專題18化學實驗方案的設計與評價

專題18化學實驗方案的設計與評價知識點一、實驗方案的設計（1）實驗方案設計的總體思路明確實驗目的→確定反應原理→選擇合適的藥品和儀器→設計實驗裝置和操作步驟→記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)→分析、推理得出結論。（2）實驗方案設計的基本要求①科學性：實驗原理、方案和操作過程必須科學、嚴謹、合理。②可行性：設計的實驗方案要切實可行，所用藥品、儀器、裝置安全可靠。③安全性：要盡量避免危險性的操作、避免接觸有毒物質(zhì)，若無法避免則應采取安全措施，以防污染環(huán)境和人身傷害。④簡易性：實驗方案設計要求操作簡便、裝置簡單、實驗現(xiàn)象明顯。知識點二、實驗方案的評價（1）評價實驗方案的原則①實驗目的明確；②實驗方法簡便、現(xiàn)象明顯；③操作安全可靠；④分析嚴密、結論正確。知識點三、實驗方案的評價一般包括以下幾方面Ⅰ.原理的評價：①所選藥品是否可行；②反應是否易于控制；③所用藥品是否安全(是否易燃易爆、有毒)；④反應是否會造成環(huán)境污染；⑤藥品的利用率是否高。Ⅱ.裝置的評價：①操作是否簡便；②添加藥品的難易度；③是否安全；④是否節(jié)約藥品(微型裝置)。Ⅲ.操作的評價：①操作順序是否正確；②實驗步驟是否完善等。Ⅳ.實驗結果的評價：①對現(xiàn)象分析得出的結論的評價；②實驗誤差的評價；③實驗的創(chuàng)意性的評價等。（3）實驗方案的評價解答時主要考慮以下幾種常見的情況。Ⅰ.常溫下，產(chǎn)生氣體的反應：①活潑金屬與稀鹽酸或稀硫酸；②碳酸鹽或碳酸氫鹽與稀鹽酸或稀硫酸；③銨態(tài)氮肥與堿（刺激性氣體，尿素不與堿反應）。Ⅱ.滴加酚酞溶液不變色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液。Ⅲ.向加鹽酸酸化的某溶液中滴加氯化鋇溶液產(chǎn)生白色沉淀，則某溶液中可能含有SO,也可能含有Ag+。Ⅳ.氫氧化鈉固體、濃硫酸溶于水時會放出大量的熱，因此向氫氧化鈉固體中加入酸溶液，或把濃硫酸加入堿溶液中，試管壁發(fā)燙，都不能說是中和反應放熱。Ⅴ.將二氧化碳氣體通入紫色石蕊溶液中溶液變紅色，是二氧化碳與水反應生成的碳酸使石蕊溶液變紅色，而不是二氧化碳使石蕊溶液變紅色。Ⅵ.未打磨的鋁條放入硫酸銅或硝酸銀溶液中不發(fā)生反應，并不是鋁的活潑性比銅或銀弱，而是鋁條表面的氧化膜阻止了反應的進行，影響判斷。1．（2023?日照）下列四個對比實驗設計不能達到目的的是（）A．如圖甲所示，探究CO2使紫色石蕊溶液變紅的原因 B．如圖乙所示，探究水是鐵生銹的主要條件之一 C．如丙圖所示，探究O2的濃度是影響燃燒劇烈程度的因素之一 D．如圖丁所示，探究燃燒的條件之一是需要O2【解答】解：A、如圖甲所示，干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊紙條變色，可以使?jié)駶櫟淖仙锛垪l變紅色，說明CO2與水生成了一種酸性物質(zhì)，使紫色石蕊溶液變紅，故A正確；B、如圖乙所示，鐵在干燥的條件下不生銹，鐵在潮濕的環(huán)境下會生銹，可以探究水是鐵生銹的主要條件之一，故B正確；C、如丙圖所示，硫在氧氣中劇烈燃燒，在空氣中燃燒沒有那么劇烈，可以探究O2的濃度是影響燃燒劇烈程度的因素之一，故C正確；D、如圖丁所示，熱水中的白磷沒有與氧氣接觸，不燃燒，右邊的白磷與氧氣接觸，但沒有控制溫度相同，不能探究燃燒的條件之一是需要O2，故D錯誤。故選：D。2．（2023?呼和浩特）下列實驗設計不能達到實驗目的的是（）A.證明水是由氫、氧元素組成B.驗證質(zhì)量守恒定律C.探究可燃物燃燒的條件D.鑒別氯化鉀和氯化銨【解答】解：A、圖中實驗，瓶壁上出現(xiàn)水霧，說明生成了水，氫氣和氧氣分別是由氫元素和氧元素組成的，說明水是由氫元素和氧元素組成的，故選項實驗設計能達到實驗目的。B、氯化鈉溶液和硝酸鉀溶液不反應，不能用于驗證質(zhì)量守恒定律，故選項實驗設計不能達到實驗目的。C、銅片上的白磷、紅磷均能與氧氣接觸，白磷燃燒，紅磷不燃燒，說明燃燒溫度要達到可燃物的著火點；銅片上的白磷能與氧氣接觸，水中的白磷不能與氧氣接觸，銅片上的白磷燃燒、水中的白磷不能燃燒，說明燃燒需要與氧氣接觸，故選項實驗設計能達到實驗目的。D、氯化銨屬于銨態(tài)氮肥，和熟石灰混合研磨，放出有刺激性氣味的氣體，氯化鉀不能，可以鑒別，故選項實驗設計能達到實驗目的。故選：B。3．（2023?菏澤）下列實驗方案不能達到實驗目的的是（）選項實驗目的實驗方案A檢驗O2將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察現(xiàn)象B測稀硫酸的pH取一片pH試紙，用鑷子夾持蘸取溶液，與標準比色卡對照C分離KCl和MnO2固體混合物加足量水充分溶解，過濾、洗滌、干燥、蒸發(fā)結晶D除去FeCl2溶液中的CuCl2加入足量的鐵粉，充分反應后過濾【解答】解：A、將帶火星的木條伸入集氣瓶中，觀察現(xiàn)象，若帶火星的木條放入，說明是氧氣，故選項實驗方案能達到實驗目的。B、用pH試紙測定溶液的pH時，正確的操作方法為在白瓷板或玻璃片上放一小片pH試紙，用玻璃棒蘸取待測液滴到pH試紙上，把試紙顯示的顏色與標準比色卡比較，讀出pH。不能將pH試紙伸入待測液中，以免污染待測液，故選項實驗方案不能達到實驗目的。C、KCl易溶于水，MnO2難溶于水，加足量水充分溶解，過濾、洗滌、干燥能分離出二氧化錳，蒸發(fā)結晶能分離出氯化鉀，故選項實驗方案能達到實驗目的。