初中化学化学实验方案设计与评价实验题

某学习小组对人体吸入的空气与呼出的气体，进行了如下探究

【提出问题】

人体吸入的空气与呼出的气体组成有什么不同？

【查阅资料】

通常条件下，白磷与氢氧化钠溶液不反应。

【实验操作、记录、分析】

实验一

（1）先检查装置的　　，装入试剂，在医用输液袋中装入VmL气体，连接装罝。

（2）打开弹簧夹　　，缓慢将袋中的气体全部排除。读出量筒中液体体积为V₁mL．氢氧化钠发生反应的化学方程式是　　。

（3）关闭弹簧夹k₁、k₂，再　　（填操作方法），以促使白磷迅速燃烧。待瓶中气体冷却至室温，打开k₂．读出量筒中液体体积为V₂mL，其数值等于已反应的　　之外的气体总体积。

实验二：

（4）把氧气、二氧化碳、水蒸气（测湿度）探头放入袋中，开始采集数椐，然后向袋内呼出气体。采集的数据经处理如图3，表示二氧化碳体积分数变化的是　　（填“X”、“Y”、“Z”），Y的体积分数在60s之后逐渐减小的原因是　　。

【数据处理】

（5）实验一中，二氧化碳的体积分数是　　，氧气的体积分数是　　。

（6）实验二中，200s时没有采集数据的所有气体的总体积分数为　　。

【评价与反思】

（7）有人认为教材中空气成分的“其它气体和杂质”主要是指水蒸气，由实验二判断此说法是　　。（填“正确”或“错误”）的，理由是　　。

实验室新购买了一批双氧水（H₂O₂）溶液，某兴趣小组的同学要测定其质量分数，他们设计如图所示的装置，其实验的操作步骤如下：

①组装仪器，并检查装置的气密性；

②在A、B、C三个仪器中装入药品，其中双氧水溶液质量为50g；

③用电子秤称量出整套装置的总质量为498.6g；

④关闭a处止水夹，打开A仪器的阀门，向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液，随即关闭A仪器的阀门；

⑤充分反应后，打开a处止水夹，向装置中持续缓慢地鼓入X气体；

⑥第二次称量整套装置的总质量为497g。

（1）本实验采用的装置中，A仪器的名称是　　

（2）为尽可能减小测量误差，请结合测量原理判断，操作⑤中鼓入的X气体是　　。

A．氦气 B．经干燥处理的空气 C．除去氧气后的空气

（3）根据题意，计算双氧水溶液中溶质的质量分数，写出计算过程。

科学课上，老师告诉学生“能发生复分解反应的两种盐通常是可溶的”．有“通常”就有“例外”，能否找到某些可溶性盐和难溶性盐发生复分解反应的证据呢？科学兴趣小组进行了探究．

【查阅资料】①水溶液中的复分解反应一般朝着溶液中离子浓度（单位体积溶液中离子数目的多少）减少的方向进行．

②了解到某些难溶性盐的溶解能力和颜色．

₃溶液，再加入过量NaCl溶液，有白色沉淀生成．

再往该试管中加入少量KI溶液，白色沉淀转化为黄色沉淀．

【分析讨论】（1）为什么要加入过量的NaCl溶液？请说明理由．　　

（2）写出加入少量KI溶液后发生反应的化学方程式．　　

（3）该反应能发生的原因是AgI在水中的溶解能力　　AgCl（选填“大于”、“等于”或“小于”）．

【得出结论】某些可溶性盐和难溶性盐之间能发生复分解反应．

小明取酸性锌锰干电池进行研究，他发现电池内部结构如图1所示。

【查阅资料】（1）锌皮为金属锌（含有少量的铁）

（2）黑色糊状填充物由炭黑、MnO₂、ZnCl₂和NH₄Cl等组成

（3）有关数据见下表

温度/℃		0	20	40	60	80	100
溶解度/g	NH4Cl	29.3	37.2	45.8	55.3	65.6	77.3
	ZnCl2	343	395	452	488	541	614

【实验探究一】小明取适量黑色糊状填充物，按如图2所示实验流程进行探究。

（1）溶液A中溶质主要有　　（填化学式），操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是　　。

（2）欲从固体M中得到较纯的MnO₂，操作Ⅲ可采用简便方法是　　。

【实验探究二】小明取电池外壳锌皮，用砂纸打磨干净，剪成小块，进行实验。

（1）取一块锌皮放入盛有适量稀盐酸的烧杯中，有ZnCl₂生成。

①实验中可观察到的现象是　　；该反应属于基本反应类型中的　　反应。

②下列各组物质混合后，也能生成ZnCl₂的有　　（填字母序号）。

A．ZnO与稀盐酸

B．ZnSO₄溶液与BaCl₂溶液

C．ZnCO₃与NaCl溶液

D．Zn（NO₃）₂溶液与NH₄Cl溶液

（2）另取一块锌皮放入盛有一定量CuSO₄溶液的烧杯中，充分反应后得到溶液E和固体F．当溶液E中只含有一种溶质时，该溶质是　　（填化学式）；当固体F中只含一种物质时，溶液E中最少含有　　种溶质。

