专题18化学实验方案的设计与评价

专题18化学实验方案的设计与评价知识点一、实验方案的设计（1）实验方案设计的总体思路明确实验目的→确定反应原理→选择合适的药品和仪器→设计实验装置和操作步骤→记录实验现象和数据→分析、推理得出结论。（2）实验方案设计的基本要求①科学性：实验原理、方案和操作过程必须科学、严谨、合理。②可行性：设计的实验方案要切实可行，所用药品、仪器、装置安全可靠。③安全性：要尽量避免危险性的操作、避免接触有毒物质，若无法避免则应采取安全措施，以防污染环境和人身伤害。④简易性：实验方案设计要求操作简便、装置简单、实验现象明显。知识点二、实验方案的评价（1）评价实验方案的原则①实验目的明确；②实验方法简便、现象明显；③操作安全可靠；④分析严密、结论正确。知识点三、实验方案的评价一般包括以下几方面Ⅰ.原理的评价：①所选药品是否可行；②反应是否易于控制；③所用药品是否安全(是否易燃易爆、有毒)；④反应是否会造成环境污染；⑤药品的利用率是否高。Ⅱ.装置的评价：①操作是否简便；②添加药品的难易度；③是否安全；④是否节约药品(微型装置)。Ⅲ.操作的评价：①操作顺序是否正确；②实验步骤是否完善等。Ⅳ.实验结果的评价：①对现象分析得出的结论的评价；②实验误差的评价；③实验的创意性的评价等。（3）实验方案的评价解答时主要考虑以下几种常见的情况。Ⅰ.常温下，产生气体的反应：①活泼金属与稀盐酸或稀硫酸；②碳酸盐或碳酸氢盐与稀盐酸或稀硫酸；③铵态氮肥与碱（刺激性气体，尿素不与碱反应）。Ⅱ.滴加酚酞溶液不变色的溶液既可能是酸性溶液也可能是中性溶液。Ⅲ.向加盐酸酸化的某溶液中滴加氯化钡溶液产生白色沉淀，则某溶液中可能含有SO,也可能含有Ag+。Ⅳ.氢氧化钠固体、浓硫酸溶于水时会放出大量的热，因此向氢氧化钠固体中加入酸溶液，或把浓硫酸加入碱溶液中，试管壁发烫，都不能说是中和反应放热。Ⅴ.将二氧化碳气体通入紫色石蕊溶液中溶液变红色，是二氧化碳与水反应生成的碳酸使石蕊溶液变红色，而不是二氧化碳使石蕊溶液变红色。Ⅵ.未打磨的铝条放入硫酸铜或硝酸银溶液中不发生反应，并不是铝的活泼性比铜或银弱，而是铝条表面的氧化膜阻止了反应的进行，影响判断。1．（2023•日照）下列四个对比实验设计不能达到目的的是（）A．如图甲所示，探究CO2使紫色石蕊溶液变红的原因 B．如图乙所示，探究水是铁生锈的主要条件之一 C．如丙图所示，探究O2的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一 D．如图丁所示，探究燃烧的条件之一是需要O2【解答】解：A、如图甲所示，干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊纸条变色，可以使湿润的紫色石蕊纸条变红色，说明CO2与水生成了一种酸性物质，使紫色石蕊溶液变红，故A正确；B、如图乙所示，铁在干燥的条件下不生锈，铁在潮湿的环境下会生锈，可以探究水是铁生锈的主要条件之一，故B正确；C、如丙图所示，硫在氧气中剧烈燃烧，在空气中燃烧没有那么剧烈，可以探究O2的浓度是影响燃烧剧烈程度的因素之一，故C正确；D、如图丁所示，热水中的白磷没有与氧气接触，不燃烧，右边的白磷与氧气接触，但没有控制温度相同，不能探究燃烧的条件之一是需要O2，故D错误。故选：D。2．（2023•呼和浩特）下列实验设计不能达到实验目的的是（）A.证明水是由氢、氧元素组成B.验证质量守恒定律C.探究可燃物燃烧的条件D.鉴别氯化钾和氯化铵【解答】解：A、图中实验，瓶壁上出现水雾，说明生成了水，氢气和氧气分别是由氢元素和氧元素组成的，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项实验设计能达到实验目的。B、氯化钠溶液和硝酸钾溶液不反应，不能用于验证质量守恒定律，故选项实验设计不能达到实验目的。C、铜片上的白磷、红磷均能与氧气接触，白磷燃烧，红磷不燃烧，说明燃烧温度要达到可燃物的着火点；铜片上的白磷能与氧气接触，水中的白磷不能与氧气接触，铜片上的白磷燃烧、水中的白磷不能燃烧，说明燃烧需要与氧气接触，故选项实验设计能达到实验目的。D、氯化铵属于铵态氮肥，和熟石灰混合研磨，放出有刺激性气味的气体，氯化钾不能，可以鉴别，故选项实验设计能达到实验目的。故选：B。3．（2023•菏泽）下列实验方案不能达到实验目的的是（）选项实验目的实验方案A检验O2将带火星的木条伸入集气瓶中，观察现象B测稀硫酸的pH取一片pH试纸，用镊子夹持蘸取溶液，与标准比色卡对照C分离KCl和MnO2固体混合物加足量水充分溶解，过滤、洗涤、干燥、蒸发结晶D除去FeCl2溶液中的CuCl2加入足量的铁粉，充分反应后过滤【解答】解：A、将带火星的木条伸入集气瓶中，观察现象，若带火星的木条放入，说明是氧气，故选项实验方案能达到实验目的。B、用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作方法为在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸，用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出pH。不能将pH试纸伸入待测液中，以免污染待测液，故选项实验方案不能达到实验目的。