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江苏省苏州市三年(2020-2022)中考化学模拟题分题型分层汇编-60科学探究题
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这是一份江苏省苏州市三年(2020-2022)中考化学模拟题分题型分层汇编-60科学探究题,共75页。试卷主要包含了科学探究题等内容,欢迎下载使用。
江苏省苏州市三年(2020-2022)中考化学模拟题分题型分层汇编-60科学探究题
一、科学探究题
1.(2020·江苏苏州·统考一模)某小组同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行探究。
【提出问题】①三种溶液的酸碱性?②它们与酸反应时溶液的pH如何变化?
【查阅资料】
pH
2~3
4~6
7
8~9
10~11
11~12
紫甘蓝汁液显示的颜色
紫红
浅紫
紫色
蓝色
绿色
黄色
【实验1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中,分别加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象如下:
液体名称
蒸馏水
碳酸氢钠溶液
碳酸钠溶液
氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色
紫色
蓝色
绿色
黄色
【实验2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图1所示。
【实验3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图2、图3所示。将图2与图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合。
【解释与结论】
(1)实验1得出三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_______。
(2)实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是_______,实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,观察到的现象是_______。
(3)实验3中,b点的溶质为_______(填化学式),c点后发生反应的化学方程式为_______。
(4)依据实验3获取的信息,鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的实验方案为_______。
【拓展与延伸】洁厕灵是常用的陶瓷清洗液,某同学对某品牌洁厕灵的有效成分含量进行探究。向一锥形瓶中加入100g该品牌的洁厕灵,再加入足量的溶质质量分数为8%的NaHCO3溶液120g,反应结束后溶液的总质量是215.6g。试计算下列问题:
已知:洁厕灵有效成分是HCl,洁厦灵中其他成分均不跟NaHCO3反应。
(1)该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是多少_____?(写出计算过程)
(2)该实验中,你认为NaHCO3溶液加入“足量”对测定结果_______(填“有”或“无”)影响。
2.(2020·江苏苏州·统考二模)碳酸氢钠和碳酸钠在工业生产和日常生活中都有重要的用途。某化学兴趣小组对有关碳酸氢钠和碳酸钠的相关问题进行了以下一些探究活动。
[探究活动1]:
向等体积、等浓度的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象,如表所示。
液体名称
蒸馏水
碳酸氢钠溶液
碳酸钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色
蓝紫色
蓝色
绿色
查阅资料:紫甘蓝显色随pH的变化情况如下:
pH
7.5﹣9
10﹣11.9
紫甘蓝汁液显示的颜色
蓝色
绿色
[得出结论1]
两种溶液的_____是碳酸钠大于碳酸氢钠。
[探究活动2]:
用碳酸氢钠和碳酸钠进行如图所示的“套管”实验,来证明碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性的大小。观察到的实验现象是B烧杯中的澄清石灰水变浑浊,而A烧杯中的澄清石灰水未变浑浊。则_____试管中放的碳酸氢钠。
[得出结论2]:
碳酸氢钠的热稳定性_____碳酸钠(填“大于”或“小于”)。写出B烧杯中的化学反应方程式:_____。
[探究活动3];
向等体积、含等量碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中分别逐滴加入一定浓度的盐酸,得到溶液的pH变化与时间的关系分别如图1和图2所示,将图1与图2的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合。
[得出结论3]:
c点的溶质为_____(写化学式)。碳酸钠溶液与盐酸反应的过程可依次用以下两个化学反应方程式表示为_____,_____。
[探究活动4]:
根据[探究活动3],请你设计出的一种鉴别含等量碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液的简单方法是_____。
3.(2020·江苏苏州·统考二模)某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。
(1)分别在盛有少量碳酸钠(俗称_____)、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸,观察到都剧烈反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为_____。
【提出问题】碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同?
【设计与实验】
(2)甲设计的实验如图1所示。实验时,两注射器中的稀盐酸应_____(填操作),观察到图2所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
(3)乙对甲的实验提出了质疑:①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈,通过观察很难判断产生气体的快慢;②_____。他认为,应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠,若碳酸钠的质量仍为0.318g,应称取_____g碳酸氢钠。
(4)小组同学在老师指导下设计了如图3所示的实验。
①连通管的作用是_____。
②分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各滴2滴酚酞溶液),以及相同体积、相同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时,溶液颜色变化记录如表,广口瓶内压强随时间变化如图4所示。
滴入酚酞溶液
滴入稀盐酸,溶液颜色变化
碳酸钠溶液
红色
红色→浅红色→无色
碳酸氢钠溶液
浅红色
浅红色→无色
【实验结论】
(5)分析图4所示的实验数据可得到的结论是:相同条件下,_____和稀盐酸反应产生二氧化碳较快。
【反思与应用】
(6)小组同学分析表中实验现象和图4数据,得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是_____。
4.(2020·江苏苏州·统考模拟预测)探究碳酸氢钠、碳酸钠分别与稀盐酸反应,研究小组进行如下两个实验:
(1)【实验1】同时将足量的稀盐酸倒入锥形瓶甲和锥形瓶乙中。
反应至5s生成气体的速率:碳酸氢钠_____碳酸钠(选填“>”,“<”,“=”)。
【实验2】分别将足量的稀盐酸逐滴滴入试管甲和试管乙中,边滴边振荡。
现象为:
①试管甲中的溶液开始时显浅红色,逐滴滴入稀盐酸立即产生大量气泡,浅红色逐渐消失。
②试管乙中的溶液开始时显红色,滴入稀盐酸没有气泡产生,溶液颜色逐渐变为浅红色后,继续滴加稀盐酸有大量气泡产生,浅红色逐渐消失。
(2)【反思1】在【实验2】碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,为何刚开始没有大量气泡产生?研究小组查阅资料,绘制出微观示意图。
①碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,依次发生反应的化学方程式为_____、_____。
②相同浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的碱性:碳酸氢钠_____碳酸钠(选填“>”,“<”,“=”)。
5.(2020·江苏苏州·统考二模)有些食品袋里装有一小袋铁粉作保鲜剂,化学兴趣小组对一包使用过且已经生锈的保鲜剂进行探究。
[提出猜想]保鲜剂可能的组成:①只有Fe2O3;②Fe和Fe2O3的混合物。
[实验探究1]探究已使用过的保鲜剂的成份。
(1)取保鲜剂样品少量于试管中,加入过量稀盐酸,小组同学根据观察到的现象一致认为猜想②成立,他们观察到的现象是_________________。
[实验探究2]测定保鲜剂中Fe2O3的含量。
(2)称取保鲜剂样品1.0 g装入硬质玻璃管中,按如图所示的装置进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应,待反应完全后,继续通CO气体直至玻璃管冷却。
①写出硬质玻璃管中反应的化学方程式:_______________;
②先通入CO气体一段时间后再加热的目的是____________。
③反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
反应前
反应后
玻璃管和保鲜剂的总质量为128.0 g
玻璃管和固体物质的总质量为127.79 g
根据表中数据,计算保鲜剂中Fe2O3的质量分数______________。(写出计算过程)。
[实验探究3]探究O2、CO2、湿度对保鲜剂的影响。
(3)进行如图所示的实验。
保鲜袋中装有保鲜剂,O2、CO2、湿度(测水蒸气)传感器探头放入保鲜袋中(有少量空气),然后快速向袋内吹入气体直到吹满,再打开仪器开始采集数据。采集的数据如图所示,纵坐标均为某气体体积分数(% ) ,横坐标均为时间t(s)。
①表示O2体积分数变化的曲线是_________ ( 选填“M”、“N”或“Q”)。
②指出曲线N在0~50s内开始阶段下降的原因:__________。
③实验中,没有生成二氧化碳,但它的体积分数却发生了变化,请根据图像作出解释:_________。
6.(2020·江苏苏州·统考二模)小雨、小亮两位同学为探究碳酸钠的化学性质,进行了如图所示的实验。
(1)试管A中酚酞溶液变为红色,说明碳酸钠溶液显___________性 。
(2)试管B中产生白色沉淀,溶液中减少的微粒是_____(填微粒符号)。
(3)试管C中发生反应的化学方程式为_____。
实验结束后,两位同学将各自三支试管中的物质分别倒入①号、②号烧杯中,静置一段时间后观察到如下实验现象,请分析:
编号
实验现象
实验分析
①号烧杯
溶液呈红色,且有白色沉淀
溶液中的溶质一定有_______(填化学式,指示剂除外,下同)
②号烧杯
溶液呈无色,没有白色沉淀
溶液中的溶质一定有_______(填化学式),可能有HCl
为了确定②号烧杯中可能含有的溶质是否存在,小雨同学继续进行探究。
[实验验证]
取②号烧杯中的溶液于试管中,加入下列物质中的_____ ( 填字母) ,可以验证溶质中含有HCl。
aZn bFe2(SO4)3 c Cu
[实验反思]
两位同学讨论后一致认为,两烧杯中出现不同现象的原因是反应物的用量不同。
7.(2022·江苏苏州·模拟预测)镁、铝是重要的轻金属,广泛应用于航空、电讯和建筑等领域。
(1)为了探究影响铝与酸反应速率的因素,小叶同学用相同质量、相同形状、除去氧化膜的铝片设计如表所示实验。
实验操作
实验一
实验二
实验三
实验现象
铝表面产生气泡很小且慢
铝表面迅速产生大量气泡
铝表面产生气泡很小且慢
①写出实验一中发生反应的化学方程式_______。
②比较实验一、二,说明铝与酸反应产生氢气的速率可能与_____、_____(填粒子符号)和温度、金属与酸的接触面积等多种因素有关。
③比较实验一、二、三可以得出的结论是_____。
(2)小林同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量的盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象, 并测量溶液pH的变化。结果见下表:
时间/min
0
2
4
8
12
16
20
24
溶液 pH
2.0
5.3
7.0
8.6
9.3
9.8
10.0
10.0
实验现象
﹣
镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成
镁带缓慢溶解,产生气泡速率减慢,溶液变浑浊, 烧杯底部有灰白色沉淀
小林同学通过请教老师得知,在一定条件下镁可与冷水缓慢反应;灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁。回答问题:请描述溶液pH变化的规律并解释原因:_______。
小林还得知碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]受热能分解,它分解后产物是什么?小林继续进行探究。
【猜想】Mg(OH)Cl分解后可能有:Mg、MgCl2、MgO、HCl气体、H2O、Cl2。老师告诉他产物就是上述猜想中的其中几种,并提示Cl2是一种黄绿色有刺激性味的气体。
【实验一】取少量的 Mg(OH)Cl 放入大试管中,按如图所示装置进行实验。加热过程中观察到足量硝酸银溶液中有白色沉淀产生,一段时间后,沉淀不再产生,大试管口也没有液滴形成,管内有固体剩余,无其他现象。由此推知 Mg(OH)Cl分解后产物中有_____气体,无其他气体。
【实验二】取少量实验一的剩余固体于试管中,加入足量稀盐酸,没有气泡产生。由此推知Mg(OH)Cl分解后产物中没有_____。
【实验三】再取少量实验一的剩余固体,加入足量稀硝酸,固体全部溶解,再滴入AgNO3溶液,无沉淀产生。由此推知 Mg(OH)Cl分解后产物中没有_____。
【结论】Mg(OH)Cl受热分解的化学反应方程式为_______。
8.(2020·江苏苏州·统考二模)小慧同学使用市售双氧护理液及配套附件(带铂黑环的镜片杯,图1为镜片杯,图2为带铂黑环的镜片杯盖)浸泡隐形眼镜片,发现在镜片杯中有气泡产生。对此进行以下探究。
【查阅资料】
①双氧护理液主要成分为:3.5%的H2O2(有效期内不低于3%),除含有H2O2外,还含有磷酸(H3PO4)。
②金属铂是一种极细粉末状的黑色物质,俗称为铂黑,经常作为化学反应中的催化剂,铂黑环可重复使用。
【实验探究】
实验I:探究产生气体的成分
(1)小慧同学猜想生成的气体是O2,检验的方法是_____。
实验证明小慧同学猜想正确。
实验Ⅱ:探究产生气体的条件
小慧同学提出产生气体可能与隐形眼镜片、铂黑环、双氧护理液中的H2O2有关,并进行了以下4个实验。
编号
主要实验操作
实验现象
1
在一只50mL的小烧杯中加入20mL蒸馏水,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片
无明显变化
2
在一只50mL的小烧杯中加入20mL双氧护理液,并放入隐形眼镜片
无明显变化
3
在一只5mL的小烧杯中加入amL双氧护理液,插入铂黑环
有气泡产生
4
在一只50mL的小烧杯中加入20mL双氧护理液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片
有气泡产生
(2)实验3中a=_____。
(3)实验1中蒸馏水的作用是_____。
(4)得出“产生气体一定与铂黑环有关”的结论,依据的两个实验是_____(填编号)。
(5)由上述探究过程可推知,产生气体的化学方程式为_____。
【反思与评价】
(6)为证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4,需补充的实验操作是_____。
9.(2020·江苏苏州·统考二模)某小组同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行探究。
【提出问题】①三种溶液的酸碱性?②它们与酸反应时溶液的pH如何变化?
