实验方案设计与评价 知识点题库

为了比较铜和锚的导热性能，小明选取了U形铜棒和铝棒进行实验，实验装置如图甲所示。小明将铜棒的一端放入烧杯内持续沸腾的水中，铜棒的另一端放入试管内25℃的冷水中，每隔50秒测量一次试管内水的温度并记录，依据实验数据绘制了图乙中的图象①；换成U形铝棒后，小明按照同样的实验方法，在相同的实验条件下，每隔50秒测量一次试管内水的温度并记录，依据实验数据绘制了图乙中的图象②。

根据以上信息，回答下列问题

某科学兴趣小组探究氯化铵、氯化钙、氯化钠三种物质溶于水过程中的热量变化。

【药品器材】水、氯化铵、氯化钙、氯化钠；烧杯、药匙、玻璃棒、量筒、温度计等。

【实验探究】三种物质各取 1 药匙于烧杯分别溶于水，另还有一个烧杯只加水，用温度

计分别测量液体温度，并记录有关数据如下：

实验	水的体积	所加物质	测量液体温度(℃)
实验 1	50mL	氯化铵	15
实验 2	50mL	氯化钙	28
实验 3	X	氯化钠	21
实验 4	50mL	无	22

【数据分析】

工业生产的纯碱产品中往往含有少量的氯化钠，某科学兴趣小组的同学通过不同实验来测定某品牌的纯碱样品中碳酸钠的质量分数。

酸、碱和盐溶液中含有一定数量的阴、阳离子，它们能够在溶液中自由移动，因此这些溶液能导电。为了研究溶液的导电能力与什么因素有关，某同学设计了如图的实验方案，并测得下表的数据：（已知纯水不导电，沉淀在水中不能电离出自由移动的阴、阳离子）

	2%	3%	4%
Ca（NO3)2溶液	0.09A	0.14A	0.18A
Ba（NO3)2溶液	0.06A	0.09	0.11A

在学了生活中常见盐的性质以后，某校科学兴趣小组的同学开展了测定Na₂CO₃和NaCl混合固体中Na₂CO₃含量的探究实验，他们设计了如下的实验方案：

央视《每周质量报告》曝光了一种叫“富氧水”的高价饮用水，它是以饮用水为基质，加压充入氧气制得。节目中对“富氧水”有两种截然不同的观点：

观点一：“富氧水”富含氧分子，活性强、易吸收。喝水后氧气通过胃肠绒毛细胞膜直接进入细胞，能有效补充体内的氧，在细胞内分解各种营养物质产生能量。

观点二：“观点一”违背科学常识，是概念炒作，在“忽悠”消费者。

已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，2NaHCO₃ Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O，而碳酸钠受热不分解。工厂生产出的碳酸氢钠中可能会混有少量的碳酸钠，为了测定产品中碳酸氢钠的质量分数，具体的检验步骤如下：

①取一只洁净的坩埚，称其质量为ag；再向其中加入样品。称得总质量为m₁g；

②加热该盛有样品的坩埚；

③将坩埚放到干燥器中充分冷却，称量坩埚和剩余固体的质量；

④                    ， 称得坩埚和剩余固体的总质量为m₂g。

回答以下问题：

建筑工程制图时，需要亮绿色的K₃[Fe(C₂O₄)₃]·3H₂O(三草酸合铁酸钾)晶体做感光剂，这种晶体在一定温度下才会分解。为了探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，用如图装置进行实验。

步骤	观察	现象
1	装置A	亮绿色晶体变成白色和红棕色固体，玻璃管壁上有小水珠
2	装置B、F	澄清石灰水均变浑浊
3	装置E	固体变为红色

为了研究温度对小麦种子萌发的影响，某科技小组进行了如下实验：

实验材料：某品种小麦种子800粒，培养皿(直径90mm)，脱脂棉，自动恒温箱，蒸馏水等。

实验过程：①取培养皿6只，在沸水中煮沸一段时间再冷却，编号为A、B、C、D、E、F；将脱脂棉在开水中浸泡后冷却，再平铺在培养皿内。

②挑选600粒种子并随机分成6等份，然后再均匀地摆放在6只培养皿内，盖上盖，放到6只温度不同的自动恒温箱内，每隔一天检查并适时喷水。

③6天后，统计各组培养皿内种子的发芽率。结果记录如下表

组别	A	B	C	D	E	F
温度/℃	10	15	20	25	30	35
发芽率/％	48	74	82	94	86	75

请分析回答：

某废液可能含有硫酸钠、碳酸钠、氢氧化钠、氯化钠中的一种或几种，小乐为了确定其成分设计并进行了如下实验。

为研究铁丝的粗细对铁在氧气中燃烧的影响，下列实验能达到目的的是(   )

