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題型突破(三)　 實驗方案的設(shè)計與評價 針對訓(xùn)練 1.[xx徐州] 正確的實驗方案是順利完成實驗的前提。下列實驗方案中不可行的是 （　?。? A.用高溫煅燒的方法除去生石灰中的石灰石 B.用酚酞試液檢驗氫氧化鈉溶液是否變質(zhì) C.用活性炭、塑料瓶等物品制作簡易凈水器 D.用灼燒聞氣味的方法區(qū)分棉紗線和羊毛線 2.[xx吉林] 下列實驗方案正確的是 （　?。? A.制備:用加熱KCl和MnO2混合物的方法制O2 B.鑒別:用稀鹽酸鑒別鐵粉、木炭粉和氧化銅粉末 C.除雜:用溶解、蒸發(fā)的方法除去粗鹽中的難溶性雜質(zhì) D.檢驗:用內(nèi)壁涂有澄清石灰水的燒杯罩在甲烷燃燒的火焰上方,檢驗有水生成 3.[xx葫蘆島] 要驗證Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性順序,同學(xué)們設(shè)計了以下四個實驗。你認(rèn)為其中不需要進行的是 （　　） A.將鋅片放入稀硫酸中 B.將銅片放入稀硫酸中 C.將銅片放入硝酸銀溶液中 D.將鋅片放入硝酸銀溶液中 4.[xx婁底] 下列實驗?zāi)苓_(dá)到實驗?zāi)康牡氖?（　?。? 圖T3-1 5.[xx隨州改編] 下列實驗中提供的方案不能達(dá)到目的的是 （　　） A.除去CO氣體中混有的少量CO2,可將混合氣體通過氫氧化鈉溶液 B.不需要加入其他任何試劑就能鑒別出NaOH、NaCl、HCl、FeCl3四種溶液 C.除去CuCl2溶液中混有的少量FeCl2,可加入適量鐵粉,過濾 D.鑒別NH4NO3固體和NaOH固體,可以加水溶解 6.[xx巴中] 某同學(xué)對下列四個實驗?zāi)康脑O(shè)計方案,其中不合理的是 （　?。? 選項 實驗?zāi)康? 方案 A 鑒別硬水 加肥皂水 B 鑒別硫酸銨和氯化鈉 加熟石灰粉末研磨 C 　除去二氧化碳中少量的水蒸氣 通過固體氫氧化鈉 D 　除去氯化銅溶液中的少量鹽酸 　加過量的氧化銅粉末,過濾 7.[xx福建] 下列實驗方案能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?（　?。? 選項 實驗?zāi)康? 實驗方案 A 檢驗?zāi)彻腆w為碳酸鹽 　取樣,滴加鹽酸,觀察是否有氣泡 B 　證明二氧化碳能與水反應(yīng) 　將二氧化碳通入滴有酚酞試液的水中 C 檢驗氧氣已收集滿 　將帶火星的木條伸入集氣瓶中 D 　證明蠟燭中含有碳元素 　將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方 8.[xx淮安] 下列實驗操作能達(dá)到實驗?zāi)康牡氖?（　　） 選項 實驗?zāi)康? 實驗操作 A 　檢驗二氧化碳中混有的少量氧氣 　將帶火星的木條伸入混合氣體中 B 　除去碳酸鈉固體中混有的氯化鈉 　加入足量的稀鹽酸,蒸發(fā)結(jié)晶 C 　比較相同條件下肥皂水和稀氨水的堿性強弱 　分別用玻璃棒蘸取試樣,滴在pH試紙上,把試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照 D 　探究氫氧化鈉溶液和稀硫酸是否恰好完全反應(yīng) 　向反應(yīng)后的溶液中滴加無色酚酞試液 9.[xx瀘州] 下列實驗不能得出對應(yīng)結(jié)論的是 （　?。? 選項 操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 　向集滿CO2的軟塑料瓶中加入50 mL水,迅速擰緊瓶蓋,振蕩 塑料瓶變癟 　CO2能溶于水 B 　將鐵釘放入硫酸銅溶液中 　鐵釘表面析出紅色物質(zhì) 　鐵比銅活潑 C 蘋果片上滴加碘水 　蘋果片表面變藍(lán) 　蘋果含淀粉 D 　向某無色溶液中滴加紫色石蕊試液 溶液變紅 　無色溶液是鹽酸 10.[xx張家界] 下列實驗操作、現(xiàn)象與結(jié)論相對應(yīng)的關(guān)系中,正確的選項是 （　?。? 