第10讲 实验与探究-全国初中化学竞赛试题精编（教师版）

这是一份第10讲 实验与探究-全国初中化学竞赛试题精编（教师版），共35页。试卷主要包含了选择题，填空简答题等内容，欢迎下载使用。
全国初中化学竞赛试题精编
第10讲 实验与探究
一、选择题
1.（2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）化学实验操作对实验结果有重要影响。下列检验装置气密性的操作不正确的是
A. B.
C D.
【答案】C
【解析】
A、气体受热膨胀，在导管口看到气泡，A正确，不符合题意；
B、关闭止水夹，液体将瓶内的气体压缩到不能压缩，故液面不下降，说明气密性良好，B正确，不符合题意；
C、连接注射器的导管与液体直接接触，不论气密性好不好，都有气泡，C错误，符合题意；
D、向外拉注射器，将瓶内的气体抽出去，若不漏气，外面的气体通过长颈漏斗下端进入，故看到气泡，D正确，不符合题意。
故选C
2. （2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）如图所示的甲、乙两个装置中，胶头滴管中吸入某种液体，平底烧瓶中充入(或放入)另一种物质，挤压胶头滴管加入液体，一段时间后两装置中的气球都明显胀大(忽略液体体积对气球体积的影响)。则滴管和烧瓶中用试剂可能是

选项
甲
乙
A
稀硫酸和铜片
水和 CO2
B
双氧水和MnO2
NaOH溶液和CO2
C
Na2CO3溶液和稀硫酸
NaOH溶液和CO
D
H2O和NH3
硝酸银溶液和HCl
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
A、甲中稀硫酸和铜片不反应，所以容器内气体压强不变，气球不变化；乙中二氧化碳部分溶于水，使容器内的压强小于大气压，所以气球变大，故错误；
B、甲中双氧水在二氧化锰的催化下迅速反应生成氧气，使容器内压强大于大气压，所以气球变大；乙中二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收，导致容器内的压强小于大气压，所以气球变大，故正确；
C、甲中稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳，导致容器内压强大于大气压，所以气球变大；乙中一氧化碳和氢氧化钠不反应，所以气球不变，故错误；
D、甲中氨气极易溶于水，导致容器内压强小于大气压，所以气球不会胀大；乙中硝酸银和HCl反应生成白色沉淀，导致容器内压强小于大气压，所以气球变大，故错误。
故选B。
3. （陕西省咸阳市泾阳县2020-2021学科竞赛）不能通过气压的变化控制反应的发生和停止的装置是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
A中可上下移动铜丝，把液体和固体分离，不能通过气压的变化控制反应的发生和停止，故选项正确；B中有一个隔板，当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把部分液体压入长颈漏斗，使固液分离，反应停止，因此可以实现使反应随时发生随时停止的目的，故选项错误；C中可以通过把装置放进烧杯或拿出实现固液的接触或分离，也能关上止水夹，随着气压的增大，使球形管中的液面会下降，从而实现使反应随时发生随时停止的目的，故选项错误；D中当打开止水夹时固液接触，反应发生；当关闭止水夹时，随着气压的增大，把液体压入U型管的左端，使固液分离，反应停止，因此可以实现使反应随时发生随时停止的目的，故选项错误。故选A。
4. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）下列说法正确的是
A. 用适量的水可以区分硝酸铵固体和氢氧化钠固体
B. 铁丝空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
C. 用汽油能除去衣服上的油污，是因为汽油有乳化的功能
D. 用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入盛满CO2的集气瓶中，纸花变成红色
【答案】A
【解析】
A、硝酸铵溶于水溶液温度降低，氢氧化钠溶于水温度升高，可以区别，故正确；
B、铁丝只能在氧气中燃烧，故错误；
C、用汽油能除去油污，是因为汽油能溶解油污，故错误；
D、二氧化碳与水反应生成碳酸，选项中用的是干燥的纸花，没有碳酸生成，石蕊不变色，故错误；
故选A。
5. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)已知浓硫酸有吸水性，用下图实验装置制取干燥的气体正确的是

A
B
C
D
X
大理石
与盐酸
锌粒
与稀硫酸
双氧水
与二氧化锰
二氧化锰
与氯酸钾
Y
水
浓硫酸
浓硫酸
浓硫酸
Z
CO2
H2
O2
O2

A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
A、二氧化碳能溶于水且和水反应，不能用来干燥二氧化碳，不正确；
B、浓硫酸具有吸水性可以干燥氢气，但氢气密度比空气小，应该用向下排空气法收集，不正确；
C、双氧水在二氧化锰催化下分解产生氧气，该反应不需要加热，浓硫酸具有吸水性可以干燥氧气，正确；
D、氯酸钾和二氧化锰制氧气需要加热，不正确 。
故选C。
6．下列各图所示装置的气密性检查中，装置一定漏气的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】C中上下移动的过程中，两端的液面不会平衡。
故答案为：C．
根据根据检查装置气密性的原理分析即可，装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏。
7．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是（　　）

A．①配制20%的Ca(OH)2溶液
B．②验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序
C．③验证中和反应的热效应
D．④验证面粉粉尘能发生爆炸
【答案】D
【解析】A.氢氧化钙微溶，不能配制出20%的溶液，不符合题意；B.铁和铜都能与硝酸银溶液反应，只能证明银的活动性最弱，铁和铜的强弱无法证明，不符合题意；C.氢氧化钠固体加水溶解也会放热，用氢氧化钠固体与稀盐酸反应不能判断热量是反应生成还是氢氧化钠固体溶解生成，不符合题意；D. 当面粉与空气充分混合在密闭容器点燃时会发生爆炸，装置可以验证面粉粉尘能发生爆炸 ，符合题意；故答案为：D
8．如图所示，小试管中盛放着固体乙，滴管中有液体甲，广口瓶中有少量饱和的澄清石灰水（试管底部浸没在澄清石灰水中）。当把甲滴加到乙中，过一会儿可看到石灰水变浑浊，右侧气球胀大。根据以上现象请你分析下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙一定分别是稀盐酸和碳酸钙
B．甲、乙有可能分别是水和氢氧化钠
C．石灰水变浑浊，一定是发生了化学变化
D．当把甲滴加到乙中广口瓶内的气压降低
【答案】B
【解析】A、甲、乙分别是稀盐酸和碳酸钙时反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，且能使瓶内压强增大致使气球膨胀，但反应后能生成二氧化碳的固体和液体不一定是稀盐酸和碳酸钙，还有其他物质也能反应生成二氧化碳，如稀硫酸与碳酸钠等，A不符合题意；
B、氢氧化钠溶于水后释放热量，使瓶内气体温度升高，体积膨胀，致使气球膨胀，同时饱和石灰水的温度也升高，氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小，结晶出来的氢氧化钙使石灰水变浑浊，即甲、乙有可能分别是水和氢氧化钠，B符合题意；
C、由B可知，石灰水变浑浊可能是氢氧化钙结晶生成晶体所致，而氢氧化钙从饱和溶液中结晶没有生成新物质，属于物理变化，C不符合题意；
D、装置中的气球膨胀，是因为瓶中的压强增大导致的，即实验中当把甲滴加到乙中后广口瓶内的气压应该增大，D不符合题意，
故答案为：B。
9．（河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某同学要用托盘天平称量2.5g食盐（1g以下用游码），在加入食盐后发现指针向左偏转，这时他应该（　　）
A．减少药品 B．移动游码
C．向右盘中加砝码 D．调节天平的平衡螺母
【答案】A
【解析】用托盘天平称量2.5g食盐（1g以下用游码），在加入食盐后发现指针向左偏转，说明药品多了，这时他应该减少药品，直至天平平衡。
故答案为：A。
10．以下各装置能完成相应实验的是(　　)

