秘籍12　化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評價

秘籍12化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和評價概率預(yù)測★★★★題型預(yù)測實(shí)驗(yàn)探究題【命題重點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)包括:①單項(xiàng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)求證某一單項(xiàng)問題,或求證某一規(guī)律;特點(diǎn)是圍繞某一問題設(shè)計(jì)一個指向很單一的實(shí)驗(yàn),而且實(shí)驗(yàn)通常一步到位。②綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)求證多個問題,其特點(diǎn)是多步操作、裝置復(fù)雜、現(xiàn)象多樣。③定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):通過實(shí)驗(yàn),獲取有關(guān)數(shù)據(jù),然后分析數(shù)據(jù)推理出結(jié)論。定量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要精密一些,要盡可能地回避一些誤差的引入。④開放型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):試題從提出問題、實(shí)驗(yàn)的方向、儀器的選擇、裝置的設(shè)計(jì)、現(xiàn)象的觀察記錄到結(jié)論的推理完全自主完成。解答此類試題,過程要合理完整,方法簡便,現(xiàn)象敘述要準(zhǔn)確,推理要符合邏輯。實(shí)驗(yàn)方案評價包括實(shí)驗(yàn)原理及方案的評價、實(shí)驗(yàn)裝置的評價、實(shí)驗(yàn)操作的評價、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述與結(jié)論分析的評價。以批判的思維方法對所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)操作從某個角度否定,排除不合理或可行但不是最優(yōu)的方法,選擇、創(chuàng)新更好的方法?！痉椒ㄒc(diǎn)】1.實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求①科學(xué)性：實(shí)驗(yàn)原理、方法和操作等科學(xué)、合理。②安全性：實(shí)驗(yàn)操作要盡量防止帶有危險性的操作,盡量避免與有毒物質(zhì)接觸。若無法避免有毒物質(zhì),則應(yīng)采取安全措施,以防造成環(huán)境污染和人體傷害。③可行性：設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要真正切實(shí)可行,所選藥品、儀器、裝置經(jīng)濟(jì)可靠。④簡約性：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)簡單易行。裝置簡單,實(shí)驗(yàn)操作簡便,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。(2)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的幾種思路實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的總體思路是明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?弄清實(shí)驗(yàn)原理,根據(jù)要求正確選擇儀器和藥品,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟,分析得出結(jié)論。①對比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：對比實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種基本思路,有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察對比,有利于推理論證結(jié)論。②控制變量實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：一個問題常常受多方面的因素制約,為了研究每一個因素對問題的影響程度,常常采取控制變量法逐個檢驗(yàn),每一個現(xiàn)象只說明一個問題,換一個條件再檢驗(yàn)。綜合各個因素對問題的影響作出綜合性的判斷。③綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)探究多方面的問題,如設(shè)計(jì)一個組合實(shí)驗(yàn)探究某一混合氣體的成分、某一氣體的性質(zhì)和組成等。