文档内容
让更多的孩子得到更好的教育
中考总复习：实验方案的设计和评价（提高）
撰稿：熊亚军 审稿：李伟
【巩固练习】
一、选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.下列实验设计与实验目的不一致的是（ ）
2.某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案，每种方案所用的试剂如下，
其中你认为不可行的是（ ）
A． Fe、Ag、CuSO 溶液 B． Fe、Cu、AgNO 溶液、稀盐酸
4 3
C． Cu、FeCl 溶液、AgNO 溶液 D． Cu、Ag、Fe、稀盐酸
2 3
3.下列是某化学兴趣小组设计的4个实验方案，其中方案一、方案二都合理的是（ ）
选项 A B C D
实验目 证明醋酸溶液呈酸性 检验氯离子 除去氯化钠溶液中的 检验长期露置的氧氧
的 硫酸钠 化钠溶液是否变质
方案一 滴加几滴酚酞试液观 先加硝酸银溶液，再 加入适量的硝酸钡溶 加稀盐酸
察是否变红 滴加稀硝酸 液，过滤
方案二 用pH试纸检验溶液 先加硝酸银溶液，再 加入适量的氯化钡溶 加澄清石灰水
的pH 滴加稀盐酸 液，过滤
二、填空题
4.为了除去一氧化碳中混有的少量氧气，某同学设计了下图所示的这套装置（装置气密性良好）。
（1）他想用这套装置除去氧气的化学方程式是 。
（2）老师认为他的实验设计不科学，请你指出存在的错误（任写一点） 。
5.小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示
的探究实验：
实验结论或总结
实验操作 实验现象
结论 总结
过氧化氢分解产生氧气，但
有气泡产
取5mL5%的过氧化氢溶液于 是 。 二氧化
实验一 生，木条
试管中，伸入带火星的木条 反应的化学方程式为： 锰是过
不复燃
。 氧化氢
分解的
向盛水的试管中加入二氧化 没有明显
实验二 锰，伸入带火星的木条 现象 催化剂
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二氧化锰能加快过氧化氢的
实验三 分解
（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是 。
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她利用“实验三”反应后试管内的
剩余物继续实验最终完成了对“命题”的实验证明。
小英接下来的实验操作、现象和结论是：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，有 ，说明MnO 仍然能加快过氧化氢的分解速率(化学性质没变) 。
2
6.已知某金属X有下列相关信息：①它的主要矿物的化学成分是XO；②它主要通过热还原法冶炼而成；
2 3
③它的年产量位于金属之首。
（1）据此推断X是 (填选项字母)。
A．钛 B．铁 C．铝 D．铜
（2）在高炉中用含XO 的矿物冶炼该金属的原理是
2 3
(用化学方程式表示)。
（3）同学们设计了如下实验方案测定该矿物中XO 的质量分数(如下图，装置气密性良好；矿物中的杂
2 3
质不参加反应；假设矿物样品中的XO 完全反应)：
2 3
①取矿物样品并称量该样品的质量；
②测出反应前广口瓶和瓶内物质总质量；
③测出反应后广口瓶和瓶内物质总质量；
④计算得出矿物样品中xO 的质量分数。你认为，该实验方案 (填“一定”或“不一
2 3
定”)能准确测出矿物中XO 的质量分数，理由是 。
2 3
不改变装置和药品，你还可以通过测定哪些数据，再通过计算得出矿物中XO 的质量分数：
2 3
。
从环保角度看，该装置的不足之处是 。
7.某化学实验小组为了除去混在N 中的O，将混合气体通过红热的铜丝网后，发现铜丝网变黑。在研究
2 2
如何除去黑色物质，回收再利用铜丝网的讨论中，制定了下列方案。
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请根据以上方案回答：
（1）乙方案的烧杯中发生反应的化学方程式是（其中B为HSO ） 。两种方案相
2 4
比较，甲方案明显的不足之处是 。
（2）实验小组的同学发现，在乙方案实验中，反应后烧杯内的液体有腐蚀性，应加以适当的处理。他们
