【决胜】（压轴题）中考化学 专题13 实验方案的改进（含解析）.doc

专题13 实验方案的改进1（2013无锡）在今年的化学活动周中，某校兴趣小组同学在（培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究）课题组老师的指导下，将课本“测定空气中氧气的含量”实验装置（如甲图）改进为新的实验装置（如乙图），改进后的实验装置相当于原装置，以下评价不恰当的是（）a反应容器体积小，药品消耗少b装置简洁，减少了甲图装置中导管引起的误差c白磷比红磷着火点高，使用更安全d容器内径相等，易准确推算出空气中氧气的含量【答案】c【解析】试题分析：a、通过装置可以看出，乙装置的反应容器体积小，里面密封的空气就少，则药品消耗少的说法正确；b、乙装置比较简洁，空气只存在于注射器内，而甲装置的气体除了集气瓶内的外，导气管中也含有气体，因此可以减少甲图装置中导管引起的误差的说法正确；c、着火点是物质的一种性质，白磷比红磷着火点低，故说法错误；d、乙容器内径相等，通过注射器上的刻度易准确推算出空气中氧气的含量的说法正确；故选项为：c2【2014年四川省内江市】1）已知白磷和红磷的着火点分别为40、240某学习小组按照图所示装置去探究燃烧的三个条件，通过多次实验，他们对燃烧的三个条件始终未能探究全面，你认为他们不能探究到的燃烧条件是 （2）“火立熄”是一种新型的家用灭火用品，它接触到火焰35秒后炸开，释放的粉末覆盖在燃烧物上，同时放出不可燃气体使火焰熄灭，其灭火原理是 【答案】(1) 物质具有可燃性(2) 隔绝氧气. 【解析】 试题分析：燃烧的条件是：物质具有可燃性，与氧气接触，温度达到可燃物的着火点，三者必须同时具备，缺一不可；灭火的方法有：移走可燃物，隔绝氧气，降低温度到可燃物的着火点以下（1）白磷和红磷都属于可燃物，因此不能探究到的燃烧条件是物质具有可燃性；若要探究物质具有可燃性是燃烧的条件，应该设计对比试验，即选择一种可燃物和一种非可燃物（2）释放的粉末覆盖在燃烧物上，能使可燃物与氧气隔绝，从而达到灭火的目的考点：燃烧与燃烧的条件；灭火的原理和方法3【2014年贵州省黔东南州市】学习了co2的有关知识后，同学们查阅资料发现mg能在co2中燃烧：2mg+co22mgo+c，所以镁着火不能来co2来灭火，但没有找到有关na能否与co2反应的介绍于是同学们展开了钠着火能否用co2来灭火的探究【提出猜想】钠能发生类似于co2与镁的反应，可能的化学方程式为_【实验】将燃着的钠伸入装有co2的集气瓶中，钠能在集气瓶中继续燃烧进一步【查阅资料】得知：na2o是白色固体，能与co2反应生成na2co3，也能与h2o反应生成naohba（oh）2溶于而baco3不溶于水na2co3的存在会干扰naoh的检测基于以上资料，同学们认为钠在co2中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：na2o、c；_、c；naoh、c；na2o、na2co3、c通过理论分析，猜想_（填序号）肯定错误的，理由是_【验证猜想】步骤实验操作主要实验现象结论（燃烧产物判断）（1）将产物溶于适量水中部分溶解，试管底部有黑色固体燃烧产物中肯定有c（2）取少量（1）所得上层溶液，加入过量的bacl2溶液_燃烧产物中肯定有na2co3（3）取少量（2）所得上层清液，加入_溶液有蓝色沉淀生成燃烧产物中肯定有_在步骤（2）中bacl2溶液为什么要加入至过量？其原因是：_【结论】猜想_（填序号）是正确的【答案】【提出猜想】4na+co22na2o+c；【实验】na2co3；naoh中有氢元素而反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律可知错误；【验证猜想】步骤实验操作主要实验现象结论（燃烧产物判断）（1）（2）有白色沉淀生成（3） cuso4（或cucl2）na2o完全除去na2co3，以免na2co3干扰naoh的检验；【结论】 【解析】 试题分析：【提出猜想】钠能发生类似于co2与镁的反应，故可用类比的方法书写其发生的化学方程4na+co22na2o+c【实验】将燃着的钠伸入装有co2的集气瓶中，钠能在co2中继续燃烧进一步查阅资料得知：na2o是白色固体，能与co2反应生成na2co3，与h2o反应生成naohba（oh）2溶于水而baco3不溶于水na2co3的存在会干扰naoh的检测基于以上资料，同学们认为钠在co2中燃烧的产物应该与mg在co2中燃烧的产物情况有所不同，并对产物提出了以下几种猜想：na2o、c；na2co3、c；naoh、c；na2o、na2co3、c；通过理论分析，猜想：肯定是错误的，理由是：naoh中有氢元素而反应物中没有氢元素，根据质量守恒定律可知错误【验证猜想】由操作和现象，得出结论；或由操作和结论，推测现象；或由现象和结论，推测操作：故步骤实验操作主要实验现象结论（燃烧产物判断）（1）将产物溶于适量水中部分溶解，试管底部有黑色固体燃烧产物中肯定有c（炭）（2）取（1）所得少量上层清液，加入过量的bacl2溶液有白色沉淀生成燃烧产物中肯定有na2co3（3）取（2）所得少量上层清液，加入 