D、足量的鐵粉能與CuCl2溶液反應生成氯化亞鐵溶液和銅，充分反應后過濾，能除去雜質(zhì)且沒有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則，故選項實驗方案能達到實驗目的。故選：B。4．（2023?大慶）下列實驗所選用的儀器或用品不能達到相應實驗目的的是（）選項實驗目的實驗儀器或用品A用質(zhì)量分數(shù)為6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g質(zhì)量分數(shù)為3%的NaCl溶液量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管B稱取一定質(zhì)量的NaOH固體托盤天平（帶砝碼）、藥匙、紙片C從實驗室制O2的殘留固體中分離MnO2鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙D從KCl溶液中獲取KCl晶體燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）、火柴、酒精燈、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、石棉網(wǎng)【解答】解：A、用質(zhì)量分數(shù)為6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g質(zhì)量分數(shù)為3%的NaCl溶液，采用的是加水稀釋的方法，其操作步驟是計算、量取、混勻，用的的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管，故選項說法正確。B、托盤天平的使用要遵循“左物右碼”的原則，且氫氧化鈉具有腐蝕性，應放在玻璃器皿中稱量，托盤天平（帶砝碼）、藥匙、燒杯，故選項說法錯誤。C、氯化鉀易溶于水，二氧化錳難溶于水，可采用加水溶解、過濾的方法分離出二氧化錳，用的的儀器有鐵架臺（帶鐵圈）、燒杯、玻璃棒、漏斗、濾紙，故選項說法正確。D、從KCl溶液中獲取KCl晶體，可采用蒸發(fā)結晶的方法，用的的儀器有燒杯、玻璃棒、鐵架臺（帶鐵圈）、火柴、酒精燈、蒸發(fā)皿、坩堝鉗、石棉網(wǎng)，故選項說法正確。故選：B。5．（2023?常德）實驗室里，同學們設計了如圖所示四個實驗，經(jīng)分析可知，其中能達到目的的是（）A．驗證一氧化碳還原氧化銅的產(chǎn)物 B．測定空氣里氧氣的含量 C．探究燃燒的三個條件 D．驗證Mg、Fe、Ag三種金屬活動性順序【解答】解：A、一氧化碳和氧化銅在加熱條件下反應生成銅和二氧化碳，二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應生成碳酸鈉和水，氫氧化鈉和碳酸鈉均顯堿性，均能使無色酚酞溶液變紅色，不能檢驗有無二氧化碳生成，故選項不能達到目的。B、硫在空氣中燃燒生成二氧化硫氣體，雖除去氧氣，但增加了新的氣體，沒有形成壓強差，不能用來測定空氣中氧氣含量，故選項不能達到目的。C、銅片上的紅磷、水中的白磷均不能燃燒，不能用于探究燃燒的三個條件，故選項不能達到目的。D、Mg和Ag分別放入氯化亞鐵溶液中，鎂與氯化亞鐵溶液反應置換出鐵，說明了金屬活動性Mg＞Fe；Ag與氯化亞鐵溶液不反應，說明了金屬活動性Fe＞Ag；由此可得出三種金屬活動性鎂＞鐵＞銀，故選項能達到目的。故選：D。6．（2023?婁底）下列實驗方法能夠達到實驗目的的是（）編號ABCD實驗方案實驗目的比較Zn和Fe的金屬活動性強弱探究二氧化碳能否與水反應干燥并收集氧氣將膠頭滴管內(nèi)的液體滴入試管中來驗證分子不斷運動【解答】解：A、圖中實驗，鹽酸的濃度不同，不能比較Zn和Fe的金屬活動性強弱，故選項實驗方法不能達到實驗目的。B、二氧化碳能與水反應生成碳酸，碳酸不能使酚酞溶液變色，不能探究二氧化碳能否與水反應，故選項實驗方法不能達到實驗目的。C、氫氧化鈉固體不能與氧氣反應，可用于干燥氧氣，氧氣的密度比空氣的大，應從長導管通入，將空氣從短導管排出，故選項實驗方法不能達到實驗目的。D、將膠頭滴管內(nèi)的液體滴入試管中，一段時間后，紫色石蕊溶液變紅色，而兩者沒有直接接觸，說明氯化氫分子運動到了紫色石蕊溶液中，故選項實驗方法能達到實驗目的。故選：D。7．（2023?濟南）下列根據(jù)實驗事實得出的結論中，不正確的是（）選項實驗事實結論A將銅絲放入硝酸銀溶液中，銅絲表面有銀白色金屬附著金屬活動性：銅＞銀B某純凈物在氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳、二氧化硫和水該物質(zhì)由碳、氫、氧三種元素組成C向碳酸鈉溶液中滴加無色酚酞試液，溶液呈紅色碳酸鈉溶液顯堿性D50mL水和50mL酒精混合后的總體積小于100mL分子之間存在間隔【解答】解：A、將銅絲放入硝酸銀溶液中，銅絲表面有銀白色金屬附著，說明金屬活動性：銅＞銀，故選項說法正確。B、某純凈物在氧氣中充分燃燒，生成二氧化碳、二氧化硫和水，二氧化碳、二氧化硫和水三種物質(zhì)中含有碳、硫、氫、氧四種元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后，元素種類不變，反應物氧氣中只含有氧元素，則物質(zhì)中一定含有碳、硫、氫三種元素，可能含有氧元素，故選項說法錯誤。C、向碳酸鈉溶液中滴加無色酚酞試液，溶液呈紅色，說明碳酸鈉溶液顯堿性，故選項說法正確。D、50mL水和50mL酒精混合后的總體積小于100mL，是因為分子之間有間隔，一部分水分子和酒精分子會互相占據(jù)分子之間的間隔，故選項說法正確。故選：B。8．（2023?澄城縣模擬）檢驗、鑒別、除雜、區(qū)分是重要的實驗技能。