C、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，加足量水充分溶解，过滤、洗涤、干燥能分离出二氧化锰，蒸发结晶能分离出氯化钾，故选项实验方案能达到实验目的。D、足量的铁粉能与CuCl2溶液反应生成氯化亚铁溶液和铜，充分反应后过滤，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项实验方案能达到实验目的。故选：B。4．（2023•大庆）下列实验所选用的仪器或用品不能达到相应实验目的的是（）选项实验目的实验仪器或用品A用质量分数为6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g质量分数为3%的NaCl溶液量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管B称取一定质量的NaOH固体托盘天平（带砝码）、药匙、纸片C从实验室制O2的残留固体中分离MnO2铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸D从KCl溶液中获取KCl晶体烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、火柴、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、石棉网【解答】解：A、用质量分数为6%的NaCl溶液（ρ＝1.04g/cm3）配制50g质量分数为3%的NaCl溶液，采用的是加水稀释的方法，其操作步骤是计算、量取、混匀，用的的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，故选项说法正确。B、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则，且氢氧化钠具有腐蚀性，应放在玻璃器皿中称量，托盘天平（带砝码）、药匙、烧杯，故选项说法错误。C、氯化钾易溶于水，二氧化锰难溶于水，可采用加水溶解、过滤的方法分离出二氧化锰，用的的仪器有铁架台（带铁圈）、烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸，故选项说法正确。D、从KCl溶液中获取KCl晶体，可采用蒸发结晶的方法，用的的仪器有烧杯、玻璃棒、铁架台（带铁圈）、火柴、酒精灯、蒸发皿、坩埚钳、石棉网，故选项说法正确。故选：B。5．（2023•常德）实验室里，同学们设计了如图所示四个实验，经分析可知，其中能达到目的的是（）A．验证一氧化碳还原氧化铜的产物 B．测定空气里氧气的含量 C．探究燃烧的三个条件 D．验证Mg、Fe、Ag三种金属活动性顺序【解答】解：A、一氧化碳和氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠和碳酸钠均显碱性，均能使无色酚酞溶液变红色，不能检验有无二氧化碳生成，故选项不能达到目的。B、硫在空气中燃烧生成二氧化硫气体，虽除去氧气，但增加了新的气体，没有形成压强差，不能用来测定空气中氧气含量，故选项不能达到目的。C、铜片上的红磷、水中的白磷均不能燃烧，不能用于探究燃烧的三个条件，故选项不能达到目的。D、Mg和Ag分别放入氯化亚铁溶液中，镁与氯化亚铁溶液反应置换出铁，说明了金属活动性Mg＞Fe；Ag与氯化亚铁溶液不反应，说明了金属活动性Fe＞Ag；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞银，故选项能达到目的。故选：D。6．（2023•娄底）下列实验方法能够达到实验目的的是（）编号ABCD实验方案实验目的比较Zn和Fe的金属活动性强弱探究二氧化碳能否与水反应干燥并收集氧气将胶头滴管内的液体滴入试管中来验证分子不断运动【解答】解：A、图中实验，盐酸的浓度不同，不能比较Zn和Fe的金属活动性强弱，故选项实验方法不能达到实验目的。B、二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸不能使酚酞溶液变色，不能探究二氧化碳能否与水反应，故选项实验方法不能达到实验目的。C、氢氧化钠固体不能与氧气反应，可用于干燥氧气，氧气的密度比空气的大，应从长导管通入，将空气从短导管排出，故选项实验方法不能达到实验目的。D、将胶头滴管内的液体滴入试管中，一段时间后，紫色石蕊溶液变红色，而两者没有直接接触，说明氯化氢分子运动到了紫色石蕊溶液中，故选项实验方法能达到实验目的。故选：D。7．（2023•济南）下列根据实验事实得出的结论中，不正确的是（）选项实验事实结论A将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面有银白色金属附着金属活动性：铜＞银B某纯净物在氧气中充分燃烧，生成二氧化碳、二氧化硫和水该物质由碳、氢、氧三种元素组成C向碳酸钠溶液中滴加无色酚酞试液，溶液呈红色碳酸钠溶液显碱性D50mL水和50mL酒精混合后的总体积小于100mL分子之间存在间隔【解答】解：A、将铜丝放入硝酸银溶液中，铜丝表面有银白色金属附着，说明金属活动性：铜＞银，故选项说法正确。