選項 操作 現(xiàn)象 結(jié)論 A 　向碳酸鈉溶液中滴入酚酞試液 　溶液變紅色 碳酸鈉是堿 B 　向氫氧化鈉溶液中加入稀鹽酸 　無明顯現(xiàn)象 　氫氧化鈉與鹽酸不反應(yīng) C 　用燃著的木條伸入某瓶氣體中 木條熄滅 　該氣體一定是二氧化碳 D 　向稀硫酸中滴入氯化鋇溶液 　有白色 沉淀生成 　硫酸與氯化鋇反應(yīng) 11.[xx濟寧] 一同學(xué)設(shè)計了兩種由CuO→Cu的實驗方案: 方案一:ZnH2Cu 方案二:CuOCuSO4Cu 大家認(rèn)為方案二優(yōu)于方案一,理由是:①節(jié)約能源;②Cu產(chǎn)率高;③產(chǎn)品純凈;④操作安全。其中,評價正確的是 （　　） A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④ 12.[xx仙桃] 為探究分子的運動及影響分子運動速率的因素,某同學(xué)設(shè)計了以下三種實驗方案,請回答有關(guān)問題。 圖T3-2 實驗方案一 如圖Ⅰ,觀察到的實驗現(xiàn)象是　　　　　　　　　;該方案的不足之處是　　　　　　　　　　（寫出一點即可）。 實驗方案二 如圖Ⅱ、圖Ⅲ,圖中無色透明塑料瓶的材質(zhì)、大小、形狀完全相同,瓶內(nèi)用細(xì)線固定有用濾紙折疊成的大小和形狀相同的小紙花,小紙花上都均勻噴有酚酞試液,按照圖Ⅳ的操作方式分別用注射器向圖Ⅱ和圖Ⅲ的塑料瓶中同時注入5滴濃氨水,然后將針孔處密封,再將兩個塑料瓶分別同時放入等體積的冷水和40 ℃的熱水中。 ①觀察到的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②圖Ⅱ、圖Ⅲ采用對照實驗的方法,變量只有一個,被控制的量有多個,請說出4個被控制的量:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③若圖Ⅳ中的小紙花上噴有　　　　　　,而注射器向瓶中注入的是濃鹽酸,可以觀察到小紙花的顏色從下至上變?yōu)榧t色。 實驗方案三 如圖Ⅴ,用長柄V形玻璃管進行實驗,向左、右兩端的V形玻璃管口分別同時滴入等量的濃氨水和濃鹽酸,塞緊橡皮塞。 ①過一會兒后,從圖Ⅴ中觀察到有白煙產(chǎn)生且位置偏右,說明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②圖Ⅴ中生成白煙的反應(yīng)為化合反應(yīng),其化學(xué)方程式為　　　　　　　　　　　　　　　。 實驗結(jié)論 上述實驗證明:分子是不斷運動的,且分子的運動速率與　　　　有關(guān)。（說出一點即可） 13.[xx樂山] 同學(xué)們在學(xué)習(xí)碳的化學(xué)性質(zhì)之后得知木炭燃燒時可能生成二氧化碳,也可能生成一氧化碳,某化學(xué)興趣小組對木炭還原氧化銅可能生成的氣體成分進行實驗探究。 提出問題 碳與氧化銅反應(yīng)可能生成什么氣體? 提出猜想 猜想①:只生成CO2;猜想②:　　　　　　;猜想③:既生成CO,又生成CO2。 查閱資料 浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇CO2無變化,但遇微量的CO也會立即變成藍(lán)色。 實驗驗證 小組同學(xué)經(jīng)過思考之后,設(shè)計了如圖T3-3所示的實驗裝置: 圖T3-3 步驟一:打開彈簧夾,先通一會兒純凈干燥的氮氣; 步驟二:關(guān)閉彈簧夾,點燃酒精燈對玻璃管加熱; 步驟三:實驗結(jié)束后,拆洗裝置和儀器。 實驗開始時,先將氮氣通入實驗裝置一段時間再加熱的目的是　　　　　　　　　　　　;對A裝置的玻璃管集中加熱一段時間,玻璃管中黑色粉末逐漸變成紅色,B瓶中試紙變藍(lán),C中澄清石灰水變渾濁。寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 實驗結(jié)論 通過對實驗現(xiàn)象的分析,上述猜想　　　?。ㄌ钚蛱枺┦钦_的。 實驗反思 請從環(huán)保的角度分析,實驗裝置中存在不完善之處是　　　　　　　　　　　。 拓展應(yīng)用 實驗結(jié)束后,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)玻璃管內(nèi)壁附著的銅用水不易清洗干凈,通過查閱資料獲得三種能清除銅的方案: Ⅰ.