实验设计与评价.docx

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实验设计与评价

第24课时实验设计与评价

一、选择题

1．（2008·攀枝花）下列有关实验的描述正确的是（D）

A．在空气中加热铁丝，铁丝火星四射

B．镁条放入稀盐酸溶液中，反应后溶液温度降低

C．电解水产生的氢气与氧气的体积比为l∶8

D．硫酸铜溶液中滴入氢氧化钠溶液，产生蓝色沉淀

【解析】在空气中加热铁丝，铁丝不能燃烧，A选项错误；镁条放入稀盐酸溶液中，是放出热量，B选项错误；电解水产生的氢气与氧气的体积比为l∶2，不是l∶8，C选项错误。

2．（2008·宿迁）图中是某兴趣小组设计的四个实验装置，其中实验能够成功的是（C）

A．稀释浓硫酸

D．验证质量守恒定律

C．测定空气中氧气的含量

B．探究燃烧的三个条件

【解析】稀释浓硫酸应将浓硫酸慢慢注入水中，不能同时倒入，A选项错误；白磷空气中燃烧和在水下燃烧，只能说明燃烧需要氧气，B选项错误；硫在集气瓶中燃烧生成二氧化硫气体，二氧化硫气体能溶于氢氧化钠溶液，使得液体进入集气瓶中1/5，C选项正确；锌与稀盐酸反应，能产生气体，由于气体的逸出，使得反应前后的质量不相等。

3．（2008·镇江）下列装置能达到对应实验目的的是（C）

【解析】由于H2O2的浓度不同，无法比较MnO2和Fe2O3的催化效果，A选项错误；收集CO应该用向上排空气法，B选项错误；CO2被氢氧化钠溶液吸收，使得瓶中气球胀大，滴入盐酸有气体放出，气球变瘪，说明CO2和氢氧化钠溶液已发生反应，C选项正确；氨气溶于水显碱性，加入酚酞会形成红色的喷泉。

