实验设计及实验方案的评价练习卷

1．下图是初中化学常用的实验装置，请根据实验要求选择适当的装置完成相关问题。

（1）写出编号仪器名称：b______

（2）实验室欲用稀硫酸和锌粒制取并收集干燥的氢气，应选用的装置依次为____(填仪器编号），写出反应的化学方程式______如果用稀盐酸来代替稀硫酸制取氢气，会带来的不利后果是____

（3）用以上选择的发生装置还可以制备O2，该反应的化学方程式是______，如果选用排空气集气法收集，应该选用的装置是_____(填序号），理由是_____。

【答案】  集气瓶  B F  E  Zn+H2SO4=ZnSO4+H2  制得的氢气不纯  2H2O22H2O+O2  D  (同温同压下）氧气密度比空气密度大

2．某兴趣小组同学将CO2分别通入澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,观察到前者变浑浊,后者无明显现象。为探究CO2和NaOH是否发生了化学反应,王强设计了如图所示的A、B两个实验方案,验证CO2与NaOH溶液发生了化学反应。实验现象为A中试管内液面上升,B中气球胀大。

①王强认为上述实验是可行的,其共同原理是_____________________。

②李莉提出质疑,她认为上述实验不严谨,其理由是________________；

要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的对比实验是_______________。

③你认为两实验中存在安全隐患的是_____(填代号)，理由是__________。

④请写出二氧化碳与氢氧化钠反应的方程式：_________________。

【答案】  氢氧化钠溶液与CO2发生反应,使容器内气压降低  CO2能溶于水,也能使容器内气压降低  将氢氧化钠溶液换成等体积的水  A  氢氧化钠有腐蚀性,易伤到手  CO2+2NaOH====Na2CO3+H2O

3．某兴趣小组的同学发现鸡蛋壳接触白醋后会产生大量气泡．该小组同学进行了如下探究．

【查阅资料】

鸡蛋壳的主要成分是CaCO3，含量在98%左右；白醋是烹调用的酸味辅料，色泽透亮、酸味醇正，除了醋酸和水之外几乎不含其他成分．醋酸的化学式为CH3COOH，可用HAc来简单表示其化学式．

【提出问题】产生的气体是什么？

【猜想与假设】小华说：可能是CO2、O2、CO、H2、N2、SO2．

小明说：不可能含有大量的N2、SO2，因为________．

该小组同学认为：该气体 可能含有CO2、O2、CO、H2中的一种或两种．

【进行实验】

（1）由实验①可知，该气体中肯定含有____，写出该反应的化学方程式___．

（2）由实验②并不能确定该气体中不含O2，理由是______．

（3）由实验③可知该气体中不可能存在大量的_____．

（4）同学们通过查阅资料发现，鸡蛋壳中的碳酸钙能与白醋反应的化学方程式为：CaCO3+2HAc=Ca(Ac)2+_____+CO2↑

【答案】  根据质量守恒定律(或化学反应前后元素种类不变)，反应物中不含有氮元素和硫元素  CO2  Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O  当氧气含量过少时，带火星的木条也不能复燃  CO、H2  H2O

4．一包干燥的红色粉末，由Cu、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。下面是同学们的探究过程，请你参与并回答有关问题。

【提出问题】

猜想①：只有Cu   猜想②：只有Fe2O3

猜想③：只有Fe(OH)3 猜想④：是Fe(OH)3和Fe2O3的混合物

猜想⑤：是Cu、Fe2O3的混合物   猜想⑥是____的混合物

【查阅资料】

（1）2Fe(OH）3Fe2O3+3H2O

（2）Cu溶解在Fecl3溶液中，得到FeCl2和CuCl2

[实验探究]

（3）甲同学进行下列实验，请你填写表中空白处。

（4）在甲同学实验的基础上，乙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末10.0g装入硬质玻璃管中，按右图装置进行实验。实验时发现澄清石灰水变浑浊，证明红色粉末中含有Fe2O3硬质玻璃管中发生反应的化学方程式是______反应完全后测得石灰水质量增加6.6g(假定CO足够多，石灰水足量，产生气体全部被吸收)则请计算出该红色粉末中各成分的质量____

