压轴题05 实验方案的设计与评价-【压轴题】2025年中考化学培优训练（徐州专用)

压轴题05 实验方案的设计与评价 1.实验方案的设计内容 包括常见物质的制备、性质探究、组成分析、检验、分离或提纯，燃烧条件的探究和质量守恒定律的验证等 2.实验方案的设计思路 3.实验方案的设计方法 对比实验设计：实验设计的一种基本方法，有利于实验现象观察对比，有利于推理论证结论 控制变量实验设计：一个问题往往受多方面因素的制约，为了研究每一个因素对问题的影响程度，常常采取控制变量法逐个检验。 4.实验方案的评价角度 科学性：实验原理、实验方法、实验流程科学合理；安全性：保护人身、仪器、环境安全；可行性：实验方案切实可行，试剂、仪器、装置、条件经济可靠；简约性：设计简单易行、装置简单，实验操作简便，节省试剂，实验现象明显；创新性：多角度更有新意的设计。 5.燃烧条件的探究  实验方案及分析 实验方案 实验现象 分析 分别将一小块白磷和一小块红磷放在薄铜片上，另取一小块白磷放入热水中，如下图： ①薄铜片上：白磷燃烧，产生大量白烟，红磷没有变化 ②热水中，白磷没有燃烧 ①白磷、红磷都是可燃物，薄铜片上的白磷与O2接触，同时温度达到白磷的着火点，故白磷能够燃烧 ②薄铜片上的红磷与O2 接触，但温度没有达到其着火点，热水中的白磷温度达到了其着火点．但没有与O2接触，所以红磷和水中的白磷都不能燃烧 实验结论： 燃烧必须同时具备：①可燃物②氧气（空气）③达到燃烧所需的最低温度（着火点） 6.金属锈蚀条件的探究及实验改进 （1）实验原理 实验操作 Ⅰ.在第1支试管中放入一根铁钉,加入少量蒸馏水使铁钉的一部分浸在水中 Ⅱ.在第2支试管中放入一根铁钉,加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉,再注入植物油,在水面上形成油层 Ⅲ.在第3支试管中加入少量氯化钙（氯化钙可吸收空气中的水蒸气）,放入一根铁钉,塞紧试管口 实验装置 实验结论 铁制品锈蚀的条件:同时与水和氧气接触 实验分析 （1）实验Ⅱ中使用煮沸过的蒸馏水的目的:除去水中溶解的少量氧气; 实验Ⅱ中加入植物油的目的:防止空气中的氧气进入水中； （2）实验Ⅲ的试管中放入氯化钙的目的:除去空气中的水蒸气； （2）装置改进 改变仪器，减少仪器数量 装置由4支试管变成一支U形管；实验装置简化，操作简单；钢丝棉替代铁钉，加速铁钉锈蚀，缩短实验时间。 改变仪器组合方式 改进后的实验现象明显，更易于观察，增强实验对比功能 改变密封方式 改用液封，比胶塞更加密闭，实验效果更佳 改变实验形式 增加探究实验的情境，使学生理解铁锈蚀条件的本质。 题型01 燃烧条件的探究 1．（2024·江苏无锡·一模）实验小组按如图所示微型实验装置探究燃烧的条件。下列说法错误的是 A．从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气 B．实验中③处白磷燃烧表明其着火点为80℃ C．实验中②处白磷未燃烧表明未达到着火点 D．热水中白磷燃烧过程中发生了化学变化 【答案】B 【详解】A、过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成氧气和水，则从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气，故选项说法正确； B、燃烧的条件是可燃物、与氧气接触以及温度达到可燃物的着火点，则实验中③处白磷燃烧是与氧气接触和温度达到可燃物的着火点，则白磷的着火点不一定是80℃，故选项说法错误； C、对比②和③，实验中②处白磷与氧气接触，但白磷未燃烧表明温度未达到着火点，而热水中的白磷能与氧气接触且温度达到可燃物的着火点，则热水中白磷燃烧，故选项说法正确； D、热水中白磷燃烧生成五氧化二磷，该燃烧过程中有新物质生成，属于化学变化，选项说法正确； 故选B。 题型02 金属锈蚀条件的探究 2. 铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3]。某化学兴趣小组欲通过实验探究“铜生锈是否需要空气中的二氧化碳？”如图所示实验中（试管内的“”均为铜片），只需完成实验 即可达到探究目的（填字母组合）。    【答案】BC 【详解】B中的铜片与水、氧气、空气中的二氧化碳同时接触，C中的铜片只与水、氧气接触，故BC对比即可。 题型03 金属活动性顺序的探究 3. 验证Cu、Fe、Al金属的活动性强弱，下列的实际组合实验方案不能达到实验目的是 。 A．FeSO4溶液、Al、Cu B．Al2（SO4）3溶液、稀盐酸溶液、Fe、Cu C．Al2（SO4）3溶液、FeSO4溶液、Cu D．AlCl3溶液、CuCl2溶液、Fe 【答案】C 【详解】探究三种金属的活动性顺序，选择的药品是两液夹一固，即两头金属的盐溶液与中间金属单质，或两固夹一液，即两头的金属单质和中间金属的盐溶液。A．FeSO4溶液、Al、Cu，正确；B．用稀盐酸可知Fe＞Cu，铁不与Al2（SO4）3溶液反应，可知Al＞Fe，即Al＞Fe＞Cu，正确；C．Al2（SO4）3溶液、FeSO4溶液、Cu，错误；D．AlCl3溶液、CuCl2溶液、Fe，正确。故选C。 题型04 催化剂的作用探究 4．（24-25九年级下·江苏徐州·阶段练习）以下是某研究小组探究影响H2O2分解速率部分因素的相关实验数据： 实验 序号 H2O2溶液 浓度/% H2O2溶 液体积 温度/℃ CuO的 用量 收集氧气 的体积 反应所需 的时间 ① 5 5 20 0.1 10 16.75 ② 15 5 20 0.1 10 6.04 ③ 15 5 55 0.1 10 4.21 ④ 15 5 55 0 10 30.76 则下列说法错误的是 A．对比实验①和②可知，H2O2溶液浓度越大，反应速率越快 B．对比实验②和③可知，温度越高，反应速率越快 C．实验③、④完全分解产生的氧气一样多 D．由上述实验数据可以得出CuO是过氧化氢分解的催化剂 【答案】D 【详解】 A、实验①和②的其它条件相同，过氧化氢溶液的浓度不同，对比可知，反应所需的时间少，H2O2溶液浓度越大，反应速率越快，故选项说法正确； B、实验②和③的其它条件相同，温度不同，对比可知，反应所需的时间少，温度越高，反应速率越快，故选项说法正确； C、③和④的其它条件相同，区别是否使用了催化剂，对生成物的质量无影响，使用催化剂不能增加生成物的质量，产生的氧气一样多，故选项说法正确； D、根据上述实验数据，可以看出CuO加快了反应速率，无法确定其质量和化学性质是否发生了改变，不能得出CuO可能是过氧化氢分解的催化剂的结论，故选项说法错误。 故选: D。 题型05 实验探究的方法 5．（江苏盐城·一模）控制变量、设计对比实验是实验探究的重要方法。 （1）实验1中同时向烧杯中加入一粒相同大小的品红， 发现整杯水变红的时间热水比冷水短。这是因为 。 （2）实验2中使用白磷和红磷是为了对比 不同。 （3）实验3是大小、形状相同的Mg、 Zn、Fe、 Cu四种金属同时投入盐酸中发生的现象，金属周围的黑点表示生成的气体。下列结论不正确的是 （填字母）。 A铜不能置换出盐酸中的氢气 B四种金属中金属活动性最强的是Mg C等质量的锌和铁分别与足量的盐酸反应，生成气体质量: Zn比Fe多 【答案】（1）温度升高，分子能量增大，分子运动速率加快 （2）可燃物的着火点（或可燃物燃烧所需的最低温度） （3）AC 【分析】根据化学反应的能量变化、铁锈蚀的条件、化学式写法以及炼铁的原理；氯化钠的形成过程、化学反应的实质；分子的性质、燃烧的条件、金属的活动性进行分析作答。 