内容正文:
化学实验设计与评价
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一、选择题(本题共12小题,每小题3分,共36分)
1.在学习了“生物的呼吸和呼吸作用”相关知识后,小明参与了人体“呼出气体”成分的有关研究。为了验证呼出气体中含有二氧化碳,小明设计了下列四个方案,其中合理的是( )
C
A. B. C. D.
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2.钯、镍、铜在电子工业中有广泛应用。小明想比较这三种金属的活动性强弱,做了右图所示的实验,只有实验④有明显的现象。则这三种金属的活动性顺序排序正确的是( )
A.铜>镍>钯
B.铜>钯>镍
C.镍>钯>铜
D.镍>铜>钯
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3.下列实验方法不能达到实验目的的是( )
A.鉴别NaCl、NH4NO3、CuSO4三种固体:加水溶解
B.除去CaCl2溶液中的HCl:加入过量CaCO3,过滤
C.探究NaOH溶液是否变质:向溶液中滴加澄清石灰水
D.检验锌、铁、银三种金属的活动性:将三种金属分别放入氯化锌溶液中
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4.下列实验能达到实验目的的是( )
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5.如图所示,向一集满CO2的集气瓶中放入一片蓝色石蕊试纸,注入适量的蒸馏水,盖上玻璃片,上下振荡,再将其倒置,把手移开,玻璃片没有掉下来。蓝色石蕊试纸在注入蒸馏水并振荡后变红。下列结论与现象对应且正确的是( )
A.玻璃片没有掉下,证明瓶内气压大于大气压
B.玻璃片没有掉下,证明CO2与水发生了反应
C.振荡后试纸变红,证明CO2与水反应产生了酸
D.振荡后试纸变红,证明CO2能与石蕊反应变红
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6.对比实验是实验探究的重要方法,下列对比实验设计能达到相应实验目的的是( )
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A.图①,探究温度对分子运动快慢的影响
B.图②,探究二氧化碳能与水反应
C.图③,探究空气与呼出气体中二氧化碳的含量
D.图④,室温下探究不同溶质在同种溶剂中的溶解性
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7.实验小组用传感器研究水或NaOH溶液(NaOH固体溶于和①等量的水中得到的溶液)分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如图所示。下列说法不正确的是( )
D
A.曲线①是CO2溶解和CO2与水反应的综合结果
B.对比曲线①和②,可说明CO2与NaOH溶液发生了反应
C.NaOH溶液吸收CO2的效果比水好
D.若选用与①等量的水配制的石灰水进行实验,其曲线在①上方
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8.下图所示实验不能达到实验目的的是( )
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A.探究水的组成 B.验证质量守恒定律 C.探究燃烧需要温度达到可燃物的着火点 D.探究Cu、Fe的金属活动性顺序
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9.依据下列实验现象得出的结论错误的是( )
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选项 实验现象 结论
A. 取两块干燥的玻璃片,对着哈气的玻璃片上有无色液滴出现,放在空气中的玻璃片无明显变化 呼出的气体中水蒸气的含量比吸入的空气中水蒸气的含量高
B. 将带火星的木条放入集气瓶中,木条没有复燃 集气瓶内一定不含氧气
C. 硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰,而放入盛有氧气的集气瓶中,燃烧发出明亮蓝紫色火焰 氧气浓度越大,硫燃烧越剧烈
D. 点燃蜡烛熄灭时产生的白烟,蜡烛被重新点燃 白烟具有可燃性
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10. 现有失去标签的稀盐酸、氢氧化钙溶液,欲通过以下实验方案鉴别,你认为可行的是( )
①加锌粒 ②滴加酚酞试液 ③放入生锈的铁钉 ④测定溶液的pH ⑤通入CO2 ⑥滴加石蕊试液 ⑦加入块状大理石
A.①②③④⑤⑦ B.①②③⑤⑥⑦
C.①②③⑤⑦ D.全部
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11.欲除去铜屑中的少量铁屑,有以下两种方案。