pH
2~3
4~6
7
8~9
10~11
12~14
紫甘蓝汁液显示的颜色
紫红
浅紫
紫色
蓝色
绿色
黄色
【实验1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中,分别加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象如下:
液体名称
蒸馏水
碳酸氢钠溶液
碳酸钠溶液
氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液
显示的颜色
紫色
蓝色
绿色
黄色
【实验2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图1所示。
【实验3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图2、图3所示。将图2与图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合。
【解释与结论】
(1)实验l得出三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_____。
(2)实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是________,实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,观察到的现象是_____________。
(3)实验3中,b点的溶质为_______(填化学式),c点后发生反应的化学方程式为_________。
(4)依据实验3获取的信息,鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的实验方案为_____。
【拓展与延伸】洁厕灵是常用的陶瓷清洗液,某同学对某品牌洁厕灵的有效成分含量进行探究。向一锥形瓶中加入100g该品牌的洁厕灵,再加入足量的溶质质量分数为8%的NaHCO3溶液120g,反应结束后溶液的总质量是215. 6g。试计算下列问题:
已知:洁厕灵有效成分是HCl,洁厕灵中其他成分均不跟NaHCO3反应。
(1)该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是____?(写出计算过程)
(2)该实验中,你认为NaHCO3溶液加入“足量”对测定结果____(填“有”或“无”)影响。
10.(2020·江苏苏州·统考一模)某同学对氢化钙(CaH2)的制备和性质进行了如下探究:
【阅读资料】
①H2与钙加热可制得CaH2;
②钙和氢化钙都能和水反应,生成物都是一种碱和一种气体。
【实验探究】设计的制取装置如图所示:
(1)碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠,装置B的作用是_______;根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性、装入药品、打开分液漏斗活塞,此后的实验步骤正确的顺序是____(填序号)。
A 加热反应一段时间
B 收集装置最右端导管口处的气体并检验其纯度
C 关闭分液漏斗活塞
D 停止加热,充分冷却
(2)制备CaH2实验结束后,取少量反应后固体小心加入水中,观察到有气泡产生,在溶液中滴入酚酞试液后显______色。该同学据此判断:实验中确有氢化钙生成,其他同学认为他的结论不一定正确,原因是_______。
(3)取少量上述制得的CaH2样品加到足量的碳酸钠溶液中,产生大量气泡,过滤得滤渣和滤液,经检验滤渣的成分是碳酸钙,点燃产生的气体,火焰呈淡蓝色,将该气体的燃烧产物通入澄清石灰水中,无现象,则该气体为______(写化学式)。
(4)对滤液中溶质的成分做出如下猜测并进行实验:
猜想一:NaOH 猜想二:NaOH、Ca(OH)2
猜想三:NaOH、Na2CO3 猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
经过讨论,大家一致认为猜想四不合理,请用化学方程式说明原因:_________。
【实验验证】
实验
现象
结论
实验一:取滤液,向其中滴入少量Na2CO3溶液
_____
猜想二不成立
实验二:另取滤液,向其中加入足量稀盐酸
_____
猜想三成立
【定量分析】
CaH2可用于冶金工业,还可以作为轻便的氢气发生剂,现有126克纯净的CaH2,加入足量水中,理论上可获得氢气____升?(常温常压下,氢气的密度为0.09g/L,结果保留一位小数)
11.(2020·江苏苏州·统考一模)Na2CO3和NaHCO3有相似的化学性质,都能与酸、某些碱反应。但碳酸钠稳定,而 NaHCO3受热分解:2NaHCO3X+H2O+CO2↑。
(1)生成物X的化学式为______。
(2)工业上用碳酸钠制烧碱的化学反应方程式为______。
(3)同学们在探究其化学性质实验后,将剩余固体药品集中放在烧杯中。小明为了弄清剩余固体的成份,进行了如下的探究:
【提出猜想】剩余固体是:I.Na2CO3;Ⅱ.NaHCO3;Ⅲ.______。
【进行实验】
操作
现象
结论
①取少量剩余固体于试管中,加入足量水,充分溶解后,滴加几滴酚酞溶液。
溶液由无色变红色。
剩余固体一定有:
______ 。
②取适量剩余固体于试管中,固定在铁架台上,充分加热。
白色固体质量减少,
试管内壁有较多水珠出现。
【结论分析】
①据上述实验现象,小明认为猜想Ⅲ正确。但有同学认为小明的判断不严谨,因为猜想______也有相同现象。
②同学们讨论后认为,如要确定剩余固体成分,小明只要做实验操作②,并补充操作______,再通过______即可得出结论。
【拓展反思】
有同学提出,碳酸钙和碳酸氢钙能不能互相转化呢?小明认为可以,因课本“资料卡片”中介绍的《石笋和钟乳石的形成》就是“CaCO3→Ca(HCO3)2→CaCO3”的过程。则“CaCO3→Ca(HCO3)2”化学反应方程式为______。
12.(2020·江苏苏州·统考二模)某化学兴趣小组在完成“常见金属的性质”实验时进行了以下一些探究活动。
[探究活动]:将铝丝插入硫酸铜溶液中未发现明显的实验现象。
[现象分析]:(1)请分析出现上述实验现象的原因:____。为顺利完成实验,你的建议是___
[继续实验]:(2)兴趣小组同学根据你的建议,重新进行了实验,观察到了明显的实验现象。经充分反应后,该实验的现象是____.
(3)经研究发现该反应的微观示意图如下图所示(图中微粒未完全画出)。则用实际参加反应的微粒符号来表示化学反应的式子是_____
(4)兴趣小组在完成上述实验时,还发现了铝丝表面有少量气泡生成。根据已有知识和资料信息判断这种气体有可能是_____(资料信息:硫酸铜在水中会发生一些变化,生成微量的稀硫酸),反应的化学方程式是___
13.(2022·江苏苏州·模拟预测)铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)铁的应用和防护
(1)某麦片中含微量铁粉,食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素,反应的化学方程式为_。
(2)铁锈主要成分是Fe2O3·nH2O,铁生锈主要与空气中的_______有关。
(3)下图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是_______。
(4)为防止铁生锈,可对铁制品进行“烤蓝”处理,使其表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为_______。
(二)废铁的再利用
黄钠铁矾【NaFex(SO4)y(OH)z】是一种高效净水剂,用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备黄钠铁矾的主要流程如下:
(1)将废铁屑研磨成粉末的目的是____。
(2)“酸溶”时H2SO4与Fe、Fe2O3反应外:还发生反应的化学方程式有__和。
(3)“转化1”发生反应的化学方程式为_____。反应时温度不宜过高的原因是______。
(三)黄钠铁矾组成确定
称取9.70g黄钠铁矾,用下图装置进行热分解实验。
【资料】NaFex(SO4)y(OH)z在T1℃分解会生成H2O(气态),提高温度至T2℃继续分解产生SO3气体,并得到Fe2O3和Na2SO4,②浓硫酸可用于吸收SO3。
(1)装配好实验装置后,先要_______。
(2)分别控制温度在T1℃、T2℃对A中固体加热。
①控制温度在T1℃加热,实验后测得B装置质量增加1.08g。
②用D装置替换B装置,控制温度在T2℃,加热至反应完全。
③T1℃、T2℃时,加热后均通入一段时间N2,目的是_______。
(3)完全反应后,将A装置中固体溶于足量水,过滤、洗涤、烘干得4.80g固体,将滤液蒸干得1.42g固体(不含结晶水)。
结论:NaFex(SO4)y(OH)z中,x:y:z_______。
反思:若该实验过程中缺少C装置,则x:z的值_______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
14.(2022·江苏苏州·模拟预测)同学们对三星堆遗址的Ⅱ号青铜神树(图1)展开研究性学习。
【查阅资料】
①青铜古称“吉金”,多为金黄色,主要是铜、锡、铅的合金。因其铜锈呈青绿色,故名青铜。
②科研人员用X射线衍射分析技术测定树座外侧铜锈成分,得出该处铜锈由碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】和碱式氯化铜【Cu2(OH)3Cl】组成。
【分析研究】
(1)铸造铜树时,在铜中加入锡和铅会使材料的熔点______(选填“降低”或“升高”)。
(2)金属锡的冶炼原理是用锡石(主要成分为SnO2)与木炭粉在高温下反应生成锡和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为______。
(3)考古学家从保护铜制品的角度出发,将铜锈分为无害锈和有害锈,结构如图2所示:
①Cu2(OH)3Cl的生成与环境中的氧气、水和______(选填“氯化物”或“CO2”)密切相关。
②Cu2(OH)3Cl属于有害锈,原因是______。
③出土青铜器的包装不能用某些会挥发出酸性物质的木材,原因是______。
【实验探究】同学们用Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl组成的混合物,采用图3的实验装置来模拟测定铜锈中的Cu2(OH)3Cl含量。实验步骤如下:
a.连接装置并检查装置气密性;
b.准确称取1.2g样品;
c.装药品,调节量气装置两边液面相平,且量气管液面在0刻度处;
d.向锥形瓶内加入50mL(足量)的稀硫酸,充分反应;
e.冷却到室温;
f.再次调节量气装置两边液面相平,读取量气管读数为162mL。
已知:;
(4)装置A中固体混合物已完全反应的现象是______。
(5)装置B中合适的试剂是______。
(6)步骤f中调节液面相平的操作是将水准管______(填“缓慢上移”或“缓慢下移”)。
(7)实验状况下,每44g二氧化碳的体积为22.4L。根据实验数据计算产品中Cu2(OH)3Cl的质量分数______。
(8)若其他操作均正确,仅因下列因素可使Cu2(OH)3Cl测定结果偏小的是______(填字母)。
A.量气管中未加植物油
B.步骤c中平视刻度,步骤f中仰视读数读数
C.实验中注射器活塞回升
D.步骤f中没有调节量气装置两边液面相平就读数
15.(2021·江苏苏州·统考一模)碳酸氢钠(NaHCO3)是一种重要的化工原料。某化学兴趣小组同学对碳酸氢钠的性质进行探究。
【查阅资料】
①碳酸氢钠的溶解度如下:
温度
10℃
20℃
30℃
40℃
溶解度
8.1g
9.6g
11.1g
12.7g
②碳酸氢钠固体在潮湿的空气中久置或受热分解均生成Na2CO3、H2O和CO2。
【实验探究】
探究1:NaHCO3溶液与盐酸反应的热效应
室温下(20℃),边搅拌边向盛有0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水,测得温度为18.5℃;恢复至室温后,向烧杯中加入过量10mL质量分数为20%的盐酸(20℃),搅拌,测得温度为20.8℃。
(1)实验中配制的NaHCO3溶液___________(填“是”或“不是”)饱和溶液。
(2)由上述实验可知:NaHCO3固体溶于水___________(填“放热”或“吸热”)。有同学认为由上述实验得出NaHCO3溶液与盐酸反应放热的结论并不可靠,理由是___________。
探究2:NaHCO3溶液与CaCl2溶液的反应
分别向10mL0.5%和5%NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,发现均有白色浑浊出现,通过传感器测得CO2浓度与时间的关系如图1、2所示。
(3)由上图得出的实验结论是___________。
(4)该条件下,NaHCO3溶液和CaCl2溶液反应的化学方程式为:2NaHCO3+CaCl2═2NaCl+___________+H2O。
探究3:久置的NaHCO3样品中NaHCO3含量的测定
将一瓶在潮湿空气中久置的NaHCO3样品(假设只有NaHCO3和Na2CO3)混合均匀后,称取190g混合物,加热至恒重,称其质量为159g。
(5)①计算样品中NaHCO3的质量分数________(结果精确至0.01%)。
②若上述测定过程中未加热至恒重,则测得NaHCO3的质量分数将___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
16.(2021·江苏苏州·统考二模)氧气是人类无法离开的物质。在不同的生活、生产环境中对氧气浓度的要求不同,人类常采用不同的方法制取氧气。请根据下列信息及实验装置图回答有关问题。
(1)上图中仪器a的名称是______。
(2)氧气可以采用排水法收集,说明氧气具有的性质是______。
(3)过氧化钠(Na2O2)与二氧化碳反应也可以制取氧气,同时生成碳酸盐,潜水器中可使用过氧化钠固体做供氧剂。
①产物中碳酸盐的化学式为______。
②若要收集用该方法制得的纯净、干燥的氧气,还需将上述所得氧气先通装置B、C,最后用装置D来收集,其中装置B中主要发生反应的化学方程式为______。用D来直接收集氧气时,氧气从______管通入(填“b”或“c”)
(4)某兴趣小组对H2O2的分解产生氧气进行了探究。设计如下实验:
组别
试剂
处理情况
图示
待测数据
A
10mL,3%H2O2溶液
常温
——
B
10mL,3%H2O2溶液
水浴加热(90℃)
m
C
10mL,3%H2O2溶液
常温,加入少量CuSO4溶液
n
①实验A的作用是______;
②写出实验B中发生反应的化学方程式______;
③根据待测数据m > n,可判断加入硫酸铜溶液的H2O2的分解速率大于水浴加热(90℃)时H2O2的分解速率。那么“待测数据”测量的是______;
17.(2021·江苏苏州·统考一模)碳酸氢钠 (NaHCO3)是一种重要的化工原料。某化学兴趣小组同学对碳酸氢钠的性质进行探究。