2.實(shí)驗(yàn)方案的評價(1)方案在理論上是否科學(xué)、合理,是否具有嚴(yán)密性;(2)在滿足安全性的前提下,操作上是否簡單易行;(3)從經(jīng)濟(jì)角度評價,是否節(jié)約試劑、降低成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量;(4)從環(huán)境角度考慮,是否會對環(huán)境造成污染。(2)對方案優(yōu)劣的評價的原則①設(shè)計(jì)簡潔就是要盡可能采用簡單的儀器或?qū)嶒?yàn)裝置,在常規(guī)條件下進(jìn)行;用較少的實(shí)驗(yàn)步驟和試劑,在較短的時間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn),充分體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的簡約性原則。②效果明顯就是按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行操作,產(chǎn)生的現(xiàn)象生動直觀,易于觀察記錄。③安全可靠實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要盡可能避免選用有毒藥品和具有一定危險性的實(shí)驗(yàn)操作,如果必須選用,應(yīng)在設(shè)計(jì)方案中給出明確提示和預(yù)防措施,以避免造成環(huán)境污染或?qū)嶒?yàn)事故;此外,還要確保實(shí)驗(yàn)成功。類型1實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)（2023?鄞州區(qū)校級一模）證據(jù)是科學(xué)探究中獲得結(jié)論的最重要的依據(jù)，讓我們一起經(jīng)歷一次尋找證據(jù)的旅程吧。【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恐迫〖儍舻牧蛩徜^【反應(yīng)原理】Na2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NaNO3【實(shí)驗(yàn)步驟】取適量的硫酸鈉和硝酸鋇溶液反應(yīng)，過濾、洗滌、干燥得到純凈的硫酸鋇。（1）實(shí)驗(yàn)中，能直接觀察到說明硫酸鈉和硝酸鋇溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的證據(jù)是：。（2）判斷任一反應(yīng)物是否完全反應(yīng)的證據(jù)可按如下方法獲?。翰孪敕桨缸C據(jù)結(jié)論硝酸鋇可能已完全反應(yīng)取少量濾液，加入稀硫酸溶液，觀察現(xiàn)象無白色沉淀生成硝酸鋇已完全反應(yīng)硫酸鈉可能已完全反應(yīng)硫酸鈉未完全反應(yīng)（3）如果實(shí)驗(yàn)證明硝酸鋇已經(jīng)反應(yīng)完全，要尋找硫酸鋇已純凈的證據(jù)，我們可以從證明實(shí)驗(yàn)制得的硫酸鋇中沒有（填化學(xué)式）來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案?！窘獯稹拷猓海?）硫酸鈉與硝酸鋇反應(yīng)生成了硫酸鋇沉淀，因此看到白色沉淀產(chǎn)生，證明兩者發(fā)生了反應(yīng)；故答案為：有白色沉淀生成。（2）硫酸鈉有殘留，則可以加入氯化鋇溶液，此時硫酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，因此可以看到白色沉淀生成；故答案為：取少量濾液，加入氯化鋇溶液；有白色沉淀生成。（3）沒有硝酸鋇，硫酸鈉有殘留，所以硫酸鋇表面會有硫酸鈉的殘留，所以可以驗(yàn)證是否有硫酸鈉存在；故答案為：Na2SO4。（2023?椒江區(qū)校級二模）《天工開物》中有“煤餅燒石成灰”的記載（文中的“石”指石灰石），小樂對其展開探究，如圖甲所示，先利用煤氣燈（煤氣燈加熱能達(dá)到石灰石分解的溫度，煤氣的主要成分是CO）煅燒石灰石，然后完成后續(xù)操作；最后又補(bǔ)充做了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)。觀察到的現(xiàn)象：①燒杯內(nèi)壁上的澄清石灰水變渾濁；②試管A中無色酚酞試液變紅，試管B中無色酚酞試液不變色。（1）能成為煅燒石灰石是化學(xué)反應(yīng)的證據(jù)是現(xiàn)象（選填“①”、“②”或“①和②”）。（2）繼續(xù)向試管A上層清液中逐滴滴加稀鹽酸，至紅色恰好褪去，輕輕晃動試管A，溶液自下而上又變?yōu)榧t色。解釋“輕輕晃動試管A，溶液自下而上又變?yōu)榧t色”的原因：。（3）為檢驗(yàn)圖甲所示實(shí)驗(yàn)中的石灰石是否完全分解，可取冷卻研細(xì)后的粉末少許于試管中，加入足量稀鹽酸，若觀察到，說明未完全分解?！窘獯稹拷猓?）①中煅燒石灰石時，在火焰上方倒扣一個用澄清石灰水潤濕的燒杯，石灰水變渾濁，此實(shí)驗(yàn)不能推斷煅燒石灰石產(chǎn)生了二氧化碳，因?yàn)榫凭紵矔啥趸?