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实验综合实验设计同步.docx
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实验综合实验设计同步
综合实验设计同步
【试题来源】2014·苏州模拟
【题目】
在日常生活中,我们发现切过咸菜的刀更容易生锈.而除锈用稀盐酸比稀硫酸快。
为了进一步验证上述现象,某校师生做了以下相关分组实验,请你根据自己平时课堂学习的体验一起参与讨论并回答相关问题。
【步骤一】未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中,迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体,并放热,片刻后溶液由蓝绿色变成无色。
(1)若要正视紫红色固体中是否含有氧化铜,可用溶液(填一试剂)加以检验。
【步骤二】未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中,一段时间内没有明显现象。
(2)比较步骤一、二,你能得出的结论是:
。
【步骤三】打磨过的铝片浸入硫酸铜溶液中,其操作、现象和结论见下表。
(3)试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置。
实验操作
现象
对比结论
Ⅰ.一片用粗砂纸单向用力打磨3次,将其浸入硫酸铜溶液,片刻后用镊子取出。
现象一:
粗砂纸打磨的在划痕处有少量气泡,附着少量疏松的紫红色固体。
现象一与现象二对比,说明①
现象二:
粗砂纸打磨的片刻内现象不明显。
Ⅱ.一片用特细砂纸往复打磨数次,再将其浸入硫酸铜溶液,片刻后取出。
现象三:
特细砂纸打磨的表面产生较多细小气泡,表面均匀附着紫红色固体。
现象三与现象一对比,说明②
现象四:
特细砂纸打磨的表面一段时间内没有明显现象。
现象四与现象三对比,说明③
影响因素:
A.打磨时用力程度及均匀程度不同
B.选用砂纸颗粒粗细程度不同
C.由于摩擦生热又形成了新的氧化膜
(4)比较步骤三各实验操作中用砂纸打磨的作用是:
。
(5)请仔细观察下图:
试从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是。
【答案】
(1)稀盐酸或稀硫酸
(2)氯离子对金属及其氧化物的结构具有较强的破坏作用(或氯离子促进反应的进行或铜盐溶液中酸根离子种类不同)
(3)影响因素:
①A②B③AC
(4)证实氧化膜对反应的影响(是否破坏氧化膜)
(5)在溶液中,铝比铜活泼,每2个铝原子失去6个电子,变成2个铝离子;每3个铜离子得到6个电子变成3个铜原子
【试题来源】2014·常州模拟
【题目】
程明和王刚不小心将纯碱洒到白醋(其有效成分为醋酸,可用HAc表示)里,发现有大量气泡产生,这使他们对醋酸产生了新认识:
醋酸像盐酸一样,能与纯碱反应;此外,他们通过查阅相关资料,还检索到以下信息:
①醋酸与盐酸都具有较强挥发性;②醋酸是一种有机酸,具有酸的通性,且其钠盐(NaAc)受热不易分解;③盐酸与纯碱的反应分以下两步进行:
1.Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaCl;Ⅱ.NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
试根据以上信息回答下列问题:
(1)醋酸可以使紫色石蕊试液变;
(2)根据信息①可知醋酸应置于阴凉处保存;
(3)试写出醋酸与纯碱第一步反应的化学方程式:
;
(4)他们向纯碱溶液中滴加醋酸到不再产生气泡后,将所得溶液蒸发结晶,获得了少量白色固体。
王刚认为这就是纯净的NaAc,而程明则认为里面含有HAc。
你认为的观点正确,理由是:
。
【答案】
(1)红密封
(2)Na2CO3+HAc==NaHCO3+NaAc
(3)王刚由于HAc具有挥发性,在蒸发过程中已经挥发掉
【试题来源】2014·潍坊模拟
【题目】某化学探究小组用HCl与大理石反应研究影响反应剧烈程度的因素。
实验温度为25℃、35℃;大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,每次实验取用含碳酸钙60%的大理石10g;所用HCl的质量分数为9.125%、18.25%,每次实验HCl的用量为20mL(假设9.125%、18.25%的盐酸的密度均为1g/em3;大理石中杂质不与盐酸反应)。
