专题5　化学实验设计和评价（解析版）

专题5化学实验设计和评价【命题重点】实验设计包括:①单项实验设计:设计实验求证某一单项问题,或求证某一规律;特点是围绕某一问题设计一个指向很单一的实验,而且实验通常一步到位。②综合实验设计:设计实验求证多个问题,其特点是多步操作、装置复杂、现象多样。③定量实验设计:通过实验,获取有关数据,然后分析数据推理出结论。定量实验设计要精密一些,要尽可能地回避一些误差的引入。④开放型实验设计:试题从提出问题、实验的方向、仪器的选择、装置的设计、现象的观察记录到结论的推理完全自主完成。解答此类试题,过程要合理完整,方法简便,现象叙述要准确,推理要符合逻辑。实验方案评价包括实验原理及方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价。以批判的思维方法对所设计的实验方案、实验方法、实验装置、实验操作从某个角度否定,排除不合理或可行但不是最优的方法,选择、创新更好的方法。【方法要点】1.实验方案的设计(1)实验设计的基本要求①科学性：实验原理、方法和操作等科学、合理。②安全性：实验操作要尽量防止带有危险性的操作,尽量避免与有毒物质接触。若无法避免有毒物质,则应采取安全措施,以防造成环境污染和人体伤害。③可行性：设计的实验方案要真正切实可行,所选药品、仪器、装置经济可靠。④简约性：实验设计应简单易行。装置简单,实验操作简便,实验现象明显。(2)实验方案设计的几种思路实验设计的总体思路是明确实验目的,弄清实验原理,根据要求正确选择仪器和药品,设计实验装置和操作步骤,分析得出结论。①对比实验设计：对比实验是实验设计的一种基本思路,有利于实验现象观察对比,有利于推理论证结论。②控制变量实验设计：一个问题常常受多方面的因素制约,为了研究每一个因素对问题的影响程度,常常采取控制变量法逐个检验,每一个现象只说明一个问题,换一个条件再检验。综合各个因素对问题的影响作出综合性的判断。③综合实验设计：设计一个实验探究多方面的问题,如设计一个组合实验探究某一混合气体的成分、某一气体的性质和组成等。2.实验方案的评价(1)方案在理论上是否科学、合理,是否具有严密性;(2)在满足安全性的前提下,操作上是否简单易行;(3)从经济角度评价,是否节约试剂、降低成本和提高产品质量;(4)从环境角度考虑,是否会对环境造成污染。(2)对方案优劣的评价的原则①设计简洁就是要尽可能采用简单的仪器或实验装置,在常规条件下进行;用较少的实验步骤和试剂,在较短的时间内完成实验,充分体现实验设计的简约性原则。②效果明显就是按照实验设计进行操作,产生的现象生动直观,易于观察记录。③安全可靠实验设计要尽可能避免选用有毒药品和具有一定危险性的实验操作,如果必须选用,应在设计方案中给出明确提示和预防措施,以避免造成环境污染或实验事故;此外,还要确保实验成功。【例题精析】类型1实验方案的设计资料信息：超氧化钾（KO2）固体与HCl、H2O、CO2都能发生反应，且都有O2产生。宇宙飞船中可用KO2固体与人呼出的CO2反应生成氧气：4KO2+2CO2＝2K2CO3+3O2为了验证CO2与KO2固体能反应产生氧气，某小组同学以大理石和浓盐酸反应生成的CO2来与KO2反应制取O2，设计了如图实验装置：（1）C处应从A、B两种装置中选择A作CO2发生装置；（2）已知CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，D装置有足量碳酸氢钠溶液，其作用是吸收氯化氢气体；（3）据资料知，水与水蒸气也能与超氧化钾反应生成氧气。于是有同学提出，上述实验能生成氧气可能与CO2中混有的水蒸气有关。若要确认是CO2与超氧化钾反应生成氧气，你对上述实验装置的改进方法是在D、E之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶；（4）为了除去O2中可能剩余的CO2，F中可盛放过量氢氧化钠溶液。