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2022年安徽省中考化学专项训练：科学探究题
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这是一份2022年安徽省中考化学专项训练：科学探究题，共34页。试卷主要包含了14/2017，6 g,碳酸氢钠的溶解度是9，14/2018等内容，欢迎下载使用。
科学探究题
类型一 对实验条件、实验方法的探究 (5年2考,2019.14/2017.14)
1.[2021·合肥庐阳二模]据图1装置回答问题。
图1
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室利用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 ;装置B中固液分离,则活塞处于 (填“开启”或“关闭”)状态。
(3)某化学兴趣小组同学借助数字化实验手段用装置A探究“影响H2O2分解速率的影响因素”。
①按实验1数据进行分组实验,在同一温度下通过压强传感器得到数据如图2所示。
实验1
药品
第一组
4% H2O2溶液15 mL
第二组
4% H2O2溶液15 mL、0.2 g MnO2粉末
第三组
4% H2O2溶液15 mL、0.2 g FeCl3粉末
图2
②用0.2 g MnO2粉末作催化剂,学生又分别做了实验2、实验3,得到实验数据如图3Ⅰ、Ⅱ所示。
根据实验1、2、3,你认为除了上述影响因素外,还有 (写出一点)影响H2O2分解速率。
(4)实验1和2中4%H2O2溶液与0.2 g MnO2粉末混合后装置内的气压明显不同(见图A、B点),你认为可能的原因是 。
图3
2.[2021·合肥瑶海一模]某小组为探究二氧化碳产生快慢与哪些因素有关,在老师的指导下进行如下探究。老师提供的药品有:块状和粉末状大理石、5%和10%稀盐酸、10%稀硫酸。
提出问题 影响产生二氧化碳快慢的因素有哪些?
作出猜想
甲同学:与酸的种类有关。
乙同学:与酸的浓度有关。
丙同学:与大理石颗粒大小有关。
丁同学:与 有关。
设计实验 同学们为了验证自己的猜想,按照如下实验方案进行实验并测得数据。
序号
X
大理石
颗粒
酸的
种类
酸的浓
度/%
收集50 mL
气体时间/s
①
20
块状
盐酸
5
56
②
20
块状
盐酸
10
42
③
30
块状
盐酸
10
31
④
20
块状
硫酸
10
-
⑤
20
粉末状
盐酸
10
Y
(1)写出盐酸与大理石反应的化学方程式: 。
(2)实验①②对比得出的实验结论为 。
(3)如果要验证石灰石颗粒大小对速率影响,可选择实验 作对比,Y的数据可能是 (填序号)。
A.42 B.48 C.28 D.58
注意:若答对以下小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
拓展延伸 常温常压下,1体积水最多能溶解0.7体积二氧化碳。如图4甲所示,用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体,连接压强传感器和一只装有20 mL 蒸馏水的注射器,迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,测得压强变化曲线如图乙所示。
图4
(4)BC段压强上升的原因是 。
(5)CD段发生反应的化学方程式为 。
(6)D点压强大于B点,说明反应后容器内压强略大于反应前容器内的压强,对此你的解释是 。
3.[2021·合肥瑶海二模]铜在空气中久置会变“绿”。某小组设计并进行实验,探究铜变“绿”的条件。
查阅资料 碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气。
猜想与假设 常温下,铜片变“铜绿”可能与空气中的气体有关。
进行实验 兴趣小组探究长期放置在空气中的铜表面生成“铜绿”的原因,实验装置及现象如下:
序号
实验装置
实验现象
1
铜片不生锈
2
铜片不生锈
3
铜片不生锈
4
铜片生锈
解释与结论
(1)实验4的目的是 。
(2)实验2中,NaOH溶液的作用是 ;碱石灰的作用是 。
(3)说明铜生锈需要水蒸气的一组实验是 (填实验序号)。
(4)通过实验证明铜与 反应产生“铜绿”。
(5)欲除去“铜绿”并进一步证明其中含有碳酸盐,所需要的试剂是 。
拓展延伸 已知除去“铜绿”后的铜片与浓硫酸加热时产生有刺激性气味的气体氧化物,同时溶液变蓝。如图5是利用压强传感器测定该气体氧化物与NaOH溶液产生喷泉实验的过程及压强变化曲线图。
图5
(6)请写出铜片与浓硫酸加热生成有刺激性气味气体和溶液变蓝的化学方程式: 。
(7)实验过程:三颈烧瓶内装有收集满的气体,采集数据,将带有胶头滴管的橡胶塞塞进颈口c,胶头滴管内吸有NaOH溶液,挤尽胶头滴管液体,然后打开阀门b,烧杯内的NaOH溶液喷到三颈烧瓶内形成喷泉,则曲线CD段上升的原因是 。
4.[2021·合肥45中三模]45中化学兴趣小组的同学发现,向不同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入氯化钙溶液,会出现如下表所示现象。
现象一
现象二
现象三
Na2CO3
产生沉淀
产生沉淀
产生沉淀
NaHCO3
产生沉淀和气泡
产生沉淀
无沉淀
查阅资料 20 ℃时,碳酸氢钙的溶解度是16.6 g,碳酸氢钠的溶解度是9.6 g。
探究一 上述现象一中碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应产生的沉淀究竟是什么物质呢?
猜想假设 猜想1:溶液中生成碳酸氢钙达饱和而析出;猜想2:碳酸钙。
实验1
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取现象一中的沉淀于试管中,加入足量水
猜想1不成立
(2)再取少量上述沉淀,加入
有气泡产生
白色沉淀为碳酸钙
探究二 上述现象一中碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应产生的气体是什么?
实验2 (3)将现象一中产生的气体通入澄清石灰水中,观察到石灰水变浑浊,说明产生了CO2。写出石灰水变浑浊的化学方程式: 。
实验3 ①向10 mL不同浓度的NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,现象如下表。
浓度
NaHCO3
10%
滴加1滴出现白色沉淀,有较多气泡产生
5%
滴加1滴出现白色沉淀,30 s后有少量气泡产生
1%
滴加10滴出现浑浊
0.5%
滴加52滴出现浑浊
②如图6进行实验。向10 mL不同浓度的NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,测得CO2浓度与时间的关系如图7。
图6
图7
(4)从实验3的图像中你能得出的结论是 。
反思与评价 上述现象二、三出现不同现象的原因是什么?
(5)现象二NaHCO3溶液中只观察到浑浊、未观察到气泡,原因可能是 。
(6)小组同学发现,现象三的NaHCO3溶液中无沉淀,其原因可能为 。
注意:答对第(7)(8)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(7)小组同学对实验台上两瓶失去标签的溶液产生了兴趣,其中一瓶是碳酸钠,另一瓶是碳酸氢钠。有同学提出,若滴加CaCl2溶液,只产生白色沉淀的就是碳酸钠。你认为是否严谨? (填“是”或“否”),理由是 。
(8)根据上述探究,补全NaHCO3和CaCl2反应的化学方程式:2NaHCO3+CaCl2 。
5.[2021·合肥长丰县二模]某化学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱,开展了以下探究活动。
探究实验一
编号
实验操作
实验现象
甲
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中
无明显现象
乙
将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中
铝丝表面析出红色固体
丙
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中
铝丝表面析出红色固体
(1)比较实验乙和实验 (填“甲”或“丙”)可知:打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)实验乙中发生反应的化学方程式为 ,据此可知金属活动性Al比Cu (填“强”或“弱”)。
(3)查阅资料得知:CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。
下列是小林同学对实验丙的现象进行的分析,你认为下列猜想合理的是 (填序号)。
A.H2O破坏了氧化铝薄膜 B.Cl-破坏了氧化铝薄膜
C.Cu2+破坏了氧化铝薄膜 D.SO42-破坏了氧化铝薄膜
探究实验二 将铝丝和铜丝分别浸入相同质量、相同质量分数的稀硫酸中,铜丝不反应;一段时间后铝丝的表面产生大量气泡,氢气的产生速率与时间的关系如图8所示。
图8
(4)铝丝反应过程中试管外壁发烫,说明该反应会 (填“吸收”或“放出”)热量。
(5)图中O~a段未产生气体的原因是 , b点所对应溶液中的溶质有 (填化学式),c~d段产生氢气的速率下降的主要原因是 。
类型二 对物质的变化及实验现象的探究 (5年3考,2018.14/2018.15/2017.15)
6.[2021·合肥168中一模]“红绿灯”实验是一个有趣的化学实验:靛蓝胭脂红(化学式为C16H8N2Na2O8S2)、氢氧化钠、葡萄糖的混合液静置一段时间后,溶液颜色出现由绿色→红色→黄色的逐渐转变;充分振荡黄色溶液,溶液又会出现由黄色→红色→绿色的逐渐转变。颜色随静置和振荡出现多次交替变化,实验过程如图9甲所示。
图9
查阅资料 靛蓝胭脂红是一种酸碱指示剂,在含有一定氢氧化钠的溶液中呈绿色,静置时与葡萄糖逐步反应而发生颜色变化。
(1)混合液中NaOH属于 (填“酸”“碱”或“氧化物”)。
(2)某化学兴趣小组同学对该实验振荡过程中颜色变化的原因进行如下探究:
猜想Ⅰ.溶液中溶入CO2;
Ⅱ.溶液中溶入O2;
Ⅲ.溶液中溶入 (填化学式)。
实验设计
①小红同学利用图乙装置,从A端吹入呼出的气体,观察到混合液颜色的变化为黄色→红色→绿色,由此
(填“能”或“不能”)得出猜想Ⅰ正确,原因是 。
②为探究猜想Ⅱ,利用图乙装置设计实验方案: 。
注意:若答对第(3)(4)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(3)兴趣小组同学在静置混合液时,发现不同组的变色时间各不相同,他们又对影响混合液变色时间的因素进行了探究。在大试管中分别加入下表中试剂(所用溶液密度差异忽略不计),充分混合后,溶液为绿色。静置,观察并记录:
实验序号
a
b
c
0.1%靛蓝胭脂红溶液体积/mL
10
10
20
2%氢氧化钠溶液体积/mL
70
70
70
18%葡萄糖溶液体积/mL
10
10
10
水体积/mL
10
10
x
温度/℃
20
40
40
变色时间/s
绿→红
178
22
21
红→黄
81
21
27
合计
259
43
48
①由a、b两组实验,你得出的结论是 。
②b、c两组实验是探究靛蓝胭脂红浓度对变色时间的影响,则x= 。
(4)图甲所示的实验循环多次后,溶液颜色最终为绿色的原因是 。
7.[2021·合肥蜀山二模]某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究,请你参与。
查阅资料
①CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3;
②20 ℃时,部分物质的溶解度:
物质
Ca(OH)2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
0.16
109
21.8
9.6
实验一:探究氢氧化钙的性质。
20 ℃时,在盛有5 g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40 mL水,用玻璃棒搅拌,静置,取上层部分清液于B烧杯中。
(1)向A烧杯中滴加几滴石蕊溶液,再加入过量稀盐酸,观察到的现象为 。
(2)向B烧杯中通入CO2,观察到澄清石灰水变浑浊。
(3)请另选一种与步骤(1)(2)中不同类别的物质,写出其与氢氧化钙反应的化学方程式: 。
实验拓展 (4)向上述(1)反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液,测得其pH随反应时间的变化如图10Ⅰ。AB段的实验现象是 ,BC段发生反应的化学方程式为 。
图10
实验二:二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究。
20 ℃时,甲、乙两组同学设计如图Ⅱ装置分别进行实验。
甲组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后ⅱ中无明显现象,停止通CO2,ⅰ中溶质为X。
(1)甲组同学认为X只有Na2CO3。你认为该结论是否合理,说明理由: 。
注意:若答对以下问题将奖励3分,但化学试卷总分不超过40分。
乙组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后ⅱ中变浑浊,停止通CO2,ⅰ中溶质为Y,打开活塞,滴加足量稀盐酸。
(2)经分析Y是NaHCO3。实验过程中,ⅰ中产生的现象为 , 请分析产生该现象的原因:
。
8.[2021·苏州]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1 cm×1 cm×0.2 cm),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2 min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图11所示,实验现象见表1。
图11
表1 不同条件下的实验现象
实验组别
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)
煅烧时间
活性度
煅烧温度
12 min
16 min
20 min
1 050 ℃
790
793
795
1 100 ℃
836
856
863
1 150 ℃
868
871
873
1 200 ℃
808
845
864
1 250 ℃
454
556
617
1 300 ℃
412
530
623
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1 100~1 200 ℃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: 。
类型三 物质成分的探究 (5年1考,2019.15)
9.[2021·合肥42中三模]为研究铝和铜的金属活动性,某研究小组进行了如下探究:
(1)小明设计的实验方案:将打磨干净的铝片和铜片分别放入稀盐酸中,观察反应的现象。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)小芳将打磨干净的铝片放入浓氯化铜溶液中,看到有大量气泡逸出,且在一段时间内气泡越来越快,经点燃能发出爆鸣声,说明生成的气体是 。
(3)小芳在(2)实验中,还观察到铝片与浓氯化铜溶液反应时还有“白色沉淀”这一异常现象出现。
提出问题 铝片与浓氯化铜溶液反应出现的白色沉淀的组成是什么?