加入濃硫酸并微熱:Cu+2H2SO4（濃）CuSO4+SO2↑+2H2O Ⅱ.加入濃硝酸與銅反應(yīng):Cu+4HNO3（濃）Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O Ⅲ.加入氯化鐵溶液:Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2 為了將試管內(nèi)壁上附著的銅清洗干凈,上述最佳的方案是　　　?。ㄌ钚蛱枺?理由是　　　　　　　　　　（寫一種合理的理由即可）。 參考答案 針對訓(xùn)練 1.B　[解析] 在高溫條件下,碳酸鈣可以分解生成氧化鈣和二氧化碳,故可用高溫煅燒的方法將其除去;氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng)而變質(zhì),變質(zhì)后得到的碳酸鈉溶液依然呈堿性,故用酚酞無法證明氫氧化鈉溶液是否變質(zhì);活性炭具有吸附性,能除去水中的色素和異味;羊毛和棉紗線的成分不同,灼燒時會產(chǎn)生不同的氣味。 2.B　[解析] 應(yīng)加熱氯酸鉀和MnO2混合物制O2,A錯誤;鐵粉與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣,木炭粉和稀鹽酸不反應(yīng),氧化銅粉末與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水,溶液顏色有明顯變化,B正確;粗鹽的主要成分是氯化鈉,粗鹽提純是通過溶解（把難溶物與氯化鈉初步分離）、過濾（把難溶物徹底除去）、蒸發(fā)（氯化鈉從溶液中分離出來）得到精鹽的過程,C錯誤;涂有澄清石灰水的燒杯內(nèi)壁不干燥,無法檢驗有水生成,D錯誤。 3.D　[解析] A實驗說明鋅排在氫的前面,B實驗說明銅排在氫的后面,C實驗說明銀排在銅的后面,D實驗說明鋅排在銀的前面,所以由A、B、C就可以比較三種金屬的活動性順序,故不需要D實驗。 4.D　[解析] 對比兩支試管中鐵釘所接觸的物質(zhì),可以證明鐵銹蝕需要氧氣,但無法確定生銹是否與水有關(guān),A不能達(dá)到實驗?zāi)康?圖示中實驗白磷能燃燒,紅磷不能燃燒,無法確定燃燒是否與氧氣有關(guān),B不能達(dá)到實驗?zāi)康?測定空氣中氧氣含量,應(yīng)使用過量的紅磷,以完全消耗裝置內(nèi)的氧氣,否則測定結(jié)果偏小,C不能達(dá)到實驗?zāi)康?一段時間后,大燒杯中小燒杯內(nèi)的酚酞試液變紅,而兩者沒有直接接觸,說明氨分子運動到了酚酞試液中,D能達(dá)到實驗?zāi)康摹? 5.C　[解析] 二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng),而一氧化碳不能與氫氧化鈉反應(yīng),故能除去二氧化碳,A能達(dá)到目的;FeCl3溶液是黃色的,能與FeCl3溶液反應(yīng)產(chǎn)生紅褐色沉淀的是NaOH溶液,再將剩余的兩種溶液分別滴加至紅褐色沉淀中,能使沉淀消失的是稀鹽酸,無明顯變化的是氯化鈉溶液,故不加其他試劑可以鑒別,B能達(dá)到目的;適量鐵粉能與CuCl2溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵溶液和銅,再過濾,反而會把原物質(zhì)除去,C不能達(dá)到目的;NH4NO3固體溶于水吸熱,使溶液溫度降低,NaOH固體溶于水放熱,使溶液的溫度升高,D能達(dá)到目的。 6.C　[解析] 向水中加入肥皂水時,如果產(chǎn)生的泡沫較多,是軟水,如果產(chǎn)生大量浮渣,是硬水,A合理;加熟石灰粉末研磨時,能夠產(chǎn)生刺激性氣味的是硫酸銨,另一種是氯化鈉,B合理;通過固體氫氧化鈉時,二氧化碳和水蒸氣都能夠被氫氧化鈉吸收,C不合理;加過量的氧化銅粉末時,氧化銅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水,過濾除去固體后得到氯化銅溶液,D合理。 