(1)反应原理:
实验中的化学方程式。
(2)提出假设:
HCl与大理石反应的剧烈程度与所用HCl的质量分数、大理石规格、反应温度有关。
(3)实验设计与实施:
完成以下实验设计方案并实验。
实验
编号
T/℃
大理石
规格
HCl的
质量分数
完全反应的时间.s
实验目的
①
25
粗颗粒
18.25%
160
(I)实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响。
(II)(II)实验①和③探究温度对该反应剧烈程度的影响。
(Ⅲ)实验①和④探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响。
②
210
③
35
粗颗粒
18.25%
60
④
100
(4)实验结论:
。
(
(5)绘制图像:
实验①中CO2质量随时问变化的关系如右图,借助简单计算请在右图中画出实验②和③中CO2质量随时间变化关系的曲线(忽略溶液体积变化)。
说明:
可以用铅笔画曲线。
【试题来源】
【题目】
化学科研小组的同学在精确测试Na2SO3溶液的pH时,遇到了困惑。
为此,他们进行了冷静的思考和准备,决心重新实验,揭开奥秘。
请你了解情况,参与交流讨论。
[实验操作]
①准确称取纯净的Na2SO3·7H2O晶体25.20g,配成1L水溶液,测得其pH=7.8。
②以坩埚再次准确称取25.20g上述晶体,继而隔绝空气在600℃以上高温下强热至恒重,质量为12.60g。
③将②所得12.60g固体进行元素定性定量分析,组成与Na2SO3无异。
将其溶于水配成250mL溶液,测得pH=10.3。
[查阅资料]
①常温下0.1mol·L-1的H2SO3溶液的pH约为2.1。
②通常情况下,H2S为无色,有腐蛋臭味的气体,其水溶液称为氢硫酸。
常温下0.1mol·L-1的H2S溶液的pH约为4.5。
[分析猜想]
Na2SO3·7H2O在强热下,失去结晶水后,进而发生了分解反应(自身氧化还原反应,生成两种盐)
[交流讨论]
(1)[实验操作]②中称量操作至少进行次;。
(2)给Na2SO3·7H2O加热时要隔绝空气,请以简要的文字和化学方程式加以说明:
;
(3)猜想Na2SO3在高温强热下发生分解反应的化学方程式:
;
(4)实验①和③中,两次测得的溶液pH相差明显,其合理的解释是;
实验③中溶液的pH=10.3的原理是(以相关的离子方程式表示)。
【答案】
(1)4
(2)避免Na2SO3被氧化2Na2SO3+O2=2Na2SO4
(3)4Na2SO3高温Na2S+3Na2SO4
(4)实验③的溶液中可能有Na2S,相同条件下,S2-水解程度大于SO32-,溶液的碱性强
S2-+H2OHS-+OH-
【试题来源】
【题目】
某化学课外活动小组研究乙醇氧化的实验并验证其产物,设计了甲、乙、丙三套装置(图中的夹持仪器均未画出,“△”表示酒精灯热源),每套装置又可划分为①、②、③三部分.仪器中盛放的试剂为:
a-无水乙醇(沸点:
78℃);b-铜丝;c-无水硫酸铜;d-新制氢氧化铜悬浊液.
(1)简述两套方案各自的优点:
甲______
乙______.
(2)集中两套方案的优点,组成一套比较合理完善的实验装置,可按气流由左至右的顺序表示为______(例如甲①,乙②)
(3)若要保证此实验有较高的效率,还需补充的仪器有______.
理由______.
(4)实验中能验证乙醇氧化产物的实验现象是______.
(5)装置中,若撤去第①部分,其它操作不变,则无水硫酸铜无明显变化,其余现象与(4)相同,推断燃烧管中主要反应的化学方程式______.
【答案】
(1)甲:
①中用分液漏斗可以控制液体的流量,控制反应的进行;②中用热水浴加热,可形成较平稳的乙醇气流,使反应更充分;②中的斜、长导管起到冷凝回流乙醇蒸汽的作用(三点中答出两点即可);乙:
①与③中的干燥管可防止溶液中的水与无水硫酸铜反应,避免干扰生成物的验证;
(2)乙①;甲②;乙③;
(3)温度计;控制水浴温度在78℃或略高于78℃,使乙醇蒸汽平稳流出,减少挥发,提高反应效率;
(4)c处无水硫酸铜变蓝,d处生成红色沉淀;
(5)C2H5OH
CH3CHO+H2↑.
