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對實驗方案的探究例3:某校研究小組的同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用.設計了以下的對比實驗和操作步驟.(1) 任取兩份氯酸鉀.分別放入兩支試管.在其中一份加入經過稱量的ng氧化銅粉末.(2) 將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱.將放出的氣體通入水中.觀察放出氣體的快慢.(3) 停止加熱.冷卻.將原來混有氧化銅的混合物加水溶解.小心過濾.將濾出的固體物質洗滌并干燥.(4) 觀察濾出物的顏色.狀態.(5) 將濾出的固體和炭粉混合.在密閉容器中加熱.并將反應生成的氣體通入澄清石灰水中.觀察實驗現象.問題一:從以上有關實驗步驟的敘述中可發現操作方案還存在一些缺陷.請指出并加以改進.評析:本題是以學生熟知的KClO3分解制O2實驗為載體.考查學生理解催化劑概念的程度.解決問題的關鍵就是緊扣催化劑的特征.改變反應速率而其反應前后的性質和質量都沒有改變.在學生的答案中.多數同學都指出了步驟(4)中缺少稱量干燥的濾出固體這一過程.而忽略了第一步中不嚴密之處“任取兩份氯酸鉀 .事實上.這是探究性實驗設計的重要原則之一.控制變量原則.這是一組對照實驗.要使實驗結果具有說服力.必須控制變量.因為對某個實驗的影響.會有很多的因素.實驗正是要人為控制條件.使眾多變量中.只能有一個因素是變量.其余幾個是一樣的. 查看更多

 

題目列表(包括答案和解析)

某校化學學習小組為了探究草酸(H2C2O4)的化學性質,設計了如下實驗:
Ⅰ.小組成員在做草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應實驗時發現,溶液褪色先慢后快.
(1)上述H2C2O4溶液與酸性KMnO4溶液反應的離子方程為
 

(2)為了探究此反應速率由小變大的原因,甲同學做了如下實驗(表中“一”表示未加入該試劑).
實驗
編號
反應溫度
(利用水浴加熱)
稀硫酸
溶液
MnSO4固體 0.10mol/L
KMnO4溶液
褪色
時間
1 750℃ ---- --- 1mL 1OOs
2 750℃ 10滴 ---- 1mL 40s
3 750℃ 10滴 加入少許 1mL 3s
甲同學由此能夠得出結論:
Ⅱ.乙同學查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”,決定用實驗驗證這一事實并檢測草酸鹽含量.進一步查閱資料得知,草酸(H2C2O4)是酸性強于醋酸的二元弱酸,對應的鈣鹽(CaC2O4)不溶于醋酸,能溶于強酸.
(1)他將菠菜研磨成汁、熱水浸泡、過濾得到溶液,調節溶液呈弱堿性,加入足量的CaCl2溶液,產生白色沉淀,過濾、洗滌沉淀備用,對生成的沉淀進行探究.
①提出合理假設:
假設1:只存在CaCO3;   
假設2:既存在CaCO3,也存在CaC2O4
假設3:
 

②基于假設2,設計實驗方案,進行實驗.請寫出實驗步驟以及預期現象和結論.
限選實驗試劑:1mol?L-1 H2SO4、1mol?L-1 HCl、0.1mol?L-1 NaOH、1mol?L-1 CaCl2、0.01mol?L-1 KMnO4、澄清石灰水.
實驗步驟 預期現象和結論
步驟1:
 
 
步驟2:
 
 
(2)欲準確測定菠菜中草酸鹽含量,回答有關問題:
①操作:取m g菠菜樣品,將其中草酸鹽轉化為 CaC2O4 沉淀分離出來,用鹽酸溶解后,溶液轉入100mL容量瓶中加水配制成100mL溶液.每次移取25.00mL該溶液,用0.0100mol?L-1KMnO4標準溶液滴定,滴定實驗重復操作2-3次.平均消耗標準溶液V mL.
②計算:菠菜中草酸鹽(以C2O42-計)的質量分數為
 
.(只列式不計算,已知:C2O42-的摩爾質量為88g?mol-1
③討論:用標準KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液結果可能偏高,原因是
 

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某校化學研究性學習小組的同學在學習了氨的性質后,討論NH3能否還原CuO,設計實驗來研究這個問題.
(1)①實驗室常用加熱氯化銨固體和氫氧化鈣固體混合物的方法來制取氨氣,寫出反應的化學方程式:
 

②實驗室還可用
 
和濃氨水快速制取少量氨氣.
(2)該小組成員設計實驗探究氨氣的還原性及其產物,實驗裝置(夾持及尾氣處理裝置未畫出)如圖所示.
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①該裝置在設計上有一定的缺陷,為確保實驗結果的準確性,你對該裝置改進的措施是
 

