精练06化学实验（原卷版）

精练06化学实验【知识储备】基本实验仪器使用、常规操作（略）二、科学探究发现和提出问题建立假设制定计划、设计实验方案收集事实与证据检验与评价合作与交流三、实验方案的评价1．主要考查方式主要是对所设计的实验方案、实验装置、操作步骤等，从某个角度否定、排除不合理或不可行或可行不最优等方面进行评价，从而选择创新出更好的方法。2．明确评价的内容(1)科学性：反应能否发生，即方案在理论上是否科学、合理、严密。(2)简约性：操作是否简便易行、优化，反应条件是否易达到。(3)可行性：所有原料是否常见、易得、廉价。(4)安全性：操作是否安全可靠。(5)注意环保：反应过程是否节能与环保。(6)要有创意：操作更简单，实验误差更小。3．熟悉解题的一般步骤明确目的→确定实验原理→评价实验方案的优劣(或可行性)→提出改进建议(依题意解答)。四、解题方法技巧点拨1．明确目的原理——明确实验的目的要求，弄清题给信息。2．选择仪器药品——选择合理的化学仪器和药品。3．设计装置步骤——设计出合理的实验装置和实验操作步骤。4．记录现象和数据——全面、及时而准确地记录实验过程中的现象和数据。5．分析得出结论——根据实验观察的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等处理，得出正确的结论。【专题精炼】一．测定空气里氧气含量的探究（共1小题）1．（2021•瓯海区二模）小明同学通过家庭实验探究空气中氧气的含量。实验装置如图，用一个有刻度的去底带塞子的瓶子，塞子上插入温度计和粘有“暖宝宝”贴片的铜丝，将瓶子置于水中密封。查阅资料发现：Ⅰ.“暖宝宝”贴片内含有铁、活性炭、无机盐、水等物质，可在空气中吸收氧气发生放热反应，反应过程中主要的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O═2Fe（OH）2；“暖宝宝”贴片吸氧能力强，放热迅速。Ⅱ.空气中氧气的体积约占空气体积的15（1）小明按照“气密性检查”的思维模型对该装置的气密性进行了检查，如表：思维模型①构建封闭体系②改变气压③观察现象④得出结论检验过程将瓶子放入水中，盖好瓶塞将瓶子向下压或用手捧住容器观察到说明装置气密性良好（2）实验开始后，发现瓶子内的液面先下降后上升，请分析液面下降的原因：。（3）实验结束后液面停留在略低于40的刻度下方。小明认为应当调整瓶子在水中的深度，使瓶子内外液面相平再读取刻度，请分析这样操作的理由是什么？。二．探究酸碱的主要性质（共2小题）2．（2022•永康市模拟）在研究碱的性质时，向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca（OH）2溶液，拧紧瓶盖并振荡，瓶变瘪，但溶液中并未出现浑浊，那么Ca（OH）2溶液是否与CO2反应呢？于是同学们进行了猜想和实验：【建立猜想】猜想一：Ca（OH）2溶液与CO2不反应，是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。猜想二：Ca（OH）2溶液与CO2反应，生成了可溶性物质。【设计实验】实验步骤与操作实验现象与结果结论一1.取2个相同的软塑料瓶，分别集满CO2气体，编号为A、B两瓶内气体无色透明，瓶子形状正常Ca（OH）2溶液与CO2发生了化学反应2.分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca（OH）2溶液和水，立即拧紧瓶盖并振荡两瓶内液体未出现浑浊；两瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大二1.测出反应前Ca（OH）2溶液的pH大于72.测出反应后A瓶内液体的pH小于7（1）能判断“Ca（OH）2溶液与CO2发生化学反应”的依据：。（2）查阅资料得知：A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca（HCO3）2。有同学提出，只要利用现有装置和试剂，对实验一稍作补充或改进就能观察到浑浊现象，请简要说明你的做法：。【迁移应用】（3）金华双龙洞景区内溶洞奇特，洞内的钟乳石千姿百态，形成这些溶洞的“主角”是碳酸钙、二氧化碳和水。石灰岩中的碳酸钙遇到溶有二氧化碳的水，会生成碳酸氢钙，而溶解在水中的碳酸氢钙，如果受热或大气压强变小，就会转化为碳酸钙、二氧化碳和水，不溶于水的碳酸钙与其它不溶性物质一起沉积下来，经长时间聚积就形成了美丽的钟乳石。