初中化学化学实验方案设计与评价实验题

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 　　。

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。

为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质，小柯取少量样品配制成溶液，再取少量溶液分别装入两支试管中，进行了如甲、乙两图所示实验。（注：BaCl ₂溶液呈中性）

（1）小柯认为"甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质"。你认为小柯的观点是否正确，并说明理由 　　。

（2）分析乙图实验的现象，可以确定样品的变质情况为 　　。

（3）进一步探究：另取少量样品溶液，加入一定质量分数的稀盐酸，直至过量。请在丙图中画出"生成CO ₂的质量随加入稀盐酸质量变化"的大致图象 　　。

小科从标签得知雪碧成分中有水、二氧化碳、柠檬酸、柠檬酸钠等。查阅资料知道1体积雪碧中含有约3体积二氧化碳，柠檬酸的含量约为2.8g/1000mL．柠檬酸与碳酸钠反应的化学方程式为：

2C₆H₈O₇+3Na₂CO₃═2C₆H₅O₇Na₃+3CO₂↑+3H₂O。

他用一瓶500mL的雪碧做了如下实验：。

实验步骤	步骤一	步骤二	步骤三	步骤四
操作过程	倒出三分之二雪碧，测其pH	在剩余雪碧中加入约6g Na2CO3	立即盖上瓶盖，摇匀。	测溶液pH
现象或结果	pH约为3	产生大量气泡	气泡消失，瓶子略瘪	pH约为9

【发现问题】CO₂去哪儿了？

【提出猜想】①CO₂被溶解了；②CO₂与H₂O发生了反应；③CO₂与Na₂CO₃溶液发生了反应。小思否定了猜想①和②，其理由是　　。

【设计实验】对猜想③进行实验探究。

实验编号	实验一	实验二	实验三	实验四
实验装置
操作过程	Na2CO3溶液中滴加CaCl2溶液	Na2CO3溶液中通入过量CO2后，滴加CaCl2溶液	收集一瓶CO2，加入30mL饱和Na2CO3溶液，盖上瓶盖摇匀	将实验三的溶液低温蒸发、干燥，得到的白色粉末按如图所示装置进行实验
实验现象	产生白色沉淀	无明显变化	瓶变瘪，瓶底有晶体析出	A试管口有水滴，澄清石灰水变浑浊

根据实验探究过程，回答下列问题：

（1）设计实验一的作用是　　。

（2）实验四中A试管口略向下倾斜，其目的是　　。

（3）根据实验探究得出：CO₂与Na₂CO₃溶液反应的化学方程式：　　。

小君和小英同学发现：带火星的竹签在空气中不会复燃，若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气，得到的气体能使带火星的竹签复燃。为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，他们进行了如下探究：

【设计实验】小君设计了如图的装置，该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 　　。

【实验研究】第一组实验：取3只集气瓶，编号为①②③，分别装入15%、30%和45%的水，盖上盖玻片倒置在水槽中。当气泡 　　放出后，导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出，将相同的3支带火星竹签分别插入①～③号瓶中，记录实验现象。

获得第一组实验现象后，小君又做了第二组实验，并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表：

实验分组	第一组			第二组
实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥
集气瓶装水的体积分数/%	15	30	45	34	38	42
带火星竹签状况	亮	很亮	复燃	很亮	复燃	复燃

得出上述两组实验现象后，小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值，需继续进行实验，则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 　　%。

【实验结论】再经过数次实验并计算后得出：能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。

【继续探究】小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气，请你提出实验改进的措施 　　。

某混合气体由CO、CO ₂、SO ₂三种气体组成，某兴趣小组对此进行了相关实验：

【查阅资料】①SO ₂能使品红溶液褪色；②SO ₂易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO ₂能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO ₂均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。

【实验研究】为验证这三种气体同学们设计并进行如下实验：

【事实与结论】通过实验验证了以上三种气体都存在。

（1）装置A的作用是 　　；

（2）能证明气体中含有CO ₂的现象是 　　；

【反思与评价】

（3）若装置按C→D→A→B→E的顺序连接，则无法验证的气体是 　　；

（4）有同学提出上述原装置中省略D装置也能达到实验目的，你认为该同学的设计有无道理并说明理由 　　。

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……

在拓展性课程活动中，小明利用以下常见物品验证酸的一些性质：

白醋（含3%的醋酸）、食品干燥剂（主要成分是CaO）、鸡蛋壳、牵牛花汁液、铁钉、苏打（碳酸钠）．

【查阅资料】牵牛花汁液在酸性溶液中显红色，在中性溶液中显紫色，在碱性溶液中显蓝色．

【实验过程】

（1）在鸡蛋壳上滴加白醋，产生无色、无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊，则鸡蛋壳中一定含有 　　（用离子符号表示）．