【反思评价】丙同学指出：从环保角度，乙同学的实验装置有严重不足之处。请提出你的具体改进措施及原因：________________

【答案】  Cu，Fe(OH)3  Fe(OH)3  ②或⑤  Fe2O3+6HCL=2FeCL3+3H2O   Cu+2FeCL3=2FeCL2+CuCL2  Fe2O3+3CO3CO2+2Fe  Cu  2g    Fe2O3  8g  应该将通过澄清石灰水的气体导到酒精灯火焰上燃烧掉或收集起来，以避免未反应的CO污染空气。

5．某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下生成的气体产物的成分，提出了如下猜想：a．可能是二氧化碳 b．可能是一氧化碳。并设计如下图所示装置进行实验，预期的实验现象及结论如下：

Ⅰ．若澄清的石灰水变浑浊，则气体为二氧化碳；Ⅱ．若澄清的石灰水不变浑浊，则气体为一氧化碳．请你分析并回答：

（1）该同学的猜想是否严谨？请你说明理由：_________ ；___________ ；

（2）假设生成的气体是二氧化碳，请写出有关反应的化学方程式：

__________________，__________________。

（3）该实验装置存在的缺陷是________________________；

（4）反应结束时，停止实验的操作步骤是________________________；

（5）实验后发现试管①内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物，清洗试管①的方法是_______________________。

【答案】  不严谨  气体产物可能是 CO和 CO2的混合物  C + 2CuO2Cu + CO2↑  CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O  没有尾气处理装置  先将导管移出水面，再熄灭酒精灯  在试管①中用足量稀盐酸清洗。

6、在拓展性课程活动中，小明利用以下常见物品验证酸的一些性质：

白醋（含3%的醋酸）、食品干燥剂（主要成分是CaO）、鸡蛋壳、牵牛花汁液、铁钉、苏打（碳酸钠）。

【查阅资料】牵牛花汁液在酸性溶液中显红色，在中性溶液中显紫色，在碱性溶液中显蓝色。

【实验过程】   

（1）在鸡蛋壳上滴加白醋，产生无色、无味的气体，该气体能使澄清石灰水变浑浊。则鸡蛋壳中一定含有________。（用离子符号表示）   

（2）小明知道酸能够与铁发生反应产生氢气，但当他将足量的白醋加入放有铁钉的容器中，没有看到明显的气泡产生。小明很疑惑，于是提出猜想：气泡不明显可能与酸的浓度有关。 要验证与酸的浓度有关，应选择下例试剂中的       。（选填编号）       

A、3%的盐酸     B、5%的醋酸    C、5%的盐酸

（3）小明利用已有物品还想验证酸与碱的反应，请你帮助完成下列实验设计。

【评价反思】科学来源于生活，生活中的许多事物能更好地帮助我们学习和理解科学。   

【答案】（1）（2）B（3）再逐滴加入白醋至过量                   

7、钙元素是一种重要的金属元素，它形成的物质种类很多。

（1）氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂。

某实验探究小组的同学通过查阅资料得知：CaH2能与H2O反应生成Ca(OH)2和H2，请你写出该反应的化学方程式                                。

（2）生石灰溶于水可制得熟石灰，该反应过程中能量的变化是           （填“吸热”或“放热”），实验室可以用        测定其溶液的酸碱度。

（3）实验探究小组同学将Na2CO3溶液滴加到Ca(OH)2溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙。

【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？

【做出猜想】猜想一：NaOH               猜想二：NaOH和Ca(OH)2

           猜想三：NaOH和 ①         猜想四：NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2

经过讨论，大家认为猜想四不合理，原因是 ②        。

【实验过程】

【拓展延伸】在分析化学反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外还需考虑 ⑥       。

【答案】（1）CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑。（2）放热，pH试纸。（3）①氢氧化钠和氢氧化钙；②Na2CO3和Ca(OH)2因反应而不共存，；③没有白色沉淀生成；④盐酸，猜想三，反应物是否有剩余。

8、化学试剂厂三个车间排放的废液中分别含有的溶质如下：

按照不同的方式处理，可以得到不同化学产品，从而充分利用资源，变废为宝．

（1）方案一，甲车间废液中加入适量的Na2CO3 溶液，可分离回收Ba（OH ）2 和 NaOH，写出该反应的化学方程式                          ．