查阅文献 ①AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇。
②CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇;溶于浓盐酸且溶液变褐色;溶于浓氨水且溶液变蓝色。
提出合理假设
假设a:该白色沉淀可能含有CuCl;
假设b:该白色沉淀可能含有AlCl3;
假设c:该白色沉淀可能含有Al。
设计并完成实验 取白色沉淀分别进行如下实验。
实验编号
实验操作
实验现象
①
加入适量浓盐酸
②
加入适量无水乙醇
固体部分溶解
③
加入适量
固体溶解,得到蓝色溶液
得出结论
由实验①可判断假设c不成立,再结合实验②和③可得出该白色沉淀的成分是 。
反思评价 为探究铝与氯化铜溶液反应生成CuCl的条件,小组同学查阅相关资料发现:铝和氯化铜溶液反应分两步:Cu2+Cu+Cu。
请对生成CuCl的条件提出猜想 ; 设计实验证明猜想 (写出实验方案、可能现象)。
10.[2021·衡阳]某化学兴趣小组的同学发现有一瓶标签受损、久置的某溶液,受损标签如图12所示。该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究:
图12
提出问题 这瓶溶液是什么物质的溶液?
猜想与假设 老师提示:原溶液只可能是下列三种溶液中的一种:①氢氧化钠溶液,②碳酸钠溶液,③硫酸钠溶液。
查阅资料 Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性。
实验探究一
同学
实验操作
实验现象及结论
同学相互评价
甲
溶液变红
猜想①成立
乙同学认为此方案结论不正确,你认为他的理由是
乙
产生气泡
猜想②成立
丙同学认为:猜想①的溶液久置可能变质,加足量稀盐酸也会产生气泡
实验探究二 丙同学重新设计实验如下:
实验操作
实验现象
实验结论或结果
步骤一:取少量样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,振荡
猜想①正确,且已部分变质
步骤二完毕后,溶液中除酚酞外,还含有的溶质有 (填数字)种
步骤二:静置,取少量上层清液于另一支试管中,滴加
溶液变红
交流与讨论 大家认为该实验方案仍然存在缺陷,如果氢氧化钠溶液已完全变质,则无法得出正确结论。
实验反思 (1)氢氧化钠变质的化学方程式为 ,为了防止变质,该药品必须要 保存。
(2)倾倒液体试剂,要注意标签 。
11.[2021·梧州]梧州市某中学化学兴趣小组对干电池内含有的物质及电能的产生有了浓厚的兴趣,在老师的指导下进行以下探究实验。
实验一:小吴按图13甲所示连接装置,观察到锌片溶解,碳棒上有气泡放出,同时电流表的指针发生偏转,说明化学能可以在一定条件下转化为电能。装置中发生反应的化学方程式为 。
图13
实验二:同学们初步了解电能产生的原理后,小周剥开一节干电池,发现除锌皮、碳棒外,还有黑色固体A(如图乙)。
提出问题 黑色固体A的成分是什么?
猜想假设 黑色固体A可能是炭黑、铁粉、氧化铜、四氧化三铁或二氧化锰等物质。
查阅资料 四氧化三铁俗称磁性氧化铁,有磁性;二氧化锰不溶于稀盐酸且不与稀盐酸反应。
探究实验 小周向装有黑色固体A的烧杯中加入适量的水搅拌,静置后过滤,得到滤渣B和滤液C。取滤渣B进行以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)将干燥的滤渣B与磁铁接触
没有物质被磁铁吸引
可判断B中一定不含
(2)取少量滤渣B于试管中,加入足量稀盐酸
a.溶液呈无色
b.仍有黑色不溶物
由现象a可判断B中一定不含
(3)另取少量滤渣B于试管中,加入适量的过氧化氢溶液,同时插入带火星的木条
a.有大量气泡放出
b.
可判断B中含有二氧化锰
交流讨论 同学们认为,滤渣B中还可能含有 (填物质名称)。
实验三:查阅资料 干电池中还含有氯化铵;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
探究实验 小诗取滤液C进行以下实验:
(1)测得滤液C的pH<7,说明溶液呈酸性,存在大量的H+,解释了干电池的锌皮被腐蚀和产生电能的原因。
(2)取少量滤液C于试管中,加 浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,说明滤液C中含有铵盐。
(3)为证明滤液C中含有氯离子,请补充完整小诗同学的实验步骤和现象:取少量滤液C于试管中, 。
知识拓展 二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气(Cl2)和含锰元素的盐(锰元素的化合价为+2),写出该反应的化学方程式: 。
12.[2021·娄底]某化学兴趣小组进行锌与硫酸溶液反应的实验,并用大气球收集产生的气体。同学们在收集过程中闻到一股刺激性气味,同时发现充满气体的气球在空气中有些下沉,有些悬浮,还有些上浮。大家对这些现象很感兴趣,进行了相关探究活动。
提出问题 锌和硫酸溶液反应后生成的气体是什么?
查阅资料 (1)锌与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫气体和水;铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。
(2)SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红溶液褪色。SO2和CO2化学性质相似,都能和NaOH等碱溶液反应生成盐和水。
(3)相同条件下,气体的密度决定于该气体的相对分子质量,气体的相对分子质量越大密度也越大;空气的平均相对分子质量为29。
提出猜想 猜想一:气球内的气体为SO2;
猜想二:气球内的气体为SO2和H2;
猜想三:气球内的气体为H2。
实验探究 针对上述猜想,同学们在老师的指导下设计了如图14的装置(部分夹持器材略去),分别用不同气球内的气体进行探究。
图14
(1)C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气,目的是 。
(2)甲同学观察到A中品红溶液褪色,C中无明显现象,说明猜想一正确。D瓶中氢氧化钠溶液的作用是 。
(3)乙同学观察到 ,说明猜想二正确。
(4)丙同学观察到A中品红溶液无明显现象,C中铜网表面黑色物质变红,说明猜想三正确。
实验结论 通过实验探究与充分思考,聪明的你应该对锌与硫酸溶液反应产生的气体填充气球活动中的异常现象能够很好的解释了。本次实验中锌粒与硫酸溶液反应先后生成二氧化硫气体和氢气。
拓展反思 (1)下列物质中不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是 。
A.Al2(SO4)3 B.Fe2(SO4)3
C.MgSO4 D.ZnSO4
(2)浓硫酸与铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水,而稀硫酸与铜即使加热也不能反应。这说明某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外,还可能与下列中的 (填序号)有关。
A.溶质的质量分数 B.溶液的质量
C.溶液的体积 D.溶质的相对分子质量
(3)锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫,若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体,其优点是 。
(4)实验中下沉的气球内一定含有的气体是 (填化学式)。
类型四 定量探究 (5年1考,2018.15)
13.[2021·合肥市C20联盟一模]实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
提出猜想 该粉末的成分可能的组成有①铜粉;②铜粉和氧化铁粉末;③氧化铁粉末。
查阅资料 铜可溶于氯化铁溶液反应:Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2。
设计实验
Ⅰ.定性实验:甲同学取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的盐酸并振荡,发现固体完全溶解,于是他认为③猜想正确,猜想②也可能正确,你 (填“是”或“否”)支持甲同学的观点?理由是 。
Ⅱ.定量实验:乙同学为进一步确定红色粉末的组成,取4.2 g红色粉末放入硬质玻璃管中,按如图15装置所示进行实验,开始时先缓缓通入CO一段时间,然后再用酒精喷灯加热使其充分反应,停止加热后继续通入CO至装置冷却。
图15
交流讨论 (1)实验中若观察到 ,则猜想②成立,玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
注意:答对下面题目奖励3分,但全卷总分不超过40分。
实验反思
(2)装置C的作用: 。
(3)乙同学实验结束后,称得硬质玻璃管内剩余固体的质量为3.0 g,进一步确认了猜想②正确,理由是
。
(4)丙同学认为乙同学的实验操作太麻烦,可以设计更优化的方案来验证乙同学的结论正确,请你帮助丙同学设计方案进行验证: 。
14.[2021·合肥蜀山一模]某化学兴趣小组对金属钙及其化合物的化学性质非常感兴趣,并进行了以下实验探究。
(1)对金属钙的化学性质进行探究。
提出问题 金属钙能否与水反应?