请写出钟乳石在形成过程中碳酸氢钙转化为碳酸钙的化学方程式。（4）实验室制取二氧化碳过程中，生成的二氧化碳气体中会混有少量的氯化氢气体，除去二氧化碳气体中混有少量的氯化氢气体时最好用饱和NaHCO3溶液而不用Na₂CO₃溶液。请结合本题说明理由：。3．（2022•定海区校级模拟）某兴趣小组在探究氢氧化钠的性质时，将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的试管中，没有观察到现象。小组同学对氢氧化钠和二氧化碳是否发生反应产生了兴趣，他们又做了如图所示两组实验。（1）实验一：如图1将氢氧化钠溶液加入装有二氧化碳的软塑料瓶中，旋紧瓶盖振荡，观察到软塑料瓶变瘪。小明同学认为氢氧化钠和二氧化碳发生了反应；小林同学认为二氧化碳还会与水发生反应，所以根据上述实验现象不足以证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应。你赞成哪位同学的观点。（2）实验二：小组同学将实验一做了改进，将注射器1中的氢氧化钠溶液注入拧紧瓶盖的软塑料瓶中振荡，观察到软塑料瓶变瘪，再将足量的稀盐酸从注射器2注入瓶中（如图2），观察到，证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应。（3）实验二结束后，兴趣小组的同学想进一步探究塑料瓶中液体的溶质组成，取少量塑料瓶中的液体，滴加酚酞后发现不变色，接着放入适量的铁粉，产生大量气泡。得出结论：塑料瓶中溶液的溶质除了氯化钠还有。三．药品是否变质的探究（共1小题）4．（2021•天台县模拟）某兴趣小组在整理实验室时发现一瓶敞口放置的氢氧化钠固体，于是他们对这瓶氢氧化钠固体的成分展开探究。【提出问题】这瓶氢氧化钠固体是否变质？【猜想假设】猜想一：没有变质，全部是NaOH；猜想二：完全变质，全部是Na2CO3；猜想三：。【实验探究】为了探究固体成分，他们分别进行了如下实验：（1）甲同学取少量固体于试管中，加水后有放热现象，说明这瓶固体中含有。（1）写出氢氧化钠变质的化学方程式。（3）为了进一步确定这瓶固体的成分，丙同学设计了如下方案，请你完成下列实验报告：实验步骤可能观察到的现象结论Ⅰ、取样于试管中，加水溶解，滴入过量的①（填化学式）溶液产生白色沉淀含有②Ⅱ、反应后过滤，取上层清液，滴入酚酞溶液无色酚酞溶液变红③猜想正确四．影响化学反应速率的因素探究（共1小题）5．（2021•西湖区校级模拟）小明和同学用稀硫酸与锌制取氢气时，发现添加少量硫酸铜溶液能加快反应。硫酸铜溶液是稀硫酸和锌反应的催化剂吗？硫酸铜溶液量的多少会影响反应速率吗？试管ABCDEFCuSO4溶液/毫升00.511.524水/毫升43.53V1V20收集H2所用的时间/秒348246190165230360（1）他们先进行如图实验，观察到右边试管中产生气泡速度快得多，并有暗红色固体成。他认为CuSO4溶液不是催化剂，所依据的实验现象是。（2）在6支试管中分别加入2颗大小形状都相同的锌粒，倒入等质量、等质量分数的稀硫酸，按上表所示条件进行实验，并测量收集50毫升氢气所用的时间。试管D中加入水的体积V1＝毫升。由上表可得出，CuSO4溶液的量对稀硫酸与锌反应速率影响的变化的趋势是。小明发现当硫酸铜溶液质量大于1.5毫升，产生氢气的速率反而降低，联想到与实验室制取二氧化碳不能用石灰石和稀硫酸原理相似，原因是。五．实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素（共1小题）6．（2022•西湖区校级二模）某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响（固定装置略）信息1．难溶的碳酸盐受热易分解为氧化物和CO2信息2．CO2能与Zn反应生成CO气体信息3．酒精灯的加热温度400﹣500℃，酒精喷灯的火焰温度可达1000℃左右（1）D装置的加热必须在A和B装置加热一段时间后再进行，这样做的原因是．（2）装置C的作用是，从实验安全或环保角度考虑，上述实验装置可采取的改进措施是．（3）将研究小组分为两组，按上图所示装置进行对比实验，甲组在用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热，反应产物均为黑色粉末（纯净物）．两组分别用产物进行以表实验：步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入盐酸溶解，无气泡溶解，有气泡2取步骤1中溶液，滴加KSCN溶液变红无现象则乙组装置D中反应的化学方程式．