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2022年中考化学二轮专题10 实验方案设计类实验探究题（含答案解析）
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这是一份2022年中考化学二轮专题10 实验方案设计类实验探究题（含答案解析），共37页。
拉分练10 实验方案设计类实验探究题
1．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾与二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
编号
温度
催化剂
氯酸钾、二氧化锰的质量比
生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ
400℃
MnO2
1:1
153
实验Ⅱ
400℃
MnO2
2:1
240
（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内 ；
（2）小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行了如下探究：
（猜想Ⅰ）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（设计实验）
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度(即分解温度，分解温度越低，表示反应速度越快)。
实验编号
实验药品
分解温度(℃)
①
氯酸钾
580
②
氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1)
350
③
氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1)
370
④
氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1)
390
（数据和结论）
①由实验 与 对比，证明猜想合理；
②实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，写出该物质与氯酸钾混合加热的符号表达式 。
（3）（反思）
若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
（4）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
①检查装置气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
实验结论：过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
（5）（分析与反思）
①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，请你帮他提出一条合理化建议 。
（6）（计算）该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素)，标签如下图所示。
试计算：
①过氧化钙的相对分子质量为 ；
②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为 ；
③该产品中过氧化钙的质量至少为 。
2．某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定？
【查阅资料】蛋壳的主要成分是CaCO3，其它成分对实验的影响忽略不计。
【进行实验】
（1）实验一：如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中，通过注射器加入稀盐酸，采集数据。
图①锥形瓶中反应的化学方程式为 。
（2）检验图①装置气密性的方法是 。
（3）根据图②分析，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是 。
（4）实验二：设计装置——通过测量生成的CO2体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
图③装置中连通管的作用是： ，若无“植物油”，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为 mL。
（6）实验三：设计装置——通过测量生成的CO2质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
该实验中反应前后均需通一段时间氮气，反应后通入氮气的目的是 。
（7）D装置的作用是 ；若无B装置，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（8）【数据处理】
图④中，通过称量反应前后装置 （填字母序号）的质量可达到实验三的目的。
3．某化学兴趣小组对无明显现象的中和反应进行“可视化”探究，设计并完成以下实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
（1）【实验一】借助指示剂的颜色变化来判断。实验操作如图1所示。
可证明两种物质发生中和反应的现象是 ，该反应的化学方程式为 。
（2）【实验二】
借助数字传感器，进行数据分析判断。用数字传感器测量盐酸与氢氧化钠的反应，pH变化曲线和温度变化曲线如图2所示。
根据曲线变化判断，该反应为 （填写“吸热反应”或“放热反应”）。
（3）当pH=7时，继续滴加盐酸，溶液的温度下降的原因是 。
（4）【实验三】借助其它“可视化”的现象判断。实验如图3所示，其中无水乙酸与氢氧化钠反应的化学方程
式为NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O ；变色硅胶为蓝色，吸水后变为红色。
能证明中和反应有水生成的现象是 。
（5）能证明中和反应有发生能量变化的现象是 。
（6）丙装置试管中药品不宜过多，原因是 。
4．小明想探究家中厨房用某种洗涤剂的成分，他将洗涤剂的粉末带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，小明进行了大胆的猜想与实验：
（提出问题）洗涤剂中主要含有哪些物质？
（1）（做出猜想）小明根据所学酸碱盐知识做出以下猜想：
猜想一：可能含有 OH-； 猜想二：可能含有 ； 猜想三：可能含有 CO32-和 OH-。
（2）（进行实验）
实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加酚酞溶液后，溶液变为 色，说明洗涤剂 的溶液显碱性。
（3）实验二：取少量粉末，滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成气体通入澄清石灰水，观察 到 ，证实洗涤剂中含有CO3 2-。
（4）（查阅资料）小明查阅资料得知
①该洗涤剂中含有 Na2CO3、NaOH 等物质中的一种或两种；
②Na2CO3溶液显碱性。
（实验验证） 可选试剂：
A．BaCl2 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．NaCl 溶液 D．稀盐酸 E . CuCl2 溶液
F. 酚酞溶液
（小结反思）：取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的 (选填字母编号)，产生了白色沉淀，反应方程式为 ，再加几滴 ，(选填字母编号)产生蓝色沉淀，证实洗涤剂中不仅含有 Na2CO3，还含有NaOH。
5．铭铭同学想通过实验来证明四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂这一个命题。
（1）请你帮助铭铭同学完成下列表格所示的探究实验：
实验操作
实验现象
实验结论
实验总结
步骤一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，插入带火星的木条
有少量气泡产生，木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气，但是
四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂
步骤二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，向其中加入 ，插入带火星的木条
，木条复燃
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解
（2）写出步骤二中发生的反应的文字表达式
（3）小强同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的总结，他还补充设计了两个方面的探究实验，最终才完成了对该命题的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是 ；
第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验，接下来的实验操作是 。
（4）小强在进行实验时候发现试管内有许多水雾，由此推断过氧化氢分解是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（5）小强还发现将过氧化氢溶液加入盛有四氧化三铁的试管后，反应速率先是逐渐加快，然后又逐渐变慢（如图所示）
从影响化学反应速率的因素来分析过氧化氢分解速率发生变化的原因是：
①反应速率先变快的原因： ；
②反应速率后变慢的原因： 。
6．某探究小组为了探究镁、铝、铜的金属活动性强弱，设计了以下实验探究方案。
（1）【实验探究1】将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。
【实验现象】镁片表面很快产生大量气泡，铝表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应。
【结论】镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为 （用符号表示）。
（2）铝片放入稀盐酸中一段时间后表面产生气泡过程中发生反应的化学方程式为 、 （用化学方程式表示）。
（3）有同学提出疑问：镁、铝、铜片均未打磨，会影响反应现象，那么实验前镁、铝、铜片打磨的目的是 。
（4）【实验探究2】取打磨过的镁片、铝片分别插入盛有硫酸铜溶液的试管中。镁片、铝片表面都有红色疏松的物质析出，硫酸铜溶液颜色变浅。据此可以探究出三者的金属活动性强弱。
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式该反应的实质是 。该反应的实质是 。
（5）【拓展探究】细心的同学发现，将打磨过的镁片插入硫酸铜溶液中时，镁片表面除了有红色疏松的物质析出，还有气泡产生，为什么会有气泡产生呢？
【查阅资料】在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强。
试从微观的视角用化学符号表示出镁片与硫酸铜溶液反应产生气泡的过程 。
（6）试设计实验探究硫酸铜溶液的浓度与铜离子的水解作用的关系 。
7．教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。
（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：
①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液的目的是 。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生 火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、 ，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后拔下直角玻璃管，并同时轻轻振荡广口瓶。
（2）问题讨论：
①图1实验设计中的不足之处是 。
②硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为 。
③反应过程中，产生的SO2能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，试用分子的有关知识解释 。
④图1点燃硫粉后，燃烧匙如何伸入集气瓶？ 。
8．某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道五氧化二磷不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
（1）研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置。请根据图示实验回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到的现象 。写出该反应的表达式 ，该反应属于 反应。
②装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面 。
③通过这个实验得出的结论是 。
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是： 。
（2）在由两个容量各为50mL的注射器组成的密闭系统，起始时活塞处的读数均为25mL。然后给装有细铜丝的硬质玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内，此时该注射器的读数是41.2mL。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 ，写出该反应的表达式： 。
②小强测得实验结果，由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 ，造成该实验出现误差的原因可能是 (填字母) 。
A.加入铜丝量太多 B.读数时没有冷却至室温 C.加入铜丝量太少
（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是 。小明认为小军的设计不行，他的理由是 ，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是 （答一条）。
9．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3 B．40：3 C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
10．为了探究影响物质溶解性的因素，小林设计并进行了如下实验。
（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 。
要保持不变的因素是 、 、溶质的质量。
操作步骤：在常温下，用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入氯化钠、硝酸钾、氢氧化钙各2g，振荡，观察各物质的溶解情况。
实验现象：试管①中有少量氯化钠未溶，试管②中硝酸钾全部溶解，试管③中有多量氢氧化钙未溶。
实验结论：相同温度，相同溶剂的条件下， 。
（2）探究温度（以硝酸钾为例）对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 ；要保持不变的因素是溶质的种类（硝酸钾）和质量、 。