【详解】（1）温度升高，分子能量增大，分子运动速率加快，所以同时向烧杯中加入一粒相同大小的品红，发现整杯水变红的时间热水比冷水短； （2）在实验2中，由铜片上的白磷燃烧而红磷不燃烧的事实，得出燃烧需要的条件需要达到物质燃烧的最低温度，即二者的着火点不同； （3）在金属活动性顺序中，只有排在氢前的金属才可以和稀酸溶液反应生成氢气，而且越靠前的金属活动性就越强，和稀酸溶液反应时现象就越剧烈，所以： A、金属铜周围没有生成的气体，铜在金属活动性顺序表氢的后面，铜不能置换酸中的氢元素，盐酸中没有氢气，只有氢元素，结论错误，符合题意； B、镁表面的气泡产生最多，最剧烈，所以四种金属中金属活动性最强的是Mg，不符合题意； C、每65份质量的锌会生成2份质量的氢气，每56份质量的铁会生成2份质量的氢气，所以等质量的锌和铁分别与足量的盐酸发生生成气体质量：Zn小于Fe，符合题意。故选AC。 1．（2024·江苏苏州·二模）某实验小组测得稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的pH随时间变化曲线（图1）、电导率随时间变化曲线（图2）（电导率的数值越大，溶液的导电性越强）。下列说法正确的是 A．M点之前溶液中的离子总数变小 B．B点溶液中的溶质为NaCl C．该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中 D．M点到N点溶液的电导率升高的原因可能是滴加的稀盐酸过量所致 【答案】D 【详解】稀盐酸和氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，其反应的实质是。 由图1可知，开始溶液pH>7，则溶液为氢氧化钠溶液。 A、M点时，电导率最低，表明稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应， M点之前所加稀盐酸与氢氧化钠发生反应，根据反应实质可知加入稀盐酸每消耗一个氢氧根离子，增加1个氯离子，溶液中的离子总数不变，离子浓度变小，说法错误； B、B点溶液pH=10（>7）呈碱性，溶液中的溶质除了生成的NaCl，还有剩余的NaOH，说法错误； C、该实验是将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中，说法错误； D、M点之前，稀盐酸与氢氧化钠反应，离子个数不变，离子浓度减小，电导率逐渐降低，M点时所加稀盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，电导率降到最低，M点后稀盐酸过量，盐酸在水中解离出氢离子和氯离子，溶液中氢离子、氯离子个数都增加，较之前离子浓度增加，电导率升高，则M点到N点溶液的电导率升高的原因可能是滴加的稀盐酸过量所致。 故选：D。 2．（2024·江苏常州·二模）需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时，必须设法寻找由该对象产生的各种可见的现象或效应，由此来判定该对象的存在、大小等情况，这种研究方法称为转换法。下列研究方法不属于转换法的是 A．通过酚酞变红色确认无色溶液的碱性 B．通过H2O分子模型认识H2O分子结构 C．用pH计的数值变化来确定酸碱中和是否恰好完成 D．向软瓶中加入CO2和NaOH，依据形变判断能否反应 【答案】B 【详解】A、无色酚酞溶液遇碱性溶液变红，通过酚酞变红色确认无色溶液的碱性，采用的是转换法，故A不合题意; B、通过H2O分子模型认识H2O分子结构是模型法，故B符合题意; C、用pH计的数值变化来确定酸碱中和是否恰好完成，采用的是转换法，故C不合题意; D、向软瓶中加入CO和NaOH，依据塑料瓶的形变判断能否反应，采用的是转换法，故D不合题意; 故选:B。 3．（2024·江苏南京·一模）下列“家庭小实验”中，不能达到预期目的的是 A．用图甲所示实验来获得少量纯水 B．用图乙所示实验来制得少量炭黑 C．用图丙所示实验来推测鸡蛋壳中可能含有碳酸钙 D．用图丁所示实验来验证石墨具有导电性 【答案】A 【详解】A、该装置只能除去水中的难溶性杂质，色素和异味，不能除去可溶性杂质，不能获得少量纯水，符合题意； B、将冷碟子放在蜡烛火焰上方，碳不完全燃烧生成炭黑，故制得少量炭黑，不符合题意； C、鸡蛋壳能与食醋反应生成气体，且该气体能使澄清石灰水变浑浊，说明鸡蛋中含碳酸根离子，说明鸡蛋壳中可能含有碳酸钙，不符合题意； D、用6B铅笔芯和导线连接，灯泡发亮，说明石墨具有导电性，不符合题意。 故选A。 4．（2024·江苏南通·一模）学习小组通过下列实验探究物质的燃烧 实验1：将蜡烛（足量）置于巒闭容器中燃烧至熄灭，同时用氧气传感器测定瓶内氧气的体积分数如题17图1所示。 实验2：如图2进行实验，可观察到纳米铁粉剧烈燃烧，生成黑色固体。 下列说法不正确的是 A．由实验1可知有氧气存在的情况下，蜡烛不一定能燃烧 B．实验1结束后，密闭容器中二氧化碳的体积分数约为84% C．实验2中激光笔起到了加热的作用 D．实验2中可能的反应为3Fe+2O2Fe3O4 【答案】B 【详解】A、蜡烛熄灭时，氧气的体积分数不是0，可知有氧气存在的情况下，蜡烛不一定能燃烧，故正确； B、密闭容器中一开始是空气，空气中氮气含有78%，蜡烛熄灭后含有氧气大约16%，二氧化碳不可能是84%，故错误； C、激光笔照射提供温度达到纳米铁粉的着火点使其燃烧，激光笔起到了加热的作用，故正确； D、反应产生了黑色固体，反应的化学方程式为，故正确。 故选B。 5．（2024·江苏南通·一模）下列实验方案能达到实验目的的是 A．除去ZnSO4溶液中的CuSO4；在溶液中加入足量的Fe，过滤 B．干燥CO2气体；将气体通入装有烧碱固体的干燥管 C．探究红磷和白磷的着火点高低；按图1所示装置进行实验 D．探究水是否促进铁生锈；按图2所示装置进行实验 【答案】D 【详解】A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，铁与硫酸锌不反应，除去硫酸铜的同时引入新杂质硫酸亚铁，不能达到实验目的； B、烧碱是氢氧化钠，氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠与水，不可用于干燥二氧化碳，不能达到实验目的； C、铜片上的红磷不燃烧，水下的白磷不燃烧，没有控制变量，无法对比，不能达到实验目的； D、左侧具支试管内铁钉生锈，右侧铁钉不生锈，变量为是否含水，U形管左侧液面上升，右侧液面下降，说明水是铁生锈的条件之一，可用于探究水是否促进铁生锈，能达到实验目的； 故选D。 6．（2023·江苏泰州·模拟预测）实验室里区分下列各组物质的两个实验设计方案都合理的是 序号 A B C D 物质 棉纱线和羊毛线 氯化铵和碳酸氢铵 二氧化锰和氧化铜粉末 蒸馏水和氯化钠溶液 第一方案 观察颜色 分别取样，闻气味 观察颜色 分别取样，品尝味道 第二方案 分别取样，灼烧，闻气味 分别取样于试管中，加入适量稀盐酸，观察现象 分别取样于试管中，加入适量水，观察现象 分别取样于试管中，加入适量硝酸银溶液，观察现象 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、棉纱线和羊毛线都是白色的，观察颜色不能鉴别，羊毛线灼烧产生烧焦羽毛的气味，而棉纱线灼烧有烧纸气味，可以鉴别，不符合题意； B、碳酸氢铵能与盐酸反应产生气泡，而氯化铵不能，碳酸氢铵易分解生成氨气，闻气味有刺激性气味，而氯化铵没有，现象不同，可以鉴别，符合题意； C、木炭粉和氧化铜都是黑色不溶于水的固体，加入水中无法鉴别，观察颜色无法鉴别，不符合题意； D、实验室不能品尝任何药品，蒸馏水和氯化钠溶液不能采用品尝的方法鉴别，不符合题意。 7．（2022·安徽合肥·三模）合理设计实验是重要的实验技能，下列实验能达到实验目的的是 A． 图1：获取纯净的水 B． 图2：探究可燃物燃烧需要温度达着火点 C． 图3：探究二氧化锰是该反应的催化剂 D． 