高中化学的探究实验设计的题目

1、实用标准文案探究实验1、铜在空气中会生成铜锈，其成分是Cu(OH)2CO,随着工业的发展，空气中二氧化硫排放量较大，铜绿成分也会发生相应的变化。傅鹰著大学普通化学下册564页，认为铜锈成分为CuSO- 3Cu(OH)2。某化学兴趣小组在废品站取一块生锈的铜片，设计实验分析铜锈成分。(1)对于铜锈主要成分，请你提出猜想：猜想1: ;猜想2: ;猜想3: 。(2)实验室提供下列药品：稀硫酸、盐酸、氯化钢溶液、澄清石灰水；仪器：试管、滴管、导管、小刀等。请你设计实验方案证明上述猜想，补充实验报告：实验 序号实验步骤实验现象实验 结论取样品装于试管，加入足量 稀盐酸，在试管口放一块涂 有澄清石灰水的玻

2、璃片溶液中产生气 泡；玻璃片上出 现浑浊在上述溶液中加 入氯化钢溶液和 稀硝酸原样品含SO(3)假设铜锈成分为 nCuSO- mCu(OH),设计一个简单的实验方案测定铜锈成分，实验步骤如下：取 Wg样品，溶于水，加入过量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、灼烧，称重得固体 质量为a g；取W g样品，溶于足量稀硝酸，加入过量的氯化钢溶液， ，称量得 固体质量为b g ;处理数据，经计算：n ： m=。2、(2009 北京理综，27)某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验(夹持仪器已略去)。实验表明浓硝酸能将 NO氧化成NQ,而稀硝酸不能氧化 NO由此 得出的结论是浓硝酸的氧化性强

3、于稀硝酸。可选药品：浓硝酸、3 mol/L稀硝酸、蒸储水、浓硫酸、氢氧化钠溶液及二氧化碳已知：氢氧化钠溶液不与 NO反应，能与NO反应。2NO+2NaOH = NaNO+NaNO+H2O(1)实验应避免有害气体排放到空气中。装置、中盛放的药品依次是 。(2)滴加浓硝酸之前的操作是检验装置的气密性，加入药品，打开弹簧夹后。(3)装置中发生反应的化学方程式是 。(4)装置的作用是 ,发生反应的化学方程式是O(5)该小组得出的结论依据的实验现象是 。(6)实验结束后，同学们发现装置中溶液呈绿色，而不显蓝色。甲同学认为是该溶液中硝酸铜的质量分数较高所致，而乙同学认为是该溶液中溶解了生成的气体。 同学们

4、分别设计 了以下4个试验来判断两种看法是否正确。这些方案中可行的是(选填序号字母)。a.加热该绿色溶液，观察颜色变化b.加水稀释该绿色溶液，观察颜色变化c.向该绿色溶液中通入氮气，观察颜色变化d.向饱和硝酸铜溶液中通入浓硝酸与铜反应产生的气体，观察颜色变化 3、.某同学在一只烧杯里装有 a g纯铁粉，加入200 mL6 mol/L硝酸恰好完全溶解铁粉(假设还原产物只有 NQ。请完成对产物中铁元素价态的探究：限选实验仪器与试剂：烧杯、试管、玻璃棒、药匙、滴管、酒精灯、试管夹、3 mol/L H2SO给液、3%H2O籀液、6 mol/L HNO3 溶液、0.01 mol/L KMnO给液(含硫酸酸

5、化)、NaOHI溶?夜、0.1 mol/L KI 溶液、20%KSCN 溶液、蒸储水。(1)提出合理假设假设1: ;假设2： ;假设3: 。(2)设计实验方案证明你的假设按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论。实验操作预期现象与结论步骤1:步骤2:(3) a值的范围为4、某化学活动小组想通过下图所示装置(夹持装置已略去)进行实验，探究Na2O2与NO反应的产物。实验前，他们查阅有关资料得到如下信息：2NaNO3=2NaNO2+02;NaNO2为白色粉末状固体，既有氧化性又有还原性；NaNO箫液显弱碱性(原因：强碱弱酸盐的水解)。实验开始时，先在A装置中加入适量的碳酸钙和足量稀硝酸，待反应不

6、再有气体产生时，将铜丝插入稀硝酸中， 回答下列问题：(1) A装置中放入碳酸钙的目的是 。(2)装置B、C中的试剂分别是：B中、C中,E的作用是。(3)如何检验反应中是否有氧气生成？ (4)假如Na2O2已反应完全，为确定 D中固体产物的成分，甲同学将固体溶于水后，经测 定发现溶液显强碱性，再向溶液中加入酸性高镒酸钾溶液，紫色褪去。由此现象推断固体产物中可能含有的物质是 (填化学式)。(5)乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。此现象说明固 体中还可能含有的成分是 (填化学式)。根据以上推测，请写出 Na2O2与NO反应的化学方程式 。5、铁是日常生活中最常见的金属，某