实验探究 取一小粒金属钙投入盛有50 mL水的烧杯中,钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,溶液出现浑浊,用手触摸烧杯外壁,感觉发烫。反应结束放置一段时间后,溶液变澄清,经测定所得溶液pH=12。请描述用pH试纸测定溶液pH的方法: 。
交流反思 钙的密度为1.55 g/cm3,大于水的密度,但是钙粒浮在水面并四处游动,钙粒浮在水面的原因是 。
实验结论 金属钙能与水反应。经进一步检验,产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式: 。
拓展提高 ①金属钙放入硫酸铜溶液中, (填“能”或“不能”)置换出金属铜。
②钙一般保存在煤油中。请列举一种需要密封保存的药品及原因: 。
(2)对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究。
查阅资料 Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。
实验探究 该小组称取10.0 g干燥剂样品于控温电加热器中,按如图16所示装置进行实验(装置气密性良好,电热丝温度使干燥剂中可以分解的物质完全分解,装置A、B、C中药品足量,实验操作正确)。
图16
实验过程 ①停止加热后,需要通入一段时间N2的目的是 。
②充分反应后,产物被完全吸收,A装置质量增加 0.9 g,B装置质量增加2.2 g。
注意:若答对以下小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
分析与结论 该包干燥剂的成分有 (填化学式),其中Ca(OH)2的质量为 g。
反思与拓展 装置C中的碱石灰能防止空气中的水蒸气和二氧化碳对实验结果造成影响。若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是 。
15.[2021·宣城模拟]获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如图17实验方案供大家讨论(已知:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O):
图17
(1)实验装置末端干燥管中碱石灰的作用是 。
(2)同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为需要在
(填序号)间再增加一个D装置(编号为F),才能证明含有CH4。
(4)同学丁认为,B装置可有可无。说说你的看法和理由: 。
(5)同学戊认为,该装置存在着 重大安全隐患,小组成员一致同意。综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后的混合气体,通过改进后的装置进行了实验探究,请根据实验现象和数据填写结论:
装置
实验现象/数据
实验结论
A
石灰水变浑浊
通过实验现象和数据,小组成员一致认为该气体样品中含有
B
无明显现象
C
黑色粉末变成红色
D
装置D增重3.6 g
E
装置E增重4.4 g
16.[2021·福建]已知:H2+CuOCu+H2O。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
Ⅰ.设计如图18实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
图18
(1)制取氢气的化学方程式为 。
(2)氧化钙的作用是 。
(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到 ,证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.600 0 g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中Cu2O的质量(m),结果如图19。
图19
(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是 。
(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是 。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:
假设1:经历2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2:经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuOCu2O、H2+Cu2O2Cu+H2O三个反应。
(6)结合探究Ⅱ结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 。
(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究Ⅱ的基础上,还需进行的实验是 。
17.[2021·烟台]因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双氢青蒿素。查阅资料可知,双氢青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。为测定双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比,兴趣小组进行了以下探究。
设计实验 兴趣小组设计并进行了如图20甲所示的实验(装置气密性良好)。
图20
将7.1 g双氢青蒿素放在装置C的玻璃管中,燃烧至无固体灰分残留。
(1)装置A、B中盛放的试剂分别是 (填序号)。
①足量NaOH溶液、足量浓硫酸
②足量浓硫酸、足量NaOH溶液
(2)装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气,生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是 。
记录数据 加热前,先通入空气一段时间,再称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应前的质量)。双氢青蒿素完全反应后,停止加热,继续通入空气一段时间,再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应后的质量),实验数据如表所示。
装置
反应前的质量/g
反应后的质量/g
D
74.7
80.1
E和F
80.3
96.8
实验结论 (3)根据表中数据分析,双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是 。
拓展分析 (4)双氢青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是 。
实验反思
(5)实验过程中,加热前要先通入空气一段时间,该操作的作用是 。
(6)有同学建议,为使实验结果更准确,需要在装置C和D之间增加图乙所示的装置,其目的是______________
。
类型五 项目式探究 (5年2考,2021.16/2020.16)
18.[2020·安徽]金属防腐蚀是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
认识铁的腐蚀
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填序号)。
A.未擦干的铁锅
B.涂油漆的栏杆
C.盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。
探究铁的腐蚀
(3)该小组用如图21甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
图21
拓展探究 (4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。
注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ; 改进实验方案证明你的分析: 。
19.[2021·山西]2021年3月16日,沙尘暴席卷我国西北地区,次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们,对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下,他们紧急立项,开启了项目性学习的探究之旅。
任务一:监测沙尘暴的成因
同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上,利用“风向风速器”,测得风速为 10 m/s 时,有大量的沙尘被卷入空中,能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是 (写1条)。
任务二:分析沙尘暴的危害
当人暴露于沙尘天气中时,含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外,沙尘暴还会产生的危害是 (写1条)。
任务三:探究沙尘暴的成分
信息检索 我国西北地区,含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50 万平方千米,为沙尘暴的形成埋下隐患。
猜想假设 此次沙尘暴中可能含有碳酸钠等碱性物质。
进行实验 取少量盐碱地的土壤与蒸馏水按 1∶5 的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,取上层清液,用如图22装置完成如下实验。
图22
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案
①挤压胶头滴管 a,滴入
产生白色沉淀
沙尘暴中含有 Na2CO3,不含 NaOH
②挤压胶头滴管b,滴入几滴酚酞溶液
酚酞溶液不变色
反思评价
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(2)自然界的土壤中通常不含NaOH,理由是 。
(3)若加入的 X 是 (填化学式),则只能证明沙尘暴中含有 Na2CO3,而不能确定是否含有 NaOH。
任务四:评价雨水pH 异常的原因
数据监测 小组同学在老师的帮助下,从环保部门获得了当地雨水的pH数据。
测定时间
3月5日
3月17日
3月28日
3月31日
pH
5.57
5.73
5.60
5.59
表达交流 3月17日,雨水pH出现异常的原因是 。
检查进度 该项目性学习还没有进行的探究项目是 。
20.[2021·新疆]炎热的夏季,游泳池成了人们消暑健身的热门场所,水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。
查阅资料 a.水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色,水越深,蓝色越明显。
b.游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表:
项目
数值
浑浊度
≤1NTU
pH
7.0~7.8
尿素
≤3.5 mg/L
总大肠菌群(36 ℃,24 h)
每100 mL不得检出
游离性余氯
(0.2~1.0)mg/L
化合性余氯
≤0.4 mg/L
水温
23~30 ℃
交流与讨论
小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。
实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量泳池水于试管中,加足量
溶液
无明显现象
泳池水中无Cu2+
(2)另取少量泳池水于试管中,加稀盐酸,再加足量 溶液
产生白色沉淀
泳池水中含有SO42-
实验结论 泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析,水分子本身 (填“有”或“没有”)改变。写出一个步骤(2)中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式: 。
实验调查 同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员,得知:
a.泳池水通过循环净化的方式实现再利用,其工艺流程如图23所示。
图23
b.泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。
(1)写出二氧化氯的化学式: 。
(2)加药装置中絮凝剂的作用是 。
(3)提出一条降低泳池水中尿素含量的建议: 。
21.[2021·锦州]今天是化学实验室开放日,小明带着一包脱氧剂和一包食品干燥剂走进实验室,和小组同学一起开始了令人兴奋的探究之旅(忽略实验过程中空气的影响)。
查阅资料
脱氧剂成分是铁粉、炭粉、碳酸钠、氯化钠;食品干燥剂的成分是生石灰。
探究活动一:脱氧剂脱氧原理。
进行实验
(1)取适量脱氧剂于大试管中,加足量的水振荡,充分溶解后过滤,得到滤液A和滤渣甲。
(2)向滤渣甲中加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,得到黄色溶液,溶液底部有黑色不溶物。
得出结论
脱氧剂脱氧的原理是铁粉与 发生了化学反应,生成铁锈。
探究活动二:探究食品干燥剂是否变质。
进行实验
(1)取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,过滤,得到滤液B和滤渣乙。
(2)向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3。
得出结论
该干燥剂 (填“完全”“部分”或“没有”)变质。
探究活动三:探究溶液混合后溶质的成分。
小组同学将上述实验中的滤液A和滤液B倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,过滤后得到滤液C,他们对C中溶质的成分进行了探究。
提出猜想
猜想一: ;
猜想二:NaCl、NaOH、Na2CO3;
猜想三:NaCl、NaOH、Ca(OH)2。
进行实验
小明按照自己设计的方案进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液