A．只有①② B．只有③④ C．只有①④ D．只有②
【答案】C
【解析】①导管放入水中，用手握住试管，会看到导管口有气泡，说明装置气密性是否良好。实验合理；故符合题意；②在用排空气法收集气体时，导管要伸到集气瓶的底部，防止空气的对流，收集的气体不纯；实验不合理；故不符合题意；③在使用不同浓度的过氧化氢比较二氧化锰和氧化铜对过氧化氢的催化效果时，由于所使用过氧化氢溶液浓度的不同，而不能确定放出气体快慢是催化剂的不同还是反应溶液不同的原因。实验不合理；故不符合题意；④由于氧气能支持燃烧，故检验氧气的方法可将带火星木条伸入集气瓶中，看是否复燃。实验合理。故符合题意；实验合理的只有①④
故答案为：C
11. （河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某学生用量筒量取液体时，将量筒平放，且面对刻度平视测量．初次视线与量筒内液面最低处保持水平，读数为20mL．倒出部分液体后，俯视凹液面最低处，读数为5mL，则该学生实际倒出液体的体积（　　）
A. 等于15 B. 小于15 C. 大于15 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
量取液体读数时，要平视凹液面的最低处；俯视，读数偏大，实际液体偏少；仰视读数，读数偏小，实际液体量偏多；初次视线与量筒内液面的最低处保持水平，读数为20mL，则量筒内实际液体就是20ml；倒出部分液体后，俯视凹液面最低处，读数为5mL，则实际液体量少于5ml，则该学生实际倒出液体的体积大于15mL。选C
12. （河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）某同学用托盘天平称取食盐时，把食盐放在右盘里，砝码放在左盘中，读数为10.5g（1g以下使用游码），那么该同学实际称量食盐的质量为
A. 10g B. 9.5g C. 9g D. 10.5g
【答案】B
【解析】
用托盘天平称取食盐时，食盐应该放在左盘，砝码应该放在右盘，根据天平平衡，砝码质量+游码=药品的质量，当将砝码和物品放反后，砝码的质量=药品的质量+游码的质量，由题可知，砝码的质量是10g，游码的质量为0.5g，故药品的质量=砝码的质量-游码的质量=10g-0.5g=9.5g，故选B。
13．某学生用量筒量取液体，将量筒平放且面对刻度线，初次仰视量筒内液体的凹液面， 读数为 a mL；随后又倒入部分该液体后，向下俯视凹液面最低处，读数为 b mL，则该学 生第二次倒入液体的实际体积是(　　)
A．大于(b-a)mL B．等于(b-a)mL
C．小于(b-a)mL D．无法确定
【答案】C
【解析】该学生初次读数时仰视量筒内液体凹液面，读数为amL，实际体积大于amL；倒入部分液体后，俯视凹液面最低处，读数为bmL，其读数会比实际偏大，那么实际体积应小于bmL；则该学生实际加入的液体体积小于（b﹣a）mL，
故答案为：C。
14．对于化学反应，我们不但要考虑加入的试剂，还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。教材中“木炭还原氧化铜”的实验（如图），下列说法错误的是（　　）

A．试管A中，除C、CuO外，还可能有氧气参与反应
B．除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳不能还原氧化铜
C．要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施
D．进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳
【答案】B
【解析】A.试管A中，除C、CuO外，还可能有空气中的氧气参与反应，选项说法不符合题意。
B.除木炭可以还原氧化铜外，经反应生成的一氧化碳能还原氧化铜，选项说法符合题意。
C.要排除环境对该反应的影响，还可以采取抽成真空（或充入氮气等保护气体）等措施，选项说法不符合题意。
D.进入试管B的气体，除二氧化碳外，还可能有氧气或空气、氮气、一氧化碳，选项说法不符合题意。
故答案为：B
15．如图为改良版的“验证二氧化碳化学性质”的实验装置。用一根铁丝穿4片紫色石蕊试纸，按图示将稀硫酸和水滴加到相应的试纸上，下列说法错误的是（）

A．图中1、3变为红色，2、4不变色
B．若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因它们都属于酸
C．该实验证明二氧化碳能与石蕊发生反应生成红色物质
D．该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强
【答案】C
【解析】A、稀硫酸显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；水显中性，不能使紫色石蕊试纸变色；二氧化碳溶于水生成碳酸，可以使紫色石蕊试纸变红色；干燥的二氧化碳没有酸性，不能使紫色石蕊试纸变色。所以图中1、3变为红色，2、4不变色，故不符合题意；
B、因为稀醋酸也显酸性，可以使紫色石蕊试纸变红色；所以若将稀硫酸换成稀醋酸也可以得到符合题意的实验结果，因为它们的pH＜7，故不符合题意；
C、该实验证明二氧化碳能与水生成酸性物质，使石蕊变红色，故符合题意；
D、该实验的优点是将四个实验改成一个实验，对比性强，直观性强，故不符合题意。
故答案为：C。
16．草酸(H2C2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（　　）
A．该实验中①、②装置可以互换
B．若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中
C．反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物
D．若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜
【答案】D
【解析】A、该实验中①、②装置不可以互换，否则无法检验水，A不符合题意；
B、 若③中停止加热，④中液体不会倒吸入硬质玻璃管中，因为气体一直会进入试管内。不会造成倒吸现象；反应结束后，B不符合题意；
C、中的固体物质属于纯净物，因为只有反应中被置换的铜，C不符合题意；
D、若分解产物停止通入时，C中生成的铜不会被氧化，因接触不到氧气，D符合题意。
故答案为：D。
17．如图所示图1为一氧化碳还原氧化铜的实验，图2为碳还原氧化铜的实验，其中澄清石灰水足量∶（　　）
图1 图2
①两个实验中都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊；
②两个实验都可以根石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束
③两个实验均应防止石灰水倒吸
④两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧，发生还原反应；
⑤两个实验的相关反应中，C、Cu、O三种元素的化合价都发生改变；
⑥两个实验中固体减少的质量均为产生气体的质量
⑦两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大；
⑧图1中，若取氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，则样品中氧化铜的质量分数为 20n11m ×100%(杂质不参加反应)，澄清石灰水增加的质量为 11n4 。
A．2个 B．3 个 C．4个 D．5个
【答案】B
【解析】① 因为两个实验反应的生成物都是铜和二氧化碳，所以都可观察到黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊，故符合题意；
② 木炭还原氧化铜实验反应结束后，不再产生气体，不再有气体进入试管b中，所以会观察到气泡停止逸出，所以以根据石灰水不冒气泡的现象判断反应已经结束；一氧化碳还原氧化铜实验中药品反应结束后，还要继续通入一会一氧化碳到试管冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，空气进入玻璃管A内，较热的铜与氧气接触，重新被氧化，在通入一氧化碳的过程中，B试管中会继续产生气泡，所以用一氧化碳还原氧化铜不能根据气泡逸出情况来判断反应是否结束，故不符合题意；
③ 木炭还原氧化铜反应结束后，若先撤走酒精灯，试管内的温度降低，气体收缩，气压减小，引起水倒吸，所以该实验需要防止水倒吸，方法是用弹簧夹将橡胶导气管部分夹紧防止空气进入，使铜再次被氧化，随即熄灭酒精灯，并将导管从试管b中取出；一氧化碳还原氧化铜，当反应结束后，还需要继续通入一氧化碳直到试管温度冷却至室温，防止停止通入一氧化碳后，有空气进入玻璃管，使较热的铜重新被氧化，同时也可以防止澄清石灰水倒吸，故符合题意；
④ 由分析中的方程式可以看出，两个实验发生的反应中，C、CO都得到氧后转化为二氧化碳，物质与氧发生的化学反应叫做氧化反应，所以二者发生的是氧化反应，不是还原反应，该说法不符合题意；
⑤ 两个反应过程中，一氧化碳和碳都转化为二氧化碳，碳元素化合价分别由+2价和0价都变化+4价，化合价升高；氧化铜转化为铜，铜元素化合价由+2价变为0价，化合价降低了；但氧元素化合价没有改变，故不符合题意；
⑥ 根据质量守恒定律，碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的碳的质量加上氧化铜失去的氧的质量，因为反应物都是固体，所以固体减少的质量为产生气体的质量；一氧化碳还原氧化铜时，生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳的质量与氧化铜失去的氧的质量，因此生成二氧化碳的质量要比固体减少的质量大；故不符合题意；
⑦ 根据质量守恒定律 ，生成固体铜的质量等于被还原的氧化铜中铜元素的质量，固体中铜元素质量不变，但固体总质量都在减少，所以两个实验中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大，故符合题意；
⑧ 图1为一氧化碳还原氧化铜，氧化铜样品质量为m，充分反应后，玻璃管内的固体质量减少了n，固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量，所以样品中氧化铜的质量为： ，则样品中氧化铜的质量分数为： ；
产生的二氧化碳被澄清的石灰水吸收，所以产生二氧化碳的质量即为澄清石灰水增加的质量。
解：设产生二氧化碳的质量为 x .