图4：收集氧气 【答案】B 【详解】A、过滤只能除去水中的不溶性杂质；所以经过过滤后水中还含有可溶性杂质，不是纯水；错误； B、白磷、红磷都是可燃物，都接触氧气，白磷能燃烧，因为热水使白磷达到了着火点；红磷不能燃烧，热水不能使红磷达到它的着火点，故可探究可燃物燃烧需要温度达着火点；正确； C、催化剂是指在化学反应中能改变其他物质的反应速率，而自身的质量和化学性质在反应前后不变的物质；图3中实验，只是探究二氧化锰能改变该反应的速率，还需验证二氧化锰的质量和化学性质在反应前后不变；错误； D、图4中装置用排水法收集气体时，瓶中应装满水，氧气的密度小于水，氧气不易溶于水，则应该长导管是出水管，短导管是进气管；错误； 故选B。 8．下列实验方案设计合理的是 A．分离MnO2和KCl两种固体：加水溶解、蒸发、结晶、烘干 B．检验CH4中混有H2：点燃，在火焰上方罩一干冷的烧杯，观察现象 C．鉴别NH4Cl和NH4NO3两种固体：取样，加熟石灰混合研磨，闻气味 D．验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱：将洁净的铜丝分别放入硝酸银溶液和硫酸亚铁溶液中，观察现象 【答案】D 【详解】A、二氧化锰不溶于水，氯化钾溶于水，加水溶解后要过滤才能将两种物质分离，说法不正确，不符合题意； B、甲烷燃烧生成水和二氧化碳，氢气燃烧也生成水，故在火焰上方罩一干冷的烧杯都会产生水雾，故不能检验甲烷中混有氢气，不符合题意； C、氯化铵和硝酸铵都会和熟石灰反应生成氨气，都会产生刺激性气味，故该方法不能鉴别氯化铵和硝酸铵，不符合题意； D、铜丝放入硝酸银中铜丝表面会生成白色的银，可知金属活动性铜比银活泼，铜丝放入硫酸亚铁溶液中，没有现象产生，说明金属活动性铜没有铁活泼，故该方法可以验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，说法正确，符合题意。 故选D。 9．（2024·江苏连云港·二模）下列实验不能达到实验目的的是 A．鉴别硬水与软水 B．探究铁与锌的活动性强弱 C．探究燃烧需要达到着火点 D．探究温度对分子运动速率的影响 【答案】B 【详解】A、将等量的肥皂水加入水样中，泡沫多、浮渣少，是软水，泡沫少、浮渣多，是硬水，可以达到实验目的，故A不符合题意； B、该实验中，酸的种类不同，变量不唯一，无法探究铁与锌的金属活动性强弱，故B符合题意； C、该实验中，左边烧杯中白磷与氧气接触，温度没有达到着火点，不燃烧，右边烧杯中白磷与氧气接触，温度达到了着火点，燃烧，说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，可以达到实验目的，故C不符合题意； D、该实验中，温度不同，其它因素相同，且温度越高，红墨水的扩散速率越快，说明温度越高，分子的运动速率越快，可以达到实验目的，故D不符合题意。 故选B。 10．（2024·江苏南京·一模）下列实验设计不能达到实验目的的是 实验设计 实验目的 A．既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性 B．既可探究水的元素组成，又可说明正负极端产生气体的质量比约为1∶2 实验设计 实验目的 C．既可探究质量守恒定律，又可说明红磷燃烧放出热量 D．既可探究可燃物的燃烧条件，又可说明白磷的着火点比红磷的低 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、该实验中酚酞溶液变红色，是因为浓氨水具有挥发性，挥发出的氨分子在不断运动到酚酞溶液中，与水反应生成氨水，氨水显碱性，使酚酞溶液变红色，故该实验既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性，该选项能达到实验目的； B、电解水生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成，氧气是由氧元素组成，根据反应前后元素种类不变，可知水是由氢、氧元素组成，且电解水时，正极产生氧气，负极产生氢气，且生成的氧气和氢气的体积比为1：2，而不是质量比，故可探究水的元素组成，不可说明正负极端产生气体的质量比约为1∶2，该选项不能达到实验目的； C、红磷燃烧消耗氧气，生成五氧化二磷，反应前后物质的总质量不变，能验证质量守恒定律，实验过程中气球先变大，说明红磷燃烧放出热量，该选项能达到实验目的； D、铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，对比可知燃烧需要温度达到可燃物着火点以上，烧杯中的白磷不能燃烧，与铜片上的白磷相比，可知燃烧需要与氧气接触，则该实验可探究可燃物的燃烧条件，又可说明白磷的着火点比红磷的低，该选项能达到实验目的； 故选B。 11．（2024·江苏淮安·一模）下列方案设计能达到实验目的的是 A．①测定空气中氧气的含量 B．②比较MnO2和Fe2O3的催化效果 C．③探究溶剂种类对物质溶解性的影响 D．④探究燃烧的所有条件 【答案】C 【详解】A、测定空气中氧气的含量，若红磷少量，不能将氧气全部耗尽，使测得结果偏小，选项错误； B、比较MnO2和Fe2O3的催化效果，应控制变量，除催化剂不同外，其他条件均应相同，实验中过氧化氢溶液的浓度不同，不能用于比较MnO2和Fe2O3的催化效果，选项错误； C、向等量的碘（10g）中分别加入相同温度（20℃）相同体积（10mL）的水和酒精中，加入水的碘几乎不溶解，加入酒精的碘逐渐溶解，说明不同溶剂对物质的溶解性是不同的，选项正确； D、左侧白磷达到着火点燃烧，右侧红磷没有达到着火点不燃烧，说明燃烧需要可燃物达到着火点，没有探究燃烧需要氧气，选项错误； 故选C。 12．（2024·江苏连云港·模拟预测）下列实验方案能达到实验目的的是 A．除去CO2中混有的CO：向混合气体中通入过量氧气后点燃 B．验证白磷的着火点低于红磷：按如图所示装置进行实验 C．测肥皂水的pH：用玻璃棒蘸取肥皂水滴到湿润的pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较 D．探究CO2的一些性质 【答案】D 【详解】A、除去二氧化碳中的一氧化碳不能够通氧气点燃，这是因为除去气体中的气体杂质不能使用气体，否则会引入新的气体杂质氧气（过量的），且二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，二氧化碳中混有少量一氧化碳，无法被点燃，故选项错误； B、图中实验，白磷燃烧，红磷不能燃烧，但不能验证白磷的着火点低于红磷，因为白磷（放在铜片中心）、红磷（放在铜片边缘）受热的温度不同，故选项错误； C、测溶液pH应该用玻璃棒蘸取肥皂水滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出该溶液的pH，不能使用湿润的pH试纸，故选项错误； D、右图中，干燥的紫色石蕊纸花不变色，湿润的紫色石蕊纸花变红，且3处比1处变色更快，说明二氧化碳能与水反应生成酸性物质，且密度比空气的密度大，故选项正确； 故选：D。 13．（2024·江苏苏州·二模）将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是 A．草酸中的化合价是+3 B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含 C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有 D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气 【答案】C 【详解】A、草酸化学式为H2C2O4，其中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，设碳元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为0 可知：，即碳元素的化合价为+3，故A不符合题意； B、丙中固体变黑是因为氧化铁和一氧化碳反应生成了黑色的铁粉和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO，故B不符合题意； C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但题干提供信息，草酸的沸点低于分解温度，草酸在分解时会有一部分草酸变为草酸蒸气，进入澄清石灰水中生成草酸钙沉淀，也可以使澄清石灰水变浑浊，故若甲试管内溶液变浑浊，则M中不一定含有CO2，故C符合题意； D、因为草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D不符合题意。 