7.D　[解析] 活潑金屬與稀鹽酸反應(yīng)也產(chǎn)生氣泡,故A錯誤;二氧化碳與水反應(yīng)生成碳酸,碳酸不能使酚酞試液變色,故B錯誤;檢驗氧氣已收集滿,不能把帶火星的木條伸入瓶中,應(yīng)伸到瓶口,故C錯誤;將內(nèi)壁蘸有澄清石灰水的燒杯罩在蠟燭火焰上方,若石灰水變渾濁,說明蠟燭燃燒產(chǎn)生了二氧化碳,根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變,從而證明蠟燭中含有碳元素,故D正確。 8.C　[解析] 本題考查的是常見物質(zhì)的鑒別以及除雜。鑒別物質(zhì)所選擇的試劑與被鑒別的物質(zhì)反應(yīng)時要出現(xiàn)不同的實驗現(xiàn)象,除雜時要注意除雜不除本、除雜不引雜。將帶火星的木條伸入混有少量氧氣的二氧化碳中,木條不復(fù)燃,不能用于檢驗二氧化碳中混有氧氣;除去碳酸鈉固體中混有的氯化鈉,加入足量的稀鹽酸,碳酸鈉被反應(yīng)掉,不能達(dá)到除去氯化鈉的目的;比較相同條件下肥皂水和稀氨水的堿性強弱,可以分別用玻璃棒蘸取試樣,滴在pH試紙上,把試紙呈現(xiàn)的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照;探究氫氧化鈉溶液和稀硫酸是否恰好完全反應(yīng),采用滴加酚酞試液的方法是不可行的,因為酚酞試液在酸性溶液和中性溶液中都是無色的。 9.D　[解析] 向某無色溶液滴加紫色石蕊試液,溶液變紅,無色溶液不一定是鹽酸,也可能是碳酸、硫酸等酸性物質(zhì)。 10.D　[解析] 碳酸鈉溶液顯堿性,能使酚酞變紅,但碳酸鈉屬于鹽,A錯誤;氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,無明顯現(xiàn)象,B錯誤;木條熄滅,說明氣體不能燃燒也不支持燃燒,該氣體不一定是二氧化碳,也可能是氮氣等氣體,C錯誤;向稀硫酸中滴入氯化鋇溶液,有白色沉淀生成,說明硫酸與氯化鋇發(fā)生了反應(yīng),D正確。 11.B　[解析] 方案二優(yōu)于方案一,理由是:①節(jié)約能源,這是因為方案一中氫氣還原氧化銅時消耗能源;②Cu產(chǎn)率高,這是因為氫氣還原氧化銅時,還原出的銅覆蓋在氧化銅表面,導(dǎo)致氧化銅不能完全反應(yīng);③氧化銅被氫氣還原時,部分氧化銅不能反應(yīng),得到的是混合物,而鋅和硫酸銅反應(yīng)時鋅過量,得到的也是混合物,因此兩種方法得到的都是混合物;④操作安全,這是因為反應(yīng)過程不需要加熱,操作更安全。 12.實驗方案一 酚酞試液變紅色　沒有設(shè)計對比實驗 實驗方案二 ①小紙花由下而上依次變紅色,并且圖Ⅲ比圖Ⅱ變色快　②塑料瓶的材質(zhì)、大小、形狀完全相同;小紙花大小和形狀相同;小紙花上都均勻噴有酚酞試液;用注射器向圖Ⅱ和圖Ⅲ的塑料瓶中同時注入5滴濃氨水　③紫色石蕊試液 實驗方案三 ①氯化氫和氨發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),氨分子運動的比氯化氫分子運動的快?、贜H3+HClNH4Cl 實驗結(jié)論 溫度（或相對分子質(zhì)量） 13.提出猜想 只生成CO 實驗驗證 排盡裝置內(nèi)的空氣 Ca（OH）2+CO2CaCO3↓+H2O 實驗結(jié)論 ③ 實驗反思 缺少處理尾氣的裝置 拓展應(yīng)用 Ⅲ　不生成有害氣體（合理即可） [解析] 實驗驗證 實驗開始時,先將氮氣通入實驗裝置一段時間再加熱的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣,以防止空氣中的氧氣和木炭反應(yīng)影響實驗結(jié)果。實驗結(jié)論 對A裝置的玻璃管集中加熱一段時間,玻璃管中黑色粉末逐漸變成紅色,B瓶中試紙變藍(lán),說明反應(yīng)生成了一氧化碳,C中澄清石灰水變渾濁,說明反應(yīng)生成了二氧化碳,上述猜想③是正確的。實驗反思 實驗裝置中缺少處理尾氣的裝置,一氧化碳擴散到空氣中污染環(huán)境。拓展應(yīng)用 為了將試管內(nèi)壁上附著的銅清洗干凈,上述最佳的方案是Ⅲ,理由是不生成二氧化硫、二氧化氮等有害氣體。