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1、第17课时实验设计与评价考题分层训练1.2019山西化学实验是我们应用化学知识、拓展化学思维和培养化学素养的重要途径。认真分析以下实验,不能达到预期效果或目的的是()图17-12.2019乐山图17-2所示的实验不能达到实验目的的是()图17-2A.实验一:验证CO2的部分性质B.实验二:验证空气中氧气含量C.实验三:验证O2是否收集满D.实验四:比较合金与纯金属的硬度3.2019乐山下列实验方案合理可行的是()选项实验目的所用试剂或操作方法A鉴别稀盐酸、Na2CO3溶液和蒸馏水分别滴加无色酚酞溶液,观察颜色B除去生石灰中少量的碳酸钙加水溶解,过滤C验证Zn、Cu、Ag的金属活动性将铜片分别放
2、入到Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液中,观察现象D除去CO2中混有的少量HCl气体将气体通入足量的NaOH溶液4.2019兰州下列实验方案不能达到实验目的的是()选项实验目的实验操作A除去硫酸亚铁溶液中少量硫酸铜加过量铁粉充分反应,过滤B检验某固体为碳酸盐取样,滴加稀盐酸,观察是否有气泡产生C除去氯化钠溶液中少量氯化镁加入过量氢氧化钠溶液,过滤,向滤液中加稀盐酸至中性D鉴别氢氧化钠固体和硝酸铵固体取样,加水溶解,观察温度变化5.2019深圳为达到以下实验目的,下列相应实验方案合理的是()选项实验目的实验方案A获得廉价的新能源电解水制H2B将河水净化为纯水经沉淀、过滤、吸附C验证金属活动性Z
3、nCu利用锌片与CuSO4溶液的反应D除去NaCl固体中少量MgCl2加水溶解,再加入过量NaOH溶液6.2018巴中改编某同学对下列四个实验目的设计的方案,其中不合理的是()选项实验目的方案A鉴别铁粉与氧化铜加稀硫酸B鉴别硫酸铵和氯化钠加熟石灰粉末研磨C除去二氧化碳中少量的水蒸气通过固体氢氧化钠D除去氯化铜溶液中的少量盐酸加过量的氧化铜粉末,过滤7.2018聊城分离、提纯、除杂、鉴别是化学实验的重要手段。下列实验设计不能达到实验目的的是()选项实验目的实验设计A将粗盐中混有的泥沙分离溶解、过滤、蒸发B从混有少量NaCl的KNO3中得到较纯净的KNO3固体先加水溶解,再蒸发结晶C除去MgCl2
4、溶液中的少量MgSO4加适量的BaCl2溶液,过滤D鉴别CaCO3、NaOH、NaCl、NH4NO3四种固体加水,观察1.下列探究实验不能达到目的的是()图17-32.2019娄底下列实验不能达到实验目的的是()图17-4A.图甲:区分硬水和软水B.图乙:探究CO2与水的反应C.图丙:探究接触面积对反应速率的影响D.图丁:比较空气与人体呼出的气体中CO2含量3.下列图示实验能达到目的的是()图17-5A.甲:探究溶剂种类对物质溶解性的影响B.乙:探究分子运动现象C.丙:鉴别NH4Cl溶液和NH4NO3溶液D.丁:探究MnO2的催化作用4.2019通辽正确合理的实验设计,可以快速准确的达到实验目
5、的。下列实验方案或实验步骤不正确的是()A.用铜、硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液,验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序B.用燃着的木条区别氧气、空气、二氧化碳三种气体C.配制20 g溶质质量分数为5%的氯化钠溶液,主要实验步骤是计算、称量(量取)、溶解、装瓶贴标签D.分离氯化钠和碳酸钙的混合物,主要实验步骤是溶解、过滤、洗涤5.2019北部湾下列实验探究正确的是()选项实验目的实验操作结论A除去氢气中混有的水蒸气通入氢氧化钠溶液得到干燥的氢气B分离Ca(OH)2和CaCO3固体加入足量的水,溶解并过滤得到纯净的CaCO3C探究酒精是否含有碳元素点燃酒精,将内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上方酒精含有碳
