對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的探究例3:某校研究小組的同學(xué)想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用.設(shè)計(jì)了以下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(jīng)過稱量的ng氧化銅粉末.(2) 將兩份氯酸鉀同時(shí)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(zhì)洗滌并干燥.(4) 觀察濾出物的顏色.狀態(tài).(5) 將濾出的固體和炭粉混合.在密閉容器中加熱.并將反應(yīng)生成的氣體通入澄清石灰水中.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.問題一:從以上有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷.請(qǐng)指出并加以改進(jìn).評(píng)析:本題是以學(xué)生熟知的KClO3分解制O2實(shí)驗(yàn)為載體.考查學(xué)生理解催化劑概念的程度.解決問題的關(guān)鍵就是緊扣催化劑的特征.改變反應(yīng)速率而其反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量都沒有改變.在學(xué)生的答案中.多數(shù)同學(xué)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(yán)密之處“任取兩份氯酸鉀 .事實(shí)上.這是探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要原則之一.控制變量原則.這是一組對(duì)照實(shí)驗(yàn).要使實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有說服力.必須控制變量.因?yàn)閷?duì)某個(gè)實(shí)驗(yàn)的影響.會(huì)有很多的因素.實(shí)驗(yàn)正是要人為控制條件.使眾多變量中.只能有一個(gè)因素是變量.其余幾個(gè)是一樣的. 【查看更多】

 

題目列表(包括答案和解析)

某�；瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組為了探究草酸（H2C2O4）的化學(xué)性質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：
Ⅰ．小組成員在做草酸溶液與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，溶液褪色先慢后快．
（1）上述H2C2O4溶液與酸性KMnO4溶液反應(yīng)的離子方程為
 
．
（2）為了探究此反應(yīng)速率由小變大的原因，甲同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)（表中“一”表示未加入該試劑）．
實(shí)驗(yàn)
編號(hào)		 反應(yīng)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(shí)間
1 750℃ ---- --- 1mL 1OOs
2 750℃ 10滴 ---- 1mL 40s
3 750℃ 10滴 加入少許 1mL 3s
甲同學(xué)由此能夠得出結(jié)論：
Ⅱ．乙同學(xué)查資料得知“菠菜中富含可溶性草酸鹽和碳酸鹽”，決定用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一事實(shí)并檢測草酸鹽含量．進(jìn)一步查閱資料得知，草酸（H2C2O4）是酸性強(qiáng)于醋酸的二元弱酸，對(duì)應(yīng)的鈣鹽（CaC2O4）不溶于醋酸，能溶于強(qiáng)酸．
（1）他將菠菜研磨成汁、熱水浸泡、過濾得到溶液，調(diào)節(jié)溶液呈弱堿性，加入足量的CaCl2溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾、洗滌沉淀備用，對(duì)生成的沉淀進(jìn)行探究．
①提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：只存在CaCO3；   
假設(shè)2：既存在CaCO3，也存在CaC2O4；
假設(shè)3：
 
．
②基于假設(shè)2，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．
限選實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)步驟 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
 
 
步驟2：
 
 
（2）欲準(zhǔn)確測定菠菜中草酸鹽含量，回答有關(guān)問題：
①操作：取m g菠菜樣品，將其中草酸鹽轉(zhuǎn)化為 CaC2O4 沉淀分離出來，用鹽酸溶解后，溶液轉(zhuǎn)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(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，滴定實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作2-3次．平均消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V mL．
②計(jì)算：菠菜中草酸鹽（以C2O42-計(jì)）的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 
．（只列式不計(jì)算，已知：C2O42-的摩爾質(zhì)量為88g?mol-1）
③討論：用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、過濾得到的溶液結(jié)果可能偏高，原因是
 
．

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某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了氨的性質(zhì)后，討論NH3能否還原CuO，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來研究這個(gè)問題．
（1）①實(shí)驗(yàn)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(yīng)的化學(xué)方程式：
 
．
②實(shí)驗(yàn)室還可用
 
和濃氨水快速制取少量氨氣．
（2）該小組成員設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氨氣的還原性及其產(chǎn)物，實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)上有一定的缺陷，為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，你對(duì)該裝置改進(jìn)的措施是
 
．
②利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到CuO變?yōu)榧t色物質(zhì)，無水CuSO4變藍(lán)，同時(shí)生成一種無污染的氣體．請(qǐng)寫出NH3與CuO反應(yīng)的化學(xué)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(duì)原子質(zhì)量，如果選用測定反應(yīng)物CuO和生成物H2O的質(zhì)量[m（CuO）、m（H2O）]時(shí)，請(qǐng)用下圖所示的儀器設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)方案．
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①儀器連接的順序是
 