即澄清石灰水增加的质量为 11n4 ，题中给出的样品中氧化铜的质量分数是错误的；
故正确的说法有：①③⑦，
故答案为：B。
18. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）气体制备装置中不能“随开随制，随关随停”的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
本题考查气体发生装置改进的探究。
A、关闭止水夹装置中反应继续发生，产生的气体使干燥管中压力增大，在气压作用下液体药品被压回烧杯中，当液体药品与固体要分离时，反应停止，打开止水夹，在外界气压作用下液体药品又进入干燥管中与固体药品接触，反应重新开始，故可以达到实验效果；
B、关闭止水夹U型管中反应继续发生，产生气体使U型管中右侧压力增大，在气压作用下液体药品被压往左侧，当液位低于多孔塑料板时液体药品与固体药品分离反应停止，打开止水夹，在外界气压作用下液体药品又回流到U型管右侧，当与固体药品接触时反应重新开始，故可以达到实验效果；
C、关闭止水夹试管中反应继续发生，产生的气体使试管中压力增大，液体药品在气压作用下被压回长颈漏斗中，但残留的液体药品无法与固体药品分离，反应仍然继续，无法停止，故无法达到实验效果；
D、关闭止水夹试管中反应继续发生，产生的气体使试管中压力增大，液体药品在气压作用下通过试管底部小孔被压回烧杯中，当液位低于多孔塑料板时固体药品与液体药品分离，反应停止，打开止水夹，在外接气压作用下液体药品回流至试管中，当与固体药品接触时反应重新开始，故可以达到实验效果；
故选C。
19. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）关于实验室用MnO2与KClO3制取氧气的说法正确的是
A. 不使用MnO2做催化剂该反应也能发生
B. 收集氧气后能直接凑到集气瓶口去闻
C. MnO2参与了反应过程
D. 在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，说明KMnO4也是该反应的催化剂
【答案】A
【解析】
A、实验室用MnO2与KClO3制取氧气，MnO2是催化剂能加快反应速率，不使用催化剂反应也能发生，故选项说法正确；
B、氧气是无味的，实验室的药品不能直接去闻气味，故选项说法错误；
C、MnO2是催化剂，没有参与反应过程，故选项说法错误；
D、在KClO3中加入少量KMnO4也能加快该反应速度，是因为高锰酸钾受热能分解生成二氧化锰，可以加快反应速率，KMnO4不是该反应的催化剂，故选项说法错误。
故选：A。
二、填空简答题
20. （河南鹤壁市鹤山区2021-2022上学期九月优生对抗赛）我们已经知道空气的主要成分是氮气和氧气，如甲、乙两图所示为测定空气中氧气含量的实验装置示意图，图乙中玻璃管里的活塞可以活动，活塞的左端管内有密封的空气，活塞右端的玻璃管口跟空气相通，实验开始前活塞处在刻度5cm处．请按要求填空．

（1）实验结束并恢复至室温时，活塞应停在约_____cm处．
（2）图乙比图甲的优点是_______________________________
（3）甲图集气瓶内的水的作用是_______________________________________
【答案】 ①. 4 ②. 实验更精确或不易造成空气污染（答对一个即可） ③. 吸收燃烧产生的热量及白烟
【解析】
（1）空气中氧气的体积占空气体积的五分之一，故实验结束并恢复至室温时，活塞应停在约4刻度出；
（2）图2和图1相比较，是在密闭容器中进行的，故优点是实验更精确或不易造成空气污染；
（3）甲实验中集气瓶中的水的作用是吸收燃烧产生的热量及白烟；
21. (江西省上饶市2020-2021学年九年级学科竞赛)菱铁矿和赤铁矿一样，也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁，为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3•yFe（OH）2•zH2O]的组成，华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置：

【查阅资料】a．碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2、H2O。
b．FeO是一种黑色粉末，它不稳定，在空气中加热，可被氧化成四氧化三铁。
c．碱石灰是NaOH及CaO的混合物，可以吸收CO2和H2O，浓硫酸可吸收H2O。
【实验步骤】（1）检查装置气密性后，称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中。
（2）打开弹簧夹K，鼓入一段时间空气，准确称量装置C、D、E的质量。
（3）关闭弹簧夹K，加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出，再打开弹簧夹K，缓缓通空气一段时间，这样操作的目的是______。
再次准确称量装置C、D、E的质量，所得数据如下

装置C/g
装置D/g
装置E/g
加热前
200.00
180.00
180.00
加热后
200.36
18088
180.00
（4）分析图、表中数据可知：3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为______g，CO2的质量为______g，装置E的作用是______。
【实验结论】在xFeCO3•yFe（OH）2•zH2O中，氢原子与氧原子的个数之比为______。
【答案】 ①. 使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收 ②. 0.36 ③. 0.88 ④. 防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收 ⑤. 4:9
【解析】
[实验步骤]
（3）碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成二氧化碳和水蒸气，部分可能在试管中不能进入右边装置， 通入空气可以使B中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收；
（4）装置C增加的质量为生成水的质量为200.36g-200g=0.36g；
装置D增加的质量为生成的二氧化碳质量为180.88g-180g=0.88g；
装置E中装的是碱石灰可以吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，防止空气中的水蒸气和二氧化碳被D装置吸收；
[实验结论]
根据质量守恒定律生成的氧化亚铁质量为：3.4g-0.88g-0.36g=2.16g，碱式碳酸亚铁中铁元素质量等于生成氧化亚铁中铁元素质量，为，碱式碳酸亚铁中氢元素质量等于生成水中氢元素质量，为 ，碱式碳酸亚铁中碳元素质量等于生成二氧化碳中碳元素质量，为 ，则碱式碳酸亚铁中氧元素质量为：3.4g-1.68g-0.04g-0.24g=1.44g，设碱式碳酸亚铁中氢原子个数为 x，氧原子的个数为y，则，则 x:y=4:9。
22．美美同学在开展研究性学习时，做了一个有关物质溶解和物质发生化学反应过程中能量变化的探究实验，装置如图所示。试管A、B中分别盛有两种不同的无色液体，U形管内均为品红溶液。