操作步骤：用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入5g硝酸钾晶体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在40℃，将试管③加热并保持在60℃，振荡，观察各试管中硝酸钾的溶解情况。
实验现象：试管①中有多量硝酸钾未溶，试管②中有少量硝酸钾未溶，试管③中硝酸钾全部溶解。
实验结论： 。
11．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
（1）I.探究铜锈的组成（查阅资料）①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色
（进行实验）小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图所示装置实验(部分夹持装置已略去)。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
（解释与结论）C中反应的化学方程式是
（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和 。
（3）II.探究铜生锈的条件
（提出猜想）根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
（进行实验）实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下图所示的5个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面
有绿色物质
无明显现象
无明显现象
（解释与结论）
实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 (填编号)。
（5）对比实验②和③，得出的结论是 。
（6）为验证猜想，实验⑤中？处应提供哪些物质 。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。
（8）（反思与应用）
结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。
参考答案
1．【答案】（1）收集到的氧气的体积
（2）①；④；KClO3MnO2→ΔKCl+O2
（3）质量；化学性质
（4）不能
（5）过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气；加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂
（6）72；4:5；36g
2．【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好（或其它合理答案）
（3）盐酸挥发出氯化氢气体
（4）平衡气压；偏小
（5）V3-V1-V2
（6）排出装置中残留的二氧化碳
（7）避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏大
（8）C
3．【答案】（1）溶液由红色褪成无色；HCl+NaOH=NaC1+H2O
（2）放热反应
（3）盐酸过量，中和反应不再继续进行，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）
（4）丙中的硅胶由蓝色变为红色，甲、乙中的硅胶不变色
（5）管内红墨水出现液面差（或者液面呈右高左低）（合理均可得分）
（6）过量的氢氧化钠固体溶于生成的水中放出大量的热，影响实验过程中能量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）（合理均可）
4．【答案】（1）CO 32−
（2）红色
（3）澄清石灰水变浑浊
（4）A；Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl；E
5．【答案】（1）反应速度慢，产生氧气少；四氧化三铁；有大量气泡产生,带火星的木条迅速复燃
（2）过氧化氢→四氧化三铁水+氧气
（3）比较四氧化三铁反应前后质量是否变化；倾倒掉反应后的液体,向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液
（4）放热
（5）反应放热能加快反应；随着反应的进行过氧化氢浓度降低,反应逐渐减慢
6．【答案】（1）Mg>Al>Cu
（2）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
（3）除去金属表面的氧化膜
（4）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu；2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
（5）Mg+2H+=Mg2++H2↑
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）
7．【答案】（1）充分吸收二氧化硫，防止污染空气；淡蓝色；硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰
（2）装置不密闭，会污染空气；氧气浓度大；分子结构不同，化学性质不同；装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应
8．【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；化合反应；上升到1；氧气约占空气气体体积的 15；不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水
（2）使装置中的氧气完全反应；铜+氧气 加热→ 氧化铜；17.6%；BC
（3）蜡烛燃烧时也能消耗氧气；蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流；药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体
9．【答案】（1）Cu2O
（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
10．【答案】（1）溶质的种类；温度；溶剂的种类和质量；不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同
（2）温度；溶剂的种类和质量；在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同
11．【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）C、H、O
（3）除去水中溶解的O2
（4）①和③
（5）铜生锈与O2有关
（6）O2、CO2
（7）铜与H2O、O2、CO2同时接触
（8）保持铜制品表面干燥
考纲考点预览
拉分练10 实验方案设计类实验探究题
1. 【考点】催化剂的特点与催化作用；实验探究物质的性质或变化规律；化学式的相关计算
2. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量
3. 【考点】中和反应及其应用；实验探究物质的性质或变化规律
4. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量；实验步骤的探究
5. 【考点】催化剂的特点与催化作用；影响化学反应速率的因素探究
6. 【考点】金属活动性的探究
7. 【考点】氧气的化学性质；实验探究物质的性质或变化规律
8. 【考点】测定空气中的氧气含量
9. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量
10. 【考点】溶解度的影响因素
11. 【考点】质量守恒定律及其应用；探究金属锈蚀的条件
1．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾与二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
编号
温度
催化剂
氯酸钾、二氧化锰的质量比
生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ
400℃
MnO2
1:1
153
实验Ⅱ
400℃
MnO2
2:1
240
（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内 ；
（2）小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行了如下探究：
（猜想Ⅰ）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（设计实验）
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度(即分解温度，分解温度越低，表示反应速度越快)。
实验编号
实验药品
分解温度(℃)
①
氯酸钾
580
②
氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1)
350
③
氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1)
370
④
氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1)
390
（数据和结论）
①由实验 与 对比，证明猜想合理；
②实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，写出该物质与氯酸钾混合加热的符号表达式 。
（3）（反思）
若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
（4）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
①检查装置气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
实验结论：过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
（5）（分析与反思）
①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，请你帮他提出一条合理化建议 。
（6）（计算）该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素)，标签如下图所示。
试计算：
①过氧化钙的相对分子质量为 ；
②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为 ；
③该产品中过氧化钙的质量至少为 。
【答案】（1）收集到的氧气的体积
（2）①；④；KClO3MnO2→ΔKCl+O2
（3）质量；化学性质
（4）不能
（5）过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气；加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂
（6）72；4:5；36g
【解析】【解答】（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内收集到的氧气的体积。
（2）数据和结论：① 分解温度越低，表示反应速度越快，由实验①与④对比，可知氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂，证明猜想合理；② 实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，实验②中，二氧化锰催化氯酸钾反应生成氯化钾和氧气的反应中，分解温度较其他实验的分解温度都低，催化效果最好，反应的符号表达式为 KClO3MnO2→ΔKCl+O2 。
（3）反思：若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的质量和化学性质是否改变。
（4）猜想Ⅱ：实验结论：过氧化钙与水反应产生氧气的速度较慢，不能用于实验室制取氧气。
（5）分析与反思：①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气。②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，可以加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂。
（6）计算：①过氧化钙的相对分子质量为40+16×2=72；②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为（16×2）：40=4:5；③过氧化钙中，钙元素的质量分数为 4040+16×2×100%≈55.6% ；该产品中钙元素的质量分数最低为40%，所以该产品中过氧化钙的质量分数至少为： 40%55.6%×100%=72% ，该产品中过氧化钙的质量至少为 50g×72%=36g 。。
2．某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定？
【查阅资料】蛋壳的主要成分是CaCO3，其它成分对实验的影响忽略不计。
【进行实验】
（1）实验一：如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中，通过注射器加入稀盐酸，采集数据。
图①锥形瓶中反应的化学方程式为 。
（2）检验图①装置气密性的方法是 。
（3）根据图②分析，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是 。
（4）实验二：设计装置——通过测量生成的CO2体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
图③装置中连通管的作用是： ，若无“植物油”，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为 mL。
（6）实验三：设计装置——通过测量生成的CO2质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
该实验中反应前后均需通一段时间氮气，反应后通入氮气的目的是 。
（7）D装置的作用是 ；若无B装置，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（8）【数据处理】
图④中，通过称量反应前后装置 （填字母序号）的质量可达到实验三的目的。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好（或其它合理答案）
（3）盐酸挥发出氯化氢气体
（4）平衡气压；偏小
（5）V3-V1-V2
（6）排出装置中残留的二氧化碳
（7）避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏大
（8）C
【解析】（1）碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙二氧化碳和水，化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）检验图①装置气密性的方法，连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若装置气密性好，若松开后活塞恢复到原处，反之气密性不好，故填：连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好。
