4第四单元综合实验设计与评价 文档.docx

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科学探究实验大题

作者会飞的鱼

1.（2012．佛山市）（9分）某学习小组围绕“气体实验室制取”进行了研讨。

请你参与完成下面的问题。

（1）原理分析：

实验室制取CO2的化学方程式为。

不用Na2CO3与盐酸反应制取CO2的原因是。

（2）发生装置：

图①装置中仪器a的名称是。

实验室常用无水醋酸钠固体与碱石灰在加热的情况下制CH4，应选图（填序号）发生装置。

（3）收集装置：

实验室收集NH3应采用的方法是。

收集有毒气体SO2时，常采用③收集装置，气体应从（填字母）端通入。

（4）实验操作：

用KMnO4制取O2的操作过程可概括为“组装仪器→→

→加入试管→收集气体→停止加热”。

（5）实验反思：

在加热KClO3制O2的过程中，发现产生O2的速率很慢，经检查不是KClO3变质，也不是装置气密性不好，你认为最可能的原因是

。

2．（2012•济宁）

（1）水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体，主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气．

某课题组同学为验证水煤气的成分，做了以下准备：

（一）资料收集：

①H2+CuO

Cu+H2O②CO+CuO

Cu+CO2③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色

（二）设计实验装置

请分析上面信息后回答：

①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是　　；

②装置C的目的是　　，装置D的作用是　　；

③装置E内观察到的现象是　　；

④实验中两次用到装置A，其目的分别是　　，　　；

请你设计一种尾气处理方案：

3.（2012.眉山市）（4分）某同学用下图装置验证某混合气体中一定含有水蒸气、二氧化碳和一氧化碳三种气体（假设每步操作中，参加反应的气体都完全反应或吸收）。

罨量汛酉罢囊水

DE

（1）该同学验证三种气体一定存在。

实验进行时，若要气体从左向右流动，则这几种仪器的连接顺序应是：

混合气体→（）→（）→D→（）→（）（填A、B、C或E）；

（2）B装置中观察到的现象为

（3）混合气体通过A装置发生反应的化学方程式为

4.（2012．青岛市）某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：

（1）用下图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁片）：

①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。

乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管_____________（选填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。

②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在_____________________的环境中是否更容易锈蚀。

③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，还可以制成合金。

这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起__________________的变化。

（2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。

有的同学认为这种方案不够合理，理由是___________________________________________。

（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是_______________________________，且反应后溶液质量比反应前___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

5.（2012．梅州市）（11分）现有银、铜、铁三种金属，某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实验：

.将铁片浸入稀硫酸中；

.将银片浸入稀硫酸中；

.将铁片浸入硫酸铜溶液中。

（1）实验

的现象是：

有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色。

反应的化学方程式为；反应产生的气体可用的方法检验。

（2）上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请你补充一个实验来达到实验目的（写出实验操作和现象）。

根据以上探究，三种金属的活动性由强到弱的顺序是。

（3）将银、铜、铁中的两种金属分别放入溶液中，即可验证这三种金属的活动性强弱。

（4）将铜片加热，铜片表面变黑。

同学们设计如下实验证明此黑色物质是氧化铜。

实验操作

实验现象

剪下一片变黑的铜片，放入试管中，加入足量的溶液。

铜片表面的黑色物质全部消失，露出红色的铜，溶液变为色。

6.（2012.孝感市）（8分）某化学兴趣小组的学生，发现金属R不在初中学到的金属活动性顺序表中，该小组为了了解R与常见金属铝、铜的金属活动性顺序，进行如下探究活动：