，②試管A中無色酚酞試液變紅，試管B中無色酚酞試液不變色，碳酸鈣難溶于水，不能使酚酞溶液變色，則煅燒石灰石有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，故能成為煅燒石灰石是化學(xué)反應(yīng)的證據(jù)是現(xiàn)象②；（2）氫氧化鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，酚酞溶液的紅色褪去，氫氧化鈣微溶于水，晃動時氫氧化鈣繼續(xù)溶解，溶液呈堿性，使酚酞溶液變紅；（3）石灰石未完全分解，說明石灰石中還有碳酸鈣，碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水，故取冷卻研細(xì)后的粉末少許于試管中，加入足量稀鹽酸，若觀察到有氣泡生成，說明未完全分解。故答案為：（1）②；（2）氫氧化鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水，酚酞溶液的紅色褪去，氫氧化鈣微溶于水，晃動時氫氧化鈣繼續(xù)溶解，溶液呈堿性，使酚酞溶液變紅；（3）有氣泡生成。類型2實(shí)驗(yàn)方案的評價（2023?長興縣三模）小科同學(xué)向盛有生石灰的燒杯中加入碳酸鈉溶液，攪拌、過濾、洗滌、干燥后得到固體A和溶液B。（1）上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有：①CaO+H2O═Ca（OH）2；②Ca（OH）2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓。（2）在探究固體A的成分時，小科同學(xué)通過分析提出了二個假設(shè)：假設(shè)一：固體A中只有CaCO3；假設(shè)二：固體A中含有CaCO3和Ca（OH）2；含有Ca（OH）2的理由是。在驗(yàn)證假設(shè)過程中，小科取少量固體A于試管中加入足量水，振蕩、靜置，向上層清液中滴硫酸銅溶液，出現(xiàn)現(xiàn)象，假設(shè)二成立。（3）在探究溶液B中的溶質(zhì)成分時，小科同學(xué)通過對化學(xué)反應(yīng)的分析又提出了三個假設(shè)：假設(shè)一：溶液B中的溶質(zhì)是NaOH；假設(shè)二：溶液B中的溶質(zhì)是NaOH和Na2CO3；假設(shè)三：溶液B中的溶質(zhì)是NaOH和。①請?jiān)诩僭O(shè)三中補(bǔ)上另一種物質(zhì)。②在驗(yàn)證假設(shè)過程中，小科取出部分溶液B并向其中加入了足量的稀鹽酸，小科這一實(shí)驗(yàn)操作的目的是為了驗(yàn)證哪一個假設(shè)？并說明理由。【解答】解：（2）由于氫氧化鈣微溶于水，所以最后所得固體中可能含有氫氧化鈣；故填：Ca（OH）2微溶于水；氫氧化鈣和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅藍(lán)色沉淀和硫酸鈣，因此若固體中含有氫氧化鈣，則將固體充分溶解后滴加硫酸銅溶液將出現(xiàn)藍(lán)色沉淀；故填：藍(lán)色沉淀；（3）①根據(jù)Ca（OH）2+Na2CO3═2NaOH+CaCO3↓，恰好反應(yīng)時溶液B中只有氫氧化鈉，碳酸鈉過量時溶液B中只有氫氧化鈉和碳酸鈉，氫氧化鈣過量時溶液B中只有氫氧化鈉和氫氧化鈣；故填：Ca（OH）2；②在驗(yàn)證假設(shè)過程中，小科取出部分溶液B并向其中加入了足量的稀鹽酸，小科這一實(shí)驗(yàn)操作的目的是為了驗(yàn)證假設(shè)二，因?yàn)樵谌齻€假設(shè)中只有碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳?xì)怏w，產(chǎn)生氣泡，有明顯現(xiàn)象；故填：假設(shè)二，只有假設(shè)二中碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)會產(chǎn)生氣泡，有明顯現(xiàn)象。（2023?長興縣模擬）老師在實(shí)驗(yàn)室里按上級要求要整理過期、變質(zhì)藥品時，發(fā)現(xiàn)一瓶硫酸銅的標(biāo)簽上名稱后面被寫上了一些提醒文字：【不能用，可能是CuCl2】，如圖所示。（1）硫酸銅和氯化銅分別配成溶液后，從微觀上分析，在溶液組成上最大的區(qū)別是。（2）若該瓶試劑只含有硫酸銅或氯化銅，你認(rèn)為在標(biāo)簽上寫上“不能用，可能是CuCl2”老師基于哪一個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象做出了上述判斷。（3）經(jīng)檢驗(yàn)該瓶試劑中是氯化銅，有同學(xué)判斷是由于該瓶硫酸銅長期接觸空氣而變成了氯化銅，根據(jù)所學(xué)知識，你認(rèn)為該同學(xué)的猜想是否正確？你判斷的理由是?！窘獯稹拷猓海?）硫酸銅溶液含硫酸根離子，氯化銅溶液含氯離子，從微觀上分析，在溶液組成上最大的區(qū)別是陰離子不同。