（2）小明知道酸能够与铁发生化学反应产生氢气，但当他将足量的白醋加入放有铁钉的容器中，没有看到明显的气泡产生．小明很疑惑，于是提出猜想：气泡不明显可能与酸的浓度和种类有关．要验证与酸的浓度有关，应选择下列试剂中的 　　（选填编号）．

A.3%的盐酸      B.5%的醋酸    C.5%的盐酸

（3）小明利用已有物品还想验证酸与碱的反应，请你帮助完成下列实验设计．

步骤	操作	现象
1	将食品干燥剂加入适量清水中，搅拌后静置	放出大量的热
2	取步骤1中的上层清液，先加入牵牛花汁液，	溶液由无色变为蓝色，再变为紫色，最后变为红色

【评价反思】科学来源于生活，生活中的许多事物能更好地帮助我们学习和理解科学．

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 　　。

小柯探究pH对唾液淀粉酶活性的影响，其实验过程及结果如下：

组别	A	B	C
试管中依次 加入物质	1ml唾液	1ml唾液	1ml唾液
	1ml盐酸溶液	1ml蒸馏水	1ml氢氧化钠溶液
	2ml淀粉溶液	2ml淀粉溶液	2ml淀粉溶液
水浴10分钟	37℃	37℃	37℃
各滴入2滴 碘液后的现象	变蓝	不变蓝	不变蓝

（1）B组实验不变蓝的原因是 　　．小柯观察到C组也不变蓝，认为氢氧化钠对酶的活性没有影响．老师提示他："氢氧化钠会影响酶的活性．"那么，是什么原因导致C组没变蓝？小柯进一步分析并做出猜想．

猜想一：氢氧化钠变质．

猜想二：氢氧化钠与碘发生了化学反应．

…

（2）小柯按图甲实验，看到溶液变红，认为氢氧化钠没有变质．小常认为他的结论是错误的，理由是 　　．

在小常的建议下，小柯按乙实验，溶液中没有沉淀产生，从而排除了猜想一．

（3）在原来C组实验基础上，只要继续 　　（写出操作和现象），就可以证明猜想二正确．

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　　。

小苏打（NaHCO₃）和食盐NaCl是厨房中常用物质，现有一包白色固体，可能由NaHCO₃和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。

（一）定性分析

【实验目的】确定白色固体的组成

【实验方案】

【实验结论】该白色固体 由NaHCO₃和NaCl两种物质组成

（1）基于上述实验结论，则步骤①中加入的过量稀酸应该是　　

（2）写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式　　

（二）定量分析

【实验目的】测定该白色固体中NaHCO₃的质量分数

为了测定该样品中NaHCO₃的质量分数，小吕、小周分别取a克该样品，设计了如下方案：

小吕方案Ⅰ：利用NaHCO₃与稀硫酸反应产生CO₂，通过测定生成CO₂的质量，计算样品中NaHCO₃的质量分数

（3）小吕用下列装置完成本实验，装置的连接顺序是　　（填装置的字母编号，装置不重复使用）；

（4）D装置中的反应完全后，需再次通入空气，其目的是　　

小周方案Ⅱ：小周用沉淀法测定样品中的NaHCO₃的质量分数。操作流程如下：

（已知：NaHCO₃+NaOH═Na₂CO₃+H₂O）

（5）为使定量分析更准确，在操作Ⅰ之前，需判断所加BaCl₂溶液是否过量，请你设计一个合理方案：　　。

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 　　。

在拓展性课程活动中，小明利用以下常见物品验证酸的一些性质：

白醋（含3%的醋酸）、食品干燥剂（主要成分是CaO）、鸡蛋壳、牵牛花汁液、铁钉、苏打（碳酸钠）。

【查阅资料】牵牛花汁液在酸性溶液中显红色，在中性溶液中显紫色，在碱性溶液中显蓝色。

【实验过程】

（1）在鸡蛋壳上滴加白醋，产生无色、无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。则鸡蛋壳中一定含有　　。（用离子符号表示）

（2）小明知道酸能够与铁发生反应产生氢气，但当他将足量的白醋加入放有铁钉的容器中，没有看到明显的气泡产生。小明很疑惑，于是提出猜想：气泡不明显可能与酸的浓度有关。要验证与酸的浓度有关，应选择下例试剂中的　　。（选填编号）

A.3%的盐酸       B.5%的醋酸      C.5%的盐酸

（3）小明利用已有物品还想验证酸与碱的反应，请你帮助完成下列实验设计。

步骤	操作	现象
1	将食品干燥剂加入适量清水中，搅拌后静置	放出大量的热
2	取步骤1中的上层清液，先加入牵牛花汁液，	溶液由无色变为蓝色，再变为紫色，最后变为红色

【评价反思】科学来源于生活，生活中的许多事物能更好地帮助我们学习和理解科学。

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．