实验设计与探究题专题复习测试题.docx
《实验设计与探究题专题复习测试题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《实验设计与探究题专题复习测试题.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
实验设计与探究题专题复习测试题
“实验设计与探究题”专题复习测试题
1．Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。
现运用该方法降解有机污染物p−CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
【实验设计】
控制p−CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验
编号
实验目的
T/K
pH
c/10-3mol·L-1
H2O2
Fe2+
为以下实验作参考
298
3
6.0
0.30
探究温度对降解反应速率的影响
298
10
6.0
0.30
【数据处理】
实验测得p−CP的浓度随时间变化的关系如上图。
请根据上图实验曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：
υ（p−CP）=mol·L-1·s-1。
【解释与结论】
实验、表明温度升高，降解反应速率增大。
但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：
。
实验得出的结论是：
pH等于10时，。
【思考与交流】
实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。
根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：
。
2．某研究性学习小组在网上收集到如下信息：
Fe（NO3）3溶液可以蚀刻银，制作美丽的银饰。
他们对蚀刻银的原因进行了如下探究：
【实验】
制作银镜，并与Fe（NO3）3溶液反应，发现银镜溶解。
⑴下列有关制备银镜过程的说法正确的是。
a．边振荡盛2%的AgNO3溶液的试管，边滴入2%的氨水，至最初的沉淀恰好溶解为止
b．将几滴银氨溶液滴入2ml乙醛中
c．制备银镜时，用酒精灯的外焰给试管底部加热
d．银氨溶液具有较弱的氧化性
e．在银氨溶液配置过程中，溶液的pH增大
【提出假设】
假设1：
Fe3+具有氧化性，能氧化Ag。
假设2：
Fe（NO3）3溶液显酸性，在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。
【设计实验方案，验证假设】
甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2+，验证了假设1的成立。
请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式：
。
⑶乙同学设计实验验证假设2，请帮他完成下表中内容（提示：
NO3-在不同条件下的还原产物较复杂，有时难以观察到气体产生）。
实验步骤（不要求写具体操作过程）
预期现象和结论
①
②
……
若银镜消失，假设②成立。
若银镜不消失，假设②不成立。
【思考与交流】
⑷甲同学验证了假设1成立，若乙同学验证了假设2成立，则丙同学由此得出结论：
Fe（NO3）3溶液中的Fe3+和NO3-都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论，并简述理由：
。
3．地下水中硝酸盐造成的氮污染已成为一个世界性的环境问题。
文献报道某课题组模拟地下水脱氮过程，利用Fe粉和KNO3溶液反应，探究脱氮原理及相关因素对脱氮速率的影响。
⑴实验前：
①先用0.1mol∙L-1H2SO4洗涤Fe粉，其目的是，然后用蒸馏水洗涤至中性；②将KNO3溶液的pH调至2.5；③为防止空气中的O2对脱氮的影响，应向KNO3溶液中通入（写化学式）。
右图表示足量Fe粉还原上述KNO3溶液过程中，测出的溶液中相关离子浓度、pH随时间的变化关系（部分副反应产物曲线略去）。
请根据图中信息写出t1时刻前该反应的离子方程式。
t1时刻后，该反应仍在进行，溶液中NH4+的浓度在增大，Fe2+的浓度却没有增大，可能的原因是
。
⑶该课题组对影响脱氮速率的因素提出了如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
溶液的pH；
假设二：
；
假设三：
；
……
⑷请你设计实验验证上述假设一，写出实验步骤及结论。
（已知：
溶液中的NO3-浓度可用离子色谱仪测定）
实验步骤及结论：
4．工业上从废铅蓄电池的铅膏回收铅的过程中，可用碳酸盐溶液与处理后的铅膏（主要成分为PbSO4）发生反应：
PbSO4（s）+CO32-（aq）
PbCO3（s）+SO42-（aq）。
某课题组用PbSO4为原料模拟该过程，探究上述反应的实验条件及固体产物的成分。
上述反应的平衡常数表达式：
K=。
室温时，向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化，在溶液中PbSO4转化率较大，理由是
。
查阅文献：
上述反应还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3∙Pb（OH）2]，它和PbCO3受热都易分解生成PbO。
该课题组对固体产物（不考虑PbSO4）的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
全部为PbCO3；
假设二：
；
假设三：
。
为验证假设一是否成立，课题组进行如下研究。
定性研究：
请你完成下表中内容。
实验步骤（不要求写出具体操作过程）
预期的实验现象和结论
取一定量样品充分干燥，……
定量研究：
取26.7mg的干燥样品，加热，测得固体质量随温度的变化关系如右图所示。
某同学由图中信息得出结论：
假设一不成立。
你是否同意该同学的结论，并简述理由：
。
“实验设计与探究题”专题复习测试题
1．某研究性学习小组在网上收集到如下信息：