（1）若试管A中的无色液体是水，向试管A中加入适量烧碱，则U形管的a、b两端液面的变化是：b端液面　 　(填“升高”“降低”或“不变”)，产生此现象的原因是　 　。
（2）若试管B中的无色液体是稀硫酸，向试管B中加入镁条，看到试管B中产生大量无色气泡，且U形管a、b两端液面的变化与(1)相同，则产生此现象的原因是　 　。
（3）通过本实验的探究，再结合所学知识，我们可以得出的结论是　 　。
【答案】（1）升高；烧碱溶于水放热使瓶内气压增大
（2）镁条与稀硫酸反应放热使瓶内气压增大
（3）物质溶解和发生化学反应时均有吸热和放热的现象(或物质溶解和发生化学反应时均有能量变化)
【解析】（1）若试管A中的无色液体是水，向试管A中加入适量烧碱，则U形管的a、b两端液面的变化是：b端液面升高，产生此现象的原因是烧碱溶于水放热，使瓶内气压增大，大于外界大气压。
（2）若试管B中的无色液体是稀硫酸，向试管B中加入镁条，看到试管B中产生大量无色气泡，且U形管a、b两端液面的变化与(1)相同，则产生此现象的原因是镁条与稀硫酸反应会放热，使瓶内气压增大。
（3）通过本实验的探究，再结合所学知识，我们可以得出的结论是物质溶解和发生化学反应时均有吸热和放热的现象（或物质溶解和发生化学反应时均有能量变化）。
23.下面是某小组进行的“哪些因素影响固体物质在水中的溶解度”的实验探究，请你完成探究报告。
（探究实验）哪些因素影响固体物质在水中的溶解度？
（1）溶质种类的影响：
在实验中要改变的因素是：溶质的种类；要保持不变的因素是：　 　。
（2）（实验步骤）30℃时，用量筒各取5mL蒸馏水分别加入到①、②两支试管中，再分别加入KNO3、Ca(OH)2各2g振荡，观察各物质溶解情况。
（实验现象）试管①中KNO3全部溶解，试管②中有部分Ca(OH)2未溶。
（实验结论）在　 　保持不变的情况下，不同种类的物质在水中的溶解度一般　 　(选填“相同”或“不同”)。
（3）温度的影响(以KNO3为例)：
在实验中要改变的因素是　 　；要保持不变的因素是　 　。
（4）（实验步骤）用量筒各取5mL蒸馏水，分别加入①、②二支试管中，再加入5gKNO3晶体，将试管①保持在常温下，将试管②加热并保持在60℃，振荡，观察各试管中KNO3的溶解情况。
（实验现象）试管①中有部分KNO3未溶，试管②中KNO3全部溶解。
（实验结论）在不同　 　下，同种固体物质在水中的溶解度不同。
【答案】（1）温度、溶剂的质量、溶质的质量
（2）温度；不同
（3）温度；溶质的质量和溶剂的质量
（4）温度
【解析】（1）探究溶质的种类对溶解度的影响，即除了溶质的种类不同外，温度和溶剂的质量都必须相同，这样才能得出正确的结论；
（2）由30℃时，5mL蒸馏水中溶解的KNO3、Ca(OH)2质量不同，则说明在温度相同、溶剂的量相同、溶质质量的情况下，不同的固体物质的溶解度不同；
（3）探究温度对溶解度的影响时，除了温度不同之外，溶质和溶剂的质量必须相同；
（4）由试管①中有多量KNO3未溶，试管②中KNO3全部溶解，可知在不同温度下，同种固体物质在水中的溶解度不同。
24. （2022山东省第三届学科素养知识竞赛）自然界的一切事物中,唯有水最珍贵。水是生命之源,我们要保护每一滴水。我们生活中的可用水，自来水厂功不可没。某自来水厂进化河水为自来水，部分工艺流程如图：

（1）已知 X 试剂和河水未发生化学反应，则 X 试剂的俗名为______________。
（2）净化后的水是 ______________（选填“纯净物”、“混合物”或“固液混浊态”）净化后的水不可以直接饮用，我们需要______________，得到的产物为 Y 试剂。
（3）被称为“绿色氧化剂”的过氧化氢(H2O2) ，俗称双氧水，是一种无色液体， 常用作氧化剂、消毒杀菌剂和漂白剂等。在较低温度下和少量催化剂(如 MnO2 )条件下，它能迅速分解，所到的气体和 Y 试剂电解产生的其中一种气体相同。当过氧化氢接触二氧化锰后,反应便立即开始并不能人为控制其速度。如果稍改变你所选择的装置,便可控制其反应的速度。请从图2的仪器中选择一种仪器更换你选择的装置中的一种仪器,以达到控制反应速度的目的.你选择的仪器是______________(填序号) ，它更换原装置中的 _____________。 控制反应速度的原理是:______________。

（4）天然气、沼气的主要成分是 ZW4，它的化学性质和 Y 试剂电解产生的其中一种气体相似。实验室用无水醋酸钠和碱石灰固体混合物加热制取 Z。若用此法制取 ZW4，其气体发生装置选择 C，可采用______________或______________收集。
【答案】（1）明矾 （2） ①. 混合物 ②. 煮沸
（3） ①. C ②. b ③. 通过控制分液漏斗的活塞可以控制反应的速率
（4） ①. 排水集气法 ②. 向下排空气法或瓶口向下排空气法
【解析】
（1）操作①为沉降，X试剂加速固体颗粒沉降，则X为明矾，明矾的水溶液能吸附水中的颗粒形成沉淀；
（2）净化后的水中还含有矿物质等，则属于混合物；净化后的水中可能钙镁离子加多，还有细菌病毒等，还需要煮沸后才能饮用；
（3）用双氧水与二氧化锰为药品制取氧气，药品为液体与固体的组合，则适合用图2B装置为反应的发生装置，为了能控制的反应发生速率，需要将B装置中的长颈漏斗b换成分液漏斗C，通过控制分液漏斗的活塞可以控制反应的速率；
（4）天然气、沼气的主要成分是 CH4，甲烷密度比空气小，且难溶于水，则可以用排水集气法或者向下排空气法收集。
25. （2022山东省第三届学科素养知识竞赛）如图所示，A-F 均为初中化学常见试剂，A 和 B 由两种相同的元素组成，C 和 D 均为气体单质，气体 C 被誉为“21 世纪的新能源”，E 为黄色粉末，部分条件省略。

（1）A 为________________ ，生成 F 的现象为________________ 。
（2）B 分解为 C 和 D 的方程式为________________ 。
（3）如图所示为“联合脱硫脱氮技术”，处理物质 SO2和 NO，转化为 CaSO4和 Ca(NO2)2

①写出反应釜 I 的化学反应方程式： ________________。
②请写出反应釜 II 的现象： ________________。
③请写出 NO2的作用： ________________。
【答案】（1） ①. H2O2 ②. 发出明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，产生一种具有刺激性气味的气体
（2）
（3） ①. ②. 有沉淀溶解 ③. NO2为下一步反应做准备NO2为中间物
【解析】
（1）A 和 B 由两种相同的元素组成，C 和 D 均为气体单质，气体 C 被誉为“21 世纪的新能源”，过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，水在通电的条件下生成氢气和氧气。因此A是过氧化氢，B是水，C是氢气，D是氧气，C和D点燃后生成B，E 为黄色粉末，为硫，硫与氧气点燃后生成二氧化硫，产生的现象为发出明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，产生一种具有刺激性气味的气体；
（2）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，反应方程式为；
（3）①反应釜I中反应为二氧化硫和氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水，化学反应方程式为SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O；
②反应釜II中反应为二氧化氮与氢氧化钙、亚硫酸钙反应生成硫酸钙、亚硝酸钙和水，反应现象为有沉淀溶解；
③由图示可看出NO2的作用是NO2为下一步反应做准备或NO2为中间物。
26. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）根据下列装置，回答问题：