（3）根据图②分析反应温度升高，温度升高水蒸气含量增加，盐酸挥发出的氯化氢气体增多，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是盐酸挥发出氯化氢气体，故填：盐酸挥发出氯化氢气体。
（4）图③装置中连通管将上下联通，作用是平衡气压，若无“植物油”，二氧化碳溶于水，通过计算测定的碳酸钙含量偏小，故填：平衡气压；偏小。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸，以及生成气体导致左侧液面下降，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为（V3-V1-V2）mL，故填：V3-V1-V2。
（6）反应后通入氮气的目的是排出装置中残留的二氧化碳，使二氧化碳和碱石灰充分反应，故填：排出装置中残留的二氧化碳。
（7）碱石灰能吸收二氧化碳和水，D装置的作用是避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；若无B装置，通过C测得二氧化碳质量偏大，测定的碳酸钙含量偏高，故填：避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏高。
（8）碱石灰吸收二氧化碳质量增加，通过称量反应前后装置C的质量，可达到实验三的目的，故填：C。
3．某化学兴趣小组对无明显现象的中和反应进行“可视化”探究，设计并完成以下实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
（1）【实验一】借助指示剂的颜色变化来判断。实验操作如图1所示。
可证明两种物质发生中和反应的现象是 ，该反应的化学方程式为 。
（2）【实验二】
借助数字传感器，进行数据分析判断。用数字传感器测量盐酸与氢氧化钠的反应，pH变化曲线和温度变化曲线如图2所示。
根据曲线变化判断，该反应为 （填写“吸热反应”或“放热反应”）。
（3）当pH=7时，继续滴加盐酸，溶液的温度下降的原因是 。
（4）【实验三】借助其它“可视化”的现象判断。实验如图3所示，其中无水乙酸与氢氧化钠反应的化学方程
式为NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O ；变色硅胶为蓝色，吸水后变为红色。
能证明中和反应有水生成的现象是 。
（5）能证明中和反应有发生能量变化的现象是 。
（6）丙装置试管中药品不宜过多，原因是 。
【答案】（1）溶液由红色褪成无色；HCl+NaOH=NaC1+H2O
（2）放热反应
（3）盐酸过量，中和反应不再继续进行，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）
（4）丙中的硅胶由蓝色变为红色，甲、乙中的硅胶不变色
（5）管内红墨水出现液面差（或者液面呈右高左低）（合理均可得分）
（6）过量的氢氧化钠固体溶于生成的水中放出大量的热，影响实验过程中能量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）（合理均可）
【解析】【解答】（1）酚酞溶液遇到氢氧化钠变红，将盐酸滴入氢氧化钠溶液中，随着氢氧化钠和盐酸反应，溶液会从红色变为无色，反应的方程式为：HCl+NaOH=NaC1+H2O；
（2）根据图像可知，随着时间进行，溶液温度在上升，所以中和反应是放热反应；
（3）随着中和反应结束，盐酸的量逐渐增加，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）；
（4）根据题意，硅胶为蓝色，吸水后变为红色，因此无水乙酸遇到硅胶不变色，氢氧化钠遇到硅胶不变色，丙中装置变色可证明反应生成水；
（5）中和反应放热，使瓶内压强增大，红墨水会向出现右侧液面升高左侧液面降低；
（6）氢氧化钠固体溶于水也会放热，会影响热量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）。（合理均可）
4．小明想探究家中厨房用某种洗涤剂的成分，他将洗涤剂的粉末带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，小明进行了大胆的猜想与实验：
（提出问题）洗涤剂中主要含有哪些物质？
（1）（做出猜想）小明根据所学酸碱盐知识做出以下猜想：
猜想一：可能含有 OH-； 猜想二：可能含有 ； 猜想三：可能含有 CO32-和 OH-。
（2）（进行实验）
实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加酚酞溶液后，溶液变为 色，说明洗涤剂 的溶液显碱性。
（3）实验二：取少量粉末，滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成气体通入澄清石灰水，观察 到 ，证实洗涤剂中含有CO3 2-。
（4）（查阅资料）小明查阅资料得知
①该洗涤剂中含有 Na2CO3、NaOH 等物质中的一种或两种；
②Na2CO3溶液显碱性。
（实验验证） 可选试剂：
A．BaCl2 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．NaCl 溶液 D．稀盐酸 E . CuCl2 溶液
F. 酚酞溶液
（小结反思）：取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的 (选填字母编号)，产生了白色沉淀，反应方程式为 ，再加几滴 ，(选填字母编号)产生蓝色沉淀，证实洗涤剂中不仅含有 Na2CO3，还含有NaOH。
【答案】（1）CO 32−
（2）红色
（3）澄清石灰水变浑浊
（4）A；Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl；E
【解析】[做出猜想]根据猜想一：可能含有 OH-和猜想三：可能含有 CO3 2-和 OH-；可推知，猜想二：可能含有CO3 2-；
[进行实验]实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加紫色石蕊溶液后，溶液变为蓝色，说明洗涤剂的溶液显碱性；
实验二：取少量粉末滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊，证实洗涤剂中含有CO32-；
[小结反思]取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的氯化钡溶液，产生了白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡，反应的化学方程为：Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl，再加几滴氯化铜溶液，产生蓝色沉淀，是因为氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。
5．铭铭同学想通过实验来证明四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂这一个命题。
（1）请你帮助铭铭同学完成下列表格所示的探究实验：
实验操作
实验现象
实验结论
实验总结
步骤一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，插入带火星的木条
有少量气泡产生，木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气，但是
四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂
步骤二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，向其中加入 ，插入带火星的木条
，木条复燃
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解
（2）写出步骤二中发生的反应的文字表达式
（3）小强同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的总结，他还补充设计了两个方面的探究实验，最终才完成了对该命题的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是 ；
第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验，接下来的实验操作是 。
（4）小强在进行实验时候发现试管内有许多水雾，由此推断过氧化氢分解是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（5）小强还发现将过氧化氢溶液加入盛有四氧化三铁的试管后，反应速率先是逐渐加快，然后又逐渐变慢（如图所示）
从影响化学反应速率的因素来分析过氧化氢分解速率发生变化的原因是：
①反应速率先变快的原因： ；
②反应速率后变慢的原因： 。
【答案】（1）反应速度慢，产生氧气少；四氧化三铁；有大量气泡产生,带火星的木条迅速复燃
（2）过氧化氢→四氧化三铁水+氧气
（3）比较四氧化三铁反应前后质量是否变化；倾倒掉反应后的液体,向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液
（4）放热
（5）反应放热能加快反应；随着反应的进行过氧化氢浓度降低,反应逐渐减慢
【解析】（1）催化剂的作用是加快了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应，所以，步骤一中，过氧化氢也会分解只是速度慢；步骤二中，只要向盛有5%过氧化氢溶液的试管中加入四氧化三铁，将带火星的木条伸入试管，如果有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，说明了四氧化三铁加快了过氧化氢的分解速度；
（2）过氧化氢在四氧化三铁的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为： 过氧化氢→四氧化三铁水+氧气 ；
（3）为了说明四氧化三铁在此实验中反应前后的质量保持不变，做了两次称量，目的是比较四氧化三铁反应前后质量是否变化，并且在验证四氧化三铁的化学性质是否改变时，将剩余的固体中再倒入过氧化氢溶液，发现过氧化氢溶液又能很快的放出氧气；
（4）在进行实验时，发现试管内有许多水蒸气，由此推断过氧化氢分解是放热反应；
（5）过氧化氢分解的速率先增大后减小，其原因反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢。
【分析】催化剂的特点是：一变，二不变。
一变是指改变反应速度；
二不变是指反应前后化学性质和质量不变。
6．某探究小组为了探究镁、铝、铜的金属活动性强弱，设计了以下实验探究方案。
（1）【实验探究1】将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。
【实验现象】镁片表面很快产生大量气泡，铝表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应。
【结论】镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为 （用符号表示）。
（2）铝片放入稀盐酸中一段时间后表面产生气泡过程中发生反应的化学方程式为 、 （用化学方程式表示）。
（3）有同学提出疑问：镁、铝、铜片均未打磨，会影响反应现象，那么实验前镁、铝、铜片打磨的目的是 。
（4）【实验探究2】取打磨过的镁片、铝片分别插入盛有硫酸铜溶液的试管中。镁片、铝片表面都有红色疏松的物质析出，硫酸铜溶液颜色变浅。据此可以探究出三者的金属活动性强弱。
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式该反应的实质是 。该反应的实质是 。
（5）【拓展探究】细心的同学发现，将打磨过的镁片插入硫酸铜溶液中时，镁片表面除了有红色疏松的物质析出，还有气泡产生，为什么会有气泡产生呢？
【查阅资料】在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强。
试从微观的视角用化学符号表示出镁片与硫酸铜溶液反应产生气泡的过程 。
（6）试设计实验探究硫酸铜溶液的浓度与铜离子的水解作用的关系 。
【答案】（1）Mg>Al>Cu
（2）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
（3）除去金属表面的氧化膜
（4）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu；2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
（5）Mg+2H+=Mg2++H2↑
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）
【解析】【解答】（1）将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。镁片表面很快产生大量气泡，铝片表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应，说明镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为Mg、Al、Cu，故填：Mg>Al>Cu；
（2）常温下，铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，开始时氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，所以实验开始没有气泡产生，之后盐酸和铝反应生成氧化铝和氢气，故填：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；
（3）由于金属的表面有金属氧化物，实验前，对各金属片进行打磨的目的是除去金属表面的氧化物，故填：除去金属表面的氧化物；
（4）铝与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸铝，该反应的实质是2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu，故填：2Al+3CuSO4=Al2 (SO4) 3+3Cu，2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；
（5）由题干信息可知，在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强，因此将镁放入硫酸铜溶液中，镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故填：Mg+2H+=Mg2++H2↑；
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）。
7．教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。
（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：