故选C。 14．（2024·江苏扬州·三模）在密闭容器中进行铁和硫酸铜溶液反应的数字化实验时，用传感器测得容器中的体积分数和溶液的pH随时间变化情况分别如图1、图2所示。下列说法不正确的是 A．该反应过程中有参与 B．该过程中溶液酸性不断增强 C．该反应过程中可能有生成 D．该过程中可能发生两个置换反应 【答案】B 【详解】A、由图可知，反应过程中氧气的体积分数减小，则该反应过程中有氧气参与，不符合题意； B、由图可知，该过程中，pH先减小后增大，说明该过程中溶液酸性先增强后减弱，符合题意； C、由图可知，溶液pH＜7，显酸性，溶液中含氢离子，铁能与氢离子反应生成氢气，故该反应过程中可能有氢气生成，不符合题意； D、由图可知，溶液pH＜7，显酸性，溶液中含氢离子，该过程中可能发生的反应为铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，这两个反应均符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，均属于置换反应，故该过程中可能发生了两个置换反应，不符合题意。 故选B。 15．（2024·江苏无锡·三模）实验小组进行水分解实验。请回答下列问题： 甲小组：传统电解水实验 （1）电解水反应的化学方程式为 。 （2）为研究影响电解水反应速率的因素，甲小组进行实验探究，数据记录如下表： 实验编号 温度（℃） NaOH溶液浓度（%） 负极气体体积（mL） 正极气体体积（mL） 电解时间（s） 实验1 20 2% 20 9.8 54.0 实验2 20 5% 20 9.8 36.2 实验3 30 2% 20 9.9 X 实验4 30 5% 20 9.9 35.4 甲组同学画出水分解的微观示意图，如图。结合上表数据分析。 ①相同条件下气体的体积主要与气体物质的分子 有关。 ②实验3的电解时间“X”可能是 （填序号）。 a．32.4                b．35.2                c．50.2               d．55.6 （3）乙小组：水热解实验  高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图。图中曲线B对应的微粒是 （填符号）。 （4）有关甲、乙组实验说法错误的是 （填序号）。 a．甲组中NaOH溶液起催化作用 b．甲组中正极气体各组数据差异可能受温度影响 c．通过甲、乙组实验，均能证明水不是一种元素组成 【答案】（1） （2） 数目 c （3）O （4）a 【详解】（1）水在通电条件下生成氢气与氧气，该反应的化学方程式为：； （2）①相同条件下气体的体积主要与气体物质的分子的数目有关； ②根据实验1、2得出结论：温度相同，溶液浓度越高，电解水的速率越快；根据实验2、4得出结论：溶液浓度相同，温度越高，电解水的速率越快；分析实验B，温度都20℃，产生20mL氢气，2%溶液电解需要54.0s，实验D温度为30℃，5%的溶液电解时间为35.4s，所以实验C的电解时间“X”应在35.4～54.0之间； 故选C； （3）如图所示，温度逐渐升高，水分子数量不断快速下降，A曲线微粒大约是B曲线2倍，故A表示氢原子（H），B曲线表示氧原子（O）； （4）a、纯水不导电，甲组中NaOH溶液用来增强溶液的导电性，没有验证氢氧化钠溶液的质量与化学性质是否改变，不能得出氢氧化钠溶液起催化作用的结论，该选项说法错误； b、根据甲组实验探究，其它条件相同时，温度不同，正极气体体积不同，甲组中正极气体各组数据差异可能受温度影响，该选项说法正确； c、甲、乙两组实验反应物均为水，生成了氢气与氧气两种不同的产物，均能证明水不是一种元素组成，该选项说法正确； 故选a。 16．（2023·江苏扬州·模拟预测）钠的化合物中氢氧化钠、碳酸钠是重要的化工原料。兴趣小组对钠及其化合物展开了系列探究。 （一）探究氢氧化钠的变质及提纯 （1）氢氧化钠久置在空气中易变质，写出NaOH在空气中变质的化学方程式 。 （2）氢氧化钠与碳酸钠的溶解度曲线如图1所示，从含少量碳酸钠杂质的氢氧化钠固体中提纯氢氧化钠的方法是 （填字母）。 A．把固体溶解后过滤 B．较高温度下溶解，然后冷却热饱和溶液 C．溶解，滴入适量氯化钡溶液后过滤，把滤液蒸发结晶 D．溶解，滴入适量石灰水后过滤，把滤液蒸发结晶    （二）探究碳酸钠与盐酸的反应历程 往密闭容器内的碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，得到如图2所示的曲线合并图（左纵坐标为二氧化碳的体积分数，右纵坐标为溶液的pH），从溶液pH曲线的突降次数，说明盐酸和碳酸钠反应分两步进行，且第一步几乎无气泡产生，第二步为复分解反应。 （3）反映二氧化碳含量变化的曲线是 （填“a”或“b”）。 （4）当溶液pH约为 时，溶液中开始有大量CO2生成。 （5）当滴入盐酸60 mL时，溶液中所含盐类溶质主要为NaCl和 （填化学式）。 【答案】（1） （2）BD （3）b （4）8 （5）NaHCO3 【详解】（1）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水变质，化学方程式为。 （2）A、氢氧化钠和碳酸钠都易溶于水，溶解后过滤不能分离，错误； B、氢氧化钠和碳酸钠溶解度都随温度的升高而增大，氢氧化钠溶解度受温度影响较大，碳酸钠溶解度受温度影响较小。所以可用冷却热饱和溶液的方法提纯含有少量碳酸钠杂质的氢氧化钠固体，即较高温度下溶解，然后冷却热饱和溶液，正确； C、加入适量的氯化钡，氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，引入新杂质氯化钠，错误； D、加入石灰水，氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤得到氢氧化钠溶液，滤液蒸发结晶得到氢氧化钠固体，正确； 故选BD。 （3）碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳含量逐渐增加，则反映二氧化碳含量变化的曲线是b。 （4）从图像可知，开始二氧化碳的体积几乎不增长。但加入40mL盐酸，对应pH=8后，二氧化碳的体积分数快速增大。 （5）根据盐酸和碳酸钠反应分两步进行，且第一步几乎无气泡产生，第二步为复分解反应。可知，加入盐酸体积40mL前发生的反应是盐酸和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠。加入盐酸40mL到80mL发生的是碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，则当滴入盐酸60 mL时，碳酸钠全部转化为碳酸氢钠，碳酸氢钠还有剩余未被盐酸消耗完，所以溶液中所含盐类溶质主要为NaCl和NaHCO3。 17．（2022·江苏无锡·一模）甲乙两位同学用下图所示装置进行实验，验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。（M中盛放的是氢氧化钠溶液，N中盛放的是氢氧化钙溶液）      （1）甲同学先关闭K，缓缓通入二氧化碳 ，M、N中均无 变化。 （2）甲同学再打开K，继续通入二氧化碳，N中的现象为 反应的化学方程式为 。