实验设计与评价.docx

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实验设计与评价

实验设计与评价

1.（2011年昌平区一模）（5分）实验是学习化学的重要手段之一。

某班同学分成两个小组，利用右下图所示装置进行如下实验，请你参与他们的实验过程。

（1）第一小组同学的实验：

位置

A

B

C

分液漏斗

药品

澄清石灰水

碳酸钠溶液

澄清石灰水

稀盐酸

操作

关闭K1，打开K

2和分液漏斗的活塞，缓慢滴加稀盐酸

现象，并写出

C中反应的化学方程式

操作

关闭K2，打开K1

现象

B中液体沿导管流入A中，A中有白色沉淀产生

上述现象产生的原因

（2）第二小组同学的实验：

位置

A

B

C

分液漏斗

药品

X溶液

稀盐酸

水（滴有石蕊溶液）

碳酸钠溶液

操作

关闭K1，打开K2和分液漏斗的活塞，缓慢滴加碳酸钠溶液

现象

操作

关闭K2，打开K1

现象

B中液体沿导管流入A中，A中有无色气体产生

写出A中X溶液的溶质

（至少写两种）

2.（2011年昌平区一模）（8分）做完“铁在氧气里燃烧”的实验后，小名同学有两个疑惑不解的问题，于是他进行了以下探究活动。

【问题1】铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？

【查阅资料1】

（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种（FeO极易被氧化为Fe2O3）；

（2）铁的氧化物均能溶于酸的溶液。

【实验探究】

将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入_____溶液，观察到的现象是_____，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。

Fe3O4

Fe2O3

铁

分解温度/℃

1538

1400

—

熔点/℃

—

—

1535

【问题2】铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？

【查阅资料2】

（1）Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表：

（2）Fe2O3高温时分解成Fe3O4。

【理论探讨】

结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间，在此温度范围内_____已分解，所以铁在

氧气里燃烧的产物是_____。

【拓展延伸】

（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须_____；

（2）有些食品包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色_____，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理。

（3）下列铁的氧化物中，铁元素的质量分数由大到小的顺序是_____（填字母）。

A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4

3.（2011年朝阳区一模）（5分）化学兴趣小组用右图装置进行以下实验。

（1）打开活塞K滴入稀硫酸后，两条用紫色石蕊

试液润湿的试纸发生的变化是，

小明从课本实验中知道，二氧化碳和水本身都不能

使石蕊变色，因此他认为以上实验现象验证的

二氧化碳的性质依次是

。

（2）小刚认为此装置还可以验证以下实验结论，

请将实验操作填入下表：

实验结论

实验操作

①二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧

②二氧化碳不能使紫色石蕊变色

（3）小红用此装置进行了如下实验，来验证分子的运动。

分液

漏斗中加入浓氨水，用无色酚酞试液润湿的试纸缠绕在小试管外壁，带孔的小试管中放入氢氧化钠固体，滴入少量浓氨水后，湿润的酚酞试纸很快变红色，请用初中化学知识分析固体氢氧化钠的作用。

4.（2011年朝阳区一模）（8分）三聚氰胺（化学式为C3H6

N6）是一种白色结晶粉末，因其低毒、含氮量高，俗称“蛋白精”。

不法分子为了提高奶粉中的蛋白质含量而加入三聚氰胺，导致发生婴幼儿泌尿结石病例。

某化学兴趣小组同学欲探究三聚氰胺的制取原理：

【查阅资料】

（1）化工企业常用尿素合成法制取三聚氰胺。

即以尿素[化学式CO（NH2）2]为反应物，硅胶为催化剂，在380℃至400℃的温度下，沸腾反应、冷凝得到三聚氰胺，同时产生两种无色气体，其中一种气体具有刺激性气味。