无明显现象
猜想 不正确
(2)继续向步骤(1)所得溶液中通入二氧化碳
有白色沉淀生成
猜想三正确
反思评价 小组同学经过讨论,一致认为根据步骤(2)的现象不足以证明猜想三是正确的,理由是
。
小明经过认真思考后,对步骤(2)进行了修改,并做了下面的实验,最终得出了正确的结论,记录如下。请你完善实验报告。
实验步骤
实验现象
实验结论
有白色沉淀生成
猜想三正确
【参考答案】
类型一
1.(1)锥形瓶
(2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 关闭
(3)催化剂的质量(或催化剂颗粒大小)
(4)在不同温度下测定的
[解析](2)装置B中固液分离,则活塞处于关闭状态,因为活塞处于开启状态时,长颈漏斗内液体流入试管内,与隔板上的固体接触,会发生反应,而活塞处于关闭状态时,产生的气体不能排出,压强越来越大,会将液体压回到长颈漏斗内,使液体与固体分离,反应停止。(3)由图像信息可知,影响该反应速率的因素有催化剂的种类、过氧化氢溶液的浓度和温度,除了上述影响因素外,还有催化剂的质量和颗粒大小也会影响H2O2分解速率。(4)实验1与实验2中4%的过氧化氢溶液与0.2 g MnO2粉末混合后产生的气体压强有明显不同,这可能是因为实验1和实验2是在不同温度下测定的。
2.作出猜想 温度
(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)在其他条件相同时,盐酸的浓度越大,生成二氧化碳气体的速率越快
(3)②⑤ C
(4)将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,造成烧瓶内气体体积迅速减小,压强迅速增大
(5)CO2+H2OH2CO3
(6)1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳,所以加入的水也占有一定的体积,使压强略有增大
[解析](1)盐酸与大理石的主要成分碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(2)实验①②对比得出的实验结论为其他条件相同时,盐酸浓度越大,生成二氧化碳气体的速率越快。(3)如果要验证石灰石颗粒大小对速率影响,可选择实验②⑤作对比,是因为②⑤中除了石灰石颗粒大小不同,其他条件完全相同。Y的数据可能是28,因为粉末状石灰石与盐酸的接触面积比块状石灰石大,反应速率更快,收集50 mL气体所用时间更短。(4)BC段压强上升的原因是将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,造成烧瓶内气体体积迅速减小,压强迅速增大。(5)CD段二氧化碳和水反应生成碳酸,发生反应的化学方程式为CO2+H2OH2CO3。(6)D点压强大于B点,说明反应后容器内压强略大于反应前容器内压强,是因为溶解的二氧化碳的体积小于20 mL。
3.(1)形成对照实验
(2)吸收空气中的二氧化碳 防止空气中的二氧化碳和水进入盛有铜片和蒸馏水的试管内
(3)1、4
(4)空气中的水、氧气、二氧化碳
(5)稀盐酸和澄清石灰水
(6)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(7)瓶内二氧化硫被吸收,氢氧化钠溶液进入三颈烧瓶中填补气体反应后引起的压强差,使压强恢复至原状态
[解析](1)实验4中的铜片能生锈,与其他实验进行对照,可分析出铜生锈的条件,所以实验4的目的是形成对照实验。(2)氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,所以实验2中,氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳;碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气,所以碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水进入盛有铜片和蒸馏水的试管内。(3)实验1和4说明铜生锈需要水蒸气。(4)通过实验证明铜与空气中的水、氧气、二氧化碳反应产生“铜绿”。(5)欲除去“铜绿”并进一步证明其中含有碳酸盐,可选用稀盐酸和澄清石灰水,盐酸与“铜绿”反应生成氯化铜、水和二氧化碳,所以会产生气泡,将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明含有碳酸盐。(6)浓硫酸与铜片加热时产生有刺激性气味的气体,同时溶液变蓝,可知生成物有硫酸铜、二氧化硫,依据化学反应前后元素种类不变,则该反应的生成物还有水,所以化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(7)氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,使烧瓶内压强减小,曲线CD段上升的原因是瓶内二氧化硫被吸收,氢氧化钠溶液进入三颈烧瓶中填补气体反应后引起的压强差,使压强恢复至原状态。
4.(1)固体不溶解 (2)稀盐酸(或稀硫酸)
(3)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(4)相同条件下,不同浓度碳酸氢钠溶液加氯化钙溶液均产生二氧化碳,且浓度越大,产生二氧化碳的速率越快
(5)生成二氧化碳的速率较慢(或生成的二氧化碳较少,二氧化碳可溶于水)
(6)滴加氯化钙溶液滴数少(或溶液浓度低)
(7)否 溶液浓度较高时会有白色沉淀产生,浓度较低时不会产生沉淀
(8)CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
5.(1)甲
(2)2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu 强
(3)B (4)放出
(5)铝表面有氧化铝薄膜,O~a段是稀硫酸和氧化铝发生反应 Al2(SO4)3、H2SO4 硫酸被消耗,浓度降低
[解析](1)甲实验中将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中,无明显现象,乙实验中将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中,观察到铝丝表面析出红色固体,比较实验甲和乙可知,打磨能破坏氧化铝薄膜。(2)实验乙中发生的是铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,反应的化学方程式为2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu;铝能够将硫酸铜中的铜置换出来,说明铝的活动性比铜强。(3)CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子,实验甲中将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中无明显现象,实验丙中将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中,铝丝表面析出红色固体,说明Cl-破坏了氧化铝薄膜。(4)铝丝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应过程中试管外壁发烫,说明该反应会放出热量。(5)铝表面有氧化铝薄膜,O~a段是稀硫酸和氧化铝发生反应;由图可知,b点所对应溶液中的溶质有反应生成的硫酸铝和剩余的稀硫酸,其化学式分别为Al2(SO4)3、H2SO4;c~d段产生氢气的速率下降的主要原因是随着反应的进行,硫酸被消耗,溶液中硫酸的浓度减小,反应速率减慢。
类型二
6.(1)碱
(2)猜想 N2
实验设计 ①不能 呼出的气体中除了二氧化碳,也含有氧气和氮气
②从A端通入氧气,若溶液颜色出现由黄色→红色→绿色的逐渐转变,说明猜想Ⅱ正确
(3)①其他实验条件相同时,温度越高,靛蓝胭脂红与葡萄糖反应速率越快 ②0
(4)多次循环反应后,葡萄糖被消耗完毕,溶液中只有靛蓝胭脂红和氢氧化钠
[解析](1)氢氧化钠属于碱。(2)猜想空气中主要含有氧气和氮气,所以可以猜想与氮气有关。实验设计 ①人体呼出的气体中不仅含有二氧化碳,还有未消耗的氧气和氮气,不能得出猜想Ⅰ是否正确。②为了验证氧气是否对颜色变化有影响,可以直接从A端通入氧气,观察溶液颜色是否符合黄色→红色→绿色的变色规律,依此判断猜想Ⅱ是否成立。(3)①a和b的变量只有温度,而温度升高后,变色时间变短,因此说明其他实验条件相同时,温度越高,靛蓝胭脂红与葡萄糖反应速率越快。②b和c验证靛蓝胭脂红浓度对变色时间的影响,因此其他实验条件一致,此时c中加入了20 mL的靛蓝胭脂红溶液,为使c中溶液总体积与b相等,则x=0。(4)经过多次循环后,葡萄糖会被消耗完全,溶液中只有靛蓝胭脂红和氢氧化钠,此时溶液显碱性,溶液为绿色。
7.实验一:(1)溶液由无色变为蓝色然后变为红色,烧杯底部的固体溶解
(3)Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH(合理即可)
(4)产生大量气泡
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
实验二:(1)不合理,X可能有NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3三种情况(回答出可能含NaOH或NaHCO3即可)
(2)通入CO2一段时间后,溶液变浑浊,滴入稀盐酸有气泡产生,固体逐渐溶解 根据20 ℃时部分物质的溶解度可知,12%的NaOH溶液与足量的CO2反应最终生成的NaHCO3超过其溶解限度,结晶析出,溶液变浑浊;NaHCO3与盐酸反应而溶解,同时产生气泡
[解析]实验一:(1)20 ℃时,在盛有5 g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40 mL水,用玻璃棒搅拌,静置,固体部分溶解,上层清液是氢氧化钙溶液。向A烧杯中滴加几滴石蕊溶液,观察到溶液变蓝,再加入过量稀盐酸,观察到的现象为溶液由蓝色变为红色,烧杯底部的固体溶解。(3)氢氧化钙能与酸、非金属氧化物、盐反应,故还可以是碳酸钠和氢氧化钙反应。(4)上述(1)反应后的A烧杯中的溶液中含有的溶质为HCl、CaCl2,向其中滴加碳酸钠溶液,碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,盐酸反应完后,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。AB段的实验现象是产生大量气泡;BC段发生反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。
实验二:(1)该结论不合理,X可能有NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3三种情况。(2)Y是NaHCO3。实验过程中,ⅰ中产生的现象为通入CO2一段时间后,溶液变浑浊,滴入稀盐酸有气泡产生,固体逐渐溶解。产生该现象的原因是根据20 ℃时部分物质的溶解度可知,12%的NaOH溶液与足量的CO2反应最终生成的NaHCO3超过其溶解限度,结晶析出,溶液变浑浊;NaHCO3与盐酸反应而溶解,同时产生气泡。
8.(1)温度
(2)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O 否,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,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)滴入稀盐酸,有无色气体产生
(5)煅烧不同的时间,在1 100~1 200 ℃范围内生成的生石灰活性度均高
(6)石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多铁
[解析](1)通过三组对比实验可知,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,二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,由于酒精燃烧也会生成二氧化碳,所以澄清石灰水变浑浊不能推断石灰石煅烧产生了二氧化碳。(3)丙组实验中,加热后得到的物质主要是氧化钙,在试管A中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,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,试管底的氢氧化钙又继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红,所以溶液自下而上又变为红色。(4)取研细后的粉末少许于试管中,加入稀盐酸,有无色气体产生,说明丙组实验中的石灰石部分分解。(5)由表2可知,煅烧不同的时间,在1 100~1 200 ℃范围内生成的生石灰活性度均高。(6)石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多铁。
类型三
9.(1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
(2)氢气(或H2)
(3)设计并完成实验无气泡产生,固体溶解,得到褐色溶液 浓氨水
得出结论CuCl和AlCl3
反思评价与铝片质量有关 取2份浓氯化铜溶液于试管中,分别加入打磨干净的铝条,一份质量较小,一份足量,待反应结束后,再加入足量水(或乙醇);质量较小的铝片与浓氯化铜溶液反应生成较多白色沉淀,而另一份最终没有白色沉淀
[解析](1)铝和盐酸反应,生成氯化铝和氢气。
(2)将铝片放入浓的氯化铜溶液中产生的气体经点燃能发出爆鸣声,则该气体为氢气。
(3)设计并完成实验根据题意,证明该固体不是金属铝,而是氯化亚铜,氯化亚铜可以溶于浓盐酸且溶液变为褐色,因此加入适量浓盐酸没有气泡产生,固体溶解,得到褐色溶液;加入浓氨水,得到蓝色溶液,证明该固体是氯化亚铜。得出结论结合实验②和③,固体部分溶解,而氯化亚铜不溶于乙醇,说明还含有氯化铝,综上可知,白色沉淀为CuCl和AlCl3。反思评价根据题意可知,铝的质量和产物有关,因此可以分别取2份浓氯化铜溶液于试管中,分别加入打磨干净的铝条,一份质量较小,一份足量,待反应结束后,再加入足量水(或乙醇);质量较小的铝片与浓氯化铜溶液反应生成较多白色沉淀,而另一份最终没有白色沉淀,可以证明生成CuCl与铝片质量有关。