【查阅资料】
①碳酸氢钠的溶解度如下:
温度
10℃
20℃
30℃
40℃
溶解度
8.1g
9.6g
11.1g
12.7g
②碳酸氢钠固体在潮湿的空气中久置或受热分解均生成 Na2CO3、H2O和CO2。
【实验探究】
探究1:NaHCO3溶液与盐酸反应的热效应
室温下(20℃),边搅拌边向盛有0.5 g NaHCO3固体的烧杯中加入10mL水,测得温度为18.5℃;恢复至室温后,向烧杯中加入过量10mL质量分数为20%的盐酸(20℃),搅拌,测得温度为20.8℃。
(1)实验中配制的 NaHCO3溶液___________(填“是”或“不是”)饱和溶液。
(2)由上述实验可知:NaHCO3固体溶于水___________(填“放热”或“吸热”)。有同学认为由上述实验得出 NaHCO3溶液与盐酸反应放热的结论并不可靠,理由是___________。
探究2:NaHCO3溶液与CaCl2溶液的反应。
分别向10mL0.5%和5% NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,发现均有白色浑浊出现,通过传感器测得CO2浓度与时间的关系如图所示。
(3)由上图得出的实验结论是___________。
(4)该条件下, NaHCO3溶液和CaC12溶液反应的化学方程式为:________ 。
探究3:久置的 NaHCO3样品中 NaHCO3含量的测定:
将一瓶在潮湿空气中久置的 NaHCO3样品(假设只有NaHCO3和Na2CO3)混合均匀后,称取19.0g混合物,加热至恒重,称其质量为15.9g。
(5)①计算样品中 NaHCO3的质量分数(结果精确至0.01%)________。
②若上述测定过程中未加热至恒重,则测得 NaHCO3的质量分数将___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
18.(2021·江苏苏州·统考一模)某研究性学习小组对中和反应进行探究,请你参与实验:
实验1:证明酸和碱发生了反应
在烧杯中加入5毫升氢氧化钠溶液,滴入几滴无色酚酞溶液,此时溶液呈______色。再用滴管慢慢滴入稀盐酸,并用玻璃棒______,至溶液颜色恰好变为无色为止,该反应的化学方程式是______。
实验2:证明酸和碱反应有水生成
小明同学取变色硅胶(吸水后由蓝色变红色)、无水醋酸(一种酸,常温下为无色液体)和氢氧化钠固体进行如图所示的三个实验。
(1)实验②的实验目的是______。
(2)加入试剂后,要迅速塞紧橡胶塞的原因是______。
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是______。
实验3:探究酸和碱反应过程的热效应
在滴加稀盐酸的过程中,利用温度传感器测量实验过程中烧杯内液体温度的变化情况,如图为该反应中温度与滴加的硫酸质量变化关系的理论值和测量值的曲线比较情况。
(1)图示说明酸和碱的反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,实验中测得的中和反应放出的热量比理论值______(填“高”或“低”)。
(2)请指出造成理论值和测量值差异的一点原因______。
(3)图中温度达到最高值后降低的原因______。
19.(2021·江苏苏州·统考模拟预测)结合某校师生线上“互动探究”活动,回答有关问题。
【学习目标】了解常见的几种盐的化学性质。
【实验用品】教师:NaCl溶液、Na2CO3溶液、酚酞溶液、BaCl2溶液、KNO3溶液,试管,胶头滴管;
学生:洁厕灵(主要成分稀盐酸,不考虑其它成分)、Ca(OH)2溶液(用生石灰干燥剂制备)、纯碱溶液、小苏打溶液、注射器、废塑料瓶、吸管等。
【互动探究】
探究目的
探究过程
主要现象
解释或结论
探究一:
盐溶液是否一定显中性
教师实验:
向分别盛有NaCl溶液、Na2CO3溶液的两支试管中滴加______溶液
所加溶液遇NaCl溶液不变色,遇Na2CO3溶液变红色
盐溶液不一定显中性
探究二:
Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能否与某些酸溶液反应
学生实验:
有______产生,Ca(OH)2溶液变浑浊
Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能与某些酸溶液反应。
写出 NaHCO3与洁厕灵主要成分反应的化学方程式______
探究三:
Na2CO3溶液能否与某些______溶液反应
学生实验:
产生白色沉淀
写出反应的化学方程式______
探究四:
Na2CO3溶液能否与某些盐溶液反应
教师实验:
(1)取少量KNO3溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液
(2)取少量BaCl2溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液
(1)______
(2)产生白色沉淀
Na2CO3溶液能与某些盐溶液反应
【拓展延伸】“垃圾是放错了位置的资源”,对下列物质的利用,正确的是______。
a.“探究一”中变红的碳酸钠溶液,可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量;
b.“探究二”中生成的这种气体,可以作为气体肥料;
c.“探究三”中生成的这种固体,可以作食品干燥剂。
20.(2021·江苏苏州·一模)设计实验、动手操作、观察现象、记录信息、提炼证据、进行推理、形成结论是化学学习的重要方法。
(1)学习化学概念“饱和溶液”——实验“KNO3溶于水”
[实验用品]KNO3(研磨处理)、水、玻璃棒、三脚架、石棉网、酒精灯、烧杯等。
[实验探究]在室温20℃下,向小烧杯中加入20mL水,按下表中设计的操作步骤进行实验。
实验序号
实验步骤
实验现象
实验推理
实验结论
I
加入2gKNO3,搅拌
全部溶解
不一定形成饱和溶液
在一定温度下,一定量水中不能无限制地溶解溶质
Ⅱ
再加入5gKNO3,搅拌
部分溶解
_____
Ⅲ
加热,搅拌
____
不一定形成饱和溶液
KNO3的溶解度随温度的升高而_________
Ⅳ
再加入5gKNO3,搅拌
全部溶解
不一定形成饱和溶液
Ⅴ
放在冷水的大烧杯中冷却
析出晶体
一定形成饱和溶液
KNO3可用__________的方法结晶
增加溶剂的质量,可将饱和溶液转化为不饱和溶液
Ⅵ
_______,搅拌
全部溶解
一定形成不饱和溶液
[实验反思]
①KNO3预先研磨处理的目的是____________________________。
②实验步骤_____________(填实验序号,下同)中KNO3的溶质质量分数最大。
③比较实验步骤 ___________中观察到的实验现象,经分析推理,可得出将KNO3饱和溶液转化为不饱和溶液的另一种方法,即升高饱和溶液的温度。
(2)应用化学知识“身边的化学”——体验“家庭燃料的变迁”
[文献资料]
①天然气和煤都是___________(选填“可再生”或“不可再生”)能源;天然气的主要成分是_______(填化学式)。
②我国近50年来家庭燃料变迁:煤或木柴→液化石油气或管道煤气→天然气
③CO2能产生___________效应,SO2易导致酸雨。
④充分燃烧天然气和煤各1kg产生CO2和SO2的质量如下图所示。
[证据推理]各级政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”,分析文献资料可知实施该项举措的科学依据是_________________。
[联系实际]为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭“将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方”,这是基于天然气具有_______________的性质。
[反思拓展]保护生态环境是建设“人类命运共同体”的重要组成部分,我国科学家正在利用和开发H2等新能源,在一定程度上减少对环境的污染。请再列举一例可利用的新能源:______________。
21.(2021·江苏苏州·二模)中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组对中和反应展开了探究。
【实验目的】证明氢氧化钠溶液与盐酸发生化学反应。
【实验步骤】
步骤一:取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈红色。
步骤二:用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边用玻璃棒搅拌,红色变浅直至消失。
步骤三:向溶液中继续滴加稀盐酸至溶液呈酸性,用玻璃棒蘸取其中溶液,在酒精灯上加热至蒸干,有白色固体产生。
【思考拓展】
(1)从下列仪器中选择步骤二中的“仪器A”,名称是_________。
(2)兴趣小组认为仅从上述步骤二的现象,难以证明盐酸与氢氧化钠发生了反应。
查阅资料:(i)酚酞试液在不同的pH时变化情况如下:
pH
0~8.2
8.2~10.0
10.0~14.0
颜色
无色
粉红色
红色
(ⅱ)氢氧化钠溶液的pH随浓度的降低而减小。
兴趣小组据此形成了对比实验方案以排除干扰,该对比实验方案是_____。
(3)为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠,进行如下实验:
步骤
现象
结论
将白色固体溶于水形成溶液,均分成两等份
向其中一份滴加CuSO4溶液,振荡、静置
①无___色沉淀生成
白色固体不是NaOH。
向另一份滴加AgNO3溶液,振荡、静置
出现白色沉淀
②白色固体是NaCl,反应的化学方程式为___。
【继续探究】
(4)如图是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图。从微观角度分析,氢氧化钠溶液和盐酸反应的实质是__________。
(5)兴趣小组认为上述实验对反应实质缺少直观的验证。
查阅资料:(ⅲ)变色硅胶为蓝色,吸水后呈红色。(ⅳ)变色硅胶与NaOH固体充分混合,无明显现象;变色硅胶与无水醋酸(CH3COOH)充分混合,无明显现象。
兴趣小组据此设计了如图实验,验证中和反应有水生成:将无水醋酸迅速倒入装有NaOH固体和变色硅胶的试管中,并用玻璃棒在试管中不断搅拌,观察到变色硅胶由蓝色逐渐变为红色,U型管内液面左低右高。
①U型管内液面左低右高说明该反应____热量(填写“放出”或“吸收”)。
②无水醋酸由CH3COO-和H+构成。变色硅胶由蓝色变成红色的原因是______(用化学方程式表示)。
22.(2021·江苏苏州·统考一模)某研究性学习小组对中和反应进行探究,请你参与实验。
【实验一】证明酸和碱发生了反应。
稀盐酸和NaOH溶液混合没有明显现象,小李同学按如图1所示,首先向盛有适量NaOH溶液的试管中滴加了2~3滴酚酞溶液,接着向试管中逐滴加入稀盐酸,当观察到______的现象时,证明了盐酸和NaOH溶液发生化学反应。
【实验二】证明酸碱反应有水生成。
小杨取变色硅胶(吸水后由蓝色变红色)、无水醋酸(一种酸,常温下为无色液体)和氢 氧化钠固体进行如图2所示的三个实验。
(1)实验①、②的实验目的是________;
(2)能证明酸和碱反应有水生成的现象是_______。
【实验三】探究酸和碱反应过程中溶液pH、温度的变化。
小芳和小敏同学在老师指导下,取一定量的氢氧化钠,逐滴匀速滴加稀盐酸溶液,用电子传感器实时获得溶液的pH、温度曲线如图3、如图4。
(1)由图4分析,酸和碱发生反应的依据是_______其反应方程式为:_______。
(2)由图3分析,酸和碱的反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)在小亮的实验中,当实验进行到60秒时,溶液中含有的溶质是______(填化学式),该溶液能与下列物质发生反应的是_______(填序号).
①碳酸钠 ②氧化铜 ③硫酸铜 ④镁
(4)微粒观是化学基本观念的重要组成部分,也是化学基本观念中最基础的部分,从微观视角认识和考察物质世界是研究化学应掌握的重要思维方法,试从微观角度分析酸碱中和反应的实质是__________。由中和反应实质可以知道部分离子在水溶液中不能共存,请再写出一组不能共存的离子______。
23.(2021·江苏苏州·模拟预测)某校化学兴趣小组欲探究 CO2 与 NaOH 溶液反应后的溶质组成。
【查阅资料】20℃时,几种物质在水中的溶解度(S):
物质
Na2CO3
NaHCO3
Ca(OH)2
Ba(OH)2
NaOH
S/g
21.5
9.6
0.165
3.89
109
【实验探究Ⅰ】
实验一:取两只充满 CO2 的矿泉水瓶,分别加入50mL 的水和等体积的 NaOH 溶液,立即拧紧瓶盖, 实验如图,充分振荡。瓶子变瘪程度 A______B(填 “>”“=”“<”)。
实验二:验证 B 瓶中反应生成了 Na2CO3:取少量 B 瓶中的溶液,滴加过量 BaCl2 的溶液,有白色沉淀生成,静置。
(1)该反应的化学方程式为______。
(2)实验中不宜将 BaCl2 溶液换成 CaCl2 溶液,原因是______。
实验三:取少量实验二中的上层清液,滴入几滴酚酞。
(3)溶液变红色。说明清液中还有 NaOH。
(4)实验二中必须加入过量的 BaCl2 溶液,理由是______。
【实验探究Ⅱ】
【查阅资料】
(1)本实验条件下,NaOH 溶液、Na2CO3 溶液和NaHCO3 溶液的 pH 分别约为 14.0、12.0和 8.5。
(2)将 CO2 通入少量的澄清石灰水中,溶液变浑浊,继续通 CO2 气体,浑浊逐渐消失, 其消失过程中发生的反应为:CaCO3 + H2O + CO2 =Ca(HCO3)2
【提出猜想】过量 CO2 与 NaOH 溶液反应后的溶质中还可能含有______(填化学式)。
【进行实验】小明在老师的帮助下利用数字传感器完成了以下实验。室温(约 20℃)下, 将 8gNaOH 溶于 190g 水中,然后向其中持续通入二氧化碳气体,同时用数字传感器测定溶液的 pH 变化,所得数据如图 2 所示。
【得出结论】
(1)实验中,用“分液漏斗”而不用“长颈漏斗”的原因是______;
(2)根据资料和图像判断:M点溶质应为______(填化学式);
【反思交流】
(1)经多次重复实验,所得实验结果基本一致。实验过程中发现 18min 后溶液的 pH 基本不再变化,则此时烧杯内______(填“有”或“无”)晶体析出,原因是______。
(2)待 pH 不再变化后,取适量溶液,向其中滴加几滴稀盐酸,立即产生气泡,该反应的化学方程式为_______。
24.(2022·江苏苏州·二模)某研究性学习小组探究金属铁的化学性质。
(1)铁丝在氧气中燃烧,实验前集气瓶中预先加入少量_______。
(2)波尔多液是硫酸铜和熟石灰按不同比例配制成的蓝色胶状悬浊液,可用作农业杀虫剂,在配制过程中不能用铁桶盛装的原因是______________(用化学反应方程式表示),此反应属于_______反应(填基本反应类型)。
(3)少量铁粉与足量稀硫酸反应的化学方程式______________,久置后,发现溶液有变色的异常现象。
【提出问题】除了硫酸外,变色的溶液中还含有什么溶质?