6、元素D配制50 g质量分数为6%的NaCl溶液称取3 g NaCl,在量取液体体积时俯视读数,搅拌溶解所得溶液的溶质质量分数偏小6.2019长春下列实验中,能达到相应目的的是()A.分离CaO和CaCO3:将固体混合物高温煅烧B.制备CaCO3:向CaCl2溶液中通入足量的CO2,过滤C.验证质量守恒定律:将锌粒与稀硫酸混合,比较混合前后溶液的质量D.除去CO2中混有的HCl和水蒸气:将气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液和浓硫酸7.2019孝感下列实验方案能达到预期目的的是()A.除去二氧化碳中的水蒸气通过氢氧化钠固体干燥剂B.检验酒精中是否含有碳、氢、氧三种元素在空气中点燃检验生成的产物
7、C.探究铁锈蚀的条件将一枚光亮的铁钉放入盛有适量水的试管中,观察现象D.用一种试剂一次性鉴别出硝酸铵溶液、硫酸铵溶液、稀硫酸和氯化钠溶液分别取样装于4支试管中,再分别滴加氢氧化钡溶液,微热,观察现象8.2019北京如图17-6,在一只烧杯中进行实验。补全实验方案。图17-6序号目的步骤A探究加入NaOH溶液;滴加酚酞溶液;加入适量盐酸B检验NaCl中混有Na2CO3加入少量样品;加入适量水至全部溶解;加入C验证KCl不能无限溶解20 时,加入100 g水;加入18 g KCl;加入(已知:20 时,KCl的溶解度为34 g)D配制加入2.5 g NaCl;加入47.5 g水;搅拌至全部溶解9.
8、为了将混有硫酸钾、氯化钙、碳酸氢铵(不稳定,受热易分解生成氨、二氧化碳和水)的氯化钾提纯,并制得纯净的氯化钾溶液,某同学设计的实验流程如图17-7所示。图17-7请根据流程图中的信息,回答下列问题。(1)步骤中除去碳酸氢铵的方法是。(2)步骤中加过量碳酸钾溶液的目的是。(3)此设计方案是否严谨?并说明理由。10.氯化亚铁具有独特的脱色能力,广泛用于印染、造纸等行业。某课题小组设计如下方案制备氯化亚铁。已知:氯化铁易与水反应;在加热条件下,氢气能与氯化铁反应生成FeCl2和HCl;碱石灰中含有CaO与NaOH。小组同学设计下列装置制备少量氯化亚铁(装置不能重复使用)。图17-8回答下列问题:(1
9、)实验开始前应先检验装置的气密性。请叙述检验装置A气密性的方法:关闭活塞,。(2)气流从左至右,装置接口连接顺序是ad(3)装置D中发生反应的化学方程式是。(4)装置C中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入和。(5)实验过程中,在点燃装置D中的酒精灯之前,从安全角度考虑必须要进行的操作是。11.某同学设计如图17-9所示实验,测定某品牌碳酸饮料中CO2的含量,实验步骤如下:图17-9将250 mL瓶装碳酸饮料放在冰箱中冷冻一段时间(未结冰);将饮料从冰箱内取出,迅速加入质量分数为50% NaOH溶液5 mL;倒转饮料瓶,轻轻震荡,然后放置恢复至室温,作待测液;按如图17-9所示连接实验装置。取
10、50 mL待测液置于B装置的锥形瓶中,关闭开关K,打开分液漏斗的活塞,向锥形瓶中注入稀硫酸,至不再产生气泡,关闭活塞;打开开关K,向装置中鼓入空气,一段时间后,将C装置中的物质过滤,洗涤,烘干称量。资料:CO2与Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;碱石灰是CaO与NaOH的固体混合物;实验中各种溶液的密度都视为1 g/mL。根据以上实验过程完成下列问题:(1)上述实验过程中,C装置中的现象是。(2)A装置中发生的化学反应方程式为,D装置的作用是。(3)步骤冷冻碳酸饮料的目的是。(4)步骤鼓入空气的目的是。12.过碳酸钠(化学式为2Na2CO33H2O2)俗名固体双氧水。溶于水可看作是Na2C