B、某纯净物在氧气中充分燃烧，生成二氧化碳、二氧化硫和水，二氧化碳、二氧化硫和水三种物质中含有碳、硫、氢、氧四种元素，根据质量守恒定律，反应前后，元素种类不变，反应物氧气中只含有氧元素，则物质中一定含有碳、硫、氢三种元素，可能含有氧元素，故选项说法错误。C、向碳酸钠溶液中滴加无色酚酞试液，溶液呈红色，说明碳酸钠溶液显碱性，故选项说法正确。D、50mL水和50mL酒精混合后的总体积小于100mL，是因为分子之间有间隔，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔，故选项说法正确。故选：B。8．（2023•澄城县模拟）检验、鉴别、除杂、区分是重要的实验技能。下列是同学们针对不同实验目的设计的实验方案。实验目的实验方案检验某固体是碳酸盐取样，加入稀盐酸，观察是否有气泡产生除去生石灰中的少量碳酸钙将固体高温煅烧鉴别某纺织品是否为天然纤维取样后，在空气中灼烧，观察现象区分NaCl溶液和NaOH溶液取样，分别加入一定量的水稀释，测量溶液的温度变化其中正确的个数是（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【解答】解：检验某固体是碳酸盐，取样，加入稀盐酸，观察是否有气泡产生，不能证明是碳酸盐，也可能是活泼金属，故该实验方案错误。将固体高温煅烧，碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故该实验方案正确。取样后，在空气中灼烧，若产生特殊气味，则是合成纤维；若产生烧纸的气味，则是棉纤维；若产生烧焦羽毛的气味，则可能是羊毛纤维，可鉴别某纺织品是否为天然纤维，故该实验方案正确。取样，分别加入一定量的水稀释，测量溶液的温度变化，二者温度都没有变化，不能区分，故该实验方案错误。实验方案正确的个数是2个。故选：B。9．（2023•崇川区模拟）控制变量法是实验探究的重要方法，下列实验方法的设计中，能达到实验目的的是（）A．图甲比较铁、铜的金属活动性强弱 B．图乙探究铁的锈蚀是否需要水 C．图丙探究MnO2对H2O2分解的催化作用 D．图丁探究可燃物的燃烧是否需要达到一定温度【解答】解：A、由于酸的种类不同，因此无法比较铁和铜的金属活动性顺序，故A错误；B、实验可知铁钉在干燥的空气中不生锈，而在潮湿的空气中生锈，二者的控制因素是水，故B正确；C、要探究催化剂的影响，应该选择质量分数相同的过氧化氢溶液，故C错误；D、由于水中的红磷与氧气也不能接触，因此不能探究出温度的影响，故D错误；故选：B。10．（2023•周至县二模）下列实验设计能达到实验目的的是（）选项ABCD实验目的测定空气中氧气的含量探究水的组成探究燃烧的条件验证质量守恒定律实验设计【解答】解：A、硫燃烧生成二氧化硫，导致水不能进入集气瓶，不能测定氧气含量，该选项不正确。B、电解水生成氢气和氧气，说明水由氢元素和氧元素组成，该选项正确。C、红磷、白磷都与氧气接触，不能判断燃烧是否需要氧气，该选项不正确。D、蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中，不能验证质量守恒定律，该选项不正确。故选：B。11．（2023•邗江区二模）分离、检验、鉴别、除杂是最基本的实验技能。下列实验设计能达到实验目的的是（）选项实验目的实验设计A除去O2中混有的少量N2将气体缓缓通过足量的灼热铜网B检验NaOH溶液是否混有Na2CO3取样、滴加BaCl2溶液，观察现象C除去NaCl溶液中的少量MgCl2滴加过量氢氧化钠溶液、过滤D分离CaCO3和CaO的固体混合物加水溶解、过滤、洗涤、烘干【解答】解：A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，反而会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项实验设计不能达到实验目的。B、Na2CO3能与BaCl2溶液反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠，氢氧化钠不能与氯化钡溶液反应，能检验NaOH溶液是否混有Na2CO3，故选项实验设计能达到实验目的。C、MgCl2能与过量氢氧化钠溶液反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钠（过量的），不符合除杂原则，故选项实验设计不能达到实验目的。D、CaO能与水反应生成氢氧化钙，碳酸钙难溶于水，生成的氢氧化钙微溶于水，用过滤、洗涤固体并烘干，得到的是氢氧化钙和碳酸钙的混合物，且无法分离出氧化钙，故选项实验设计不能达到实验目的。故选：B。12．（2023•成都模拟）下列实验能达到实验目的的是（）A.探究质量守恒定律B.探究草木灰里是否含有碳酸根离子C.区分氢气与甲烷D.探究铝与铜活动性的强弱【解答】解：A、稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳逸出装置，不能验证质量守恒定律，该选项不正确。B、碳酸根离子和氢离子结合生成水分子和二氧化碳分子，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，该选项正确。C、氢气燃烧生成水，甲烷燃烧生成水和二氧化碳，烧杯内壁都出现水珠，不能区分两种物质，该选项不正确。