乙同学认为：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳能与氢氧化钠发生了反应。 （3）乙同学用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入M、N中，关闭K，缓缓通入二氧化碳，并实时记录通入二氧化碳的体积，当看到现象是 说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。实验中带孔玻璃球泡的作用是 。 【答案】（1）明显 （2）变浑浊 CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O （3）N中溶液无明显变化且通入的二氧化碳体积远大于M中溶液的体积 可以使气体与溶液充分接触 【详解】（1）甲同学先关闭K，缓缓通入二氧化碳，因为二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠、水，二氧化碳气体通过氢氧化钠溶液后完全被吸收，所以M、N中均无明显变化。 （2）甲同学再打开K，继续通入二氧化碳，二氧化碳直接进入N中，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以N中的现象为变浑浊，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O。乙同学认为：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳能与氢氧化钠发生了反应。 （3）乙同学用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入M、N中，关闭K，缓缓通入二氧化碳，并实时记录通入二氧化碳的体积，当看到现象是N中溶液无明显变化且通入的二氧化碳体积远大于M中溶液的体积，说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。实验中带孔玻璃球泡的作用是可以使气体与溶液充分接触。 18．（2025·安徽阜阳·一模）我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀展开了探究。 实验一：探究铁锈蚀的基本条件。 （1）一周后观察，试管①和②中的铁钉无明显变化，试管③中的铁钉生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。④中铁钉锈蚀更严重，说明食盐能够 （填“加快”或“减慢”）铁生锈。 （2）试管②中加入的蒸馏水要事先煮沸并迅速冷却，其目的是 。 实验二：探究食盐水浓度对铁腐蚀速率的影响 用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL20℃不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度的降低值，数据如下表所示： 实验组 实验① 实验② 实验③ 实验④ 生铁粉末质量 3.5g 3.5g 3.5g 3.5g 食盐水浓度 4% 8% 16% 24% 3min时瓶内氧气浓度降低值 2.04% 2.44% 2.72% 3.01% （3）分析数据可得到的实验结论是 。 （4）比较铁腐蚀速率，除了采用3min时瓶内氧气浓度降低值外，还可以比较 。 （5）有同学提出，还可以测定20℃、食盐水浓度为30%时铁腐蚀的速率，你认为方案是否可行并说明理由 （20℃时，氯化钠的溶解度为36g）。 兴趣小组又测定了相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液对铁腐蚀速率的影响，实验数据如图所示。 （6）对铁钉腐蚀速率的影响 （填“>”、“=”或“<”）。 （7）曲线先陡后缓说明铁生锈速率的规律是 。 （8）氯化铵溶液对铁钉腐蚀速率的影响最大，有同学认为氯化铵溶液呈酸性，请你设计实验检验。你的实验方案： 。 【答案】（1）氧气和水 加快 （2）除去水中溶解的氧气 （3）其他条件相同时，食盐水浓度越大，铁锈蚀速率越快 （4）相同时间内生成铁锈的质量 （5）不可行，因为20℃时，食盐水的最大浓度（即饱和食盐水的浓度）为26.5%，无法配制出浓度为30%的食盐水 （6）＞ （7）铁开始时生锈速率较快，之后铁生锈速率逐渐减慢 （8）取少量氯化铵溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液，若溶液变红色，说明氯化铵溶液呈酸性 【详解】（1）试管①中铁钉只与氧气氧气接触，不生锈，试管②中铁钉只与水接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，发现铁生锈的主要条件是铁与氧气和水直接接触； ④中为食盐水，铁钉锈蚀更严重，说明食盐能够加快铁生锈； （2）气体的溶解度随温度升高而减小，试管②中加入的蒸馏水要事先煮沸并迅速冷却的目的是除去溶解在水中的氧气； （3）铁生锈消耗氧气，根据表格数据，生铁粉末质量相同，食盐水浓度增大时，3 min内瓶内氧气浓度降低值也增大，即铁的腐蚀越快，可得到的结论是：其他条件相同时，食盐水浓度越大，铁锈蚀速率越快； （4）比较铁腐蚀速率，除了采用3min时瓶内氧气浓度降低值外，还可以比较相同时间内生成铁锈的质量，生成铁锈的质量越多，说明铁锈蚀的量越大多，腐蚀速率越快； （5）20 ℃时氯化钠的溶解度为36g，所得饱和溶液浓度约为，即20℃时，食盐水的最大浓度（饱和食盐水的浓度）为26.5%，无法配制出浓度为30%的食盐水，所以该方案不可行； （6）铁生锈消耗氧气，氧气浓度的变化直接反映铁腐蚀的快慢，由图可知，相同时间内，氯化钠溶液（含氯离子）中氧气浓度下降幅度大于氢氧化钠溶液（含氢氧根离子）中氧气浓度下降幅度，氧气浓度下降越快，说明铁腐蚀速率越快，所以氯化钠溶液中铁的腐蚀速率大于氢氧化钠溶液中铁的腐蚀速率，即Cl⁻对铁钉腐蚀速率的影响大于OH⁻； （7）曲线先陡后缓，也就是说反应开始阶段，曲线斜率陡（较大），氧气浓度下降快，即铁腐蚀速率快；随着反应的进行，曲线斜率变缓（即变小），氧气浓度下降变慢，铁腐蚀速率减慢，所以说铁生锈速率的规律是开始时铁生锈速率快，之后生锈速率逐渐减慢； （8）检验氯化铵溶液是否显酸性，最简便的方法即用紫色石蕊试液，可取少量氯化铵溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液，若溶液变红色，说明氯化铵溶液呈酸性。 19．（2024·江苏泰州·三模）食品脱氧剂能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，其主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。兴趣小组对某品牌的脱氧剂展开如下探究。 任务一：探究脱氧原理和硅藻土的最佳用量比 （1）按图1装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化，如图2所示。 结合图2分析，集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 。 （2）脱氧剂中通常会加入一定量的硅藻土，主要作用是吸附水分，同时疏松配料，使铁粉更易与氧气接触。室温下，在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间，如图3所示。图3是1.0 g脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图，可知：硅藻土的最佳用量比是 %。（用量比=） （3）硅藻土含量通常控制在最佳用量比，高于或低于最佳量时，脱氧速度均会减慢。请分析可能的原因：硅藻土用量过少时 。 任务二：验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭 【进行实验】 （4）请完善下面表格。 