11、O3溶液和H2O2溶液混合。为了方便保存,过碳酸钠样品可能添加少量的硫酸镁和硅酸镁中的一种或两种作为稳定剂。已知双氧水可用于供氧、消毒和漂白;硅酸镁不溶于水。(1)过碳酸钠的用途不合理的是。A.鱼池供氧剂B.消毒剂C.干燥剂D.漂白剂(2)取少量过碳酸钠样品于烧杯中,加入足量蒸馏水,有不溶于水的固体产生。判断样品中(填“可能”或“一定”)有硅酸镁。(3)利用实验室限选试剂,设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO4。限选试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液实验操作预期现象和必要结论步骤1:取少量样品于烧杯中,缓慢加入足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤步骤2:取少量步骤1
12、所得的滤液于试管中,加入,振荡后静置步骤3:取少量步骤2所得的溶液于试管中,说明样品中有MgSO4;,说明样品中没有MgSO4【参考答案】考题分层训练夯实基础1.A解析净化有泥沙的水,活性炭在上层达不到净化效果,应该把小卵石和活性炭的位置互换一下;生石灰遇水放热,会使瓶中气体受热膨胀,气压变大,U形管中的液面左端下降,右端上升,通过观察U形管中液面的变化,可以证明生石灰遇水放热;稀硫酸与纯碱反应生成二氧化碳气体,气体逸散到空气中,使左端质量减小,天平不再平衡,能达到实验目的;实验室用高锰酸钾制取氧气,反应物是固体,反应条件是加热,氧气的密度比空气大,可用向上排空气法收集,能达到实验目的。2.B
13、解析实验一:倾倒二氧化碳,可以验证二氧化碳的密度大于空气(物理性质)和二氧化碳既不支持燃烧,也不能燃烧(化学性质);实验二:硫燃烧可以消耗氧气,但是也会生成气体,装置内压强变化不大,不能验证空气中氧气含量;实验三:将带火星的木条放在氧气集气瓶口,若木条立即复燃说明已集满,可以验证O2是否收集满;实验四:黄铜片和纯铜片相互刻划,可以比较合金与纯金属的硬度。3.C解析鉴别稀盐酸、Na2CO3溶液和蒸馏水,分别滴加无色酚酞溶液,变红的是Na2CO3溶液,稀盐酸和蒸馏水不变色,不能鉴别这三种物质;生石灰与水反应,加水溶解不能除去生石灰中少量的碳酸钙;将铜片分别放入到Zn(NO3)2溶液、AgNO3溶液
14、中,Zn(NO3)2溶液中无现象,说明Zn比Cu活泼,AgNO3溶液中出现银白色固体,说明Cu比Ag活泼,即三者活动性为ZnCuAg,可以验证Zn、Cu、Ag的金属活动性;CO2和HCl都与NaOH溶液反应,不能除去CO2中混有的少量HCl气体。4.B解析铁粉与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,加入过量铁粉将硫酸铜完全反应,过滤即可;活泼金属与稀盐酸反应生成氢气,也会有气泡产生,所以,向固体中加入稀盐酸,观察到气泡产生,不能证明是碳酸盐;氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,过滤,向滤液中加入稀盐酸至溶液呈中性,即可得到较纯净的氯化钠溶液;氢氧化钠固体溶于水放热,溶液温度升高,硝酸铵固体
