中考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 科學(xué)探究題特訓(xùn)專題3 實驗方案設(shè)計及其評價（含解析）

專題3實驗方案設(shè)計及其評價1．下列實驗方案不可行的是（）A．用熟石灰區(qū)分氯化銨和氯化鉀 B．用水區(qū)分氯化鈣和碳酸鈣 C．用pH試紙區(qū)分澄清石灰水和食鹽水 D．用酚酞溶液區(qū)分氯化鈉溶液和鹽酸【答案】D【解析】A、氯化銨與熟石灰混合研磨會產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體，熟石灰與氯化鉀不反應(yīng)，能出現(xiàn)兩種明顯不同的現(xiàn)象，可以鑒別，故選項不符合題意。B、氯化鈣易溶于水，而碳酸鈣不溶于水，根據(jù)溶解性用水可以鑒別，故選項不符合題意。C、用pH試紙區(qū)分澄清石灰水和食鹽水。用pH試紙測定的溶液的酸堿度，進(jìn)而體現(xiàn)酸堿性。由于石灰水是堿性的，而食鹽水是中性的，可以鑒別，故選項不符合題意。D、酚酞在氯化鈉溶液和鹽酸中均為無色，現(xiàn)象相同，無法鑒別，故選項符合題意。2．對下列實驗（如圖）的有關(guān)說法中不合理的是（）A．實驗既可說明分子在不停地運動，又可說明氨氣溶于水顯堿性 B．實驗通過塑料瓶變癟可說明二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng) C．實驗可以測定空氣中氧氣的含量 D．實驗通過對比可得出鐵生銹的所有條件【答案】B【解析】A、過程中，A中酚酞試液變紅色，B中酚酞試液不變色，是因為空氣中的文字不能使酚酞試液變色，C中的氨分子是不斷運動的，運動到A中時，和水結(jié)合生成氨水，氨水顯堿性，能使酚酞試液變紅色，該選項說法合理；B、實驗通過塑料瓶變癟，可能是二氧化碳和氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng)導(dǎo)致的，也可能是二氧化碳溶于水導(dǎo)致的，也可能是二者共同導(dǎo)致的，該選項說法不合理；C、磷燃燒能夠消耗空氣中的氧氣，氧氣消耗后，容器中的氣壓減小，在外界大氣壓作用下，容器內(nèi)體積減小，減少的體積即為容器中空氣中的氧氣體積，進(jìn)一步可以計算出空氣中氧氣的含量，該選項說法合理；D、①中鐵釘和水、氧氣同時接觸，能夠生銹，②中鐵釘和氧氣隔絕，不能生銹，③中鐵釘和水隔絕，不能生銹，說明鐵生銹需要氧氣和水同時參加，該選項說法合理。3．下列實驗設(shè)計不能達(dá)到實驗?zāi)康氖牵ǎ〢．測定空氣中氧氣的含量 B．除去CO中的CO2，并收集CO C．驗證金屬活動性順序 D．鑒別NH4NO3、CuSO4和NaCl三種白色粉末【答案】B【解析】A、圖中裝置，銅粉在空氣中能與氧氣在加熱條件下生成氧化銅，沒有生成新的氣體，可用于測定空氣中氧氣的含量，故選項實驗設(shè)計能達(dá)到實驗?zāi)康摹、二氧化碳能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，一氧化碳不能，能除去二氧化碳?xì)怏w；但一氧化碳有毒，密度與空氣相近，不能用排空氣法收集，且收集氣體也不能使用燒杯，故選項實驗設(shè)計不能達(dá)到實驗?zāi)康摹、Zn和Ag分別放入CuSO4溶液中，Zn與CuSO4溶液反應(yīng)置換出銅，說明了活動性Zn＞Cu；Ag與CuSO4溶液不反應(yīng)，說明了活動性銅＞銀；由此可得出三種金屬活動性鋅＞銅＞銀，故選項實驗設(shè)計能達(dá)到實驗?zāi)康摹、硝酸銨溶于水吸熱，使溫度降低，硫酸銅溶于水形成藍(lán)色溶液，氯化鈉溶于水形成無色溶液，但溫度幾乎無變化，可以鑒別，故選項實驗設(shè)計能達(dá)到實驗?zāi)康摹?．實驗室用濃度較大的鹽酸與石灰石制取CO2，為了得到純凈、干燥的CO2，除雜裝置（如圖）的導(dǎo)管按氣流方向連接順序是（）A．1→2→4→3 B．2→1→3→4 C．4→3→1→2 D．