六．实验探究物质的组成成分以及含量（共7小题）7．（2022•金华一模）特活泼金属能否将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，小美、小丽同学做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。【实验一】把一块比绿豆略大的金属钠，放入盛有20毫升硫酸铜溶液的烧杯中，发现金属钠浮在液面上不停打转，并发出嘶嘶声，烧杯发烫，表层溶液中出现了蓝色絮状沉淀，絮状物慢慢下沉渐渐增多，并没有出现紫红色的铜。正准备整理器材，她们突然发现蓝色沉淀渐渐变黑。【提出问题】生成的黑色固体是什么物质？【实验二】搭建分离装置，经过、洗涤、干燥，得到少量的黑色粉末。【查阅资料】常见的黑色不溶于水的固体有：四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜、炭粉等。小丽猜想：黑色固体可能是氧化铜，不可能是四氧化三铁、二氧化锰、炭粉。你认为小丽作出如此判断的依据是。小美猜想：黑色固体可能是氧化铜和铜的混合物。依据是量少而又细小的铜粉杂在氧化铜之间可能看不清。【实验三】为了进一步证实该黑色固体中是否含有铜，她们取少量该粉末放入试管，加入一定量的溶液，略微加热，发现固体全部消失，从而证实了同学的猜想是正确的。那么蓝色絮状沉淀怎么变成黑色固体的呢？【查阅资料】Cu（OH）2的起始分解温度约66℃。【实验反思】至此，谜底全部解开。为确保蓝色沉淀不分解，实验过程中要注意：（1）控制实验的初始温度；（2）放入的金属钠需适量；（3）。8．（2022•西湖区校级二模）定性和定量结合是科学研究的重要思想。某科学学思小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了如下探究。【查阅资料】①无水CuSO4遇水变蓝；②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O。【设计实验方案】（1）为确保探究的科学、合理、安全。方案中还应采取的措施有（填序号）；①加热前先排尽装置中的空气②在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置③在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶（2）实验可以通过来来判断红色固体中是否含有Cu2O。方案2：利用高温灼烧红色固体，通过比较质量来确定红色固体中是否含有Cu2O。如图2所示，称得干燥坩埚（常用于固体加热的容器）的质量为ag，取红色固体置于坩埚中称得总质量为bg，在空气中高温灼烧至质量恒定，称得最后坩埚与固体总质量为cg。（3）若确认红色固体中含有Cu2O，则c与a、b应符合的数学关系式为。（4）除上述方法之外，你还有什么方法判断上述红色固体中是否含有Cu2O？。9．（2022•拱墅区模拟）甲、乙两位同学查阅资料知：CH4和CO两种气体均具有可燃性和还原性。他们想对CH4的还原性进行研究。【提出假设】他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设：假设1：Cu、CO、CO2假设2：Cu、CO、H2O假设3：Cu、CO2、H2O假设4：Cu、CO、CO2、H2O其中哪个假设不合理，并写出原因。【进行实验】（1）甲同学用图1装置进行定性检验（假设药品都是足量的）。已知：白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝，氢氧化钠溶液可以吸收CO2，浓硫酸可以吸收水蒸气。为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物，则装置正确的连接顺序是（填写字母，装置可重复使用）：A→B→→D（2）乙同学用图2装置进行定量测定（假设药品都是足量的）。实验过程中记录的数据如表。装置序号MNP实验前装置的质量150156.6256.8实验后装置的质量145.6159.3259.0由以上数据可推测，假设合理。10．（2022•西湖区二模）有一包白色固体可能含Na2CO3、Na2SO4、KCl、Ba（NO3）2、NaOH中的一种或几种。某科学兴趣小组为探究其成分做了以下实验：Ⅰ．取少量固体于烧杯中，逐渐加水并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入水的质量的变化如图1所示；Ⅱ．