下列是同學們針對不同實驗目的設計的實驗方案。實驗目的實驗方案檢驗某固體是碳酸鹽取樣，加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生除去生石灰中的少量碳酸鈣將固體高溫煅燒鑒別某紡織品是否為天然纖維取樣后，在空氣中灼燒，觀察現(xiàn)象區(qū)分NaCl溶液和NaOH溶液取樣，分別加入一定量的水稀釋，測量溶液的溫度變化其中正確的個數(shù)是（）A．1個 B．2個 C．3個 D．4個【解答】解：檢驗某固體是碳酸鹽，取樣，加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生，不能證明是碳酸鹽，也可能是活潑金屬，故該實驗方案錯誤。將固體高溫煅燒，碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳，能除去雜質(zhì)且沒有引入新的雜質(zhì)，符合除雜原則，故該實驗方案正確。取樣后，在空氣中灼燒，若產(chǎn)生特殊氣味，則是合成纖維；若產(chǎn)生燒紙的氣味，則是棉纖維；若產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，則可能是羊毛纖維，可鑒別某紡織品是否為天然纖維，故該實驗方案正確。取樣，分別加入一定量的水稀釋，測量溶液的溫度變化，二者溫度都沒有變化，不能區(qū)分，故該實驗方案錯誤。實驗方案正確的個數(shù)是2個。故選：B。9．（2023?崇川區(qū)模擬）控制變量法是實驗探究的重要方法，下列實驗方法的設計中，能達到實驗目的的是（）A．圖甲比較鐵、銅的金屬活動性強弱 B．圖乙探究鐵的銹蝕是否需要水 C．圖丙探究MnO2對H2O2分解的催化作用 D．圖丁探究可燃物的燃燒是否需要達到一定溫度【解答】解：A、由于酸的種類不同，因此無法比較鐵和銅的金屬活動性順序，故A錯誤；B、實驗可知鐵釘在干燥的空氣中不生銹，而在潮濕的空氣中生銹，二者的控制因素是水，故B正確；C、要探究催化劑的影響，應該選擇質(zhì)量分數(shù)相同的過氧化氫溶液，故C錯誤；D、由于水中的紅磷與氧氣也不能接觸，因此不能探究出溫度的影響，故D錯誤；故選：B。10．（2023?周至縣二模）下列實驗設計能達到實驗目的的是（）選項ABCD實驗目的測定空氣中氧氣的含量探究水的組成探究燃燒的條件驗證質(zhì)量守恒定律實驗設計【解答】解：A、硫燃燒生成二氧化硫，導致水不能進入集氣瓶，不能測定氧氣含量，該選項不正確。B、電解水生成氫氣和氧氣，說明水由氫元素和氧元素組成，該選項正確。C、紅磷、白磷都與氧氣接觸，不能判斷燃燒是否需要氧氣，該選項不正確。D、蠟燭燃燒生成的水蒸氣和二氧化碳擴散到空氣中，不能驗證質(zhì)量守恒定律，該選項不正確。故選：B。11．（2023?邗江區(qū)二模）分離、檢驗、鑒別、除雜是最基本的實驗技能。下列實驗設計能達到實驗目的的是（）選項實驗目的實驗設計A除去O2中混有的少量N2將氣體緩緩通過足量的灼熱銅網(wǎng)B檢驗NaOH溶液是否混有Na2CO3取樣、滴加BaCl2溶液，觀察現(xiàn)象C除去NaCl溶液中的少量MgCl2滴加過量氫氧化鈉溶液、過濾D分離CaCO3和CaO的固體混合物加水溶解、過濾、洗滌、烘干【解答】解：A、氧氣通過灼熱的銅網(wǎng)時可與銅發(fā)生反應生成氧化銅，而氮氣不與銅反應，反而會把原物質(zhì)除去，不符合除雜原則，故選項實驗設計不能達到實驗目的。B、Na2CO3能與BaCl2溶液反應生成碳酸鋇白色沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉不能與氯化鋇溶液反應，能檢驗NaOH溶液是否混有Na2CO3，故選項實驗設計能達到實驗目的。C、MgCl2能與過量氫氧化鈉溶液反應生成氫氧化鎂沉淀和氯化鈉，能除去雜質(zhì)但引入了新的雜質(zhì)氫氧化鈉（過量的），不符合除雜原則，故選項實驗設計不能達到實驗目的。D、CaO能與水反應生成氫氧化鈣，碳酸鈣難溶于水，生成的氫氧化鈣微溶于水，用過濾、洗滌固體并烘干，得到的是氫氧化鈣和碳酸鈣的混合物，且無法分離出氧化鈣，故選項實驗設計不能達到實驗目的。故選：B。12．（2023?成都模擬）下列實驗能達到實驗目的的是（）A.探究質(zhì)量守恒定律B.探究草木灰里是否含有碳酸根離子C.區(qū)分氫氣與甲烷D.探究鋁與銅活動性的強弱【解答】解：A、稀鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，二氧化碳逸出裝置，不能驗證質(zhì)量守恒定律，該選項不正確。B、碳酸根離子和氫離子結合生成水分子和二氧化碳分子，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，該選項正確。C、氫氣燃燒生成水，甲烷燃燒生成水和二氧化碳，燒杯內(nèi)壁都出現(xiàn)水珠，不能區(qū)分兩種物質(zhì)，該選項不正確。D、未打磨的鋁片表面有氧化鋁，氧化鋁不能和硫酸銅反應，不能比較兩種物質(zhì)活動性順序，該選項不正確。故選：B。13．（2023?德陽）查閱資料得知：過氧化鈉（Na2O2）可與CO2或H2O反應生成O2，反應原理為2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2，某化學興趣小組同學設計了如下圖所示實驗，證明Na2O2可在呼吸面具和潛水艇中做供氧劑。回答下列問題：（1）寫出裝置A中任意一種儀器的名稱錐形瓶（合理即可）。