步骤 现象 结论 步骤1；用剪刀剪开脱氧剂，倒在白纸上，观察颜色，用磁铁去充分吸引     脱氧剂中含有铁粉 步骤2：取步骤1中剩下的黑色固体少许，放在坩埚（耐高温仪器）中，坩埚上面盖一片内壁沾有石灰水的玻璃片，用电炉灼烧 黑色粉末燃烧，石灰水变浑浊 脱氧剂中含有活性炭粉 【交流反思】 （5）步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧的原因是 。 任务三：测定脱氧剂中铁粉的含量 兴趣小组欲测定脱氧剂中铁粉的含量，利用如图4所示装置（气密性良好）进行测定，已知氢气的密度为0.0899g/L。 【进行实验】 ①称取一定质量的脱氧剂置于烧瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。 ②打开分液漏斗活塞，慢慢加入稀硫酸，至不再产生气泡，关闭活塞。 ③读出量筒内水的体积，即为氢气的体积，从而计算出铁粉的含量。 【分析交流】 （6）同学们和老师一起对实验进行分析，认为进行实验时会有较大误差，其可能的原因是 。 【调整方案】 （7）称取脱氧剂样品2.80g，置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.04g，计算该脱氧剂中铁粉的质量分数（写出具体计算过程）。 任务四：活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果的影响 【进行实验】室温下，利用5g铁粉和10滴水，改变活性炭和氯化钠的用量（见表），用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，实验结果如图5、图6所示。 编号 铁粉/g 活性炭/g 氯化钠/g 1 5 0 1 2 5 0.75 0 3 5 0.75 1 4 5 1.5 1 5 5 a 2 （8）以实验3作为对照标准，则a= 。 （9）欲证明活性炭的量对脱氧效果的影响，需要做的一组实验是1，3和 。 （10）结合图6，可以得到的结论是 。 通过此次项目式学习，同学们认识到，学好化学知识，用好化学知识，能真正认识世界。 【答案】（1）氧气含量减小 （2）35 （3）吸收水分不足，反应不充分 （4）部分黑色粉末被吸起（答到有黑色粉末被吸起即可） （5）酒精燃烧也会生成二氧化碳 （6）加入的稀硫酸也占据了部分体积 （7）解：设该脱氧剂中铁粉的质量为x ， x=1.12g 铁粉的质量分数= 答：该脱氧剂中铁粉的质量分数为40% （8）0.75 （9）4 （10）在铁粉、水、活性炭质量相同时，氯化钠在0、1、2g时，（或“其它量相同时”）随着氯化钠用量的增加，脱氧反应速率加快 【详解】（1）根据图2分析，集气瓶②中氧气含量在下降，可作为判定铁粉发生脱氧反应的依据。 （2）根据图3中硅藻土用量在0.35g时，脱氧时间用时最小，此时为最佳用量。硅藻土的最佳用量比为。 （3）硅藻土的主要作用为吸附水分，硅藻土用量过少时，吸收水分不足，反应不充分。 （4）铁粉是黑色的，且铁粉能被磁铁吸引，故用剪刀剪开脱氧剂，倒在白纸上，观察颜色，用磁铁去充分吸引，现象是：部分黑色粉末被磁铁吸引。 （5）酒精燃烧生成二氧化碳和水，无法确定生成的二氧化碳是活性炭粉燃烧还是酒精燃烧生成的，故步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧。 （6）由于加入的稀硫酸也占据了部分体积，所以测得的氢气的体积偏大，故进行实验时会有较大误差。 （7）见答案。 （8）该实验探究活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果的影响，根据控制变量的原则及表中数据可知，实验1、3、4中氯化钠的质量均为1克，氯化钠的质量相同，活性炭质量不同，是探究活性炭用量对脱氧效果的影响；而实验2、3、5是控制活性炭的质量，探究氯化钠用量对脱氧效果的影响，则a=0.75。 （9）根据控制变量的原则及表中数据可知，实验1、3、4中氯化钠的质量均为1克，氯化钠的质量相同，活性炭质量不同，是探究活性炭用量对脱氧效果的影响。 （10）由图可以看出，相同条件下，2、3、5实验中活性炭用量相等时，氯化钠的质量越大，氧气含量越少，即脱氧反应速率越快。则可以得到的结论是：在铁粉、水、活性炭质量相同时，氯化钠用量在0、1、2g时，随着氯化钠用量增加，脱氧反应速率加快，故填：在铁粉、水、活性炭质量相同时，氯化钠用量在0、1、2g时，随着氯化钠用量增加，脱氧反应速率加快（答案合理即可）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴题05 实验方案的设计与评价 1.实验方案的设计内容 包括常见物质的制备、性质探究、组成分析、检验、分离或提纯，燃烧条件的探究和质量守恒定律的验证等 2.实验方案的设计思路 3.实验方案的设计方法 对比实验设计：实验设计的一种基本方法，有利于实验现象观察对比，有利于推理论证结论 控制变量实验设计：一个问题往往受多方面因素的制约，为了研究每一个因素对问题的影响程度，常常采取控制变量法逐个检验。 4.实验方案的评价角度 科学性：实验原理、实验方法、实验流程科学合理；安全性：保护人身、仪器、环境安全；可行性：实验方案切实可行，试剂、仪器、装置、条件经济可靠；简约性：设计简单易行、装置简单，实验操作简便，节省试剂，实验现象明显；创新性：多角度更有新意的设计。 5.燃烧条件的探究  实验方案及分析 实验方案 实验现象 分析 分别将一小块白磷和一小块红磷放在薄铜片上，另取一小块白磷放入热水中，如下图： ①薄铜片上：白磷燃烧，产生大量白烟，红磷没有变化 ②热水中，白磷没有燃烧 ①白磷、红磷都是可燃物，薄铜片上的白磷与O2接触，同时温度达到白磷的着火点，故白磷能够燃烧 ②薄铜片上的红磷与O2 接触，但温度没有达到其着火点，热水中的白磷温度达到了其着火点．但没有与O2接触，所以红磷和水中的白磷都不能燃烧 实验结论： 燃烧必须同时具备：①可燃物②氧气（空气）③达到燃烧所需的最低温度（着火点） 6.金属锈蚀条件的探究及实验改进 （1）实验原理 实验操作 Ⅰ.在第1支试管中放入一根铁钉,加入少量蒸馏水使铁钉的一部分浸在水中 Ⅱ.在第2支试管中放入一根铁钉,加入经煮沸并迅速冷却的蒸馏水浸没铁钉,再注入植物油,在水面上形成油层 Ⅲ.在第3支试管中加入少量氯化钙（氯化钙可吸收空气中的水蒸气）,放入一根铁钉,塞紧试管口 实验装置 实验结论 铁制品锈蚀的条件:同时与水和氧气接触  实验分析 （1）实验Ⅱ中使用煮沸过的蒸馏水的目的:除去水中溶解的少量氧气; 实验Ⅱ中加入植物油的目的:防止空气中的氧气进入水中； （2）实验Ⅲ的试管中放入氯化钙的目的:除去空气中的水蒸气； （2）装置改进 改变仪器，减少仪器数量 装置由4支试管变成一支U形管；实验装置简化，操作简单；钢丝棉替代铁钉，加速铁钉锈蚀，缩短实验时间。 改变仪器组合方式 改进后的实验现象明显，更易于观察，增强实验对比功能 改变密封方式 改用液封，比胶塞更加密闭，实验效果更佳 改变实验形式 增加探究实验的情境，使学生理解铁锈蚀条件的本质。 题型01 燃烧条件的探究 1．（2024·江苏无锡·一模）实验小组按如图所示微型实验装置探究燃烧的条件。下列说法错误的是 A．从装置①推入溶液可提供燃烧需要的氧气 B．实验中③处白磷燃烧表明其着火点为80℃ C．实验中②处白磷未燃烧表明未达到着火点 D．热水中白磷燃烧过程中发生了化学变化 题型02 金属锈蚀条件的探究 2. 铜制品在空气中会发生锈蚀[铜锈的主要成分是Cu2（OH）2CO3]。某化学兴趣小组欲通过实验探究“铜生锈是否需要空气中的二氧化碳？”如图所示实验中（试管内的“”均为铜片），只需完成实验 即可达到探究目的（填字母组合）。    题型03 金属活动性顺序的探究 3. 验证Cu、Fe、Al金属的活动性强弱，下列的实际组合实验方案不能达到实验目的是 。 A．