取少量B点时的清液于试管中，滴加酚酞溶液，酚酞溶液不变色；Ⅲ．继续向烧杯中滴加稀硝酸并不断搅拌，烧杯内固体的质量随加入稀硝酸的质量的变化如图2所示。试回答下列问题：（1）BC段可观察到的现象，C→D段过程中杯中溶液的pH变化是。（2）原白色固体中一定含有。（3）D点时溶液中一定含有的溶质是（填化学式）。11．（2021•鄞州区模拟）某小组通过如下四组实验对稀硫酸部分化学性质进行验证：①Mg和稀硫酸；②MgO和稀硫酸；③Ba（NO3）2溶液和稀硫酸；④NaOH溶液和稀硫酸。实验结束后将所有反应后的溶液混合进行了如图操作，请分析并回答下列问题：（1）操作①的名称为。（2）实验④无明显现象，再将打磨过的铁丝浸入该实验后的溶液中，仍无明显现象，据此（填“能”或“不能”）验证NaOH溶液和H2SO4发生反应。（3）滤液b的成分中一定含有。（用化学式表示）12．（2022•椒江区模拟）定性和定量结合是科学研究的重要思想。某科学学思小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu2O（红色），进行了如下探究。【查阅资料】①无水CuSO4遇水变蓝；②高温灼烧CuO生成Cu2O和O2；③Cu2O与稀H2SO4反应：Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O【设计实验方案】方案1：实验装置如图1所示，通过干燥管中无水硫酸铜变蓝来判断红色固体中是否含有Cu2O。（1）为确保探究的科学、合理、安全。方案中还应采取的措施有（填序号）；①加热前先排尽装置中的空气②在氢气发生器与玻璃管之间加一个干燥装置③在盛有无水硫酸铜的干燥管后再连接一个装有浓H2SO4的洗气瓶（2）由方案1实验后得出结论：红色固体中含有Cu2O。写出红色固体Cu2O与H2反应的化学方程式。方案2：利用高温灼烧红色固体，通过比较质量来确定红色固体中是否含有Cu2O。如图所示，请补充完整实验中需要测量的数据：①，②红色固体置于蒸发皿中的总质量，③在空气中高温灼烧至质量恒定后蒸发皿与固体总质量。13．（2022•永康市模拟）建构合理思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：【模型应用】同学们为探究草酸（H2C2O4）受热分解的气体成分，将草酸（H2C2O4）受热分解后得到的混合气体通过该思维模型进行实验。【查阅资料】草酸易溶于水，草酸受热分解时有少量升华，草酸蒸气与石灰水会反应生成草酸钙或草酸氢钙，这两种生成物都为白色不溶物。【建立猜想】猜想1：草酸分解生成CO2和H2；猜想2：草酸分解生成CO2、CO和H2O；猜想3：草酸分解生成CO2和H2O；（1）有同学从理论上就可判断第三种假设不成立，老师也认为这一判断是正确的，该同学判断的理论依据是。【设计方案】为验证猜想2同学们应用思维模型设计了如图甲实验方案（固定装置未画出）。【收集证据】（2）该小组同学根据B中的澄清石灰水变浑浊的现象认为气体中有CO2存在。则你认为根据图甲实验方案证明气体中一定有CO存在的证据是。【交流评价】（3）针对查阅的资料内容，小组同学讨论后对实验中CO2的检验方法提出了质疑。需要增加一个装置来排除干扰。请结合资料信息，设计一个装置，并明确装置连接的位置和盛放的试剂，你的设计是。【实验结论】同学们经过进一步实验证明了气体产物中无H2存在，并得出结论猜想2正确。【继续探究】（4）小金同学为测定草酸晶体样品中草酸的质量分数，设计了如图乙方案：称取一定量草酸晶体样品进行充分加热，完全分解后得到的混合气体，用图乙装置按正确的操作流程进行实验（杂质不参与反应，所用试剂均足量），通过称量装置C中氧化铜粉末反应前后的质量差，由此来计算出样品中草酸的质量分数，而得到的实验结果却比实际值偏低很多，排除仪器和操作因素且装置气密性良好，你认为其可能原因是：。（写出一条即可）七．化学实验方案设计与评价（共3小题）14．（2022•宁波模拟）某二氧化锰样品中含有杂质炭，为测定该样品中二氧化锰的质量分数，兴趣小组设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入某气体，使杂质炭在加热条件下反应生成CO2来进行测定分析．（1）使用图甲装置时，先用夹子夹紧橡皮管，再往仪器①中加入适量水，这样操作是为了．（2）甲装置制取a气体的化学方程式为．（3）兴趣小组同学认为在装置②与③之间接入丙装置更加合理，接入丙装置的目的是．15．（2022•慈溪市模拟）硝酸钾是一种重要的工业原料，我国年产