某实验学校初三兴趣小组利用如下装置（部分固定装置已略去）。制备氮化钙，（氯化钙是一种棕色粉末，常温下与空气中的氧气和水都发生反应）。并探究其化学式。

小明在实验室中把硫酸铜晶体放入水中，水就变成蓝色。旁边的小刚问：“这是什么原因呢？”小明和小刚讨论了一下，提出了三个假设。

⑴硫酸铜中的铜离子和硫酸根离子共同使水呈蓝色：

⑵硫酸铜中的硫酸根离子使水呈蓝色

⑶还有一个可能的假设请你替小明和小刚提出：

小明查阅了资料，了解到硫酸溶液中也含有硫酸根离子，他和小刚在实验室内走了一圈，找到了盛硫酸溶液的试剂瓶，发现硫酸是无色的。于是，他们得出了一个结论。

小刚也查阅了一份资料，了解到氯化铜溶液、硝酸铜溶液中均含有铜离子，氯化钠溶液中含有氯离子，硝酸钠溶液中含有硝酸根离子。他于是马上到实验室观察氯化钠、硝酸钠、氯化铜、硝酸铜溶液的颜色，基于这些溶液的颜色他得出了结论：铜离子使硫酸铜溶液呈现蓝色。那么关于氯化钠、硝酸钠、氯化铜、硝酸铜溶液的颜色，下列说法正确的是。

A．氯化钠、硝酸钠溶液呈无色，氯化铜、硝酸铜溶液呈蓝色

B．氯化铜、硝酸铜溶液呈无色，氯化钠、硝酸钠溶液呈蓝色

C．硝酸铜、硝酸钠、氯化铜、氯化钠溶液均呈无色

D．硝酸铜、硝酸钠、氯化铜、氯化钠溶液均呈蓝色

为了研究物质的溶解现象，某同学设计并进行了如表实验。

实验
现象	现象固体溶解，形成紫色溶液	固体几乎不溶解	固体溶解，形成紫红色溶液

为了探究“酒精能否溶在水中”的问题，某科学学习小组的同学进行了如下实验：

步骤：在盛有2毫升水的试管中滴入3滴红墨水，振荡，然后加入2毫升酒精，不要振荡，发现酒精与水分层。

问题探究：

碳酸氢钠片（主要成分NaHCO₃）是一种常用药，能用于治疗胃酸过多，已知：NahCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑。为测定药片中碳酸氢钠的含量（药品中的杂质不与盐酸反应），某同学进行了如下实验：

     

“我爱科学”小组查阅资料发现：

①CO₂与H₂能在催化剂表面反应生成CH₄与H₂O  ②CH₄在高温下能与CuO反应生成Cu、CO₂和H₂O

为探究上述反应的部分产物，小组同学设计了如下实验装置：

​​

请回答下列问题：

定性和定量结合是科学研究的重要思想。某科学学思小组为检测实验室用H2还原CuO所得红色固体Cu中是否含有Cu₂O（红色），进行了如下探究。

【查阅资料】①无水CuSO₄遇水变蓝；

②高温灼烧CuO生成Cu₂O和O₂；

③Cu₂O与稀H₂SO₄反应：Cu₂O+H₂SO₄═Cu+CuSO₄+H₂O

【设计实验方案】

方案1：实验装置如图所示，通过干燥管中无水硫酸铜变蓝来判断红色固体中是否含有Cu2O。

建构合理思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。某科学研究小组同学在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：

【模型应用】同学们为探究草酸(H₂C₂O₄)受热分解的气体成分，将草酸(H₂C₂O₄)受热分解后得到的混合气体通过该思维模型进行实验。

【查阅资料】

 草酸易溶于水，草酸受热分解时有少量升华，草酸蒸气与石灰水会反应生成草酸钙或草酸氢钙，这两种生成物都为白色不溶物。

【建立猜想】猜想1：草酸分解生成CO₂和H₂；

猜想2：草酸分解生成CO₂、CO和H₂O； 

猜想3：草酸分解生成CO₂和H₂O；

实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNm)的分子构成。取W克该种氨基酸放在纯氧中充分燃挠，生成二氧化碳，水和氮气。按如图所示装置进行实验，每步均充分反应。请回答下列问题：