（3）若将6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应，则生成氢气的质量　　0.2g（选填“＜”、“＝”或“＞”）。

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。

化学小组的同学利用如图仪器和装置完成以下实验。

（1）制取氧气。

①指出图中标号仪器的名称：X 　　。

②高锰酸钾和过氧化氢溶液均可用于实验室制取氧气。加热高锰酸钾制取氧气，可选用的发生装置是 　　（填字母序号，下同），收集装置是 　　。

③选用B作为发生装置，用过氧化氢和二氧化锰制取氧气。该反应的化学方程式是 　　。实验时的主要操作步骤有：a．向分液漏斗中加入过氧化氢溶液；b．收集气体；c．检查装置的气密性；d．向锥形瓶中加入二氧化锰；e．组装仪器。以上步骤正确的操作顺序是 　　（填字母序号）。

（2）制取二氧化碳。用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式是 　　。反应后的废液中如果含有稀盐酸不能直接排放，以免污染环境。请你选择下列试剂设计一种实验方案，检验废液中是否含有稀盐酸。

可供选择的试剂；石灰石、硝酸银溶液、紫色石蕊试液、氢氧化钠溶液

实验操作	现象与结论

含有镁的合金广泛应用于航空航天领域，回答下列问题：

（1）取少量光亮的镁条于试管中，向其中加入稀盐酸，观察到 　 　的现象可推断二者发生了化学反应。

（2）若验证镁与稀盐酸反应后的溶液中有盐酸剩余，下列实验设计可行的是 　 　。

A.取生锈的铁钉于试管中，加入反应后的溶液

B.取少量反应后的溶液于试管中，滴加AgNO₃溶液

C.取少量反应后的溶液于试管中，滴加稀氢氧化钠溶液

（3）向镁条中加入过量稀盐酸，完全反应后，再加入过量氢氧化钠溶液，生成5.8g氢氧化镁沉淀。

①写出加入氢氧化钠溶液时，生成氢氧化镁沉淀的化学方程式 　              　；

②计算镁条与稀盐酸完全反应后生成MgCl₂的质量为 　 　g。

华雪同学在老师的指导下从图中选择装置在实验室进行氧气的制备实验。

（1）华雪同学首先选择装置A和E用加热高锰酸钾的方法制取氧气。

①装置A和E的导管口之间要用 　　连接。（填实验用品）

②不用D装置收集氧气的原因是 　　。

③当反应不再进行时停止加热，待试管冷却后洗涤试管，可看到溶解残留固体的洗涤用水呈现绿色（已知MnO ₂不溶于水），说明 　　（填离子符号）在溶液中呈绿色。

（2）华雪同学然后选择装置B和C用分解过氧化氢的方法制取氧气。

①写出仪器a的名称： 　　。

②实验证明MnO ₂、CuSO ₄溶液、FeCl ₃溶液等对过氧化氢的分解具有催化作用。已知FeCl ₃在水中可解离处Fe ³⁺和Cl ^﹣，请设计实验证明：FeCl ₃溶液中对H ₂O ₂的分解真正起催化作用的是FeCl ₃溶液中的Fe ³⁺． 　                                       。

实验室制取气体常用到下列仪器。

（1）制取CO ₂需选用的仪器有 　　；写出反应的化学方程式 　　。

（2）若F装置里盛有无色气体，请猜想可能是哪种气体，并设计实验进行验证。

20世纪30年代，美国科学家鲁宾和卡门利用¹⁸O分别标记H₂O和CO₂，将C¹⁸O₂和CO₂分别通入含小球藻的H₂O和H₂¹⁸O中（如图所示），迅速收集产生的氧气。

（1）¹⁸O和¹⁶O互为 　   　原子，H₂¹⁸O和H₂O以及CO₂和C¹⁸O₂具有相同的化学性质，因此可以用来示踪物质变化情况。

（2）该实验是为了研究　                         　。

（3）该实验必须在 　       　条件下进行。

（4）制备含有较多小球藻的液体时，需在盛有小球藻的液体中加入 　   　（选填“无机盐”或“无机盐和有机物”），并置于适宜环境下培养。

现有一瓶蒸馏水和一瓶稀氯化钾溶液，请设计简单的实验将它们鉴别开（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

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。

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）。

如图是实验室制取某种气体的装置。

（1）仪器组装完华，下一步的实验操作应该是 　             　。

（2）制得所需气体后，请你设计实验方案，验证该气体的一个化学性质 　                                              　。

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……