【解答】解：（1）C处应从A、B两种装置中选择A作CO2发生装置，这是因为碳酸钙和稀盐酸反应不需要加热。故填：A。（2）已知CO2不溶于饱和碳酸氢钠溶液，D装置有足量碳酸氢钠溶液，其作用是吸收氯化氢气体。故填：吸收氯化氢气体。（3）若要确认是CO2与超氧化钾反应生成氧气，对上述实验装置的改进方法是在D、E之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶，以除去二氧化碳中的水蒸气。故填：在D、E之间连接一个装有浓硫酸的洗气瓶。（4）为了除去O2中可能剩余的CO2，F中可盛放过量氢氧化钠溶液，这是因为氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体。故填：氢氧化钠。以CuSO4溶液和Na2CO3溶液为原料制备碱式碳酸铜【化学式表示为：aCuCO3•bCu（OH）2】的过程如下：由于药品用量等原因，产品中可能会混有碱式硫酸铜【化学式表示为：cCuSO4•dCu（OH）2】。【定性研究】（1）检验产品的成分：①取适量产品于试管中，加入足量的稀盐酸，固体全部溶解；若同时能观察到试管中有气泡产生（填实验现象），可证明有碱式碳酸铜存在。②向反应后的试管中继续加入BaCl2（填试剂的化学式），可用以检验碱式硫酸铜是否存在。【定量研究】（2）通过定性研究发现产品中只有碱式碳酸铜。为了进一步确定碱式碳酸铜的化学式，小乐设计了如图所示实验（夹持装置已略去，已知碱式碳酸铜受热分解为氧化铜、二氧化碳和水）：③请写出N2在实验中的作用将装置内的二氧化碳、水蒸气给排除掉。④若装置B和装置C在反应前后的质量增加量分别为△mB，△mC；则△mB：△mC＝9：22时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3。【解答】解：（1）①碱式碳酸铜与盐酸反应会生成二氧化碳气体。取适量产品于试管中，加入足量的稀盐酸，固体全部溶解，若同时能观察到试管中有气泡产生，则可证明有碱式碳酸铜存在。②硫酸铜能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀，因此向反应后的试管中继续加入氯化钡溶液，可用以检验碱式硫酸铜是否存在。故填：气泡产生；BaCl2。（2）③N2在实验中的作用是将装置内的二氧化碳、水蒸气给排除掉，以防影响实验结果，故填：将装置内的二氧化碳、水蒸气给排除掉。④碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3，其中氢、碳元素质量比为2：12＝1：6，根据质量守恒定律可知，△mB：△mC＝（1÷218）：（6÷1244）＝9：22时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）化学实验竞赛中，甲、乙两组抽到的题目是“从NaCl和Na2CO3的固体混合物中提纯NaCl，并测定碳酸钠的质量”。甲、乙两组同学的实验方案及相关数据如下。已知：Na2CO3+CaCl2＝2NaCl+CaCO3↓加入试剂A测得数据甲组方案过量CaCl2溶液CaCO3沉淀5g乙组方案适量稀硫酸CO2气体2.2g（1）固体混合物中Na2CO3的质量为5.3g。（2）老师指出甲、乙两组方案均不能得到纯净的NaCl，请选择一种方案回答下列问题。①该方案不能得到纯净的NaCl的原因是甲方案：①引入新杂质CaCl2或乙方案：①引入新杂质Na2SO4。②该方案的改进方法是甲方案加入适量的CaCl2或乙方案加入适量稀盐酸。