7、班同学在学习铁的知识时，有下列问题：问题1:铁为何称为黑色金属？问题2： CuO在高温下可分解为 Cu25口 02, Fe2O3在高温下可分解为 FeO和02吗?(1)对于问题1,同学们上网查找，有两种解释：A.因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属B.因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属你认为正确的说法是 。若有一黑色粉末，如何鉴别是铁粉，还是 Fe3O4粉末：若有一黑色粉末，为铁和四氧化三铁的混合物，如何证明其中有Fe3O4(只要求简述实验方法)：。(2)对于问题2,同学们准备实验探究，他们设想了两种方法：A.将三氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后颜色是否变化B.将三

8、氧化二铁高温灼烧，看灼烧前后质量是否变化实验中应将Fe2O3放在 (填仪器名称)中灼烧。方法A中，如果高温灼烧后颜色由 变为,说明Fe2O3确实 发生了变化。能说明生成的一定为FeO吗？ （填“能”或“不能”）。理由是方法B中，如果发生了预期的反应，固体高温灼烧前后质量比应为 但是，实验结果是固体灼烧前后质量比为30： 29,则高温灼烧后生成物是 比较两种方法，你认为较好的方法是 。6、（1）常温下，高镒酸钾晶体遇浓盐酸会生成一种气体，该气体是由瑞典化学家舍勒首先 发现的。如图所示，将浓盐酸小心滴入形管B端。开始观察到的现象是 。一段时间后又可观察到 ，请解释这一现象O应用活性炭的此性质可制作

9、 来达到防毒、防臭 的目的（举一例即可）。（2）写出CO2和Na2O2反应的化学方程式。某学生判断SO开口 Na2O次应能生成硫酸钠，你认为他的判断合理吗？ c 简要说明理由： 。该同学无法断定 SO2与Na2O2反应中是否有氧气生成，拟使用如图所示装置进行实验（图 中铁架台等装置已略去）。装置中B的作用是,D的作用是。如何证明该同学的两个推断？ 1、解析 （1）依题意，只对其主要成分提出假设，即铜绿主要成分为碱式碳酸铜、碱式硫酸铜或碱式碳酸铜和碱式硫酸铜的混合物即可。(2)定性检验两种成分的区别，实质是检验SO 和CO 。(3)通过测定硫酸钢质量确定SO的物质的量，根据氧化铜质量计算铜的物质

10、的量。n(CuO)=n(Cu2+)= mol , n(BaSO4)=n(SO )= mol,n= mol,m=( - )mol=mol。答案 (1)猜想1 :铜绿主要成分为 Cu2(OH)2CO3 猜想2:铜绿主要成分为 CuSO4 3Cu(OH)2 猜想3:铜绿主要成分为 Cu2(OH 2CO3和CuSO4 3Cu(OH)2(2)原样品含CO 产生白色沉淀(3)过滤、洗涤、干燥 80b233a -80b2、解析装置为Cu和浓HNO阪应制取NO2的发生装置，因要检验浓、稀HNO3勺氧化性强弱，依题中信息知是用碱液(NaOH)吸U双NO2则为浓 HNO3中用排水法收集的气体一定为NOW中为稀HN

11、O3中为H2Q发生了3NO+H2O=2HNO3+NO因NO极易被空气中的 O2氧化而生成红棕色的NO2因此整个装置中不能有空气。答案 (1) 3 mol/L稀硝酸、浓硝酸、氢氧化钠溶液(2)通入CO2-段时间，关闭弹簧夹，将装置中导管末端伸入倒置的烧瓶内(3) Cu+4HNO3浓)Cu(NO3)2+2NO2 T +2H2O(4)将 NO2转化为 NO 3NO2+H2O 2HNO3+NO(5)装置中液面上方气体仍为无色，装置中液面上方气体由无色变为红棕色(6)acd3、解析(1) 3Fe+8HNO3 =3Fe(NO3)2+2NCT +4H2O, Fe+4HNO3=Fe(NO3)3+N O +2H

12、2O产物可能是硝酸铁、硝酸亚铁、也可能是硝酸亚铁和硝酸 铁混合物。(2)中学用KSCN§液检验三价铁离子。根据题目对试剂的限制，没有提供淀粉 溶液，如果用 KI溶液检验铁离子，生成 I2溶于水呈黄色，与铁离子的溶液颜色相近，无 法区别。所以，不能用 KI溶液检验溶液中是否含三价铁离子(可以用淀粉-KI溶液检验三价铁离子：溶液变蓝色，说明含三价铁离子)。(3)极端假设法和平均值法求解：假设铁与硝酸反应只生成+3价铁。n(HNO3)=0.2 L X 6 mol/L=1.2 mol,n(Fe)=0.3 mol , m(Fe)=0.3 mol x 56 g/mol=16.8 g; 假 设铁与