①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液的目的是 。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生 火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、 ，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后拔下直角玻璃管，并同时轻轻振荡广口瓶。
（2）问题讨论：
①图1实验设计中的不足之处是 。
②硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为 。
③反应过程中，产生的SO2能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，试用分子的有关知识解释 。
④图1点燃硫粉后，燃烧匙如何伸入集气瓶？ 。
【答案】（1）充分吸收二氧化硫，防止污染空气；淡蓝色；硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰
（2）装置不密闭，会污染空气；氧气浓度大；分子结构不同，化学性质不同；装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应
【解析】【解答】（1）①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液，目的是充分吸收二氧化硫，防止污染空气，因为硫燃烧生成污染性气体二氧化硫，而二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
（2）①分析图1实验装置可知，需要在集气瓶外点燃硫粉，会污染空气，分析图2可知，反应在封闭装置内进行不会污染空气，不仅验证了硫在空气和氧气中燃烧实验，还验证了二氧化硫能否使品红褪色的性质，图1实验设计中的不足之处是：装置不密闭，会污染空气；
②物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度和接触面积有关，氧气浓度越大，物质燃烧越剧烈，硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氧气浓度大；
③反应过程中，产生的二氧化硫能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，用分子的有关知识解释为：分子结构不同，化学性质不同。
④图1点燃硫粉后，为使实验现象更明显，装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应。
8．某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道五氧化二磷不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
（1）研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置。请根据图示实验回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到的现象 。写出该反应的表达式 ，该反应属于 反应。
②装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面 。
③通过这个实验得出的结论是 。
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是： 。
（2）在由两个容量各为50mL的注射器组成的密闭系统，起始时活塞处的读数均为25mL。然后给装有细铜丝的硬质玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内，此时该注射器的读数是41.2mL。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 ，写出该反应的表达式： 。
②小强测得实验结果，由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 ，造成该实验出现误差的原因可能是 (填字母) 。
A.加入铜丝量太多 B.读数时没有冷却至室温 C.加入铜丝量太少
（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是 。小明认为小军的设计不行，他的理由是 ，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是 （答一条）。
【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；化合反应；上升到1；氧气约占空气气体体积的 15；不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水
（2）使装置中的氧气完全反应；铜+氧气 加热→ 氧化铜；17.6%；BC
（3）蜡烛燃烧时也能消耗氧气；蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流；药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体
【解析】【解答】（1）①闭合电源开关，可观察到白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应。②装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升，约上升至1处；③通过这个实验得出的结论是氧气约占空气气体体积的 15 。④此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是：不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水。（2）①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是使装置中的氧气完全反应，铜与氧气加热时生成氧化铜，反应的表达式：铜+氧气 加热→ 氧化铜②空气中氧气的体积=50mL-41.2mL=8.8mL，氧气的体积分数= 8.8mL50mL×100%=17.6% ；A加入铜丝量太多能将氧气完全消耗，不会产生误差，故A错误；B读数时没有冷却至室温，容器内压强较大，会造成测量结果偏小，故B正确；C加入铜丝量太少没有将容器内的氧气完全消耗，会造成测量结果偏小，故C正确，
故答案为：BC；（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是蜡烛燃烧时也能消耗氧气，小明认为小军的设计不行，他的理由是蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体。
9．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3 B．40：3 C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
【答案】（1）Cu2O（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】[猜想与假设]（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。根据元素守恒和化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O。
[分析与交流]（2）物质接触面积越大反应就越充分，故这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。
（3）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，故与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温。
（4）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。C+2CuO 高温__ 2Cu+CO2↑，反应中氧化铜与碳的质量比为40：3，碳应适当过量，
故答案为：A。
[实验与结论]（5） ①实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应。
②停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应放出热量，属于放热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
10．为了探究影响物质溶解性的因素，小林设计并进行了如下实验。
（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 。
要保持不变的因素是 、 、溶质的质量。
操作步骤：在常温下，用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入氯化钠、硝酸钾、氢氧化钙各2g，振荡，观察各物质的溶解情况。
实验现象：试管①中有少量氯化钠未溶，试管②中硝酸钾全部溶解，试管③中有多量氢氧化钙未溶。
实验结论：相同温度，相同溶剂的条件下， 。
（2）探究温度（以硝酸钾为例）对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 ；要保持不变的因素是溶质的种类（硝酸钾）和质量、 。
操作步骤：用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入5g硝酸钾晶体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在40℃，将试管③加热并保持在60℃，振荡，观察各试管中硝酸钾的溶解情况。
实验现象：试管①中有多量硝酸钾未溶，试管②中有少量硝酸钾未溶，试管③中硝酸钾全部溶解。
实验结论： 。
【答案】（1）溶质的种类；温度；溶剂的种类和质量；不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同
（2）温度；溶剂的种类和质量；在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同
【解析】【解答】（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。根据控制变量法，除了溶质的种类不同，其它因素均应相同，故在实验中要改变的因素是溶质的种类；要保持不变的因素是：溶剂的种类和质量、温度、溶质的质量；
由实验现象可知，相同温度，相同溶剂的条件下， 不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同；
（2）探究温度对物质溶解性的影响，根据控制变量法，除了温度不同，其它因素均应相同，故在实验中要改变的因素是温度；要保持不变的因素是溶质的种类和质量、溶剂的种类和质量；
由实验现象可知，在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同。
11．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
（1）I.探究铜锈的组成（查阅资料）①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色
（进行实验）小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图所示装置实验(部分夹持装置已略去)。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
（解释与结论）C中反应的化学方程式是
（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和 。
（3）II.探究铜生锈的条件
（提出猜想）根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
（进行实验）实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下图所示的5个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面
有绿色物质
无明显现象
无明显现象
（解释与结论）
实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 (填编号)。
（5）对比实验②和③，得出的结论是 。
（6）为验证猜想，实验⑤中？处应提供哪些物质 。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。
（8）（反思与应用）
结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。
【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （2）C、H、O
（3）除去水中溶解的O2 （4）①和③ （5）铜生锈与O2有关
（6）O2、CO2 （7）铜与H2O、O2、CO2同时接触
（8）保持铜制品表面干燥
【解析】[解释与结论]
（1）C中澄清石灰水变浑浊。说明生成了二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，化学方程式CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
（2）观察到B中白色粉末变为蓝色，说明生成了水，C中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，水和二氧化碳共含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒，反应前后元素种类数目不变，铜锈中一定含有的元素：Cu和C、H、O三种元素，故填：C、H、O。
[解释与结论]
（3）水中溶解有氧气，实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是除去水中溶解的O2，排除实验干扰，故填：除去水中溶解的O2。
（4）实验①铜丝同时和氧气以及水接触，没有生锈，实验③铜丝同时和氧气、二氧化碳以及水同时接触，生锈，对比①和③“铜生锈一定与CO2有关”，故填：①和③。
（5）实验②铜丝同时和二氧化碳以及水同时接触，没有生锈，实验③铜丝同时和氧气、二氧化碳以及水同时接触，生锈，对比②和③“铜生锈一定与O2有关”，故填：铜生锈与O2有关。
（6）为验证猜想铜丝生锈与水蒸气有关，实验⑤中？处应提供O2、CO2，实验⑤不生锈，实验③铜丝和氧气、二氧化碳、水同时接触生锈，对比③⑤可验证铜丝生锈需要水，故填：O2、CO2。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是铜与H2O、O2、CO2同时接触，故填：铜与H2O、O2、CO2同时接触。
（8）结合上述实验铜与H2O、O2、CO2同时接触，保存铜制品的建议是保持铜制品表面干燥，故填：保持铜制品表面干燥。
拉分练10 实验方案设计类实验探究题
1．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾与二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
编号
温度
催化剂
氯酸钾、二氧化锰的质量比
生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ
400℃
MnO2
1:1
153
实验Ⅱ
400℃
MnO2
2:1
240
（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内 ；
（2）小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行了如下探究：
（猜想Ⅰ）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（设计实验）
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度(即分解温度，分解温度越低，表示反应速度越快)。
实验编号
实验药品
分解温度(℃)
①
氯酸钾
580
②
氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1)
350
③
氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1)
370
④
氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1)
390
（数据和结论）
①由实验 与 对比，证明猜想合理；
②实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，写出该物质与氯酸钾混合加热的符号表达式 。
（3）（反思）
若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
（4）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
①检查装置气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
实验结论：过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
（5）（分析与反思）
①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，请你帮他提出一条合理化建议 。
（6）（计算）该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素)，标签如下图所示。
试计算：
①过氧化钙的相对分子质量为 ；
②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为 ；
③该产品中过氧化钙的质量至少为 。
2．某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定？
【查阅资料】蛋壳的主要成分是CaCO3，其它成分对实验的影响忽略不计。
【进行实验】
（1）实验一：如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中，通过注射器加入稀盐酸，采集数据。
图①锥形瓶中反应的化学方程式为 。
（2）检验图①装置气密性的方法是 。
（3）根据图②分析，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是 。
（4）实验二：设计装置——通过测量生成的CO2体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
图③装置中连通管的作用是： ，若无“植物油”，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为 mL。
（6）实验三：设计装置——通过测量生成的CO2质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
该实验中反应前后均需通一段时间氮气，反应后通入氮气的目的是 。
（7）D装置的作用是 ；若无B装置，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（8）【数据处理】
图④中，通过称量反应前后装置 （填字母序号）的质量可达到实验三的目的。
3．某化学兴趣小组对无明显现象的中和反应进行“可视化”探究，设计并完成以下实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
（1）【实验一】借助指示剂的颜色变化来判断。实验操作如图1所示。
可证明两种物质发生中和反应的现象是 ，该反应的化学方程式为 。
（2）【实验二】
借助数字传感器，进行数据分析判断。用数字传感器测量盐酸与氢氧化钠的反应，pH变化曲线和温度变化曲线如图2所示。
根据曲线变化判断，该反应为 （填写“吸热反应”或“放热反应”）。
（3）当pH=7时，继续滴加盐酸，溶液的温度下降的原因是 。
（4）【实验三】借助其它“可视化”的现象判断。实验如图3所示，其中无水乙酸与氢氧化钠反应的化学方程
式为NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O ；变色硅胶为蓝色，吸水后变为红色。
能证明中和反应有水生成的现象是 。
（5）能证明中和反应有发生能量变化的现象是 。
（6）丙装置试管中药品不宜过多，原因是 。
4．小明想探究家中厨房用某种洗涤剂的成分，他将洗涤剂的粉末带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，小明进行了大胆的猜想与实验：
（提出问题）洗涤剂中主要含有哪些物质？
（1）（做出猜想）小明根据所学酸碱盐知识做出以下猜想：
猜想一：可能含有 OH-； 猜想二：可能含有 ； 猜想三：可能含有 CO32-和 OH-。
（2）（进行实验）
实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加酚酞溶液后，溶液变为 色，说明洗涤剂 的溶液显碱性。
（3）实验二：取少量粉末，滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成气体通入澄清石灰水，观察 到 ，证实洗涤剂中含有CO3 2-。
（4）（查阅资料）小明查阅资料得知
①该洗涤剂中含有 Na2CO3、NaOH 等物质中的一种或两种；
②Na2CO3溶液显碱性。
（实验验证） 可选试剂：
A．BaCl2 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．NaCl 溶液 D．稀盐酸 E . CuCl2 溶液
F. 酚酞溶液
（小结反思）：取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的 (选填字母编号)，产生了白色沉淀，反应方程式为 ，再加几滴 ，(选填字母编号)产生蓝色沉淀，证实洗涤剂中不仅含有 Na2CO3，还含有NaOH。
5．铭铭同学想通过实验来证明四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂这一个命题。
（1）请你帮助铭铭同学完成下列表格所示的探究实验：
实验操作
实验现象
实验结论
实验总结
步骤一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，插入带火星的木条
有少量气泡产生，木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气，但是
四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂
步骤二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，向其中加入 ，插入带火星的木条
，木条复燃
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解
（2）写出步骤二中发生的反应的文字表达式
（3）小强同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的总结，他还补充设计了两个方面的探究实验，最终才完成了对该命题的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是 ；
第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验，接下来的实验操作是 。
（4）小强在进行实验时候发现试管内有许多水雾，由此推断过氧化氢分解是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（5）小强还发现将过氧化氢溶液加入盛有四氧化三铁的试管后，反应速率先是逐渐加快，然后又逐渐变慢（如图所示）
从影响化学反应速率的因素来分析过氧化氢分解速率发生变化的原因是：
①反应速率先变快的原因： ；
②反应速率后变慢的原因： 。
6．某探究小组为了探究镁、铝、铜的金属活动性强弱，设计了以下实验探究方案。
（1）【实验探究1】将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。
【实验现象】镁片表面很快产生大量气泡，铝表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应。
【结论】镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为 （用符号表示）。
（2）铝片放入稀盐酸中一段时间后表面产生气泡过程中发生反应的化学方程式为 、 （用化学方程式表示）。
（3）有同学提出疑问：镁、铝、铜片均未打磨，会影响反应现象，那么实验前镁、铝、铜片打磨的目的是 。
（4）【实验探究2】取打磨过的镁片、铝片分别插入盛有硫酸铜溶液的试管中。镁片、铝片表面都有红色疏松的物质析出，硫酸铜溶液颜色变浅。据此可以探究出三者的金属活动性强弱。
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式该反应的实质是 。该反应的实质是 。
（5）【拓展探究】细心的同学发现，将打磨过的镁片插入硫酸铜溶液中时，镁片表面除了有红色疏松的物质析出，还有气泡产生，为什么会有气泡产生呢？
【查阅资料】在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强。
试从微观的视角用化学符号表示出镁片与硫酸铜溶液反应产生气泡的过程 。
（6）试设计实验探究硫酸铜溶液的浓度与铜离子的水解作用的关系 。
7．教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。
（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：
①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液的目的是 。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生 火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、 ，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后拔下直角玻璃管，并同时轻轻振荡广口瓶。
（2）问题讨论：
①图1实验设计中的不足之处是 。
②硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为 。
③反应过程中，产生的SO2能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，试用分子的有关知识解释 。
④图1点燃硫粉后，燃烧匙如何伸入集气瓶？ 。
8．某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道五氧化二磷不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
（1）研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置。请根据图示实验回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到的现象 。写出该反应的表达式 ，该反应属于 反应。
②装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面 。
③通过这个实验得出的结论是 。
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是： 。
（2）在由两个容量各为50mL的注射器组成的密闭系统，起始时活塞处的读数均为25mL。然后给装有细铜丝的硬质玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内，此时该注射器的读数是41.2mL。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 ，写出该反应的表达式： 。
②小强测得实验结果，由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 ，造成该实验出现误差的原因可能是 (填字母) 。
A.加入铜丝量太多 B.读数时没有冷却至室温 C.加入铜丝量太少
（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是 。小明认为小军的设计不行，他的理由是 ，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是 （答一条）。
9．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3 B．40：3 C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
10．为了探究影响物质溶解性的因素，小林设计并进行了如下实验。
（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 。
要保持不变的因素是 、 、溶质的质量。
操作步骤：在常温下，用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入氯化钠、硝酸钾、氢氧化钙各2g，振荡，观察各物质的溶解情况。
实验现象：试管①中有少量氯化钠未溶，试管②中硝酸钾全部溶解，试管③中有多量氢氧化钙未溶。
实验结论：相同温度，相同溶剂的条件下， 。
（2）探究温度（以硝酸钾为例）对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 ；要保持不变的因素是溶质的种类（硝酸钾）和质量、 。
操作步骤：用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入5g硝酸钾晶体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在40℃，将试管③加热并保持在60℃，振荡，观察各试管中硝酸钾的溶解情况。
实验现象：试管①中有多量硝酸钾未溶，试管②中有少量硝酸钾未溶，试管③中硝酸钾全部溶解。
实验结论： 。
11．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
（1）I.探究铜锈的组成（查阅资料）①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色
（进行实验）小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图所示装置实验(部分夹持装置已略去)。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