10.实验探究一碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞溶液变红色
实验探究二产生白色沉淀 酚酞溶液 3
实验反思(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 密封 (2)向着手心
[解析]实验探究一碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞溶液变红色,加入酚酞溶液变红色,不一定是氢氧化钠。实验探究二实验结论是猜想①正确且已部分变质,说明既含有氢氧化钠也含有碳酸钠。加入过量氯化钡溶液,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠;把碳酸钠全部反应完毕,再滴加酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠;步骤二完毕后,溶液中除酚酞外,还含有的溶质是碳酸钠与氯化钡反应生成的氯化钠、没有反应的氢氧化钠以及过量的氯化钡,共三种溶质。实验反思(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式是2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,为防止变质,该药品必须要密封保存。(2)倾倒液体时,标签要向着手心,防止倾倒液体时的残留液腐蚀标签。
11.实验一:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
实验二:探究实验(1)铁粉和四氧化三铁
(2)氧化铜 (3)带火星的木条复燃
交流讨论炭黑
实验三:探究实验(2)氢氧化钠
(3)加入稀硝酸和硝酸银溶液,产生白色沉淀
知识拓展MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
[解析]实验一:锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。实验二:探究实验(1)将干燥的滤渣B与磁铁接触,没有物质被吸引,说明不含有磁性物质,则B中不含有铁和四氧化三铁。(2)取少量滤渣B于试管中,加入足量稀盐酸,溶液呈无色,说明没有铜离子存在,则B中不含有氧化铜。(3)由结论可知B中含有二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,氧气可使带火星的木条复燃。交流讨论滤渣B中加入足量稀盐酸,过滤后的黑色不溶物中,除了含有MnO2之外,还可能有炭黑。
实验三:探究实验(2)氯化铵与氢氧化钠在加热条件下反应生成氯化钠、氨气和水,可以加入氢氧化钠浓溶液。(3)取少量滤液C于试管中,加入稀硝酸和硝酸银溶液,若有白色沉淀产生,证明滤液C中含有氯离子。知识拓展二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
12.实验探究(1)排出装置中的空气,防止氢气和空气混合加热时发生爆炸
(2)吸收二氧化硫
(3)A中品红溶液褪色,C中黑色固体变红色
拓展反思(1)B (2)A
(3)确保制取的二氧化硫气体中不含有氢气
(4)SO2
[解析]实验探究(1)C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气,目的是排出装置中的空气,防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。(2)D瓶中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫,防止污染环境。(3)乙同学观察到A中品红溶液褪色(气体中含有二氧化硫),C中黑色固体变红色(气体中含有氢气),说明猜想二正确。拓展反思(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是Fe2(SO4)3。(2)某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外,还可能与溶质的质量分数有关。(3)锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫,若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体,其优点是铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体,当浓硫酸变成稀硫酸时,铜不能和稀硫酸反应,确保了制取的二氧化硫气体中不含有氢气。(4)实验中下沉的气球内一定含有的气体是二氧化硫,是因为二氧化硫的密度比空气大。
类型四
13.设计实验Ⅰ.是 氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,少量的铜会与氯化铁反应
交流讨论(1)红色粉末部分变黑,澄清石灰水变浑浊 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
实验反思(2)除去CO2并收集CO,处理尾气
(3)若4.2 g红色粉末全部是Fe2O3,硬质玻璃管内剩余固体的质量应为2.94 g(或根据固体质量减轻为4.2 g―3.0 g=1.2 g,计算可知Fe2O3质量为4.0 g,合理即可)
(4)取少量样品敞口充分加热,若红色粉末部分变黑,即可证明猜想②正确(或取少量样品于试管中,加入适量盐酸,若溶液变成蓝色,可证明猜想②正确,合理即可)
[解析]设计实验支持甲同学的观点,理由是氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,少量的铜会与氯化铁反应。交流讨论(1)实验中若观察到红色粉末部分变黑,澄清石灰水变浑浊,则猜想②成立,发生反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。实验反思(2)装置C的作用是吸收二氧化碳,收集一氧化碳。(3)乙同学实验结束后,称得硬质玻璃管内剩余固体的质量为3.0 g,进一步确认了猜想②正确,理由是固体质量减少了4.2 g-3.0 g=1.2 g,说明氧化铁中氧元素质量是1.2 g,则Fe2O3质量为1.2 g48160×100%=4.0 g,铜的质量为4.2 g-4.0 g=0.2 g,即猜想②正确。(4)验证方案:取少量样品于试管中,加入适量盐酸,若溶液变成蓝色,可证明猜想②正确,是因为盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜。
14.(1)实验探究在白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH
交流反思钙粒表面附着气泡,所受浮力增大
实验结论Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑
拓展提高①不能
②氢氧化钠;氢氧化钠能吸收空气中的水蒸气而潮解,吸收空气中的二氧化碳而变质(合理即可)
(2)实验过程①使生成的水、二氧化碳分别被浓硫酸、氢氧化钠溶液完全吸收,防止倒吸
分析与结论CaO、Ca(OH)2、CaCO3 3.7
反思与拓展CaO
[解析](1)实验探究用pH试纸测定溶液pH的方法是在白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH。交流反思钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,钙粒表面附着气泡,所受浮力增大,因此虽然钙的密度大于水的密度,但是钙粒能浮在水面并四处游动。实验结论分析实验可知,金属钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气,化学方程式为Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑。
拓展提高①分析实验可知,金属钙放入硫酸铜溶液中,发生的反应为Ca+CuSO4+2H2OCaSO4+Cu(OH)2↓+H2↑,则金属钙放入硫酸铜溶液中不能置换出铜。②依据氢氧化钠的性质可知,氢氧化钠需要密封保存,原因是氢氧化钠能吸收空气中的水而潮解,吸收空气中的二氧化碳而变质。
(2)实验过程①分析反应原理和实验装置可知,停止加热后,需要通入一段时间N2的目的是使生成的水、二氧化碳分别被浓硫酸、氢氧化钠溶液完全吸收,防止倒吸。分析与结论设样品中碳酸钙的质量为x,氢氧化钙的质量为y。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
x 2.2 g
10044=x2.2 g
x=5.0 g
Ca(OH)2CaO+H2O
74 18
y 0.9 g
7418=y0.9 g
y=3.7 g
5.0 g+3.7 g=8.7 g<10.0 g,则该包干燥剂的成分有CaO、Ca(OH)2、CaCO3,其中Ca(OH)2的质量为3.7 g。反思与拓展若没有C装置,测定二氧化碳的质量偏大,计算出碳酸钙的质量偏大,氧化钙的质量等于样品的质量减去碳酸钙和氢氧化钙的质量,则氧化钙的质量就会偏小,所以若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是CaO。
15.(1)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置(合理即可)
(2)CuO+COCu+CO2
(3)BC
(4)装置B必须有,因为Ca(OH)2微溶于水,装置A不能保证CO2吸收完全,若去掉B装置,则对检验CO和CH4产生影响
(5)爆炸和中毒 CO2、CH4
[解析](1)实验装置末端干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置。(2)一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应,还可能发生的反应是CuO+COCu+CO2。(3)气体通过A石灰水和B氢氧化钠溶液时会带出水蒸气,需要在BC间再增加一个D装置,来吸收水蒸气。(4)装置B必须有,因为Ca(OH)2微溶于水,装置A不能保证CO2吸收完全,需用氢氧化钠溶液来完全吸收二氧化碳,防止对检验CO和CH4产生影响。(5)因CO和CH4都是可燃性气体,可燃性气体加热时可能发生爆炸,且CO有毒没有进行尾气处理。根据实验现象A中石灰水变浑浊,说明气体样品中含有二氧化碳;黑色粉末变成红色,说明含有还原性的气体;装置D增重3.6 g,装置E增重4.4 g,说明一定有甲烷,甲烷和氧化铜反应的化学方程式为CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O,通过化学方程式可知产生二氧化碳和水的质量比是44∶36,已知装置E增重4.4 g,装置D增重3.6 g,即生成了4.4 g二氧化碳和3.6 g水,质量比为4.4 g∶3.6 g=44∶36,所以只含有甲烷,不含一氧化碳;通过实验现象和数据,小组成员一致认为该气体样品中含有CO2、CH4。
16.(1)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(2)干燥氢气(或吸收水蒸气) (3)无色溶液变为蓝色 (4)先增大后减小
(5)确保加热条件下通氢气时间足够长
(6)若分步进行,Cu2O的最大质量应为0.540 0 g,不是0.321 8 g
(7)隔绝空气加热Cu与CuO的混合物,将所得固体放入烧杯,再加氨水并搅拌,观察溶液是否变蓝
[解析](1)制取氢气用锌和稀硫酸,化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。(2)氧化钙具有吸水性,可以除去氢气中混有的水蒸气。(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到无色溶液变为蓝色,证明固体产物有Cu2O。(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O的质量先增大后减小。(5)由图可知,在一定范围内加热时间越长,固体中Cu2O的含量越低,故为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是确保加热条件下通氢气时间足够长。(6)若两个反应分步进行,由化学方程式2CuO+H2Cu2O+H2O计算可知,加热0.600 0 g的CuO,得到Cu2O的最大质量应为0.540 0 g,不是0.321 8 g。(7)隔绝空气加热Cu和CuO混合物,将所得固体放入烧杯,再加氨水并搅拌,观察溶液是否变蓝,若溶液变蓝,说明Cu+CuOCu2O成立,即假设2合理。
17.(1)① (2)CaO+H2OCa(OH)2 (3)45∶6∶20 (4)15∶24∶5
(5)排尽装置中的二氧化碳和水蒸气,以免影响实验结果
(6)使双氢青蒿素不完全燃烧生成的一氧化碳转化成二氧化碳,从而被氢氧化钠溶液吸收,使测定结果更准确
[解析](1)实验的原理是将一定量双氢青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,根据装置D、装置E和F增重分别为生成的水和二氧化碳的质量来进行计算,因此,应除去空气中的二氧化碳和水,以免影响测定结果。应先用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,再用浓硫酸吸收水蒸气,若顺序颠倒,则水蒸气无法除去。(2)生石灰与水蒸气反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2OCa(OH)2。(3)反应生成水的质量:80.1 g-74.7 g=5.4 g,其中氢元素质量:5.4 g×218×100%=0.6 g,反应生成二氧化碳的质量:96.8 g-80.3 g=16.5 g,其中碳元素质量:16.5 g×1244×100%=4.5 g,双氢青蒿素中氧元素质量:7.1 g-0.6 g-4.5 g=2 g,双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比为4.5 g∶0.6 g∶2 g=45∶6∶20。