（2）若該瓶試劑只含有硫酸銅或氯化銅，你認(rèn)為在標(biāo)簽上寫上“不能用，可能是CuCl2”，根據(jù)配成溶液后溶液成綠色的進(jìn)行判斷的。（3）經(jīng)檢驗(yàn)該瓶試劑中是氯化銅，有同學(xué)判斷是由于該瓶硫酸銅長期接觸空氣而變成了氯化銅，是不合理的，空氣中的不含氯氣等物質(zhì)。故答案為：（1）陰離子不同；（2）配成溶液后溶液是綠色的；（3）不合理，空氣中的不含氯氣等物質(zhì)。（2023?杭州模擬）侯氏氨堿法生產(chǎn)純堿主要的工藝流程如下：【資料】如圖中虛線框內(nèi)的主要反應(yīng)為：NaCl（飽和）+NH3+CO2+H2O＝NaHCO3↓+NH4Cl，CO2+H2O+Na2CO3＝2NaHCO3；碳酸氫鈉在20℃時溶解度為9.6g，在50℃以上開始分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳；碳酸氫鈉的溶解度受溫度影響較大。請完成下列各題：（1）操作Ⅰ的名稱，如在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，其中玻璃棒的作用是。（2）寫出NH4Cl的一種用途；在該工藝流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)有。（3）加入稍過量Ca（OH）2溶液后反應(yīng)的化學(xué)方程式為；濾液B加入鹽酸后反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（4）為除盡粗食鹽水中的氯化鈣和氯化鎂，加入的氫氧化鈣和碳酸鈉試劑的先后順序不能顛倒，原因是?！窘獯稹拷猓海?）經(jīng)過操作I可以得到固體和濾液，所以操作I的名稱是：過濾，如在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行此操作，其中玻璃棒的作用是引流；故答案為：過濾；引流；（2）NH4Cl中含有氮元素，所以可做氮肥，由工藝流程圖可知，在該工藝流程中能循環(huán)使用的物質(zhì)有二氧化碳、碳酸鈉等；故答案為：做氮肥；二氧化碳（合理即可）；（3）加入稍過量Ca（OH）2是為了除去氯化鎂雜質(zhì)，所以發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）2+MgCl2＝Mg（OH）2↓+CaCl2，濾液B中含有碳酸氫鈉，所以加入鹽酸后反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑；故答案為：Ca（OH）2+MgCl2＝Mg（OH）2↓+CaCl2；NaHCO3+HCl＝NaCl+H2O+CO2↑；（4）碳酸鈉可以同時除去過量的氫氧化鈣和生成的氯化鈣，并且不會影響產(chǎn)品的純度，如果顛倒，過量的氫氧化鈣以及生成的氯化鈣會影響產(chǎn)品的純度；故答案為：如果顛倒，過量的氫氧化鈣以及生成的氯化鈣會影響產(chǎn)品的純度。（2023?桐廬縣二模）小樂利用“氫氣還原氧化銅”實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證水的組成，實(shí)驗(yàn)裝置及藥品如圖所示，實(shí)驗(yàn)前后測定的數(shù)據(jù)如表所示?；卮饐栴}：實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后硬質(zhì)玻璃管及其內(nèi)藥品的質(zhì)量/克75.669.2U形管及其內(nèi)藥品的質(zhì)量/克110.8118.2（1）為了實(shí)驗(yàn)安全，在開始加熱硬質(zhì)玻璃管內(nèi)氧化銅前，應(yīng)先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是。（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末逐漸變紅，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）驗(yàn)證水的組成的原理為：根據(jù)硬質(zhì)玻璃管及其內(nèi)藥品在反應(yīng)前后的質(zhì)量差m1，U形管及其內(nèi)藥品在反應(yīng)前后的質(zhì)量差m2，可計(jì)算出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為（用m1、m2等表示）。若實(shí)驗(yàn)過程中小樂操作無誤，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)生誤差的可能原因（寫出1點(diǎn)）。【解答】解：（1）為了實(shí)驗(yàn)安全，在開始加熱硬質(zhì)玻璃管內(nèi)氧化銅前，應(yīng)先進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是通一段時間的氫氣，排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到硬質(zhì)玻璃管中黑色粉末逐漸變紅，是因?yàn)榧訜釙r氧化銅和氫氣反應(yīng)生成銅和水，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H2△ˉCu+H2O（3）驗(yàn)證水的組成的原理為：根據(jù)硬質(zhì)玻璃管及其內(nèi)藥品在反應(yīng)前后的質(zhì)量差m1，即水中氧元素質(zhì)量，U形管及其內(nèi)藥品在反應(yīng)前后的質(zhì)量差m2，即水的質(zhì)量，可計(jì)算出水中氫、氧元素的質(zhì)量比為（m2﹣m1）：m1。