初中化学鲁教版九年级下册期末专题三 实验方案的设计与评价

专题三实验方案的设计与评价1．(2013·中考)下列实验设计方案合理的是 ()A．用碳酸钾和氢氧化镁制备氢氧化钾B．用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否部分变质C．用氢氧化钡溶液区分硫酸铵、硫酸镁和硫酸钠D．用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气解析氢氧化镁为难溶性碱，不能和碳酸钾反应，故A错误；氢氧化钠会吸收二氧化碳变质生成碳酸钠，所以可用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否变质，而想要验证部分变质还需要检验有无氢氧化钠存在，应该加入足量氯化钙溶液后过滤，在滤液中滴加酚酞试液观察是否变红，故B错误；氢氧化钡溶液与硫酸镁和硫酸钠都生成白色沉淀，所以无法鉴别硫酸镁和硫酸钠，故C错误；氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体，而浓硫酸吸收水蒸气，所以可用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气，故D正确。答案D2．(2013·陕西)下列实验能达到目的的是 ()A．鉴别两种化肥NH4Cl和KNO3B．检验二氧化碳C．除去氧气中的水蒸气D．探究空气中氧气含量解析检验二氧化碳用澄清石灰水，而不是紫色石蕊试液，故B错误；除去氧气中的水蒸气，气体应从长导管通入，故C错误，木炭与O2反应生成CO2气体，瓶内压强不变，故D错误。答案A3．(2013·广东)科学贵在创新，以下是对部分化学实验的改进，其中不能达到目的是 ()解析白磷燃烧生成的五氧化二磷被气球收集，防止污染空气，故A能达到目的；一氧化碳有毒不能排放到空气中，但是一氧化碳不和碱液反应，所以不能用于吸收一氧化碳，故B不能达到目的；不用酒精灯点燃就不需要打开橡皮塞，所以瓶中的空气没有与外界流通，所以使测定结果更精确，故C能达到目的；关闭弹簧夹后向长颈漏斗内注水，一段时间后，长颈漏斗内形成一段液柱且保持不变，说明装置气密性良好，所以现象更明显，故D能达到目的。答案B4．(2013·黄石)下列实验方案中，设计合理的是 ()A．用点燃的方法除去CO2中少量的COB．加入氧化镁除去硫酸镁溶液中含有的少量硫酸(氧化镁难溶于水)C．用活性炭将硬水软化D．用水除去生石灰中混有的碳酸钙解析二氧化碳中混有的少量的一氧化碳是不容易被点燃的，故A不合理；氧化镁能与硫酸反应生成硫酸镁，剩余的氧化镁可以过滤除去，不增加新的杂质，故B合理；活性炭只能吸附一些杂质，而不能软化硬水，软化硬水可以用煮沸的方法，故C不合理；生石灰的成分是氧化钙，氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，故D不合理。答案B5．(2013·泸州)甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案。(1)其中能达到实验目的的是________。(2)在C组实验中发生的化学方程式为______________________。(3)实验结束后，甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中，看到溶液变浑浊，该现象说明有________物质生成(填化学式)，滴入酚酞后溶液呈红色。(4)滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性。使溶液呈碱性的物质是什么呢？甲同学进一步推测：溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和________三种物质中的一种，或是三种物质两两混合组成的混合物。(5)为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液呈中性，并设计如下实验加以验证。请根据要求完成下列空白：实验内容预测现象结论取少量容器中的上层溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，静置若①有白色沉淀，溶液呈无色色物质是碳酸钠②若无沉淀生成，溶液呈红色物质是氢氧化钙③若有白色沉淀，溶液呈红色______(6)乙同学认为甲同学第②步验证的结论不严密，原因是_____________________________________________________________。解析(1)根据氢氧化钠和氢氧化钙的性质可以知道，它们都能够和稀盐酸反应且都没有现象，都能使酚酞变红，氢氧化钠不能和碳酸钠反应，但是氢氧化钙可以和碳酸钠反应生成白色沉淀，氢氧化钠和氢氧化钙都能与二氧化碳反应，但是和氢氧化钠反应没有现象，和氢氧化钙反应生成白色沉淀，所以能够实现目的实验为C和D；(2)C组中发生的反应为氢氧化钙和碳酸钠的反应，该反应生成了碳酸钙沉淀和氢氧化钠，该反应的化学方程式为：Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH；(3)根据题意生成的白色沉淀只能是碳酸钙，其化学式为：CaCO3；(4)根据题意可以知道，在溶液中可能含有氢氧化钠，其化学式为：NaOH；(5)能够和氯化钡溶液反应生成白色沉淀的为碳酸钠，而氢氧化钙不能和碳酸钠共存，所以可以判断使溶液变红的是氢氧化钠，即该溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠；(6)氢氧化钠溶液也呈碱性，也可以使酚酞变红，所以不能仅仅根据溶液变红就判断溶液中只是氢氧化钙。