4．（2008·常州）对比实验是运用比较的方法来揭示事物的性质或变化规律的一种实验方法。

课本中设计的下列实验不属于对比实验的是（C）

A．铁钉锈蚀实验B．几种纤维的性质实验

C．粉尘爆炸实验D．探究影响物质溶解性因素的实验

【解析】粉尘爆炸无需作对比实验。

5．（2008·镇江）下列实验方案中，可行的是（A）

A．按溶解、过滤、蒸发的操作顺序分离CaCl2、CaCO3的混合物

B．将白醋滴在润湿的pH试纸上，测定其pH

C．用氢氧化钠溶液除去CO2中的HCl气体

D．用BaCl2溶液除去KNO3溶液中少量的K2SO4

【解析】CaCl2能溶于水，CaCO3不溶于水，能用溶解、过滤、蒸发的操作顺序分离。

二、填空题

6．（2008·烟台）某化学实验小组为了除去混在N2中的O2，将混合气体通过红热的铜丝网

后，发现铜丝网变黑。

在研究如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下

列方案。

请根据以上方案回答：

（1）乙方案的烧杯中发生反应的化学方程式是（其中B物质自行确定）。

两种

方案相比较，甲方案明显的不足之处是。

（2）若采用甲乙两种方案处理此黑色铜丝网，则回收的铜丝网a的质量（填“<”、“>”、“=”）

铜丝网b的质量。

（3）实验小组的同学发现，反应后烧杯中的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。

他们采取加入铁粉的方案处理废液。

加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为。

【解析】

（1）铜丝网变黑说明生成氧化铜，氧化铜能溶于酸，所以加入B溶液可以是盐酸或

稀硫酸；甲方案与乙方案相比，甲方案需要CO且CO有毒，装置中尾气CO未作处理，污染环境，也可从装置复杂的角度分析；

（2）甲方案中，铜丝网a上氧化铜的质量全部变成了铜，而乙方案中，氧化铜与酸反应生成了硫酸铜溶液，所以回收的铜丝网a的质量应大于铜丝网b的质量；

（3）铁粉与酸反应生成亚铁盐。

【答案】

（1）CuO+H2SO4==CuSO4+H2O（若写盐酸与氧化铜反应也可）需要制取CO且CO有毒；尾气CO未处理；实验装置复杂等（其他合理答案也可）

（2）>（3）硫酸亚铁（或氯化亚铁）（写化学式也可）

7．（2008·宜昌）复习时，常用专题探究的方法学习常见物质的组成、性质与制取，课堂上老师引导我们回顾了几个探究实验。

探究1：

研究常见物质组成

A、B、C都是研究物质组成的实验。

从研究方法得知，A实验是利用可燃物消耗瓶内的，使瓶内压强减小来推测空气里氧气含量的。

B实验是通过证明生成物的来推断水的组成的。

而C实验与（填实验代号）实验的方法相同。

探究2：

研究常见物质性质——氢氧化钠与硫酸是否刚好完全中和

（1）探索：

用玻璃棒蘸取反应后的溶液滴在pH试纸上，发现该溶液的pH<7，说明硫酸过量。

（2）验证：

实验内容

实验现象

解释与结论

取反应后少量溶液于试管中，

证明研究结论正确

写出

（2）出中涉及的化学方程式。

探究3：

研究常见物质制取——制取氢氧化钠溶液

小京同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液，生成白色沉淀，过滤后得到无色溶液，他说：

“我制得了氢氧化钠溶液！

”

小欢同学却说：

“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。

”他提出了如下实验：

实验步骤

实验现象

实验结论

用试管取无色溶液少许，滴入2滴无色酚酞试液

无色酚酞试液变红

无色溶液中含有

氢氧化钠

小妮认为小欢的实验方案也不严密，不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠，理由是

。

小妮设计了另一个实验：

实验步骤

实验现象

实验结论

无色溶液中确实

含有氢氧化钠

我认为：

小欢和小妮的实验是为了证实小京结论的可靠性，小京的结论不可靠，原因

是。

显然小妮的实验可靠性比小欢的实验好，原因是

【解析】探究1：

A实验是利用可燃物消耗瓶内的氧气，使得瓶内压强的减小，水进入瓶中1/5来测定空气里氧气含量；B实验是通过证明生成物的元素种类，来推断水的组成的。

而C实验是甲烷的燃烧产物来确定甲烷中元素的组成，所以与B实验的方法相同。

探究2：

验证硫酸过量的方法很多，可以加入活泼的金属、氧化物、碱、盐等，只要现

象明显即可。

探究3：

因为碳酸钠溶液显碱性，滴入酚酞也变红。

要证明无色溶液中无色溶液中确实

含有氢氧化钠，需要排除碳酸钠的干扰，可以先加入BaCl2溶液，过滤，在滤液中再滴

加几滴无色酚酞溶液。

【答案】探究1：

氧气；元素种类（或组成或成分或氢气、氧气或H2、O2）；B

探究2：

加入锌粒（或加入氧化铜或加入氢氧化铜或加入碳酸钠等其它合理答案也可）有气泡产生（或出现蓝色溶液或固体溶解，溶液变蓝或有气泡产生等）

Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑（或CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

或Cu（OH）2+H2SO4==CuSO4+2H2O或Na2CO3+H2SO4==Na2SO4+H2O+CO2↑）

（其它合理答案也可）

探究3：

碳酸钠溶液也能使无色酚酞试液变红（或碳酸钠溶液也显碱性）

取少量样品于试管中，加入足量的BaCl2溶液[或CaCl2溶液或Ba（NO3）2溶液或Ca（NO3）2溶液……]；过滤，在滤液中滴加几滴无色酚酞溶液。

（或过滤，在滤液中滴加硫酸铜溶液、硫酸镁溶液……）生成白色沉淀，酚酞溶液变红[或产生蓝色沉淀、白色沉淀……]