3→4→2→1【答案】C【解析】實驗室用濃度較大的鹽酸與石灰石制取的CO2中含有HCl氣體和水蒸氣，為了得到純凈、干燥的CO2，應(yīng)先通過NaHCO3溶液除去HCl氣體：NaHCO3+HCl＝NaCl+CO2↑+H2O；再通過濃H2SO4除去水蒸氣。上述操作不能顛倒，顛倒了不能得到干燥的CO2氣體。5．下列混合物可用“溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶”加以分離的是（）A．鐵粉和銅粉 B．食鹽和硝酸鉀 C．花生油和水 D．氯化鈉和二氧化錳的混合物【答案】D【解析】A、鐵粉和銅粉均難溶于水，不能按溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶的操作順序分離，故選項錯誤。B、食鹽和硝酸鉀均易溶于水，不能按溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶的操作順序分離，故選項錯誤。C、花生油和水均是液體，不能按溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶的操作順序分離，故選項錯誤。D、氯化鈉易溶于水，而MnO2不溶于水，能按溶解、過濾、蒸發(fā)、結(jié)晶的操作順序分離，故選項正確。6．下列實驗方法不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖牵ǎ嶒災(zāi)康膶嶒灧椒ˋ除去氧氣中少量的水蒸氣通過盛有濃硫酸的洗氣瓶B鑒別硬水和軟水滴加肥皂水振蕩，觀察產(chǎn)生泡沫的情況C除去CO氣體中混有少量的CO2通過足量的氫氧化鈉溶液，并干燥D探究稀鹽酸和NaOH溶液是否完全反應(yīng)向反應(yīng)后溶液中加入AgNO3溶液【答案】D【解析】A、濃硫酸能夠吸收水蒸氣，該選項能夠達(dá)到實驗?zāi)康?；B、滴加肥皂水振蕩，產(chǎn)生泡沫的是軟水，產(chǎn)生浮渣的是硬水，該選項能夠達(dá)到實驗?zāi)康?；C、通過足量的氫氧化鈉溶液，二氧化碳被吸收，干燥得到一氧化碳，該選項能夠達(dá)到實驗?zāi)康?；D、稀鹽酸能和硝酸銀反應(yīng)生成白色沉淀氯化銀，該選項不能達(dá)到實驗?zāi)康摹?．(2019·湖南懷化)下列實驗方案不可行的是（）A．用灼熱的氧化銅去除二氧化碳中混有的少量一氧化碳 B．利用硝酸銨、氫氧化鈉溶于水產(chǎn)生的吸、放熱現(xiàn)象鑒別硝酸銨和氫氧化鈉 C．用稀鹽酸去除CaO中混有的少量CaCO3 D．采用相互刻畫的方法，比較銅片和黃銅片的硬度【答案】C【解析】本題考查實驗的設(shè)計與評價。A項CO+CuOCu+CO2，正確；B項，放熱的是氫氧化鈉，吸熱的是硝酸銨，正確；C項CaO+2HCl=H2O+CaCl2，錯誤；D項合金比組成它的純金屬硬度大，正確。故選C。8．（2019·福建）tpH＞7。關(guān)于溶液變渾濁的原因，同學(xué)們有兩種觀點：①Ca(OH)2的溶解度隨溫度升高而減??；②Ca(OH)2CO2反應(yīng)。他們設(shè)計以下方案進(jìn)行探究，其中沒有意義的是（）A．t℃，觀察渾濁是否消失B．取適量濁液，過濾，往濾渣中加入鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生C．Na2CO3溶液，觀察是否有沉淀生成D．其他條件不變，隔絕空氣，再做一個加熱石灰水的對比實驗【答案】C【解析】t℃時，加熱燒杯中的石灰水，出現(xiàn)渾濁，溶液顯堿性，針對兩種不同的觀點進(jìn)行了探究，A中若觀察到渾濁消失，則觀點=1\*GB3①正確，因為氫氧化鈣的溶解度隨溫度降低而變大，有意義；B中向濾渣中滴加稀鹽酸，若沒有氣泡則證明觀點=2\*GB3②錯誤，因為若正確，則濾渣中含有碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)會有氣泡，有意義；C中向濾液中滴加碳酸鈉溶液，無論觀點是否正確都會產(chǎn)生白色沉淀，因為濾液中的氫氧化鈣會與碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，因此設(shè)計無意義；D中再做一個加熱石灰水的對比實驗，看實驗現(xiàn)象是偶然現(xiàn)象，有意義。