（2）裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（3）裝置B中盛裝飽和NaHCO3溶液的目的是除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體。（4）裝置D用于除去未被裝置C轉化的CO2，便于后續(xù)氣體檢驗，則D中盛裝的液體試劑是濃氫氧化鈉溶液。（5）驗證裝置E的試管中的氣體的方法是（描述操作、現(xiàn)象和結論）將帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃，證明是氧氣。（6）裝置E的試管中收集到的氣體的來源有過氧化鈉（Na2O2）與CO2、H2O反應生成的。【解答】解：（1）裝置A中的儀器主要有分液漏斗、錐形瓶等；故答案為：錐形瓶（合理即可）；（2）大理石的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳氣體，化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；故答案為：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（3）生成的二氧化碳中混有氯化氫氣體，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸，鹽酸與碳酸氫鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳氣體，因此裝置B中盛裝飽和NaHCO3溶液的目的是除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體；故答案為：除去二氧化碳中混有的氯化氫氣體；（4）氫氧化鈉能與二氧化碳反應，因此D中盛裝的液體試劑是濃氫氧化鈉溶液；故答案為：濃氫氧化鈉溶液；（5）裝置E的試管中的氣體是氧氣，氧氣具有助燃性，因此檢驗的方法是將帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃，證明是氧氣；故答案為：將帶火星的木條伸入試管中，若木條復燃，證明是氧氣；（6）由題干信息可知，裝置E的試管中收集到的氣體的來源是過氧化鈉（Na2O2）與CO2、H2O反應生成的；故答案為：過氧化鈉（Na2O2）與CO2、H2O反應生成的。14．（2023?江漢區(qū)校級一模）2022年10月31日，長征五號B遙四運載火箭成功將夢天實驗艙成功送入預定軌道。金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na2O2）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。為了驗證該反應中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學設計了如下圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到長頸漏斗內(nèi)液面不下降現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣。（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C中澄清的石灰水變渾濁。（3）D瓶收集到的氣體是氧氣或O2，驗滿的操作是將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。（5）某潛水艇上有4人，如果每人每小時消耗的氧氣75g，則該潛水艇中每天需要過氧化鈉多少千克？（請詳細寫出解題過程）【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸鈣，A中發(fā)生反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣、水和二氧化碳，對應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水至液面高出漏斗頸的下端管口，若能觀察到長頸漏斗內(nèi)液面不下降，即可證明裝置不漏氣。（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C中澄清的石灰水變渾濁，因為沒有被完全吸收的二氧化碳會與氫氧化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣。（3）B中發(fā)生的反應是2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，所以D瓶收集到的氣體是氧氣，驗滿的操作是將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，對應該反應的化學方程式為2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。（5）消耗的氧氣質(zhì)量：4×24h×75g/h＝7200g＝7.2kg，設該潛水艇中每天需要過氧化鈉的質(zhì)量為x，則：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O215632x7.2kg15632x＝35.1kg答：該潛水艇中每天需要過氧化鈉35.1kg。15．（2023?