②利用改進后的裝置進行實驗,觀察到CuO變為紅色物質,無水CuSO4變藍,同時生成一種無污染的氣體.請寫出NH3與CuO反應的化學方程式:
 

(3)該小組成員用氨氣還原氧化銅的方法測定銅的近似相對原子質量,如果選用測定反應物CuO和生成物H2O的質量[m(CuO)、m(H2O)]時,請用下圖所示的儀器設計一個簡單的實驗方案.
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①儀器連接的順序是
 
(填編號,儀器可重復使用);
②D中濃硫酸的作用是
 

③列出計算銅的近似相對原子質量的表達式:
 

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(18分)某校化學興趣小組為研究Cu與濃硫酸反應并制備少量硫酸銅,進行如下實驗。
該小組同學在實驗中發現使用教材所提供的銅和濃硫酸反應的實驗裝置不僅安全性差而且易造成環境污染。經過同學們的討論以及老師的指導,該小組設計了如圖所示的裝置并進行實驗。

請回答:
(1)請寫出長導管B的作用                                       (只寫一點就可);
(2)寫出檢查該裝置氣密性的方法                                              
(3)D、E試管中CCl4的作用                   
(4)寫出A中發生反應的化學方程式并標出電子轉移的方向與數目                  
                                                  
(5)對試管A進行加熱,發現E試管中有氣泡逸出,品紅溶液很快褪色,但最終未見D試管中氫氧化鋇溶液出現渾濁,為探究D試管中未出現渾濁的原因,該小組同學在化學手冊中只查閱到下列物質常溫下的溶解度數據:

物質
溶解度(g/100水)
物質
溶解度(g/100水)
Ca(OH)2
0.173
Ba(OH)2
3.89
CaCO3
0.0013
BaSO3
0.016
Ca(HCO32
16.60
 
 
請你應用類比研究方法幫他們預測D試管未出現渾濁的原因:                 
(6)為驗證D試管中溶液的組成,進行了下列實驗,請你幫助完成下列實驗報告:
實驗方案
現象
方案1:取少量溶液于試管中,加入稀鹽酸,加熱,用檢驗產生的氣體。
               
方案2:取少量溶液于試管中,加入③       溶液并觀察現象。
              

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(12分)某校的探究小組同學想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應中起催化劑的作用,設計了以下的對比實驗和操作步驟:
①任取兩份氯酸鉀,分別放入兩支試管,在其中一份中加入經精確稱量的n g氧化銅粉末。
②將兩份氯酸鉀同時在相同的條件下加熱,將放出的氣體通入水中,觀察放出氣體的快慢。
③停止加熱、冷卻,將原先混有氧化銅的反應后的混合物加水溶解,小心過濾,將濾出固體物質洗滌并干燥。
④觀察濾出固體物質的狀態、顏色。
⑤將濾出固體物質和炭粉混合,在密閉容器中加熱,并將反應產生的氣體通入澄清石灰水中,并觀察實驗現象。
(1)從以上有關實驗步驟的敘述中可發現操作方案還存在一些缺陷,請指出并加以改進:
______________________________________________________________________、
______________________________________________________________________。
(2)有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作,請從下圖中選擇儀器中連接成一套實驗裝置,這套實驗裝置的連接順序是_______接______、________接______、________接________接_______(氣流的方向從左往右)。

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(18分)某校化學興趣小組為研究Cu與濃硫酸反應并制備少量硫酸銅,進行如下實驗。

該小組同學在實驗中發現使用教材所提供的銅和濃硫酸反應的實驗裝置不僅安全性差而且易造成環境污染。經過同學們的討論以及老師的指導,該小組設計了如圖所示的裝置并進行實驗。

請回答:

(1)請寫出長導管B的作用                                        (只寫一點就可);

 (2)寫出檢查該裝置氣密性的方法                                              

(3)D、E試管中CCl4的作用                   

(4)寫出A中發生反應的化學方程式并標出電子轉移的方向與數目                  

                                                  

(5)對試管A進行加熱,發現E試管中有氣泡逸出,品紅溶液很快褪色,但最終未見D試管中氫氧化鋇溶液出現渾濁,為探究D試管中未出現渾濁的原因,該小組同學在化學手冊中只查閱到下列物質常溫下的溶解度數據:

物質

溶解度(g/100水)

物質

溶解度(g/100水)

Ca(OH)2

0.173

Ba(OH)2

3.89

CaCO3

0.0013

BaSO3

0.016

Ca(HCO32

16.60

 

 

請你應用類比研究方法幫他們預測D試管未出現渾濁的原因:                 

(6)為驗證D試管中溶液的組成,進行了下列實驗,請你幫助完成下列實驗報告:

實驗方案

現象

方案1:取少量溶液于試管中,加入稀鹽酸,加熱,用檢驗產生的氣體。

               

方案2:取少量溶液于試管中,加入③        溶液并觀察現象。

              

 

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