初中化学化学实验方案设计与评价试题

已知金属钴（Co）的活动性与铁相似，请预测氯化钴（CoCl₂）的化学性质，说明预测的依据，并设计实验验证。经查阅资料，钴的化合物相关性质如下：

物质	CoO	Co（OH）2	CoCl2	CoSO4	Co（NO3）2	CoCO3
在水中的溶解性	难溶于水的灰绿色固体	难溶于水的粉红色固体	易溶于水形成粉红色溶液	易溶于水形成粉红色溶液	易溶于水形成粉红色溶液	难溶于水的粉红色固体

限选试剂：CoCl₂溶液、（NH₄）₂CO₃溶液、Na₂SO₄溶液、AgNO₃溶液、NaOH溶液、稀硫酸、镁条、铜片。

预测	预测的依据	验证预测的实验操作与预期现象
①能够与含Ag^+的 可溶性盐反应	CoCl2 溶液中含Cl^﹣， AgCl难溶于水。	取少量CoCl2溶液于试管中，　 ，如果观察到　　，则预测成立。
②能够与　　 （填物质类别）反应		取少量CoCl2溶液于试管中，　　，如果观察到　　，则预测成立。
③能够与　　 （填物质类别）反应		取少量CoCl2溶液于试管中，　　，如果观察到　　，则预测成立。

氢氧化镍是某种混合动力汽车电池的一种材料。镍原子结构示意图为Ni

（1）镍原子最外层电子数是 　　；

（2）氢氧化镍的化学式为 　　，从组成上看，它属于 　　（选填"氧化物"、"酸"、"碱"、"盐"），预测该物质能与稀硫酸发生反应。

（3）按实验方案设计的路径，寻找两物质发生反应的证据。

查阅资料：①氢氧化镍：蓝绿色微溶于水的固体

②硫酸镍溶液呈绿色

③碳酸镍：浅绿色难溶于水的固体

路径	步骤	现象	结论
反应物角度	取少量氢氧化镍（新制）悬浊液于试管中，向其中滴加过量稀硫酸，振荡	①	氢氧化镍和稀硫酸反应的化学方程式 ④
生成物角度	②	③

硫酸氢钠（NaHSO₄）溶于水形成无色溶液，请预测其化学性质，说明预测的依据，并设计实验验证。限选试剂是：NaHSO₄溶液、BaCl₂溶液、FeSO₄溶液、Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、稀盐酸、酚酞溶液、紫色石蕊溶液、镁条、碳粉、氧化铜

预测	预测的依据	验证预测的实验操作与预期现象
①能够与含Ba^2+的 盐反应		取少量NaHSO4溶液于试管中，滴入BaCl2溶液，如果观察到　　， 则预测成立
②能够与　　 （填物质类别）反应		，则预测成立。
③能够与　　 （填物质类别）反应		， 如果观察到　　，则预测成立。

用"盐酸﹣﹣硫化钡法"生产BaCl ₂会放出有毒气体H ₂S（其水溶液有酸性），可用NaOH吸收H ₂S制取Na ₂S进行处理。如表为H ₂S回收工艺的各项生产成本：

表：H ₂S回收工艺的各项生产成本

项目	单价（元/吨）
NaOH	2500
Na 2S	5000
辅助费用（以处理1吨H 2S计）	1114

（1）工业处理尾气需考虑经济效益和社会效益，根据上述资料分析，单从经济效益考虑这种处理H ₂S的方法是 　　（选填"盈利"或"亏损"）的。

（2）若某化工厂每天要处理10吨H ₂S，需消耗NaOH多少吨？（写出计算过程，结果保留1位小数）

有一种管道疏通剂，主要成分为铝粉和氢氧化钠混合粉末。工作原理是：利用铝和氢氧化钠遇水反应放出大量的热，加快氢氧化钠对毛发等淤积物的腐蚀，同时产生氢气增加管道内的气压，利于疏通。小柯利用如图装置测定疏通剂中铝的质量分数。

Ⅰ．取样品20g，倒入容积为200mL的锥形瓶中，然后在分液漏斗中加入水，置于电子天平上测出总质量m ₁。

Ⅱ．打开活塞，加入足量的水充分反应，直到没有固体剩余，静置一段时间，测出总质量m ₂。

Ⅲ．实验数据如下表：

反应前总质量m 1	反应后总质量m 2
371.84g	371.24g

回答下列问题：

（1）配平化学方程式：2Al+2NaOH+2H ₂O 　　NaAlO ₂+3H ₂↑

（2）根据化学方程式计算样品中铝的质量分数。

（3）以下情形会导致样品中铝的质量分数测量结果偏高的原因可能有 　　。

A．向锥形瓶中倒入样品时，撒出了部分粉末

B．在反应过程中有水蒸气逸出

C．没有等装置中氢气全部排尽就称量

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“＞”）。

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。

为测定某市售碳酸钙药品中碳酸钙的质量分数（杂质为SiO₂，与稀盐酸不反应），某同学的方法是：将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成的CO₂质量，再根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量，从而计算出样品中碳酸钙的质量分数．为测定生成CO₂的质量，他设计了如下实验方案（已知：无水氯化钙是常见的干燥剂）：

（1）按图组装好装置，检查装置气密性后，在分液漏斗中加入过量稀盐酸，并在干燥管中加入适量无水氯化钙样品，称得装置和药品的总质量为564.57g；

（2）在广口瓶中加入碳酸钙样品，称得装置和药品的总质量为574.57g；

（3）旋紧橡皮塞，打开分液漏斗旋塞，向广口瓶中滴加稀盐酸，使样品与稀盐酸完全反应；

（4）反应结束后，称得装置及装置内所有物质的总质量为570.57g

请根据上述实验回答下列问题：

（1）该方案测得样品中碳酸钙的质量分数是多少（写出解题过程，计算结果精确到0.1%）？

（2）该实验中用稀盐酸与碳酸钙样品反应，而不用浓盐酸与碳酸钙样品反应，其原因是　　．若实验中不用无水氯化钙干燥，则测得样品中碳酸钙的质量分数与上述实验计算结果相比　　（选填“偏小”或“不变”或“偏大”）．

工业上用闪锌矿（主要含ZnS，还含PbS等杂质）制备锌的流程如图1（部分产物略去）：

（1）X的化学式是　　，图1中用过量空气的目的是　 　。

（2）①～④中属于化合反应的是　　。

（3）Zn　 　（填“能”或“不能”）与PbCl₂溶被反应。

（4）写出反应③中生成ZnO的化学方程式　　。

（5）结合下表数据设计：从粗锌中分离出纯锌的方案是　　。

物质	Zn	Pb	C
沸点℃	907	1749	4827

（6）反应②中固体质量随反应时间的变化图示如图，计算产生Y的质量。（写出必要的计算过程）

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　　。