【解答】解：（1）根据甲方案，生成的碳酸钙的质量为5g设原混合物中碳酸钠的质量为x，Na2CO3+CaCl2＝CaCO3↓+2NaCl106100x5g106x（2）由于过量的氯化钙会引入新的杂质，因此甲方案应该加入适量的氯化钙；稀硫酸和碳酸钠反应会产生新的杂质硫酸钠，因此可以将硫酸换成稀盐酸；故答案为：（1）5.3（2）甲方案：①引入新杂质CaCl2②加入适量的CaCl2或乙方案：①引入新杂质Na2SO4②加入适量稀盐酸类型2实验方案的评价小乐为了测定某生锈的生铁片中铁元素的质量分数，设计并完成了如下实验：实验编号及装置实验步骤实验现象①天平称量生锈的生铁片的质量生锈的生铁片的质量为mg②装置甲先通入一段时间CO，然后加热；完全反应后，停止加热；继续通CO至室温生锈的生铁片变成光亮的银白色③装置乙将②中生成的光亮的银白色铁片放入稀盐酸中，完全反应试管中溶液由无色变成浅绿色，有气泡放出；测得室温下产生氢气的体积为VL（1）装置甲存在缺陷，其改进方法是在装置的最右端放一燃着的酒精灯。（2）装置乙试管中观察到的实验现象是溶液由无色变成浅绿色，有气泡放出。（3）若室温下氢气的密度为ρg/L，生锈的生铁片中铁元素的质量分数是2800ρVm%（4）有人认为：“②中所得光亮的银白色铁片的质量，即为此生锈的生铁片中铁元素的质量，没有必要进行③的操作”。判断此观点是否正确，并说明理由。不正确；因为所得光亮的银白色铁片中还含有碳元素。【解答】解：（1）因为一氧化碳有毒不能直接排入空气，要处理后再排放，可在装置的最右端放一燃着的酒精灯；（2）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应现象为：溶液由无色变成浅绿色，有气泡放出；（3）根据质量守恒定律可知，和稀盐酸反应的铁的质量即为生锈铁片中铁元素的质量，可设生锈铁片中铁元素的质量为xFe+2HCl＝FeCl2+H2↑562xρg/L×VL56x＝28ρVg生锈的生铁片中铁元素的质量分数为：28ρVgmg（4）这种观点不正确，因为所得光亮的银白色铁片中还含有碳元素。故答案为：（1）在装置的最右端放一燃着的酒精灯；（2）溶液由无色变成浅绿色，有气泡放出；（3）2800ρVm（4）不正确；因为所得光亮的银白色铁片中还含有碳元素。5．听说墨鱼骨能治疗胃酸过多，小科和小敏想了解它的主要成分及含量，进行了如下活动：【查阅资料】墨鱼骨含碳酸钙80%～85%，还含有多种氨基酸。【活动过程】为测定墨鱼骨中碳酸钙含量，他们将墨鱼骨洗净晒干，并按各自设计实验方法进行研究。【方案一】小科称取10g洗净晒干的墨鱼骨，高温灼烧至质量不变，冷却后称得剩余固体质量为5.4g。计算：反应生成CO2质量：10g﹣5.4g＝4.6g。设碳酸钙质量为mCaCO3高温¯CO210044m4.6g100：m＝44：4.6g解得m＝10.5gCaCO3%＝10.5g/10g×100%＝105%【方案二】小敏用如图所示的实验装置进行实验，小敏将30mL稀盐酸分3次加入到3g样品中，每次加入盐酸后充分反应，待量筒内的水的体积不再变化时，读出水的体积，结果见下表。（已知本实验条件下CO2的密度为2.0g/L）第一次第二次第三次加入稀盐酸的体积（mL）101010进入量筒内水的体积（mL）220220110（1）墨鱼骨能治疗胃酸过多的原因是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑（用化学方程式表示）。（2）小科的计算结果与事实不符，产生错误的原因是墨鱼骨还含有多种氨基酸，高温灼烧时导致氨基酸受热分解碳化。（3）方案二中浓硫酸的作用是除去二氧化碳中混有的水蒸气，从而减少测量误差，该墨鱼骨粉样品中CaCO3的质量分数为78.7%。【解答】解：（1）墨鱼骨含碳酸钙80%～85%以上，而碳酸钙和盐酸能够反应生成氯化钙、水和二氧化碳，对应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，所以墨鱼骨能治疗胃酸过多。