宿遷模擬）金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，為了驗證過氧化鈉與二氧化碳反應會產(chǎn)生氧氣，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應的化學方程式為2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水，若能觀察到長頸漏斗中形成一段穩(wěn)定的水柱（或長頸漏斗中液面不下降）的現(xiàn)象，即可證明裝置不漏氣。（2）B裝置中碳酸氫鈉溶液的作用是除去HCl氣體。（3）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是E中澄清石灰水變渾濁。（4）驗證裝置F中收集的氣體為氧氣的操作是將帶火星的木條伸入集氣瓶中，若復燃則是氧氣。（5）查閱資料：Na2O2與CO2反應的化學方程式為：2Na2O2+2CO2＝2X+O2。寫出X的化學式Na2CO3?！窘獯稹拷猓海?）石灰石的主要成分是碳酸鈣，A中發(fā)生反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣、水和二氧化碳，對應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；檢查A裝置的氣密性的方法是：將A裝置中導氣管上的膠皮管用彈簧夾夾住，往長頸漏斗中注入水，使長頸漏斗中形成一段水柱，若能觀察到長頸漏斗內(nèi)液面不下降，即可證明裝置不漏氣。（2）飽和碳酸氫鈉溶液不能吸收二氧化碳，但是飽和碳酸氫鈉能夠與鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，所以B裝置中飽和碳酸氫鈉溶液的作用是吸收二氧化碳中的氯化氫氣體。（3）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是E中澄清的石灰水變渾濁，因為沒有被完全吸收的二氧化碳會與氫氧化鈣反應生成白色沉淀碳酸鈣。（4）F瓶收集到的氣體是氧氣，驗滿的操作是將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。（5）由2Na2O2+2CO2＝2X+O2可知，反應前鈉原子是4個，反應后應該是4個，包含在2X中，反應前氧原子是8個，反應后應該是8個，其中6個包含在2X中，反應前碳原子是2個，反應后應該是2個，包含在2X中，則X的化學式為Na2CO3。16．（2023?增城區(qū)一模）化學興趣小組為了測定某石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，稱取20g石灰石樣品在20℃按圖甲進行實驗（雜質(zhì)不與鹽酸反應，忽略容器空氣中二氧化碳和鹽酸揮發(fā)對實驗結果的影響）?；卮鹣铝袉栴}：（1）裝置A內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。（2）裝置B的作用是吸收水分，盛放的試劑是濃硫酸。多孔球泡的作用是使氣體與濃硫酸充分接觸。（3）裝置C的作用是吸收反應產(chǎn)生的二氧化碳，吸收二氧化碳的質(zhì)量隨時間變化的曲線如圖乙。①下表是幾種物質(zhì)的市場價格和20℃時的溶解度，綜合考慮試劑X最好選擇NaOH。物質(zhì)NaOHCa（OH）2KOH價格/（元/t）43005009000溶解度/g1090.16112②通過上述實驗，結合圖乙推算出石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為75%。（4）結合裝置分析，實驗測得碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)＞（填“＞”、“＝”、“＜”）理論值，原因是空氣中的水蒸氣和二氧化碳會從最右側導管進入C裝置?！窘獯稹拷猓海?）裝置A內(nèi)發(fā)生的反應為碳酸鈣和稀鹽酸生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應的化學方程式為CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。（2）濃硫酸具有吸水性，故裝置B盛放的試劑是濃硫酸，多孔球泡增大氣體與溶液的接觸面積，使氣體與溶液充分接觸。（3）①由幾種物質(zhì)的市場價格和20℃時的溶解度，NaOH的溶解度大，價格適中，更適合吸收反應產(chǎn)生的二氧化碳，故試劑X最好選擇NaOH。②由圖乙知，生成的二氧化碳質(zhì)量為6.6g。設石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為xCaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑10044x6.6g10044=x石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為15g20g×（4）空氣中水蒸氣和二氧化碳會從最右側導管進入C裝置，測得的二氧化碳質(zhì)量偏高，則碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)大于理論值。一．選擇題（共8小題）1．（2023?興化市三模）下列實驗操作能夠達到目的的是（）選項實驗目的實驗操作A除去粗鹽中的泥沙溶解、蒸發(fā)結晶B鑒別淀粉和葡萄糖分別取樣，滴加碘酒C檢驗CO2中混有HCl將氣體通入紫色石蕊試液中D稀釋濃硫酸先將濃硫酸加入燒杯中，后倒入蒸餾水【解答】解：A、除去粗鹽中的泥沙，泥沙難溶于水，可通過溶解、過濾，除去泥沙，蒸發(fā)結晶得到精鹽，故A錯誤；B、淀粉遇碘變藍，故分別取樣滴加碘酒，變藍的是淀粉，剩余的是葡萄糖，可以鑒別兩種物質(zhì)，故B正確；C、將氣體通入紫色石蕊試液中，二氧化碳能與水反應生成碳酸，碳酸顯酸性，能使紫色石蕊試液變紅，氯化氫溶于水形成鹽酸，鹽酸顯酸性，也能使紫色石蕊試液變紅，現(xiàn)象相同，無法檢驗，故C錯誤；D、稀釋濃硫酸是將濃硫酸沿容器壁緩慢注入到水中，并用玻璃棒不斷攪拌，切不可將濃硫酸加入到水中，該實驗操作不能達到目的，故D錯誤。