(4)双氢青蒿素分子中碳原子、氢原子、氧原子个数比为4.5 g12∶0.6 g1∶2 g16=15∶24∶5。
(5)实验过程中,加热前要先通入空气一段时间,该操作的作用是将装置中的二氧化碳和水蒸气排尽,以免影响实验结果。(6)在实验过程中部分碳不完全燃烧会生成一氧化碳,碳元素转化成的一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收,则测出的双氢青蒿素中碳元素质量偏小,在装置C和D之间增加氧化铜可以将碳元素转化成的一氧化碳转化成二氧化碳,使测定结果更准确。
类型五
18.(1)A (2)+3
(3)40 铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气体积的15,反应后量筒内的压强减小15,水倒吸入量筒中的体积为10 mL
(4)温度 其他条件相同时,温度在10~50 ℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速率越快
(5)氧气被完全消耗,反应停止 取一支更大的试管,加入等量的同规格的铁钉以及等量的蒸馏水,塞上瓶塞,重复小强的实验,记录实验数据,发现60 ℃、70 ℃时铁钉增加的质量大于50 ℃时铁钉增加的质量,分析成立
[解析](1)与氧气和水同时接触时,铁制品容易生锈。未擦干的铁锅与水、氧气同时接触,易生锈;栏杆表面的油漆隔绝了氧气与水,栏杆不易生锈;不锈钢水杯耐腐蚀,不易生锈。(2)化合物中各元素正负化合价的代数和为零。铁锈的化学式为Fe2O3·xH2O,设铁锈中铁元素的化合价为a,2a+3×(-2)+x[(+1)×2+(-2)]=0,则a=+3。(3)氧气约占空气体积的15,铁丝绒生锈消耗量筒内的氧气,量筒内压强变小,水进入量筒,液面刻度上升到40 mL处。(4)分析表格中的数据可推知,实验探究的因素为温度,实验结论是在其他条件相同时,温度在10~50 ℃ 的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速率越快。(5)铁钉生锈消耗氧气,若氧气耗尽,则反应停止,故 50 ℃ 后铁钉的质量不再增加的原因是氧气被消耗完,反应停止。改进的实验方案为取一支更大的试管,加入等量的同规格的铁钉以及等量的蒸馏水,塞上瓶塞,重复小强的实验,记录实验数据,发现60 ℃、70 ℃时铁钉增加的质量大于50 ℃时铁钉增加的质量,则分析成立。
19.任务一:土质疏松(或大气层不稳定,合理即可)
任务二:影响出行(或影响户外工作,合理即可)
任务三:进行实验过量的CaCl2溶液(或过量的BaCl2溶液,合理即可)
反思评价(1)Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl(或Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl)
(2)NaOH易与空气中的CO2反应
(3)Ca(OH)2[或Ba(OH)2]
任务四:表达交流沙尘暴中含有 Na2CO3,引起雨水 pH 增大(合理即可)
检查进度防护、治理
[解析]任务一:大量沙尘被风卷入空中,说明地表的土质疏松,易被风吹起。
任务二:沙尘暴会降低能见度,影响人们出行,同时户外工作也会受到影响。
任务三:反思评价(1)步骤①的目的是检验并除去碳酸钠,可选择足量的氯化钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡溶液等。(2)氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,故自然界土壤中通常不含氢氧化钠。(3)根据加入的试剂能证明沙尘暴中含有Na2CO3,而不能确定是否含有NaOH,可以推出加入的试剂和碳酸钠反应生成了氢氧化钠,导致无法确定沙尘暴中是否含有氢氧化钠,所以加入的试剂是氢氧化钙或氢氧化钡。
任务四:表达交流正常雨水的pH约为 5.6,3月17日雨水pH明显增大,原因是沙尘暴中的碳酸钠溶于水显碱性所致。检查进度同学们对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度异常变化产生了兴趣并探究,分析实验过程可知,该项目性学习对防护和治理尚未进行探究。20.实验探究(1)氢氧化钠(或氢氧化钙,合理即可)
(2)氯化钡(或硝酸钡)
实验结论没有 BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl[或Ba(NO3)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaNO3]
实验调查(1)ClO2
(2)吸附较大颗粒,加速沉降
(3)勤更换新水(或加入适量的尿素降解剂)
[解析]实验探究(1)要证明铜离子是否存在,可以加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液,若产生蓝色沉淀,则说明泳池水中含有铜离子,若无明显现象,则说明泳池水中无铜离子。(2)要证明硫酸根离子的存在,可以另取少量泳池水于试管中,先加足量稀盐酸(目的是排除碳酸根离子的干扰),无明显现象,再加入足量的硝酸钡溶液或氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明泳池水中含有硫酸根离子,因为钡离子与硫酸根离子能结合成硫酸钡白色沉淀。实验结论泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。在该过程中,没有生成新物质,发生的是物理变化,水分子本身没有改变。步骤(2)中产生白色沉淀的化学方程式为BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl或Ba(NO3)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaNO3。
实验调查(1)二氧化氯的化学式为ClO2。(2)加入絮凝剂的作用是吸附较大颗粒,加速沉降。(3)经常更换泳池水可以降低泳池水中尿素的含量。
21.探究活动一:得出结论水和氧气
探究活动二:得出结论部分
探究活动三:提出猜想NaCl、NaOH
进行实验二
反思评价二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀
取少量滤液C于试管中,加入足量的碳酸钠溶液
[解析]探究活动一:铁与氧气、水反应生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,氯化铁溶液为黄色。
探究活动二:食品干燥剂的成分是生石灰,生石灰是氧化钙的俗名,取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,说明有氧化钙,因为氧化钙与水反应放热;过滤,得到滤液B和滤渣乙,说明滤液B中含氢氧化钙,向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3,则氧化钙变质了,因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水。得出结论该干燥剂部分变质。
探究活动三:滤液A中含氯化钠和碳酸钠,滤液B中含有氢氧化钙,混合后,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。提出猜想碳酸钠与氢氧化钙恰好完全反应时,C中溶质的成分是NaCl、NaOH。进行实验取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液,无明显现象,说明没有碳酸钠,因为碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则猜想二不正确。
反思评价继续向步骤(1)所得溶液中通入二氧化碳,有白色沉淀生成,不足以证明猜想三是正确的,理由是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀。小明经过认真思考后,对步骤(2)进行了修改,并做了下面的实验:取少量滤液C于试管中,加入足量的碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明猜想三正确
科学探究题
类型一 对实验条件、实验方法的探究 (5年2考,2019.14/2017.14)
1.[2021·合肥庐阳二模]据图1装置回答问题。
图1
(1)仪器a的名称是 。
(2)实验室利用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 ;装置B中固液分离,则活塞处于 (填“开启”或“关闭”)状态。
(3)某化学兴趣小组同学借助数字化实验手段用装置A探究“影响H2O2分解速率的影响因素”。
①按实验1数据进行分组实验,在同一温度下通过压强传感器得到数据如图2所示。
实验1
药品
第一组
4% H2O2溶液15 mL
第二组
4% H2O2溶液15 mL、0.2 g MnO2粉末
第三组
4% H2O2溶液15 mL、0.2 g FeCl3粉末
图2
②用0.2 g MnO2粉末作催化剂,学生又分别做了实验2、实验3,得到实验数据如图3Ⅰ、Ⅱ所示。
根据实验1、2、3,你认为除了上述影响因素外,还有 (写出一点)影响H2O2分解速率。
(4)实验1和2中4%H2O2溶液与0.2 g MnO2粉末混合后装置内的气压明显不同(见图A、B点),你认为可能的原因是 。
图3
2.[2021·合肥瑶海一模]某小组为探究二氧化碳产生快慢与哪些因素有关,在老师的指导下进行如下探究。老师提供的药品有:块状和粉末状大理石、5%和10%稀盐酸、10%稀硫酸。
提出问题 影响产生二氧化碳快慢的因素有哪些?
作出猜想
甲同学:与酸的种类有关。
乙同学:与酸的浓度有关。
丙同学:与大理石颗粒大小有关。
丁同学:与 有关。
设计实验 同学们为了验证自己的猜想,按照如下实验方案进行实验并测得数据。
序号
X
大理石
颗粒
酸的
种类
酸的浓
度/%
收集50 mL
气体时间/s
①
20
块状
盐酸
5
56
②
20
块状
盐酸
10
42
③
30
块状
盐酸
10
31
④
20
块状
硫酸
10
-
⑤
20
粉末状
盐酸
10
Y
(1)写出盐酸与大理石反应的化学方程式: 。
(2)实验①②对比得出的实验结论为 。
(3)如果要验证石灰石颗粒大小对速率影响,可选择实验 作对比,Y的数据可能是 (填序号)。
A.42 B.48 C.28 D.58
注意:若答对以下小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
拓展延伸 常温常压下,1体积水最多能溶解0.7体积二氧化碳。如图4甲所示,用烧瓶收集一瓶二氧化碳气体,连接压强传感器和一只装有20 mL 蒸馏水的注射器,迅速将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,测得压强变化曲线如图乙所示。
图4
(4)BC段压强上升的原因是 。
(5)CD段发生反应的化学方程式为 。
(6)D点压强大于B点,说明反应后容器内压强略大于反应前容器内的压强,对此你的解释是 。
3.[2021·合肥瑶海二模]铜在空气中久置会变“绿”。某小组设计并进行实验,探究铜变“绿”的条件。
查阅资料 碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气。
猜想与假设 常温下,铜片变“铜绿”可能与空气中的气体有关。
进行实验 兴趣小组探究长期放置在空气中的铜表面生成“铜绿”的原因,实验装置及现象如下:
序号
实验装置
实验现象
1
铜片不生锈
2
铜片不生锈
3
铜片不生锈
4
铜片生锈
解释与结论
(1)实验4的目的是 。
(2)实验2中,NaOH溶液的作用是 ;碱石灰的作用是 。
(3)说明铜生锈需要水蒸气的一组实验是 (填实验序号)。
(4)通过实验证明铜与 反应产生“铜绿”。
(5)欲除去“铜绿”并进一步证明其中含有碳酸盐,所需要的试剂是 。
拓展延伸 已知除去“铜绿”后的铜片与浓硫酸加热时产生有刺激性气味的气体氧化物,同时溶液变蓝。如图5是利用压强传感器测定该气体氧化物与NaOH溶液产生喷泉实验的过程及压强变化曲线图。
图5
(6)请写出铜片与浓硫酸加热生成有刺激性气味气体和溶液变蓝的化学方程式: 。
(7)实验过程:三颈烧瓶内装有收集满的气体,采集数据,将带有胶头滴管的橡胶塞塞进颈口c,胶头滴管内吸有NaOH溶液,挤尽胶头滴管液体,然后打开阀门b,烧杯内的NaOH溶液喷到三颈烧瓶内形成喷泉,则曲线CD段上升的原因是 。
4.[2021·合肥45中三模]45中化学兴趣小组的同学发现,向不同浓度的碳酸钠和碳酸氢钠溶液中加入氯化钙溶液,会出现如下表所示现象。
现象一
现象二
现象三
Na2CO3
产生沉淀
产生沉淀
产生沉淀
NaHCO3
产生沉淀和气泡
产生沉淀
无沉淀
查阅资料 20 ℃时,碳酸氢钙的溶解度是16.6 g,碳酸氢钠的溶解度是9.6 g。
探究一 上述现象一中碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应产生的沉淀究竟是什么物质呢?
猜想假设 猜想1:溶液中生成碳酸氢钙达饱和而析出;猜想2:碳酸钙。
实验1
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取现象一中的沉淀于试管中,加入足量水
猜想1不成立
(2)再取少量上述沉淀,加入
有气泡产生
白色沉淀为碳酸钙
探究二 上述现象一中碳酸氢钠溶液和氯化钙溶液反应产生的气体是什么?
实验2 (3)将现象一中产生的气体通入澄清石灰水中,观察到石灰水变浑浊,说明产生了CO2。写出石灰水变浑浊的化学方程式: 。
实验3 ①向10 mL不同浓度的NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,现象如下表。
浓度
NaHCO3
10%
滴加1滴出现白色沉淀,有较多气泡产生
5%
滴加1滴出现白色沉淀,30 s后有少量气泡产生
1%
滴加10滴出现浑浊
0.5%
滴加52滴出现浑浊
②如图6进行实验。向10 mL不同浓度的NaHCO3溶液中滴加10%的CaCl2溶液,测得CO2浓度与时间的关系如图7。
图6
图7
(4)从实验3的图像中你能得出的结论是 。
反思与评价 上述现象二、三出现不同现象的原因是什么?