若實(shí)驗(yàn)過程中小樂操作無誤，依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生誤差的可能原因是U形管中的堿石灰吸收了空氣中的水和二氧化碳。故答案為：（1）通一段時間的氫氣。（2）CuO+H2△ˉCu+H2O（3）（m2﹣m1）：m1；U形管中的堿石灰吸收了空氣中的水和二氧化碳。（2023?杭州模擬）如圖為氣體X（純凈物）與氧化銅反應(yīng)制取銅的實(shí)驗(yàn)裝置?；卮饐栴}：（1）在對A中氧化銅進(jìn)行加熱前，需要先通一段時間的氣體X，其目的是。（2）若實(shí)驗(yàn)中，觀察到A中黑色氧化銅粉末變紅，B中無水硫酸銅無明顯現(xiàn)象，C中澄清石灰水變渾濁，則通入的氣體X為。（3）查閱資料得知：①氣體X與氧化銅反應(yīng)除生成銅外還可能生成氧化亞銅（Cu2O）；②銅和氧化亞銅均為不溶于水的紅色固體；③Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O。小樂為了探究反應(yīng)所得紅色固體的成分，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論步驟一取20g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸紅色固體可能是氧化亞銅，也可能是銅和氧化亞銅步驟二將步驟一反應(yīng)所得的混合物經(jīng)過濾、洗滌、干燥并稱量剩余紅色固體質(zhì)量剩余紅色固體質(zhì)量為12g20g紅色固體中，銅和氧化亞銅的質(zhì)量比為【解答】解：（1）X氣體具有可燃性，和空氣的混合氣點(diǎn)燃時可能發(fā)生爆炸，所以實(shí)驗(yàn)開始時，先通一會兒X氣體，再加熱的目的是：排盡玻璃管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，所以A玻璃管內(nèi)觀察到的黑色固體變紅色，B干燥管中無明顯現(xiàn)象，C中澄清石灰水變渾濁，則X氣體為CO。（3）步驟一、由于氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和銅，所以現(xiàn)象是：溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解；步驟二、由于銅不與稀硫酸反應(yīng)，氧化亞銅能與稀硫酸反應(yīng)，所以剩余紅色固體質(zhì)量為銅，質(zhì)量為12g。設(shè)20g固體中銅的質(zhì)量為x，則氧化亞銅的質(zhì)量為20g﹣x，則Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O1446420g﹣x64(20所以：x+64(20g-x)14420g紅色固體中，銅和氧化亞銅的質(zhì)量比為5.6g：（20g﹣5.6g）＝7：18。故答案為：（1）排盡玻璃管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸。（2）CO。（3）步驟一、溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解；步驟一、7：18。（2023?寧波模擬）小科、小甬和小真三位同學(xué)想利用氧化銅、稀硫酸和氫氧化鈉溶液來制取氫氧化銅，他們各自獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)操作】①取氧化銅粉末于試管中，加入稀硫酸再在酒精燈上加熱一段時間；②滴入氫氧化鈉溶液，振蕩試管?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象】小科：試管中是黑色渾濁；小甬：試管中是藍(lán)色溶液；小真：試管中雖然出現(xiàn)過少量藍(lán)色沉淀但又馬上變成了黑色沉淀。三支試管中均沒有出現(xiàn)預(yù)料中的藍(lán)色絮狀沉淀?！緦?shí)驗(yàn)反思】三位同學(xué)開始探究實(shí)驗(yàn)失敗的原因，經(jīng)過一番觀察和討論，他們認(rèn)為與反應(yīng)物的量和條件有關(guān)。（1）小科的試管中是加得太多，導(dǎo)致變成黑色渾濁。（2）小甬的試管中是加得太多，若要繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，簡便的操作是。（3）小真的試管中曾經(jīng)出現(xiàn)的藍(lán)色沉淀又變成了黑色沉淀，用化學(xué)方程式來解釋該異?，F(xiàn)象。