15、溶于水吸热,溶液温度降低。5.C解析电解水并不廉价;将河水净化为纯水,经过沉淀、过滤、吸附后还要进行蒸馏;锌片与CuSO4溶液的反应,可以将Cu置换出来,说明金属活动性ZnCu;过量NaOH溶液会引入新的杂质NaOH,应加入适量NaOH溶液再过滤。6.C解析铁粉与稀硫酸反应有气泡产生,氧化铜与稀硫酸反应无气泡,可以区分,故A不符合题意;硫酸铵与熟石灰混合研磨,会产生有刺激性气味的气体,氯化钠与熟石灰不反应,没有明显现象,故B不符合题意;氢氧化钠固体能吸收水分,又能和二氧化碳发生反应,所以该方案除去水蒸气的同时也会把二氧化碳除去,方案错误,故C符合题意;氧化铜能和稀盐酸反应生成氯化铜和水,且氧化
16、铜不溶于水,所以可以用氧化铜除去氯化铜溶液中的盐酸,方案正确,故D不符合题意。7.B解析将粗盐中混有的泥沙分离,先溶解,氯化钠溶于水,而泥沙不溶于水,再过滤把泥沙除去,得到氯化钠溶液,最后蒸发溶剂得到氯化钠晶体,所以A设计正确;KNO3中混有NaCl,要提纯KNO3,先加水溶解,再降温结晶,因为KNO3的溶解度随温度的升高变化较大,NaCl的溶解度随温度的升高而无明显变化,所以第一步是在烧杯中加水溶解,第二步是蒸发浓缩,得到较高温度下的KNO3饱和溶液,再冷却结晶,利用溶解度差异使KNO3结晶析出,所以B设计错误;硫酸镁和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,除去氯化镁溶液中少量的硫酸镁,可以加入
17、适量的氯化钡溶液,再过滤,把硫酸钡除去,就可以得到氯化镁溶液,所以C设计正确;鉴别碳酸钙、氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵四种固体,加水观察,不溶于水的固体是碳酸钙,溶于水温度升高的固体是氢氧化钠,溶于水温度降低的固体是硝酸铵,溶于水温度不变的固体是氯化钠,所以D设计正确。能力提升1.B解析铁丝、银丝分别放入硫酸铜溶液中,会观察到铁丝表面有红色物质析出,银丝表面无明显现象,说明铁比铜活泼,铜比银活泼,可得出金属活动性从强到弱为Fe、Cu、Ag,故能达到实验目的;探究影响物质溶解速率的因素要采用控制变量法,而操作中两试管中水的温度不同,硝酸钾的状态不同,故无法达到实验目的;实验中两个塑料瓶都会变瘪,但盛
18、氢氧化钠溶液的塑料瓶变瘪的程度要大于盛水的塑料瓶,证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,能达到实验目的;实验图中,试管1中铁钉部分放入水中,铁与氧气、水均接触,很快铁生锈,试管2中铁钉放入水中,上方放植物油隔绝氧气,铁钉只与水接触,不易生锈,试管3中铁钉只与氧气接触,也不易生锈,通过比较试管1、2、3可得出铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触,故能达到实验目的。2.C解析用肥皂水可以区分硬水和软水,加入后搅拌,泡沫多的是软水,浮渣多的是硬水;CO2不能使干燥的石蕊花变红,CO2能使湿润的石蕊花变红,对比可得出CO2和水发生了反应,生成了能使石蕊花变红的物质;盐酸的浓度不一样,无法探究接触面积对反应速
19、率的影响;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,人体呼出的气体中二氧化碳含量较多,可以通过对比现象得出结论。3.A解析探究溶剂种类对物质溶解性的影响实验为对比实验,做此类实验时,只把研究对象作为变量,其他量都要相同,故A正确;酚酞遇酸不变色,该实验无明显现象,无法证明分子运动,故B错误;氯化铵溶液和硝酸铵溶液中都含有NH4+,用NaOH溶液无法区分,故C错误;探究MnO2的催化作用,也属于对比实验,除探究对象是变量外,其他都不变,所以第二个试管中过氧化氢溶液的溶质质量分数也应是5%,故D错误。4.D解析由于铜加入硝酸亚铁溶液中不反应,说明金属活动性铁在铜前,铜加入硝酸银溶液中反应,说明金属活动性铜在银