9.（2019·湖南婁底）下列實驗不能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖茿.圖1，區(qū)分硬水和軟水B.圖2，探究CO2與水的反應(yīng)C.圖3，探究接觸面積對反應(yīng)速率的影響D.圖4，比較空氣與人體呼出的氣體中CO2含量【答案】C【解析】A中，區(qū)分硬水和軟水常用肥皂水，A可以達(dá)到實驗?zāi)康?；探究二氧化碳能否和水發(fā)生反應(yīng)，需做對比實驗，B中，將二氧化碳與干燥紙花接觸，可證明二氧化碳本身不能使石蕊變色，用水打濕紙花，紙花不變色，說明水不能使石蕊變色，將二氧化碳與濕花接觸，石蕊變色，說明有新物質(zhì)生成，B能達(dá)到目的；探究接觸面積對反應(yīng)速率的影響時，要注意控制變量，即除反應(yīng)物顆粒大小不同外，其他因素都保持相同，C中所用鹽酸濃度和碳酸鈣顆粒大小都不相同，無法比較，C不能達(dá)到目的；比較人體呼出氣體與空氣中二氧化碳的含量，也需要控制變量，即除氣體樣品不同外，石灰水的用量、濃度、氣體樣品的體積都相同，D能達(dá)到目的。10．學(xué)習(xí)堿的化學(xué)性質(zhì)時，老師讓兩位同學(xué)和他共同做實驗，要求兩位同學(xué)分別向澄清石灰水和氫氧化鈉溶液中吹氣，如圖①②所示，老師告訴同學(xué)們，呼出的氣體中只有二氧化碳有可能與澄清石灰水和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。同學(xué)們在吹氣后觀察到①中澄清石灰水變渾濁，②中氫氧化鈉溶液無明顯現(xiàn)象。觀察實驗現(xiàn)象后老師問，通過實驗現(xiàn)象的觀察，檢驗二氧化碳?xì)怏w應(yīng)該使用澄清石灰水，針對②中的情況，師生共同開始探究之旅?！咎岢鰡栴}】二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象，兩者是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)？【猜想假設(shè)】猜想A：兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)；猜想B：兩者沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?！緦嶒炋骄俊浚?）小明設(shè)計了如圖所示的③、④兩個實驗。實驗現(xiàn)象：③中的軟塑料瓶變癟，④中（2）小亮認(rèn)為小明的實驗是可行的，其共同原理是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)，使容器內(nèi)壓強(qiáng)降低，小光同學(xué)卻對此提出了質(zhì)疑，他認(rèn)為小明的實驗不嚴(yán)謹(jǐn)，若仍利用該裝置，需要補(bǔ)做的對比實驗是。（3）小光設(shè)計實驗驗證實驗②中溶質(zhì)的成分，請幫他填寫實驗報告：實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論a．取少許該溶液于試管中，滴入足量的溶液。溶質(zhì)為碳酸鈉和氫氧化鈉b．靜置上述溶液，取上層清液少許于另一支試管中，滴入幾滴溶液寫出第一步發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?！緦嶒灲Y(jié)論】二氧化碳和氫氧化鈉溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?！痉此纪卣埂刻骄拷Y(jié)束后老師說，通過此探究實驗我們發(fā)現(xiàn)，對于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng)，可以從不同的角度證明反應(yīng)的發(fā)生，這些角度可以是：①通過檢驗反應(yīng)物減少證明反應(yīng)發(fā)生；②通過證明反應(yīng)的發(fā)生?！