（解释与结论）C中反应的化学方程式是
（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和 。
（3）II.探究铜生锈的条件
（提出猜想）根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
（进行实验）实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下图所示的5个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面
有绿色物质
无明显现象
无明显现象
（解释与结论）
实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 (填编号)。
（5）对比实验②和③，得出的结论是 。
（6）为验证猜想，实验⑤中？处应提供哪些物质 。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。
（8）（反思与应用）
结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。
参考答案
1．【答案】（1）收集到的氧气的体积
（2）①；④；KClO3MnO2→ΔKCl+O2
（3）质量；化学性质
（4）不能
（5）过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气；加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂
（6）72；4:5；36g
2．【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好（或其它合理答案）
（3）盐酸挥发出氯化氢气体
（4）平衡气压；偏小
（5）V3-V1-V2
（6）排出装置中残留的二氧化碳
（7）避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏大
（8）C
3．【答案】（1）溶液由红色褪成无色；HCl+NaOH=NaC1+H2O
（2）放热反应
（3）盐酸过量，中和反应不再继续进行，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）
（4）丙中的硅胶由蓝色变为红色，甲、乙中的硅胶不变色
（5）管内红墨水出现液面差（或者液面呈右高左低）（合理均可得分）
（6）过量的氢氧化钠固体溶于生成的水中放出大量的热，影响实验过程中能量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）（合理均可）
4．【答案】（1）CO 32−
（2）红色
（3）澄清石灰水变浑浊
（4）A；Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl；E
5．【答案】（1）反应速度慢，产生氧气少；四氧化三铁；有大量气泡产生,带火星的木条迅速复燃
（2）过氧化氢→四氧化三铁水+氧气
（3）比较四氧化三铁反应前后质量是否变化；倾倒掉反应后的液体,向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液
（4）放热
（5）反应放热能加快反应；随着反应的进行过氧化氢浓度降低,反应逐渐减慢
6．【答案】（1）Mg>Al>Cu
（2）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
（3）除去金属表面的氧化膜
（4）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu；2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
（5）Mg+2H+=Mg2++H2↑
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）
7．【答案】（1）充分吸收二氧化硫，防止污染空气；淡蓝色；硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰
（2）装置不密闭，会污染空气；氧气浓度大；分子结构不同，化学性质不同；装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应
8．【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；化合反应；上升到1；氧气约占空气气体体积的 15；不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水
（2）使装置中的氧气完全反应；铜+氧气 加热→ 氧化铜；17.6%；BC
（3）蜡烛燃烧时也能消耗氧气；蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流；药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体
9．【答案】（1）Cu2O
（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
10．【答案】（1）溶质的种类；温度；溶剂的种类和质量；不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同
（2）温度；溶剂的种类和质量；在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同
11．【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
（2）C、H、O
（3）除去水中溶解的O2
（4）①和③
（5）铜生锈与O2有关
（6）O2、CO2
（7）铜与H2O、O2、CO2同时接触
（8）保持铜制品表面干燥
考纲考点预览
拉分练10 实验方案设计类实验探究题
1. 【考点】催化剂的特点与催化作用；实验探究物质的性质或变化规律；化学式的相关计算
2. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量
3. 【考点】中和反应及其应用；实验探究物质的性质或变化规律
4. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量；实验步骤的探究
5. 【考点】催化剂的特点与催化作用；影响化学反应速率的因素探究
6. 【考点】金属活动性的探究
7. 【考点】氧气的化学性质；实验探究物质的性质或变化规律
8. 【考点】测定空气中的氧气含量
9. 【考点】实验探究物质的组成成分以及含量
10. 【考点】溶解度的影响因素
11. 【考点】质量守恒定律及其应用；探究金属锈蚀的条件
1．某兴趣小组在制取氧气的实验过程中，有如下实验设计方案，该方案的实验目的是：探究氯酸钾与二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
编号
温度
催化剂
氯酸钾、二氧化锰的质量比
生成1升氧气所需时间/s
实验Ⅰ
400℃
MnO2
1:1
153
实验Ⅱ
400℃
MnO2
2:1
240
（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内 ；
（2）小芳在实验时，误把氧化铜当作二氧化锰放入加热，结果发现也能较快产生氧气，于是进行了如下探究：
（猜想Ⅰ）除二氧化锰、氧化铜外，氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
（设计实验）
按下表进行实验，并测定开始产生气体时的温度(即分解温度，分解温度越低，表示反应速度越快)。
实验编号
实验药品
分解温度(℃)
①
氯酸钾
580
②
氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1)
350
③
氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1)
370
④
氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1)
390
（数据和结论）
①由实验 与 对比，证明猜想合理；
②实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，写出该物质与氯酸钾混合加热的符号表达式 。
（3）（反思）
若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的 和 是否改变。
（4）小林在实验时，联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量，提出猜想Ⅱ。
（猜想Ⅱ）过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置
实验主要过程
①检查装置气密性。
②加入过氧化钙和水后，有少量细小气泡缓慢放出，在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天，集气瓶中只收集到极少量气体，振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。
实验结论：过氧化钙与水反应 (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气。
（5）（分析与反思）
①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是 。
②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，请你帮他提出一条合理化建议 。
（6）（计算）该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素)，标签如下图所示。
试计算：
①过氧化钙的相对分子质量为 ；
②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为 ；
③该产品中过氧化钙的质量至少为 。
【答案】（1）收集到的氧气的体积
（2）①；④；KClO3MnO2→ΔKCl+O2
（3）质量；化学性质
（4）不能
（5）过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气；加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂
（6）72；4:5；36g
【解析】【解答】（1）要得出正确的实验结论，除了测量收集1升氧气所需要的时间，还可以测量相同时间内收集到的氧气的体积。
（2）数据和结论：① 分解温度越低，表示反应速度越快，由实验①与④对比，可知氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂，证明猜想合理；② 实验所用的三种物质中，有一种催化效果最好，实验②中，二氧化锰催化氯酸钾反应生成氯化钾和氧气的反应中，分解温度较其他实验的分解温度都低，催化效果最好，反应的符号表达式为 KClO3MnO2→ΔKCl+O2 。
（3）反思：若要证明氧化铁是该反应的催化剂，还需验证它在化学反应前后的质量和化学性质是否改变。
（4）猜想Ⅱ：实验结论：过氧化钙与水反应产生氧气的速度较慢，不能用于实验室制取氧气。
（5）分析与反思：①过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气，但由此实验现象，小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是过氧化钙在水中能持续、缓慢放出氧气。②小林希望对此实验进行改进，使该反应速率加快，可以加热过氧化钙和水的混合物或加入催化剂。
（6）计算：①过氧化钙的相对分子质量为40+16×2=72；②过氧化钙中氧元素与钙元素的质量比为（16×2）：40=4:5；③过氧化钙中，钙元素的质量分数为 4040+16×2×100%≈55.6% ；该产品中钙元素的质量分数最低为40%，所以该产品中过氧化钙的质量分数至少为： 40%55.6%×100%=72% ，该产品中过氧化钙的质量至少为 50g×72%=36g 。。
2．某兴趣小组对蛋壳中碳酸钙含量进行探究。
【提出问题】如何选择药品和设计装置进行测定？
【查阅资料】蛋壳的主要成分是CaCO3，其它成分对实验的影响忽略不计。
【进行实验】
（1）实验一：如何选择药品
将蛋壳洗净、干燥、并捣碎后放入图①锥形瓶中，通过注射器加入稀盐酸，采集数据。
图①锥形瓶中反应的化学方程式为 。
（2）检验图①装置气密性的方法是 。
（3）根据图②分析，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是 。
（4）实验二：设计装置——通过测量生成的CO2体积来计算蛋壳中碳酸钙含量
图③装置中连通管的作用是： ，若无“植物油”，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为 mL。
（6）实验三：设计装置——通过测量生成的CO2质量来计算蛋壳中碳酸钙含量
该实验中反应前后均需通一段时间氮气，反应后通入氮气的目的是 。
（7）D装置的作用是 ；若无B装置，测定的碳酸钙含量 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（8）【数据处理】
图④中，通过称量反应前后装置 （填字母序号）的质量可达到实验三的目的。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好（或其它合理答案）
（3）盐酸挥发出氯化氢气体
（4）平衡气压；偏小
（5）V3-V1-V2
（6）排出装置中残留的二氧化碳
（7）避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏大
（8）C
【解析】（1）碳酸钙和稀盐酸生成氯化钙二氧化碳和水，化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，故填：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。
（2）检验图①装置气密性的方法，连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若装置气密性好，若松开后活塞恢复到原处，反之气密性不好，故填：连接装置，打开开关，将注射器活塞向外拉动；若松开后活塞恢复到原处，证明装置气密性良好，反之气密性不好。
（3）根据图②分析反应温度升高，温度升高水蒸气含量增加，盐酸挥发出的氯化氢气体增多，影响实验测定准确性的原因有：一是水蒸气含量增加；二是盐酸挥发出氯化氢气体，故填：盐酸挥发出氯化氢气体。
（4）图③装置中连通管将上下联通，作用是平衡气压，若无“植物油”，二氧化碳溶于水，通过计算测定的碳酸钙含量偏小，故填：平衡气压；偏小。
（5）若图③中量气管起始读数为V1mL，加入稀硫酸，以及生成气体导致左侧液面下降，加入稀硫酸的体积为V2mL；待反应结束后，量气管最终读数为V3mL，则反应生成CO2的体积为（V3-V1-V2）mL，故填：V3-V1-V2。
（6）反应后通入氮气的目的是排出装置中残留的二氧化碳，使二氧化碳和碱石灰充分反应，故填：排出装置中残留的二氧化碳。