FeSO4溶液、Al、Cu B．Al2（SO4）3溶液、稀盐酸溶液、Fe、Cu C．Al2（SO4）3溶液、FeSO4溶液、Cu D．AlCl3溶液、CuCl2溶液、Fe 题型04 催化剂的作用探究 4．（24-25九年级下·江苏徐州·阶段练习）以下是某研究小组探究影响H2O2分解速率部分因素的相关实验数据： 实验 序号 H2O2溶液 浓度/% H2O2溶 液体积 温度/℃ CuO的 用量 收集氧气 的体积 反应所需 的时间 ① 5 5 20 0.1 10 16.75 ② 15 5 20 0.1 10 6.04 ③ 15 5 55 0.1 10 4.21 ④ 15 5 55 0 10 30.76 则下列说法错误的是 A．对比实验①和②可知，H2O2溶液浓度越大，反应速率越快 B．对比实验②和③可知，温度越高，反应速率越快 C．实验③、④完全分解产生的氧气一样多 D．由上述实验数据可以得出CuO是过氧化氢分解的催化剂 题型05 实验探究的方法 5．（江苏盐城·一模）控制变量、设计对比实验是实验探究的重要方法。 （1）实验1中同时向烧杯中加入一粒相同大小的品红， 发现整杯水变红的时间热水比冷水短。这是因为 。 （2）实验2中使用白磷和红磷是为了对比 不同。 （3）实验3是大小、形状相同的Mg、 Zn、Fe、 Cu四种金属同时投入盐酸中发生的现象，金属周围的黑点表示生成的气体。下列结论不正确的是 （填字母）。 A铜不能置换出盐酸中的氢气 B四种金属中金属活动性最强的是Mg C等质量的锌和铁分别与足量的盐酸反应，生成气体质量: Zn比Fe多 1．（2024·江苏苏州·二模）某实验小组测得稀盐酸和氢氧化钠溶液反应的pH随时间变化曲线（图1）、电导率随时间变化曲线（图2）（电导率的数值越大，溶液的导电性越强）。下列说法正确的是 A．M点之前溶液中的离子总数变小 B．B点溶液中的溶质为NaCl C．该实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中 D．M点到N点溶液的电导率升高的原因可能是滴加的稀盐酸过量所致 2．（2024·江苏常州·二模）需要研究看不见的现象或不易测量的科学量时，必须设法寻找由该对象产生的各种可见的现象或效应，由此来判定该对象的存在、大小等情况，这种研究方法称为转换法。下列研究方法不属于转换法的是 A．通过酚酞变红色确认无色溶液的碱性 B．通过H2O分子模型认识H2O分子结构 C．用pH计的数值变化来确定酸碱中和是否恰好完成 D．向软瓶中加入CO2和NaOH，依据形变判断能否反应 3．（2024·江苏南京·一模）下列“家庭小实验”中，不能达到预期目的的是 A．用图甲所示实验来获得少量纯水 B．用图乙所示实验来制得少量炭黑 C．用图丙所示实验来推测鸡蛋壳中可能含有碳酸钙 D．用图丁所示实验来验证石墨具有导电性 4．（2024·江苏南通·一模）学习小组通过下列实验探究物质的燃烧 实验1：将蜡烛（足量）置于巒闭容器中燃烧至熄灭，同时用氧气传感器测定瓶内氧气的体积分数如题17图1所示。 实验2：如图2进行实验，可观察到纳米铁粉剧烈燃烧，生成黑色固体。 下列说法不正确的是 A．由实验1可知有氧气存在的情况下，蜡烛不一定能燃烧 B．实验1结束后，密闭容器中二氧化碳的体积分数约为84% C．实验2中激光笔起到了加热的作用 D．实验2中可能的反应为3Fe+2O2Fe3O4 5．（2024·江苏南通·一模）下列实验方案能达到实验目的的是 A．除去ZnSO4溶液中的CuSO4；在溶液中加入足量的Fe，过滤 B．干燥CO2气体；将气体通入装有烧碱固体的干燥管 C．探究红磷和白磷的着火点高低；按图1所示装置进行实验 D．探究水是否促进铁生锈；按图2所示装置进行实验 6．（2023·江苏泰州·模拟预测）实验室里区分下列各组物质的两个实验设计方案都合理的是 序号 A B C D 物质 棉纱线和羊毛线 氯化铵和碳酸氢铵 二氧化锰和氧化铜粉末 蒸馏水和氯化钠溶液 第一方案 观察颜色 分别取样，闻气味 观察颜色 分别取样，品尝味道 第二方案 分别取样，灼烧，闻气味 分别取样于试管中，加入适量稀盐酸，观察现象 分别取样于试管中，加入适量水，观察现象 分别取样于试管中，加入适量硝酸银溶液，观察现象 A．A B．B C．C D．D 7．（2022·安徽合肥·三模）合理设计实验是重要的实验技能，下列实验能达到实验目的的是 A． 图1：获取纯净的水 B． 图2：探究可燃物燃烧需要温度达着火点 C． 图3：探究二氧化锰是该反应的催化剂 D． 图4：收集氧气 8．下列实验方案设计合理的是 A．分离MnO2和KCl两种固体：加水溶解、蒸发、结晶、烘干 B．检验CH4中混有H2：点燃，在火焰上方罩一干冷的烧杯，观察现象 C．鉴别NH4Cl和NH4NO3两种固体：取样，加熟石灰混合研磨，闻气味 D．验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱：将洁净的铜丝分别放入硝酸银溶液和硫酸亚铁溶液中，观察现象 9．（2024·江苏连云港·二模）下列实验不能达到实验目的的是 A．鉴别硬水与软水 B．探究铁与锌的活动性强弱 C．探究燃烧需要达到着火点 D．探究温度对分子运动速率的影响 10．（2024·江苏南京·一模）下列实验设计不能达到实验目的的是 实验设计 实验目的 A．既可探究分子运动现象，又可说明氨水呈碱性 B．既可探究水的元素组成，又可说明正负极端产生气体的质量比约为1∶2 实验设计 实验目的 C．既可探究质量守恒定律，又可说明红磷燃烧放出热量 D．既可探究可燃物的燃烧条件，又可说明白磷的着火点比红磷的低 A．A B．B C．C D．D 11．（2024·江苏淮安·一模）下列方案设计能达到实验目的的是 A．①测定空气中氧气的含量 B．②比较MnO2和Fe2O3的催化效果 C．③探究溶剂种类对物质溶解性的影响 D．④探究燃烧的所有条件 12．（2024·江苏连云港·模拟预测）下列实验方案能达到实验目的的是 A．除去CO2中混有的CO：向混合气体中通入过量氧气后点燃 B．验证白磷的着火点低于红磷：按如图所示装置进行实验 C．测肥皂水的pH：用玻璃棒蘸取肥皂水滴到湿润的pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较 D．探究CO2的一些性质 13．（2024·江苏苏州·二模）将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是 A．草酸中的化合价是+3 B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含 C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有 D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气 14．（2024·江苏扬州·三模）在密闭容器中进行铁和硫酸铜溶液反应的数字化实验时，用传感器测得容器中的体积分数和溶液的pH随时间变化情况分别如图1、图2所示。下列说法不正确的是 A．该反应过程中有参与 B．该过程中溶液酸性不断增强 C．该反应过程中可能有生成 D．该过程中可能发生两个置换反应 15．（2024·江苏无锡·三模）实验小组进行水分解实验。请回答下列问题： 甲小组：传统电解水实验 （1）电解水反应的化学方程式为 。 （2）为研究影响电解水反应速率的因素，甲小组进行实验探究，数据记录如下表： 实验编号 温度（℃） NaOH溶液浓度（%） 负极气体体积（mL） 正极气体体积（mL） 电解时间（s） 实验1 20 2% 20 9.8 54.0 实验2 20 5% 20 9.8 36.2 实验3 30 2% 20 9.9 X 实验4 30 5% 20 9.9 35.4 甲组同学画出水分解的微观示意图，如图。结合上表数据分析。 ①相同条件下气体的体积主要与气体物质的分子 有关。 ②实验3的电解时间“X”可能是 （填序号）。 a．