答案(1)C、D(2)Ca(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH(3)CaCO3(4)NaOH(5)物质是碳酸钠和氢氧化钠的混合物(6)氢氧化钠溶液也显碱性，还可能是氢氧化钠或氢氧化钠和氢氧化钙的混合物6．(2013·宜昌)二氧化硫是造成酸雨的主要物质之一。小丽为探究二氧化硫能与水反应生成酸，设计了如下实验方案。[实验设计]她先用紫色石蕊试液将白色滤纸浸润，干燥后做成紫色的小花，然后按下列图示进行实验。观察到实验(Ⅰ)和(Ⅲ)中的小花变红，(Ⅱ)中的小花不变色。[评价反思]小虎对小丽的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”。两位同学仔细讨论后认为还需补充如下一个实验，才能得出二氧化硫与水反应生成酸。实验操作实验现象________________________[拓展应用]二氧化硫也是实验室一种污染气体，常用碱液吸收。写出实验室用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫的化学方程式：________。解析[评价反思]还应该设计一个实验验证一下：二氧化硫能否使干燥紫色小花变色，所以补充如下一个实验：实验操作实验现象将干燥的紫色小花放入二氧化硫气体中小花不变色[拓展应用]氢氧化钠溶液和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水，化学方程式为2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O答案实验操作实验现象将干燥的紫色小花放入二氧化硫气体中小花不变色2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O7．(2013·湛江)牙膏中的摩擦剂碳酸钙可以用石灰石来制备，甲同学设计了一种实验方案：(1)过滤时玻璃棒的作用是________。过滤后发现滤液浑浊，应_______________________________________________________________。(2)写出步骤②的化学方程式______________________，该反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。乙同学设计了一种实验方案：(3)请你写出乙同学实验方案的一个优点：___________________。解析(1)过滤时，玻璃棒的作用为引流，过滤后发现仍浑浊，应该检查原因，再次进行过滤；(2)根据图中信息可以知道B为氧化钙，所以反应②为氧化钙和水的反应，该反应生成了氢氧化钙，其化学方程式为：CaO＋H2O=Ca(OH)2，该反应放出大量的热；(3)分析乙同学的方案可以知道，该方案无需加热，直接和稀盐酸反应，操作简单、节约能源。答案(1)引流检查原因，改进后继续过滤(2)CaO＋H2O=Ca(OH)2放热(3)操作简单节约能源8．(2013·孝感)某化学实验小组的同学将铁粉投入硫酸铜溶液中，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。生成的是什么气体呢？同学们决定进行探究。探究前老师提示，该反应生成的气体只有一种。[提出猜想]放出的气体可能是SO2或O2或H2，提出猜想的依据是______________________________________________________________。[查阅资料]SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，能使澄清的石灰水变浑浊，生成CaSO3[方案设计]依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：(1)甲同学认为是O2，则检验方法是_____________________________。(2)乙同学认为是SO2，则需要将放出的气体通入澄清石灰水中，看到澄清石灰水是否变浑浊。写出SO2与Ca(OH)2反应的化学方程式______________________________。(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验，排除和验证猜想的气体。若拆去B装置，直接连接A和C装置进行实验，可能导致__________________后果发生。[实验探究]实验开始时，先将收集到的气体从a处通入一段时间后，再点燃C处酒精灯，这样操作的目的是________________________。实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色。结论：铁粉与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是______________________(写化学式)。[思维拓展]由上述实验可以推出，硫酸铜溶液可能含有________。解析铁粉投入硫酸铜溶液中，反应前含有S、O、H、Cu元素，依据质量守恒定律可以得出猜想；(1)氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断；(2)二氧化硫和氢氧化钙反应会生成亚硫酸钙和水，反应方程式为SO2＋Ca(OH)2=CaSO3↓＋H2O；(3)浓硫酸具有吸水性，故装置B中浓硫酸的作用是吸收水蒸气，若去掉B装置，可能导致C装置中的硬质玻璃管受热不均而破裂；实验探究：可燃性的气体和空气混合加热时可能会发生爆炸，因此先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精