（2）NO是无色气体，不溶于水，在空气中能迅速氧化为棕色NO2气体。

【提出问题】反应生成的两种气体是什么？

【假设猜想】根据资料及反应物判断，生成的两种气体可能是：

①二氧化碳和水蒸气②二氧化碳和氨气（NH3）

③二氧化碳和氮气④二氧化碳和二氧化氮

提出以上猜想的依据是；

你认为合理的猜想是（填序号），理由是。

【设计实验】同学们在老师的指导下，设计如图所示的实验模拟制取三聚氰胺，并验证猜想。

【实验现象和分析】

（1）A装置的作用是。

（2）实验时观察到B中棉花变红，证明生成了，同时看到D中现象，说明

还生成了二氧化碳。

（3）C中浓硫酸的作用是。

【实验结论】根据资料和实验现象分析可知，用尿素分解制取三聚氰胺的化学方程式为

。

5.（2011年大兴区一模）（6分）下面是某兴趣小组同学做的3个小实验。

根据实验内容回答下列问题。

序号

实验装置

实验操作

实验现象、解释或结论

（1）

关闭活塞K,给木炭加热。

熄灭酒精灯,待木炭冷却后,打开活塞K,通入氧气。

点燃酒精灯,给木炭加热。

木炭不燃烧。

木炭不燃烧。

木炭燃烧。

由此说明可燃物燃烧的条件是。

（2）

打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将稀硫酸注入小试管中。

观察到的现象是，由此说明二氧化碳的性质是。

（3）

打开分液漏斗的玻璃塞和活塞K，将水注入人字形管中。

观察到的现象是，出现此现象的原因是

。

6.（2011年大兴区一模）（8分）叠氮化钠（NaN3）被广泛应用于汽车安全气囊，某化学小组同学对其进行下列研究。

【查阅资料】

NaN3受撞击会生成Na、N2。

②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成。

③碱石灰是CaO和NaOH的混合物。

NaN3的制备方法是：

将金属钠与液态氨反应制得NaNH2，再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和氨气（NH3）。

【问题探究】

（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN3迅速分解，写出该反应的化学方程式。

（2）工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3，其原因是（用化学方程式表示）

（3）为测定某工业级NaN3样品中含有Na2CO3的质量分数，化学小组同学设计了如下实验装置。

小明同学认为通过测定装置

中反应前后B的质量差，再通过相应计算，就可测定Na2CO3的纯度，小组内同学通过讨论认为不可以，其理由可能是。

小刚同学在大家讨论

的基础上，设计了装置

。

请分析：

装置

中A的作用是_____；

若无装置C，对测定结果造成的影响是（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）；装置E的作用是。