D、未打磨的铝片表面有氧化铝，氧化铝不能和硫酸铜反应，不能比较两种物质活动性顺序，该选项不正确。故选：B。13．（2023•德阳）查阅资料得知：过氧化钠（Na2O2）可与CO2或H2O反应生成O2，反应原理为2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2，2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2，某化学兴趣小组同学设计了如下图所示实验，证明Na2O2可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂。回答下列问题：（1）写出装置A中任意一种仪器的名称锥形瓶（合理即可）。（2）装置A中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（3）装置B中盛装饱和NaHCO3溶液的目的是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体。（4）装置D用于除去未被装置C转化的CO2，便于后续气体检验，则D中盛装的液体试剂是浓氢氧化钠溶液。（5）验证装置E的试管中的气体的方法是（描述操作、现象和结论）将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，证明是氧气。（6）装置E的试管中收集到的气体的来源有过氧化钠（Na2O2）与CO2、H2O反应生成的。【解答】解：（1）装置A中的仪器主要有分液漏斗、锥形瓶等；故答案为：锥形瓶（合理即可）；（2）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；故答案为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；（3）生成的二氧化碳中混有氯化氢气体，氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸与碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体，因此装置B中盛装饱和NaHCO3溶液的目的是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体；故答案为：除去二氧化碳中混有的氯化氢气体；（4）氢氧化钠能与二氧化碳反应，因此D中盛装的液体试剂是浓氢氧化钠溶液；故答案为：浓氢氧化钠溶液；（5）装置E的试管中的气体是氧气，氧气具有助燃性，因此检验的方法是将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，证明是氧气；故答案为：将带火星的木条伸入试管中，若木条复燃，证明是氧气；（6）由题干信息可知，装置E的试管中收集到的气体的来源是过氧化钠（Na2O2）与CO2、H2O反应生成的；故答案为：过氧化钠（Na2O2）与CO2、H2O反应生成的。14．（2023•江汉区校级一模）2022年10月31日，长征五号B遥四运载火箭成功将梦天实验舱成功送入预定轨道。金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验。（1）A中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到长颈漏斗内液面不下降现象，即可证明装置不漏气。（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是C中澄清的石灰水变浑浊。（3）D瓶收集到的气体是氧气或O2，验满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。（5）某潜水艇上有4人，如果每人每小时消耗的氧气75g，则该潜水艇中每天需要过氧化钠多少千克？（请详细写出解题过程）【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，A中发生反应为碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，对应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水至液面高出漏斗颈的下端管口，若能观察到长颈漏斗内液面不下降，即可证明装置不漏气。（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是C中澄清的石灰水变浑浊，因为没有被完全吸收的二氧化碳会与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙。（3）B中发生的反应是2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2，所以D瓶收集到的气体是氧气，验满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，对应该反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑。（5）消耗的氧气质量：4×24h×75g/h＝7200g＝7.2kg，设该潜水艇中每天需要过氧化钠的质量为x，则：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O215632x7.2kg15632x＝35.1kg答：该潜水艇中每天需要过氧化钠35.1kg。15．（2023•宿迁模拟）金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，为了验证过氧化钠与二氧化碳反应会产生氧气，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。（1）A中发生反应的化学方程式为2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水，若能观察到长颈漏斗中形成一段稳定的水柱（或长颈漏斗中液面不下降）的现象，即可证明装置不漏气。（2）B装置中碳酸氢钠溶液的作用是除去HCl气体。（3）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是E中澄清石灰水变浑浊。（4）验证装置F中收集的气体为氧气的操作是将带火星的木条伸入集气瓶中，若复燃则是氧气。（5）查阅资料：Na2O2与CO2反应的化学方程式为：2Na2O2+2CO2＝2X+O2。写出X的化学式Na2CO3。【解答】解：（1）石灰石的主要成分是碳酸钙，A中发生反应为碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，对应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；检查A装置的气密性的方法是：将A装置中导气管上的胶皮管用弹簧夹夹住，往长颈漏斗中注入水，使长颈漏斗中形成一段水柱，若能观察到长颈漏斗内液面不下降，即可证明装置不漏气。（2）饱和碳酸氢钠溶液不能吸收二氧化碳，但是饱和碳酸氢钠能够与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，所以B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是吸收二氧化碳中的氯化氢气体。（3）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是E中澄清的石灰水变浑浊，因为没有被完全吸收的二氧化碳会与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙。（4）F瓶收集到的气体是氧气，验满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。（5）由2Na2O2+2CO2＝2X+O2可知，反应前钠原子是4个，反应后应该是4个，包含在2X中，反应前氧原子是8个，反应后应该是8个，其中6个包含在2X中，反应前碳原子是2个，反应后应该是2个，包含在2X中，则X的化学式为Na2CO3。16．（2023•增城区一模）化学兴趣小组为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数，称取20g石灰石样品在20℃按图甲进行实验（杂质不与盐酸反应，忽略容器空气中二氧化碳和盐酸挥发对实验结果的影响）。回答下列问题：（1）装置A内发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。（2）装置B的作用是吸收水分，盛放的试剂是浓硫酸。多孔球泡的作用是使气体与浓硫酸充分接触。（3）装置C的作用是吸收反应产生的二氧化碳，吸收二氧化碳的质量随时间变化的曲线如图乙。①下表是几种物质的市场价格和20℃时的溶解度，综合考虑试剂X最好选择NaOH。物质NaOHCa（OH）2KOH价格/（元/t）43005009000溶解度/g1090.16112②通过上述实验，结合图乙推算出石灰石样品中碳酸钙的质量分数为75%。（4）结合装置分析，实验测得碳酸钙的质量分数＞（填“＞”、“＝”、“＜”）理论值，原因是空气中的水蒸气和二氧化碳会从最右侧导管进入C装置。【解答】解：（1）装置A内发生的反应为碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。（2）浓硫酸具有吸水性，故装置B盛放的试剂是浓硫酸，多孔球泡增大气体与溶液的接触面积，使气体与溶液充分接触。（3）①由几种物质的市场价格和20℃时的溶解度，NaOH的溶解度大，价格适中，更适合吸收反应产生的二氧化碳，故试剂X最好选择NaOH。②由图乙知，生成的二氧化碳质量为6.6g。设石灰石样品中碳酸钙的质量为xCaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑10044x6.6g10044=x石灰石样品中碳酸钙的质量分数为15g20g×（4）空气中水蒸气和二氧化碳会从最右侧导管进入C装置，测得的二氧化碳质量偏高，则碳酸钙的质量分数大于理论值。一．选择题（共8小题）1．