（2）墨鱼骨还含有多种氨基酸，高温灼烧时导致氨基酸受热分解碳化，导致剩余固体减少，所以导致计算出的碳酸钙的质量偏大。（3）图中浓硫酸的作用是除去二氧化碳中混有的水蒸气，从而减少测量误差。前两次实验得到的气体为220mL，而第三次只得到110mL，说明此时碳酸钙已经完全反应，得到550﹣30mL即0.52L的二氧化碳，其质量为0.52L×2.0g/L＝1.04gCaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑10044x1.04g10044x≈2.36g该墨鱼骨粉样品中CaCO3的质量分数为2.36g3g故答案为：（1）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。（2）墨鱼骨还含有多种氨基酸，高温灼烧时导致氨基酸受热分解碳化；（3）除去二氧化碳中混有的水蒸气，从而减少测量误差；78.7%。6．某市热电厂使用的燃料是含硫较多的煤．该厂附近一所中学的同学经常闻到空气有异味，且空气能见度差．学习化学后，同学们意识到这有可能是该厂排出的废气超标造成的，于是在老师的指导下做了探究实验，请你填写下列空白．【查阅资料】Ⅰ．我国关于SO2在风景区、居民区、工厂区的空气质量最高标准分别见表：级别ⅠⅡⅢSO2一小时测定平均含量（mg/m3）0.150.50.7Ⅱ．硫酸钡既不溶于水，也不溶于酸（如不与稀盐酸、稀硝酸等反应）．【设计实验2】第二小组同学设计以下步骤来测定空气中SO2的含量．（1）用2L的空可乐瓶采集工厂附近的空气样品．（2）向取回的装有空气样品的可乐瓶中倒入NaOH溶液，盖紧瓶塞后充分振荡．（3）加入一定量氧化剂H2O2，使其中Na2SO3完全转化为Na2SO4．向可乐瓶中加入过量的BaCl2溶液．Na2SO4和BaCl2反应（4）经过过滤、洗涤、烘干，称量固体质量为1.165mg．请通过分析计算说明该工厂附近空气质量状况．【发现新问题】考虑到空气中的各种气体成分，第一组认为第二组同学求出的SO2的含量偏大，其依据是空气中的二氧化碳也要和氢氧化钠溶液反应，并继续与BaCl2溶液反应，生成碳酸钡沉淀；你提出的实验改进方案是向沉淀中加入过量的稀硝酸后，再进行其余操作．【解答】解：【设计实验2】设2L工厂附近的空气样品在二氧化硫的质量为x，SO2～BaSO4，64233x1.165mgx＝0.32mg，工厂区的空气中每立方米含有的二氧化硫质量为：（0.32mg÷2L）×1000L＝160mg，即工厂区的空气中二氧化硫的浓度是160mg/m3，远远大于0.70mg/m3，该工厂附近空气质量状况不合格．【发现新问题】空气中的二氧化碳也会和二氧化硫一样，经过相应的反应，最终也会转化成碳酸钡沉淀，增加硫酸钡的质量，对实验结果产生影响，根据硫酸钡不溶于酸，而碳酸钡溶于酸的事实，可以向难溶物中加入酸排除二氧化碳的干扰．故答案为：空气中的二氧化碳也要和氢氧化钠溶液反应，并继续与BaCl2溶液反应，生成碳酸钡沉淀；向沉淀中加入过量的稀硝酸后，再进行其余操作．【针对训练】一．选择题（共3小题）1．下列依据实验目的所进行的操作，正确的是（）选项实验目的操作A测定碳酸钠溶液的pH值的大小用镊子夹取pH试纸，蘸取待测液，待显色后与比色卡比较B用排水法收集氧气时，检验氧气是否收集满用带火星的木条伸入集气瓶中，观察木条是否复燃C比较锌和铝的化学活动性顺序将两种金属与等质量且同浓度的硫酸反应，观察是否产生气泡D鉴别氢氧化钠和氢氧化钡取样后滴加稀硫酸溶液，观察是否变浑浊【解答】解：A、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。不能用镊子夹取pH试纸蘸取待测液，故选项依据实验目的所进行的操作错误。B、用排水法收集氧气时，检验氧气是否收集满，无需用带火星的木条，且不能伸入集气瓶中，待气泡从瓶口逸出时，说明已集满，故选项依据实验目的所进行的操作错误。