(5)现象二NaHCO3溶液中只观察到浑浊、未观察到气泡,原因可能是 。
(6)小组同学发现,现象三的NaHCO3溶液中无沉淀,其原因可能为 。
注意:答对第(7)(8)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(7)小组同学对实验台上两瓶失去标签的溶液产生了兴趣,其中一瓶是碳酸钠,另一瓶是碳酸氢钠。有同学提出,若滴加CaCl2溶液,只产生白色沉淀的就是碳酸钠。你认为是否严谨? (填“是”或“否”),理由是 。
(8)根据上述探究,补全NaHCO3和CaCl2反应的化学方程式:2NaHCO3+CaCl2 。
5.[2021·合肥长丰县二模]某化学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱,开展了以下探究活动。
探究实验一
编号
实验操作
实验现象
甲
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中
无明显现象
乙
将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中
铝丝表面析出红色固体
丙
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中
铝丝表面析出红色固体
(1)比较实验乙和实验 (填“甲”或“丙”)可知:打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)实验乙中发生反应的化学方程式为 ,据此可知金属活动性Al比Cu (填“强”或“弱”)。
(3)查阅资料得知:CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。
下列是小林同学对实验丙的现象进行的分析,你认为下列猜想合理的是 (填序号)。
A.H2O破坏了氧化铝薄膜 B.Cl-破坏了氧化铝薄膜
C.Cu2+破坏了氧化铝薄膜 D.SO42-破坏了氧化铝薄膜
探究实验二 将铝丝和铜丝分别浸入相同质量、相同质量分数的稀硫酸中,铜丝不反应;一段时间后铝丝的表面产生大量气泡,氢气的产生速率与时间的关系如图8所示。
图8
(4)铝丝反应过程中试管外壁发烫,说明该反应会 (填“吸收”或“放出”)热量。
(5)图中O~a段未产生气体的原因是 , b点所对应溶液中的溶质有 (填化学式),c~d段产生氢气的速率下降的主要原因是 。
类型二 对物质的变化及实验现象的探究 (5年3考,2018.14/2018.15/2017.15)
6.[2021·合肥168中一模]“红绿灯”实验是一个有趣的化学实验:靛蓝胭脂红(化学式为C16H8N2Na2O8S2)、氢氧化钠、葡萄糖的混合液静置一段时间后,溶液颜色出现由绿色→红色→黄色的逐渐转变;充分振荡黄色溶液,溶液又会出现由黄色→红色→绿色的逐渐转变。颜色随静置和振荡出现多次交替变化,实验过程如图9甲所示。
图9
查阅资料 靛蓝胭脂红是一种酸碱指示剂,在含有一定氢氧化钠的溶液中呈绿色,静置时与葡萄糖逐步反应而发生颜色变化。
(1)混合液中NaOH属于 (填“酸”“碱”或“氧化物”)。
(2)某化学兴趣小组同学对该实验振荡过程中颜色变化的原因进行如下探究:
猜想Ⅰ.溶液中溶入CO2;
Ⅱ.溶液中溶入O2;
Ⅲ.溶液中溶入 (填化学式)。
实验设计
①小红同学利用图乙装置,从A端吹入呼出的气体,观察到混合液颜色的变化为黄色→红色→绿色,由此
(填“能”或“不能”)得出猜想Ⅰ正确,原因是 。
②为探究猜想Ⅱ,利用图乙装置设计实验方案: 。
注意:若答对第(3)(4)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(3)兴趣小组同学在静置混合液时,发现不同组的变色时间各不相同,他们又对影响混合液变色时间的因素进行了探究。在大试管中分别加入下表中试剂(所用溶液密度差异忽略不计),充分混合后,溶液为绿色。静置,观察并记录:
实验序号
a
b
c
0.1%靛蓝胭脂红溶液体积/mL
10
10
20
2%氢氧化钠溶液体积/mL
70
70
70
18%葡萄糖溶液体积/mL
10
10
10
水体积/mL
10
10
x
温度/℃
20
40
40
变色时间/s
绿→红
178
22
21
红→黄
81
21
27
合计
259
43
48
①由a、b两组实验,你得出的结论是 。
②b、c两组实验是探究靛蓝胭脂红浓度对变色时间的影响,则x= 。
(4)图甲所示的实验循环多次后,溶液颜色最终为绿色的原因是 。
7.[2021·合肥蜀山二模]某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究,请你参与。
查阅资料
①CO2+Na2CO3+H2O2NaHCO3;
②20 ℃时,部分物质的溶解度:
物质
Ca(OH)2
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
溶解度/g
0.16
109
21.8
9.6
实验一:探究氢氧化钙的性质。
20 ℃时,在盛有5 g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40 mL水,用玻璃棒搅拌,静置,取上层部分清液于B烧杯中。
(1)向A烧杯中滴加几滴石蕊溶液,再加入过量稀盐酸,观察到的现象为 。
(2)向B烧杯中通入CO2,观察到澄清石灰水变浑浊。
(3)请另选一种与步骤(1)(2)中不同类别的物质,写出其与氢氧化钙反应的化学方程式: 。
实验拓展 (4)向上述(1)反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液,测得其pH随反应时间的变化如图10Ⅰ。AB段的实验现象是 ,BC段发生反应的化学方程式为 。
图10
实验二:二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究。
20 ℃时,甲、乙两组同学设计如图Ⅱ装置分别进行实验。
甲组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后ⅱ中无明显现象,停止通CO2,ⅰ中溶质为X。
(1)甲组同学认为X只有Na2CO3。你认为该结论是否合理,说明理由: 。
注意:若答对以下问题将奖励3分,但化学试卷总分不超过40分。
乙组:从a端缓慢通入CO2,一段时间后ⅱ中变浑浊,停止通CO2,ⅰ中溶质为Y,打开活塞,滴加足量稀盐酸。
(2)经分析Y是NaHCO3。实验过程中,ⅰ中产生的现象为 , 请分析产生该现象的原因:
。
8.[2021·苏州]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1 cm×1 cm×0.2 cm),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2 min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图11所示,实验现象见表1。
图11
表1 不同条件下的实验现象
实验组别
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)
煅烧时间
活性度
煅烧温度
12 min
16 min
20 min
1 050 ℃
790
793
795
1 100 ℃
836
856
863
1 150 ℃
868
871
873
1 200 ℃
808
845
864
1 250 ℃
454
556
617
1 300 ℃
412
530
623
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1 100~1 200 ℃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: 。
类型三 物质成分的探究 (5年1考,2019.15)
9.[2021·合肥42中三模]为研究铝和铜的金属活动性,某研究小组进行了如下探究:
(1)小明设计的实验方案:将打磨干净的铝片和铜片分别放入稀盐酸中,观察反应的现象。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)小芳将打磨干净的铝片放入浓氯化铜溶液中,看到有大量气泡逸出,且在一段时间内气泡越来越快,经点燃能发出爆鸣声,说明生成的气体是 。
(3)小芳在(2)实验中,还观察到铝片与浓氯化铜溶液反应时还有“白色沉淀”这一异常现象出现。
提出问题 铝片与浓氯化铜溶液反应出现的白色沉淀的组成是什么?
查阅文献 ①AlCl3为无色透明晶体或白色而微带浅黄色的固体,易溶于水和乙醇。
②CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇;溶于浓盐酸且溶液变褐色;溶于浓氨水且溶液变蓝色。
提出合理假设
假设a:该白色沉淀可能含有CuCl;
假设b:该白色沉淀可能含有AlCl3;
假设c:该白色沉淀可能含有Al。
设计并完成实验 取白色沉淀分别进行如下实验。
实验编号
实验操作
实验现象
①
加入适量浓盐酸
②
加入适量无水乙醇
固体部分溶解
③
加入适量
固体溶解,得到蓝色溶液
得出结论
由实验①可判断假设c不成立,再结合实验②和③可得出该白色沉淀的成分是 。
反思评价 为探究铝与氯化铜溶液反应生成CuCl的条件,小组同学查阅相关资料发现:铝和氯化铜溶液反应分两步:Cu2+Cu+Cu。
请对生成CuCl的条件提出猜想 ; 设计实验证明猜想 (写出实验方案、可能现象)。
10.[2021·衡阳]某化学兴趣小组的同学发现有一瓶标签受损、久置的某溶液,受损标签如图12所示。该小组同学对这瓶溶液进行了如下探究:
图12
提出问题 这瓶溶液是什么物质的溶液?
猜想与假设 老师提示:原溶液只可能是下列三种溶液中的一种:①氢氧化钠溶液,②碳酸钠溶液,③硫酸钠溶液。
查阅资料 Na2SO4溶液和BaCl2溶液均呈中性。
实验探究一
同学
实验操作
实验现象及结论
同学相互评价
甲
溶液变红
猜想①成立
乙同学认为此方案结论不正确,你认为他的理由是
乙
产生气泡
猜想②成立
丙同学认为:猜想①的溶液久置可能变质,加足量稀盐酸也会产生气泡
实验探究二 丙同学重新设计实验如下:
实验操作
实验现象
实验结论或结果
步骤一:取少量样品溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液,振荡
猜想①正确,且已部分变质
步骤二完毕后,溶液中除酚酞外,还含有的溶质有 (填数字)种
步骤二:静置,取少量上层清液于另一支试管中,滴加
溶液变红
交流与讨论 大家认为该实验方案仍然存在缺陷,如果氢氧化钠溶液已完全变质,则无法得出正确结论。
实验反思 (1)氢氧化钠变质的化学方程式为 ,为了防止变质,该药品必须要 保存。
(2)倾倒液体试剂,要注意标签 。
11.[2021·梧州]梧州市某中学化学兴趣小组对干电池内含有的物质及电能的产生有了浓厚的兴趣,在老师的指导下进行以下探究实验。
实验一:小吴按图13甲所示连接装置,观察到锌片溶解,碳棒上有气泡放出,同时电流表的指针发生偏转,说明化学能可以在一定条件下转化为电能。装置中发生反应的化学方程式为 。
图13
实验二:同学们初步了解电能产生的原理后,小周剥开一节干电池,发现除锌皮、碳棒外,还有黑色固体A(如图乙)。
提出问题 黑色固体A的成分是什么?
猜想假设 黑色固体A可能是炭黑、铁粉、氧化铜、四氧化三铁或二氧化锰等物质。
查阅资料 四氧化三铁俗称磁性氧化铁,有磁性;二氧化锰不溶于稀盐酸且不与稀盐酸反应。
探究实验 小周向装有黑色固体A的烧杯中加入适量的水搅拌,静置后过滤,得到滤渣B和滤液C。取滤渣B进行以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)将干燥的滤渣B与磁铁接触
没有物质被磁铁吸引
可判断B中一定不含
(2)取少量滤渣B于试管中,加入足量稀盐酸
a.溶液呈无色
b.仍有黑色不溶物
由现象a可判断B中一定不含
(3)另取少量滤渣B于试管中,加入适量的过氧化氢溶液,同时插入带火星的木条
a.有大量气泡放出
b.
可判断B中含有二氧化锰
交流讨论 同学们认为,滤渣B中还可能含有 (填物质名称)。
实验三:查阅资料 干电池中还含有氯化铵;氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
探究实验 小诗取滤液C进行以下实验:
(1)测得滤液C的pH<7,说明溶液呈酸性,存在大量的H+,解释了干电池的锌皮被腐蚀和产生电能的原因。
(2)取少量滤液C于试管中,加 浓溶液并加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸变蓝,说明滤液C中含有铵盐。
(3)为证明滤液C中含有氯离子,请补充完整小诗同学的实验步骤和现象:取少量滤液C于试管中, 。
知识拓展 二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气(Cl2)和含锰元素的盐(锰元素的化合价为+2),写出该反应的化学方程式: 。
12.[2021·娄底]某化学兴趣小组进行锌与硫酸溶液反应的实验,并用大气球收集产生的气体。同学们在收集过程中闻到一股刺激性气味,同时发现充满气体的气球在空气中有些下沉,有些悬浮,还有些上浮。大家对这些现象很感兴趣,进行了相关探究活动。
提出问题 锌和硫酸溶液反应后生成的气体是什么?
