要　　（填写仪器名称）。

高纯氧化铁[Fe ₂O ₃]又称"引火铁"，可作催化剂，在现代工业上有广泛应用前景。以下是用赤铁矿（含少量不溶于水的SiO ₂等）为原料，制备高纯氧化铁的生产流程示意图。

已知：氨水呈碱性（主要成分NH ₃•H ₂O是一种碱）；（NH ₄） ₂CO ₃溶液呈碱性，40℃以上易分解。

（1）写出高温时赤铁矿中的Fe ₂O ₃与CO发生反应的化学方程式 　 　。

（2）①处发生反应的化学方程式为 　 　。

（3）加入（NH ₄） ₂CO ₃后，该反应必须控制的条件是 　 　。

（4）加适量氨水的目的是 　 　，使加入的（NH ₄） ₂CO ₃能顺利发生复分解反应而生成FeCO ₃，则②处反应的化学方程式为 　 　。

（5）用蒸馏水洗涤FeCO ₃的目的是除去表面附着的杂质，洗涤干净的标志是：取最后一次洗涤液，向其中加入适量的BaCl ₂溶液，无 　 　产生（填现象），即为洗涤干净。

实验室常用下列装置来制取、收集气体。仪器b是分液漏斗，可通过旋转活塞分次滴加液体。请回答以下问题。

（1）仪器a、c的名称是：a    ，c    。

（2）实验室用KMnO ₄制取O ₂，应选用的发生装置和收集装置的组合为      （填字母序号），该发生装置的不足之处是    ，该反应的化学方程式是    。收集装置的选择是由气体的性质决定的。既能用排水法也能用排空气法收集的气体一定具有的性质有    （填数字序号）

①易溶于水   ②难溶于水   ③不与水反应

④密度与空气接近   ⑤可与空气中某成分反应   ⑥有毒，是一种大气污染物

（3）实验室要制取少量CO ₂应选择的较简单的发生装置是    （填字母序号）。

某同学取一定浓度盐酸与石灰石反应，将生成的气体通入澄清石灰水中，始终未见浑浊，请将可能的原因填入下表（答出两条即可），并就 其 中 一 条 原 因 用简单的实验进行验证：

可能的原因	实验步骤	实验现象	实验结论
原因一：			猜想的结论正确
原因二：

（4）化学反应可控制才能更好地为人类造福，我们可以通过改变反应的条件、药品用量、改进装置等途径来达到控制反应的目的。常温下块状电石（CaC ₂）与水反应生成乙炔 （C ₂H ₂）气体和氢氧化钙，该反应的化学方程式是      ，实验室制取乙炔时，须严格控制加水速度，以免剧烈反应放热引起装置炸裂。图中适合制取乙炔气体的发生装置有      （填装置序号）。

（5）某可燃性气体可能是乙炔、甲烷、一氧化碳中的一种或两种。已知13g该气体在足量的氧气中充分燃烧生成44g二氧化碳和9g水，则该气体可能的组成为    。

A．乙炔                          B．乙炔和一氧化碳的混合物

C．甲烷和一氧化碳的混合物         D．甲烷和乙炔的混合物。

工业上常利用石灰浆[主要成分为Ca（OH）₂]制备化工原料KClO₃的流程如下：

已知：①反应1为：6Cl₂+6Ca（OH）₂ Ca（ClO₃）₂+5CaCl₂+6H₂O．

②有关物质在常温下的溶解度如下：

物质	Ca（ClO3）2	CaCl2	KClO3	KCl
溶解度/g	209.0	74.5	7.3	34.0

回答下列问题：

（1）在实验中两次涉及过滤操作，完成此操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、　　，该操作中玻璃棒的作用是　　．

（2）Ca（ClO₃）₂的名称是　　．对于反应1，参加反应的Cl₂中有一部分Cl的化合价升高，另一部分降低，则化合价升高的Cl与化合价降低的Cl 的个数比为　　．

（3）反应2为KCl与Ca（ClO₃）₂发生的复分解反应，该反应能发生的主要原因是　　．溶液A中含有的溶质为CaCl₂和　　（填化学式）．

（4）上述流程中析出的KClO₃晶体表面通常吸附有Ca²⁺、Cl^﹣等杂质离子，过滤时洗涤KClO₃晶体，应选用下列中的　　饱和溶液（填编号）．

A．KCl      B．CaCl₂      C．KClO₃       D．Na₂CO₃．

酸、碱、盐在工农业生产、生活中应用广泛。请回答相关问题：

（1）硫酸是一种重要的酸，在稀释浓硫酸时 　　。盐酸、硫酸等酸具有相似的化学性质，是因为它们在水中都能够解离出酸根离子和H ⁺，写出硫酸在水中解离的化学表达式 　　。

（2） 酸和碱的中和反应在实际中应用广泛。 我市某校化学实验室废液呈酸性， 应选用 　　试剂（指示剂）检验该废液。若直接排放会导致环境污染，从经济可行的角度考虑，选用 　　处理该废液。

（3）小苏打是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一；在医疗上，它是治疗胃酸过多症的一种药剂，请写出该反应的化学方程式 　　。