硫化钠，俗称臭碱，是一种强还原剂，在工业上用途广泛。
他们对硫化钠与次氯酸钠的反应进行探究。
【实验】
在次氯酸钠溶液中加入硫化钠溶液，发现溶液始终澄清。
⑴下列有关硫化钠的说法中正确的是。
a．硫化钠俗称臭碱与其水解有关
b．硫化钠溶液不宜久置，应现用现配
c．配制硫化钠溶液时应加入少量KOH
d．硫化钠在空气中潮解并不断释放出H2S气体，说明酸性H2CO3＞H2S
【提出假设】
⑵反应后溶液中肯定存在Cl-、SO42-和OH-，为探究溶液中可能存在的其他阴离子（不考虑离子的水解及空气中CO2的影响），提出如下假设：
假设1：
只存在S2-；
假设2：
只存在ClO-；
假设3：
。
【设计实验方案，验证假设】
⑶请写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂：
1mol∙L-1的CuSO4溶液、1mol∙L-1的NaOH溶液、淀粉−KI溶液、紫色石蕊试液、酚酞试液。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
……
【思考与交流】
⑷实验时某同学发现所用硫化钠溶液呈黄色，联想到工业盐酸呈黄色原因，该同学认为所用硫化钠溶液中混有少量FeCl3。
你是否同意该同学的观点？
并简述理由：
。
2．某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠在CO2中燃烧，他们好奇地对钠在CO2气体中燃烧生成的白色物质进行如下探究：
【实验】
将钠引燃后迅速伸入到盛满CO2的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。
【提出假设】
假设1：
燃烧后瓶壁上附着的白色物质是Na2O；
假设2：
燃烧后瓶壁上附着的白色物质是Na2CO3；
假设3：
。
【设计实验方案，验证假设】
实验方案
实验操作
实验现象
结论
方案1
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入酚酞试液
溶液变红色
白色物质是Na2O
方案2
取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入过量BaCl2溶液
有白色沉淀生成
白色物质是Na2CO3
静置片刻，取上层清液于试管中，
【思考与交流】
甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是
（用离子方程式表示）。
根据方案2的结论，补齐方案2中的实验操作，并写出相应的实验现象。
乙同学认为白色物质可能是NaOH，你是否同意该同学的观点？
（填“是”或“否”），并简述理由：
。
根据假设2，写出钠在CO2中燃烧的化学方程式：
。
3．天然气中混有一定量的H2S气体，工业用Fe（OH）3吸收H2S，进行脱硫。
某科研小组探究Fe（OH）3与H2S反应产物。
【资料】
FeS、Fe2S3都是不溶于水的黑色固体。
FeS+2H+==Fe2++H2S↑；Fe2S3+4H+==2Fe2++2H2S↑+S↓
【提出问题】
甲同学认为Fe（OH）3和H2S发生中和反应，其反应方程式为；
乙同学认为+3价的Fe具有氧化性，−2价的S具有还原性，生成物有Fe2+和S；
丙同学用下列限制试剂模拟脱硫过程，进行Fe（OH）3和H2S的反应。
【实验探究】
限制试剂：
FeCl3溶液、FeS固体、Na2S溶液、稀硫酸、稀硝酸、NaOH溶液、KSCN溶液
主要实验步骤
预期实验现象
1．制备Fe（OH）3浊液
取少量FeCl3溶液于试管中，滴加NaOH溶液
现象：
2．制备H2S气体
取和反应
有臭鸡蛋气味气体生成
3．将H2S气体通入Fe（OH）3浊液
有黑色沉淀生成，无淡黄色沉淀生成
4．过滤，取少量黑色固体，加入过量稀硫酸
黑色固体溶解，有淡黄色沉淀生成和臭鸡蛋气味气体生成
【结论】
同学正确，Fe2S3不能在（填“酸性”或“碱性”）溶液中存在。
丁同学查阅资料：
工业上用Fe2S3与O2在水中可发生下列反应，请完成该反应方程式：
Fe2S3+O2+H2O==Fe（OH）3+
脱硫过程中可以循环使用的物质是。
4．某研究性学习小组通过实验来探究反应生成的淡黄色沉淀的组成和该反应的反应类型，探究过程如下：
【实验】
向装有某无色溶液的试管中加入足量氢溴酸，产生大量淡黄色沉淀。
【提出假设】
假设1：
反应后所得沉淀中只含有，该反应为复分解反应；
假设2：
反应后所得沉淀中只含有，该反应为氧化还原反应；
假设3：
反应后所得沉淀为二者的混合物。
【设计实验方案，验证假设】
甲同学为了验证有无复分解反应发生，设计的实验方案是：
另取少量原无色溶液于试管中，
。
乙同学受到甲同学的启发，进行如下实验：
另取少量原无色溶液于试管中，滴加足量盐酸，产生淡黄色沉淀。
则产生该淡黄色沉淀的离子方程式为。
你认为乙同学得到的沉淀中（填“有”或“无”）另一种沉淀，若有，写出反应的离子方程式；若无，请说明理由：
。
通过以上实验探究，你认为（填“假设1”、“假设2”或“假设3”）成立。
5．下图是实验室中制备气体并验证气体性质的装置图。
⑴仪器a的名称是。
⑵在上图所示的圆底烧瓶内加入炭粉，a中加入浓硫酸，加热可以制取SO2。
B中为少量品红溶液，C中为少量酸性KMnO4溶液，若这两种溶液都褪色，则证明SO2具有的性质是和。
为比较碳元素和硅元素的非金属性强弱，在D中应加入足量的酸性KMnO4溶液，E中加入（填溶液名称），证明碳元素的非金属性比硅元素的非金属性强的现象为。
⑶如果将装置C中出来的气体通入FeCl3溶液中，对溶液中存在的金属阳离子有如下几种假设：
假设1：
只存在Fe2+；
假设2：
只存在；
假设3：
。
请设计实验验证上述假设2，写出实验步骤和结论（试剂任选）。
实验步骤
预期现象和结论
步骤1：
步骤2：
6．某兴趣小组用如图所示装置探究铁与硝酸反应。
小组甲用如右图所示装置探究不同条件下铁与硝酸
反应的情况，其实验步骤应为（填序号）。
用胶头滴管加入适量的水；
用胶头滴管向的试管中滴加适量的稀盐酸；
在大使管中先加入一小块铁（过量），再加入一定量
的浓硝酸；
反应结束后取少量上层溶液于另一试管中，滴加几滴KSCN溶液。
小
升级会员 