（填編號(hào)，儀器可重復(fù)使用）；
②D中濃硫酸的作用是
 
；
③列出計(jì)算銅的近似相對(duì)原子質(zhì)量的表達(dá)式：
 
．

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（18分）某�；瘜W(xué)興趣小組為研究Cu與濃硫酸反應(yīng)并制備少量硫酸銅，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
該小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)使用教材所提供的銅和濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置不僅安全性差而且易造成環(huán)境污染。經(jīng)過同學(xué)們的討論以及老師的指導(dǎo)，該小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)回答：
（1）請(qǐng)寫出長導(dǎo)管B的作用                                       （只寫一點(diǎn)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(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目                  
                                                  
（5）對(duì)試管A進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)渾濁，為探究D試管中未出現(xiàn)渾濁的原因，該小組同學(xué)在化學(xué)手冊(cè)中只查閱到下列物質(zhì)常溫下的溶解度數(shù)據(jù)：

物質(zhì)
溶解度（g/100水）
物質(zhì)
溶解度（g/100水）
Ca（OH）2
0.173
Ba(OH)2
3.89
CaCO3
0.0013
BaSO3
0.016
Ca（HCO3）2
16.60
 
 
請(qǐng)你應(yīng)用類比研究方法幫他們預(yù)測D試管未出現(xiàn)渾濁的原因：                 。
（6）為驗(yàn)證D試管中溶液的組成，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告：
實(shí)驗(yàn)方案
現(xiàn)象
方案1：取少量溶液于試管中，加入稀鹽酸，加熱，用①檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體。
②               
方案2：取少量溶液于試管中，加入③       溶液并觀察現(xiàn)象。
④              

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（12分）某校的探究小組同學(xué)想研究氧化銅能否在氯酸鉀的受熱分解反應(yīng)中起催化劑的作用，設(shè)計(jì)了以下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)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(jīng)精確稱量的n g氧化銅粉末。
②將兩份氯酸鉀同時(shí)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(yīng)后的混合物加水溶解，小心過濾，將濾出固體物質(zhì)洗滌并干燥。
④觀察濾出固體物質(zhì)的狀態(tài)、顏色。
⑤將濾出固體物質(zhì)和炭粉混合，在密閉容器中加熱，并將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
（1）從以上有關(guān)實(shí)驗(yàn)步驟的敘述中可發(fā)現(xiàn)操作方案還存在一些缺陷，請(qǐng)指出并加以改進(jìn)：
______________________________________________________________________、
______________________________________________________________________。
（2）有人換用另一種方法來代替上述第⑤操作，請(qǐng)從下圖中選擇儀器中連接成一套實(shí)驗(yàn)裝置，這套實(shí)驗(yàn)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(xué)興趣小組為研究Cu與濃硫酸反應(yīng)并制備少量硫酸銅，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

該小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)使用教材所提供的銅和濃硫酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置不僅安全性差而且易造成環(huán)境污染。經(jīng)過同學(xué)們的討論以及老師的指導(dǎo)，該小組設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)回答：

（1）請(qǐng)寫出長導(dǎo)管B的作用                                        （只寫一點(diǎn)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(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向與數(shù)目                  

                                                  

（5）對(duì)試管A進(jìn)行加熱，發(fā)現(xiàn)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(xiàn)渾濁，為探究D試管中未出現(xiàn)渾濁的原因，該小組同學(xué)在化學(xué)手冊(cè)中只查閱到下列物質(zhì)常溫下的溶解度數(shù)據(jù)：

物質(zhì)

溶解度（g/100水）

物質(zhì)

溶解度（g/100水）

Ca（OH）2

0.173

Ba(OH)2

3.89

CaCO3

0.0013

BaSO3

0.016

Ca（HCO3）2

16.60

 

 

請(qǐng)你應(yīng)用類比研究方法幫他們預(yù)測D試管未出現(xiàn)渾濁的原因：                  。

（6）為驗(yàn)證D試管中溶液的組成，進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫助完成下列實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)方案

現(xiàn)象

方案1：取少量溶液于試管中，加入稀鹽酸，加熱，用①檢驗(yàn)產(chǎn)生的氣體。

②               

方案2：取少量溶液于試管中，加入③        溶液并觀察現(xiàn)象。

④               

 

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