采取加入铁粉的方案处理废液。加入足量的铁粉充分搅拌，最后得到的溶液中溶质为________。
8（. 2012北京）化学小组同学在课外读物中看到：“通常CO 可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不能
2
用CO 熄灭。”他们决定探究CO 与Na反应的产物。提出猜想：CO 与Na反应可能生成4种物质：C、
2 2 2
CO、NaO和NaCO。
2 2 3
【查阅资料】
①Na是非常活泼的金属，常温下与O、HO等物质反应。
2 2
②碱性的NaCO 溶液与中性的CaCl 溶液发生复分解反应。
2 3 2
③NaO是白色固体，与HO反应生成NaOH。
2 2
④向氯化钯（PdCl ）溶液中通入CO，产生黑色沉淀。
2
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示的装置（部分夹持仪器已略去）。
（1）实验记录
序号 实验操作 主要实验现象 实验结论及解释
① 打开a、关闭b，由长颈漏斗 A中产生大量气泡 E中出现浑浊 E中反应的化学方程式
注入稀盐酸 为________
② 当E中出现浑浊时，打开 D中Na层剧烈燃烧，产生白烟 反 应 产 物 一 定 有
b、关闭a，再点燃酒精灯 D中玻璃管内壁附着黑色、白色固体 ________和________
G中产生黑色沉淀
③ 取D中白色固体于试管中， 产生白色沉淀 反 应 产 物 还 有
加水溶解，再加入石灰水 ________
（2）实验反思
①实验记录②中，E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是 。
②若无装置C，对实验有影响的物质是________。
③检验第4种物质是否存在的实验方案：取D中白色固体于试管中，
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。
9.工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应（化学方程式为 CH+H O 高温 C O+3H ），
4 2 2
得到的CO和H 的混合气被称为合成气。合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料，还可
2
用于冶炼某些金属。某化学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备，并设计实验验证合成气的还
原性。
（1）用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气。根据化学方程式CH+H O 高温 C O+3H，合成
4 2 2
气中CO和H 的质量比为________。
2
（2）用合成气还原足量氧化铜。实验装置如下图所示：
【设计实验步骤】
①连接好装置并检查气密性。
②装入药品，通入一段时间合成气。
③分别称量装置D、E的质量。
④缓缓通入合成气，加热装置C，使其充分反应。
⑤停止加热，继续通入合成气至恢复到室温。
⑥再次分别称量装置D、E的质量。
【完善实验设计】经过讨论同学们认为，装置E后还应添加一个酒精灯，并在实验步骤________（填实
验步骤的序号）中点燃（点燃前应对气体验纯）。
【进行实验】该小组的同学按上述步骤进行实验，并记录了实验现象和数据：
装置D的质量 装置E的质量
反应前 292.4 g 198.2 g
反应后 296.0 g 201.5 g
①装置C中出现________色物质。
②称量数据如上表所示。
【现象分析和数据处理】
①甲同学根据装置C中的现象，认为是合成气中的CO和H 还原了CuO。
2
②乙同学通过对上表数据的分析，推测除了CO和H 以外，制得的合成气中可能还有未反应的CH，
2 4
且CH 也还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据 。
4
。
【拓展探究】该小组同学对于CH 是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究。查阅资料：甲
4
烷具有还原性，可以还原氧化铜，生成CO 和HO；白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
2 2