【解析】
(1)甲中用分液漏斗,而乙中是长颈漏斗,用分液漏斗可以控制液体的流量,控制反应的进行,甲采用水浴加热,可形成较平稳的乙醇气流,使反应更充分,而乙中不是,甲中的②装置采用斜、长导管,斜、长导管起到冷凝回流乙醇蒸汽的作用但是乙中没有,在乙装置中,①③两处用了干燥管,可防止溶液中的水与无水硫酸铜反应,避免干扰生成物的验证,但是甲中没有,
(2)根据两套装置的优点来组装新的仪器装置为:
乙①;甲②;乙③,
(3)无水乙醇的沸点是78℃,要保证此实验有较高的效率,应注意温度的控制,保证乙醇以蒸汽形式去参与反应,可以控制水浴温度在78℃或略高于78℃,使乙醇蒸汽平稳流出,减少挥发,
(4)乙醇催化氧化产物是乙醛,属于醛类,可以和氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀和水,
(5)装置中,若撤去第①部分,则无氧气存在时,乙醇会在催化剂作用下分解为乙醛和氢气,
即C2H5OH
CH3CHO+H2↑,
【试题来源】
【题目】
某化学兴趣小组把金属钠投到硫酸铜溶液中,实验并非如、想象的有红色铜析出,而是生成一种蓝色沉淀.同学们非常好奇并进行实验探究.
【提出问题】金属钠投到硫酸铜溶液中到底发生了怎样的化学反应?
【查阅资料】钠是非常活泼的金属,能跟氧气反应,也能与水发生剧烈反应,并放出气体,生成的溶液显碱性.
【提出猜想】
猜想1:
钠先与水反应生成氢气和某碱溶液,某碱再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀;
猜想2:
钠先与水反应生成氧气和某碱溶液,某碱再与硫酸铜反应生成蓝色沉淀.
【实验探究】实验一:
同学们把一小块切干净的钠投到装有少量蒸馏水的试管中,观察到钠浮在水面上,并产生气泡;点燃生成的气体,听到“噗”的一声后燃烧起来.实验二:
在剩余的溶液中加入硫酸铜溶液,发现有蓝色沉淀.
【实验分析】
(1)根据“实验一”判断,金属钠的密度比水______(填“大”或“小”);“实验一”中可以燃烧的气体的化学式是______.
(2)两个猜想中的“某碱”是______;金属钠与水反应的化学方程式是______.
(3)“实验二”中发生反应的化学方程式是______.
【实验结论】请你判断:
猜想______成立.
【实验反思】金属钠通常保存在煤油中,目的是隔绝______和______.
【答案】
(1)小;H2;
(2)氢氧化钠(或NaOH);2Na+2H2O=2NaOH+H2↑;
(3)2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
[实验结论]1
[实验反思]氧气(或空气);水.
【解析】
题中提到“把一小块切干净的钠投到装有少量蒸馏水的试管中,观察到钠浮在水面上”,说明金属钠的密度比水小;根据质量守恒定律知,反应物中的元素有:
Na、O、H,所以生成物中肯定含有这三种元素,而生成物中的气体能燃烧,所以该气体是氢气(H2).
(2)、(3)根据反应的物质为水和钠,结合反应前后元素的种类不变,可以知道某碱应该为氢氧化钠根据实验二的现象和钠的性质分析,钠放入硫酸铜溶液中,先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再和硫酸铜溶液反应,化学方程式为:
①2Na+2H2O═2NaOH+H2↑②2NaOH+CuSO4═Cu(OH)2↓+Na2SO4.
根据上述分析可以知道猜想1是正确的.
由于金属钠能与空气和水发生反应,且密度比水小.所以保存时,要隔绝氧气(或空气)和水.
【试题来源】
【题目】
某化学兴趣小组根据以下图示进行模拟炼铜的实验,并对产物成分进行探究.
[提出问题]无色气体A有哪些成分?
红色固体B可能是什么?
[猜想与假设]甲认为无色气体A一定是CO2,因为CO与CuO反应的化学方程式为 .乙认为红色固体B一定是Cu.
[交流与讨论]丙认为甲的猜想不一定正确,无色气体A除含CO2外,可能含CO,理由是 .