【解答】解：（1）小科的試管中是氧化銅加得太多，導(dǎo)致氧化銅不能完全反應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致變成黑色渾濁。故填：氧化銅。（2）小甬的試管中是稀硫酸加得太多，導(dǎo)致氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)，若要繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)，簡便的操作是繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液。故填：稀硫酸；繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液。（3）小真的試管中曾經(jīng)出現(xiàn)的藍(lán)色沉淀又變成了黑色沉淀，是因?yàn)榧訜釙r氫氧化銅分解生成氧化銅和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式：Cu（OH）2△ˉCuO+H2O故填：Cu（OH）2△ˉCuO+H2O（2023?拱墅區(qū)校級二模）兩千多年前，我們的祖先經(jīng)過長期實(shí)踐，摸索出一套煉銅工藝。（1）其中碳還原氧化銅的原理可以用實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙表示。[提出問題]碳燃燒時可能生成CO2也可能生成CO，那么碳與氧化銅反應(yīng)生成氣體是否也有多種可能？[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。[設(shè)計(jì)方案]實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙。打開K，緩緩?fù)ㄈ敫稍锏牡獨(dú)庖欢螘r間，關(guān)閉K，點(diǎn)燃酒精噴燈和酒精燈，充分反應(yīng)后，熄滅酒精噴燈和酒精燈，打開K，再通一段時間氮?dú)?。方案一：從定性觀察角度判斷：猜想①成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。方案二：從定量計(jì)算角度判斷。取一定量炭粉和4g氧化銅的混合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測定表格中的四個數(shù)據(jù)。反應(yīng)前的質(zhì)量反應(yīng)后的質(zhì)量A（玻璃管+固體）m1m2B+C（廣口瓶+混合液）m3m4（2）若猜想②成立，則理論上（m4﹣m3）（填“＜”“＝”或“＞”）（m1﹣m2）。（3）若猜想③成立且CuO全部轉(zhuǎn)化成Cu，則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量m的取值范圍是?！窘獯稹拷猓海?）若猜想①成立，說明反應(yīng)生成了一氧化碳，一氧化碳不能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳具有可燃性，故猜想①成立的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是B中無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，D處氣體能被點(diǎn)燃；（2）若猜想②成立，即反應(yīng)生成的氣體只是二氧化碳，m4﹣m3是吸收的二氧化碳質(zhì)量，m1﹣m2是反應(yīng)生成的二氧化碳質(zhì)量，則理論上（m4﹣m3）＝（m1﹣m2）；（4）設(shè)反應(yīng)只生成一氧化碳時消耗碳質(zhì)量為x，只生成二氧化碳時消耗碳質(zhì)量為y，CuO+C高溫ˉCu+CO80124gx804x＝0.6g，2CuO+C高溫ˉ2Cu+CO2160124gy1604gy＝0.3g，由以上計(jì)算可知，若猜想③成立且CuO全部轉(zhuǎn)化成Cu，則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量m的取值范圍是0.3g＜m＜0.6g。故答案為：（1）B中無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，D處氣體能被點(diǎn)燃；（2）＝；（3）0.3g＜m＜0.6g。（2023?上城區(qū)模擬）小金通過實(shí)驗(yàn)研究碳和氧化銅的反應(yīng)，其操作步驟及觀察到的現(xiàn)象如下：步驟1：連接裝置并檢查裝置氣密性。步驟2：取1克炭粉和10克氧化銅，混合均勻，加入到試管中，塞上帶有導(dǎo)管的橡膠塞。步驟3：按圖所示固定好試管，連接好裝置，用酒精噴燈加熱混合固體，加熱一段時間后觀察到有明顯現(xiàn)象產(chǎn)生時結(jié)束實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。（1）步驟3中，加熱一段時間后能觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小金先將導(dǎo)管從液體中移出，再熄滅酒精噴燈，其原因是。