方案一:加入足量硫酸铜溶液,充分反应后过滤;
方案二:加入足量稀硫酸,充分反应后过滤。
下列关于这两种方案的评价合理的是( )
A.方案一溶液由蓝色变为浅绿色,则铁已除尽
B.方案二更便于判断铁是否完全除尽
C.两个方案反应后溶液质量都增大
D.两个方案均不影响所得铜屑的质量
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12.我国科学家利用CO2合成葡萄糖,该方案通过电催化和生物合成的方式,将CO2高效还原成醋酸,再利用微生物发酵获得葡萄糖,为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术。下列说法不正确的是( )
D
A.利用上述CO2合成葡萄糖的方法有利于实现“碳中和”
B.装置2发生的反应不适合于实验室制取氧气
C.利用酵母菌等微生物将醋酸转化为葡萄糖时,温度不宜过高
D.理论上合成葡萄糖所需CO2与H2O的质量比为44∶9
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二、分析填空题(本题共4小题,共64分)
13.(15分)某科学兴趣小组开展研究石灰石的成分和性质的探究式实验。在实验中,经常需要对药品用量进行估算,合理的用量既能确保实验成功,又能养成节约和环保的习惯。
【实验目的】对测定石灰石中碳酸钙的质量分数实验中所需药品用量进行估算并验证估算用量足够。
【实验活动一】估算稀盐酸用量
(1)写出碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式:_______________________
_______________。
CaCO3+2HCl CaCl2
+ H2O+CO2↑
(2)为了准确测得碳酸钙的质量分数,需要加入足量的稀盐酸,请结合给出数据估算:若取2 g石灰石样品进行实验(样品中除碳酸钙外,其余成分既不与盐酸反应,也不溶解于水),完成实验需要溶质质量分数为7.3%的稀盐酸_____g。
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【实验活动二】验证估算的稀盐酸用量足够
(3)将石灰石研细的目的是________________________________________。
(4)若图中试剂X为紫色石蕊试液,观察到的现象是__________,说明估算的稀盐酸用量足够。
(5)为达到与(4)相同的实验目的,试剂X还可以选择下列试剂中的____ (填字母)。
A.FeCl3溶液 B.Cu
C.AgNO3溶液 D.Fe2O3
增大反应物之间的接触面积,使反应更充分
溶液变红
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小洋同学联想到单质碳的一些化学性质,认为该实验中还可能会有CO产生。
【查阅资料】CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
(1)步骤1加热时,观察到试管中有红棕色的有毒气体产生,该气体是__________,据此推测气囊的作用是________________________。
(2)点燃A处酒精灯,装置内发生反应的化学方程式为_________________
______。
二氧化氮
收集气体,防止污染空气
C+2CuOCO2↑+
2Cu
(3)刚开始预热时,B中立即有气泡产生,但石灰水不变浑浊,原因是__________________________。
(4)C装置中出现____________________________的现象,说明有CO气体生成,证明该同学的判断是正确的。
(5)反应一段时间后,澄清石灰水的质量增加了1.1 g(假定此时试管B中的澄清石灰水还没有反应完),则理论上试管A中生成铜的质量为______g。
装置中的空气受热膨胀逸出
湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色
3.2
【实验反思】(6)小洋同学对CO产生的原因进行了如下分析。
原因一:木炭和氧化铜在高温条件下直接反应产生CO;
原因二:反应中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应,产生了CO。
请你从原因一、原因二中选择其一,用化学方程式表示其反应原理:________________________________________________。
(7)图2所示实验装置存在缺陷,应该如何改进?_____________________
_________________________________________________________。
在装置C右侧导管口处
添加点燃尾气装置(或在装置C右侧导管口处添加尾气收集装置)
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15.(20分)盐酸是氯化氢气体的水溶液,某科学兴趣小组的同学对盐酸和氯化氢气体的性质是否相同产生兴趣,决定对此进行探究。