20、前。燃着的木条放入氧气中,燃烧更旺,放入二氧化碳中,木条熄灭,放入空气中,燃烧与原来一样。配制20 g质量分数为5%的氯化钠溶液的实验步骤:计算:所需氯化钠的质量为20 g5%=1 g,所需水的质量为20 g-1 g=19 g,所需水的体积=19 g/(1 g/mL)=19 mL;称量:用托盘天平称量1 g的氯化钠,用量筒量取19 mL的水;溶解:将水倒入盛有氯化钠的烧杯里,用玻璃棒搅拌,使氯化钠溶解;装瓶贴标签:把配好的溶液装入试剂瓶并贴上标签(标签中应包括药品名称和溶液的溶质质量分数),放到试剂柜中。将氯化钠和碳酸钙固体加水溶解、过滤、洗涤得到碳酸钙固体,滤液中溶质是氯化钠,不能得到氯化钠
21、的固体。5.C解析氢氧化钠固体具有吸水性,氢氧化钠溶液不具有吸水性;加入足量水过滤之后只能得到碳酸钙,还需蒸发结晶才能得到氢氧化钙;酒精燃烧生成了使澄清石灰水变浑浊的气体,是二氧化碳,由于氧气中没有碳元素,所以酒精中一定含有碳元素;根据俯视读数量取液体读数偏大,溶质不变,溶剂少了,溶液质量少了,溶质质量分数变大。6.D解析碳酸钙高温煅烧分解生成氧化钙和二氧化碳,故反应后只得到CaO不能达到分离的目的;CaCl2溶液和CO2不能发生反应;锌粒和稀硫酸反应生成氢气,若在敞口装置中反应,比较混合前后溶液的质量不能验证质量守恒定律;将气体依次通过足量的饱和NaHCO3溶液和浓硫酸,先除去氯化氢气体,再
22、除去水蒸气,可以得到纯净的二氧化碳。7.D解析氢氧化钠固体能与二氧化碳反应,不能用于除去二氧化碳中的水蒸气;酒精在空气中燃烧会生成二氧化碳和水,所以通过检验生成的产物只能证明酒精中含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素;探究铁锈蚀的条件要做对比实验,不能单凭一枚铁钉一个实验确定铁生锈的条件;氢氧化钡溶液与硝酸铵反应产生有刺激性气味的氨气,与硫酸铵溶液反应既产生白色沉淀,又产生有刺激性气味的氨气,与硫酸反应只产生白色沉淀,与氯化钠不发生反应,所以用一种试剂氢氧化钡溶液可以一次性鉴别出硝酸铵溶液、硫酸铵溶液、稀硫酸和氯化钠溶液。8.盐酸能否与氢氧化钠发生反应稀盐酸超过16 g的氯化钾50 g质量分
23、数为5%的氯化钠溶液9.(1)加热(2)除去溶液中的氯化钙和步骤中加入的过量的氯化钡(3)不严谨;步骤加入的是过量的碳酸钾溶液,最终滤液中含有杂质碳酸钾解析(1)由题干信息可知,碳酸氢铵受热易分解生成氨、二氧化碳和水,所以步骤中加热即可除去碳酸氢铵。(2)步骤后,溶液中还含有氯化钙和过量的氯化钡,加入过量碳酸钾溶液的目的是除去氯化钙和过量的氯化钡,因为氯化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾,氯化钡和碳酸钾反应生成碳酸钡沉淀和氯化钾。(3)该设计方案存在缺陷,因为步骤中加入的是过量的碳酸钾溶液,所以过滤后得到的滤液中还含有过量的碳酸钾,得到的氯化钾溶液不纯净。10.(1)向长颈漏斗内注水至形成一段水柱,一段时间后液面高度不变,说明装置气密性良好(2)bcef(3)H2+2FeCl32FeCl2+2HCl(4)吸收反应生成的HCl气体(5)检验氢气的纯度11.(1)冒气泡,溶液变浑浊(2)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O防止空气中的二氧化碳进入C装置,干扰实验结果(3)防止二氧化碳逸出(4)使反应生成的二氧化碳全部排入C装置中被氢氧化钡溶液吸收12.(1)C(2)一定(3)过量稀盐酸有气泡产生滴加少量的BaCl2溶液有白色沉淀生成无明显现象