【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（二十四 ）：化学实验评价与设计【word，含答案】
文档属性
| 名称 | 【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（二十四 ）：化学实验评价与设计【word，含答案】 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 629.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-27 19:12:40 | ||
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文档简介
一、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。
二、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。
例1、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 m g
②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 V L
（1）装置甲存在缺陷，其改进方法是 。
（2）装置乙试管中观察到的实验现象是 。
（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 （用字母表示）。
（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。 。
例2、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： ．
（2）广口瓶中的试剂X可选用 （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 （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． ．
例3、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 。
（2）该实验能够得出的结论是 。
（3）从微观角度解释甲中无白烟，而丙中出现白烟的原因是 。
1.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 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 ；
（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 ；
（4）为了除去O2中可能剩余的CO2，F中可盛放过量 溶液。
2．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 。
（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 （填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。
（3）E装置的作用是 。
（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 g。（用m1、m2表示）
3．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
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 KCl NH4Cl CaCl2 ①
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 ．
（2）通过实验可得出的结论是 ．
1.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 （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 （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 。
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＝ 时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3。
2．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 。
（2）为了除去O2中可能混有的CO2，B中可盛放过量 溶液。
（3）E装置的作用是 。
（4）根据 现象可以判断超氧化钾已完全反应。
3．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 ．
（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 ．
（3）D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是： ．
4．硫的氧化物有SO2和SO3，SO2是重要的大气污染物．SO3的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，遇水剧烈反应生成硫酸．SO2和O2按合适的比例混合后在催化剂作用下，450℃左右可以合成SO3，该合成反应是可逆反应，过高的温度不利于SO3的合成．
某同学设计实验：在实验室合成三氧化硫．设计的实验装置图如图所示，有关的铁架台等仪器没有画出．根据他设计的装置，回答下列问题：
（1）实验前，必须进行的操作是 （填操作名称，不必写出完整的操作步骤）；
（2）写出装置A中发生反应的方程式： ；
（3）B装置的两个作用是： ； ．
（4）实验中当Cr2O3表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热，这样做的原因是： ．
（5）装置E的作用是 ，
（6）装置F的作用是 ．
参考答案
例1、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x
Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑
56 2
x ρg/L×VL
x＝28ρVg
生锈的生铁片中铁元素的质量分数为：
；
（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）；
（4）不正确；因为所得光亮的银白色铁片中还含有碳元素。
例2、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．
例3、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。
1.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。
2．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+H22Cu+H2O，
144 18
x x
CuO+H2Cu+H2O，
80 18
m1g﹣x （m1g﹣x）
根据题意有：x（m1g﹣x）＝m2g，
xm1﹣10m2，
故填：m1﹣10m2。
3．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．
1.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）：（6）＝9：22时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3．故填：9：22。
2．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。
3．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．
4．解：（1）实验室制取气体时，在实验前，必须进行的操作是：检查装置气密性；
（2）亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫，化学方程式为：Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑；
（3）由于浓硫酸的吸水性可以干燥氧气和二氧化硫，都通入浓硫酸中可以增大二者的接触面积，反应得快，即使气体混合均匀；
（4）过高的温度不利于SO3的合成，所以实验中当Cr2O3表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热；
（5）氯化钙具有吸水性，三氧化硫和水反应生成硫酸，所以装置E的作用是防止三氧化硫和水发生反应生成硫酸；
（6）没有参加反应的二氧化硫排放到空气中会污染空气，所以D装置的作用是吸收二氧化硫．
故答案为：（1）检查装置气密性；
（2）Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑；
（3）干燥二氧化硫，定量混合氧气与二氧化硫；
（4）过高的温度不利于SO3的合成；
（5）防止三氧化硫和水发生反应生成硫酸；
（6）吸收二氧化硫．
【备考2023】浙教版科学中考第三轮冲刺讲义（二十四）
化学实验评价与设计
(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。
二、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。
例1、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 m g
②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 V L
（1）装置甲存在缺陷，其改进方法是 。
（2）装置乙试管中观察到的实验现象是 。
（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 （用字母表示）。
（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。 。
例2、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： ．
（2）广口瓶中的试剂X可选用 （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 （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． ．
例3、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 。
（2）该实验能够得出的结论是 。
（3）从微观角度解释甲中无白烟，而丙中出现白烟的原因是 。
1.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 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 ；
（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 ；
（4）为了除去O2中可能剩余的CO2，F中可盛放过量 溶液。
2．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 。
（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 （填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。
（3）E装置的作用是 。
（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 g。（用m1、m2表示）
3．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
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 KCl NH4Cl CaCl2 ①
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 ．
（2）通过实验可得出的结论是 ．
1.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 （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 （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 。
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＝ 时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3。
2．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 。
（2）为了除去O2中可能混有的CO2，B中可盛放过量 溶液。
（3）E装置的作用是 。
（4）根据 现象可以判断超氧化钾已完全反应。
3．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 ．
（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 ．
（3）D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是： ．
4．硫的氧化物有SO2和SO3，SO2是重要的大气污染物．SO3的熔点为16.8℃，沸点为44.8℃，遇水剧烈反应生成硫酸．SO2和O2按合适的比例混合后在催化剂作用下，450℃左右可以合成SO3，该合成反应是可逆反应，过高的温度不利于SO3的合成．
某同学设计实验：在实验室合成三氧化硫．设计的实验装置图如图所示，有关的铁架台等仪器没有画出．根据他设计的装置，回答下列问题：
（1）实验前，必须进行的操作是 （填操作名称，不必写出完整的操作步骤）；
（2）写出装置A中发生反应的方程式： ；
（3）B装置的两个作用是： ； ．
（4）实验中当Cr2O3表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热，这样做的原因是： ．
（5）装置E的作用是 ，
（6）装置F的作用是 ．
参考答案
例1、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x
Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑
56 2
x ρg/L×VL
x＝28ρVg
生锈的生铁片中铁元素的质量分数为：
；
（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）；
（4）不正确；因为所得光亮的银白色铁片中还含有碳元素。
例2、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．
例3、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。
1.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。
2．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+H22Cu+H2O，
144 18
x x
CuO+H2Cu+H2O，
80 18
m1g﹣x （m1g﹣x）
根据题意有：x（m1g﹣x）＝m2g，
xm1﹣10m2，
故填：m1﹣10m2。
3．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．
1.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）：（6）＝9：22时，碱式碳酸铜的化学式为Cu2（OH）2CO3．故填：9：22。
2．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。
3．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．
4．解：（1）实验室制取气体时，在实验前，必须进行的操作是：检查装置气密性；
（2）亚硫酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化硫，化学方程式为：Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑；
（3）由于浓硫酸的吸水性可以干燥氧气和二氧化硫，都通入浓硫酸中可以增大二者的接触面积，反应得快，即使气体混合均匀；
（4）过高的温度不利于SO3的合成，所以实验中当Cr2O3表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热；
（5）氯化钙具有吸水性，三氧化硫和水反应生成硫酸，所以装置E的作用是防止三氧化硫和水发生反应生成硫酸；
（6）没有参加反应的二氧化硫排放到空气中会污染空气，所以D装置的作用是吸收二氧化硫．
故答案为：（1）检查装置气密性；
（2）Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+SO2↑；
（3）干燥二氧化硫，定量混合氧气与二氧化硫；
（4）过高的温度不利于SO3的合成；
（5）防止三氧化硫和水发生反应生成硫酸；
（6）吸收二氧化硫．
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