（1）写出图中标号①仪器的名称：_________。
（2）实验室里常用H2O2和MnO2来制取O2，二氧化锰特制成大颗粒状，应选用的发生装置为图中的_________（填字母，下同），该装置的优点是_________;若用装置E收集O2，则气体应从导管_______（填“a”或“b”）端进入。
（3）实验室常用MnO2与浓盐酸反应制备Cl2，其反应方程式为： ，写出浓盐酸一条特性_______，发生装置应选择_______，操作顺序依次是_______。（填序号）
A.向烧瓶中加入MnO2粉末 B.加热 C.向烧瓶中加入浓盐酸 D.检查装置气密性
该制备反应会因盐酸浓度下降而停止。为测定反应所需盐酸的最低浓度，某探究小组的方案为：取定量反应残余液与足量AgNO3溶液反应，称量生成沉淀的质量。此方案________（填“可行”或“不可行”），原因是_______；涉及的化学方程式为________。
（4）工业常需分离H2、CO2的混合气体。某同学采用装置F分离，操作步如下：
步骤1：关闭活塞B，打开活塞A，通入混合气体，可收集到_________。
步骤2：然后，________（填操作），又可收集到另一种气体。
【答案】（1）长颈漏斗
（2） ①. B ②. 可控制反应的发生于停止 ③. a
（3） ①. 易挥发形成白雾 ②. C ③. DACB ④. 不可行 ⑤. 残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应形成沉淀，不能确定HCl的量 ⑥.
（4） ①. H2 ②. 关闭活塞A，打开活塞B
【解析】
（1）由图可知，仪器为长颈漏斗，故填：长颈漏斗。
（2）过氧化氢制氧气不需要加热，发生装置选B，该装置固体放在隔板上，可控制固体和液体接触和分离，关闭出口气压增大，液体被压入长颈漏斗，反应停止，打开出口反应发生，E收集O2，氧气密度比空气大，长进短出，故填：B；可控制反应的发生于停止；a。
（3）浓盐酸特性易挥发形成白雾，该反应是液体加热反应，发生装置选C，操作顺序是 D.检查装置气密性；A.向烧瓶中加入MnO2粉末 ； C.向烧瓶中加入浓盐酸 ； B.加热，某探究小组的方案为：取定量反应残余液与足量AgNO3溶液反应，称量生成沉淀的质量，此方案不可行，因为残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应形成沉淀，不能确定HCl的量，化学方程式2AgNO3+MnCl2=2AgCl↓+Mn（NO3）2。故填：易挥发形成白雾；C；DACB；不可行；残余液中的MnCl2也会与AgNO3反应形成沉淀，不能确定HCl的量；2AgNO3+MnCl2=2AgCl↓+Mn(NO3)2。
（4）关闭活塞B，打开活塞A，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，通入混合气体，可收集到氢气，然后，关闭活塞A，打开活塞B，碳酸钠和硫酸生成硫酸钠，二氧化碳和水，又可收集到二氧化碳，故填：H2；关闭活塞A，打开活塞B。
27. （2022江苏盐城市射阳县综合素质能力竞赛）化学是一门以实验为基础的科学。根据下图回答问题。

（1）仪器a的名称是______。
（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气的化学反应方程式为______，用F装置收集氧气，当观察到导管口______的现象时再开始收集。
（3）①甲烷是一种难溶于水、密度比空气小的气体。实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，应选用的发生装置是______（填标号，下同），若用G装置收集时，则气体要从______端通入。
②可燃冰是CH4在海底低温和高压作用下形成的被H2O分子形成的笼包裹的结晶物质。
A．可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，其原因是______。
B．可燃冰有多种结构，某结构可燃冰的化学式为CH4·9H2O，分析其结构发现：平均34个H2O分子构成6个笼，每个笼只容纳一个CH4或H2O分子，这6个笼内容纳的CH4与H2O分子个数比是______（填最小整数比）。
（4）①下图中H是小组同学组装的实验室制二氧化碳气体的发生装置，该装置的优点是______；为了解装置具有该优点的原因，他们在装置E中连接压强传感器（如图I），从而测定实验中试管内气体压强变化的情况（如图J）。下列说法正确的是______（填序号）。

A．ab段试管中液面逐渐上升
B．bc段石灰石与稀盐酸脱离接触
C．c点的对应操作是打开导管上的活塞
②实验后的溶液显酸性，说明实验中稀盐酸过量，为了得到纯净的CaCl2溶液，可加入稍过量的______（填化学式），然后过滤即可。
【答案】（1）试管 （2） ①.
②. 有连续均匀的气泡冒出
（3） ① C ② n ③. 氮气储存罐为可燃冰提供了低温高压的保存环境 ④. 2：1
（4） ①. 能控制反应的发生与停止 ②. BC ③. CaCO3
【解析】
（1）由图可知，仪器a的名称是试管；
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解为水和氧气，该反应的化学方程式为：；
用F装置，即排水法收集氧气，当观察到导管口气泡连续均匀冒出的现象时再开始收集；
（3）①实验室常用加热碱石灰（氧化钙和氢氧化钠固体的混合物）和醋酸钠固体制取甲烷气体，属于固体加热反应，发生装置可选C；
若用G装置收集甲烷时，甲烷的密度比空气小，则气体要从n端通入；
②A、可燃冰在低温、高压条件下形成，将可燃冰样品常存放于液氮储存罐中，氮气储存罐为可燃冰提供了低温高压的保存环境，可以防止甲烷泄漏；
B、解：设6个笼内容纳的甲烷分子的个数为x，则容纳的水分子的个数为6-x，则x：（34+6-x）=1:9，x=4，所以这6个笼内容纳的CH4与H2O分子个数比是4：（6-4）=2:1 ；
（4）①该装置可将固体置于多孔塑料片上，关闭弹簧夹，通过长颈漏斗添加稀盐酸，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将稀盐酸压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开弹簧夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是：可以控制反应的发生和停止；
A、ab段压强逐渐增大，将稀盐酸压入长颈漏斗中，试管内液面下降，不符合题意；
B、bc段压强不变，是因为固液分离，反应停止，符合题意；
C、c点的对应操作是打开导管上的活塞，气体导出，故压强减小，符合题意。
故选BC；
②实验后的溶液显酸性，说明实验中稀盐酸过量，为了得到纯净的CaCl2溶液，可加入过量的碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，过滤，除去过量的碳酸钙即可，故填：CaCO3。
28. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）亚硝酸钠是实验室常用的试剂，实验室一般用亚硝酸钠溶液与氯化铵溶液反应来制取N2。N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3。下图为制取少量NH3的装置（制取H2的装置已略去）：

（1）C装置的硬质试管中发生反应的化学方程式为_________。
（2）反应时N2和H2的最佳质量比是__________。如果按此比例进行反应，反应时，D中导管口是否会逸出气泡？（已知NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性），如有请说明逸出气泡的原因：_________。
（3）B中浓硫酸的作用是__________。
（4）用实验方法证明确实有NH3生成：________。
【答案】（1）
（2） ①. 14:3 ②. 会逸出气泡，有氮气和氢气剩余，氮气和氢气均难溶于水，所以会看到气泡
（3）干燥气体 （4）向D中滴加酚酞溶液，如酚酞变红则说明有氨气产生
【解析】
（1）A中用于制取氮气，B中通入氢气后是氮气和氢气的混合物，所以C中是氮气和氢气在催化剂作用下及加热条件下合成氨气，化学方程式为。
（2）根据化学方程式，氮气和氢气最佳的质量比为28:(2×3)=14:3。
D中导管口会有气泡产生，因为题干中提到“N2的化学性质十分稳定，但在一定条件下能与H2部分化合生成NH3”，部分转化说明有氮气和氢气剩余，氮气和氢气均难溶于水，所以会看到气泡。
（3）浓硫酸具有吸水性，可吸收制取氮气和氢气中的水蒸气，所以作用是干燥气体。
（4）根据“NH3极易溶于水，其水溶液呈碱性”可以检验D中水是否变为碱性溶液，如变为碱性溶液则有氨气生成。方法是向D中滴加酚酞溶液，如酚酞变红则说明有氨气产生。
29. （2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）“长征五号”火箭是中国迄今运载能力最大的火箭，目前已经成功完成“嫦娥五号”探测器、中国空间站天和核心舱等的发射任务。