[探究与反思]
(1)为验证甲的猜想,大家按以下图示进行实验,过程和现象如下(箭头表示气体流向):
由此,你认为甲的猜想 (选填“正确”或“不正确”).
(2)为验证乙的猜想,大家按以下图示进行实验探究,过程和现象如下:
经过分析,大家确认乙的猜想是错误的,理由是(要求写出分析过程):
.
(3)为探究红色粉末M的组成,丁同学做了如下实验:
取洗净、烘干的7.2g红色粉末M,放在纯氧气流中加热,观察到粉末由红色逐渐变为黑色.充分反应,冷却、称量,质量为8.0g.将该黑色粉末放于足量稀硫酸中,黑色粉末全部溶解,得到蓝色溶液.大家分析、讨论、计算,最后得出红色粉末M的组成元素是 ,红色粉末M的化学式为 .
【答案】
【猜想与假设】CO+CuOCu+CO2。
【交流与讨论】反应前后都要通入过量的一氧化碳。
【探究与反思】
(1)不正确;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
(2)往蓝色溶液中加入稀盐酸,有白色沉淀,说明AgNO3溶液过量.当AgNO3溶液过量时,红色固体B中的Cu已经完全反应,可是还有红色粉末M存在,证明红色固体B除了Cu外,还有其他物质。
(3)铜、氧;Cu2O。
【解析】
【猜想与假设】甲认为无色气体A一定是CO2,因为CO与CuO反应生成铜和二氧化碳。
【交流与讨论】丙认为甲的猜想不一定正确,无色气体A除含CO2外,可能含CO,理由是加热前需要通入一氧化碳来排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸,反应后还要通入一氧化碳,防止铜重新被氧化。
【探究与反思】
(1)为验证甲的猜想,通过设计实验,观察现象表明:
甲的猜想是不正确的,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水。
(2)根据铜和硝酸银反应的规律分析,往蓝色溶液中加入稀盐酸,有白色沉淀,说明AgNO3溶液过量.当AgNO3溶液过量时,红色固体B中的Cu已经完全反应,可是还有红色粉末M存在,证明红色固体B除了Cu外,还有其他物质;
(3)通过探究猜想乙的流程图解和质量守恒定律反应前后元素的种类不变可知:
一氧化碳和氧化铜反应除了生成铜和二氧化碳外,还有的红色固体应该与铜的氧化物有关,铜的常见化合价是+1和+2,故红色粉末可能是氧化亚铜;7.2g红色粉末放在纯氧气流中加热,观察到粉末由红色逐渐变为黑色,充分反应,冷却、称量,质量为8.0g,说明该红色粉末结合了0.8g的氧,通过2Cu2O+O24CuO,7.2g的氧化亚铜恰好和0.8g的氧气反应生成8g的氧化铜,所以红色粉末是氧化亚铜,含有铜元素和氧元素,化学式为:
Cu2O。
【试题来源】2014·扬州期末
【题目】
某化学学习小组同学对实验室制取氨气和氨气的还原性等进行了以下探究,请你参与并完成对有关问 题的解答。
[资料获悉]
①氨气与CuO反应的化学方程式:
O+2NH33Cu+N2+3H2O
②Cu2O粉末呈红色;Cu2O是碱性氧化物,在酸性溶液中Cu+不稳定,易转化为Cu和Cu2+ :
Cu+→Cu+Cu2+
③在空气中高温灼烧时:
Cu2O稳定、不分解,而CuO将分解生成Cu2O和O2。
[实验设计]
[实验探究]
(1)A装置是氨气的发生装置,则实验前大试管中应加入的药品是____________。
(2)甲同学认为该实验设计有一定的缺陷,A装置产生的氨气中含有水蒸气,影响了实验结论,应在A和B之间增加一个装有___________(填药品名称)的干燥装置。
(3)利用改进后的装置进行实验,可观察到B装置中的现象为黑色固体变成红色,C装置中的现象为____________ 。
[交流讨论]
(4)乙同学认为NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O(氧化亚铜)。
现有浓硝酸、稀硫酸、稀硝酸、氢氧化钠溶液及pH试纸,用最简便的实验方法证明红色固体中是否含有Cu2O所要选用的试剂是____________。
(5)丙同学认为可通过高温灼烧红色固体,并称量反应前后固体质量的变化来确定是否含有Cu2O。
他先称干燥坩埚的质量为a g,再取红色固体置于坩埚中称得总质量为b g,在空气中高温灼烧至质量恒定,最后称得总质量为c g。
若确认红色固体中只含有Cu,则经高温灼烧后得到的物质是____________。
若确认红色固体中含有Cu2O,则a、b、c应符合数学关系为c< ____________ 。
[拓展延伸]