敬鸢浮砍吻宓氖宜！緦嶒炋骄俊浚?）氣球變大。（2）將氫氧化鈉溶液換成等體積的水，與加入氫氧化鈉溶液的實驗現(xiàn)象進(jìn)行對比。（3）第一步：氯化鈣；出現(xiàn)白色沉淀。第二步：酚酞；溶液變紅。Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl?！痉此纪卣埂繖z驗生成物【解析】二氧化碳可與澄清石灰水中氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，使其變渾濁，所以用澄清石灰水檢驗二氧化碳。【實驗探究】（1）④中二氧化碳被吸收后，內(nèi)部氣體檢驗，壓強(qiáng)減小，外界大氣壓將空氣壓入氣球內(nèi)部，氣球體積變大。（2）由于氫氧化鈉溶液是由氫氧化鈉和水組成，因此還要設(shè)計對比實驗，證明水沒有參與反應(yīng)，所以將等體積的氫氧化鈉溶液換為水，進(jìn)行對比，得出實驗結(jié)論。（3）第一步：證明碳酸鈉的存在，可以利用碳酸根與鈣離子形成白色沉淀的性質(zhì)，因此可以加入氯化鈣溶液，觀察到白色沉淀，證明其存在。第二步：為了證明氫氧化鈉的存在，需要加入足量的氯化鈣溶液，將碳酸鈉全部消耗完畢，測試溶液的pH就可以證明氫氧化鈉的存在，利用氫氧化鈉可使酚酞變紅的性質(zhì)，進(jìn)行檢驗。在第一步中，是氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉，書寫方程式注意配平及沉淀符號；故答案為：Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl?！痉此纪卣埂吭趯嶒炛校瑱z測了碳酸鈉的存在，說明發(fā)生了反應(yīng)，而碳酸鈉是生成物，所以可以通過生成物檢驗化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。11.（2019?湖北荊門）實驗與探究某興趣小組為探究CO2氣體與金屬Mg的反應(yīng)，設(shè)計了一套制取純凈、干燥CO2氣體，并用過量CO2與熱的金屬Mg充分反應(yīng)的實驗。請回答相關(guān)問題。Ⅰ、利用下列裝置和相關(guān)藥品進(jìn)行實驗（1）檢查裝置A氣密性的操作是：（2）裝置B的作用是：（3）實驗時應(yīng)先，一段時間后再（填代號）a、點燃D處酒精燈b、打開A裝置中的彈簧夾，從長頸漏斗處加入稀鹽酸Ⅱ、探究Mg與CO2反應(yīng)的產(chǎn)物可觀察到D處的實驗現(xiàn)象有黑白兩種固體產(chǎn)生。查閱資料黑色固體為碳單質(zhì)，白色固體是鎂的化合物。為探究白色固體的成分，進(jìn)行了假設(shè)與猜想（4）猜想1白色固體是MgO猜想2白色固體是MgCO3猜想3白色固體是（5）驗證與結(jié)論取D中固體適量于試管，加入足量的，觀察到：有黑色固體不溶物，白色固體消失，的現(xiàn)象，則猜想1成立。猜想2和猜想3不成立的可能原因是【答案】（1）關(guān)閉彈簧夾（或止水夾），從長頸漏斗加水使漏斗頸內(nèi)的液面高于錐形瓶內(nèi)的液面，靜置一段時間，兩液面高度不變，則氣密性好。（2）除去CO2中的HCl氣體（3）ba（4）MgO和MgCO3的混合物（5）稀硫酸或稀鹽酸無氣體產(chǎn)生（或無使石灰水變渾濁的氣體產(chǎn)生）加熱時氧化鎂不能與二氧化碳反應(yīng)（或碳酸鎂受熱分解）【解析】（1）檢查裝置的氣密性保證裝置在密閉的系統(tǒng)中，關(guān)閉止水夾從長頸漏斗注入水沒過長漏斗下端，液面保持穩(wěn)定即使裝置的氣密性好；（2）裝置B里面含有的物質(zhì)是碳酸氫鈉，目的是除去二氧化碳中揮發(fā)出來的氯化氫氣體。（3）實驗需要先制取二氧化碳，故先打開產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，同時用二氧化碳?xì)怏w排出容器里面的空氣，保證實驗的效果和安全，然后再點燃酒精燈。