【作出猜想】他们考虑到铝的活动性比铜强，对三种金属的活动性顺序作出如下猜想：

猜想一：

Al>Cu>R，猜想二：

，猜想三：

R>Al>Cu，

【查阅资料】R是一种银白色的金属，在R的盐溶液中只有+2价R的盐溶液呈蓝色，常温下铝的表面会形成一层致密的氧化膜；硫酸铝、氯化铝、硝酸铝的溶液均为无色。

【实验探究】为了探究哪一种猜想成立，甲、乙、丙三位同学分别针对猜想一、猜想二、猜想三设计实验方案并展开实验探究。

猜想

主要操作

主要现象

实验结论

猜想一

打磨R丝，并将其插入到硫酸铜溶液中

R丝表面覆盖了一层红色的物质

猜想一（填“成立”或“不成立”）

猜想二

打磨粗细相同的R丝、铝丝、铜丝，分别将它们插入到体积相同、溶质质量分数也相同的稀硫酸中

①R丝表面产生气泡缓慢，溶液由无色逐渐变成蓝色

②铝丝表面产生气泡较快

③铜丝表面没有气泡产生

猜想二成立。

R与稀硫酸反应的化学方程式为

猜想三

无明显现象

猜想三成立

【交流反思】

究竟哪种猜想成立？

三位同学经讨论交流，发现丙同学在实验前没有打磨铝丝，这可能会导致实验结论错误。

于是他们先打磨铝丝，再将其插入到丙同学做实验用过的溶液中，一段时间后，溶液的颜色；进而确认猜想三不成立，猜想三成立。

【归纳总结】探究结束后，他们总结得出：

通过金属与反应或金属与反应可以比较金属活动性强弱。

7.（2012．梅州市）（8分）粗盐中含有MgCl2、CaCl2等杂质，工业提纯粗盐的工艺流程如下图所示：

（1）Ca（OH）2溶液的pH（填“＞”、“＝”或“＜”）7。

步骤①反应的化学方程式为。

（2）步骤③操作a的名称是。

步骤④加入适量盐酸的目的是除去滤液中的Na2CO3和。

（3）若步骤①和步骤②的顺序颠倒，则最后所得的精盐水中还含有。

8.（2012·衢州）学习碱的个性时，同学们在实验室中做“检测氢氧化钙性质”的实验，实验方案如图所示（说明：

实验中使用的药品均是溶液）。

请回答下列问题：

（1）写出盐酸加入氢氧化钙中反应的化学方程式：

；在实验过程中，并没有观察到该反应的明显现象，请你写出一种能观察到变化发生的方法：

。

（2）实验结束后，同学们将四支试管中的物质全部倒入废液缸中，为了处理废液渣，首先对废液缸中物质的成分进行初步分析，过程如下图所示：

由上述分析可知：

①固体A中一定还有碳酸钙和。

②无色溶液B中使酚酞试液变红的物质是

8.（2011重庆市）2011年是国际化学年（IYC2011），其宗旨是“增进公众对化学重要性的认识，鼓励青年人热爱化学，学习和研究化学”。

某校化学兴趣小组的同学，对课本中一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁（K1，K2是活塞）：

（1）关闭K1、开启K2，可以验证CO还原Fe2O3的产物。

①这是关于气体的实验，实验前必须对装置进行

②CO还原Fe2O3的化学方程式为

③在e处点燃气体的目的是

（2）关闭K2,开启K1，可以将d口出来的气体再从a通人装置而循环使用。

①c瓶中应装（填序号）。

A.澄清石灰水B.水C.石蕊溶液D.浓硫酸

②反应完后（假设b瓶中NaOH全部转化为纯碱），要从b瓶中溶液得到纯碱固体，必要的实验操作为转移、结晶。

③该实验这样改进的主要优点是

9.（2011宜昌）某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜的反应，有如下实验装置：

（1）上述A装置可用于实验室制取氢气和二氧化碳，请分别写出实验室制取氢气和二氧化碳

的化学方程式；；

上述可用于收集二氧化碳装置是（用装置字母序号填空）。

（2）请你参与探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分，完成下列各题：

已知信息：

Ⅰ．氢气还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；Ⅱ．Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体；Ⅲ．Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O