（1）“长征五号”的第一、二子级火箭用偏二甲肼（C2H8N2）和四氧化二氮（N2O4）做推进剂，该反应的能量转化形式是________，反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2X，则X的化学式是_______。
（2）“长征五号”的第三子级火箭采用液氢、液氧做推进剂。制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
I．制氢：铁酸锌（ZnFe2O4）可用于循环分解水制氢气。如图所示，制氢过程中，ZnFe2O4的作用是________，该循环制氢中不断消耗的物质是________（填化学式）。

II．贮氢：请写出反应③的化学方程式_________。氢化物MgH2与水反应生成一种碱，并释放出H2，其化学方程式为________。
III．如图是氢气和氧气在密闭容器中燃烧的微观示意图：

请回答：从微观角度看，变化Ⅰ和变化II的本质区别是________。
（3）“嫦娥五号”的任务之一是探明月壤成分，以探索未来新能源。月壤中含有丰富的氦-3，氦-3是世界公认的高效、清洁、安全的核聚变发电燃料。下列关于氦-3的叙述正确的是______。
A. 其原子核内质子数为3 B. 其原子核外电子数为2
C. 其相对原子质量约为2 D. 其化学性质肯定比较活泼
【答案】（1） ①. 化学能转化为热能 ②.
（2） ①. 起催化作用（作催化剂） ②.
③.
④.
⑤. 分子的种类是否发生改变 （3）B
【解析】
（1）根据该反应发生后产生热量作为火箭的动力，故能量转化形式是：化学能转化为热能；
根据质量守恒定律反应前后原子的个数没有改变，反应前有2个碳原子、8个氢原子、6个氮原子、8个氧原子，反应后有8个氢原子、6个氮原子、4个氧原子，故2X中有2个碳原子、4个氧原子，则一个X分子含1个碳原子、2个氧原子，则化学式为：；
（2）I．制氢过程中，铁酸锌的质量没变，循环后还是物质本身没有改变故推断其在循环过程中的作用是：起催化作用（作催化剂）；根据图示可知水作为反应物出现，反应后不再生成故说明不断消耗的物质是水，故填;；
II．如图反应③是氢气和在一定条件下反应生成和，故化学方程式为：；
氢化物与水反应生成一种碱，推知为氢氧化镁，并释放出氢气，其化学方程式为：；
III．如图从微观角度看，变化Ⅰ是氢分子和氧分子分解为氢原子和氧原子，然后再结合成水分子，属于化学变化，变化II水分子本身没变，只是分子间隔变化属于物理变化，故填:分子的种类是否发生改变；
（3）由题意可知，氦−3的原子序数为2，结合“原子序数＝核内质子数＝核外电子数＝核电荷数”和“相对原子质量≈质子数＋中子数（近似整数值）”，则可知;A、核内质子数等于原子序数故为2，选项错误；B、原子里，核内质子数等于原子序数等于核外电子数，故为2，选项正确；C、相对原子质量≈质子数＋中子数，，选项错误；D、氦原子已达稳定结构，不易得失电子，化学性质稳定，选项错误；故选：B。
30. （2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2+NH4Cl=N2↑+NaCl+2H2O。为探究反应速率与NaNO2溶液浓度的关系，利用下图装置（夹持仪器略去）进行实验。实验步骤：往A中加入一定体积（V）的一定浓度的NaNO2溶液、一定浓度的NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入一定浓度的醋酸（可加快反应速率）。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集10.0mLN2所需的间，重复多次取平均值（t）。

回答下列问题：
（1）仪器A的名称为______。
（2）检查装置气密性的方法：关闭止水夹K，_______。
（3）若需控制体系的温度为36℃，采取的合理加热方式为_______。
（4）探究浓度对反应速率影响。实验数据如下表所示。
实验
编号
V/mL
t/s
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
332
2
6.0
4.0
4.0
V2
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
m
4
12.0
4.0
4.0
0
37
已知：NaNO2的浓度扩大1倍，反应速率（t/s）扩大2倍。回答下例问题：
V1=_______，V2=_______，m=_______。
【答案】（1）锥形瓶 （2）通过分液漏斗往A中注水，一段时间后水难以滴入，说明装置气密性良好
（3）水浴加热 （4） ①. 4 ②. 6 ③. 83
【解析】
本题考查实验的基本操作及用实验探究反应速度与反应物浓度之间的关系。
（1）根据图示可以辨别出A为锥形瓶；
（2）关闭止水夹打开活塞，水流入锥形瓶中，如果装置不漏气，分液漏斗中的水在锥形瓶中空气的压力下将无法继续流下来，故通过分液漏斗往A中注水，一段时间后水难以滴入，说明装置气密性良好；
（3）水浴加热温度容易控制，也可以使反应物均匀受热，故选水浴加热合理；
（4）用控制变量法结合实验探究NaNO2溶液浓度与反应速率的关系，则NH4Cl的浓度需要保持不变，根据实验3、4可知溶液的总体积为20ml，故V1=20mL-4mL-4mL-8mL=4mL，V2=20mL-6mL-4mL-4mL=6mL；根据题干信息可知：NaNO2的浓度扩大1倍，反应速率（t/s）扩大2倍，分析得出反应速率与浓度的平方成正比，根据表格数据分析得出实验3的NaNO2的浓度是实验1NaNO2的浓度2倍，则实验3的反应速度是实验1的4倍，速度与时间成反比关系，所以实验1的反应时间为实验3的4倍，故m==83。
31. （2022年福建省龙岩市永定区科学素养竞赛）某化学兴趣小组以二氧化碳为主题开展了一系列项目化学习。
任务一：实验室制取CO2
（1）实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，写出该反应的化学方程式_________。
任务二：探究能否用排水法收集CO2
（2）利用图Ⅰ、图Ⅱ所示的两套装置分别收集CO2，再通过氧气传感器测出瓶中残留氧气含量，并由此计算出CO2含量如下表所示，请完成下列表格（精确到1%）。

收集方法
氧气含量
二氧化碳含量
结论
向上排空气法
6.6%
69%
能用排水法收集二氧化碳
排水法
4.2%
______
（3）图1将燃着的镁条放入二氧化碳气体中，发现镁条剧烈燃烧。你对燃烧条件有何新的认识（写出一点即可）_________。
（4）如图2安装好装置，挤压胶头滴管，使少量氢氧化钠溶液进入烧瓶，打开止水夹，观察到烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是（用化学方程式表示）_____。实验结束后，取少量烧瓶内的溶液于试管中，再滴加2滴无色酚酞，观察到溶液变________色。
（5）图3装置，要形成喷泉怎么操作，写出操作过程_______。
（6）查阅资料：Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3，向10g8%的NaOH溶液中通入一定量CO2后，所得溶液中的溶质有0.53gNa2CO3和0.84gNaHCO3，则参加反应的CO2的质量是_____g。
【答案】（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（2）80%79%
（3）燃烧不一定需要氧气
（4） ①. 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ②. 红
（5）打开止水夹，并用热毛巾捂住烧瓶外部
（6）0.66
解：因为二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠、水，继续通入二氧化碳，二氧化碳、水、碳酸钠发生反应生成碳酸氢钠，10g 8%的NaOH溶液中溶质的质量为：10g×8%=0.8g，设与10g 8%NaOH溶液反应的二氧化碳的质量为y。