C、将两种金属与等质量且同浓度的硫酸反应，均产生气泡，不能应是否产生气泡的方法比较锌和铝的化学活动性顺序，故选项依据实验目的所进行的操作错误。D、取样后滴加稀硫酸溶液，变浑浊的是氢氧化钡溶液，无明显现象的是氢氧化钠溶液，故选项依据实验目的所进行的操作正确。故选：D。2．下列实验不能达到实验目的是（）A．甲图能探究温度高低对分子运动快慢的影响 B．乙图实验能测定空气中氧气的含量 C．丙图实验可以探究分子的运动 D．丁图是比较空气与呼出气体中二氧化碳的含量【解答】解：A、热水变红色比冷水快，说明温度越高分子运动的越快，该选项正确。B、木条燃烧生成二氧化碳，导致瓶内气压无明显变化，水不能进入集气瓶，不能测定氧气含量，该选项不正确。C、中间烧杯中的液体变红色，是因为浓氨水中的氨分子是不断运动的，运动到酚酞试液中时，与水结合生成氨水，氨水显碱性，能使酚酞变红色，该选项正确。D、右边集气瓶中的澄清石灰水变浑浊比左边明显，说明呼出气体中的二氧化碳含量比空气高，该选项正确。故选：B。3．下列依据实验操作与现象所得到的结论正确的是（）选项实验操作与现象实验结论A将红热的细铁丝仲进盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，并放出大量的热铁可以在空气中燃烧B将镁条放入试管中，加入少量稀盐酸后，镁条表面产生大量气泡金属都能与酸反应产生氢气C将氢氧化钡粉末和氯化铵晶体放入小烧杯后搅拌，发现小烧杯变冷了氢氧化钡粉末和氯化铵晶体的反应属于吸热反应D向盛有少量氧化铁、氧化铜粉末的试管中加入约2毫升盐酸，加热后，固体粉末均消失所有难溶于水的金属氧化物都可以用盐酸溶解【解答】解：A、将红热的细铁丝仲进盛有氧气的集气瓶中，铁丝剧烈燃烧，火星四射，并放出大量的热，说明铁能与氧气反应，铁在空气中不能燃烧，该选项说法不正确；B、将镁条放入试管中，加入少量稀盐酸后，镁条表面产生大量气泡，说明镁排在氢的前面，在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气。该选项说法不正确；C、将氢氧化钡粉末和氯化铵晶体放入小烧杯后搅拌，发现小烧杯变冷了，氢氧化钡粉末和氯化铵晶体的反应属于吸热反应，该选项说法正确；D、不是所有难溶于水的金属氧化物都可以用盐酸溶解，该选项说法不正确。故选：C。二．实验题（共7小题）4．某研究性学习小组查阅资料得知，宇宙飞船中可用超氧化钾（KO2）作为氧气再生剂，超氧化钾是一种黄色固体，它既能与二氧化碳反应生成氧气又能和水发生化学反应生成氧气，为了验证超氧化钾与人呼出的二氧化碳发生反应生成氧气，该小组同学用下列实验装置进行实验：（已知：4KO2+2CO2═2K2CO3+3O2：CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶）（1）若每种装置只能使用一次，则合理的装置连接顺序为A→E→C→D→B。（2）为了除去O2中可能混有的CO2，B中可盛放过量氢氧化钠溶液。（3）E装置的作用是除去CO2中混有的HCl。（4）根据B装置集气瓶中无气泡冒出现象可以判断超氧化钾已完全反应。【解答】解：（1）要验证制取出的二氧化碳与超氧化钾反应生成氧气并验证氧气，要对反应生成的气体进行净化，为了得到纯净的二氧化碳，采取下列操作：因为盐酸具有挥发性，所以制得的气体中常混有氯化氢气体和部分水蒸气。首先利用碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应，所以不能吸收二氧化碳，但是能够吸收挥发出来氯化氢气体的性质，用碳酸氢钠溶液吸收氯化氢气体，然后利用浓硫酸的吸水性除去CO2中混有的水蒸气得到纯净的二氧化碳；将二氧化碳通过超氧化钾让二者反应，为了除去制得的气体中可能混有二氧化碳，利用氢氧化钠溶液或过量的氢氧化钙溶液除去二氧化碳，然后取出集气瓶后，用带火星的木条检验制取的气体是否是氧气。