13、硝酸反应只生成 +2 价铁，n(Fe)=1.2 mol x =0.45 mol,m(Fe)=0.45 mol x 56 g/mol=25.2 g ,根据平均值原理： 16.8 & a<25.2。答案 (1)假设1:产物中铁元素的价态为 +3价假设2:产物中铁元素的价态为 +2价假设3:产物中铁元素的价态既有 +3价也有+2价 实验操作预期现象与结论步骤1:取少量溶液，滴加 酸性KMnO给液。若KMnO给液的紫红色褪去，变为无色溶液，则说明产物中铁元素的价态含 +2价；若不褪色，则说明产物中铁兀素的价态不含 +2价。步骤2:另取少量溶液，滴 力口 KSCN§液。若溶液变为

14、红色，则说明产物中铁元素的价态含 +3价；若溶液无明显变化，则说明产物中铁元素 的价态为+2价。（3）16.8 <a<25.24、解析 （1）铜丝与稀硝酸反应能产生NO,经观察反应装置 A,锥形瓶中有碳酸钙，而且先发生反应生成 CO2由NO的性质（易与 02反应生成NO2）可知这样做的目的是用CO2排除装置中的空气，避免 NO被氧化。（2）为了避免 C02 H20与Na2O2反应，B、C装置应是洗气装置，除水蒸气应在后面，除 C02在前面，除去 C02一般用NaOH容液，除去H20一般用浓硫酸；E装置的作用是避免空 气中的CO2水蒸气进入 D中，干扰产物的判断。（3）用带火星的木条

15、靠近导气管口，观察木条是否复燃， 若复燃，则证明有氧气生成。（4）推断D中固体产物，注意前提条件是：Na2O2已反应完全。D中固体产物溶于水，溶液显强碱性，由题给信息知，NaNO2§液呈弱碱性。“强碱性”肯定不是NaNO21成的，而Na2O2 已反应完全，反应物中没有H元素，故只能是 Na2O导致；“再向溶液中加入酸性高镒酸钾溶液，紫色褪去"，高镒酸钾是强氧化剂，说明溶液中含有某种还原剂，根据题给信息， 可知为NaNO2（5）乙同学取适量固体于试管中密闭加热，发现白色固体部分变为淡黄色。结合前面分析，产物中的Na2O被氧化为 Na2O2，白色固体变为黄色固体（2Na2O+O

16、2=2Na2O2根据题中 所给信息2NaNO3=2NaNO2+O2产物中也有 NaNO3在。综上所述， Na2O2与NO反应的产物共有三种 ：NaNO3 NaNO2 Na2Q答案（1）使CaCO劭稀硝酸反应生成 CO2排出装置中的空气，防止NO被氧化（2） NaOH 浓硫酸防止空气中的 CO2水蒸气进入装置 D中，干扰产物的判断（3）将带火星的木条放在 E装置的气体出口处，观察木条是否复燃，若复燃，则说明有氧 气生成；若不复燃，说明无氧气生成（4） Na2O NaNO2 NaNO3 2Na2O2+2NO=NaNO3+NaNO2+Na2O5、解析 （1）B错误，因为Fe2O3是红棕色的；常用的方

17、法是加酸溶解，金属和稀盐 酸反应生成氢气，而 Fe3O4反应时没有气泡产生；鉴别混合物中是否有Fe3O4固体，可以用还原剂将氧化物还原，检验氧化产物，如用氢气还原，则检验是否有水生成， 如用CO还原，则检3是否有 CO2气体产生。（2）因为Fe2O3是红棕色的，FeO是黑色的，若方法 A成立，那么颜色变化是由红棕色 变为黑色，但从颜色并不能正确判断，因为也可能生成黑色的Fe3O4,6Fe2O34Fe3O4+O2 ;若方法B成立，则下列反应成立：2Fe2O3 4FeO+O2"灼烧前后的质量之比为：=10/9,若质量之比是 30 : 29,则发生了反应 6Fe2O34Fe3O4+O2 ,

18、最后的分解产物是 Fe3O4; 结合两种方法的分析，方法B更严密，此方法涉及了定量的计算，而方法A仅仅是定性地从颜色来观察，不严密。答案（1）A取黑色粉末少许于试管中，加适量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生则原黑色粉末为铁， 若无气泡产生则原粉末为 Fe3O4（其他合理答案亦可）用干燥的氢气与黑色粉末加热反应，用无水硫酸铜检测是否有水产生（或用纯净的一氧化碳与黑色粉末加热反应，用澄清石灰水检测是否有二氧化碳产生）（其他合理答案亦可）（2）塔蜗红棕色黑色 不能也可能为Fe3O4 10/9Fe3O4 B6、答案 （1）有黄绿色气体生成且气球鼓起来黄绿色逐渐变浅，气球瘪下去因为活性炭表面积很大，吸附能力极强，可将形管中的氯气大量吸附，使得黄绿色逐渐变浅防毒面具、活性炭口罩