（3）小金所設(shè)計(jì)的這個實(shí)驗(yàn)要不要進(jìn)行尾氣處理？說說你的理由。?！窘獯稹拷猓海?）碳與氧化銅在高溫的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氧化銅與碳粉為黑色，生成的銅單質(zhì)為紅色，且生成的二氧化碳會使得導(dǎo)管口末端處的澄清石灰水變渾濁，故觀察到的現(xiàn)象為：黑色固體變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁；故答案為：黑色固體變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁；（2）若先熄滅酒精燈，試管中氣體冷卻使得試管內(nèi)氣壓小于外界大氣壓，導(dǎo)管末端的澄清石灰水會倒流進(jìn)入試管內(nèi)，造成試管破裂；故答案為：防止冷卻后因試管內(nèi)氣壓減小而引起澄清石灰水倒吸進(jìn)入試管中使得試管破裂；（3）反應(yīng)物中的炭過量，因此會有碳和氧化銅反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳會對空氣造成污染，需要進(jìn)行尾氣處理；故答案為：需要，碳和氧化銅反應(yīng)生成一氧化碳，一氧化碳會對空氣造成污染。（2023?南湖區(qū)一模）為比較A、B兩種金屬的活動性強(qiáng)弱和測量相對原子質(zhì)量大?。▋煞N金屬在化合物中的化合價均為+2價）。確定兩種金屬相對原子質(zhì)量大小的原理：測出氫氣體積，再乘以氫氣密度確定氫氣質(zhì)量，然后采用化學(xué)方程式計(jì)算相對原子質(zhì)量。據(jù)此，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置（如圖）。裝置內(nèi)分別放入大小、厚度相同、質(zhì)量不同的A、B金屬片，分別加入足量的稀硫酸（相同質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)）進(jìn)行反應(yīng)。在相同條件下測定不同時間內(nèi)收集到的氣體體積，實(shí)驗(yàn)記錄如下表：反應(yīng)時間/秒20406080100120140進(jìn)入量筒中氣體的體積毫升A金屬256095130160170170B金屬3075120150150150150（1）本實(shí)驗(yàn)中A、B金屬片質(zhì)量不能相同的原因是；（2）本實(shí)驗(yàn)是通過判斷金屬活動性強(qiáng)弱；（3）為使實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確計(jì)算出兩種金屬相對原子質(zhì)量大小，關(guān)于開始收集氣體的時間點(diǎn)，組內(nèi)同學(xué)展開了以下討論：小明認(rèn)為：根據(jù)制取和研究氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，有連續(xù)氣泡產(chǎn)生時收集，本實(shí)驗(yàn)也如此；小嘉認(rèn)為：瓶內(nèi)生成的H2有殘留，為獲得這部分H2體積數(shù)據(jù)，一有氣泡產(chǎn)生就收集；小組同學(xué)經(jīng)過討論，最后認(rèn)為小嘉觀點(diǎn)是正確的，其理由是，從而實(shí)現(xiàn)了等效替代?！窘獯稹拷猓海?）由于A、B金屬片的密度不同，為保證A、B金屬片大小、厚度相同，所以質(zhì)量不同。（2）活潑金屬是酸反應(yīng)能生成氫氣，但金屬活動性不同，反應(yīng)的速率不同，本實(shí)驗(yàn)是通過在相同條件下測定不同時間內(nèi)收集到的氣體體積判斷金屬活動性強(qiáng)弱。（3）本實(shí)驗(yàn)需收集產(chǎn)生的全部氫氣，也包括瓶內(nèi)殘留的氫氣，所以一有氣泡產(chǎn)生就收集，可以通過排出裝置內(nèi)的空氣來代替瓶內(nèi)殘留的氫氣，從而實(shí)現(xiàn)等效替代，所以小嘉觀點(diǎn)正確。故答案為：（1）A、B金屬片的密度不同，A、B金屬片大小、厚度相同，所以質(zhì)量不同；（2）比較相同時間內(nèi)進(jìn)入量筒中氣體體積的多少（合理即可）；（3）一有氣泡產(chǎn)生就收集，排出裝置內(nèi)的空氣代替瓶內(nèi)殘留的氫氣。（2023?杭州二模）某化學(xué)小組向一定量的AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，得到濾液A和濾渣B?！咎岢鰡栴}】濾渣B的成分是什么？【做出猜想】濾渣B可能是：①銀、銅和鋅；②銀和銅；③?！緦?shí)驗(yàn)探究】（1）取少量濾渣B加入適量稀鹽酸，若無氣體產(chǎn)生，則濾渣B不可能是猜想（選填①、②或③）。（2）該小組繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，使用不同種方法確定濾渣B是銀和銅，請寫出該小組使用的一種方法?！