（7）碱石灰能吸收二氧化碳和水，D装置的作用是避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；若无B装置，通过C测得二氧化碳质量偏大，测定的碳酸钙含量偏高，故填：避免空气中的二氧化碳和水蒸气进入C中；偏高。
（8）碱石灰吸收二氧化碳质量增加，通过称量反应前后装置C的质量，可达到实验三的目的，故填：C。
3．某化学兴趣小组对无明显现象的中和反应进行“可视化”探究，设计并完成以下实验（实验装置中夹持仪器已略去）。
（1）【实验一】借助指示剂的颜色变化来判断。实验操作如图1所示。
可证明两种物质发生中和反应的现象是 ，该反应的化学方程式为 。
（2）【实验二】
借助数字传感器，进行数据分析判断。用数字传感器测量盐酸与氢氧化钠的反应，pH变化曲线和温度变化曲线如图2所示。
根据曲线变化判断，该反应为 （填写“吸热反应”或“放热反应”）。
（3）当pH=7时，继续滴加盐酸，溶液的温度下降的原因是 。
（4）【实验三】借助其它“可视化”的现象判断。实验如图3所示，其中无水乙酸与氢氧化钠反应的化学方程
式为NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O ；变色硅胶为蓝色，吸水后变为红色。
能证明中和反应有水生成的现象是 。
（5）能证明中和反应有发生能量变化的现象是 。
（6）丙装置试管中药品不宜过多，原因是 。
【答案】（1）溶液由红色褪成无色；HCl+NaOH=NaC1+H2O
（2）放热反应
（3）盐酸过量，中和反应不再继续进行，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）
（4）丙中的硅胶由蓝色变为红色，甲、乙中的硅胶不变色
（5）管内红墨水出现液面差（或者液面呈右高左低）（合理均可得分）
（6）过量的氢氧化钠固体溶于生成的水中放出大量的热，影响实验过程中能量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）（合理均可）
【解析】【解答】（1）酚酞溶液遇到氢氧化钠变红，将盐酸滴入氢氧化钠溶液中，随着氢氧化钠和盐酸反应，溶液会从红色变为无色，反应的方程式为：HCl+NaOH=NaC1+H2O；
（2）根据图像可知，随着时间进行，溶液温度在上升，所以中和反应是放热反应；
（3）随着中和反应结束，盐酸的量逐渐增加，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）；
（4）根据题意，硅胶为蓝色，吸水后变为红色，因此无水乙酸遇到硅胶不变色，氢氧化钠遇到硅胶不变色，丙中装置变色可证明反应生成水；
（5）中和反应放热，使瓶内压强增大，红墨水会向出现右侧液面升高左侧液面降低；
（6）氢氧化钠固体溶于水也会放热，会影响热量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）。（合理均可）
4．小明想探究家中厨房用某种洗涤剂的成分，他将洗涤剂的粉末带到学校寻求老师的帮助。在老师指导下，小明进行了大胆的猜想与实验：
（提出问题）洗涤剂中主要含有哪些物质？
（1）（做出猜想）小明根据所学酸碱盐知识做出以下猜想：
猜想一：可能含有 OH-； 猜想二：可能含有 ； 猜想三：可能含有 CO32-和 OH-。
（2）（进行实验）
实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加酚酞溶液后，溶液变为 色，说明洗涤剂 的溶液显碱性。
（3）实验二：取少量粉末，滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成气体通入澄清石灰水，观察 到 ，证实洗涤剂中含有CO3 2-。
（4）（查阅资料）小明查阅资料得知
①该洗涤剂中含有 Na2CO3、NaOH 等物质中的一种或两种；
②Na2CO3溶液显碱性。
（实验验证） 可选试剂：
A．BaCl2 溶液 B．Ba(OH)2 溶液 C．NaCl 溶液 D．稀盐酸 E . CuCl2 溶液
F. 酚酞溶液
（小结反思）：取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的 (选填字母编号)，产生了白色沉淀，反应方程式为 ，再加几滴 ，(选填字母编号)产生蓝色沉淀，证实洗涤剂中不仅含有 Na2CO3，还含有NaOH。
【答案】（1）CO 32−
（2）红色
（3）澄清石灰水变浑浊
（4）A；Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl；E
【解析】[做出猜想]根据猜想一：可能含有 OH-和猜想三：可能含有 CO3 2-和 OH-；可推知，猜想二：可能含有CO3 2-；
[进行实验]实验一：取少量粉末，加水溶解得到无色溶液，滴加紫色石蕊溶液后，溶液变为蓝色，说明洗涤剂的溶液显碱性；
实验二：取少量粉末滴加足量的稀盐酸，有无色无味气体产生。将生成的气体通入澄清石灰水中，观察到澄清石灰水变浑浊，证实洗涤剂中含有CO32-；
[小结反思]取少量粉末，加水配成溶液，加入稍过量的氯化钡溶液，产生了白色沉淀，是因为碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡，反应的化学方程为：Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl，再加几滴氯化铜溶液，产生蓝色沉淀，是因为氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀。
5．铭铭同学想通过实验来证明四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂这一个命题。
（1）请你帮助铭铭同学完成下列表格所示的探究实验：
实验操作
实验现象
实验结论
实验总结
步骤一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，插入带火星的木条
有少量气泡产生，木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气，但是
四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂
步骤二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，向其中加入 ，插入带火星的木条
，木条复燃
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解
（2）写出步骤二中发生的反应的文字表达式
（3）小强同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的总结，他还补充设计了两个方面的探究实验，最终才完成了对该命题的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是 ；
第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验，接下来的实验操作是 。
（4）小强在进行实验时候发现试管内有许多水雾，由此推断过氧化氢分解是 反应（填“吸热”或“放热”）。
（5）小强还发现将过氧化氢溶液加入盛有四氧化三铁的试管后，反应速率先是逐渐加快，然后又逐渐变慢（如图所示）
从影响化学反应速率的因素来分析过氧化氢分解速率发生变化的原因是：
①反应速率先变快的原因： ；
②反应速率后变慢的原因： 。
【答案】（1）反应速度慢，产生氧气少；四氧化三铁；有大量气泡产生,带火星的木条迅速复燃
（2）过氧化氢→四氧化三铁水+氧气
（3）比较四氧化三铁反应前后质量是否变化；倾倒掉反应后的液体,向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液
（4）放热
（5）反应放热能加快反应；随着反应的进行过氧化氢浓度降低,反应逐渐减慢
【解析】（1）催化剂的作用是加快了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应，所以，步骤一中，过氧化氢也会分解只是速度慢；步骤二中，只要向盛有5%过氧化氢溶液的试管中加入四氧化三铁，将带火星的木条伸入试管，如果有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，说明了四氧化三铁加快了过氧化氢的分解速度；
（2）过氧化氢在四氧化三铁的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为： 过氧化氢→四氧化三铁水+氧气 ；
（3）为了说明四氧化三铁在此实验中反应前后的质量保持不变，做了两次称量，目的是比较四氧化三铁反应前后质量是否变化，并且在验证四氧化三铁的化学性质是否改变时，将剩余的固体中再倒入过氧化氢溶液，发现过氧化氢溶液又能很快的放出氧气；
（4）在进行实验时，发现试管内有许多水蒸气，由此推断过氧化氢分解是放热反应；
（5）过氧化氢分解的速率先增大后减小，其原因反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢。
【分析】催化剂的特点是：一变，二不变。
一变是指改变反应速度；
二不变是指反应前后化学性质和质量不变。
6．某探究小组为了探究镁、铝、铜的金属活动性强弱，设计了以下实验探究方案。
（1）【实验探究1】将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。
【实验现象】镁片表面很快产生大量气泡，铝表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应。
【结论】镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为 （用符号表示）。
（2）铝片放入稀盐酸中一段时间后表面产生气泡过程中发生反应的化学方程式为 、 （用化学方程式表示）。
（3）有同学提出疑问：镁、铝、铜片均未打磨，会影响反应现象，那么实验前镁、铝、铜片打磨的目的是 。
（4）【实验探究2】取打磨过的镁片、铝片分别插入盛有硫酸铜溶液的试管中。镁片、铝片表面都有红色疏松的物质析出，硫酸铜溶液颜色变浅。据此可以探究出三者的金属活动性强弱。
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式该反应的实质是 。该反应的实质是 。
（5）【拓展探究】细心的同学发现，将打磨过的镁片插入硫酸铜溶液中时，镁片表面除了有红色疏松的物质析出，还有气泡产生，为什么会有气泡产生呢？
【查阅资料】在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强。
试从微观的视角用化学符号表示出镁片与硫酸铜溶液反应产生气泡的过程 。
（6）试设计实验探究硫酸铜溶液的浓度与铜离子的水解作用的关系 。
【答案】（1）Mg>Al>Cu
（2）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
（3）除去金属表面的氧化膜
（4）2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu；2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu
（5）Mg+2H+=Mg2++H2↑
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）
【解析】【解答】（1）将大小一样且均未打磨的镁、铝、铜片分别放入等质量的溶质质量分数相同的稀盐酸中。镁片表面很快产生大量气泡，铝片表面过一段时间后才产生较少气泡，铜不反应，说明镁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为Mg、Al、Cu，故填：Mg>Al>Cu；
（2）常温下，铝易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，开始时氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，所以实验开始没有气泡产生，之后盐酸和铝反应生成氧化铝和氢气，故填：Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；
（3）由于金属的表面有金属氧化物，实验前，对各金属片进行打磨的目的是除去金属表面的氧化物，故填：除去金属表面的氧化物；
（4）铝与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸铝，该反应的实质是2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu，故填：2Al+3CuSO4=Al2 (SO4) 3+3Cu，2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu；
（5）由题干信息可知，在硫酸铜溶液中，由于铜离子的水解作用，溶液显酸性，硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强，因此将镁放入硫酸铜溶液中，镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故填：Mg+2H+=Mg2++H2↑；
（6）分别取10mL质量分数为5%和10%的硫酸铜溶液于试管中，放入大小一样且均打磨过的镁片，若放入质量分数为10%的硫酸铜溶液中的镁片产生气泡的速度明显快于质量分数为5%的硫酸铜溶液，则硫酸铜溶液的浓度越大，铜离子的水解作用越强（合理即可）。
7．教材中用图1实验来验证硫能在氧气燃烧，某化学兴趣小组对该实验进行了改进，改进后的实验装置如图2，请完成实验过程中的相关问题。
（1）根据图2进行实验，操作过程与现象记录如下：
①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液的目的是 。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，并产生 火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、 ，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
④硫粉完全反应后，熄灭酒精灯，继续通入氧气，排尽玻璃管中的SO2；待玻璃管冷却至室温时，关闭止水夹，撤下通入氧气的装置，然后拔下直角玻璃管，并同时轻轻振荡广口瓶。
（2）问题讨论：
①图1实验设计中的不足之处是 。
②硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为 。
③反应过程中，产生的SO2能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，试用分子的有关知识解释 。
④图1点燃硫粉后，燃烧匙如何伸入集气瓶？ 。
【答案】（1）充分吸收二氧化硫，防止污染空气；淡蓝色；硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰
（2）装置不密闭，会污染空气；氧气浓度大；分子结构不同，化学性质不同；装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应
【解析】【解答】（1）①连接仪器，并在玻璃管中放入湿润的品红试纸及适量硫粉，并向广口瓶中加入足量NaOH溶液，目的是充分吸收二氧化硫，防止污染空气，因为硫燃烧生成污染性气体二氧化硫，而二氧化硫能与氢氧化钠溶液反应。