（其它合理答案也可）；没有证明有氢氧化钠生成（或生成的不一定是氢氧化钠）；

排除了干扰因素（或实验现象唯一或实验现象不同）（其它合理答案也可）

8.（2008·镇江）草酸晶体（H2C2O4•2H2O）熔点较低，加热会熔化、气化和分解。

草酸

（H2C2O4）受热会分解，它与氢氧化钙的反应为：

H2C2O4+Ca（OH）2=CaC2O4↓（白色）+

2H2O。

甲、乙两同学对草酸受热分解的产物作如下探究：

（1）猜想与假设：

第一种：

草酸分解生成CO2和H2；

第二种：

草酸分解生成CO2、CO和H2O；

第三种：

草酸分解：

H2C2O4CO2↑+H2O（未配平）；

有同学从理论上就可判断第三种假设不成立，老师也认为这一判断是正确的，该同学判断的理论依据是。

（2）设计与实验：

甲、乙两同学分别设计了下图所示的A、B两套实验装置（图中铁架台略去）。

①甲

同学按A装置实验，观察到澄清石灰水变浑浊，认为此现象是由草酸晶体受热分解产生的CO2所导致，此判断（填“严密”或“不严密”）。

②乙同学的B装置图方框内的仪器未画完整，请你帮他画完整。

乙同学按B装置实验，看到无水硫酸铜由白变蓝，洗气瓶中溶液变浑浊。

在尖嘴管口点燃剩余气体，火焰上方罩一个烧杯，有白色固体生成，证明产物中有；换一个干、冷烧杯罩在火焰上方，内壁无现象，证明产物中无H2。

（3）结论与思考：

①草酸受热分解的化学方程式为：

。

②若省略B装置方框内的仪器，整套装置也能证明产物中有CO2（假设每步都反应完全），方法是：

。

【解析】

（1）H2C2O4分解的化学方程式无法进行配平，说明不符合实验事实；

（2）①因为澄清石灰水敞口在空气中，空气中的二氧化碳也会使澄清石灰水变浑浊，所以

实验不严密

②画图时注意进入的导管要伸入液面下；

乙同学要证明气体中是否含有CO，需要在火焰上方罩一个内壁附有澄清石灰水烧杯，若有白色固体生成，证明产物中有CO；若换一个干、冷烧杯罩在火焰上方，内壁无现象，证明产物中无H2。

（3）若省略B装置中干燥装置，称量实验前后盛有碱石灰的干燥管的质量变化，也能证明产物中是否有CO2。

【答案】

（1）无法进行配平、配不平或不符合质量守恒定律

（2）①不严密

②如右图（长管不伸入液面下不给分，不作美观要求）

△

内壁附有澄清石灰水（其它合理答案均给分）；CO

（3）①H2C2O4CO2↑＋CO↑＋H2O；

②称量实验前后盛有碱石灰的干燥管的质量（意思相近的表述均可）

9．（2008·南通）已知某纯碱试样中含有杂质氯化钠，为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图装置进行实验。

主要步骤如下，请填空：

①按图组装仪器，并检查__________________；②将10g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；③称量盛有碱石灰的U形管的质量为300g；④从分液漏斗中滴入20%的稀硫酸，直到________________为止，写出反应的化学方程式__________________________；⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量；⑦重复⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，测得质量为303.3g。

回答下列问题：

（1）装置中浓硫酸的作用是___________________________________。

（2）步骤⑤的目的是_________________________________________。

（3）试样中纯碱的质量分数为_________________________________。

（4）分液漏斗中的稀H2SO4不能换成浓盐酸，理由是______________________________。

（5）若用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数，应选用的试剂是____________。

【解析】

（1）装置中浓硫酸的作用是除去水分；

（2）因CO2比空气重，锥形瓶中还有少部分CO2，步骤⑤的目的是将反应产生的CO2全部导入U形管，以便准确称量。

（3）碱石灰的U形管的质量增加就是产生的CO2的质量：

303.3g－300g====3.3g

试样中纯碱的质量为x：

Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O

10644

X3.3g

X====7.95g

7.95g÷10g×100%====79.5%

（4）浓盐酸具有挥发性，若分液漏斗中换成浓盐酸，会对测定影响。

（5）若用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数，可选用CaCl2或BaCl2试剂。

【答案】

①装置的气密性④不再产生气体Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O

（1）除去水

（2）使反应产生的CO2全部导入U形管（3）79.5%

（4）浓盐酸有挥发性，对测定有影响（5）CaCl2或BaCl2

10．（2008·无锡）某化学兴趣小组的同学对溶液的鉴别进行探究，请你分析并填空。

【实验目的】Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、稀盐酸四种溶液的鉴别。

【实验药品】未贴标签的四瓶溶液[Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca（OH）2溶液、稀盐酸]和

紫色石蕊试液。

【实验仪器】试管、胶头滴管等。

【设计并实验】

甲组同学利用紫色石蕊试液鉴别四种溶液：

实验操作和步骤

实验现象与结论

⑴用4支试管，各取少量四种溶液，分别滴加紫色石蕊试液。

一支试管中溶液由无色变红色，则原溶液是_____________溶液。

⑵另用3支试管，各取少量未确定的三种溶液，分别滴加步骤⑴检验出的溶液。

一支试管溶液中有气泡放出，则原溶液是____________溶液。

⑶另用2支试管，_________________

_____________________，__________

_________________________________。

一支试管溶液中有白色沉淀析出，则原溶液是_________溶液，反应的化学方各式为_________________________，另一支试管溶液中无现象，则原溶液是________溶液。