32.4                b．35.2                c．50.2               d．55.6 （3）乙小组：水热解实验  高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图。图中曲线B对应的微粒是 （填符号）。 （4）有关甲、乙组实验说法错误的是 （填序号）。 a．甲组中NaOH溶液起催化作用 b．甲组中正极气体各组数据差异可能受温度影响 c．通过甲、乙组实验，均能证明水不是一种元素组成 16．（2023·江苏扬州·模拟预测）钠的化合物中氢氧化钠、碳酸钠是重要的化工原料。兴趣小组对钠及其化合物展开了系列探究。 （一）探究氢氧化钠的变质及提纯 （1）氢氧化钠久置在空气中易变质，写出NaOH在空气中变质的化学方程式 。 （2）氢氧化钠与碳酸钠的溶解度曲线如图1所示，从含少量碳酸钠杂质的氢氧化钠固体中提纯氢氧化钠的方法是 （填字母）。 A．把固体溶解后过滤 B．较高温度下溶解，然后冷却热饱和溶液 C．溶解，滴入适量氯化钡溶液后过滤，把滤液蒸发结晶 D．溶解，滴入适量石灰水后过滤，把滤液蒸发结晶    （二）探究碳酸钠与盐酸的反应历程 往密闭容器内的碳酸钠溶液中逐滴加入盐酸，得到如图2所示的曲线合并图（左纵坐标为二氧化碳的体积分数，右纵坐标为溶液的pH），从溶液pH曲线的突降次数，说明盐酸和碳酸钠反应分两步进行，且第一步几乎无气泡产生，第二步为复分解反应。 （3）反映二氧化碳含量变化的曲线是 （填“a”或“b”）。 （4）当溶液pH约为 时，溶液中开始有大量CO2生成。 （5）当滴入盐酸60 mL时，溶液中所含盐类溶质主要为NaCl和 （填化学式）。 17．（2022·江苏无锡·一模）甲乙两位同学用下图所示装置进行实验，验证二氧化碳与氢氧化钠、氢氧化钙都能发生反应。（M中盛放的是氢氧化钠溶液，N中盛放的是氢氧化钙溶液）      （1）甲同学先关闭K，缓缓通入二氧化碳 ，M、N中均无 变化。 （2）甲同学再打开K，继续通入二氧化碳，N中的现象为 反应的化学方程式为 。乙同学认为：通常状况下，1体积的水约能溶解1体积二氧化碳，因此上述实验不足以证明二氧化碳能与氢氧化钠发生了反应。 （3）乙同学用洗涤干净的上述装置重新实验，分别量取50 mL上述溶液放入M、N中，关闭K，缓缓通入二氧化碳，并实时记录通入二氧化碳的体积，当看到现象是 说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应。实验中带孔玻璃球泡的作用是 。 18．（2025·安徽阜阳·一模）我国高铁创造的中国速度令世界瞩目，学习小组对高铁建设中的钢铁锈蚀展开了探究。 实验一：探究铁锈蚀的基本条件。 （1）一周后观察，试管①和②中的铁钉无明显变化，试管③中的铁钉生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。④中铁钉锈蚀更严重，说明食盐能够 （填“加快”或“减慢”）铁生锈。 （2）试管②中加入的蒸馏水要事先煮沸并迅速冷却，其目的是 。 实验二：探究食盐水浓度对铁腐蚀速率的影响 用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入2mL20℃不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度的降低值，数据如下表所示： 实验组 实验① 实验② 实验③ 实验④ 生铁粉末质量 3.5g 3.5g 3.5g 3.5g 食盐水浓度 4% 8% 16% 24% 3min时瓶内氧气浓度降低值 2.04% 2.44% 2.72% 3.01% （3）分析数据可得到的实验结论是 。 （4）比较铁腐蚀速率，除了采用3min时瓶内氧气浓度降低值外，还可以比较 。 （5）有同学提出，还可以测定20℃、食盐水浓度为30%时铁腐蚀的速率，你认为方案是否可行并说明理由 （20℃时，氯化钠的溶解度为36g）。 兴趣小组又测定了相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液对铁腐蚀速率的影响，实验数据如图所示。 （6）对铁钉腐蚀速率的影响 （填“>”、“=”或“<”）。 （7）曲线先陡后缓说明铁生锈速率的规律是 。 （8）氯化铵溶液对铁钉腐蚀速率的影响最大，有同学认为氯化铵溶液呈酸性，请你设计实验检验。你的实验方案： 。 19．（2024·江苏泰州·三模）食品脱氧剂能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气，其主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠等。兴趣小组对某品牌的脱氧剂展开如下探究。 任务一：探究脱氧原理和硅藻土的最佳用量比 （1）按图1装置进行实验，利用氧气传感器测定密闭容器中氧气的含量变化，如图2所示。 结合图2分析，集气瓶②中铁粉发生脱氧反应的依据是 。 （2）脱氧剂中通常会加入一定量的硅藻土，主要作用是吸附水分，同时疏松配料，使铁粉更易与氧气接触。室温下，在一定量的脱氧剂中加入不同质量的硅藻土，测定密闭容器中氧气耗尽所需要的时间，如图3所示。图3是1.0 g脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图，可知：硅藻土的最佳用量比是 %。（用量比=） （3）硅藻土含量通常控制在最佳用量比，高于或低于最佳量时，脱氧速度均会减慢。请分析可能的原因：硅藻土用量过少时 。 任务二：验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭 【进行实验】 （4）请完善下面表格。 步骤 现象 结论 步骤1；用剪刀剪开脱氧剂，倒在白纸上，观察颜色，用磁铁去充分吸引     脱氧剂中含有铁粉 步骤2：取步骤1中剩下的黑色固体少许，放在坩埚（耐高温仪器）中，坩埚上面盖一片内壁沾有石灰水的玻璃片，用电炉灼烧 黑色粉末燃烧，石灰水变浑浊 脱氧剂中含有活性炭粉 【交流反思】 （5）步骤2中用电炉灼烧而不用酒精灯灼烧的原因是 。 任务三：测定脱氧剂中铁粉的含量 兴趣小组欲测定脱氧剂中铁粉的含量，利用如图4所示装置（气密性良好）进行测定，已知氢气的密度为0.0899g/L。 【进行实验】 ①称取一定质量的脱氧剂置于烧瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。 ②打开分液漏斗活塞，慢慢加入稀硫酸，至不再产生气泡，关闭活塞。 ③读出量筒内水的体积，即为氢气的体积，从而计算出铁粉的含量。 【分析交流】 （6）同学们和老师一起对实验进行分析，认为进行实验时会有较大误差，其可能的原因是 。 【调整方案】 （7）称取脱氧剂样品2.80g，置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.04g，计算该脱氧剂中铁粉的质量分数（写出具体计算过程）。 任务四：活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果的影响 【进行实验】室温下，利用5g铁粉和10滴水，改变活性炭和氯化钠的用量（见表），用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量变化，实验结果如图5、图6所示。 编号 铁粉/g 活性炭/g 氯化钠/g 1 5 0 1 2 5 0.75 0 3 5 0.75 1 4 5 1.5 1 5 5 a 2 （8）以实验3作为对照标准，则a= 。 （9）欲证明活性炭的量对脱氧效果的影响，需要做的一组实验是1，3和 。 （10）结合图6，可以得到的结论是 。 通过此次项目式学习，同学们认识到，学好化学知识，用好化学知识，能真正认识世界。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$