根据装置

，小组同学设计的实验步骤有：

a．称量装置D。

b.称量样品，检查装置气密性。

c.打开弹簧夹，鼓入空气。

d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞，注入足量的稀硫酸，关闭活塞和玻璃塞。

其正确顺序为　　　　（填字母序号，可重复）。

7.（2011年东城区一模）（7分）生活中离不开水。

若水的硬度过大，会影响人体健康，因此需要进行软化处理。

（1）小文利用阳离子交换树脂对某硬水水样进行软化，其

原理示意如右图所示。

树脂的作用是除去硬水中的。

（2）生活中通过煮沸能够降低水的硬度。

小文取此水样煮

沸后，发现有水垢生成。

为探究水垢的成分，他进行了以下实验：

【实验过程】

实验序号

实验操作

实验现象

Ⅰ

水垢变白、变疏松，

澄清石灰水变浑浊

Ⅱ

固体部分溶解，

放出热量，

滤液的pH约为12

Ⅲ

实验现象是。

【实验分析及结论】

由实验Ⅰ可知，水垢分解的产物中一定有。

②实验Ⅲ小试管内发生反应的化学方程式为。

③根据实验探究，推测此水垢的成分中可能含有。

（3）小文另取该水样，加入澄清石灰水，溶液变浑浊，其反应为：

A+Ca（OH）2==2CaCO3↓+2H2O，则A的化学式为。

8.（2011年房山区一模）（6分）某化学研究性学习小组的同学们做了三个趣味实验，装置如右图（气密性良好）。

当开启分液漏斗的旋塞，液体滴入盛有固体的试管2中时，观察到不同的现象。

（1）若试管2中发生了化学反应，观察到试管1中有气泡产生，且其中的石蕊溶液变红，试管2中发生反应的化学方程式为。

（2）若试管2中没有发生化学反应，观察到两支导管口同时冒气泡、吸滤瓶内的石灰水变浑浊，则试管2中的固体可能是____________。

（3）若观察到吸滤瓶内盛有的红色溶液变无色，分液漏斗中的液体、试管2中的固体分别是____________；烧杯中的液体可能是__________。

请你解释溶液变色的原因：

_______________。

9.（2011年房山区一模）

（7分）某化学小组发现一袋包装破损的漂白粉，同学们对漂白粉其漂白作用是否失效产生了疑问。

【查阅资料】

1.漂白粉的主要成分是Ca（ClO）2、CaCl2和Ca（OH）2，其有效成分是Ca（ClO）2。

2.Ca（ClO）2可溶于水，漂白原理是：

它在空气中发生反应

Ca（ClO）2+H

2O+CO2=CaCO3+2HClO，HClO能使有色物质如品红溶液褪色。

3.HClO不稳定，易分解生成HCl和一种常见的无色无味气体。

4.CaCl2的水溶液呈中性，HClO的水溶液呈酸性。

【交流讨论】该小组同学经过分析得出：

HClO分解时除生成HCl外，生成的另一种常见气体是。

【实验探究】

实验步骤

实验现象

实验结论

把少量漂白粉样品加入水中，通入足量的CO2气体，。

。

漂白粉的漂白作用已失效。

【继续探究】同学们对失效后的漂白粉的成分很感兴趣，并作进一步探究。

在老师的帮助下，同学们对失效后的漂白粉成分进行猜想：

猜想一：

CaCl2和CaCO3；

猜想二：

；

小明同学认为猜想中的成分CaCO3，除漂白粉的有效成分在空气中发生反应生成外，还有其它来源，请你用化学方程式表示。

小聪同学进行实验证明猜想一成立，小聪同学的实验方案：

。

10.（2011年丰台区一模）（6分）某化学兴趣小组设计了如右图所示实验装置，进行了以下实验。

（1）先打开K1,关闭K2和K3，从长颈漏斗

向A中加入足量的稀盐酸。

此时装置B

中发生反应的化学方程式为，

打开K1的目的是。

（2）然后关闭K1和K3，打开K2，将胶头

滴管中的浓氢氧化钠溶液挤入锥形瓶中。

稍后打开K3，此时装置C和D中的现

象分别是、，

装置C中发生反应的化学方程式为。

若在

（2）实验过程中没有关闭K1，其它操作相同，则装置B的现象不同点

是。

11.（2011年丰台区一模）（7分）某化学兴趣小组对水蒸气通过灼热的焦炭后，得到的混合气体主要成分产生了兴趣。

同学们决定通过实验进行探究。

【提出猜想】该混合气体主要成分为一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气。

【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。

b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