窘獯稹拷猓合蛞欢康腁gNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入鋅粉，鋅先和硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鋅和銀，后和硝酸銅反應(yīng)生成硝酸鋅和銅；【做出猜想】濾渣B可能是：①鋅過量時是銀、銅和鋅；②鋅恰好和硝酸銀、硝酸銅完全反應(yīng)時是銀和銅；③鋅不足以和硝酸銀完全反應(yīng)時是銀。故填：銀?！緦?shí)驗(yàn)探究】（1）取少量濾渣B加入適量稀鹽酸，若無氣體產(chǎn)生，說明濾渣中不含有鋅，則濾渣B不可能是猜想①。故填：①。（2）實(shí)驗(yàn)方案：取適量濾渣于試管中，滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，說明濾渣中不含有鋅；另取適量濾渣于試管中，滴加足量硝酸銀溶液，濾渣部分溶解，溶液由無色變藍(lán)色，是因?yàn)殂~和硝酸銀反應(yīng)生成了硝酸銅和銀，說明濾渣中含有銀和銅。故填：取適量濾渣于試管中，滴加稀鹽酸，無明顯現(xiàn)象，說明濾渣中不含有鋅；另取適量濾渣于試管中，滴加足量硝酸銀溶液，濾渣部分溶解，溶液由無色變藍(lán)色，是因?yàn)殂~和硝酸銀反應(yīng)生成了硝酸銅和銀，說明濾渣中含有銀和銅。（2023?溫州模擬）某食品脫氧劑中的主要成分是鐵粉，鐵粉的除氧效果如何呢？某實(shí)驗(yàn)小組通過測定鐵生銹時消耗的氧氣的體積分?jǐn)?shù)來判斷除氧效果，做了如下實(shí)驗(yàn)：①如圖連接好裝置，并檢查裝置的氣密性。②量取一定體積（記為V1）的紅墨水倒入小燒杯里，將導(dǎo)管一端浸入液面以下，并將一有孔塑料片蓋于燒杯口。③在100毫升錐形瓶內(nèi)放入一拱形有孔塑料片，將浸有飽和食鹽水，內(nèi)含鐵粉、炭粉的食品干燥劑紙袋平鋪在有孔塑料片上，并迅速塞緊橡皮塞。（食鹽水和炭粉主要起加速反應(yīng)的作用）④實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測出小燒杯內(nèi)剩余紅墨水體積，記為V2打開橡皮塞，繼續(xù)往錐形瓶（含內(nèi)容物）和導(dǎo)管內(nèi)注滿水，記錄后加入的水的體積，記為V3。⑤對實(shí)驗(yàn)裝置干燥處理。重新稱量與上述等量的鐵粉和炭粉，重復(fù)再做2次實(shí)驗(yàn)。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格，并計(jì)算。實(shí)驗(yàn)次數(shù)V1/毫升V2/毫升V3/毫升★第一次第二次第三次（1）為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，步驟④中若看到現(xiàn)象，即可測量小燒杯內(nèi)剩余紅墨水的體積。（2）錐形瓶內(nèi)放的是拱形有孔塑料片而不是平的有孔塑料片的原因是。（3）上述表格中，“★”為計(jì)算鐵粉消耗的氧氣的體積分?jǐn)?shù)，其計(jì)算式為×。（用V1、V2、V3【解答】解：（1）測量小燒杯內(nèi)剩余紅墨水的體積，要在錐形瓶中反應(yīng)停止后，根據(jù)錐形瓶中反應(yīng)的現(xiàn)象判斷，步驟四中若看到小燒杯的液面不再下降或?qū)Ч軆?nèi)的液面（體）不再流動或錐形瓶內(nèi)的液面不再上升現(xiàn)象，即可測量小燒杯內(nèi)剩余紅墨水的體積。故答案為：小燒杯的液面不再下降。（2）錐形瓶內(nèi)放的是拱形有孔塑料片而不是平的有孔塑料片的原因是可防止倒流的紅墨水浸沒紙袋，隔絕了空氣，不利于反應(yīng)。故答案為：可防止倒流的紅墨水浸沒紙袋，隔絕空氣，不利于反應(yīng)。（3）V1代表紅墨水體積，V2代表小燒杯內(nèi)剩余紅墨水體積、V3代表后加入的水的體積。則消耗的氧氣體積為V1﹣V2；原有氣體體積V1﹣V2+V3；消耗的氧氣的體積分?jǐn)?shù)是V1-故答案為：V1-（2023?蕭山區(qū)校級二模）為探究碳還原氧化銅的最佳混合比例，用木炭粉和氧化銅的干燥混合物1～2.5g進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)，如圖所示，金屬網(wǎng)可以使火焰溫度較高?！静殚嗁Y料】①氧化銅（CuO）為黑色固體，氧化亞銅為紅色固體。②碳還原氧化銅得到的銅中可能含有少量的氧化亞銅，能與稀硫酸反應(yīng)：Cu2O+H2SO4＝CuSO4+H2O+Cu。實(shí)驗(yàn)：取一定量的混合物，用右下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。序號木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比反應(yīng)后物質(zhì)的顏色、狀態(tài)11：9紅色固體有金屬光澤混有少量黑色物質(zhì)21：10混有很少量黑色物質(zhì)31：11混有極少量黑色物質(zhì)41：12無黑色物質(zhì)51：13混有較多黑色物質(zhì)（1）寫出書本上我們所學(xué)的碳與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)反