故選：B。2．（2023?寧化縣模擬）對比實驗是實驗探究的重要方法。下列實驗設計不能實現(xiàn)相應實驗目的的是（）A．證明可燃物燃燒需溫度達到著火點 B．區(qū)分硬水和軟水 C．證明MnO2是H2O2分解的催化劑 D．證明鐵生銹必須跟空氣或氧氣接觸【解答】解：A、白磷的著火點是40℃，紅磷的著火點是240℃，其它條件相同，用80℃的熱水加熱，白磷燃燒，紅磷不燃燒，可探究可燃物燃燒需溫度達到著火點，故選項實驗設計能實現(xiàn)相應實驗目的。B、圖中實驗，可用肥皂水鑒別硬水和軟水，產(chǎn)生泡沫較多的是軟水，產(chǎn)生泡沫較少的硬水，故選項實驗設計能實現(xiàn)相應實驗目的。C、能改變化學化學反應速率，自身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變的物質(zhì)是該反應的催化劑，該組實驗只是證明二氧化錳能改變化學反應速率，沒有證明自身的質(zhì)量和化學性質(zhì)不變，故選項實驗設計不能實現(xiàn)相應實驗目的。D、第一支試管中的鐵釘能與氧氣、水充分接觸，第二支試管中的鐵釘只能與水接觸，一段時間后，第一支試管中的鐵釘生銹，第二支試管的鐵釘沒有生銹，可證明鐵生銹必須跟空氣或氧氣接觸，故選項實驗設計能實現(xiàn)相應實驗目的。故選：C。3．（2023?三明模擬）下列實驗不能達到實驗目的是（）實驗實驗目的A．驗證生石灰與水反應放出熱量B．探究MnO2能否加快H2O2的分解C．證明呼出氣體中CO2含量比空氣中多D．測定空氣中O2的含量【解答】解：A、氧化鈣和水反應放熱，大試管內(nèi)壓強會增大，使得墨水的液面發(fā)生變化，所以可用此裝置驗證生石灰與水反應放熱，故A正確；B、根據(jù)對比實驗的要求，兩組實驗所用的過氧化氫溶液的濃度不一樣，無法完成實驗，故B不正確；C、通過觀察澄清石灰水變渾濁的程度可以判斷兩種氣體中二氧化碳含量的高低，故C正確；D、紅磷本身是固體，能在空氣中燃燒，生成五氧化二磷固體，沒有生成新的氣體，可用于測定空氣中氧氣的含量，故D正確。故選：B。4．（2023?東港區(qū)校級二模）下列實驗方案設計正確的是（）選項實驗目的實驗方案A檢驗某物質(zhì)中是否含有Na2CO3加入足量稀鹽酸，觀察是否產(chǎn)生氣泡B分離木炭粉和鐵粉的混合物加入足量稀硫酸，過濾、洗滌、干燥C除去O2中混有的CO通過灼熱的CuOD除去CuCl2溶液中混有NaCl加入足量NaOH溶液，過濾洗滌，再向濾渣中加入適量稀鹽酸【解答】解：A、加入足量的稀鹽酸，能夠產(chǎn)生氣泡，不一定含碳酸鈉，也有可能是活潑金屬或碳酸氫鈉等，故選項實驗方案設計錯誤。B、加入足量稀硫酸，鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵溶液和氫氣，木炭不能與稀硫酸反應，過濾、洗滌，干燥，能分離出木炭，但無法分離出鐵粉，故選項實驗方案設計錯誤。C、一氧化碳和氧氣的混合氣體在通過灼熱CuO時可能會發(fā)生爆炸，故選項實驗方案設計錯誤。D、CuCl2溶液能與足量NaOH溶液反應生成氫氧化銅沉淀和氯化鈉，過濾，應向濾渣中加入適量稀鹽酸，氫氧化銅與稀鹽酸反應生成氯化銅和水，故選項實驗方案設計合理。故選：D。5．（2023?阜新模擬）運用所學化學知識解決實際問題更能體現(xiàn)學科價值。下列實驗方案不合理的是（）選項實驗內(nèi)容實驗操作A檢驗氧氣中是否含有二氧化碳通入澄清石灰水中B鑒別化肥KCl和NH4Cl取樣，分別加入熟石灰、研磨、聞氣味C鑒別棉纖維與羊毛纖維抽絲、灼燒、聞氣味D除去KCl中混有的少量KClO3加入少量二氧化錳加熱，使其充分反應【解答】解：A、通入澄清石灰水中，根據(jù)澄清石灰水是否變渾濁，可檢驗氧氣中是否含有二氧化碳，故選項方案合理。B、取樣品，加少量熟石灰混合研磨聞氣味，有刺激性氣味的是NH4Cl，沒有明顯現(xiàn)象的是KCl，可以鑒別，故選項方案合理。C、抽絲、灼燒、聞氣味，產(chǎn)生燒焦羽毛氣味的氣體的是羊毛纖維，產(chǎn)生燒紙氣味的是棉纖維，可以鑒別，故選項方案合理。D、KClO3在二氧化錳的催化作用下、在加熱條件下生成氯化鉀和氧氣，二氧化錳作催化劑，反應前后質(zhì)量不變，能除去雜質(zhì)但引入了新的雜質(zhì)二氧化錳，不符合除雜原則，故選項方案不合理。故選：D。6．（2023?曹縣二模）對比實驗是實驗探究的重要方法。下列對比實驗設計能實現(xiàn)相應實驗目的是（）A．圖1探究溫度對分子運動快慢的影響 B．圖2對比金屬鋅和鐵與酸反應的劇烈程度 C．圖3探究空氣是燃燒的必要條件 D．圖4探究CO2與水發(fā)生反應【解答】解：A、圖1通過對比燒杯中紅墨水擴散速率的快慢，可以探究溫度對分子運動快慢的影響，故選項正確。B、圖2中酸的種類不同，不能用于對比金屬鋅和鐵與酸反應的劇烈程度，故選項錯誤。C、圖3中兩者試管中紅磷不能燃燒、白磷能燃燒，但藥品不同，不能用于探究空氣是燃燒的必要條件，故選項錯誤。D、二氧化碳與水反應生成碳酸，碳酸不能使無色酚酞溶液變色，不能探究CO2與水發(fā)生反應，故選項錯誤。故選：A。7．（2023?