【查阅资料】
①氯化氢气体无色,有刺激性气味,有毒。
②实验室中将浓盐酸滴入浓硫酸中可得到氯化氢气体。
【设计实验】在老师的指导下,同学们设计了如图一、二所示的两组实验(部分夹持装置已省略)。
(1)同学们利用图一实验装置制取氯化氢气体并探究其性质。
①装置B中浓硫酸的作用是______________________________。
②为了验证盐酸能使紫色石蕊变红而氯化氢气体不能,X处应放置________________________________。
③从实验安全及环保的角度考虑,装置E中的试剂Y为________________
_____。
除去HCl气体中混有的水蒸气
用石蕊试液染成紫色的湿润小纸花
NaOH溶液(合理
即可)
(2)实验中观察到装置C处无明显现象,为了与图一中C处实验进行对比,进行图二所示的实验。
①甲试管中发生反应的化学方程式为____________________________,并观察到乙试管中固体消失,丙试管中产生气泡。
②某同学认为通过实验现象无法判断乙试管中的稀盐酸与氢氧化钙固体是否发生反应。同学们自选仪器,并利用下列提供的药品设计了两种实验方案分别验证二者能发生反应。提供的药品:稀盐酸、氢氧化钙固体、水、酚酞试液
CuO+2HCl===CuCl2+H2O
实验方案 实验步骤 实验现象 实验结论
方案1 取少量氢氧化钙固体于试管中,加入足量的水,充分溶解,_______________
__________________________________ __________________________________________________________________ 稀盐酸与氢氧化钙固体发生了反应
方案2 ______________________________________________________________________________ ______________________________
滴入酚酞试液,
然后再向该溶液中滴加适
量稀盐酸
滴入酚酞后溶液由无色
变为红色,滴加稀盐酸
后溶液由红色逐渐变为
无色
另取一支试管,加入与乙
试管中等量的氢氧化钙,
滴入与稀盐酸等体积的水,
充分溶解
试管中有固体剩余(合
理即可)
【实验结论】经过对比分析上述实验,同学们认识到氯化氢气体和盐酸的化学性质不同。
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16.(13分)实验室里有两个试剂瓶,各装有8克氢氧化钠固体,久置未用。为检验氢氧化钠的变质程度,小科和小丽对瓶中样品进行了如下探究。
【定性探究】小科取其中一瓶氢氧化钠样品进行实验,实验过程及现象如图甲所示。
甲
(1)图中蓝色絮状沉淀是__________ (填物质名称)。
(2)上述探究可得出该瓶氢氧化钠__________ (填“没有变质”“完全变质”或“部分变质”)。
【定量实验】小丽取另一瓶氢氧化钠样品进行定量实验。将瓶中样品全部倒入烧杯中,加水充分溶解。逐滴加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸,充分反应,当溶液的pH恰好为7时,所加稀盐酸的质量为100克。
氢氧化铜
部分变质
(3)小丽通过计算(如图乙所示)得出结论:氢氧化钠完全变质。小科认为小丽的结论不正确,理由是_______________________________________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
由反应的化学方程式NaOH+HCl===NaCl+H2O、2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O、Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑可知,氢氧化钠变质生成碳酸钠,不论氢氧化钠变质程度如何,当pH为7时,消耗盐酸的质量是一样的,所以用盐酸的质量来计算是错误的
(4)要确定样品中氢氧化钠的质量,在小丽的实验方案中,缺少________质量的测定。
二氧化碳
A.图①,验证可燃物燃烧的条件
B.图②,检验铵态氮肥
C.图③,检验CO的存在
D.图④,测定空气中氧气的含量
14.(16分)金属铜的利用在我国历史悠久,商代就能制作精美的青铜器。某科学兴趣小组在实验室探究制备铜的实验。一种制备铜的方法如下。
步骤1:利用图1装置加热硝酸铜饱和溶液制备氧化铜,反应的化学方程式为2Cu(NO3)2 eq \o(=====,\s\up18(△))2CuO+4NO2↑+O2↑。
步骤2:往盛有氧化铜粉末的试管中加入足量木炭粉,利用图2装置进行实验。
C+CuO eq \o(=====,\s\up18(高温))Cu+CO↑(或CO2+C eq \o(=====,\s\up18(高温))2CO)
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