简单的实验方案设计与评价及科学探究

简单的实验方案设计与评价及科学探究

1、某工厂的废水只含硫酸镁和少量硫酸，课外活动小组以此作为课题，探讨如何从中回收纯净的硫酸镁固体。他们设计了两种不同的方案，请你参加讨论： (1)方案一，选用镁粉为试剂。

①往废水中逐次加入镁粉，当观察到的化学方程式是 ；

②接下来的操作方法依次是和； (2)方案二，选用氢氧化钠溶液为试剂。

①向废水中逐滴加入氢氧化钠溶液，当时，停止滴入氢氧化钠溶液。此过程发生反应的化学方程式是 ；

②为了得到纯净的硫酸镁溶液，接着应进行的实验操作是(请简要写出操作过程) ③ ，得到硫酸镁固体。

(3)比较两个方案，假设实验中都没有损耗，那么，最后得到的硫酸镁固体的质量是否相同，原因是 。

(4)请你继续探究，设计新的方案(使用的试剂必须是与镁粉和氢氧化钠属不同类别)：你选用的一种试剂是(写化学式) ；该试剂发生反应的化学方程式是 。

2、某校化学课外兴趣小组的同学在研究性学习课上展示了一套如右图所示的实验装置（假设每步化学反应都完全，氧化铁样品中的杂质不参加反应）。

查阅资料：草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应：

H2C2O4 CO↑+CO2+H2O

通过讨论，同学们对这套装置有了多种认识。

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（1）第一小组同学说：从实验安全和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开始先加热___（填A或D）处，实验结束时，应_____（填先或后）停止D处的加热；从环保的角度讲，在E装置后还应对尾气进行处理，其方法是： 。

（2）第二小组的同学说：用该实验装置可以检验一氧化碳与氧化铁反应的产物，其中B装置的作用_______ ；E装置的作用___ ；

一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为 ___________________ _ _。

（3）第三小组的同学说：利用这套装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。他们的测定方法是：称量氧化铁样品的质量10.0 g，样品与玻璃管的总质量为60.0 g,完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6 g。计算实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为 。 （4）第四小组同学说：利用这套装置还有另外测定样品中氧化铁的质量分数的方法：先称量氧化铁样品的质量,再分别称量E装置在反应前后的总质量，即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。但按此方法实际实验测定结果却偏大，分析造成偏大的原因可能是 。 3、请完成以下探究过程：

问题：如何鉴定孔雀石[Cu2(OH)2 CO3]加热分解的产物? 假设：假设孔雀石加热分解的产物是H2O、CO2和CuO。

设计实验：实验①：按右图进行实验，证明分解产物中有H2O和CO2 。

该装置的连接顺序是：a接 ， 接 ；按此顺序连接的理由是： 。

实验②：请你设计实验，证明孔雀石完全分解后，试管中剩余的黑色固体是CuO(用图示或文

字说明均可)：

现象和结论：实验①中：U形管中的无水硫酸铜变成蓝色，证明产物中有 ；证明产物中有CO2的现象是 。实验②中(你设计的)：因为有 现象，所以黑色固体中有铜元素；因为有 现象，所以黑色固体中有氧元素；由此可得到结论：产物中有CuO。

4、将一块光亮的纯铜片放在酒精灯火焰上灼烧，表面变黑。对黑色物质的来源，提出你的二个预测（假设），并设计一个或几个实验来证明你预测的正确性。

(1)写出制取二氧化碳反应的化学方程式；

(2)如果要证明制得的气体中混有氯化氢气体，应把A装置与E装置连接，E装置中观察到的现象是 ，写出有关反应的化学方程式： ；

(3)如果要验证制得的气体是二氧化碳，除A装置外，还应选用上述装置中的(填装置序号，下同)。

(4)如果要收集一瓶纯净、干燥的二氧化碳气体，请从上述各装置中选择适当的装置进行连接，连接顺序是 ，其中B装置中浓硫酸的作用是 。

7、为验证Fe、Ag、CU的活动性顺序，小红同学用了三种试剂（其中只有一种盐溶液）进行实验，小朗同学用了与小红完全不同的三种试剂（其中有两种盐溶液）进行实验，她们都取得了相同的实验结果。请写出两位同学在实验中所用的试剂的化学式：

5、用珍珠（主要成分CaCO3）加工成的“珍珠粉”是一种名贵中药材、保健品，可近年来市场上出现了一些假冒的“珍珠粉”，仅用肉眼观察难辨真假。为了向消费者提供鉴别方法，须找出真假“珍珠粉”理化性质上的差异。工商局提供了真、假“珍珠粉”样品，请你展开探究：（只要写出猜想、方案，不需要说出方案实施的具体结果）

猜想一： 真、假“珍珠粉”的气味可能不同 。 方案一： 取样，分别闻一闻它们的气味，分辨气味有无差异 。 猜想二： 。 方案二： 。 猜想三：

。 方案三： 。

6、实验室可以选用下图所示的装置，制取二氧化碳气体(混有氯化氢、水蒸气)和进行有关实验，回答下列问题：

（1）小红同学

；（2）小朗同学 。 8、课堂上同学们利用甲图装置做过氧化氢分解实验时，带火星的木条很难复燃，于是老师加了一个u形管，如乙图，带火星的木条较易复燃。 请回答：

（1）写出实验室制取氧气的化学方程式：_____________________________________。 （2）改用乙装置后能使带火星的木条复燃的原因：________________________________。 （3）根据(2)中推测的原因，请你设计一个新的改进装置（可用图示或用文字叙述改进要点）。