(6)丁同学认为利用上述实验设计改进后的装置还可测定Cu的相对原子质量,他是通过测定反应物CuO的质量和生成物H2O的质量来完成的。
若实验测得完全反应的CuO和生成的H2O的质量分别为m(CuO)、m(H2O),则据此计算Cu的相对原子质量的代数式为_________。
【答案】
(1)NH4Cl , Ca(OH)2
(2)碱石灰
(3)无水CuSO4变成蓝色
(4)稀H2SO4
(5)Cu2O ;
(6)
【解析】
【试题来源】
【题目】
请根据下列材料和实验原理设计一个实验,证明酶是蛋白质。
(1)实验材料
0.1g/mL的NaOH溶液、0.01g/mL的CuSO4溶液、鸡蛋、人的唾液(酶)、水、小烧杯、玻璃棒、滴管和滴瓶。
(2)实验原理
鸡蛋清的主要成分是蛋白质,在碱性溶液中,蛋白质与CuSO4反应能产生紫色物质,即蛋白质的双缩脲反应。
如果能通过实验证明,酶能发生双缩脲反应,即可证明酶的化学本质是蛋白质。
(3)实验步骤
①.第一步(制备蛋清液):
取鸡蛋一个,打破蛋壳,取少量蛋清(不要蛋黄)注入小烧杯中,加入30mL的清水,用玻璃棒调匀。
②.第二步:
________________;
③.第三步:
________________;
④.第四步:
________________;
(4)实验结果:
________________________;
(5)结果分析:
________________________。
【答案】
(3)②.第二步:
取两支试管编号,分别滴加蛋清液和唾液2mL
③.第三步:
向两支试管中各滴加2~3滴0.1g/mL的NaOH溶液,振荡
④.第四步:
向两支试管中各滴加2~3滴0.01g/mL的CuSO4溶液,振荡
(4)实验结果:
两支试管中都呈现紫色
(5)结果分析:
证明唾液中存在着与蛋清化学本质相同的成分即蛋白质,而唾液中除水外的主要成分是酶。
【试题来源】
【题目】
实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2,流程如下:
(1)操作I使用的试剂是_______________,用主要仪器的名称是_____________。
(2)加入溶液W的目的是___________________,用CaO调节溶液Y的pH,可以除去Mg。
由表中数据可知,理论上可选择的pH最大范围是___________。
酸化溶液Z时,使用的试剂为_____________。
(3)实验室用贝壳与稀盐酸反应制备并收集CO气体,下列装置中合理的是_____________________。
(4)常温下,H2SO3的电离常数K=1.2×10-2,,K=6.3×10-3;H2CO3的电离常数K=4.5×10-7,K=4.7×10-11某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3;将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH,若前者的pH小于后者,H2SO3酸性强于H2CO3,该实验设计不正确,错误在于_____________________。
设计合理试验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明试验步骤、现象和结论)______________________________________。
仪器自选。
供选择的试剂:
CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
【答案】
(1)四氯化碳;分液漏斗
(2)除去溶液中的SO42-;11.0pH12.2
(3)b、d
(4)用于比较pH的两种酸的物质的量浓度不相等
提供3种参考方案如下:
方案一:
配制相同物质的量浓度相同的NaHSO3和NaHCO3溶液,用酸度计(或pH试纸)测两溶液的pH,前者的pH小于后者,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案二:
将SO2气体依次有过NaHCO3(或Na2CO3)溶液、酸性KMnO4溶液、品红溶液、澄清石灰水,品红溶液不褪色且澄清石灰水变浑浊,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
方案三:
将CO2气体依次有过NaHSO3(或Na2SO3)溶液、品红溶液,品红溶液不褪色,证明H2SO3酸性强于H2CO3。
【解析】
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