（2）除去O2中可能混有的CO2的方法是通过过量的氢氧化钠溶液，二氧化碳能和氢氧化钠溶液，氧气不能；（3）为了防止二氧化碳中的氯化氢气体对后面实验的干扰，故用饱和碳酸氢钠溶液把它除去；（4）要判断超氧化钾是否完全反应，可以观察B中是否有气泡冒出，如有，说明未完全反应，反之，则已完全反应；故答案为：（1）A→E→C→D→B；（2）氢氧化钠；（3）除去CO2中混有的HCl；（4）B装置集气瓶中无气泡冒出。5．氮化铝（AlN）是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域．某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质，现用图I中的一些装置来进行检验，使氮化铝样品和NaOH溶液反应：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑（氨气极易溶于水）根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中的氮化铝的质量分数，并根据实验现象来确定杂质的成分（实验中导管体积忽略不计）（1）实验有关操作如下：a．往烧瓶中放入适量的AlN样品；b．从分液漏斗往烧瓶中加入过量的浓NaOH；c．检验装置的气密性；d．测定收集到水的体积．正确的操作顺序为：cabd．（2）广口瓶中的试剂X可选用C（填选项的标号）．A．汽油B．酒精C．植物油D．氯化钠（3）若广口瓶内的液体没有装满（上方留有少量空间），则实验测得NH3体积将无影响（填“偏大”“偏小”或“无影响”）（4）有人改用图II装置进行同样实验，通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数，你认为是否可行？并说明理由．否，反应生成的氨气进入稀硫酸中时，可能有部分氨气来不及和稀硫酸反应就逸出烧杯．【解答】解：（1）正确的操作顺序为：检验装置的气密性；往烧瓶中放入适量的AlN样品；从分液漏斗往烧瓶中加入过量的浓NaOH；测定收集到水的体积．故填：cabd．（2）广口瓶中的试剂X可选用植物油，这是因为氨气不溶于植物油，植物油不溶于水，而汽油易挥发，酒精和氯化钠易溶于水．故填：C．（3）若广口瓶内的液体没有装满（上方留有少量空间），则实验测得NH3体积将无影响，这是因为有多少体积的氨气产生，就有多少体积的水排入量筒中．故填：无影响．（4）不可行，这是因为反应生成的氨气进入稀硫酸中时，可能有部分氨气来不及和稀硫酸反应就逸出烧杯．故填：否，反应生成的氨气进入稀硫酸中时，可能有部分氨气来不及和稀硫酸反应就逸出烧杯．6．实验室一般不用块状石灰石与硫酸反应制取二氧化碳，原因是碳酸钙与硫酸反应生成的硫酸钙微溶，覆盖在石灰石的表面而阻止与硫酸接触继续反应．小明想能否加入某种物质使其反应继续进行，他查阅资料后发现，在石灰石与硫酸反应停止后，加入少量氯化钠固体，能继续反应并产生气体．小明继而又想，加氯化钠后，石灰石与硫酸能继续发生反应，在反应中起促进作用的是什么微粒呢？提出猜想：①起促进作用的是Na+②起促进作用的是Cl﹣③起促进作用的是Na+和Cl﹣于是设计了如下实验：向4支试管中各加入一块石灰石和5mL浓度为50%的硫酸溶液，待反应停止后，再分别加入约0.2克的KCl、NH4Cl、CaCl2…等固体轻轻振荡，观察到的现象如表：物质KClNH4ClCaCl2①现象继续发生反应生成二氧化碳气体，但反应较慢，反应一段时间后就趋于停止．CaCl2溶解并生成大量的白色固体，但不能继续发生反应没有明显可见的现象请根据实验信息，回答下列问题：（1）小明为了验证Na+在实验中的作用，在上表①处应加入的物质是硝酸钠．（2）通过实验可得出的结论是加快石灰石与硫酸反应是Na+与Cl﹣共同起作用，钙离子对该反应起抑制作用．