乙组同学经过讨论认为，不用紫色石蕊试液也能鉴别出四种溶液。

各自分别做了如下实验：

同学

实验操作

实验现象

结论

小峰

用3支试管，各取少量三种溶液，分别滴加另一种溶液。

一支试管溶液中有气泡放出，其余二支试管溶液中无现象。

所滴加的溶液是稀盐酸。

小伟

一支试管溶液中有白色沉淀析出，其余二支试管溶液中无现象。

所滴加的溶液是Na2CO3溶液。

小明

三支试管溶液中都无现象。

所滴加的溶液是NaOH溶液。

乙组三位同学经过交流后发现__________同学的结论是错误的，所滴加的溶液应是____________溶液，由此鉴别出了四种溶液。

【反思与体会】①物质的鉴别有多种方法；②鉴别物质的关键是利用物质的特征性质；

……

【答案】

实验操作和步骤

实验现象与结论

一支试管中溶液由无色变红色，则原溶液是稀盐酸。

一支试管溶液中有气泡放出，则原溶液是Na2CO3溶液。

⑶另用2支试管，各取少量未确定的二种溶液，分别滴加步骤⑵检验出的溶液。

一支试管溶液中有白色沉淀析出，则原溶液是Ca（OH）2溶液，反应的化学方各式为Na2CO3+Ca（OH）2CaCO3↓+2NaOH。

另一支试管溶液中无现象，则原溶液是NaOH溶液。

小伟Ca（OH）2溶液

11．（2008·泰州）实验室有一保管不当的试剂瓶，其残缺的标签中只剩下“Na”字样。

已知它是无色液体，是初中化学常用的无机试剂。

小宏同学为探究其成分进行了猜想，并设计实验进行验证，有关内容见下表：

猜想

设计的实验步骤

可能的现象与结论

猜想一：

可能是氢氧化钠溶液

用试管取少量样品，向其中滴入两滴酚酞试液。

若酚酞试液变为红色，则猜想成立。

若酚酞试液无明显变化，则猜想不成立。

猜想二：

?

用试管取少量样品，向其中先滴入适量的用硝酸酸化的硝酸钡溶液，然后滴入硝酸银溶液。

若溶液先没有明显变化，后出现白色沉淀，则猜想成立。

若与上述现象不同，则猜想不成立。

猜想三：

?

用试管取少量样品，向其中先加入适量盐酸酸化，然后滴入氯化钡溶液。

若溶液先没有明显变化，后出现白色沉淀，则猜想成立。

若与上述现象不同，则猜想不成立。

请你参与这一探究活动，根据上表回答下列问题：

（1）小宏的猜想二是：

____________________________________。

如果猜想成立，则产生沉淀的化学反应方程式为_____________________________________________。

（2）小宏的猜想三是：

____________________________________。

如果猜想成立，则产生沉淀的化学反应方程式为_____________________________________________。

（3）小宏同学对猜想一所描述的实验现象和作出的结论是否正确？

请判断并说明理由。

_________________________________________________________________________。

（4）除了小宏的三种猜想，请你再补充一种猜想，模仿上述过程，设计简单的实验方案并验证你的猜想，将有关内容填入下表。

你补充的猜想

设计的实验步骤

可能的现象与结论

【解析】

（1）可能是氯化钠溶液；NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3

（2）可能是硫酸钠溶液：

Na2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NaCl

（3）不正确；使酚酞试液变红的不一定是氢氧化钠，如碳酸钠等。

（4）

你补充的猜想

设计的实验步骤

可能的现象与结论

可能是碳酸钠溶液（或者碳酸氢钠溶液）等（1分）

用试管取少量样品，向其中滴入适量的稀硫酸。

（1分）

若能产生无色无味的气体，则猜想成立。

（1分）

若无明显变化，则猜想不成立。

（1分）

【答案】

（1）可能是氯化钠溶液；NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3

（2）可能是硫酸钠溶液：

Na2SO4+BaCl2＝BaSO4↓+2NaCl

（3）不正确；使酚酞试液变红的不一定是氢氧化钠，如碳酸钠等。

（4）

你补充的猜想

设计的实验步骤

可能的现象与结论

可能是碳酸钠溶液（或者碳酸氢钠溶液）等（1分）

用试管取少量样品，向其中滴入适量的稀硫酸。

（1分）

若能产生无色无味的气体，则猜想成立。

（1分）

若无明显变化，则猜想不成立。

（1分）