【查阅资料】①酸性的硫酸亚铁在空气中易变成硫酸铁,硫酸铁溶液能与铁反应生成硫酸亚铁;
②含Fe3+的溶液遇到KSCN溶液时变成红色,含Fe2+的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【提出假设】小组同学经讨论认为溶液中的溶质除了H2SO4外,可能还含有:
猜想Ⅰ:FeSO4 猜想Ⅱ:Fe2(SO4)3 猜想Ⅲ:_______。
【实验探究】
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
取少量上述溶液于试管中,往其中加入几滴KSCN溶液
_______。
猜想Ⅲ成立
实验2
另取少量上述溶液于另一支试管中,往其中滴入几滴_______。
溶液褪色
【分析讨论】①含有稀硫酸的硫酸亚铁溶液久置空气中生成硫酸铁,其化学方程式为_______。
②为了防止硫酸亚铁溶液变成硫酸铁,可采取的一种措施是______________。
25.(2022·江苏苏州·统考一模)某化学小组在实验室进行二氧化碳与碱溶液反应的实验探究。
Ⅰ.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的可行性研究
[实验1] 学习碱的性质时,甲组同学分别向澄清石灰水 和氢氧化钠溶液中通入二氧化碳(如图①、②)。观察到:
①中澄清石灰水很快变浑浊,②中无明显现象。
甲组得出结论:二氧化碳能与氢氧化钙溶液反应, 不与氢氧化钠溶液反应。
(1)乙组同学提出异议,如果生成物具有 ______________ 性质,就无明显 现象。他们设计如图③所示的实验,若软塑料瓶变瘪就可证明二氧化碳和氢氧化钠发生 反应。他们的依据是 ______________ 。
(2)丙组同学提出:需要在乙组同学的基础上增加一个对比实验,才可以证明是氢氧化 钠吸收了二氧化碳。丙组的实验设计为 ______________ 。
结论:二氧化碳能与碱溶液反应。化学方程式为 ______________ 。
Ⅱ.二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的现象研究
[实验2] 丁组往氢氧化钠溶液中持续通入一段时间二氧化碳,发现也变浑浊了。
已知:1.室温下某些物质的溶解度:氢氧化钠 109g,碳酸钠 21.5g,碳酸氢钠 9.6g。
2.向碳酸钠溶液中不断通入二氧化碳发生反应: 。
【猜想与假设】
猜想 1:可能生成了难溶物。
猜想 2:可能与二氧化碳的量有关。
猜想 3:可能与氢氧化钠溶液浓度有关。
上述猜想中,肯定错误是 ______________ ,理由 ______________ 。
[实验3] 室温下,取四支试管,向其中加入质量分数均为 10%氢氧化钠溶液为 10g,向 其中通入不同体积的二氧化碳(二氧化碳被充分吸收),实验现象记录如下:
组别
氢氧化钠溶液
通入CO2的体积/mL
实验现象
1
10%
300
没有明显现象
2
10%
450
出现较少浑浊
3
10%
500
出现较多浑浊
4
10%
600
出现大量浑浊
解释与结论 1:溶液变浑浊的原因主要是:过量的二氧化碳与碳酸钠反应生成碳酸氢钠, 碳酸氢钠的 ______________ ,导致溶液浑浊。所以,猜想 2 ______________ (填“成立”或“不成立”)。
[实验4] 室温下,另取三支试管,向其中加入质量分数不同的氢氧化钠溶液 10g,向其 中通入相同体积的二氧化碳,实验现象记录如下:
组别
氢氧化钠溶液
实验操作
实验现象
1
1%
持续通入等体积的CO2气体
没有明显现象
2
5%
出现很少浑浊
3
10%
出现大量浑浊
解释与结论 2:由此可知,猜想 3 ______________ (填“成立”或“不成立”)。
【反思与评价】
结合所给数据,丁组推测实验 3 中出现的不溶物还可能是碳酸钠,理由是 ______________ 。
【拓展延伸】
往氢氧化钠溶液中持续通入二氧化碳气体,如果始终不能产生浑浊现象,氢氧化钠溶液 的浓度最大值为 ______________ (结果保留两位小数)。
26.(2022·江苏苏州·统考一模)某校化学社团的同学在探究金属的化学性质时,进行了如图 1 所示的实验。
(1)图 1 实验中观察到的现象是:锌片表面产生气泡,铜片表面 ______________ 。锌和稀硫酸反应的化学方程式为 ______________ 。
(2)实验过程中小辰意外发现:当两种金属发生触碰时(如图 2),铜片表面产生了气泡。
【猜想与假设】
小知的猜想:气体是二氧化硫;小辰的猜想:气体是氧气;小彬的猜想:气体是氢气。 他们作出猜想的理论依据是 ______________ 。
【查阅资料】
①将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金 属失去的电子通过导线,发生了转移。
②二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
他们设计了图 3 装置进行实验,并将产生的气体分别通过导管与图 4 中的装置连接,验 证自己的猜想。
实验操作
实验现象
实验结论
小知
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间
_____________
小彬的猜想正确
小辰
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条
木条不复燃
小彬
连接导管a与导管_______________(填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火
气体燃烧,有轻微“噗”声
【教师释疑】
图 1 实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成 氢气。
【学生感悟】
图 3 实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得______________(选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
【反思质疑】
小辰认为也可能是铜失去电子,形成铜离子。需继续探究。小彬认为可以借助图 2 实验 中一个的实验现象,就足以说明铜没有参加反应,无需再次实验。该现象是:一段时间 后, ______________ 。
【得出结论】
图 2 中两种金属触碰后,金属活动性较 ______________ (选填“强”或“弱”)的金属在水溶液中先失去电子。
【延伸应用】
制造钢制船闸门时,为延缓铁的锈蚀,常在钢闸门表面嵌入某种金属。这种金属可以是 ______________ 。(填序号)
A.锌 B.锡 C.铜
27.(2022·江苏苏州·模拟预测)钢铁的腐蚀是重要研究课题
【知识回顾】用如图所示实验进行铁钉腐蚀的研究,一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈,而试管C中铁钉明显锈蚀,试管D、E中铁钉严重锈蚀。
(1)由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁跟______(填化学式)等物质作用的过程。
(2)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是______。
【实验探究】向试管D中(含生锈铁钉)加入过量10%稀盐酸,浸泡,可观察到铁锈逐渐消失,铁钉表面有气泡产生,溶液呈黄色,一段时间后黄色变为浅绿色。
(3)写出铁锈溶于盐酸的化学方程式______。
(4)推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色,可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致,现进行如下3个实验(持续10小时,已知氢气不影响该反应)。
序号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
实验内容
现象
溶液颜色始终呈黄色
产生红褐色沉淀
溶液逐渐由黄色变浅绿色
①设计实验Ⅰ的目的是______。
②综合分析上述3个实验,试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是______。
28.(2022·江苏苏州·模拟预测)石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。
Ⅰ.石灰石分解的探究
取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为),一块不加热,另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图所示,实验现象见表1。
表1不同条件下的实验现象
组别实验
实验条件
试管B中的现象
甲
未加热
无明显现象
乙
酒精灯加热
呈浅红色
丙
酒精喷灯加热
呈红色
(1)通过甲、乙,丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是_______。
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,出现浑浊的化学方程式为_______。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由:_______。
(3)丙组实验中,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,至红色恰好褪去,轻轻晃动试管,溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因:_______。
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,_______(补充完整实验方案)。
Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究
【查阅资料】生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用指定浓度的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL),消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品,并测定煅烧产物(CaO)的活性度,数据见表2。
表2不同条件下煅烧产物的活性度(mL)
煅烧温度
活性度
煅烧时间
1050℃
1100℃
1150℃
1200℃
1250℃
1300℃
12min
790
836
868
808
454
412
16min
793
856
871
845
556
530
20min
795
863
873
864
617
623
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是_______。
Ⅲ.石灰石用途的探究
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一、石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因:_______。
29.(2022·江苏苏州·模拟预测)硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。某兴趣小组对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题。
【探究一】硫酸的性质
(1)如图1将足量的稀硫酸分别加入A-E五只烧杯中。无现象的是 _______ (填序号)。
(2)烧杯C中的现象是红色褪去,反应后溶液中溶质是什么呢?(无色酚酞不考虑)
【猜想】猜想一:只有硫酸钠;猜想二:有_______;
(3)为了验证猜想,小组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验。
实验方案
测溶液PH
滴加Na2CO3
滴加BaCl2
实验操作
实验现象
试纸变色,比照比色卡,PH˂7
_______
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,小组同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中明显的一处错误是_______;
②实验探究方案中也有一个是不合理的,不合理的原因是_______。
【探究二】硫酸的工业制法
工业上以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图所示,其中沸腾炉内发生的主要反应是:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
(1)接触室中发生的化学方程式为_______。
(2)接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,催化剂活性与温度的关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是_______。
30.(2022·江苏苏州·模拟预测)为探究某些酸、碱、盐之间的复分解反应能否发生设计如下实验。
第一组:选取5种溶液,如图所示进行实验。
现象及结论:试管A和B中无明显现象,不能确定反应是否发生。
(1)试管C中产生_______(填实验现象)。复分解反应已发生。试管C中减少的微粒是_______(填微粒符号)。
(2)试管D中有_______(填实验现象)产生。复分解反应已发生。反应方程式是_______。
第二组:对试管A和B中是否发生反应再探究,如图所示进行实验。
现象及结论:试管F中始终无明显现象,不能确定反应是否发生。
(3)试管E中,滴加酚酞试液后,溶液由无色变为红色;滴加一定量稀硫酸后,溶液_______(填实验现象)。复分解反应已发生。反应的微观本质是_______。
(第三组)对试管B中是否发生反应继续探究,如图所示进行实验。
实验
现象及结论
解释
试管G中溶液变红
(4)该实验目的是为了检验试管G的溶液中存在_____(填微粒符号)
(5)向试管H中滴加_______(填“试剂X”的化学式)溶液后,有白色沉淀产生
溶液中有存在
结论
NaCl溶液与稀硫酸不发生复分解反应
31.(2022·江苏苏州·模拟预测)碘是人体必需的微量元素之一, 有智力元素之称。食用加碘盐是摄入碘的重要途径,所谓加碘盐,就是在食盐中加入碘化钾( KI)、碘酸钾( KIO3)或海藻碘。
(1)碘化钾是一种无色晶体,碘的含量高(质量分数为76.5%),在常温下久置会被氧化生成碘(I2)而“泛黄”变质,其原理有两种不同的反应:_______ ( 填化学式)。
实验研究表明,碘化钾久置变质的条件是与空气中氧气、二氧化碳和水共同作用。为了深入探究变质的条件,进行如下图所示实验。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
溶液颜色
无色
浅黄色黄色(依次加深)
根据实验现象分析,KI固体久置“泛黄"变质过程中,CO2起到的作用是________。
(2)碘酸钾是一种无色或白色结晶粉末。
①某品牌的碘盐500 g中含有21.4 mg碘酸钾,则该碘盐中碘含量(以碘元素计) 为_________mg·kg-1。
②因烹饪方式不同,会对加碘盐中碘造成不同程度的损失。探究溶液pH、温度对添加碘酸钾食盐中碘的损失率的影响,研究结果如下图所示。
煮沸状态下,不同pH溶液中碘的损失率pH=0 时,不同温度溶液中碘的损失率下列说法正确的是_____ ( 填序号)。
a由图1可知,煮沸状态下,中性溶液中碘的损失率最大
b根据图2分析,平时炒菜时若温度超过50℃,添加碘酸钾的食盐中碘的损失率在70%以上
c烹饪过程中,适宜在爆炒时放入添加碘酸钾的食盐
d烹饪过程中,适宜在接近菜起锅时再放入添加碘酸钾的食盐
(3)海藻碘中含有20%左右的有机碘,热稳定性好,海藻碘更有利于人体的吸收。结合(1)、(2)中的信息,你认为在碘化钾、碘酸钾、海藻碘三种物质中,不适宜作为食盐的碘添加剂的一种物质是________,理由是_________。
32.(2022·江苏苏州·模拟预测)铝、镁等金属在生产生活中有广泛的应用。
(一)铝制品的应用
(1)Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是______。
(2)用玻璃钢、铝合金等材料可制成某火箭整流罩,以上叙述中不涉及到______(选填字母)。
A无机材料 B合成材料 C复合材料
(3)焊接铁轨时,铝与氧化铁在高温下生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式______。
(4)铝制成铝箔作食品包装,是利用它的______。(选填字母)。
A导热性 B延展性 C导电性
(二)氧化铝的制备
活性氧化铝可用作化学反应的催化剂。某炼钢厂的工业废渣中主要含有Al2O3、Fe2O3、SiO2,对该废渣进行处理来获取活性氧化铝,其流程如图:
(1)将工业废渣研磨成粉末的目的是______。
(2)气体X的化学式______。
(3)碱浸过程中,烧结生成的NaFeO2可与水反应生成NaOH和另一种碱,该含铁化合物为______。
(三)探究铝碳酸镁的组成
铝碳酸镁[AlxMgy(OH)zCO3•aH2O]可用于治疗胃酸过多。某兴趣小组取一定量该药片用如图装置探究其组成。
【资料】①Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4,Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.
②Mg(OH)2不溶于NaOH,NaAlO2极易溶于水。
(1)装配好实验装置后,先要______。
(2)铝碳酸镁加热分解为Al2O3、MgO、CO2和水,装置B和C中盛放的药品应选择:______。
A浓NaOH溶液、浓H2SO4B浓H2SO4、浓NaOH溶液
(3)实验开始前通入一定量氮气,目的是______。
(4)充分加热后,测得装置B增重2.16g,装置C增重0.44g。另取等质量的样品加入一定量稀硫酸充分反应后滤去不溶物,向滤液中逐渐加入足量的稀NaOH溶液,产生沉淀的物质的质量与加入NaOH质量的关系如图。
①图中NaOH加入0.80g,仍没有沉淀,说明滤液中含______。
②X值为______。
③x:y:z=______。
④写出铝碳酸镁治疗胃酸过多的化学方程式______。
33.(2022·江苏苏州·模拟预测)工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.为了测定铁红中铁的质量分数,兴趣小组的同学进行了如下实验,请你参与过程分析.
【资料1】草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解,化学方程式为: H2C2O4•3H2O CO2↑+CO↑+4H2O
(1)下列可用作草酸分解制取气体的装置是________(填字母编号).
(2)【问题讨论】用图所示装置进行实验:
实验前应先________.
(3)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A、C中的试剂依次是________、________(填字母编号).
a 浓硫酸 b 澄清的石灰水 c 氢氧化钠溶液
(4)B装置的作用是_________.
(5)对D装置加热前和停止加热后,都要通入过量的CO,其作用分别是:
①加热前_________. ②停止加热后___________.
(6)写出D装置中所发生反应的一个化学方程式________.
(7)【数据分析与计算】【资料2】铁的常见氧化物中铁的质量分数:
铁的氧化物
FeO
Fe2O3
Fe3O4
铁的质量分数
77.8%
70.0%
72.4%
称取铁红样品10.0g,用上述装置进行实验,测定铁红中铁的质量分数.
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g,则________<m<________.
②实验前后称得E装置增重6.6g,则此铁红中铁的质量分数是________.
【实验评价】
反思1:本实验中如果缺少C装置(不考虑其它因素),则测得样品中铁的质量分数会________(填“偏小”、“不变”或“偏大”).
反思2:请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷__________.