（2023•兴化市三模）下列实验操作能够达到目的的是（）选项实验目的实验操作A除去粗盐中的泥沙溶解、蒸发结晶B鉴别淀粉和葡萄糖分别取样，滴加碘酒C检验CO2中混有HCl将气体通入紫色石蕊试液中D稀释浓硫酸先将浓硫酸加入烧杯中，后倒入蒸馏水【解答】解：A、除去粗盐中的泥沙，泥沙难溶于水，可通过溶解、过滤，除去泥沙，蒸发结晶得到精盐，故A错误；B、淀粉遇碘变蓝，故分别取样滴加碘酒，变蓝的是淀粉，剩余的是葡萄糖，可以鉴别两种物质，故B正确；C、将气体通入紫色石蕊试液中，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊试液变红，氯化氢溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，也能使紫色石蕊试液变红，现象相同，无法检验，故C错误；D、稀释浓硫酸是将浓硫酸沿容器壁缓慢注入到水中，并用玻璃棒不断搅拌，切不可将浓硫酸加入到水中，该实验操作不能达到目的，故D错误。故选：B。2．（2023•宁化县模拟）对比实验是实验探究的重要方法。下列实验设计不能实现相应实验目的的是（）A．证明可燃物燃烧需温度达到着火点 B．区分硬水和软水 C．证明MnO2是H2O2分解的催化剂 D．证明铁生锈必须跟空气或氧气接触【解答】解：A、白磷的着火点是40℃，红磷的着火点是240℃，其它条件相同，用80℃的热水加热，白磷燃烧，红磷不燃烧，可探究可燃物燃烧需温度达到着火点，故选项实验设计能实现相应实验目的。B、图中实验，可用肥皂水鉴别硬水和软水，产生泡沫较多的是软水，产生泡沫较少的硬水，故选项实验设计能实现相应实验目的。C、能改变化学化学反应速率，自身的质量和化学性质不变的物质是该反应的催化剂，该组实验只是证明二氧化锰能改变化学反应速率，没有证明自身的质量和化学性质不变，故选项实验设计不能实现相应实验目的。D、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈，第二支试管的铁钉没有生锈，可证明铁生锈必须跟空气或氧气接触，故选项实验设计能实现相应实验目的。故选：C。3．（2023•三明模拟）下列实验不能达到实验目的是（）实验实验目的A．验证生石灰与水反应放出热量B．探究MnO2能否加快H2O2的分解C．证明呼出气体中CO2含量比空气中多D．测定空气中O2的含量【解答】解：A、氧化钙和水反应放热，大试管内压强会增大，使得墨水的液面发生变化，所以可用此装置验证生石灰与水反应放热，故A正确；B、根据对比实验的要求，两组实验所用的过氧化氢溶液的浓度不一样，无法完成实验，故B不正确；C、通过观察澄清石灰水变浑浊的程度可以判断两种气体中二氧化碳含量的高低，故C正确；D、红磷本身是固体，能在空气中燃烧，生成五氧化二磷固体，没有生成新的气体，可用于测定空气中氧气的含量，故D正确。故选：B。4．（2023•东港区校级二模）下列实验方案设计正确的是（）选项实验目的实验方案A检验某物质中是否含有Na2CO3加入足量稀盐酸，观察是否产生气泡B分离木炭粉和铁粉的混合物加入足量稀硫酸，过滤、洗涤、干燥C除去O2中混有的CO通过灼热的CuOD除去CuCl2溶液中混有NaCl加入足量NaOH溶液，过滤洗涤，再向滤渣中加入适量稀盐酸【解答】解：A、加入足量的稀盐酸，能够产生气泡，不一定含碳酸钠，也有可能是活泼金属或碳酸氢钠等，故选项实验方案设计错误。B、加入足量稀硫酸，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，木炭不能与稀硫酸反应，过滤、洗涤，干燥，能分离出木炭，但无法分离出铁粉，故选项实验方案设计错误。C、一氧化碳和氧气的混合气体在通过灼热CuO时可能会发生爆炸，故选项实验方案设计错误。D、CuCl2溶液能与足量NaOH溶液反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，过滤，应向滤渣中加入适量稀盐酸，氢氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水，故选项实验方案设计合理。故选：D。5．（2023•阜新模拟）运用所学化学知识解决实际问题更能体现学科价值。下列实验方案不合理的是（）选项实验内容实验操作A检验氧气中是否含有二氧化碳通入澄清石灰水中B鉴别化肥KCl和NH4Cl取样，分别加入熟石灰、研磨、闻气味C鉴别棉纤维与羊毛纤维抽丝、灼烧、闻气味D除去KCl中混有的少量KClO3加入少量二氧化锰加热，使其充分反应【解答】解：A、通入澄清石灰水中，根据澄清石灰水是否变浑浊，可检验氧气中是否含有二氧化碳，故选项方案合理。B、取样品，加少量熟石灰混合研磨闻气味，有刺激性气味的是NH4Cl，没有明显现象的是KCl，可以鉴别，故选项方案合理。C、抽丝、灼烧、闻气味，产生烧焦羽毛气味的气体的是羊毛纤维，产生烧纸气味的是棉纤维，可以鉴别，故选项方案合理。D、KClO3在二氧化锰的催化作用下、在加热条件下生成氯化钾和氧气，二氧化锰作催化剂，反应前后质量不变，能除去杂质但引入了新的杂质二氧化锰，不符合除杂原则，故选项方案不合理。故选：D。6．（2023•曹县二模）对比实验是实验探究的重要方法。下列对比实验设计能实现相应实验目的是（）A．图1探究温度对分子运动快慢的影响 B．图2对比金属锌和铁与酸反应的剧烈程度 C．图3探究空气是燃烧的必要条件 D．图4探究CO2与水发生反应【解答】解：A、图1通过对比烧杯中红墨水扩散速率的快慢，可以探究温度对分子运动快慢的影响，故选项正确。