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9、我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说，其中捞出的碱主要是碳酸钠和少量氯化钠的混合物。小王同学以捞出的碱作为样品，并用以下一套装置对样品进行分析，根据量筒中收集到的液体的体积（相当于二氧化碳的体积）来计算样品中碳酸钠的含量。（已知：HCl+NaHCO3===NaCl+CO2↑+H2O；CO2在饱和NaHCO3溶液中溶解度很小）

由实验可知：铜生锈是铜与水、 、 等物质共同作用的结果，铜变成铜绿的化学方程式为 。

（1）在A和B 两套装置中，哪一套装置更合理________（选填“A”或“B”）。 （2）准确读取量筒内液体体积的方法是__________________________________。 （3）锥形瓶中原有的空气对实验结果是否有明显影响？ ______（填“有”或“没有”）。 （4）若实验中用的盐酸是浓盐酸，则测得的样品中碳酸钠的含量与实际值相比会________（填“偏大”或“偏小”或“不变”）。

（5）在实验过程中，对取用样品的量的多少有一定要求，为什么？___________________

_______________________________________________________________________。 10、请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：

[发现问题] 小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈； 小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。

[提出问题] 这三种物质“生锈¨的原因是什么?

[收集证据] (1)回忆已有知识：铁生锈的条件是。

(2)查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)；苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。

(3)实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：

3

[得出结论] 经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与 (填物质名称)有关。

[反思与应用] 利用所得结论填空：

(1)写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法； (2)请你提出一条延长食品保质期的建议。

11、小红发现松软的面包、酥脆的饼干内部都有许多小孔（如图所示）。为探究这个问 题，她从面点师那里了解到：此类食品制作过程中常 加入膨松 剂，碳酸氢钠就是一种常用的膨松剂。小红从超市买来一袋膨 松剂（碳酸氢钠），按照研究物质的一般方法，对其进行探究。 ①阅读使用说明：一使用时与面粉混合均匀，加水拌和，成 型后直接焙制；②观察到样品为白色粉末状物质； ③取少量 样品加入水，发现其完全溶解；④用pH试纸测溶液的酸碱度 pH = 11；⑤取少量样品，向其中加人稀盐酸，产生大量气泡； ⑥取适量样品放人试管加热，产生可以使澄清石灰水变浑浊的气体。

（

l）请你通过以上实验判断，形成小孔的气体应该是。你猜测产生这种 气体的原因有 。

（2）将少许面粉加人水中 取上层液用H试纸测量，显中性，由此你认为碳酸氢钠

能使食品膨松的主要原因是 。 （3）请你通过以上探究活动，总结碳酸氢钠的物理性质。 （4）请你写出你所了解的碳酸氢钠的其他用途 。

12、用盐酸可以清除铁锈（主要成分为Fe2O3），盐酸中主要含有H2O分子、H、Cl。某探究小组为探究稀盐酸中的哪种微粒能使氧化铁溶解，设计了如下实验方案，得出了初步结论。（1）请填写下表中的实验结论：

（2）是否需要做“向Fe2O3中加入水”的对比实验？为什么？ 13、甲同学在某食品包装袋内，发现有一个装有白色颗粒状固体A的小纸袋，上面写着“生石灰干燥剂，请勿食用”。甲同学随手将小纸袋拿出来放在空气中，经过一段时间后，发现纸袋内的白色颗粒粘在一起成为块状固体B。请你与甲同学一起对块状固体B进行探究。（1）猜想一：块状固体B中除氧化钙外还可能有： 、

。

+

-

14、小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究：他打 1黑色碳棒完好无损；○2电极周围充满黑开一节废电池，观察到如下现象：○

3里面有少量无色晶体；○4金属外壳明显破损. 色粉末；○

小刚查阅了资料：锌锰干电池的结果如图所示，它以中心的碳棒（石墨）做正极，外围的锌筒做负极，锌筒与碳棒之间填满用氯化铵溶液（做电解质）拌湿的二氧化锰和石墨，石墨不参加化学反应，仅起导电作用，在电池的使

用中，锌逐渐变成了氯化锌。请你根据初中学习的知识和小刚的探究活动，填写以下空白。 （1）用碳棒做电极主要利用了石墨的____性。（2）干电池在使用过程中的能量转化是____。 （3）以氯化锌为例，写出证明废电池中含有氯化物的化学方程式：______ __________。 （4）用简单的方法证明黑色粉末中含有石墨，写处操作步骤和实验现象 （5）通过回收废旧锌锰电池可得到的物质有______________ __（至少答2种）.

15、小兵在一本参考书上发现，镁居然能在二氧化碳气体中燃烧！于是他迫不及待的做起了这个实验：将镁条点燃后迅速伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，发

写出白色颗粒状固体A在空气中转化为块状固体B的化学反应方程式： ；

现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色粉末和一种黑色粉末。⑴ 根据实验现象，写出该反应的化学方程式：

⑵ 这个实验还引发了我对过去某些知识的反思，从而有些新的发现：

（2）猜想二：块状固体B溶于水可能有 现象（填“放热”或“吸热”）。请设计实验方案验证你的这一猜想（至少写出两种方案）：

①

； ； 。

①

；② 。

② ③

（3）取适量块状固体B加入盛有一定量水的试管中，振荡、静置、过滤，得到少量白色固体C。就白色固体C的成分，甲同学与乙同学进行讨论，一起猜想。

甲认为，白色固体C可能是：氢氧化钙； 乙认为，白色固体C可能是：碳酸钙； 你认为，白色固体C还可能是： 。请设计实验证明你的猜想（填写下表）

：

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