【解答】解：提出猜想：起促进作用的可能是Na+，也可能是Cl﹣，也可能是Na+和Cl﹣．故填：起促进作用的是Na+和Cl﹣．（1）小明为了验证Na+在实验中的作用，在上表①处应加入的物质可以是硝酸钠、硫酸钠等物质．故填：硝酸钠．（2）根据表格现象可知：加快石灰石与硫酸反应是钠离子与氯离子共同起作用，氯离子所起的用比钠离子大，钙离子对该反应起抑制作用．故填：加快石灰石与硫酸反应是Na+与Cl﹣共同起作用，钙离子对该反应起抑制作用．7．某科学兴趣小组的同学，为探究过氧化钠（Na2O2）和CO2的化学反应设计了如图的实验．实验步骤：①按右图装配好装置，检查气密性；②装入相关药品；③推动注射器的活塞，把稀盐酸注入锥形瓶中，并固定活塞位置；④在一段时间后，在a处位置放置一根带火星的木条，观察现象．实验现象：①a处的木条复燃；②D装置中的饱和澄清石灰水变浑浊．根据上述实验，回答下列有关问题：（1）a处的木条复燃，说明了Na2O2和CO2的反应的产物中有氧气．（2）查找资料可以知道过氧化钠能和水反应生成氢氧化钠和氧气．为了排除实验干扰装置C的作用是检验二氧化碳中是否含有水蒸气．（3）D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是：过氧化钠和二氧化碳反应放热．【解答】解：（1）a处的木条复燃，说明了Na2O2和CO2的反应的产物中有氧气．故填：氧气．（2）为了排除实验干扰装置C的作用是检验二氧化碳中是否含有水蒸气．故填：检验二氧化碳中是否含有水蒸气．（3）D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是：过氧化钠和二氧化碳反应放热，导致澄清石灰水温度升高，从而导致氢氧化钙溶解度减小，析出部分氢氧化钙．故填：过氧化钠和二氧化碳反应放热．8．俗话说“碱去油污、酸除锈”，纯碱（Na2CO3）能做日常生活中的去油污剂。科学兴趣小组设计实验探究温度和浓度对Na2CO3溶液去油污效果的影响。资料：去油污效果的测定方法：把Na2CO3溶液与油污布一起放入烧杯浸泡一段时间，取出油污布后用测量仪测定油污残留量。实验器材：20%的碳酸钠溶液、蒸馏水、烧杯、油污布若干、恒温箱、油污残留量测量仪及其它实验所需的仪器。（1）选择合适器材，写出实验步骤。（2）碳酸钠溶液的pH值会影响去油污效果，用pH试纸测试碳酸钠溶液pH值的具体操作方法是取一pH试纸放在玻璃片或白瓷板上，用玻璃棒将碳酸钠溶液滴在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出该溶液的pH。。【解答】解：（1）探究浓度对Na2CO3溶液去油污效果的影响实验方案：取等质量的的20%的碳酸钠溶液三份，分别加入不同质量的水，搅拌，配制三份不同浓度的碳酸钠溶液，取大小相同的三块油污布分别放入三个烧杯中，再取等质量配制的不同浓度的碳酸钠溶液三份分别倒入三个烧杯中，再将三个烧杯放入恒温箱中，浸泡相同的时间后，用油污残留量测量仪测量，观察现象。探究温度对Na2CO3溶液去油污效果的影响实验方案：①取大小相同的两块油污布分别放入2个烧杯中，再取一定量的20%碳酸钠溶液和与碳酸钠相同质量的水分别倒入2个烧杯中，再将2个烧杯放入恒温箱中，浸泡相同的时间后，用油污残留量测量仪测量，观察现象；②取与①相同质量的20%溶液，恒温箱设定不同温度，重复实验①两次，比较三次实验现象。（2）用pH试纸测试碳酸钠溶液pH值的具体操作方法是取一pH试纸放在玻璃片或白瓷板上，用玻璃棒将碳酸钠溶液滴在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，读出该溶液的pH。9．某CuO粉末中混有少量Cu2O，现有一课外活动小组利用如图所示装置测定其中Cu2O的质量。