参考答案:
1. 氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液 溶液pH从大于7变为小于7 溶液变为紫红色 NaCl、HCl 取一定质量碳酸钠和碳酸氢钠固体,分别配制成溶液,取两支试管分别加入等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液,然后滴加少量的盐酸溶液,产生气泡的为碳酸氢钠,不产生气泡的为碳酸钠 3.65%(根据反应前后质量减少的质量,可知生成二氧化碳质量=100g+120g-215.6g=4.4g,设反应消耗HCl的质量为x,则
解得x=3.65g;
品牌洁厕灵中HCl的质量分数是;
答:该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是3.65%。 有
【详解】解释与结论:
(1)根据题目信息可知,溶液中加入紫甘蓝汁后,pH在8-9时,溶液显蓝色,对应的碳酸氢钠溶液,pH在10-11时,溶液显绿色,对应碳酸钠溶液,pH在12-14时,溶液显黄色,对应氢氧化钠溶液,pH越大,溶液碱性越强,所以碱性由强到弱的顺序为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液;
(2)图1中溶液pH出现了变化,由大于7,到反应后pH变为小于7,说明溶液由碱性变为酸性,因此证明氢氧化钠与盐酸发生了反应;反应后溶液此时显酸性,由于pH小于3,所以加入紫甘蓝汁后,溶液变为紫红色;实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是溶液pH从大于7变为小于7,实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,观察到的现象是溶液变为紫红色;
(3)实验3中,b点pH≈2<7,说明稀盐酸已过量,溶液溶质为NaCl、HCl,c点后发生反应为碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为。
(4)根据题目信息可知,碳酸钠先是与盐酸反应生成碳酸氢钠,之后继续加入盐酸,发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以可以取碳酸钠和碳酸氢钠溶液,加入盐酸,观察谁先产生气泡,则是碳酸氢钠;实验方案为:取一定质量碳酸钠和碳酸氢钠固体,分别配制成溶液,取两支试管分别加入等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液,然后滴加少量的盐酸溶液,产生气泡的为碳酸氢钠,不产生气泡的为碳酸钠。
拓展延伸:
(1)见答案。
(2)NaHCO3溶液加入“足量”对测定结果有影响。加入足量的NaHCO3溶液可以充分消耗盐酸,保证气体充分逸出,保证结果的准确性,若加入不足量的碳酸氢钠溶液,盐酸不能充分反应,不能生成全部的二氧化碳,导致结果偏小。
2. 酸碱度 甲 小于 NaHCO3、NaCl 向等体积、含等量碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中分别逐滴加入一定浓度的盐酸,立即产生气泡的是碳酸氢钠溶液,开始不产生气泡,一段时间后产生气泡的是碳酸钠溶液
【分析】溶液碱性越强,pH越高;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;向碳酸钠溶液中加入稀盐酸时,稀盐酸先和碳酸钠反应生成氯化钠和碳酸氢钠,后和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。
【详解】[得出结论1]
由表中数据可知,碱性增强过程中,溶液由蓝色变成绿色,碳酸氢钠溶液能使甘蓝汁液变蓝色,碳酸钠溶液能使甘蓝汁液变绿色,说明两种溶液的酸碱度是碳酸钠大于碳酸氢钠。
[探究活动2]
观察到的实验现象是B烧杯中的澄清石灰水变浑浊,说明反应生成了二氧化碳,而A烧杯中的澄清石灰水未变浑浊,说明反应没有生成二氧化碳,则甲试管中放的碳酸氢钠。
[得出结论2]
加热时碳酸氢钠能够分解生成二氧化碳,碳酸钠不能分解,说明碳酸氢钠的热稳定性小于碳酸钠。B烧杯中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学反应方程式为。
[得出结论3]
将图1与图2的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,说明碳酸钠溶液中滴加稀盐酸时,稀盐酸先和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠,后碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,c点的溶质为碳酸氢钠和氯化钠,化学式为NaHCO3、NaCl;碳酸钠溶液与盐酸反应的过程可依次用以下两个化学反应方程式表示为、。
[探究活动4]
鉴别含等量碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液的方法:向等体积、含等量碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中分别逐滴加入一定浓度的盐酸,立即产生气泡的是碳酸氢钠溶液,开始不产生气泡,一段时间后产生气泡的是碳酸钠溶液。
3. 苏打、纯碱 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 全部同时注入试管 等质量的碳酸钠和碳酸氢钠完全反应后,碳酸氢钠反应生成的二氧化碳多 0.252 平衡气压,使稀盐酸顺利流下 碳酸氢钠 碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳
【详解】(1)碳酸钠俗称苏打、纯碱。碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。
(2)要比较碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同。实验时,两注射器中的稀盐酸应全部同时注入试管。观察到图2所示现象,于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。
(3)乙对甲的实验提出了质疑:①碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很剧烈,通过观察很难判断产生气体的快慢;
②碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式及其质量关系:
由以上质量关系可知,等质量的碳酸钠和碳酸氢钠完全反应后,碳酸氢钠反应生成的二氧化碳多;
应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠,若碳酸钠的质量仍为0.318g,应称取碳酸氢钠质量:0.318g×÷=0.252g。
(4)①连通管的作用是平衡气压,使稀盐酸顺利流下。
(5)分析图4所示的实验数据可得到的结论是:相同条件下,碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快。
(6)小组同学分析表中实验现象和图4数据,得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢钠再和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。
4. > <
【详解】实验1:相同质量的碳酸钠和碳酸氢钠中滴加等质量的盐酸后气球胀大的程度,碳酸氢钠胀大的程度大,所以反应至5s生成气体的速率:碳酸氢钠>碳酸钠;故填:>;
实验2:
①碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,依次发生反应的化学方程式为:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;故填:Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑;
②碳酸氢钠溶液的试管中滴加酚酞溶液显浅红色,碳酸钠溶液的试管中滴加酚酞溶液显红色,所以相同浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的碱性:碳酸氢钠<碳酸钠;故填:<。
5. 溶液中有气泡生成 排空内部残存的空气,防止一氧化碳爆炸 70% Q 水蒸气液化为液体,含量有所下降 水蒸气和氧气被消耗,生成铁锈,二氧化碳不被消耗,使其相对含量就会提高
【详解】(1)加入稀盐酸,如果只有部分变质,则是铁和氧化铁的混合物,两者都溶于酸,铁会置换出氢气,溶液中产生气泡,而如果全部变质,都会为氧化铁,不会有氢气,则不会有气泡出现,而题目给出猜想②成立,说明有铁,则会有气泡出现。
(2)①高温条件下一氧化碳还原氧化铁生成铁单质和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
②由于一氧化碳具有易燃易爆的性质,所以加热前应排出内部残留的空气,以免发生爆炸,故先通入CO气体一段时间后再加热的目的是:排空内部残存的空气,防止一氧化碳爆炸。
③设保鲜剂中Fe2O3的质量为x,则
x=0.7g;
保鲜剂中Fe2O3的质量分数为。
答:保鲜剂中Fe2O3的质量分数为70%。
(3)①人体呼出气体跟空气组分差不多,只是含量有所变化,呼出气体主要有氮气、氧气、二氧化碳、水蒸气,由于在体内经过呼吸作用,所以二氧化碳含量升高,带出体内水蒸气,水蒸气含量提高,氧气由于被消耗,含量有所下降,但是不会大量下降,因此呼出气体中氧气含量应该在21%以下,但是不会减少很多,而M、N、Q中只有Q含量较为准确,所以Q为氧气含量;
②由于水蒸气被呼出后,浓度较高,遇冷发生液化就会出现含量下降的现象,故曲线N在0~50s内开始阶段下降的原因:水蒸气液化为液体,含量有所下降。
③由于水蒸气和氧气被消耗,生成铁锈,二氧化碳不被消耗,使其相对含量就会提高;
【点睛】此题综合性较强,是以后出题热点、难点,需要根据已有各学科知识,进行知识拓展连接,考查综合能力。
6. 碱 Ca2+和CO32- NaCl、Na2CO3 NaCl、CaCl2 a
【详解】(1)无色酚酞试液遇碱变红,试管A中酚酞溶液变为红色,说明碳酸钠溶液显碱性;
(2)试管B中,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,产生白色沉淀,故溶液中减少的微粒是Ca2+和CO32-;
(3)试管C中,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故发生反应的化学方程式为:;
①号烧杯,溶液呈红色,且有白色沉淀生成,说明溶液显碱性,一定含有碳酸钠,白色沉淀是碳酸钙,故一定不含稀盐酸、氯化钙,因为稀盐酸与碳酸钠、碳酸钙都能反应,不能共存,氯化钙与碳酸钠反应,不能共存,故溶液中的溶质一定有碳酸钠,碳酸钠与氯化钙反应生成的氯化钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成的氯化钠;
②溶液呈无色,说明溶液显酸性或中性,一定不含碳酸钠,没有白色沉淀,说明C中稀盐酸过量,稀盐酸与碳酸钙反应生成了氯化钙、二氧化碳和水,B中氯化钙与碳酸钠反应生成了碳酸钙和氯化钠,故溶液中的溶质一定有NaCl、CaCl2,可能有HCl。
①号烧杯
溶液呈红色,且有白色沉淀
溶液中的溶质一定有NaCl、Na2CO3
②号烧杯
溶液呈无色,没有白色沉淀
溶液中的溶质一定有NaCl、CaCl2,可能有HCl
实验反思:a、锌能与HCl反应生成氯化锌和氢气,产生气泡,说明含HCl,不产生气泡,说明不含HCl,符合题意;
b、Fe2(SO4)3与HCl不反应,无法鉴别,不符合题意;
c、铜与HCl不反应,无法鉴别,不符合题意。
故选a。
7. Na+ Cl- 氯离子可以加快金属与酸的反应速率,而硫酸根离子不能加快金属与酸的反应速率 随着反应的进行,溶液pH由2.0~10.0逐渐增大。镁与盐酸反应,消耗盐酸使溶液pH增大,盐酸消耗完后,镁继续与水缓慢反应使溶液呈碱性 HCl Mg MgCl2
【详解】(1)①实验一中,铝与硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应的化学方程式为:。
②实验一和实验二唯一改变的量为氯化钠,氯化钠属于离子化合物,由钠离子和氯离子构成,因此比较实验一、二,说明铝与酸反应产生氢气的速率可能与、和温度、金属与酸的接触面积等多种因素有关。
③比较实验一和实验二,证明氯化钠影响反应速率,比较实验二和实验三,证明硫酸根离子不影响反应速率,因此比较实验一、二、三可以得出的结论是:氯离子可以加快金属与酸的反应速率,而硫酸根离子不能加快金属与酸的反应速率。
(2)当镁加入盐酸后,镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气,盐酸被消耗,溶液pH增大,当盐酸被完全消耗时,溶液中只有氯化镁,溶液呈中性,pH变为7,此时镁过量,根据题中提供的资料,镁与冷水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气,有碱生成,pH继续增大,当氢氧化镁生成一定量后,与氯化镁反应生成碱式碳酸镁,产生灰白色沉淀,此时溶液pH不再变化,表中数据表明,pH达到10.0就不再变化。故溶液pH变化的规律和原因为:随着反应的进行,溶液的pH由2.0~10.0逐渐增大。镁与盐酸反应,消耗盐酸使溶液pH增大,盐酸消耗完后,镁继续与冷水缓慢反应使溶液呈碱性。
实验一:
根据猜想,Mg(OH)Cl分解后可能有:Mg、MgCl2、MgO、HCl气体、H2O、Cl2。因为在实验中碱式氯化镁分解生成的气体通入硝酸银溶液中产生白色沉淀,说明气体中含有氯化物,而含氯的气体有氯气和氯化氢,氯气是一种黄绿色有刺激性味的气体,但实验中没有生成有刺激性气味的黄绿色气体,故没有生成氯气;结合实验中试管口没有液体生成的现象,说明没有水生成,而可能生成的Mg、MgCl2、MgO等固体中不含氢元素,所以氢元素一定存在于氯化物中,因此碱式氯化镁分解生成的气体是氯化氢。
实验二:
取少量实验一的剩余固体于试管中,加入盐酸没有气体生成,说明没有Mg生成,因为若有Mg,Mg与盐酸反应生成氯化镁和氢气,会有气泡产生。
实验三:
再取少量实验一的剩余固体,加入足量稀硝酸,固体全部溶解,加入硝酸银后,没有白色沉淀生成,说明没有含氯的化合物生成,由此推知Mg(OH)Cl分解后产物中没有MgCl2。
结论:
根据实验结果可知,碱式氯化镁加热分解生成氯化氢和氧化镁,反应的化学方程式为:。
8. 将带火星的木条放于杯口,若观察带火星的木条复燃则说明生成的气体是氧气,否则不是 20 空白实验 2、4 在一只50mL的小烧杯中加入20mL的磷酸溶液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片
【详解】(1)氧气可使带火星的木条复燃,因此将带火星的木条置于杯口,观察是否复燃,若复燃则为氧气;
(2)根据控制变量原则,实验中加入双氧护理液的体积应该不变,所以a为20;
(3)护理液中存在水,为了排除水的影响,因此设计实验1作为空白实验;
(4)要验证“产生气体一定与铂黑环有关”的结论,必须找到其他条件相同,变量仅为铂黑环的两组实验。在实验2和4中,4中插入了铂黑环,而2没有,4中产生了氧气,2中没有,从而验证了“产生气体一定与铂黑环有关”的结论;
(5)根据实验现象可知,过氧化氢在铂黑环催化作用下反应生成水和氧气,反应的化学方程为:;
(6)护理液中还存在磷酸,为证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4,需补充的实验操作是:在一只50mL的小烧杯中加入20mL的磷酸溶液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片。通过该实验与实验4进行对比,证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4。
9. 氢氧化钠>碳酸钠>碳酸氢钠 溶液pH由大于7变成小于7 溶液变为紫红色 NaCl、HCl NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 取两种固体加水配成溶液,分别逐滴加入盐酸,若立即产生气泡则为碳酸氢钠,若开始无气泡,一段时间后有气泡,则为碳酸钠 3.65% 无
【详解】[解释与结论]