天河區(qū)校級三模）下列實驗操作能達到實驗目的的是（）選項實驗目的實驗操作A除去氯化鐵溶液中少量氯化氫加入過量的鐵粉，過濾B除去NaCl固體中混有的少量Na2CO3溶解，加稀鹽酸至無氣泡產(chǎn)生，蒸發(fā)結晶C檢驗Na2CO3溶液中是否混有Na2SO4取樣，滴加氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生D比較銅和銀的金屬活動性強弱分別向盛有銅和銀的試管中加入稀鹽酸【解答】A、鐵和稀鹽酸反應會生成氯化亞鐵，引入了新的雜質(zhì)氯化亞鐵，故A錯誤。B、溶解，加稀鹽酸，稀鹽酸和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，至無氣泡產(chǎn)生，蒸發(fā)結晶得到氯化鈉，故B正確。C、氯化鋇和碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉，和硫酸鈉反應生成白色沉淀硫酸鋇和氯化鈉，不能確定是否含有硫酸鈉，故C錯誤。D、銀和銅都不能和稀鹽酸反應，不能比較兩種物質(zhì)的活潑性，故D錯誤。故選：B。8．（2023?貴池區(qū)二模）下列實驗不能達到相應目的的是（）A.驗證木炭具有吸附性B.觀察乳化現(xiàn)象C.探究鐵生銹的條件D.驗證面粉在一定條件下能爆炸【解答】解：A、圖中實驗，實驗現(xiàn)象是顏色變淺，可驗證木炭具有吸附性，故選項實驗能達到相應目的。B、洗滌劑具有乳化作用，能將大的油滴分散成細小的油滴，圖中實驗，加入洗滌劑振蕩后，得到穩(wěn)定的液體，故選項實驗能達到相應目的。C、圖中試管的鐵釘沒有生銹，不能用于探究鐵生銹條件，故選項實驗不能達到相應目的。D、取一空金屬罐和小塑料瓶，剪去它們的上部，并在它們的底側各打一個比橡皮管外徑略小的小孔。連接好裝置，在小塑料瓶中放入干燥的面粉，點燃蠟燭，用塑料蓋蓋住罐．從橡皮管一端快速鼓入大量的空氣（人距離該裝置遠一些），使面粉充滿罐．就會聽到“砰”的一聲響，伴隨一團火光，塑料蓋被掀起，可驗證面粉在一定條件下能爆炸，故選項實驗能達到相應目的。故選：C。二．實驗題（共5小題）9．（2023?嶧城區(qū)校級模擬）2022年10月31日，長征五號B遙四運載火箭成功將夢天實驗艙送入預定軌道。金屬過氧化物等可作宇宙飛船或潛水艇中的氧氣再生劑，如：過氧化鈉（Na2O2）在常溫下能與人呼出的二氧化碳反應生成氧氣，化學方程式為：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。為了驗證該反應中氧氣的產(chǎn)生，某興趣小組的同學設計了如圖所示的實驗。（1）A中發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C中澄清的石灰水變渾濁。（3）D瓶收集到的氣體是氧氣，驗滿的操作是將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，寫出該反應的化學方程式2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑?！窘獯稹拷猓海?）A中碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，發(fā)生反應的化學方程式為CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。故答案為：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（2）表明二氧化碳沒有被過氧化鈉完全吸收的現(xiàn)象是C中澄清的石灰水變渾濁。故答案為：C中澄清的石灰水變渾濁。（3）D瓶收集到的氣體是氧氣，驗滿的操作是將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。故答案為：氧氣；將帶火星的小木條放在集氣瓶口，木條復燃則已滿。（4）常溫下水也能與Na2O2反應，生成氧氣和氫氧化鈉，該反應的化學方程式是2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。故答案為：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。10．（2022?犍為縣模擬）泡騰片含有NaHCO3和檸檬酸等物質(zhì)，放入水中時，NaHCO3完全反應產(chǎn)生CO2。某化學興趣小組的同學欲測定某品牌泡騰片中NaHCO3的含量，設計實驗方案如下：按圖示連接裝置并加入藥品，取用的泡騰片質(zhì)量為10g。打開止水夾a通入適量空氣后，稱量D裝置，其質(zhì)量為10g。關閉止水夾a，用注射器向B裝置中注入適量水。待裝置B中無氣泡產(chǎn)生后，打開止水夾a，再次通入適量空氣，第二次稱量D裝置，其質(zhì)量為12.2g?；卮鹣铝袉栴}：（1）A裝置中濃NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，防止影響實驗結果。（2）C裝置中濃硫酸的作用是吸收CO2中的水蒸氣或干燥CO2。（3）堿石灰主要含CaO和NaOH，D裝置中堿石灰吸收CO2質(zhì)量增加，寫出所涉及反應的一個化學方程式：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。（4）步驟中再次通入空氣的目的是將裝置內(nèi)的CO2全部排入D裝置，充分吸收。（5）若省略E裝置，則測得NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)偏大（填“偏大”“偏小”或“不變”）。實驗測定泡騰片中所含NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)為42%?！