1．某化學實驗小組同學將鋁粉投入硫酸銅溶液中，發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出．生成的是什么氣體呢？同學們決定進行探究．探究前老師提示，該反應生成的氣體只有一種．
【提出猜想】生成的氣體可能是SO2或O2或H2或CO2．
甲同學經(jīng)過仔細思考后，覺得CO2不可能含有，因為根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變，反應前不含碳元素，反應后也不會有．
【查閱資料】①SO2與二氧化碳化學性質(zhì)相似，如它也能使澄清石灰水變渾濁．
②濃硫酸具有強烈的吸水性，可做氣體的干燥劑．
③H2與CO均可以還原金屬氧化物．
【方案設計】甲同學設計了如下實驗方案，驗證猜想的氣體．

甲認為：若觀察到A中石灰水變渾濁，則氣體為SO2．若觀察到C中紅色的銅網(wǎng)變黑，則氣體為O2．
【實驗探究】
①實驗開始時，應先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃 C 處酒精燈．
這樣操作的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氣體不純發(fā)生爆炸．
②實驗過程中發(fā)現(xiàn) A 裝置中溶液不變渾濁，C 裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，試管壁上有水滴生成；
【實驗結論】①鋁粉與該硫酸銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是氫氣．寫出鋁放入硫酸銅溶液中所發(fā)生的一個反應的化學方程式2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
或2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu．
【實驗反思】
乙同學發(fā)現(xiàn)鋁放入硫酸銅溶液時，先開始的反應速度很慢，原因可能是鋁片表面有氧化鋁膜，乙同學認為甲同學的實驗方案操作復雜，他只需一盒火柴即可確定該氣體成分．你認為乙同學的實驗方案是收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中，若火柴熄滅，則為SO2；若火柴燃燒更旺，則為O2；若氣體被點燃，則為H2．

分析 【提出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析；
【方案設計】根據(jù)二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應微溶于水的亞硫酸鈣和水以及氧氣和銅反應生成黑色的氧化銅進行解答；
【實驗探究】①根據(jù)該實驗中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發(fā)生爆炸進行解答；
【實驗結論】①根據(jù)實驗現(xiàn)象可知該氣體是氫氣進行解答；
②根據(jù)鋁和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸鋁進行解答；
【實驗反思】根據(jù)二氧化硫不燃燒也不支持燃燒，能使燃著的木條熄滅；氧氣具有助燃性，能使燃著的木條燃燒更旺；氫氣具有可燃性，能燃燒進行解答．

解答 解：【提出猜想】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變，反應前不含碳元素，反應后也不會有，所以不可能含有二氧化碳；
【方案設計】二氧化硫和氫氧化鈣溶液反應微溶于水的亞硫酸鈣和水，所以如果A中石灰水變渾濁，則氣體為SO2；氧氣和銅反應生成黑色的氧化銅，所以如果C中紅色的銅網(wǎng)變黑，則氣體為O2；
【實驗探究】①該實驗中氫氣屬于可燃性氣體，不純加熱可能會發(fā)生爆炸，所以實驗開始時，應先將收集到的氣體從a處通入一段時間后，再點燃C處酒精燈；
【實驗結論】①實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁，說明不是二氧化硫，C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色，試管壁上有水滴生成，所以鐵粉與該硫酸銅溶液反應時，產(chǎn)生的氣體是氫氣；
②鋁和硫酸反應生成氫氣和硫酸鋁，鋁和硫酸銅溶液反應生成銅和硫酸鋁，發(fā)生反應的化學方程式為2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑，2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
【實驗反思】鋁片表面有氧化鋁膜，阻止鋁與其他物質(zhì)發(fā)生反應，所以實驗前一定先用砂紙打磨；
二氧化硫不燃燒也不支持燃燒，能使燃著的木條熄滅；氧氣具有助燃性，能使燃著的木條燃燒更旺；氫氣具有可燃性，能燃燒，所以乙同學的實驗方案是收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中，若火柴熄滅，則為SO2；若火柴燃燒更旺，則為O2；若氣體被點燃，則為H2．
故答案為：
【提出猜想】CO2；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應前后元素種類不變，反應前不含碳元素，反應后也不會有
【方案設計】A中石灰水變渾濁；C中紅色的銅網(wǎng)變黑
【實驗探究】排盡裝置內(nèi)的空氣，防止氣體不純發(fā)生爆炸
【實驗結論】①氫氣
②2Al+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2↑
或 2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu
【實驗反思】鋁片表面有氧化鋁膜；
收集一瓶氣體，將燃著的火柴伸入瓶中，若火柴熄滅，則為SO2；若火柴燃燒更旺，則為O2；若氣體被點燃，則為H2．

