初中化学化学实验方案设计与评价实验题

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。

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……

镉（Cd）及其化合物在电镀、电池、颜料等领域中有广泛应用。镉是种“氢前金属”，金属活动性介于锌和铜之间。镉元素常见化合价为+2。

（1）将含镉物质进行分类，各举一例填入图中（写化学式）。

（2）根据金属化学性质的一般规律，下列预测合理的是 　 　（填标号）。

A.镉能与氢氧化钠溶液反应

B.H₂或CO能将镉的氧化物转化为金属镉

C.镉能与盐酸或稀硫酸反应

D.硫酸镉溶液中的硫酸锌可加入镉粉除去

（3）已知硫酸镉易溶于水，设计三种制备硫酸镉的方案（要求含镉原料分别属于不同的物质类别）。完成下表：

方案	预期反应的化学方程式	依据的反应规律
①		金属活动性顺序里，前面的金属能把后面的金属从它化合物的溶液里置换出来
②		（略）
③		（略）

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。

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： 　　。

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

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 　                                              　。

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 　　。

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

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。

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 　　。

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。