，y=0.44g
设反应生成0.84gNaHCO3消耗二氧化碳的质量为x。

，x=0.22g
故参加反应的CO2的质量为：0.44g+0.22g=0.66g
【解析】
（1）实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；
（2）假设气体的总体积是100mL，氧气含量为4.2%，所以氧气的体积是4.2 mL，则空气的体积是：=20 mL，（空气中氧气的体积分数按21%计算）或=21 mL（空气中氧气的体积分数按20%计算），则二氧化碳的体积分数是80%或79%，故填：80%或79%。
（3）将燃着的镁条放入二氧化碳气体中，发现镁条剧烈燃烧，说明燃烧发生时不一定需要氧气；
（4）如图2安装好装置，挤压胶头滴管，使少量氢氧化钠溶液进入烧瓶，打开止水夹，观察到烧杯中的氢氧化钠溶液进入烧瓶，形成喷泉，出现此现象的原因是二氧化碳与氢氧化钠溶液发生反应，烧瓶内气体减少，压强变小，所以溶液进入烧瓶内，形成喷泉，反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。反应后生成的碳酸钠溶液显碱性，能使酚酞试液变红，所以实验结束后，取少量烧瓶内的溶液于试管中，再滴加2滴无色酚酞，观察到溶液变红色。
（5）图3装置，要形成喷泉的操作是：打开止水夹，并用热毛巾捂住烧瓶外部，会使烧瓶内的气体受热膨胀而排出，取下毛巾后，气温降低，烧瓶内气压减少，从而形成喷泉。
（6）见答案。
32. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）甲、乙两小组同学分别用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验。

（1）甲组实验：
①在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，连接A、B装置，打开a、c，关闭b，向B中集气瓶内充入气体，检验集气瓶中气体已收集满的方法是______。
②关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中的现象是_______。
（2）乙组实验：
【资料】氯化氢气体和氨气均极易溶于水，且两者反应生成白色固体氯化铵（NH4Cl）。
①在c右端的导管口套一个气球，在A的锥形瓶中放入浓盐酸，向长颈漏斗中注入浓硫酸，有HCl气体产生，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a、c，关闭b，气球微微鼓起。产生HCl气体的原因是________。
②关闭a，将A中的药品替换为NaOH固体和浓氨水，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a，一段时间后关闭a，B中集气瓶内有白烟产生。冷却至室温后气球恢复原状。关闭c打开b，B中导管内的液面无任何变化。产生上述现象的原因是________。
【答案】（1） ①. 将燃着的木条放在c右端的导管口处，若熄灭则气体已集满 ②. 烧杯中的无色液体沿导管进入到集气瓶中（或形成喷泉）
（2） ①. 浓硫酸溶于水会放出大量热，使浓盐酸中的HCl气体溶解度减小，导致HCl气体逸出 ②. NH3和HCl反应生成固体NH4Cl，且两者恰好完全反应，集气瓶内的气压与外界大气压相等
【解析】
（1）甲组实验：
①在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，大理石和稀盐酸反应产生二氧化碳气体，由于二氧化碳不支持燃烧，所以检验集气瓶中气体已收集满的方法是将燃着的木条放在c右端的导管口处，若熄灭则气体已集满。
②关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，集气瓶内的气体遇冷收缩，压强变小，所以一段时间后，观察到B装置中的现象是：烧杯中的无色液体沿导管进入到集气瓶中（或形成喷泉）。
（2）乙组实验：
①浓硫酸溶于水会放出大量热，使浓盐酸中的HCl气体溶解度减小，导致HCl气体逸出。
②关闭c打开b，B中导管内的液面无任何变化，原因是NH3和HCl反应生成固体NH4Cl，且两者恰好完全反应，集气瓶内的气压与外界大气压相等。
33. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）含氯消毒剂可有效灭活新冠病毒，为新冠疫情防控做出巨大贡献，如二氧化氯(ClO2)就是其中一种常用的高效消毒灭菌剂，该气体在常温下为黄色气体，易溶于水，但在浓度过高时易分解爆炸，故常采用H2O2和NaOH混合溶液将其吸收转化为NaClO2固体以便于运输和贮存。某兴趣小组同学利用如下装置及试剂制备，请回答下列问题。（提示：）

（1）H2O2中O元素的化合价为_________。
（2）装置A中持续通入氮气的主要作用是_______、___________。
（3）装置B的作用是________；装置D的作用是___________。
（4）反应一段时间后，装置C无明显现象。兴趣小组同学对C装置进行了改进，改进之后，很快发现C装置中有NaClO2晶体析出。兴趣小组同学改进的措施是_________。
（5）已知：同一化学反应中，若有元素的化合价升高，则必有元素的化合价降低。则C装置中发生的化学方程式为__________。
【答案】（1）-1 （2） ①. 搅拌反应物 ②. 稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸
（3） ①. 作安全瓶，防止C中的溶液倒吸 ②. 吸收多余的ClO2，防止污染环境
（4）将装置C置于冰水浴中
（5）
【解析】
（1）H2O2中H元素的化合价为+1，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，O元素的化合价为-1；
（2）根据题给信息，装置A中持续通入氮气的主要作用是搅拌反应物、稀释二氧化氯，防止因二氧化氯的浓度过高而发生爆炸；
（3）装置B的作用是作安全瓶，防止C中的溶液倒吸；装置D的作用是吸收多余的ClO2，防止污染环境；
（4）大多数固体物质的溶解度随温度的降低而减小，为了使C装置中有NaClO2晶体析出，改进的措施是将装置C置于冰水浴中；
（5）根据质量守恒定律，C装置中发生的化学方程式为：。
34. （2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）某学习小组用如图所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。

（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，其目的______________；
（2）实验操作步骤有：检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置后，再进行的操作还有：①记录C的液面位置；②将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥、称重；③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录C的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤检查气密性．上述再进行的操作的顺序是_____________（填序号）；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应_______________；
（3）B中发生反应的化学方程式为__________________________ ；
（4）若实验用锌铜合金的质量为a g，与酸充分反应后，测得氢气体积为VL，为求出合金中锌、铜的质量分数，还缺少的一个数据是___________；
A 反应前加入稀酸的体积 B 反应前加入稀酸的质量分数
C 实验前反应装置中空气的体积 D 实验条件下氢气的密度
（5）若实验用锌铜合金的质量为ag，与酸充分反应后，B中剩余固体的质量为bg，则锌的质量分数为______________；
（6）实验过程中，若未洗涤过滤所得的不溶物，则测得锌的质量分数将_____________（填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】 ①. 除去合金表面的氧化膜 ②. ⑤①④③② ③. 使D和C的液面相平 ④. Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑（或Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑） ⑤. D ⑥. ×100% ⑦. 偏小
【解析】
（1）实验前，先将锌铜合金在稀酸中浸泡片刻，除去合金表面的氧化膜；
（2）要根据排开液体的体积来测定生成氢气的体积，首先需记录C的液面，然后使反应进行，当充分反应时再记C的位置，最后可以对剩余固体进行处理，所以本题答案为：⑤①④③②；记录C的液面位置时，除视线平视外，还应 使D和C的液面相平；
（3）依据锌能与酸反应生成氢气而铜不可以来进行，所用的酸可以是稀盐酸也可以是硫酸，所以本题答案为：Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑（或Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑）；
（4）要求氢气的质量，除了知道氢气的体积，还需要知道氢气的密度，所以本题答案为：D；
（5）铜锌合金的质量为ag，B中剩余固体的质量为bg，则锌的质量为（a-b）g，从而可以求得锌的质量分数为 ×100%，所以本题答案为：×100%；
（6）未洗涤过滤所得的不溶物，会导致铜的质量偏大，从而锌的质量偏小，得到锌的质量分数将偏小，所以本题答案为：偏小。
35. （2021年福建省龙岩市永定区初中学科竞赛）实验室获取氮气有多种途径，常见的3种方法是：
方法一：将氨气通入灼热的氧化铜粉末，得到纯净的氮气和铜：
方法二：将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末；
方法三：将亚硝酸钠(NaNO2)和氯化铵的混合溶液加热，氮元素全部转化为氮气。
进行实验时可选择的实验仪器如下图所示(省略夹持装置与加热装置)；