提出问题：

红色固体含有什么物质？

①猜想假设：

假设一：

红色固体只含Cu；假设二：

红色固体只含Cu2O；

假设三：

（请补充完成假设三）。

②实验探究：

（填写表中空格）

实验操作

实验现象

实验结论

ａ．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中

无明显现象

假设　　　　成立

b．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中

假设二和假设三均成立

③数据处理：

甲同学称取Wg红色固体加入到足量硫酸溶液中使其充分反应后，（填操作名称）、洗涤、干燥，称量剩余红色固体质量为mg，通过计算，若m（选

填＞、＜或＝），则假设二成立；若m（选填＞、＜或＝），则假设三成立。

④交流与反思：

只要假设合理，实验方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论。

10.（2011雅安）如图是实验室常用的两个气体制备、收集、净化的多功能装置。

（1）若用于制氢气，且产生的气体中不含酸性杂质气体，则试剂X常用________，用图示放置的乙装置收集氢气，A应与________（填“B”或“C”）相连。

（2）若X是稀盐酸、Y是石灰石，用甲、乙两装置可组成发生、净化、收集CO2气体的系列装置。

若乙中放入饱和NaHCO3溶液，则该溶液的作用是除去________；若乙中放入浓硫酸，浓硫酸的作用是____________________________。

（3）若X是水，Y是CaC2固体，则从A中放出乙炔（化学式：

C2H2）气体，同时还生成一种碱。

乙炔微溶于水，密度与空气接近。

若用乙装置收集乙炔，则乙中还应该装入；生成乙炔的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　

11.（2011雅安）某同学对“菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐，与豆腐同食会引起结石”的说法产生了兴趣。

探究一：

菠菜里是否含有可溶性草酸盐和碳酸盐？

【查阅资料】

①可溶的草酸盐、碳酸盐能与CaCl2溶液反应生成难溶于水的草酸钙（CaC2O4）、碳酸钙。

②醋酸（化学式用HAc表示）不与草酸钙反应，但能与碳酸钙反应生成可溶性盐。

【实验流程】

根据流程回答问题：

（1）操作①的名称是_____。

（2）加入足量CaCl2溶液的目的是_____。

（3）已知气体D能使澄清石灰水变浑浊，步骤③中发生反应的化学反应方程式为____

_。

【实验结论】菠菜里含有可溶性草酸盐和碳酸盐。

探究二：

不同温度下，草酸钙分解的产物是否相同？

已知下列事实：

①草酸钙高温完全分解得到两种气态氧化物和一种固态氧化物。

②12.8g的草酸钙分解过程中温度与剩余固体的质量关系如右图所示。

根据上述事实，回答下列问题：

（4）草酸钙高温完全分解的化学方程式为_____。

（5）通过上图数据分析，400℃-500℃发生反应的化学方程式是

_；700℃时剩余固体的成分是____。

12.（2011乐山）水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？

某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。

【提出猜想】1．该混合气体只含有一氧化碳、氢气

2．该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气

3．该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气

4．该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气

【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。

b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂

【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）。

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有。

B中变化的化学方程式为。

（2）装置C中的药品为。

（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是；E中的变化说明氧化铜具有性。

【实验结论】猜想正确。

【实验反思】

经过讨论，同学们将上图中装置C~H进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。

其中，干燥管中碱石灰的作用为，烧杯上能观察到的现象是。

最后一步的实验操作及现象是。

13.（2011北京）下图装置可以完成多个简单实验，具有药品用量少、实验现象明显、尾气不外逸等优点。

（1）若甲中吸有浓氨水，乙中吸有无色酚酞溶液，将甲、乙中的液体同时挤出，一段时间后，观察到无色酚酞溶液变红，说明分子具有的性质是________。

（2）若甲中吸有水，乙中吸有稀硫酸，烧杯①中盛有用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花，烧杯②中盛有碳酸钠粉末。