（4）现有Ba（NO ₃） ₂溶液、稀硫酸、Na ₂CO ₃溶液、KOH溶液和CuSO ₄溶液。 请从下列选项中选择能够与上述物质发生复分解反应、并有沉淀生成的物质。

A．稀盐酸    B．烧碱溶液    C．硝酸铵溶液

写出上述反应的化学方程式 　　。

已知粗盐中含有泥沙、氯化钙和硫酸镁等杂质。为制得纯净的氯化钠固体，某化学兴趣小组进行了如下操作：

（1）写出X溶液中溶质的化学式　　。

（2）请设计实验证明溶液B中含有NaOH．（简要写出实验步骤和现象）

（3）最后制得氯化钠的质量大于粗盐中氯化钠的质量，写出一个可使氯化钠质量增加的化学方程式　　。

化学是一门以实验为基础的自然科学。根据所学知识回答以下问题：

（1）实验室制取二氧化碳，应选用以下药品①块状石灰石②碳酸钠粉末③稀盐酸④稀硫酸中的　　（填序号）。现有大理石粉末和稀硫酸，你认为　　（填“能”或“否”）用于实验室制取二氧化碳。

（2）实验室有如图1装置，根据要求回答问题：

Ⅰ．写出标号仪器的名称①　　，②　　。

Ⅱ．对比装置B、C，有错误的是　　（填序号，下同）。

Ⅲ．实验室要制取二氧化碳应选择的发生装置是　　，收集装置是　　；利用制取二氧化碳的发生和收集装置还能制取另外一种常见气体，利用此装置制取该气体的化学方程式是　　。

Ⅳ．图2是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是　　（填序号）。

（3）有的同学完成上述实验后，提出“铁丝能否在二氧化碳中燃烧呢？”，他们设计了如下方案：（已知：在点燃的条件下，镁带能在二氧化碳中剧烈燃烧。）

方案①：将弯成螺旋状的细铁丝系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。

方案②：将弯成螺旋状的细铁丝系上一段镁带，点燃镁带，待镁带快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。

你认为方案　　（填①或②）更为科学，理由是　　。

某兴趣小组对“稀盐酸与石灰石是否恰好完全反应”展开了系列实验（稀盐酸与石灰石中杂质不反应）。

【实验操作】取一块状石灰石于试管中，往试管中加入5毫升稀盐酸。

【实验现象】①开始时固体表面有大量气泡；②反应停止后，试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡；③试管内溶液无色。

【初步分析】（1）反应停止后，某同学根据上述实验现象进行初步判断，得出了石灰石没有反应完的结论。支持该同学得出这一结论的依据是　　（填上述实验现象的序号）。

【小组讨论】大家讨论后认为，要判断是否恰好完全反应，可以从液体和固体两条途径进行探究：一是探究残留液体中是否还有盐酸；二是探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。

【继续探究】（2）对原残留液体是否还有盐酸的探究，有同学取原残留液体，滴加AgNO₃溶液、产生白色沉淀，再滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是根据这一现象，得出了原残留液体中存在盐酸的结论。但小金认为根据这一现象是不能得出原残留液中存在盐酸的结论，小金的理由是　　。

（3）探究原残留液体中是否还有盐酸，真正需要检验的离子是　　。

（4）探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。小丽取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸，将产生的气体通入澄清石灰水，出现了　　的现象，于是得出残留块状固体中还存在碳酸钙。

【实验结论】在原反应结束时，稀盐酸与石灰石没有恰好完全反应，石灰石中碳酸钙有剩余。

实验室有氢氧化钠、氯化钠两瓶无色溶液，请设计实验鉴别（写出实验操作、实验现象、实验结论）。

实验操作	实验现象	实验结论

铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题。

Ⅰ．铁的冶炼。竖炉炼铁的工艺流程如图1所示。

（1）“燃烧室”中CH₄燃烧的作用是　　

（2）写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式　　。

（3）CH₄与高温尾气中的CO₂或H₂O都能反应生成CO和H₂，则16g CH₄在催化反应室中完全反应后，理论上得到H₂的质量（m）范围是　　。

Ⅱ．铁的利用，利用铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）处理含有Cu（NO₃）₂，Pb（NO₃）₂和Zn（NO₃）₂的铜冶炼废水。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去除率，实验结果如图2所示。

（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu²⁺、Pb²⁺能被除去、而Zn²⁺不能被除去，其原因是　　。

（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，其原因是　　。

（3）处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为　　。

化学小组的同学在收集满CO₂的集气瓶中放入燃烧的钠，钠继续燃烧，充分反应后生成黑色的碳和一种白色固体。

（1）对于白色固体的成分，有下列猜想：①氧化钠；②碳酸钠；③氧化钠和碳酸钠的混合物；④氢氧化钠；⑤碳酸氢钠。

指出以上不合理的猜想并说明理由　　。

（2）请设计实验方案证明猜想②正确，猜想①、③均不正确。（提示：氧化钠为白色粉末，溶于水生成氢氧化钠；碳酸钠溶液呈碱性。）

（3）写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式　　。