(1)碳酸氢钠溶液中显示的是蓝色,pH为8~9,碳酸钠溶液中显示的是绿色,pH为10~11,氢氧化钠溶液中为黄色,pH为12~14,故三种溶液的碱性由强到弱的顺序为氢氧化钠>碳酸钠>碳酸氢钠,故填:氢氧化钠>碳酸钠>碳酸氢钠。
(2)实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是溶液pH由大于7变成小于7,说明氢氧化钠已经完全反应;实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,由于溶液pH在2~3左右,观察到的现象是溶液变为紫红色。
故填:溶液pH由大于7变成小于7;溶液变为紫红色。
(3)实验3中,b点的溶质有碳酸氢钠和盐酸反应生成的氯化钠和过量的盐酸中的氯化氢;
由图可知将图2与图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,说明c点后是碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
故填:NaCl、HCl;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑。
(4)依据实验3获取的信息可知,向碳酸钠溶液中滴加稀盐酸时,稀盐酸先和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和氯化钠,后和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的实验方案为:取两种固体加水配成溶液,分别逐滴加入盐酸,若立即产生气泡则为碳酸氢钠,若开始无气泡,一段时间后有气泡,则为碳酸钠。
故填:取两种固体加水配成溶液,分别逐滴加入盐酸,若立即产生气泡则为碳酸氢钠,若开始无气泡,一段时间后有气泡,则为碳酸钠。
[拓展与延伸]
(1)解:根据质量守恒定律可得,生成的二氧化碳的质量为100g+120g-215.6g=4.4g
设该品牌洁厕灵中HCl的质量分数为x
x=3.65%
答:该品牌洁厕灵中HCl的质量分数是3.65%。
故填:3.65%。
(2)该实验中,加入NaHCO3溶液足量是为了使稀盐酸完全反应,因此对测定结果无影响。
故填:无。
10. 吸收水蒸气和氯化氢 B、A、D、C 红 钙也能和水反应生成碱和气体,能使酚酞试液变红色 H2 Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH 无明显现象 产生气泡 133.3L
【详解】[实验探究]
(1)盐酸易挥发,碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠,碱石灰能够吸收水蒸气和氯化氢;装置B的作用是吸收水蒸气和氯化氢;
根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下:检查装置气密性、装入药品、打开分液漏斗活塞,此后的实验步骤正确的顺序是收集装置最右端导管口处的气体并检验其纯度,加热反应一段时间,停止加热,充分冷却,关闭分液漏斗活塞;即B、A、D、C。
(2)水和钙反应生成氢氧化钙和氢气,和氢化钙反应生成氢氧化钙和氢气,氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞试液变红色;制备CaH2实验结束后,取少量反应后固体小心加入水中,观察到有气泡产生,在溶液中滴入酚酞试液后显红色,是因为反应生成了碱;但不能证明一定是水和氢化钙反应生成氢氧化钙和氢气,因为钙也能和水反应生成碱和气体,能使酚酞试液变红色。
(3)点燃产生的气体,火焰呈淡蓝色,将该气体的燃烧产物通入澄清石灰水中,无现象,则该气体为H2。
(4)猜想四不合理,是因为碳酸钠能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式:Na2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH。
[实验验证]
实验一:取滤液,向其中滴入少量Na2CO3溶液,无明显现象,说明溶液中不含有氢氧化钙,猜想二不成立;
实验二:另取滤液,向其中加入足量稀盐酸,产生气泡,是因为碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,猜想三成立。
[定量分析]
解:设生成氢气体积为x,
=133.3L,
答:理论上可获得氢气133.3L。
11. Na2CO3 Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓ Na2CO3和NaHCO3 NaHCO3 Ⅱ 称量加热前后固体的质量 计算 CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2
【详解】(1)根据质量守恒定律实质:化学反应前后,原子个数不变原则得,反应前,有2Na、2H、2C、6O,反应后现有,2H、1C、3O,故X有2Na、1C、3O,为Na2CO3;
(2)工业上利用碳酸钠和氢氧化钙反应,生成氢氧化钠和碳酸钙,来制取烧碱,化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓;
(3)剩余固体药品可能是碳酸钠,也可能是碳酸氢钠,又或者是两者的混合物,故填写:Na2CO3和NaHCO3;
因为加热剩余固体,白色固体质量减少,试管内壁有较多水珠出现,故剩余固体一定有:NaHCO3;
猜想Ⅱ和猜想Ⅲ中都含有碳酸氢钠,会产生相同的现象,小明的判断不严谨,故填写:Ⅱ;
猜想Ⅱ和猜想Ⅲ中碳酸氢钠的含量不同,故小明只要做实验操作②,并补充操作称量加热前后固体的质量,再通过计算即可得出结论,填写:称量加热前后固体的质量,计算;
根据质量守恒定律实质:化学反应前后,元素种类不变原则得,碳酸钙转化为碳酸氢钙,还需与水和二氧化碳反应,化学方程式为:CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2。
12. 铝丝表面有一层致密的氧化膜 用砂纸打磨铝丝 铝丝表面有红色的物质生成,溶液变成无色 3Cu2++2Al=3Cu+2Al2+ H2 2Al+3H2SO4=Al(SO4)2+3H2↑
【详解】(1)铝表面氧化物保护膜阻碍了反应的发生,应先用砂纸除去铝表面的保护膜,故答案为铝表面氧化物保护膜阻碍了反应的发生;用砂纸除去铝表面的保护膜;
(2)铝和硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,现象为:铝表面有红色物质生成,溶液由蓝色变成无色,故答案为铝表面有红色物质生成,溶液由蓝色变成无色;
(3)实际参加反应的是Al和Cu2+,化学反应可表示为:2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu,故答案为2Al+3Cu2+=2Al3++3Cu;
(4)根据已有知识和资料信息可知,铝丝表面生成的少量气泡可能是氢气,反应的化学方程式为:2Al+3H2SO4=Al2(SO4)4+3H2↑,
故答案为氢气 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)4+3H2↑。
13. 氧气和水 加快铁的锈蚀 增大接触面积反应更充分 过氧化氢温度过高分解产生氧气 检查气密性 将产生的气体产物排出完全被吸收 3:2:6 偏小
【详解】(一)(1)盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;
(2)铁和空气中的氧气、水共同作用会发生锈蚀,所以铁生锈主要与空气中的氧气、水有关;
(3)铁在氯化钠存在的环境中会加速锈蚀,所以NaCl在铁生锈中的作用是:加快铁的锈蚀;
(4)Fe、O元素质量比为21:8,设铁的氧化物的化学式为:FexOy
56x:16y=21:8
x:y=3:4,所以氧化物的化学式为:Fe3O4;
(二)(1)增大反应物的接触面积,可以加快反应速率,所以将废铁屑研磨成粉末的目的是:增大接触面积反应更充分;
(2)“酸溶”时H2SO4与Fe、Fe2O3反应外:还发生反应的化学方程式碳酸亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁、二氧化碳和水,化学方程式为:;
(3)硫酸亚铁、硫酸、过氧化氢反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:,过氧化氢受热易分解,所以反应时温度不宜过高的原因是:过氧化氢温度过高分解产生氧气;
(三)(1)有气体参加的反应,需要检验装置气密性;
(2)通入氮气能形成气压差产生气流,所以T1℃、T2℃时,加热后均通入一段时间N2,目的是:将产生的气体产物排出完全被吸收;
(3)根据氧化铁4.8g可算出铁元素质量:=3.36g,根据水1.08g可算出氢元素质量:=0.12g,硫元素的计算应分为硫酸钠和三氧化硫两部分,1.42g硫酸钠中含硫:=0.32g,根据质量守恒,三氧化硫的质量为9.7-4.8-1.08-1.42=2.4g,含硫:=0.96g,则总硫为0.32g+0.96g=1.28g,x:y:z=():():(0.12)=3:2:6
反思:若该实验过程中缺少C装置,空气中的水蒸气会被B装置吸收,会使水的质量偏大,所以若该实验过程中缺少C装置,则x:z的值偏小。
14. 降低 氯化物 Cu2(OH)3Cl疏松,会让空气水透过,使没有锈蚀的铜始终处于生锈的环境中 酸性物质会和碱式碳酸铜、碱式氯化铜反应 不再有气泡产生 浓硫酸 缓慢下移 7.5% B
【详解】(1)铸造铜树时,在铜中加入锡和铅会使材料的熔点降低。
(2)SnO2与木炭粉在高温下反应生成锡和气体CO,反应的化学方程式为。
(3)①根据质量守恒定律,Cu2(OH)3Cl中含Cu、O、H、Cl元素,故其生成与环境中的氧气、水和氯化物密切相关。
②Cu2(OH)3Cl属于有害锈,原因是它的结构疏松,潮湿的空气能透过使内部的铜进一步腐蚀。
③出土青铜器的包装不能用某些会挥发出酸性物质的木材,原因是酸能和碱式碳酸铜、碱式氯化铜反应。
(4)装置A中固体混合物已完全反应的现象是不再产生气泡。
(5)装置B中合适的试剂是浓硫酸,用来吸收水蒸气。
(6)步骤f中将水准管缓慢下移,使两边的大气压相等。
(7)设碱式碳酸铜质量为x,
反应生成二氧化碳质量:×44g=0.22g,稀硫酸滴入50mL,
解得x=1.11g,
则混合物中Cu2(OH)3Cl的质量分数为:×100%=7.5%;
(8)A、量气管中没有加植物油,导致部分二氧化碳溶于水,进一步导致计算的碱式碳酸铜质量偏小,可使Cu2(OH)3Cl测定结果偏大;
B、步骤c中平视刻度,步骤f中仰视读数,导致测定二氧化碳的体积偏大,进一步导致计算的碱式碳酸铜质量偏大,可使Cu2(OH)3Cl测定结果偏小;
C、实验中注射器活塞回升到原位置,能使实验结果更准确;
D、步骤f中没有调节两边液面相平就读数,导致测定二氧化碳的体积偏小,进一步导致计算计算的碱式碳酸铜质量偏小,可使Cu2(OH)3Cl测定结果偏大。故选B。
15. 不是 吸热 盐酸的稀释过程可能会放热 相同条件下,不同浓度的NaHCO3溶液中均有CO2产生,且浓度越大,产生CO2速度越快 CaCO3↓+CO2↑ 44.2% 偏小
【详解】探究1:
(1)碳酸氢钠在20℃时的溶解度为9.6g,即20℃时100g水中溶解9.6g碳酸氢钠达到饱和状态,故在20℃时将0.5g的碳酸氢钠加入10mL水中形成的溶液为不饱和溶液;
(2)室温下(20℃),边搅拌边向盛有0.5gNaHCO3固体的烧杯中加入10mL水,测得温度为18.5℃,说明碳酸氢钠溶于水吸收热量,恢复至室温后,向烧杯中加入过量10mL质量分数为20%的盐酸(20℃),测得温度为20.8℃,此时温度升高,但有可能是加入20%的盐酸时,盐酸稀释放出的热量,并不能说明是碳酸氢钠与盐酸反应放热。
探究2:
(3)根据实验数据可知,碳酸氢钠浓度增大,生成二氧化碳量增多,说明反应速率快,因此在相同实验条件下,增大碳酸氢钠浓度,二氧化碳生成速度变快;
故填:相同条件下,不同浓度的NaHCO3溶液中均有CO2产生,且浓度越大,产生CO2速度越快。
(4)加入氯化钙有气泡产生,根据质量守恒定律,只有二氧化碳为气体,有沉淀生成,则钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙,所以沉淀为碳酸钙,故填:CaCO3↓+CO2↑。
探究3:
(5)①根据差量法固体减少的质量为190g﹣159g=31g,设样品中碳酸氢钠的质量为x,
x=84g;
样品中碳酸氢钠的质量分数为。
答:样品中碳酸氢钠的质量分数为44.2%。
②若测定过程中未加热至恒重,碳酸氢钠可能未完全分解,最终测定碳酸氢钠的质量分数可能偏小。
16. 分液漏斗 不易溶于水且不和水反应 Na2CO3 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O c 对比实验 生成相同体积氧气所需的时间
【详解】(1)图中的漏斗有活塞,便于控制化学反应速率,所以是分液漏斗;
(2)用排水法收集气体,气体会接触到水,若要收集到气体,该气体不能溶于水且不能与水反应。氧气可以采用排水法收集,说明氧气具有的性质是:不易溶于水且不和水反应;
(3)①过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式是:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故产物中碳酸盐的化学式为:Na2CO3。
②若要收集用该方法制得的纯净、干燥的氧气,还需将上述所得氧气先通装置B、C,最后用装置D来收集,因为反应中二氧化碳可能没有完全反应,所以过氧化钠与二氧化碳反应得到的气体中混有二氧化碳气体,装置B的作用就是除去二氧化碳,装置B中氢氧化钠溶液和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。因为氧气的密度比空气略大,所以用图D装置收集氧气时,氧气从c管通入;
(4)实验A与实验B相比没有加热,与实验C相比没有加入催化剂,故起到了对比实验的作用;过氧化氢在加热(90℃)的条件下分解生成水和氧气,其化学方程式为:;根据待测数据m > n,可判断加入硫酸铜溶液的H2O2的分解速率大于水浴加热(90℃)时H2O2的分解速率,则“待测数据”测量的是:生成相同体积氧气所需的时间。
17. 不是 吸热 盐酸的稀释过程可能放热 相同条件下,不同浓度的碳酸氢钠溶液和氯化钙反应时均有二氧化碳产生,且浓度越大,产生二氧化碳速度越快 CaCO3↓+CO2↑ 44.21%
解:由题意可知加热后混合物减少的质量就是碳酸氢钠分解生成的水和二氧化碳的质量为19.0g-15.9g=3.1g,设碳酸氢钠的质量为x,
故样品中碳酸氢钠的质量分数为。
答:样品中 NaHCO3的质量分数为44.21%。 偏小
【详解】(1) 室温下(20℃),NaHCO3的溶解度为9.6g,10ml的质量为10g,10g水中最多可溶解碳酸氢钠0.96g,故溶液为不饱和溶液,即选“不是”。
(2)室温时向碳酸氢钠中加入水时,温度降为18.5℃,故溶解吸热。20℃的20%的盐酸溶于水时可能会放热,故温度升高可能是由于盐酸溶于水放热,不一定是碳酸氢钠与盐酸反应放热,故理由是盐酸的稀释过程可能放热。
(3)通过分析分别向10mL0.5%和5% NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液时的CO2浓度与时间的关系图可知,不同浓度的碳酸氢钠溶液都会反应生成二氧化碳,而且浓度越大产生二氧化碳的速度越快,故该实验的结论是相同条件下,不同浓度的碳酸氢钠溶液和氯化钙反应时均有二氧化碳产生,且浓度越大,产生二氧化碳速度越快。
(4)由上述分析可知反应有白色浑浊出现,还会生成二氧化碳,故反应方程式为:。
(5) ①见答案;
②由上述计算过程可知,碳酸氢钠的质量是根据反应生成的水和二氧化碳,若未加热至恒重,则碳酸氢钠未完全反应,即水和二氧化碳的质量会偏小,则计算出的碳酸氢钠的质量会偏小,那么混合物中碳酸氢钠的质量分数也会偏小。
18. 红 不断搅拌 证明了氢氧化钠不含有水,不能使硅胶变色 防止空气中的水分进入试管干扰实验 试管③中的硅胶由蓝色变为红色,试管①②中的硅胶不变色 放热 低 没有采取隔热处理 完全反应后不再放热,继续加入温度较低的稀硫酸时会降温,同时溶液散热
【详解】实验1.氢氧化钠属于碱,该实验中,在烧杯中加入10mL氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞试液,溶液显红色,再用滴管慢慢滴入稀盐酸,并不断搅拌溶液,至溶液颜色恰好变成无色为止,说明此时反应后的溶液呈中性。故填:红;不断搅拌; 。
实验2.