（2）方案二，乙、丙两车间的废液按适当比例混合后，可得到一种溶质为        的中性溶液．

（3）方案三，将三个车间的废液样品混合，过滤．得到无色溶液和白色沉淀．无色溶液中一定含有NaCl，为确定可能含有的溶质，设计下列实验，其中能达到目的是      ．

A． 若只加入MgSO4 溶液，能观察到明显现象

B． 若加入过量的Na2CO3 溶液后，再滴加石蕊溶液，都能观察到明显现象

C． 若加入过量的中性BaCl2 溶液后，再滴加酚酞溶液，都能观察到明显现象

（4）方案四，按照下列方式将三个车间的废液按适当比例混合（假设能反应的物质均恰好完全反应，且中间过程未过滤），最终只生成BaCO3 沉淀和NaCl 溶液的是      ．

【答案】（1）Na2CO3+Ba（OH）2═BaCO3↓+2NaOH（2）氯化钠（3）A（4）B

9、某实验小组的甲、乙两同学围绕Na2CO3进行了如图一所示的实验．实验结束后，丙同学把A、B两支试管中的物质倒入同一洁净的烧杯中（如图二），充分混合后发现白色沉淀明显增加．

（1）甲同学的实验完成后，A试管一定有剩余的物质是             ．

（2）乙同学的实验发生的化学方程式是                     ．

小组同学将C中液体过滤后，对所得滤液的主要成分进行了如下探究：

【猜想与假设】实验小组的同学对滤液的成分作出了如下猜想：

猜想一：滤液中的溶质是NaCl、Na2CO3

猜想二：滤液中的溶质是NaCl、CaCl2

猜想三：滤液中的溶质是NaCl、CaCl2、HCl

猜想四：滤液中的溶质是NaCl

【讨论与交流】通过认真讨论，小组同学排除了其中一种不合理的猜想．

（3）你认为不合理的猜想是          ，理由是                                     ．

【进行实验】丁同学取少量滤液置于试管中，向试管中滴加一种物质，发现有无色气泡生成．

（4）你认为丁同学向滤液中滴加的物质是                  ．

【实验结论】通过探究，小组同学得出了猜想一是正确的结论．

【答案】（1）碳酸钠（2）Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl（3）猜想三          甲同学的实验完成后，A试管中的盐酸完全反应（4）稀盐酸或稀硫酸

10、某同学查阅资料得知，实验室常用电石（主要成分CaC2）与水反应制取乙炔（C2H2），反应的化学方程式为：CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑（电石中的杂质不溶于水且不与水反应，也不与Na2CO3反应）。在实验室中，该同学把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，并对滤液的成分进行探究。

[提出问题]：滤液中溶质的成分是什么？

[猜想与假设]：猜想一：NaOH、Na2CO3   猜想二：NaOH   猜想三：NaOH、Ca(OH)2

[分析与推理]：

分析一：若猜想一成立，说明实验中加人的CaC2量少，CaC2与水反应生成的Ca(OH)2与Na2CO3反应后，Na2CO3剩余。

分析二：若猜想二成立，说明实验中加人的CaC2与水反应生成的Ca(OH)2与Na2CO3恰好完全反应。

分析三：若猜想三成立，说明实验中加人的CaC2量多，CaC2与水反应生成的Ca(OH)2与Na2CO3反应后，Ca(OH)2剩余。

由以上分析可推知：反应后滤液中一定存在的溶质是____① ___（①②③填化学式），可能存在的溶质是___② __和___③ ___。对可能存在的溶质，需进一步实验验证。

[设计并实验]：

[拓展延伸]：

若向CuCl2溶液中加人少量CaC2，充分反应，可观察到有气泡产生，同时出现蓝色的___⑦ ___ （填化学式）沉淀。

实验室保存电石应注意___⑧ ___。

【答案】 ①NaOH  ②Na2CO3   ③Ca(OH)2  ④一   ⑤有白色沉淀生成    ⑥Ca(OH)2+ Na2CO3= CaCO3↓+2NaOH  ⑦Cu(OH)2   ⑧防潮