B、图2中酸的种类不同，不能用于对比金属锌和铁与酸反应的剧烈程度，故选项错误。C、图3中两者试管中红磷不能燃烧、白磷能燃烧，但药品不同，不能用于探究空气是燃烧的必要条件，故选项错误。D、二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸不能使无色酚酞溶液变色，不能探究CO2与水发生反应，故选项错误。故选：A。7．（2023•天河区校级三模）下列实验操作能达到实验目的的是（）选项实验目的实验操作A除去氯化铁溶液中少量氯化氢加入过量的铁粉，过滤B除去NaCl固体中混有的少量Na2CO3溶解，加稀盐酸至无气泡产生，蒸发结晶C检验Na2CO3溶液中是否混有Na2SO4取样，滴加氯化钡溶液，有白色沉淀产生D比较铜和银的金属活动性强弱分别向盛有铜和银的试管中加入稀盐酸【解答】A、铁和稀盐酸反应会生成氯化亚铁，引入了新的杂质氯化亚铁，故A错误。B、溶解，加稀盐酸，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，至无气泡产生，蒸发结晶得到氯化钠，故B正确。C、氯化钡和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠，和硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠，不能确定是否含有硫酸钠，故C错误。D、银和铜都不能和稀盐酸反应，不能比较两种物质的活泼性，故D错误。故选：B。8．（2023•贵池区二模）下列实验不能达到相应目的的是（）A.验证木炭具有吸附性B.观察乳化现象C.探究铁生锈的条件D.验证面粉在一定条件下能爆炸【解答】解：A、图中实验，实验现象是颜色变浅，可验证木炭具有吸附性，故选项实验能达到相应目的。B、洗涤剂具有乳化作用，能将大的油滴分散成细小的油滴，图中实验，加入洗涤剂振荡后，得到稳定的液体，故选项实验能达到相应目的。C、图中试管的铁钉没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，故选项实验不能达到相应目的。D、取一空金属罐和小塑料瓶，剪去它们的上部，并在它们的底侧各打一个比橡皮管外径略小的小孔。连接好装置，在小塑料瓶中放入干燥的面粉，点燃蜡烛，用塑料盖盖住罐．从橡皮管一端快速鼓入大量的空气（人距离该装置远一些），使面粉充满罐．就会听到“砰”的一声响，伴随一团火光，塑料盖被掀起，可验证面粉在一定条件下能爆炸，故选项实验能达到相应目的。故选：C。二．实验题（共5小题）9．（2023•峄城区校级模拟）2022年10月31日，长征五号B遥四运载火箭成功将梦天实验舱送入预定轨道。金属过氧化物等可作宇宙飞船或潜水艇中的氧气再生剂，如：过氧化钠（Na2O2）在常温下能与人呼出的二氧化碳反应生成氧气，化学方程式为：2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2。为了验证该反应中氧气的产生，某兴趣小组的同学设计了如图所示的实验。（1）A中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是C中澄清的石灰水变浑浊。（3）D瓶收集到的气体是氧气，验满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，写出该反应的化学方程式2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。【解答】解：（1）A中碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。故答案为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（2）表明二氧化碳没有被过氧化钠完全吸收的现象是C中澄清的石灰水变浑浊。故答案为：C中澄清的石灰水变浑浊。（3）D瓶收集到的气体是氧气，验满的操作是将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。故答案为：氧气；将带火星的小木条放在集气瓶口，木条复燃则已满。（4）常温下水也能与Na2O2反应，生成氧气和氢氧化钠，该反应的化学方程式是2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。故答案为：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。10．（2022•犍为县模拟）泡腾片含有NaHCO3和柠檬酸等物质，放入水中时，NaHCO3完全反应产生CO2。某化学兴趣小组的同学欲测定某品牌泡腾片中NaHCO3的含量，设计实验方案如下：按图示连接装置并加入药品，取用的泡腾片质量为10g。打开止水夹a通入适量空气后，称量D装置，其质量为10g。关闭止水夹a，用注射器向B装置中注入适量水。待装置B中无气泡产生后，打开止水夹a，再次通入适量空气，第二次称量D装置，其质量为12.2g。回答下列问题：（1）A装置中浓NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，防止影响实验结果。（2）C装置中浓硫酸的作用是吸收CO2中的水蒸气或干燥CO2。