已知在加热条件下，氢气还原氧化亚铜生成铜和水，一氧化碳还原氧化亚铜生成铜和二氧化碳。请根据图示内容回答下列问题：（1）X是常见还原性气体CO、H2中的一种，请根据该组合装置判断X的化学式为H2。（2）若缺少B装置，将直接导致反应后D装置内的物质的质量偏大（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。（3）E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入D装置。（4）已知反应前CuO和Cu2O的总质量为m1g，完全反应后D中U型管内物质的质量增加了m2g（损失忽略不计），则原混合物中Cu2O的质量为94m1﹣10m2g。（用m1、m2【解答】解：（1）最终没有处理尾气，说明X是氢气，氢气的化学式为H2。故填：H2。（2）若缺少B装置，从A中带出的水蒸气进入D，将直接导致反应后D装置内的物质的质量偏大。故填：偏大。（3）E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入D装置。故填：防止空气中的水蒸气进入D装置。（4）设氧化亚铜质量为x，则氧化铜质量：m1g﹣x，反应的化学方程式加强质量关系：Cu2O+H2△¯2Cu+H214418x18144CuO+H2△¯Cu+H28018m1g﹣x1880（m1g﹣根据题意有：18144x+1880（m1g﹣x=94m1﹣10m故填：94m1﹣10m210．利用下图所示实验装置（气密性良好），验证浓硫酸、浓盐酸的挥发性。其中甲、乙、丙三个广口瓶中依次装有浓硫酸、浓氨水、浓盐酸。已知：2NH3+H2SO4＝（NH4）2SO4；（NH4）2SO4为白色固体。实验步骤实验操作实验现象①打开K1，关闭K2，缓慢拉注射器A活塞甲中液面上方无明显现象②打开K2，关闭K1，缓慢拉注射器B活塞丙中液面上方出现大量白烟（1）丙中发生化合反应，生成大量白烟（NH4Cl）的化学方程式为NH3+HCl＝NH4Cl。（2）该实验能够得出的结论是浓硫酸没有挥发性，浓盐酸具有挥发性。（3）从微观角度解释甲中无白烟，而丙中出现白烟的原因是氨分子运动到甲、丙液面上方，甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触，而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵，故甲中无白烟，丙中出现白烟。【解答】解：（1）丙中发生化合反应，即氯化氢和氨气反应生成氯化铵，反应的化学方程式为：NH3+HCl＝NH4Cl。（2）该实验能够得出的结论是浓硫酸没有挥发性，浓盐酸具有挥发性。（3）从微观角度解释甲中无白烟，而丙中出现白烟的原因：氨分子运动到甲、丙液面上方，甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触，而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵，故甲中无白烟，丙中出现白烟。故填：NH3+HCl＝NH4Cl；浓硫酸没有挥发性，浓盐酸具有挥发性；氨分子运动到甲、丙液面上方，甲中硫酸分子没有运动到液面上方与氨分子接触，而丙中氯化氢分子运动到液面上方并与氨分子接触反应生成氯化铵，故甲中无白烟，丙中出现白烟。三．解答题（共2小题）11．2022年虎年春晚上舞蹈诗剧《只此青绿》惊艳了许多观众，舞者生动还原了北宋名画——《千里江山图》。宋代《千里江山图）描绘了山清水秀的美丽景色，历经千年色彩依然，其中绿色来自孔雀石颜料[主要成分为Cux（OH）m（CO3）n]。Cux（OH）m（CO3）n加热时发生反应的表达式为：Cux（OH）m（CO3）n→△CuO+CO2↑+H2O。小明设计了如图装置测定颜料[Cux（OH）m（CO3（1）装置C的作用是防止空气的