为了验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳，应采取的实验操作是________。

（3）若先将甲中的液体挤出，观察到气球明显鼓起，一段时间后恢复原状；再将乙中的液体挤出，气球又明显鼓起。

请将下表中的试剂补充完整。

滴管甲

烧杯①

滴管乙

烧杯②

试剂

H2O

Mg

气球鼓起是因为装置内气压增大，两次气压增大的原因依次是________

14.（2011北京）化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？

【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2。

 ②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。

【猜想与实验】

猜想：

呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。

 实验I：

验证呼出的气体中含有水蒸气。

（1）实验操作如右图所示。

（2）观察到的现象为________，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。

实验II：

验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2，并测定其含量。

同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。

（1）实验记录

 实验操作

主要实验现象

实验结论及解释

①

检查装置的气密性。

向装置中加入药品。

关闭止水夹a～f。

装置的气密性良好。

②

打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。

B中液体进入到A中，B中液体减少500mL。

收集500mL气体。

③

关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。

________，D中液体为475mL。

反应的化学方程式为________。

④

关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。

白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。

呼出的气体中含有O2。

⑤

待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。

________，D中剩余液体为400mL。

呼出的气体中含有N2。

（2）数据处理

 　　　　　　　　呼出的气体中主要成分的含量

N2

O2

CO2

体积/mL

体积分数/%

 同学们经过3次重复实验，确认了呼出气体中的主要成分及其含量。

【实验反思】

（1）该实验设计依据的N2性质有　　　　　　　　　（填字母序号）。

A．难溶于水 　　　　　B．不能和NaOH溶液反应

C．无色无味的气体    D．不能燃烧，也不支持燃烧

（2）实验II操作⑤中，若C中气体未完全冷却就打开f并读数，则所测O2的体积分数（填“偏小”、“不变”或“偏大”）。

15.（2011龙岩）某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果配制几次所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物。

兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：

提出问题：

用山泉水配制的氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊，白色沉淀是什么物质？

作出猜想：

I、氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；

II、氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。

（1）小明通过实验很快就排除了猜想I，他的实验是。

查阅资料：

本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙。

碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成。

（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到

的现象，确认所取的山泉水是硬水。

（3）小明和小红对所得的沉淀物中含有的碳酸钙进行实验：

（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液。

16.（2011广东省卷）学习了MnO2对过氧化氢分解有催化作用的

知识后，某同学想：

CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢？

于是进行了以下探究。

【猜想】Ⅰ、CuO不是催化剂、也不参与反应，反应前后质量和化学性质不变；

Ⅱ、CuO参与反应产生O2，反应前后质量好化学性质发生了改变；

Ⅲ、CuO是反应的催化剂，反应前后。

【实验】用天平称量0.2gCuO，取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，进行如下实验：

（1）填写下表：

步骤③现象

步骤⑥结果

步骤⑦现象

结论

带火星的木条复燃。

溶液中有气泡放出，

猜想Ⅰ、Ⅱ不成立；

猜想Ⅲ成立。

（2）步骤①的目的是。

（3）步骤④需用到的实验仪器有：

铁架台（带铁圈）、漏斗、烧杯、。

（4）过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的化学方程式为。

【拓展】要探究步骤

做过催化剂的CuO其它化学性质，还应补做的实验是

。

（写一种）。

17.（2011广州）某校“我与化学”活动小组通过查舞资料了解到，我国超市每年消耗约40万吨

塑料袋。

假定这些使用后的废塑料袋都通过焚烧处理。

将排放大量CO2。

该活动小组用下图所示装置，测量一定质量塑料袋燃烧后产生的CO2的质量。

（1）为了保证测量的准确性，连接好实验装置后应检查________________________，再加入药品进行实验。

（2）装置Ⅰ的小烧杯中加入足量H2O2和催化剂．可持续产生O2供塑料袋充分燃烧，产生O2的化学方程式是__________________________。

（3）塑料袋燃尽，装置Ⅰ逐渐冷却时，装置Ⅱ中液体也不易倒吸进入装置Ⅰ中．原因是___________________

（4）根据实验目的，需要称量的是_________。

A．实验前塑料袋的质量

B．实验前和实验后装置Ⅱ的质量

C.实验前和实验后装置Ⅲ的质量

18.（2011揭阳）有的化学反应伴随明显现象，有的化学反应则没有明显现象。

某兴趣小组同学为证明NaOH与稀盐酸能发生化学反应，从不同角度设计了如下方案，并进行实验。

方案一：

先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸并不断振荡，同时测定溶液的pH，若测得溶液的pH（填序号），则证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应。