【实验设计】该小组同学拟用纯净的甲烷气体如下图所示装置进行实验。
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①上图装置F中盛放的试剂名称是________。
②上图装置的正确连接顺序是________（填字母，且每套装置限用一次）。
10.叠氮化钠（NaN ）被广泛应用于汽车安全气囊，某兴趣小组对其进行下列研究。
3
【应用研究】
（1）汽车经撞击后，30毫秒内引发NaN ，迅速分解为Na、N，反应的化学方程式为________。
3 2
【制备研究】
（2）将金属钠与液态氨反应得NaNH ，再将NaNH 与NO反应可生成NaN 、NaOH和气体X，该反应
2 2 2 3
的化学方程式为2NaNH +N O==NaN +NaOH+X，实验室检验X气体使用的试纸是湿润的________。
2 2 3
【NaCO 质量分数测定】
2 3
工业级NaN 中常含有少量的NaCO ，为测定样品中NaCO 的质量分数设计如下图装置（已知
3 2 3 2 3
HSO 溶液与NaN 反应不生成气体）。
2 4 3
（3）装置A的作用是 。设计的实验步骤为：
①精确称量样品，检查装置气密性；②打开弹簧夹，鼓入空气，称量装置C；③关闭弹簧夹，打开分液
漏斗活塞，④再打开弹簧夹， ；⑤再次称量装置C。
计算碳酸钠含量至少需要测定________（填数字）个数据。根据制备反应，分析工业级NaN 中含有
3
NaCO 的可能原因 。
2 3
【NaN 纯度测定】
3
精确称量0.140 g NaN 样品，设计如下图装置，测定其纯度。已知2NaN 3N（NaN 中的N全
3 3 2 3
部转化为N，其他产物略），反应中放出大量的热。
2
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（4）检查该装置气密性的方法是连接好装置，从水准瓶注水，量气管中液面与右边液面形成高度差，做
好标记，一段时间后，两边高度差________（填“变大”“变小”或“不变”），说明气密性良好。
（5）使小试管中的NaN 样品与M溶液接触的操作是 。
3
（6）使用冷水冷凝的目的是 。反应前应将液面调节到
量气管的“0”刻度，并使两边液面相平，反应后读数时，还需要进行的操作是
。
（7）常温下测得量气管读数为67.2 mL（N 的密度为1.25 g／L），则实验中选用的量气管规格合适的
2
是________（填字母序号）。
A．100 mL B．1 L C．2 L
（8）NaN 样品的纯度是 。
3
【答案与解析】
1．【答案】B
【解析】本题考查化学实验。验满氧气应将带火星的木条放置在集气瓶口部；将木条伸入到集气瓶中是
检验氧气，故B项的实验设计与实验目的不符。
2.【答案】D
【解析】本题考查金属活动性检验的方法，可利用金属与酸、盐反应的性质判断。
3.【答案】D
【解析】A中方案一，酸不能使酚酞变色，不能利用酚酞来证明醋酸显酸性；B中方案二，滴加稀盐酸时
使溶液中混进了Cl－，则不能检验原溶液中的Cl－；C中方案一，会产生新的杂质硝酸钠。
4．【答案】（1）2Cu+O △ 2 C uO （2）CO和O 混合加热会发生反应，甚至爆炸
2 2
5．【答案】 （1）
实验一 反应慢 2HO=2HO + O↑
2 2 2 2
实验二 二氧化锰加入水中不产生氧气
实验三 向盛有 5mL5%过氧化氢溶液 有大量气泡产生，带
的试管中加入二氧化锰，伸入 火星的木条迅速复燃
带火星的木条
（2）对比(或对照) （3）大量气泡产生
6.【答案】
（1）B （2）3CO+FeO 2Fe+3CO
2 3 2
（3）不一定 生成的二氧化碳气体不一定被石灰水完全吸收(或石灰水可能吸收空气中的二氧化碳)
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分别测出反应前玻璃管和矿物样品的总质量、反应后玻璃管和剩余固体总质量 无尾气处理装置
7．【答案】
（1）CuO+HSO △ C uSO +H O 需要制取CO且CO有毒；尾气CO未处理；实验装置复杂等
2 4 4 2
（2）大于 （3）FeSO
4
8．【答案】
（1）①CO+Ca(OH) ==CaCO↓+H O ②C CO ③NaCO
2 2 3 2 2 3
（2）①排出装置中的空气，防止空气的干扰 ②水 ③加水溶解，加入过量的CaCl 溶液使其沉淀完