（1）方法一：制氮气所需的氨气可以用浓氨水滴加到生石灰中得到，此反应的发生装置最好选用________(填标号)。请写出生石灰在此反应中的两个作用：
①_____________；
②_____________。
（2）方法二：为保证所得氮气尽可能纯净，除了使用铜外，还可以向装置__________(填标号)中加入_________ 以除去其它杂质气体
（3）方法三：制氮气的化学方程式为_________。
（4）绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂与溶剂。在制取氨气的3种方法中，联合使用方法一和方法二与单独使用方法三相比，具有很多优越性，请从绿色化学的角度进行评价：___________。
（5）1892年，英国科学家瑞利(Rayleigh)发现，采用方法二得到的氮气在相同条件下比方法三得到的氮气密度总是偏大5 ‰左右。若上述实验设计与操作均无错误，且氮气已完全干燥，请解释产生这一现象的原因：_____________。
【答案】（1） ①. D ②. 与水反应放热，加快氨水的挥发、分解，得到氨气 ③. 与水反应，减少溶剂(或减小氨气的溶解度)
（2） ①. E ②. 碱石灰
（3）NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O
（4）Cu与CuO可循环使用，节约试剂
（5）空气中除含有氮气和氧气外，还含有密度比氮气大的气体
【解析】
（1）浓氨水和生石灰制取氮气，是固体和液体之间的反应，且不需要加热装置，故选D。生石灰和水反应会放出大量的热量，会使得氨水挥发，从而生成氨气；另一方面生石灰会和水发生反应，减少了溶剂。
（2）方法二是将空气通过灼热的铜，得到较纯净的氮气和氧化铜粉末，空气中除了氧气之外还含有水蒸气、二氧化碳和其他气体、杂质。如果想要得到更为纯净的氮气，需要除去二氧化碳和水蒸气，所以将空气通入碱性干燥剂即可，故可以选装置E，向其中加入碱石灰。
（3）亚硝酸钠（NaNO2）和氯化铵在加热的条件下反应生成氮气，氯化钠和水，反应方程式为NaNO2+NH4 ClNaCl+N2↑+2H2O。
（4）方法一和方法二中的氧化铜或者铜都可以循环利用，避免了浪费，且因为亚硝酸钠有毒，所以方法一和方法二也避免了使用有毒物质而发生危险。
（5）方法二中制取氮气时候只是除去了空气中的氧气，空气中仍含有稀有气体等其他杂质，且稀有气体比氮气密度大，所以制取的氮气会比方法三制取的氮气密度大5‰
36. （湖北省2021年九年级学科竞赛）如图所示为实验室中常见的气体制备和收集装置。请回答下列问题：

（1）请写出有标号①仪器的名称：______；
（2）用大理石和稀盐酸制取二氧化碳，发生的化学反应方程式为______；
（3）你认为C装置与B装置相比，选用C的优点是______；
（4）请简述使用装置E用排水法收集氧气的操作方法______。
【答案】（1）锥形瓶 （2）CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑
（3）可以控制反应的速率
（4）在装置E中装满水，氧气从b进入
【解析】
（1）根据图示，有标号①的仪器名称是：锥形瓶。
（2）大理石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式是：CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑。
（3）C装置中的长颈漏斗不能控制液体药品的滴加速度，B装置中的注射器能控制液体药品的滴加速度，从而控制反应速率，故C装置与B装置相比，选用C的优点是：可以控制反应的速率。
（4）因为要使用排水法收集氧气，所以应先将集气瓶内灌满水，又因为氧气密度小于水，所以氧气应从b通入。故使用装置E用排水法收集氧气的操作方法是：在装置E中装满水，氧气从b进入。
37. （2022年第十四届中学生数理化综合实践活动九年级化学应用）二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化能力，小明按图甲所示装置进行了如下实验。

①取1. 5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中，搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2毫升气体，用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中，采集数据.直至反应结束。
③用3.1毫克、3.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10. 7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2mL H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2毫升气体，其目的是__________。
(2)小明分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是_____________。
(3)查阅资料得知：过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由:___________。
【答案】 ①. 使加入反应物后瓶内的初始气压与原气压相同 ②. 相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢达到相同气压,过氧化氢酶所需的时间更短 ③. 过氧化氢酶的质量过大,可能导致反应过快,温度过高,降低了酶的活性
【解析】
根据所学知识和题中信息知，(1)步骤②将注射器B中的2mL H2O2溶液全部注入容器前，用注射器A先从容器中抽出2毫升气体，其目的是使加入反应物后瓶内的初始气压与原气压相同。(2)分析相关数据，得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论，其依据是相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢达到相同气压,过氧化氢酶所需的时间更短，产生的氧气较快。(3) 过氧化氢分解为放热反应。推测:过氧化氢酶质量过大，可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。理由是过氧化氢酶的质量过大,可能导致反应过快,温度过高,降低了酶的活性，酶是一种蛋白质，其活性受温度影响。
38.（山东德州市临邑县2020-2021下学期5月竞赛）小明同学在查阅有关资料时无意间了解到：Mg与NH4Cl 溶液能发生反应，生成物中有一种是盐，还有气泡产生，为确定气体的成分，进行下列实验探究：
【假设与猜想】
气体可能是 HCl、NH3、H2中的一种或几种．
【查阅资料】
①
②
③
【实验探究】
（1）为确定是否含有HCl，将气体通入酸化的_______溶液中，无沉淀产生，则该气体中无 HCl．
（2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置：

①A中观察到___________，证明有NH3；
②B中玻璃管内观察到__________，证明有H2；
③浓硫酸的作用除了吸收水蒸气还能吸收___________。
【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2，写出化学方程式_________．
【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在，理由是__________．
【答案】 ①. AgNO3 ②. 溶液变红 ③. 黑色固体变成红色 ④. NH3 ⑤. ⑥. HCl和NH3不能共存
【解析】
实验探究：
（1）检验氯化氢气体可以用硝酸银溶液，将气体通入酸化的硝酸银溶液中，无沉淀生成说明该气体中不含氯化氢；
（2）①氨气溶于水显碱性，会使滴有酚酞的水溶液变红色，故若A中观察到溶液呈红色，则证明含有 NH3 ；
②若B中玻璃管中观察到黑色粉末变成红色，则说明氢气还原氧化铜，进而证明有H2；
③氨气能够和浓硫酸反应，因此浓硫酸的作用除了吸收水蒸气还能吸收NH3，进而避免氨气对后面实验的干扰。
实验结论：
Mg 与 NH4Cl 溶液反应生成盐、 NH3 和 H2 ，根据质量守恒定律，该盐为氯化镁。反应的化学方程式为 Mg+2NH4Cl=MgCl2+2NH3↑+H2↑ ；
实验反思：
因为氨气能与氯化氢反应生成氯化铵，所以不需要单独检验氯化氢，就能证明氯化氢不存在。