初中化学化学实验方案设计与评价实验题

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……

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）。

蜡烛（主要含C、H、O元素）在密闭容器中熄灭的原因是什么？燃烧的产物是什么？小敏认为蜡烛熄灭的原因是燃烧消耗完了容器内的氧气，并对燃烧产物提出猜想：

①燃烧的产物可能有CO ₂。

②燃烧的产物可能有H ₂O。

除了上述猜想，你的猜想，燃烧的产物可能有 　　。

实验一：在密闭容器中点燃蜡烛至熄灭，抽取10毫升密闭容器中的气体，注入到试管中的饱和澄清石灰水中，发现石灰水始终没有变浑浊，从实验的科学性考虑，下一步是 　　（选填字母）。

A．直接得到燃烧产物中没有CO ₂的结论

B．再多抽取一些气体注入到试管中的石灰水中

C．增加饱和澄清石灰水的质量

实验二：在老师的指导下，利用多功能传感器进行有关量的测量，装置如图所示，实验结束后，铝板表面有黑色

固体颗粒，同时传感器采得实验前后的有关数据如表所示：

	相对湿度	氧气含量	二氧化碳含量	一氧化碳含量
蜡烛点燃前	48.4%	18.7%	0.058%	0
蜡烛熄灭后	71.6%	15.6%	3.643%	0.0182%

由实验及结果分析，密闭容器内蜡烛熄灭的原因是 　　；蜡烛燃烧生成的产物是 　　。

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 　                                              　。

小峰和小刚阅读试剂标签后发现，市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%，含水量可以忽略不计，为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”，他俩设计了制取氧气的直立型装置（如图），并与斜卧型装置比较，在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体，用同一酒精灯 分别加热，用同一型号的集气瓶收集气体，每组实验进行五次，实验数据取平均值后记录如下表：

装置类型	直立型	斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒	59	68
收集2瓶氧气所需时间/秒	95	108
收集氧气的总体积/毫升	525	476

（1）收集2瓶氧气，所需时间较短的装置类型是　　；

（2）等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体，斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是　　；

（3）根据2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现，斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值，他们对其原因进行了探究：

【提出假设】

小峰假设：反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气；

你的假设：　　。

【设计实验】要验证小峰的假设能否成立，请设计简明的实验方案　　。

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 　　。

已知某混合气体由H ₂、CO和CO ₂三种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。

根据方案回答下列问题：

（1）装置C在实验中的作用是 　　

（2）仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由 　　

（3）小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠？若可靠，请说明理由；若不可靠，请对图1实验装置提出改进意见 　　

（4）图1方案B装置可用来吸收CO ₂但没有现象。为证明CO ₂和NaOH能发生反应，小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是 　　。

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

科学探究可以培养学生良好的科学思维，某兴趣小组进行了金属燃烧实验：

实验	1	2	3
步骤	将一片铝箔在空气中用酒精灯加热	将另一片相同铝箔伸入到充满氧气的集气瓶中，引燃	将一段镁条在空气中用酒精灯加热
现象	铝箔不燃烧，熔化后也不滴下，外面立即形成一层薄膜	铝箔剧烈燃烧，发出耀眼白光	镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光

试回答下列问题：

（1）进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的 　　有关。

（2）某同学分析1、3实验后就得出了如下结论：不同金属的活动性是不同的，其他同学认为这个结论不可靠，你认为他们的理由是 　　。

（3）在实验1中，有同学用细针去刺破液态铝外的薄膜。观察到里面的液体铝依然没有流出来，实验后，同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度，由此推断，刺破薄膜后液态铝会迅速和 　　反应又会形成致密氧化膜，所以液态铝不会流出来。

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 　　。

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。

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⁺． 　                                       。

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。

某小组同学利用pH传感器对碳酸氢钠、碳酸钠的某些性质进行以下探究。

25℃时，向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入相同浓度的盐酸，用pH传感器测得pH变化与时间的关系如图1、图2所示。将图1与图2的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合。

回答下列问题：

（1）含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液均呈碱性，两种溶液碱性较强的是　　。

（2）a点的溶质为　　，b点前发生反应的化学方程式为　　。

（3）依据实验获取的信息，请将鉴别Na₂CO₃和 NaHCO₃固体的实验方案补充完整：分别取两种固体加入适量水溶解，逐滴缓缓加入稀盐酸，　　。