（4）白色粉末除了以上兩種可能之外，可以猜想是氧化鎂和碳酸鎂的混合物；（5）依據(jù)猜想物質(zhì)的特點，碳酸根遇酸冒氣泡，金屬氧化物溶解于酸，所以加入稀鹽酸或者是稀硫酸，白色沉淀消失沒有氣泡說明里面沒有碳酸鎂，猜想一正確；加熱時氧化鎂不能與二氧化碳反應(yīng)或碳酸鎂受熱分解。12.（2019·安徽）某興趣小組對KClO3分解反應(yīng)的催化劑進(jìn)行研究，在相同的加熱條件下，用下圖裝置完成表中實驗:編號KClO3質(zhì)量/g催化劑催化劑質(zhì)量/g收集50mLO2所需時間/s實驗15--171實驗25MnO20.549實驗35Fe2030.558實驗45KCl0.5154(1)設(shè)置實驗1的目的是___________________(2)表中所列3種催化劑的催化效果最佳的是______________(3)寫出KClO3分解的化學(xué)方程式:_________________________(4)由實驗1和實驗4可知，KCl____（填“有”或“無”）催化作用。維持加熱條件不變，用實驗1再繼續(xù)收集收集50mLO2，所需時間明顯少于171s，解釋原因：_____________(5)要比較KClO3分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果，除了測量收集50mLO2所需時間外，還可以測量相同時間內(nèi)_______________________________【答案】（1）對比實驗（2）MnO2（3）2KClO32KCl+3O2↑（4）有生成的KCl加快了反應(yīng)（5）收集氣體的體積【解析】（1）此實驗的目的是對KClO3分解反應(yīng)的催化劑進(jìn)行研究，實驗一沒有加任何催化劑，收集相同體積的氣體需要的時間較長，是為了對比加了催化劑后氯酸鉀分解速率快慢的；（2）表中所列3種催化劑，收集等體積的氣體需要時間最短的是二氧化錳，故催化效果最佳的是二氧化錳；（3）KClO3分解的化學(xué)方程式:2KClO32KCl+3O2↑；（4）由實驗1和實驗4可知，加入氯化鉀后收集等體積的氧氣所需時間較少，故KCl有催化作用。維持加熱條件不變，用實驗1再繼續(xù)收集收集50mLO2，所需時間明顯少于171s，原因是第一次反應(yīng)時，氯酸鉀分解產(chǎn)生了氯化鉀，在加熱時，氯化鉀起了催化作用，加快了氯酸鉀的分解速率，故所用時間較少。(5)要比較KClO3分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果，除了測量收集50mLO2所需時間外，還可以測量相同時間內(nèi)收集到的氣體體積數(shù)。13．（2019·廣東省）某化學(xué)興趣小組用石灰石和鹽酸制取一瓶CO2，驗滿后，將澄清石灰水倒入集氣瓶中，發(fā)現(xiàn)沒有變渾濁。興趣小組對這個異常現(xiàn)象進(jìn)行了探究。【提出問題】澄清石灰水為什么沒有變渾濁？【查閱資料】（1）CO2過量時，CaCO3沉淀會轉(zhuǎn)化為可溶于水的Ca（HCO3）2（2）AgCl不溶于稀硝酸【提出猜想】I．石灰水已完全變質(zhì)Ⅱ．Ⅲ．CO2中混有HCl【實驗方案】興趣小組用原藥品繼續(xù)制取CO2，并進(jìn)行探究。制備CO2的化學(xué)方程式為。步驟實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論及化學(xué)方程式（1）取少量澄清石灰水于試管中，加入溶液。產(chǎn)生白色沉淀。猜想I不成立。（2）將少量氣體通入盛有澄清石灰水的試管中。猜想Ⅱ不成立。（3）將氣體通入盛有溶液的試管中，再加稀硝酸。猜想Ⅲ成立。反應(yīng)方程式為?！緦嶒灲Y(jié)論】制取的CO2氣體中混入了HCl，所以澄清石灰水沒有變渾濁?！窘涣饔懻摗咳粢占郊儍?、干燥的CO2，需將混合氣體依次通入飽和NaHCO3溶液和?！就卣顾伎肌炕貞浾n本中收集呼出氣體的操作后，同學(xué)們嘗試用排水法收集一瓶CO2，倒入澄清石灰水后，