cuso4（或cucl2）溶液有蓝色沉淀生成燃烧产物中肯定有 na2o在步骤（2）中bacl2溶液要加入至过量，目的是完全除去na2co3，以免na2co3干扰naoh的检验【结论】通过实验验证可知猜想正确 考点：化学实验探究4（2013无锡）利用如图装置进行“硫燃烧”的实验：用气卿不断地向弯型具支试管中鼓入空气，同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧，移去酒精灯，可观察到微弱的淡蓝色火焰；然后停止鼓入空气，再用酒精灯给高锰酸钾加热，使硫在纯氧中继续燃烧，观察到 火焰用烧杯中的氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化硫得到亚硫酸钠（na2so3）和水，该反应的化学方程式为 ，该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于 【答案】明亮的蓝紫色；2naoh+so2na2so3+h2o；进行硫粉在空气和氧气中燃烧的对比实验【解析】试题分析：（3）硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，放出热量，产生刺激性气味的气体；氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化硫得到亚硫酸钠和水，反应的方程式为：2naoh+so2na2so3+h2o；该装置能够通过空气和氧气与硫粉的接触进行对比现象的不同，又有效的防止了空气的污染5阅资料，设计如图所示实验（实验开始前弹簧夹都处于关闭状态）资料：膨松剂在面包制作过程中发生化学反应；2nahco3na2co3+h2o+co2； nh4hco3 nh3+h2o+co2；通常状况下，1体积水溶解700体积氨气，氨气溶于水所得溶液为氨水（1）是否需要将装置b中的水换成澄清石灰水，说明理由（2）如果没有装置c，可能会对实验造成的影响是什么？（3）利用上述装置验证膨松剂的成分，简述实验操作及判断依据【答案】（1）不需要，水的作用是判断反应是否进行完全（没有气泡说明反应完了）；（2）d装置中可能看不到变红现象，不能判断有氨气生成；（3）关闭k2，打开k1，充分加热，d中酚酞变红，说明有氨气生成，根据化学反应中元素种类不改变可以判断膨松剂中有碳酸氢铵存在然后关闭k1，打开k2，当b中水里没有气泡时，试管中有剩余固体存在，因为碳酸氢铵分解后无固体，所以可以说明有碳酸氢钠存在【解析】试题分析：（1）膨松剂分解产生了二氧化碳气体，这样通过b中水即可产生气泡，当不再产生气泡时则说明反应完全，所以无需将装置b中的水换成澄清石灰水；（2）d装置的作用是用来检验是否产生氨气的，而二氧化碳溶于水形成碳酸，可以和氨水发生反应，从而可能看不到d装置中的现象，而c装置中的氢氧化钠和氧化钙可以吸收二氧化碳，从而避免了二氧化碳干扰实验现象；（3）根据上述分析结合实验目的可以知道，若验证膨松剂的成分，应该进行的实验操作为：关闭k2，打开k1，充分加热，d中酚酞变红，说明有氨气生成，根据化学反应中元素种类不改变可以判断膨松剂中有碳酸氢铵存在然后关闭k1，打开k2，当b中水里没有气泡时，试管中有剩余固体存在，因为碳酸氢铵分解后无固体，所以可以说明有碳酸氢钠存在6（2013大连）取铜、锌混合粉末，在空气中充分灼烧后，加入稀硫酸至固体恰好溶解，再加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液（1）滤渣中一定有铜；滤液中溶质一定有硫酸锌、硫酸亚铁（2）设计实验方案，探究滤渣成分和与滤渣成分对应的滤液中溶质成分，写出实验操作、预期现象及结论【答案】（1）铜；硫酸锌、硫酸亚铁；（2）向滤渣中加盐酸若有气泡，滤渣为铜和铁，则滤液为硫酸锌和硫酸亚铁；若滤渣中加盐酸无气泡，滤渣为铜，再向滤液中加铁片，有红色固体出现，滤液为硫酸锌和硫酸亚铁、硫酸铜；没有红色固体出现，滤液为硫酸锌和硫酸亚铁（2）根据“在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在氢后面的金属则不能与酸反应”，我们可以利用向滤渣中加入稀盐酸的办法，通过反应是否有气泡生成来判断滤渣中是否含有铁；根据“在金属活动性顺序中，位置靠前的金属一般可以将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来”，我们利用铁与硫酸铜溶液反应时，有红色固体出现这一现象来确定反应后的滤液中是否还含有硫酸铜溶液7（2013连云港）某研究性小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范），装置a中发生反应的化学方程式为 ，洗气瓶b中浓硫酸的作用为 【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实测得：的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；装置d的干燥管的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中h、o元素的质量比为，由水的化学式算得h、o元素的质量比为 【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是 （假设生成的水完全被d中碱石灰吸收，装置内空气的水蒸气、co2忽略不计）小姐同学用改进的装置重新实验得到了正确结果 【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体 b以外，溶液的颜色有无色变为蓝色【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？【查阅资料】cuo被还原的过程中会有cu2o生成，cu2o也能被还原成cu； 固体是红色的，它与稀硫酸的反应为cu2o+h2so4=cuso4+cu+h2o 【得出结论】红色固体a中含有cu2o 【分析交流】红色固体a中含有cu2o 是否会影响水测定结果 （填“影响”或“不影响”） 【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想是：是cu2o 和cu； 猜想是 【拓展猜想】丁同学想利用改进后装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法来确定哪种猜想成立，他已称得：玻璃管的质量；反应前后红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量 的质量 【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立 【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后，得到红色固体b为2g假如3.6g红色固体a都是cu2o，请你计算出生成铜的质量（利用cu2o+h2so4=cuso4+cu+h2o进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际的固体2g进行比较，判断猜想 成立（填或）【答案】【设计方案】zn+h2so4zno4+h2，吸收水【实验探究】11：80， 1：8 【分析交流】 在d装置后面再连接一个干燥管 【分析交流】 不影响 【提出猜想】 cu2o【拓展猜想】 d装置 【定量分析】 【解析】试题分析：【设计方案】锌和稀硫酸反应能生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：zn+h2so4zno4+h2故填：zn+h2so4zno4+h2洗气瓶b中浓硫酸的作用是吸收水故填：吸收水【实验探究】用此数据算得水中氧元素的质量是1.6g，氢元素的质量是1.82g1.6g=0.22g，则水中h、o元素的质量比为：0.22g：1.6g=11：80，由水的化学式算得h、o元素的质量比为：（12）：（161）=1：8故填：11：80；1：8【分析交流】因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管，影响了结果，所以应该在d装置后面再连接一个干燥管，这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入d中故填：在d装置后面再连接一个干燥管【分析交流】红色固体a中含有cu2o不影响水测定结果，因为玻璃管中固体减少的质量就是生成的水中氧元素的质量，和固体的成分无关故填：不影响【提出猜想】猜想应该是氧化亚铜故填：cu2o【拓展猜想】因为完全反应后铜的质量通过称量可以计算出来，如果知道反应生成的水的质量，根据化学方程式可以求出反应生成铜的质量，再和通过称量计算出的铜的质量比较，就可以确定固体的组成故填：d装置【定量分析】设3.6g红色固体a都是cu2o，则完全反应后生成铜的质量为x，cu2o+h2so4=cuso4+cu+h2o 144 64 3.6g x=x=1.6g，与得到的红色固体2g不符，说明红色固体中含有氧化亚铜和铜故填：8（2013贵州贵阳）某小组同学用盐酸和氢氧化钙，对酸和碱的中和反应进行探究请你参与甲同学向装有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸，无明显现象结论：两种物质未发生反应。