(1)通过实验①.②的实验现象的对比证明了无水醋酸和氢氧化钠不含有水,不能使硅胶变色,由实验③硅胶的变色说明了中和反应有水生成。
(2)空气中含有水,也能使硅胶变色,迅速塞紧橡胶塞可防止空气中的水分进入试管干扰试验;
(3)能证明酸和碱反应有水生成的现象是:实验①②对比,③硅胶颜色的变化;故填:试管③中的硅胶由蓝色变为红色,试管①②中的硅胶不变色。
实验3.
(1)该图示说明酸和碱的反应是放热反应,实验中测得的中和反应放出的热量比理论值低。
(2)造成理论值和测量值差异的一点原因是没有采取隔热处理。
(3)图中温度达到最高值后降低的原因是完全反应后不再放热,继续加入稀硫酸时会降温,同时溶液散热。
19. 酚酞 气泡 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2 盐 Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+2NaOH 无现象 AB
【详解】[互动探究]
探究一:因为碳酸钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色;氯化钠溶液显中性,不能使酚酞溶液变红色;故答案:酚酞。
探究二:根据稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,稀盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。且洁厕灵的主要成分为稀盐酸,所以NaHCO3与洁厕灵主要成分HCl反应的化学方程式为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2,故答案:气泡;NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2。
探究三:氢氧化钙是由钙离子和氢氧根离子构成,碳酸钠和氢氧化钙反应生成生成碳酸钙的白色沉淀和氢氧化钠,该化学反应的方程式为Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+2NaOH。故答案:盐;Na2CO3+ Ca(OH)2= CaCO3+2NaOH。
探究四:
(1)取少量KNO3溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液,无现象,说明KNO3与Na2CO3不反应;故答案:无现象。
[拓展延伸]
A.“探究一”中变红的溶液中含有碳酸钠,洁厕灵主要成分是稀盐酸,稀盐酸和碳酸钠生成氯化钠、水和二氧化碳,所以可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量,故A正确;
B.碳酸钠、碳酸氢钠均与稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳可用于植物光合作用,则“探究二”中生成的这种气体,可以作为气体肥料,故B正确;
C.碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,碳酸钙不溶于水,不吸收水分,则“探究三”中生成的这种固体,不能作食品干燥剂,故C错误;
故答案:AB。
20. 一定形成饱和溶液 全部溶解 升高 降温 加入过量的水 增大接触而积,加速溶解 Ⅳ Ⅱ和Ⅲ 不可再生 CH4 温室 可以减少SO2的排放 密度比空气小 风能(太阳能等)
【详解】(1)[实验探究]步骤Ⅱ.向小烧杯中加入2gKNO3全部溶解后,再加入5gKNO3,部分溶解,说明所得溶液一定是饱和溶液,故一定形成饱和溶液。
步骤Ⅲ.将小烧杯进行加热,推理得出不一定形成饱和溶液,则小烧杯中的固体已全部溶解,无法判断所得溶液是否饱和。
步骤Ⅳ. 向小烧杯中再加入5gKNO3,搅拌,固体全部溶解,无法判断所得溶液是否为饱和溶液。对比步骤Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ可知,KNO3的溶解度随温度的升高而升高。
步骤Ⅴ. 将小烧杯放在盛有冷水的大烧杯中冷却,析出晶体,所得溶液一定是饱和溶液。结合实验Ⅳ和Ⅴ分析可知,KNO3可用降温的方法结晶。
步骤Ⅵ. 向小烧杯中加入过量的水,固体全部溶解,所得溶液为不饱和溶液,可推理得出结论:增加溶剂的质量,可将饱和溶液转化为不饱和溶液。
[实验反思]①为了增大固体和水的接触而积,加速溶解,实验前会将KNO3预先研磨处理。
②通过分析可知,实验步骤Ⅳ中KNO3的溶质质量分数最大。
③比较实验步骤Ⅱ和Ⅲ中观察到的实验现象,经分析推理,可得出将KNO3饱和溶液转化为不饱和溶液的另一种方法,即升高饱和溶液的温度。
(2)[文献资料]①天然气和煤都是化石燃料,属于不可再生能源;天然气的主要成分是甲烷,化学式为CH4。
③二氧化碳是导致温室效应的主要气体。
[证据推理]由图可知,充分燃烧天然气和煤各1kg,煤产生SO2的质量比天然气多,故各级政府推广“利用天然气代替煤作家庭燃料”的科学依据是可以减少SO2的排放。
[联系实际]因为甲烷的密度比空气小,所以为防止燃气泄漏造成危险,使用天然气的家庭“将报警器安装位置确定在燃气灶附近墙壁的上方”。
[反思拓展]目前人类可利用的新能源有风能、太阳能、潮汐能等。
21. 胶头滴管 用相同量的蒸馏水代替稀盐酸进行步骤二实验,如红色不消失,则可排除水的影响 蓝 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3 H+和OH-结合生成H2O 放出 CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O
【详解】(1)步骤二中,用仪器A吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,所以A是胶头滴管;
(2)稀盐酸中含有水,水对实验有影响,根据控制变量法设计实验,该对比实验方案是用相同量的蒸馏水代替稀盐酸进行步骤二实验,如红色不消失,则可排除水的影响。
(3)①氢氧化钠与硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠,因此无蓝色沉淀可说明白色固体不是NaOH;
②根据题意氯化钠与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,反应的化学方程式为 ;
(4)氢氧化钠溶液是碱,盐酸溶液是酸,氢氧化钠和盐酸反应就是酸碱中和的实质即H+和OH-结合生成H2O。
(5)①反应放热使得空气膨胀,从而使该反应U型管内液面左低右高,因此是放出热量;
②变色硅胶遇水由蓝色变成红色是因为醋酸和氢氧化钠反应生成醋酸钠和水,无水醋酸由CH3COO-和H+构成与碱发生中和反应方程式为。
22. 溶液由红色变为无色 硅胶、无水醋酸都不含有水 变色硅胶由蓝色变成了红色 溶液的pH减小,减小至7 NaOH+HCl=NaCl+H2O 放热 HCl、NaCl ①②④ 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子 Ca2+、CO32-(合理即可)
【详解】[实验一]氢氧化钠溶液加入酚酞显红色,加入稀盐酸生成了氯化钠和水,当观察到溶液由红色变为无色,证明了盐酸和NaOH溶液发生化学反应,故填:溶液由红色变为无色。
[实验二]
(1)实验①、②的实验目的是说明了硅胶、无水醋酸都不含有水;
(2)由于氢氧化钠和醋酸发生中和反应生成了水,水能使硅胶由蓝色变成了红色,所以能证明酸和碱反应有水生成的现象是:变色硅胶由蓝色变成了红色。
[实验三]
(1)由图4可知,酸和碱发生反应的依据是溶液的pH减小,减小至7,氢氧化钠与稀盐酸反应生成了氯化钠和水,其反应方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O,故填:溶液的pH减小;NaOH+HCl=NaCl+H2O。
(2)由图3可知溶液的温度升高,说明了酸和碱的反应是放热反应,故填:放热。
(3)在小亮的实验中,当实验进行到60秒时溶液pH小于7,盐酸过量,溶液中含有的溶质是NaCl和HCl,该溶液含有盐酸,盐酸能与碳酸钠、氧化铜、镁反应,分别生成氯化钠二氧化碳和水,氯化铜和水,氯化镁和氢气,故填:HCl、NaCl;①②④。
(4)酸碱中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子,由中和反应实质可以知道部分离子在水溶液中不能共存,比如钙离子和碳酸根离子生成碳酸钙沉淀,故填:氢离子和氢氧根离子结合生成水分子;Ca2+、CO32-。
23. < 氯化钙溶液容易和没有反应完的 NaOH 得到微溶的 Ca(OH)2,出现白色沉淀,无法证明碳酸钠的生成 除去所有的 Na2CO3 NaHCO3 分液漏斗可以控制反应速率,得到平稳的 CO2 气流 NaOH、Na2CO3 无 产生的 NaHCO3 并未超过溶解度,不会有晶体析出
【详解】实验探究Ⅰ:
实验一:二氧化碳能溶于水且与水反应生成碳酸,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,瓶子内二氧化碳减少,压强减小,两个瓶子会变瘪,氢氧化钠吸收的二氧化碳较多,故瓶子变瘪程度 A<B;
实验二:(1)碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠,该反应的化学方程式为:;
(2)如果用氯化钙,钙离子能与氢氧根结合成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,生成比较多氢氧化钙时,也会出现白色沉淀,会干扰试验结果的判断,无法验证碳酸钠的生成,故填:氯化钙溶液容易和没有反应完的 NaOH 得到微溶的 Ca(OH)2,出现白色沉淀,无法证明碳酸钠的生成;
实验三:碳酸钠溶液呈碱性,也能使无色酚酞变红,所以验证 NaOH 时必须要保证碳酸钠被完全除去,因此必须加入过量的氯化钡,故填:除去所有的Na2CO3;
实验探究Ⅱ:
提出猜想:过量二氧化碳能与碳酸钙、水反应生成碳酸氢钙,故过量二氧化碳可能与碳酸钠、水反应生成碳酸氢钠,故填: NaHCO3;
得出结论:(1)题目要求持续通入二氧化碳,绘制时间关系图,所以需要控制反应气流速度,分液漏斗可以通过控制药品的滴加速率,从而控制反应速率,从而得到平稳的二氧化碳气流,故填:分液漏斗可以控制反应速率,得到平稳的 CO2 气流;
(2)由图可知,M点pH约为13,由资料可知,NaOH 溶液、Na2CO3 溶液的 pH 分别约为 14.0、12.0,故此时,氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠,但是氢氧化钠未完全反应,故M点溶质应为:NaOH、Na2CO3;
反思交流:18min 时,pH已经基本不再变化,说明此时反应已经全部结束,所以 NaOH 均已经反应生成了碳酸氢钠,根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和质量不变,故氢氧化钠中的钠元素全部转化到了碳酸氢钠中,氢氧化钠中钠元素的质量为:,故生成碳酸氢钠的质量为
20℃时,NaHCO3 的溶解度为9.6g,即100g水中最多能溶解9.6g碳酸氢钠,故190g 水中最多能溶解18.24g碳酸氢钠,16.8g没有超过溶解度,不会析出,故填:无;产生的 NaHCO3 并未超过溶解度,不会有晶体析出
(2)pH 不变后,溶质为 NaHCO3,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:。
24. 水或者细沙 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 置换 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ FeSO4 与Fe2(SO4)3 溶液变成红色 酸性高锰酸钾溶液 4FeSO4 +2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O 隔绝空气密封保存
【详解】(1)铁丝燃烧时剧烈燃烧,火星四射,为防止燃烧生成的高温产物溅落瓶底,需要在集气瓶底放置少量的水或者细沙;
(2)铁能与硫酸铜发生化学反应,生成硫酸亚铁与铜,化学反应方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;该反应中反应物为单质和化合物,生成物也为单质和化合物,符合置换反应的定义,则该反应属于置换反应;
(3)铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气,化学反应方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
[提出假设]
猜想Ⅰ:FeSO4,猜想Ⅱ:Fe2(SO4)3 ,则猜想Ⅲ为:FeSO4 与Fe2(SO4)3;
[实验探究]
由题干中实验结论得出猜想Ⅲ成立,则溶液中含有FeSO4 与Fe2(SO4)3,溶液中含有Fe3+与Fe2+,溶液中的Fe3+可以使KSCN溶液变成红色,故在溶液中滴加KSCN溶液,实验现象为溶液变红色;Fe2+的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故实验2操作为另取少量上述溶液于另一支试管中,往其中滴入几滴酸性高锰酸钾溶液;
[分析讨论]
①含有稀硫酸的硫酸亚铁溶液久置空气中生成硫酸铁,过程中硫酸亚铁、硫酸、氧气发生反应生成硫酸铁与水,化学反应方程式为:4FeSO4 +2H2SO4+O2=2Fe2(SO4)3+2H2O;
②硫酸亚铁易于氧气反应变质为硫酸铁,则为了防止变质可以隔绝空气密封保存。
25. 溶于水 氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,压强减小 将氢氧化钠溶液换成等体积的水,加入软塑料瓶中,振荡,与加入氢氧化钠溶液的实验现象进行对比 、
猜想1 室温下,碳酸钠是易溶物,碳酸氢钠是可溶物,没有生成难溶物 溶解度较小,结晶析出 成立
成立 二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠的溶解度远小于氢氧化钠 4.37%
【详解】Ⅰ、(1)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,碳酸钙难溶于水,故溶液变浑浊,故如果二氧化碳和氢氧化钠的生成物溶于水,就无明显现象;
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内压强减小,故软塑料瓶变瘪;
(2)二氧化碳能溶于水,且能与水反应生成碳酸,也能使装置内二氧化碳减少,压强减小,软塑料瓶变瘪,故应增加一个对比实验,将氢氧化钠溶液换成等体积的水,进行实验,故实验设计为:将氢氧化钠溶液换成等体积的水,加入软塑料瓶中,振荡,与加入氢氧化钠溶液的实验现象进行对比;
结论:二氧化碳能与碱反应,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:,二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
Ⅱ、猜想与假设:由题干信息可知,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,室温下,碳酸钠的溶解度为21.5g>10g,均属于易溶物,碳酸氢钠的溶解度为9.6g,属于可溶物,没有生成难溶物。故肯定错误的是猜想1;
实验3:解释与结论:1、向10g、10%的氢氧化钠溶液通入不同体积的二氧化碳,通入二氧化碳的体积越大,生成的沉淀越多,是因为碳酸钠与过量的二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠的溶解度较小,结晶析出,故导致溶液浑浊,故猜想2成立;
实验4:解释与结论2:向10g溶质质量分数不同的氢氧化钠溶液中,通入相同体积的二氧化碳,氢氧化钠的溶质质量分数越大,形成的沉淀越多,说明溶液变浑浊与氢氧化钠的浓度有关,故猜想3成立;
反思评价:氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠,由题干信息可知,室温下,碳酸钠的溶解度远小于氢氧化钠,故出现的不溶物还可能是碳酸钠;
拓展延伸:往氢氧化钠溶液中持续通入二氧化碳气体,始终不能产生浑浊现象,且要求氢氧化钠溶液的浓度最大,当完全转化为碳酸氢钠时,如果碳酸氢钠溶液恰好饱和,此时所需氢氧化钠溶液的浓度最大,且不能产生浑浊,假设最后形成碳酸氢钠溶液的溶质质量为9.6g,则溶剂质量为100g。
氢氧化钠和二氧化碳反应:,碳酸钠、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,即,总反应方程式为:。
解:设参加反应的氢氧化钠的质量为x,参加反应的二氧化碳的质量为y
x≈4.57g
y≈5.03g
故氢氧化钠溶液的浓度为:。
26. 无气泡 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 质量守恒定律 品红溶液不褪色 c 锌 溶液没有变为蓝色 强 A
【详解】(1)铜位于金属活动性顺序表中氢的后面,不能与酸反应生成氢气,所以铜片表面没有气泡,故填没有气泡;
锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故反应的化学方程式写为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
{猜想与假设}硫酸中含有氢、硫、氧三种元素,由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,则反应后生成的气体是二氧化硫、氧气或氢气中的一种,故填质量守恒定律。
{设计并进行实验}小彬的猜想正确,则生成的气体是氢气,不是二氧化硫,连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间,观察到品红溶液不褪色,故填品红溶液不褪色;
氢气的密度比空气小,收集氢气应选择图中的向下排空气法,即装置c,故填c。
{学生感悟}锌与稀硫酸反应,锌失去电子,所以图 3 实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子生成了氢气,故填锌。
{反思质疑}如铜参加反应,则铜与硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜溶于水后溶液呈蓝色,一段时间后,溶液没有变为蓝色,说明铜没有参加反应,故填溶液没有变为蓝色。
{得出结论}实验中,锌失去电子,且锌的金属活动性比铜强,即两种金属触碰后,金属活动性较强的金属在水溶液中先失去电子,故填强。
{延伸应用}两种金属触碰后,金属活动性较强的金属在水溶液中先失去电子,则为延缓铁的锈蚀,常在钢闸门表面嵌入某种金属,该金属的活动性应比铁强,锌、铁、锡、铜四种金属的活动性由强到弱的顺序为强,锌、铁、锡、铜,则在钢闸门表面嵌入的金属为锌,故填A。
27. O2、H2O 排除水中溶解氧气的干扰 探究氯化铁能否与盐酸反应生成氯化亚铁 在酸性条件下,氯化铁与铁反应生成氯化亚铁
【详解】(1)A中只有氧气铁不生锈、B中只有水铁不生锈、C中有水和氧气铁生锈;故由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁跟O2、H2O等物质作用的过程。
(2)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是排除水中溶解氧气的干扰。
(3)氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,。
(4)①设计实验Ⅰ的目的是探究氯化铁能否与盐酸反应生成氯化亚铁。
②实验Ⅰ、Ⅱ中溶液没有变浅绿色,实验Ⅲ中溶液变浅绿色,综合分析上述3个实验,试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是在酸性条件下,氯化铁与铁反应生成氯化亚铁。
28. 温度 否,酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊 氢氧化钙与盐酸反应,酚酞红色褪去:氢氧化钙微溶于水,晃动时氢氧化钙继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红 滴入稀盐酸,有无色气体产生 煅烧不同的时间,在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度 石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO,可还原生成更多铁
【详解】Ⅰ.(1)甲组实验未加热,试管B中无明显现象,说明无氧化钙生成,说明常温下,碳酸钙不分解;
乙组实验:在酒精灯上加热,试管B中呈浅红色,丙组实验,在酒精喷灯上加热,试管B中呈红色,说明温度越高碳酸钙分解的越充分,故影响石灰石分解的因素是温度;
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
此实验不能推断石灰石煅烧产生二氧化碳,因为酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊;
(3)氢氧化钙与盐酸反应生成氯化钙和水,酚酞红色褪去:氢氧化钙微溶于水,晃动时氢氧化钙继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红;
(4)石灰石部分分解,说明石灰石中还含有碳酸钙,碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故可设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,滴入稀盐酸,有无色气体产生;
Ⅱ.(5)煅烧不同的时间,在1100~1200℃范围内生成的生石灰活性度均高于其它温度,故石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃;
Ⅲ.(6)石灰石高温分解产生的CO2与焦炭反应生成CO,可还原生成更多铁。
29. A 硫酸钠和硫酸 有气泡产生 把pH试纸伸入待测溶液中 硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡 C点对应的温度较低,催化剂活性较低,反应速率也较慢
【详解】探究一:硫酸的性质
(1)烧杯A:铜是不活泼金属,铜不能和稀硫酸反应,所以无现象;烧杯B:镁是较为活泼的金属,镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气,会观察到镁条溶解,镁条表面有气泡冒出;烧杯C:无色酚酞与碱变红,遇酸不变色,硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,溶液由红色变成无色;烧杯D:硫酸和碳酸氢钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,可以观察到有气泡产生;烧杯E:硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,可以观察到氧化铁固体逐渐溶解,溶液由无色变成黄色。通过分析可知,A-E五只烧杯中,无现象的是A。故填:A。
(2) 无色酚酞与碱变红,遇酸不变色,若烧杯C中的现象是红色褪去,说明溶液不呈碱性。硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,若硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,此时溶液中溶质只有硫酸钠;若硫酸过量,则溶液中溶质含有反应生成的硫酸钠和过量的硫酸。故填:硫酸钠和硫酸。
(3)实验现象:通过分析可知,小组同学一致确定猜想二是正确的,则溶液中含有硫酸钠和硫酸,向溶液中滴加碳酸钠溶液,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,可以观察到有气泡产生,则溶液中含有硫酸。故填:有气泡产生。
评价反思:
①用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作方法是在白瓷板或玻璃片上放一小片pH 试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,不能将pH 试纸伸入待测液中,以免污染待测液。故填:把pH试纸伸入待测溶液中。
②实验探究方案中,滴加氯化钡溶液也存在不合理,不合理的原因是:硫酸能与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀,硫酸钠也能和氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀。故填:硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡。
探究二:硫酸的工业制法
(1)接触室中,在催化剂作用下二氧化硫和氧气反应生成三氧化硫,发生的化学方程式为:。
(2)根据图示信息可知,A点对应的温度为450℃,C点对应的温度约为400℃,由催化剂活性与温度的关系可知,450℃要比400℃时催化剂活性高;而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是C点对应的温度较低,催化剂活性较低,反应速率也较慢。故填:C点对应的温度较低,催化剂活性较低,反应速率也较慢。
30. 气泡 白色沉淀 H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl 由红色变为无色 氢离子和氢氧根离子结合生成水 H+ BaCl2
【详解】(1)试管C中盛有碳酸钠溶液,滴加稀硫酸以后反应生成硫酸钠、水及二氧化碳,明显的现象是产生气泡。试管C中的碳酸根离子与氢离子结合生成二氧化碳和水,反应后碳酸根离子数目减少。
(2)试管D中盛有氯化钡溶液,滴加稀硫酸以后反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,明显的现象是产生白色沉淀,反应的化学方程式为H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl
(3)氢氧化钠溶液呈碱性,能够使酚酞试液变为红色,滴加稀硫酸以后,氢氧化钠与稀硫酸反应生成硫酸钠和水,溶液碱性消失,红色变为无色。由反应示意图可知,该反应的实质是氢氧化钠溶液中的氢氧根离子与稀硫酸中的氢离子结合生成水分子。
(4)由实验现象可知试管G中含有氢离子,因为酸性溶液能够使石蕊溶液变为红色。
(5)试管H中含有稀硫酸,滴加试剂X以后出现白色沉淀,则试剂X为氯化钡溶液。
31. 催化作用 25.4 bd 碘化钾 常温下易发生变质生成单质碘而不能被人体吸收
【详解】(1)根据质量守恒定律,反应后还应有4个钾原子,2个碳酸原子和6个氧原子,提出公因数2,则组成碳酸钾;在实验①和②中,通入二氧化碳盐酸变黄,而在实验③到⑤中加入盐酸浓度变大,颜色变得更深,说明生成碘多,而二氧化碳溶于水形成碳酸,酸的浓度较低,因此不如盐酸加速反应的效果好,因此可知二氧化碳起催化作用;
故填:;催化作用。
(2)①碘酸钾中含有碘元素质量= ,此时盐为500g=0.5kg,所以含碘量为。
②a、图1在pH=0时,损失率最大,中性pH=7,损失率较低,a错误;
b、图2中在温度达到50℃时,损失率已经达到70%,再升高温度损失率继续增大,因此高于50℃后,损失率大于70%,b正确;
c、温度越高,损失率越高,因此爆炒时不宜加入加碘盐,c错误;
d、接近起锅时,加入碘酸钾后温度开始降低,损失率降低,d正确;
故填:bd。
(3)在(1)中可知碘化钾在常温状态下,在空气中就可以被氧化变质,因此不宜作为食盐的碘添加剂;理由是常温下易发生变质生成单质碘而不能被人体吸收。
【点睛】主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
32. Al>Fe>Cu AB 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 B 增大反应物的接触面积,使反应更快更充分 CO2 Fe(OH)3 检查装置气密性 B 排尽装置中的空气,防干扰 H2SO4 8 2:6:16 Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O+18HCl=2AlCl3+6MgCl2+21H2O+CO2↑
【详解】(一)
(1)Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al>Fe>Cu。
(2)玻璃钢是由玻璃纤维与塑料复合而成的,属于复合材料,铝合金属于合金材料,故不涉及的是无机材料、合成材料,故选AB。
(3)焊接铁轨时,铝与氧化铁在高温下生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式为2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
(4)铝制成铝箔作食品包装,是利用它的延展性,故选B。
(二)
(1)由于反应物之间接触面积越大,反应越快,转化率越高,所以将工业废渣研磨成粉末的目的是增大反应物的接触面积,使反应更快更充分。
(2)石灰石在烧结过程中分解为氧化钙和二氧化碳,所以气体X的化学式CO2。
(3)碱浸过程中,烧结生成的NaFeO2可与水反应生成NaOH和一种含铁的化合物,根据质量守恒定律、碱的组成,由于在碱性溶液中同时生成且铁为正三价,所以该含铁的化合物Fe(OH)3。
(三)
(1)装配好实验装置后,先要检查装置气密性。
(2)铝碳酸镁片在加热条件下分解生成Al2O3、MgO、CO2、H2O,装置B中应放入能吸水的物质,但不能吸收二氧化碳气体,否则无法确定生成的水和二氧化碳各自的质量进行分析,装置C中应放入吸收二氧化碳的物质,装置B中盛放浓H2SO4,装置C中盛放浓NaOH溶液,故选B。
(3)为减小误差,实验开始前通入一定量氮气,目的是排尽装置中的空气,防干扰。
(4)①氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,图中NaOH加入0.80g,仍没有沉淀,说明滤液中含未反应完的稀硫酸。
②由图象分析,NaOH加入0.80g,仍没有沉淀,说明滤液含硫酸,当加入NaOH的质量到X时,生成的沉淀有氢氧化镁和氢氧化铝;根据题目提供的资料可知,Mg(OH)2不溶于NaOH,Al(OH)3能溶于NaOH,生成的NaAlO2极易溶于水,所以沉淀3.48g为Mg(OH)2,Al(OH)3的质量量为5.04g-3.48g=1.56g;设与硫酸镁反应的氢氧化钠的质量为x,与硫酸铝反应的氢氧化钠的质量为y
故X=4.8g+2.4g+0.8g=8g
③根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,根据以上数据,3.48gMg(OH)2中镁元素的质量=,Al(OH)3的质量1.56g,铝元素的质量= ,原子个数比为 ,根据元素化合价代数和为零的原则,可知OH-的个数为16,所以铝碳酸镁的化学式为Al2Mg6(OH)16 CO3•4H2O,x:y:z=2:6:16。
④铝碳酸镁治疗胃酸过多的化学方程式为:Al2Mg6(OH)16CO3·4H2O+18HCl=2AlCl3+6MgCl2+21H2O+CO2↑。
【点睛】本题考查了物质性质的探究实验方法,实验方案设计和物质组成的计算分析,图象分析计算的应用,掌握分析方法,物质性质是解题关键,题目难度较大。根据装置图中各装置的作用,推断实验过程中该装置的操作方法,参与到实验的探究活动中,此为解答类似探究问题的方法。Mg(OH)2不溶于NaOH,NaAlO2极易溶于水。Mg(OH)2不溶于NaOH,NaAlO2极易溶于水。
33. d 检查装置气密性 c a 检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收 排出装置中的空气,避免发生安全事故 使反应生成的二氧化碳全部被碱石灰吸收 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或FeO+COFe+CO2 或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 7.0 7.78 76% 偏小 没有处理尾气
【详解】(1)草酸分解需要浓硫酸参加,并且需要加热,应该用d装置作为发生装置。
(2)实验前应先检查装置气密性,确保实验成功。
(3)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,混合气体应该先除杂、后干燥,A中的试剂依是氢氧化钠溶液,能与二氧化碳反应产生碳酸钠,用于吸收二氧化碳气体;C中的试剂是浓硫酸,浓硫酸具有吸水性,能吸收水蒸气,干燥一氧化碳气体。
故填:c和a.
(4)B装置中的氢氧化钙的作用是:检验二氧化碳是否被氢氧化钠溶液完全吸收。
(5)一氧化碳具有可燃性,对D装置加热前和停止加热后,都要通入过量的CO,其作用分别是:排出装置中的空气,避免发生安全事故,使反应生成的二氧化碳全部被碱石灰吸收。
(6)高温条件下,一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ;一氧化碳和氧化亚铁反应生成铁和二氧化碳: FeO+COFe+CO2;一氧化碳和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳:Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 。
(7)①铁粉质量最大为:10.0g×77.8%=7.78g,最小为:10.0g×70.0%=7.0g,因此D中充分反应后得到Fe粉的质量为mg时,则7.0<m<7.78.
②实验前后称得E装置增重6.6g,说明反应生成了6.6g二氧化碳,6.6g二氧化碳最大氧元素一半来自于铁红,铁红中的氧元素质量为:6.6g× ×100%÷2=2.4g,
则此铁红中铁的质量分数是: ×100%=76%;
反思1:本实验中如果缺少C干燥装置,则E装置质量变化偏大,测得样品中铁的质量分数会偏大;
反思2:一氧化碳是有毒气体,会污染空气,实验装置的一个明显缺陷:没有处理尾气装置。
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