c．氢气、一氧化碳均能在加热的条件下与氧化铜反

应。

【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）。

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊。

由此得出的结论为。

写出装置B中反应的化学方程式。

（2）装置C和D中的药品分别为。

（3）同学们通过观察装置E、F中的现象后，证明了混合气中含有氢气。

为了证明第四种气体的存在，装置G中的药品、现象和结论是。

【实验结论】猜想正确。

【实验反思】

经过讨论，同学们将上图中装置C~H进行了简化，改进后的装置如下图所示。

（3）干燥管中碱石灰的作用为。

实验操作

实验现象

实验结论

①

在尖嘴处点气体，。

。

。

②

。

。

。

（4）同学们为了验证通过干燥管后气体的成分，继续进行的实验为：

12.（2011年海淀区一模）

（6分）为了验证二氧化碳与氢氧化钠可以发生化学反应，某小组用下图

所示装置进行实验。

请回答下列问题：

（1）打开止水夹a和c，从长颈漏斗向锥形瓶中

注入稀盐酸至时停止。

（2）当观察到烧杯中有大量白色沉淀产生时，说明集气瓶中已集满二氧化碳气体。

然后进行的操作是

，关闭活塞b，轻轻振荡集气瓶。

一段时间后可观察到

，证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应，该反应的化学方程式为。

（3）小红认为仅做上述实验有不足之处，应利用上图装置做一个对比实验。

该对比实验只需将所用的氢氧化钠溶液换成即可。

（4）为了保证实验的成功，应在实验前对装置的气密性进行检验（不另加仪器），方法为。

13.（2011年怀柔区一模）（6分）某化学兴趣小组的同学将一枚洁净的铁钉放入食盐水中（如图，装置气密性良好），一段时间后，发现装置中右侧导管中的液面升高，铁钉生锈，试管底部有黑色固体物质。

[提出问题]导管中液体为何升高？

黑色固体物质又是什么？

[猜想与假设]

该黑色固体可能含有：

①Fe、②Fe2O3、③FeCl3、④C四种物质。

[猜想分析]

①影响右侧导管中的液面升高的物质是。

②不可能含有

氯化铁，理由是。

③一定含有碳，理由是。

[实验验证]

①验证黑色固体中一定含有碳所选

用的试剂是。

②检验黑色固体中是否含有铁的实验方法是。

14.（2011年怀柔区一模）（6分））化学兴趣小组同学们在课外活动中设计了如右图装置来验证某气体的化学性质。

（1）请你协助完成下表中的内容。

仪器名称

分液漏斗

广口瓶中

装置内的药品

可观察到的现象

用化学方程式表示相关性质

（2）同学们又设计以下实验（如右图）研究某混合气体的组成。

第一组：

取三支试管，在其容积的二分之一

处做标记。

分别充满气体（甲为CO2，乙为A

气体，丙为CO

2和A的混合气）后倒扣在NaOH

溶液中。

最终观察到的实验现象如右图所示。

据此推测：

气体A的化学性质有　。

第二组：

同学们利用右图所示的装置进行实验。

实验步骤：

关闭止水夹，向充满丙的集气瓶中注入

10mlNaOH溶液（足量），充分反应后，冷却至室

温，打开止水夹。

此时观察到的实验现象是　。

（2011年石景山区一模）15.（8分）已知木炭粉（假设木炭粉中不含杂质）和氧化铁粉末在加热条件下能发生化学反应，某兴趣小组对该反应展开了如下的探究活动。

【查阅资料】将CO通入氯化钯溶液中，会出现黑色沉淀。

【实验过程】同学们设计了如下图所示装置（部分夹持仪器已略去）。

ABCDE

石灰水钠溶液溶液

澄清氢氧化氯化钯

⑴探究反应中产生气体的成分

称取9.0g氧化铁和1.2g木炭粉，混合均匀后进行实验。

打开止水夹a通一段时间的氮气，关闭a。

再对木炭粉和氧化铁粉末的混合物加热一段时间，观察到澄清石灰水变浑浊，氯化钯溶液中出现黑色固体。

木炭粉与氧化铁粉末反应一定生成了气体；E处酒精灯的作用是；B中发生反应的化学方程式为；加热前通一段时间氮气的原因是。

⑵探究反应后剩余固体的成分

【提出猜想】

猜想1：

只含有铁；

猜想2：

含有铁和木炭；

猜想3：

含有；

猜想4：

含有铁、木炭和氧化铁。

【实验验证】

小组同学测得剩余固体质量为6.6g，将剩余固体置于烧杯中，向其中加入足量的稀盐酸，固体全部溶解且有大量气泡出现，猜想不成立的是，剩余固体中含有的物质及质量分别为。