乙同学向滴有酚酞的氢氧化钙溶液的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由 色变为无色。结论：两种物质发生了反应反应的化学方程式为 。大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应，并对甲的实验继续探究。提出问题甲实验后的溶液中有什么溶质？作出猜想猜想一，只有cacl2；猜想二有cacl2和ca（oh）2；猜想三，有cacl2和hcl。实验探究为验证猜想，丙同学设计了方案1和方案2，并按方案进行实验。方案编号方案1方案2方案3实验操作（分别取少量甲实验后的溶液于试管中）实验现象对比标准比色卡：ph7产生白色沉淀实验结论溶液中有hcl溶液中有cacl2实验结论丙认为猜想三正确。实验评价丙的实验操作和方案中有不足之处，其不足之处是 。大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为 。实验拓展为节约资源和避免实验废液对环境污染，小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合（混合时未见明显现象），并对混合液中的盐分离回收，请将相关内容填入下表。要分离的盐所用试剂主要操作 【答案】红；ca（oh）2+2hcl=cacl2+2h2o；实验评价：方案1中使用ph试纸的操作不对；方案2中加agno3产生白色沉淀说明溶液中有cl，不能说明只有氯化钙；先有气体产生，后有白色沉淀生成；实验拓展：要分离的盐所用试剂主要操作cacl2、naclna2co3，hcl混合物中加入na2co3溶液至不再产生沉淀，过滤，将滤液蒸发即得nacl；将过滤后的固体加稀盐酸至不再产生气体，对溶液加热蒸发即得cacl2【解析】试题分析：酚酞试液遇碱性溶液显红色，所以向滴有酚酞的氢氧化钙溶液的试管中慢慢滴加盐酸，溶液由红色变为无色，说明两种物质发生了反应，其中氢氧化钙溶液和盐酸反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为ca（oh）2+2hclcacl2+2h2o；实验评价：用ph试纸测定溶液酸碱性时不能将ph试纸直接伸入待测液中，所以方案1中使用ph试纸的操作不对；方案2中加agno3产生白色沉淀只能说明溶液中有cl，不能说明只有氯化钙；根据碳酸钠溶液和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体以及碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，所以方案3即证明了猜想三正确，其实验中应观察到的现象为先有气体产生，后有白色沉淀生成；实验拓展：方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合，混合时未见明显现象说明没有碳酸钠，所以这时溶液中溶质为氯化钙和氯化钠，把氯化钙和氯化钠分离可以加入过量的碳酸钠溶液，充分反应后过滤，将滤液蒸发即得nacl；将过滤后的固体加稀盐酸至不再产生气体，对溶液加热蒸发即得cacl2。9（2013江苏常州）某同学利用以下药品：长、宽和厚度均相同的锌片、铁片和铜片，稀硫酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、锌粉，验证锌、铁、铜的金属活动性顺序。（1）实验前，用砂纸打磨金属片的目的是： ；（2）根据实验目的，该同学设计了实验、两中合理的方案，如图i所示：若x、y是两种不同的试剂，则x、y中溶质的化学式依次为 、 ；（3）该同学将硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液混合在一起，溶液呈现为青色。a向混合液中加入过量锌粉，搅拌，溶液颜色的变化应为：青色变浅至 色，最终变为无色。b向混合液中插入锌片，待其浸没部分表面完全变色后，溶液仍为青色，取下锌片表面附着的粉末，以检验其组成为铁和铜。粉末中存在铁的原因：反应生成了铁，写出该反应的化学方程式： ； ；（4）如图所示，该同学用导线将锌片和铜片连接起来，接入电流表，然后把它们一起插入硫酸铜溶液中，该实验的现象为：电流表 ；铜片表面 。【答案】（1）除去金属表面的氧化物(或污物)；（2）h2so4 feso4；（3）a浅绿。bfeso4+znznso4+fe；铜和锌构成原电池、电子转移过程中亚铁离子得到电子变成铁单质；（4）指针发生偏转； 变粗【解析】试题分析：（1）放置在空气中的金属其表面会因与空气反应生成其氧化物。所以在金属片使用前应将这层金属的氧化物用砂纸打磨除去。（2）从图中可知，要通过与x的现象验证三种