a．逐渐增大并≥7b．逐渐减小并≤7c．始终不变并等于7

方案二：

化学反应通常伴随能量的变化，可借助反应前后的温度变化来判断是否发生了反应。

某同学在不使用温度计的情况下，通过右图所示装置进行实验，观察到红墨水向右移动。

有的同学提出，该现象不足以证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应，他的理由是：

；

方案三：

向NaOH溶液中滴加酚酞试液，溶液显红色，再滴加稀盐酸，若红色消失，则证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应。

实验中，同学们发现了两个意外现象：

（1）一同学向久置的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸至一定量时溶液中产生了大量的气泡，造成这种意外现象的原因是（用化学方程式表示）_______________________________

（2）向NaOH溶液中滴入酚酞试液，溶液变红，片刻，红色消失。

同学们对此进行了探究。

猜想

实验操作

实验现象

结论与解释

①可能是红色溶液与空气中的O2发生了反应，使红色消失。

用煮沸过的蒸馏水配制上述NaOH溶液，在液面上方滴些植物油，冷却后加入酚酞试液。

溶液变成红色，片刻，红色消失。

红色消失的现象与空气中的O2无关。

②可能是NaOH溶液与空气中CO2反应生成了Na2CO3，使红色消失。

取少量Na2CO3溶液，

向其中滴入酚酞试液。

溶液变红色，一段时间后红色不消失。

红色消失的现象与空气中的CO2无关。

①在验证猜想①的实验中“煮沸”和“滴入植物油”的目的是。

②该小组同学通过查阅资料得知：

当选用溶质的质量分数大于10%的氢氧化钠溶液时，就会出现上述意外现象。

请你设计实验证明：

上述方案中红色消失是NaOH溶液中溶质的质量分数过大所致。

你的实验方案是

。

19.（2011湛江）近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。

【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。

【查阅资料】

（1）“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色（由紫红色变为无色），该反应的化学方程式为：

5SO2+2KMnO4+2H2O＝K2SO4+2MnSO4+2X”。

这个化学方程式中最后一种物质X的化学式是：

。

（2）“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊。

”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式：

______________________。

根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。

【实验探究】（3）甲同学：

“实验操作”：

甲同学进行了如下图所示A、B两步实验：

“实验现象”：

A中稀高锰酸钾溶液褪色，B中澄清石灰水变浑浊。

“得出结论”：

煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中含有碳元素和硫元素。

（4）乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是：

。

（5）丙同学：

“实验操作”：

丙同学进行了如下图所示实验（部分装置在图中略去）：

【探究与结论】（6）上图C装置的作用是。

（7）要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：

丙同学的实验中。

20.（2011肇庆）（本题的所有夹持仪器均已省略）请根据下图回答问题：

（1）图中仪器④⑤的名称：

④，⑤。

（2）实验室制取氧气，某同学设计了图A的装置，并用仪器③收集氧气。

其中，仪器①中盛放的试剂应为，此法生成氧气的化学方程式为，收集氧气的方法为。

（3）实验室制取二氧化碳，从B~G中选择仪器，组装发生装置，要求能方便控制反应的发生或停止，你的正确选择为（填字母），反应的化学方程式为。

（4）右图是氢气还原氧化铜的微型实验装置图。

与上图A类比，眼药水瓶的作用相当于仪器（填仪器编号）。

21.（2011汉武）探究活动一：

在室温条件下进行如图所示实验。

已知：

试管内的镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小均相同；同时加入两支试管中的稀