點評 本題主要考查化學實驗的方案設計與評價，在解此類題時，首先分析題中考查的問題，然后結合所給的知識和學過的知識進行分析解答．

練習冊系列答案
相關習題

科目：初中化學 來源： 題型：填空題

8．我國西部大部分山區(qū)的許多村莊，仍以飲用未經(jīng)任何處理的地表水為主，這些地表水受到不同程度的污染，對山區(qū)群眾的身體健康造成不利影響．目前國務院和各級政府投入大量資金，采取積極措施為這些村莊建水廠、安裝自來水管道，讓群眾喝上清潔、衛(wèi)生的水．
（1）硬水可用肥皂水來區(qū)分．硬水中含有較多可溶性鈣、鎂化合物，硬水會給生活和生產(chǎn)帶來許多麻煩．生活中可用加熱煮沸來降低水的硬度．
（2）硬水在加熱或久置時，會產(chǎn)生水垢[主要成分是Mg（OH）2和CaCO3]，生活中可用適量稀鹽酸除去熱水瓶壁上的水垢，寫出有關反應的化學方程式：Mg（OH）2+2HCl═MgCl2+2H2O、CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
（3）自來水生產(chǎn)過程中，可用方法除去水中不溶性雜質(zhì)，同時還必須進行消毒殺菌．ClO2是一種新型的自來水消毒劑，其中氯元素與氧元素的質(zhì)量比為71：64，氯的原子結構示意圖為．
（4）水通電分解的化學方程式2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．

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科目：初中化學 來源： 題型：實驗探究題

9．某同學將光亮的鎂條放入滴有酚酞的NaHCO3飽和溶液中，產(chǎn)生大量氣泡和白色固體，溶液紅色加深．
一溶液紅色加深，則反應后溶液的堿性增強（填“增強”、“不變”或“減弱”）．
二為確定氣體和固體的成分，該同學進行了如下的探究．
（1）點燃產(chǎn)生的氣體，火焰淡藍色；將燃燒產(chǎn)物通入澄清石灰水中，無現(xiàn)象．則該氣體為H2（寫化學式）．
（2）對白色固體做出如下猜測并進行實驗：
【猜測】：查閱資料1：Mg（HCO3）2能溶于水．
①白色固體可能是MgCO3；
②白色固體可能是Mg（OH）2；
③白色固體可能是MgCO3和Mg（OH）2．
【實驗】：
①取洗凈后的白色固體，加入足量的稀鹽酸溶液，觀察到有氣泡產(chǎn)生，則白色固體一定含有MgCO3．
查閱資料2：MgCO3、Mg（OH）2加熱易分解，分別生成兩種氧化物．
②為進一步確定白色固體的組成，該同學進行了定量實驗：
稱取干燥的白色固體22.6g，充分加熱至不再產(chǎn)生氣體為止，并使分解產(chǎn)生的氣體全部先通過濃硫酸，濃硫酸增重1.8g，則白色固體中含有Mg（OH）2，再通過堿石灰，堿石灰增重8.8g，則固體中各成分的質(zhì)量比為84：29或29：84．

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科目：初中化學 來源： 題型：實驗探究題

9．實驗室有一瓶長期暴露在空氣中的氫氧化鈉固體，某興趣小組的同學對該樣品的成分及含量進行了探究．
【查閱資料】CO2在飽和碳酸氫鈉溶液中幾乎不溶解．
【實驗探究一】為得到純凈的氫氧化鈉固體，并測定NaOH的純度，設計的實驗過程如圖1所示．請回答：

（1）操作B的名稱為完善，加入適量某種試劑時反應的化學方程式是Na2CO3+Ca（OH）2=2NaOH+CaCO3↓．
（2）最終所得氫氧化鈉固體質(zhì)量大于變質(zhì)后樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量（選填“小于”、“等于”或“大于”）
（3）若要測定該固體中NaOH的純度，實驗過程中一定還需用到的儀器是托盤天平．
【實驗探究二】為了測定NaOH的純度，小紅同學設計如圖2裝置（鐵架臺略去）．
（4）B中集氣瓶盛放的飽和碳酸氫鈉溶液不能用水代替，其理由是CO2能溶于水，造成誤差增大．
（5）實驗中取用樣品質(zhì)量要控制在一定范圍內(nèi)，如果樣品用量過多，會造成測定的NaOH純度將偏�。ㄟx填“偏大”或“偏小”），原因中和反應發(fā)熱過多致使氣體膨脹，計算碳酸鈉的質(zhì)量偏大．