2
全，静置，向上层清液中滴加酚酞溶液。若溶液变红，则产物中有NaO；若溶液不变色，则产物中没有
2
NaO
2
【解析】
（1）①加入稀盐酸能产生使澄清石灰水变浑浊的气体，即CO 与Ca(OH) 发生反应生成了CaCO 沉淀
2 2 3
和HO；②根据D中发生的现象内壁附着黑色物质说明产生了碳，根据C中产生黑色沉淀说明产物中有
2
CO；③D中固体放于试管中加水溶解，再加入石灰水产生白色沉淀，说明产物中有NaCO。
2 3
（2）由于空气中含有多种气体，为防止空气的干扰，应将装置中的空气排净；没有装置C，水能与Na发
生反应产生H，对实验产物有影响；③检验第4种物质的存在，可加入水溶解，再加入过量的CaCl 溶液
2 2
使沉淀完全（除去碳酸钠），静置后向上层清液中滴加酚酞试液，若溶液变红，说明溶液仍显碱性，则产物
中有NaO，若溶液不变色，则产物中没有NaO。
2 2
9. 【答案】
（1）14∶3
（2）【完善实验设计】②
【进行实验】红
【现象分析和数据处理】如果只有CO和H ，还原足量CuO，合成气中CO与H 的分子个数比为
2 2
1∶3，生成物中碳元素与氢元素的质量比为2∶1；如果只有CH 还原足量CuO，生成物中碳元素与氢元
4
素的质量比为3∶1；现测得CO 的质量：201.5 g－198.2 g=3.3 g，HO的质量：296.0 g－292.4 g=3.6 g。
2 2
生成物中碳元素与氢元素的质量比： ，9∶4介于2∶1和3∶1之间。由
此可推测出，除了CO和H 以外，制得的合成气中可能还有未反应的CH，且CH4也还原了CuO。
2 4
【实验设计】澄清石灰水 HGFI
【解析】
（1）根据化学方程式知合成气中CO和H 的质量比为28∶6=14∶3。
2
（2）为了检验合成气是否纯净应在步骤②中对气体验纯；装置C中黑色粉末变红色；根据表中数据可
以确定生成物中碳元素与氢元素的质量比，根据质量比与反应物中只有CO和H 或只有CH 时碳元素与
2 4
氢元素的质量比较，从而找出推测的依据。利用澄清的石灰水可以检验是否有CO 生成；连接仪器时应先
2
通过H，再通过G，利用无水CuSO 是否变蓝确定是否有水生成，利用澄清的石灰水是否变浑浊来确定是
4
否有CO 生成，最后将剩余的气体通过点燃除掉。
2
10．【答案】
（1）2NaN 2Na+3N↑ （2）红色石蕊试纸
3 2
（3）除去空气中的二氧化碳 缓缓鼓入空气 3
生成NaN 的同时有NaOH生成；NaOH吸收空气中的CO，生成了NaCO
3 2 2 3
（4）不变 （5）将锥形瓶倾斜，使样品与M溶液接触
（6）降低气体温度（防止量气管中水喷出） 调节两边液面相平 （7）A
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（8）m (N )=67.2 mL×10－3 L／mL×1.25 g／L=0.084 g
2
设样品中NaN 的质量为x。
3
2NaN ～ 3N
3 2
130 84
x 0.084 g
，x=0.13 g
【解析】（1）写方程式时不要忘记条件是撞击。（2）根据质量守恒定律，推知X为NH ，NH 使湿润红色
3 3
石蕊试纸变蓝。（3）为防止空气中的CO，被C装置吸收，影响实验结果，用A装置中的碱石灰除去空气
2
中的CO；为了使反应后产生的CO 全部被NaOH溶液吸收，应鼓入空气排出圆底烧瓶内的CO；首先称
2 2 2
量样品质量，然后称量装置C反应前和反应后的质量，两次质量差就是生成CO 的质量，根据CO 的质量
2 2
计算出样品中NaCO 的质量，从而计算样品中NaCO 的质量分数，所以至少称量三次，测得三个数据。
2 3 2 3
（4）若装置漏气则量气管液面与右边液面不可能形成高度差。（5）将锥形瓶倾斜使M溶液进入小试管中。
（6）因反应放出大量的热，以防热的气流速率太快，将量气管中的水喷出，所以用冷水冷却气体；调节水
准瓶的高度，使两边液面相平，在两边压强相同的条件下读得的数据更准确。（7）根据实验测67.2 mL
M，用量程是100 mL的量气管，若用较大量程的量气管，导致误差偏大；（8）根据m= ·V，可计算出氮
气的质量，由氮气质量计算出样品中NaN 的质量，从而确定样品中NaN 的纯度。
3 3
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