窘獯稹拷猓海?）二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，空氣中含有二氧化碳，需要先除去，防止影響后續(xù)實驗，故A裝置中濃NaOH溶液的作用是吸收空氣中的CO2，防止影響實驗結果。（2）濃硫酸具有吸水性，B裝置中NaHCO3和檸檬酸反應生成二氧化碳，帶有水蒸氣，故C裝置中濃硫酸的作用是吸收CO2中的水蒸氣或干燥CO2。（3）堿石灰主要含CaO和NaOH，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，反應的化學方程式：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。（4）為防止生成的二氧化碳在B、C裝置有殘留，影響實驗結果，需要通入空氣，將二氧化碳全部排入D裝置，故步驟③中再次通入空氣的目的是將裝置內(nèi)的CO2全部排入D裝置，充分吸收。（5）若省略E裝置，空氣中的水蒸氣和二氧化碳進入D裝置，D裝置的質(zhì)量增加，則測得NaHCO3的質(zhì)量分數(shù)偏大。由質(zhì)量守恒定律可知，化學反應前后元素的質(zhì)量不變，反應生成的二氧化碳全部來自碳酸氫鈉，反應生成的二氧化碳的質(zhì)量為12.2g﹣10g＝2.2g，碳元素的質(zhì)量為2.2g×1244×100%=0.6g，泡騰片中所含NaHCO3的質(zhì)量為0.6g÷1284=4.2g，則實驗測定泡騰片中所含NaHCO311．（2022?新洲區(qū)校級模擬）NaOH是一種重要的化工原料，廣泛應用于肥皂、造紙、紡織等工業(yè)，長時間露置在空氣中易吸收CO2而變質(zhì)，得到NaOH和Na2CO3的混合物，某同學設計了如圖的實驗裝置來測定Na2CO3的含量。他用氣密性良好的裝置裝好樣品，然后通一會兒N2后關閉止水夾，再打開分液漏斗活塞。待甲裝置中反應結束后打開止水夾再通入一會兒N2。提示：1．堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物（可以吸收CO2和H2O）、堿石灰和濃硫酸均足量，稀鹽酸不考慮其揮發(fā)性。2．碳酸鈉與稀鹽酸反應的化學方程式為：Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O回答下列問題：（1）乙中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣。（2）試寫出丙中發(fā)生反應的化學方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。（3）測定Na2CO3的含量需要測定兩個物理量，其中一個物理量為樣品的質(zhì)量。①另一個物理量為C（填字母）。A．滴下的稀鹽酸質(zhì)量B．反應前后乙裝置增加的質(zhì)量C．反應前后丙裝置增加的質(zhì)量D．反應前后丁裝置增加的質(zhì)量②若樣品質(zhì)量為m1，上述①中另一個物理量的質(zhì)量為m2，則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為5300m222m1%。（用含有m（4）下列說法正確的是AC（填字母）。A．反應開始時通入N2，目的是排盡裝置中空氣B．若去掉丁裝置，對實驗結果沒影響C．反應結束后如果不通入N2，測得Na2CO3含量會偏低【解答】解：（1）乙中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣。故填：吸收水蒸氣。（2）丙中氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，發(fā)生反應的化學方程式：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。（3）測定Na2CO3的含量需要測定兩個物理量，其中一個物理量為樣品的質(zhì)量。①另一個物理量為反應前后丙裝置增加的質(zhì)量，即反應生成二氧化碳的質(zhì)量。故選：C。②設碳酸鈉質(zhì)量為x，Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O，10644xm2106xx=10644m則樣品中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù)為：x=106m244故填：5300m2（4）A．反應開始時通入N2，目的是排盡裝置中空氣，該選項說法正確；B．若去掉丁裝置，對實驗結果有影響，是因為空氣中的二氧化碳和水蒸氣會進入丙中，導致計算的二氧化碳質(zhì)量偏大，從而導致計算的碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)偏大，該選項說法不正確；C．反應結束后如果不通入N2，導致二氧化碳不能被丙裝置完全吸收，測得Na2CO3含量會偏低，該選項說法正確。故選：AC。12．（2022?和平區(qū)模擬）某化學興趣小組探究在實驗室中由Cu為原料制取CuSO4溶液的實驗方案，并進行評價分析、實驗探究和方案改進?！緦嶒灧桨浮糠桨敢唬篊u→△O2CuO方案二：Cu→H2O2稀H2SO4CuSO4[Cu+H2O2方案三：Cu→△濃H2SO4CuSO4[Cu+2H2SO4（濃）△ˉ方案四：Cu→Fe2(SO4)3CuSO4[Cu+Fe2（SO方案五：Cu→稀HNO3稀H2SO4CuSO4[3Cu+3H2SO4（?。?2HNO3【評價分析】（1）方案二與方案一相比