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科目：初中化學 來源： 題型：實驗探究題

16．同學們用高錳酸鉀制氧氣．制取結束清洗儀器．發(fā)現(xiàn)加熱高錳酸鉀的試管內(nèi)壁有用水洗刷不掉的黑色固體．
問題一：黑色固體是什么？
【交流討論】同學們結合實驗現(xiàn)象和對高錳酸鉀及其分解產(chǎn)物的了解．進行分析判斷．
判斷依據(jù)
不是KMNO4KMnO4能溶于水形成紫紅色溶液
不是K2MNO4沖洗試管時出現(xiàn)深綠色溶液，說明該物質(zhì)能溶于水
是MnO2其他實驗用過MnO2，知道它是不溶于水的黑色固體
【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入某種液體，產(chǎn)生能使帶火星木條復燃的氣體．證明上述判斷正確．
加入的液體是H2O2溶液．
問題二：用什么洗掉MnO2？
【交流討論】MnO2與BaCO3、Mg（OH）2、Fe2O3、P2O5、Cu中的某一種物質(zhì)組成最相近，理  由是都是金屬氧化物．已知這種物質(zhì)能與稀鹽酸反生成氯化物和水（反應前后化合價不變），化學方程式為Fe2O3+6HCl=3H2O+2FeCl3，由此推測MnO2也能與稀鹽酸反應．
【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入稀鹽酸，黑色固體沒有變化．
【交流討論】實驗說明同  一類物質(zhì)的化學性質(zhì)不一定相同．MnO2有什么化學性質(zhì)，用什么試劑清洗呢？同學們請教老師后決定用草酸（H 2C2O4）溶液試一試．
【實驗驗證】向未洗凈的試管中加入草酸溶液，黑色固體果然被除去，同時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生許多氣泡．
問題三：生產(chǎn)了什么氣體？
【交流討論】化學變化過程中元素不變，所以產(chǎn)生的氣體可能為CO2、CO、H2、O2等．
【實驗驗證】經(jīng)檢驗，產(chǎn)生的氣體是CO2，
【反思提高】以上探究活動中，清除試管內(nèi)壁附著的難溶物的思路是：先了解其物理性質(zhì)，尤其是否溶于水，再了解其化學性質(zhì)，然后選擇合適試劑進行清洗．

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科目：初中化學 來源： 題型：解答題

6．同學們運用對比的學習方法探究堿的性質(zhì)．
實驗一
觀察固體表面		實驗二
向兩塊固體表面滴加稀鹽酸		實驗三
振蕩3個塑料瓶
（1）由實驗一、二可知，氫氧化鈉會吸收空氣的H2O、CO2，因此要密封保存．
（2）實驗三中可觀察到三個軟塑料瓶變癟的程度大小為A＞B＞C，對比A瓶與C（選填“B”或“C”）瓶的實驗現(xiàn)象可證明CO2能與NaOH發(fā)生反應．
（3）同學們設計如下兩種方案鑒別氫氧化鈉溶液與氫氧化鈣兩種飽和溶液．
實驗一實驗二分析
微熱（不考慮水分蒸發(fā)）
兩種方案中均觀察到A試管內(nèi)出現(xiàn)白色渾濁，則A中溶液為飽和氫氧化鈣溶液；；方案二的設計原理是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小，氫氧化鈉的溶解度隨溫度升高而增大．
（4）某同學發(fā)現(xiàn)工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體標簽如圖所示，于是對其成分進行了探究：

【提出問題】氫氧化鈉中含有什么雜質(zhì)？
【查閱資料】
①在化工生產(chǎn)中，原料往往不能完全轉化為產(chǎn)品．
②工業(yè)上制取NaOH的反應原理是：2NaCl+2H2O$\stackrel{通電}{→}$2NaOH+H2↑+Cl2↑，然后蒸發(fā)溶劑獲得NaOH固體．
③堿性的Na2CO3溶液與中性的CaCl2溶液發(fā)生復分解反應．
【提出猜想】氫氧化鈉中含有的雜質(zhì)為碳酸鈉和氯化鈉．提出上述猜想的理由是原料中的NaCl未完全反應，氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉．
【進行實驗】取固體于試管中，加水溶解并向溶液中加入過量稀鹽酸
【實驗結論】溶液中有明顯現(xiàn)象，證明雜質(zhì)中一定含有碳酸鈉．
【反思評價】該同學想進一步證明固體中的氫氧化鈉，實驗方案是取少量固體于試管中加水溶解，加入過量的氯化鈣溶液使沉淀完全，靜置后向上層清液中滴加酚酞溶液，溶液變紅，則固體中含有氫氧化鈉．
（5）某碳酸鈉樣品中含有少量氯化鈉．現(xiàn)稱量11g該樣品放入燒杯中，然后加入一定量溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為14.6%的稀鹽酸，至恰好完全反應，去除溶液中的水分，最終得到12.1g氯化鈉固體．計算：
①碳酸鈉樣品中碳酸鈉的質(zhì)量；
②反應后所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)．（結果精確到0.1%）

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科目：初中化學 來源： 題型：填空題

13．請結合圖回答問題：

（1）寫出圖中有標號儀器的名稱：①酒精燈；②分液漏斗；
（2）寫出初中化學中用A裝置制取氣體的化學方程式2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
（3）實驗室用鋅粒和稀硫酸反應制取氫氣，常選用裝置B或裝置C．如果用B裝置制取氫氣，②中盛放的藥品是稀硫酸，C裝置與B裝置相比較，其優(yōu)點是可隨時控制反應的發(fā)生和停止，為了收集到比較純凈的氫氣，宜選用的收集裝置為F（填字母編號），如用F裝置收集氣體，則氣體收集滿時的現(xiàn)象是集氣瓶口有大量氣泡冒出．

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科目：初中化學 來源： 題型：填空題

10．用向上排空氣法可以收集氧氣，并可以用帶火星的木條放在集氣瓶口來驗滿，這利用了氧氣的性質(zhì)有氧氣密度比空氣大和助燃性．

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科目：初中化學 來源： 題型：選擇題

11．下列分離混合物的操作中，必須加熱的是（　　）
A．過濾B．分液C．結晶D．蒸餾

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同步練習冊答案