（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，D装置中碱石灰吸收CO2质量增加，写出所涉及反应的一个化学方程式：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。（4）步骤中再次通入空气的目的是将装置内的CO2全部排入D装置，充分吸收。（5）若省略E装置，则测得NaHCO3的质量分数偏大（填“偏大”“偏小”或“不变”）。实验测定泡腾片中所含NaHCO3的质量分数为42%。【解答】解：（1）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，空气中含有二氧化碳，需要先除去，防止影响后续实验，故A装置中浓NaOH溶液的作用是吸收空气中的CO2，防止影响实验结果。（2）浓硫酸具有吸水性，B装置中NaHCO3和柠檬酸反应生成二氧化碳，带有水蒸气，故C装置中浓硫酸的作用是吸收CO2中的水蒸气或干燥CO2。（3）碱石灰主要含CaO和NaOH，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O。（4）为防止生成的二氧化碳在B、C装置有残留，影响实验结果，需要通入空气，将二氧化碳全部排入D装置，故步骤③中再次通入空气的目的是将装置内的CO2全部排入D装置，充分吸收。（5）若省略E装置，空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置，D装置的质量增加，则测得NaHCO3的质量分数偏大。由质量守恒定律可知，化学反应前后元素的质量不变，反应生成的二氧化碳全部来自碳酸氢钠，反应生成的二氧化碳的质量为12.2g﹣10g＝2.2g，碳元素的质量为2.2g×1244×100%=0.6g，泡腾片中所含NaHCO3的质量为0.6g÷1284=4.2g，则实验测定泡腾片中所含NaHCO311．（2022•新洲区校级模拟）NaOH是一种重要的化工原料，广泛应用于肥皂、造纸、纺织等工业，长时间露置在空气中易吸收CO2而变质，得到NaOH和Na2CO3的混合物，某同学设计了如图的实验装置来测定Na2CO3的含量。他用气密性良好的装置装好样品，然后通一会儿N2后关闭止水夹，再打开分液漏斗活塞。待甲装置中反应结束后打开止水夹再通入一会儿N2。提示：1．碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物（可以吸收CO2和H2O）、碱石灰和浓硫酸均足量，稀盐酸不考虑其挥发性。2．碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O回答下列问题：（1）乙中浓硫酸的作用是吸收水蒸气。（2）试写出丙中发生反应的化学方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。（3）测定Na2CO3的含量需要测定两个物理量，其中一个物理量为样品的质量。①另一个物理量为C（填字母）。A．滴下的稀盐酸质量B．反应前后乙装置增加的质量C．反应前后丙装置增加的质量D．反应前后丁装置增加的质量②若样品质量为m1，上述①中另一个物理量的质量为m2，则样品中Na2CO3的质量分数为5300m222m1%。（用含有m（4）下列说法正确的是AC（填字母）。A．反应开始时通入N2，目的是排尽装置中空气B．若去掉丁装置，对实验结果没影响C．反应结束后如果不通入N2，测得Na2CO3含量会偏低【解答】解：（1）乙中浓硫酸的作用是吸收水蒸气。故填：吸收水蒸气。（2）丙中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。故填：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。（3）测定Na2CO3的含量需要测定两个物理量，其中一个物理量为样品的质量。①另一个物理量为反应前后丙装置增加的质量，即反应生成二氧化碳的质量。故选：C。②设碳酸钠质量为x，Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O，10644xm2106xx=10644m则样品中Na2CO3的质量分数为：x=106m244故填：5300m2（4）A．反应开始时通入N2，目的是排尽装置中空气，该选项说法正确；B．若去掉丁装置，对实验结果有影响，是因为空气中的二氧化碳和水蒸气会进入丙中，导致计算的二氧化碳质量偏大，从而导致计算的碳酸钠质量分数偏大，该选项说法不正确；C．反应结束后如果不通入N2，导致二氧化碳不能被丙装置完全吸收，测得Na2CO3含量会偏低，该选项说法正确。故选：AC。12．（2022•和平区模拟）某化学兴趣小组探究在实验室中由Cu为原料制取CuSO4溶液的实验方案，并进行评价分析、实验探究和方案改进。【实验方案】方案一：Cu→△O2CuO方案二：Cu→H2O2稀H2SO4CuSO4[Cu+H2O2方案三：Cu→△浓H2SO4CuSO4[Cu+2H2SO4（浓）△¯方案四：Cu→Fe2(SO4)3CuSO4[Cu+Fe2（SO方案五：Cu→稀HNO3稀H2SO4CuSO4[3Cu+3H2SO4（稀）+2HNO3【评价分析】（1）方案二与方案一相比