②关闭止水夹，点燃酒精灯，加热，观察到硫粉熔化，硫在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰。
③打开止水夹，通入氧气，观察到的现象：a、硫燃烧更加剧烈，产生蓝紫色火焰，b、品红试纸褪色，c、小气球变大。
（2）①分析图1实验装置可知，需要在集气瓶外点燃硫粉，会污染空气，分析图2可知，反应在封闭装置内进行不会污染空气，不仅验证了硫在空气和氧气中燃烧实验，还验证了二氧化硫能否使品红褪色的性质，图1实验设计中的不足之处是：装置不密闭，会污染空气；
②物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度和接触面积有关，氧气浓度越大，物质燃烧越剧烈，硫在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氧气浓度大；
③反应过程中，产生的二氧化硫能使玻璃管内湿润的品红试纸褪色，而氧气通入时品红试纸不褪色，用分子的有关知识解释为：分子结构不同，化学性质不同。
④图1点燃硫粉后，为使实验现象更明显，装有硫粉的燃烧匙应缓慢伸入集气瓶中，使硫与氧气充分反应。
8．某课外活动小组在学习了书本“空气中氧气含量的测定”实验，知道五氧化二磷不能随便排放到空气中，否则会对空气造成污染，所以对该实验进行了改进：
（1）研究性学习小组的同学为探究空气中氧气的体积分数，设计了如图所示装置。请根据图示实验回答下列问题：
①闭合电源开关，可以观察到的现象 。写出该反应的表达式 ，该反应属于 反应。
②装置冷却到室温，可观察到U型管内左侧液面 。
③通过这个实验得出的结论是 。
④此实验还可推知反应后剩余气体的两点性质是： 。
（2）在由两个容量各为50mL的注射器组成的密闭系统，起始时活塞处的读数均为25mL。然后给装有细铜丝的硬质玻璃管加热。同时交替推动两个注射器的活塞，至玻璃管内的较长时间内无进一步变化时停止。停止加热后，待冷却至室温将气体全部推至一个注射器内，此时该注射器的读数是41.2mL。请根据你对上述实验的理解，回答下列问题：
①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是 ，写出该反应的表达式： 。
②小强测得实验结果，由此数据可以推算出他测定的空气中氧气的体积分数 ，造成该实验出现误差的原因可能是 (填字母) 。
A.加入铜丝量太多 B.读数时没有冷却至室温 C.加入铜丝量太少
（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是 。小明认为小军的设计不行，他的理由是 ，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是 （答一条）。
【答案】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；化合反应；上升到1；氧气约占空气气体体积的 15；不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水
（2）使装置中的氧气完全反应；铜+氧气 加热→ 氧化铜；17.6%；BC
（3）蜡烛燃烧时也能消耗氧气；蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流；药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体
【解析】【解答】（1）①闭合电源开关，可观察到白磷燃烧，产生大量的白烟，放出热量；磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，反应的文字表达式为：磷+氧气 点燃→ 五氧化二磷；该反应是由两种物质生成一种物质，属于化合反应。②装置冷却到室温时，可观察到U型管内左侧液面上升，约上升至1处；③通过这个实验得出的结论是氧气约占空气气体体积的 15 。④此实验可推知反应后剩余气体的两点性质是：不能燃烧也不支持燃烧，不溶于水。（2）①在实验的加热过程中，交替缓慢推动两个注射器的目的是使装置中的氧气完全反应，铜与氧气加热时生成氧化铜，反应的表达式：铜+氧气 加热→ 氧化铜②空气中氧气的体积=50mL-41.2mL=8.8mL，氧气的体积分数= 8.8mL50mL×100%=17.6% ；A加入铜丝量太多能将氧气完全消耗，不会产生误差，故A错误；B读数时没有冷却至室温，容器内压强较大，会造成测量结果偏小，故B正确；C加入铜丝量太少没有将容器内的氧气完全消耗，会造成测量结果偏小，故C正确，
故答案为：BC；（3）小军认为在家里可用燃烧蜡烛测定空气中氧气的含量更方便，并按下图装置进行实验。他依据的实验原理可能是蜡烛燃烧时也能消耗氧气，小明认为小军的设计不行，他的理由是蜡烛燃烧产生了二氧化碳，容器内的气压不降低，水不能倒流，反思上述实验的探究过程后小明认为：用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时，在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是药品在空气中能燃烧且只能与氧气反应，生成物是固体。
9．合肥市某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
图甲 图乙
（提出问题）
暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
（查阅资料）
铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
（猜想与假设）
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为 。
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，以及反应装备，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。
（分析与交流）
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 。
（3）小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是 。
（4）对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择______（填选项序号）的比例。
A．32：3 B．40：3 C．48：3
（5）（实验与结论）
①同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检验了乙装置的 后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时， （填“可以”或“不能”）确定氧化铜和炭粉已经开始反应。
②不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍然看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是 （填“吸”或“放”）热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是 。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的此红色铜球，实验获得了圆满成功。
【答案】（1）Cu2O（2）使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
（3）有利于集中加热，获得持续高温
（4）A
（5）气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化
【解析】[猜想与假设]（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4。根据元素守恒和化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O。
[分析与交流]（2）物质接触面积越大反应就越充分，故这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行。
（3）乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，故与甲相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是：有利于集中加热，获得持续高温。
（4）在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行。C+2CuO 高温__ 2Cu+CO2↑，反应中氧化铜与碳的质量比为40：3，碳应适当过量，
故答案为：A。
[实验与结论]（5） ①实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应。
②停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应放出热量，属于放热反应。
③待反应结束，先将导气管从石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是：空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
10．为了探究影响物质溶解性的因素，小林设计并进行了如下实验。
（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 。
要保持不变的因素是 、 、溶质的质量。
操作步骤：在常温下，用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入氯化钠、硝酸钾、氢氧化钙各2g，振荡，观察各物质的溶解情况。
实验现象：试管①中有少量氯化钠未溶，试管②中硝酸钾全部溶解，试管③中有多量氢氧化钙未溶。
实验结论：相同温度，相同溶剂的条件下， 。
（2）探究温度（以硝酸钾为例）对物质溶解性的影响。
在实验中要改变的因素是 ；要保持不变的因素是溶质的种类（硝酸钾）和质量、 。
操作步骤：用量筒各量取5mL蒸馏水，分别加入①、②、③三支试管中，再分别加入5g硝酸钾晶体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在40℃，将试管③加热并保持在60℃，振荡，观察各试管中硝酸钾的溶解情况。
实验现象：试管①中有多量硝酸钾未溶，试管②中有少量硝酸钾未溶，试管③中硝酸钾全部溶解。
实验结论： 。
【答案】（1）溶质的种类；温度；溶剂的种类和质量；不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同
（2）温度；溶剂的种类和质量；在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同
【解析】【解答】（1）探究溶质的种类对物质溶解性的影响。根据控制变量法，除了溶质的种类不同，其它因素均应相同，故在实验中要改变的因素是溶质的种类；要保持不变的因素是：溶剂的种类和质量、温度、溶质的质量；
由实验现象可知，相同温度，相同溶剂的条件下， 不同种溶质在相同溶剂中的溶解性不同；
（2）探究温度对物质溶解性的影响，根据控制变量法，除了温度不同，其它因素均应相同，故在实验中要改变的因素是温度；要保持不变的因素是溶质的种类和质量、溶剂的种类和质量；
由实验现象可知，在不同温度下，固体物质（硝酸钾）在水中（或同一溶剂中）的溶解性不同。
11．某些铜制品在空气中久置，表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验，探究铜锈的组成和铜生锈的条件。
（1）I.探究铜锈的组成（查阅资料）①铜锈受热易分解②硫酸铜粉末遇水由白色变为蓝色
（进行实验）小组同学从铜器上取下适量的干燥铜锈，按图所示装置实验(部分夹持装置已略去)。观察到B中白色粉末变为蓝色，C中澄清石灰水变浑浊。
（解释与结论）C中反应的化学方程式是
（2）依据以上现象分析，铜锈中一定含有的元素：Cu和 。
（3）II.探究铜生锈的条件
（提出猜想）根据铜锈的组成推测，铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。
（进行实验）实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝，并打磨光亮。设计了如下图所示的5个实验并持续观察。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
现象
无明显现象
无明显现象
铜丝表面
有绿色物质
无明显现象
无明显现象
（解释与结论）
实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是 。
（4）得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论，依据的两个实验是 (填编号)。
（5）对比实验②和③，得出的结论是 。
（6）为验证猜想，实验⑤中？处应提供哪些物质 。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是 。
（8）（反思与应用）
结合上述实验，你对保存铜制品的建议是 。
【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （2）C、H、O
（3）除去水中溶解的O2 （4）①和③ （5）铜生锈与O2有关
（6）O2、CO2 （7）铜与H2O、O2、CO2同时接触
（8）保持铜制品表面干燥
【解析】[解释与结论]
（1）C中澄清石灰水变浑浊。说明生成了二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙生成碳酸钙和水，化学方程式CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O，故填：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
（2）观察到B中白色粉末变为蓝色，说明生成了水，C中澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，水和二氧化碳共含有碳、氢、氧三种元素，根据质量守恒，反应前后元素种类数目不变，铜锈中一定含有的元素：Cu和C、H、O三种元素，故填：C、H、O。
[解释与结论]
（3）水中溶解有氧气，实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”，其目的是除去水中溶解的O2，排除实验干扰，故填：除去水中溶解的O2。
（4）实验①铜丝同时和氧气以及水接触，没有生锈，实验③铜丝同时和氧气、二氧化碳以及水同时接触，生锈，对比①和③“铜生锈一定与CO2有关”，故填：①和③。
（5）实验②铜丝同时和二氧化碳以及水同时接触，没有生锈，实验③铜丝同时和氧气、二氧化碳以及水同时接触，生锈，对比②和③“铜生锈一定与O2有关”，故填：铜生锈与O2有关。
（6）为验证猜想铜丝生锈与水蒸气有关，实验⑤中？处应提供O2、CO2，实验⑤不生锈，实验③铜丝和氧气、二氧化碳、水同时接触生锈，对比③⑤可验证铜丝生锈需要水，故填：O2、CO2。
（7）由上述实验可推知，铜生锈的条件是铜与H2O、O2、CO2同时接触，故填：铜与H2O、O2、CO2同时接触。
（8）结合上述实验铜与H2O、O2、CO2同时接触，保存铜制品的建议是保持铜制品表面干燥，故填：保持铜制品表面干燥。
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