16.（2011年顺义区一模）（8分）生活中用到各种漂白剂。

化学课上，老师带来一种常用作氧系漂白剂的物质

，可能是双氧水（H2O2）、过碳酸钠（2Na2CO3·3H2O2）和过氧化钙（CaO2）中的一种。

同学们观察发

现，该漂白剂为白色粉末（右图）。

【提出猜想】该漂白剂肯定不是。

【查阅资料】①过碳酸钠是一种白色结晶颗粒，溶于水时，分解生成碳酸钠

和过氧化氢。

②过氧化氢常温下不稳定，实验室用过氧化氢制取氧气的化学方程式为。

③过氧化钙，白色固体，难溶于水。

与水反应缓慢释放氧气，同时生成一种碱，反应的化学方程式为。

【实验验证】同学们设计了下列实验方案进行验证，请将方案的空格填写完整。

实验步骤

实验操作

实验现象

结论

步骤1

取2g白色固体放入试管中，加入5ml水，充分振荡。

液体浑浊，

有持续的细小气泡冒出。

步骤2

向步骤1的试管中继续

滴加无色酚酞。

无色酚酞变红。

步骤3

。

。

该消毒剂的成分不是过碳酸钠。

【交流反思】小刚认为根据步骤1可确定白色固体的成分，不需要后两步实验，理由是。

小强认为不行，小强反对的理由是。

17.（2011年西城区一模）（7分）甲、乙两小组同学分别用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验。

（1）甲组实验：

①在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗

中注入稀盐酸，A中反应的化学方程式为。

②连接A、B装置，打开a、c，关闭b，向B中

集气瓶内充入气体，检验集气瓶中气体已收集满

的方法是_________________________________。

③关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，

一段时间后，观察到B装置中的现象是________________________________，

B中反应的化学方程式为__________________________________。

（2）乙组实验：

【资料】氯化氢气体和氨气均极易溶于水，且两者反应生成白色固体氯化铵（NH4Cl）。

1在c右端的导管口套一个气球，在A的锥形瓶中放入浓盐酸，向长颈漏斗中

注入浓硫酸，有HCl气体产生，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a、c，关闭b，气球微微鼓起。

产生HCl气体的原因是_____。

②关闭a，将A中的药品替换为NaOH固体和浓氨水，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a，一段时间后关闭a，B中集气瓶内有白烟产生。

冷却至室温后气球恢复原状。

关闭c打开b，B中导管内的液面无任何变化。

产生上述现象的原因是_____。

18.（2011年延庆县一模）（7分）实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和NaOH固体的混合物。

同学们为确认一瓶久置的“碱石灰”样品的成分，进行如下实验探究。

①

样品

查阅资料：

1．Ca（OH）2、Na2CO3溶于水无明显的温度变化。

2．CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓。

3．CaCl2溶液呈中性。

（1）滤渣B中一定含有_____，产生该物质的化学方程式可能是___________________（写出一个即可）。

（2）滤液C成分的探究。

【猜想】滤液C中的溶质可能为①NaOH；②Na2CO3；③NaOH和Ca（OH）2；④____。

【设计方案并进行实验】甲、乙、丙同学分别设计如下方案并进行探究：

甲同学：

取滤液C少许放入试管中，滴加足量的稀盐酸，产生大量无色气体，则滤液C中的溶质是Na2CO3。

乙同学：

取滤液C少许放入试管中，滴加足量的无色酚

酞，液体变成红色，则滤液C中的溶质一定含有NaOH。

丙同学：

取滤液C少许放入试管中，滴加Ca（OH）2溶液，有白色沉淀产生。

向上层清液中滴加无色酚酞，无色酚酞变成红色，则滤液C中的溶质是NaOH和Na2CO3。

【反思与评价】

丁同学认真分析上述三位同学的实验，认为他们的结论均有不足之处，并且做出了正确的判断。

他认为滤液C中的溶质一定含有________，可能含有NaOH。

为进一步确认滤液C中是否含NaOH，请你帮助他设计实验进行验证。

实验操作

实验现象

实验结论

猜想④正确

（3）实验过程中，同学们还发现向样品中加入足量水溶解时放出大量的热。

综合对滤液和滤渣成分的探究，下列对样品成分的分析正确的是__________（填序号）。

①样品中一定含NaOH②样品中一定含Na2CO3

③样品中含NaOH、CaO中的一种或两种