查阅资料 (1)锌与浓硫酸反应生成硫酸锌、二氧化硫气体和水;铜与浓硫酸在加热的条件下生成硫酸铜、二氧化硫气体和水。
(2)SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红溶液褪色。SO2和CO2化学性质相似,都能和NaOH等碱溶液反应生成盐和水。
(3)相同条件下,气体的密度决定于该气体的相对分子质量,气体的相对分子质量越大密度也越大;空气的平均相对分子质量为29。
提出猜想 猜想一:气球内的气体为SO2;
猜想二:气球内的气体为SO2和H2;
猜想三:气球内的气体为H2。
实验探究 针对上述猜想,同学们在老师的指导下设计了如图14的装置(部分夹持器材略去),分别用不同气球内的气体进行探究。
图14
(1)C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气,目的是 。
(2)甲同学观察到A中品红溶液褪色,C中无明显现象,说明猜想一正确。D瓶中氢氧化钠溶液的作用是 。
(3)乙同学观察到 ,说明猜想二正确。
(4)丙同学观察到A中品红溶液无明显现象,C中铜网表面黑色物质变红,说明猜想三正确。
实验结论 通过实验探究与充分思考,聪明的你应该对锌与硫酸溶液反应产生的气体填充气球活动中的异常现象能够很好的解释了。本次实验中锌粒与硫酸溶液反应先后生成二氧化硫气体和氢气。
拓展反思 (1)下列物质中不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是 。
A.Al2(SO4)3 B.Fe2(SO4)3
C.MgSO4 D.ZnSO4
(2)浓硫酸与铜在加热的条件下反应生成硫酸铜、二氧化硫气体和水,而稀硫酸与铜即使加热也不能反应。这说明某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外,还可能与下列中的 (填序号)有关。
A.溶质的质量分数 B.溶液的质量
C.溶液的体积 D.溶质的相对分子质量
(3)锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫,若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体,其优点是 。
(4)实验中下沉的气球内一定含有的气体是 (填化学式)。
类型四 定量探究 (5年1考,2018.15)
13.[2021·合肥市C20联盟一模]实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
提出猜想 该粉末的成分可能的组成有①铜粉;②铜粉和氧化铁粉末;③氧化铁粉末。
查阅资料 铜可溶于氯化铁溶液反应:Cu+2FeCl32FeCl2+CuCl2。
设计实验
Ⅰ.定性实验:甲同学取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的盐酸并振荡,发现固体完全溶解,于是他认为③猜想正确,猜想②也可能正确,你 (填“是”或“否”)支持甲同学的观点?理由是 。
Ⅱ.定量实验:乙同学为进一步确定红色粉末的组成,取4.2 g红色粉末放入硬质玻璃管中,按如图15装置所示进行实验,开始时先缓缓通入CO一段时间,然后再用酒精喷灯加热使其充分反应,停止加热后继续通入CO至装置冷却。
图15
交流讨论 (1)实验中若观察到 ,则猜想②成立,玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
注意:答对下面题目奖励3分,但全卷总分不超过40分。
实验反思
(2)装置C的作用: 。
(3)乙同学实验结束后,称得硬质玻璃管内剩余固体的质量为3.0 g,进一步确认了猜想②正确,理由是
。
(4)丙同学认为乙同学的实验操作太麻烦,可以设计更优化的方案来验证乙同学的结论正确,请你帮助丙同学设计方案进行验证: 。
14.[2021·合肥蜀山一模]某化学兴趣小组对金属钙及其化合物的化学性质非常感兴趣,并进行了以下实验探究。
(1)对金属钙的化学性质进行探究。
提出问题 金属钙能否与水反应?
实验探究 取一小粒金属钙投入盛有50 mL水的烧杯中,钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,溶液出现浑浊,用手触摸烧杯外壁,感觉发烫。反应结束放置一段时间后,溶液变澄清,经测定所得溶液pH=12。请描述用pH试纸测定溶液pH的方法: 。
交流反思 钙的密度为1.55 g/cm3,大于水的密度,但是钙粒浮在水面并四处游动,钙粒浮在水面的原因是 。
实验结论 金属钙能与水反应。经进一步检验,产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式: 。
拓展提高 ①金属钙放入硫酸铜溶液中, (填“能”或“不能”)置换出金属铜。
②钙一般保存在煤油中。请列举一种需要密封保存的药品及原因: 。
(2)对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究。
查阅资料 Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。
实验探究 该小组称取10.0 g干燥剂样品于控温电加热器中,按如图16所示装置进行实验(装置气密性良好,电热丝温度使干燥剂中可以分解的物质完全分解,装置A、B、C中药品足量,实验操作正确)。
图16
实验过程 ①停止加热后,需要通入一段时间N2的目的是 。
②充分反应后,产物被完全吸收,A装置质量增加 0.9 g,B装置质量增加2.2 g。
注意:若答对以下小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
分析与结论 该包干燥剂的成分有 (填化学式),其中Ca(OH)2的质量为 g。
反思与拓展 装置C中的碱石灰能防止空气中的水蒸气和二氧化碳对实验结果造成影响。若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是 。
15.[2021·宣城模拟]获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如图17实验方案供大家讨论(已知:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O):
图17
(1)实验装置末端干燥管中碱石灰的作用是 。
(2)同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。
(3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为需要在
(填序号)间再增加一个D装置(编号为F),才能证明含有CH4。
(4)同学丁认为,B装置可有可无。说说你的看法和理由: 。
(5)同学戊认为,该装置存在着 重大安全隐患,小组成员一致同意。综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后的混合气体,通过改进后的装置进行了实验探究,请根据实验现象和数据填写结论:
装置
实验现象/数据
实验结论
A
石灰水变浑浊
通过实验现象和数据,小组成员一致认为该气体样品中含有
B
无明显现象
C
黑色粉末变成红色
D
装置D增重3.6 g
E
装置E增重4.4 g
16.[2021·福建]已知:H2+CuOCu+H2O。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
Ⅰ.设计如图18实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
图18
(1)制取氢气的化学方程式为 。
(2)氧化钙的作用是 。
(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到 ,证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.600 0 g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中Cu2O的质量(m),结果如图19。
图19
(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是 。
(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是 。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:
假设1:经历2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2:经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuOCu2O、H2+Cu2O2Cu+H2O三个反应。
(6)结合探究Ⅱ结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 。
(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究Ⅱ的基础上,还需进行的实验是 。
17.[2021·烟台]因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双氢青蒿素。查阅资料可知,双氢青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。为测定双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比,兴趣小组进行了以下探究。
设计实验 兴趣小组设计并进行了如图20甲所示的实验(装置气密性良好)。
图20
将7.1 g双氢青蒿素放在装置C的玻璃管中,燃烧至无固体灰分残留。
(1)装置A、B中盛放的试剂分别是 (填序号)。
①足量NaOH溶液、足量浓硫酸
②足量浓硫酸、足量NaOH溶液
(2)装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气,生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是 。
记录数据 加热前,先通入空气一段时间,再称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应前的质量)。双氢青蒿素完全反应后,停止加热,继续通入空气一段时间,再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应后的质量),实验数据如表所示。
装置
反应前的质量/g
反应后的质量/g
D
74.7
80.1
E和F
80.3
96.8
实验结论 (3)根据表中数据分析,双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是 。
拓展分析 (4)双氢青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是 。
实验反思
(5)实验过程中,加热前要先通入空气一段时间,该操作的作用是 。
(6)有同学建议,为使实验结果更准确,需要在装置C和D之间增加图乙所示的装置,其目的是______________
。
类型五 项目式探究 (5年2考,2021.16/2020.16)
18.[2020·安徽]金属防腐蚀是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
认识铁的腐蚀
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填序号)。
A.未擦干的铁锅
B.涂油漆的栏杆
C.盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。
探究铁的腐蚀
(3)该小组用如图21甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
图21
拓展探究 (4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。
注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ; 改进实验方案证明你的分析: 。
19.[2021·山西]2021年3月16日,沙尘暴席卷我国西北地区,次日多地又遇到降雨。该地某校环境监测实践小组的同学们,对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度的异常变化产生了浓厚的兴趣,在老师的指导下,他们紧急立项,开启了项目性学习的探究之旅。
任务一:监测沙尘暴的成因
同学们参与当地环境监测。他们在10米高台上,利用“风向风速器”,测得风速为 10 m/s 时,有大量的沙尘被卷入空中,能见度迅速降低。引发这一自然现象的根本原因是 (写1条)。
任务二:分析沙尘暴的危害
当人暴露于沙尘天气中时,含有各种有毒的化学物质、病菌等的尘土可进入口、鼻、眼、耳中引发各种疾病。除此之外,沙尘暴还会产生的危害是 (写1条)。
任务三:探究沙尘暴的成分
信息检索 我国西北地区,含有大量钠盐的干涸盐湖和盐碱地总面积约有50 万平方千米,为沙尘暴的形成埋下隐患。
猜想假设 此次沙尘暴中可能含有碳酸钠等碱性物质。
进行实验 取少量盐碱地的土壤与蒸馏水按 1∶5 的质量比在烧杯中混合,充分搅拌后静置,取上层清液,用如图22装置完成如下实验。
图22
项目
实验步骤
实验现象
实验结论
方案
①挤压胶头滴管 a,滴入
产生白色沉淀
沙尘暴中含有 Na2CO3,不含 NaOH
②挤压胶头滴管b,滴入几滴酚酞溶液
酚酞溶液不变色
反思评价
(1)步骤①中发生反应的化学方程式为 。
(2)自然界的土壤中通常不含NaOH,理由是 。
(3)若加入的 X 是 (填化学式),则只能证明沙尘暴中含有 Na2CO3,而不能确定是否含有 NaOH。
任务四:评价雨水pH 异常的原因
数据监测 小组同学在老师的帮助下,从环保部门获得了当地雨水的pH数据。
测定时间
3月5日
3月17日
3月28日
3月31日
pH
5.57
5.73
5.60
5.59
表达交流 3月17日,雨水pH出现异常的原因是 。
检查进度 该项目性学习还没有进行的探究项目是 。
20.[2021·新疆]炎热的夏季,游泳池成了人们消暑健身的热门场所,水质的安全也成为大家关注的话题。小丽和同学们对某室内游泳池的水呈蓝色的原因及水质安全展开了研究。请回答下列问题。
查阅资料 a.水对蓝光的反射和散射作用使水呈现蓝色,水越深,蓝色越明显。
b.游泳池的水质常规检验主要项目及限值如下表:
项目
数值
浑浊度
≤1NTU
pH
7.0~7.8
尿素
≤3.5 mg/L
总大肠菌群(36 ℃,24 h)
每100 mL不得检出
游离性余氯
(0.2~1.0)mg/L
化合性余氯
≤0.4 mg/L
水温
23~30 ℃
交流与讨论
小丽认为泳池水呈蓝色可能是因为加入了硫酸铜。
实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量泳池水于试管中,加足量
溶液
无明显现象
泳池水中无Cu2+
(2)另取少量泳池水于试管中,加稀盐酸,再加足量 溶液
产生白色沉淀
泳池水中含有SO42-
实验结论 泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。从微观角度分析,水分子本身 (填“有”或“没有”)改变。写出一个步骤(2)中产生白色沉淀可能发生的化学反应方程式: 。
实验调查 同学们就泳池水净化问题走访了游泳馆的管理人员,得知:
a.泳池水通过循环净化的方式实现再利用,其工艺流程如图23所示。
图23
b.泳池水常见的水质问题是尿素含量超标。
(1)写出二氧化氯的化学式: 。
(2)加药装置中絮凝剂的作用是 。
(3)提出一条降低泳池水中尿素含量的建议: 。
21.[2021·锦州]今天是化学实验室开放日,小明带着一包脱氧剂和一包食品干燥剂走进实验室,和小组同学一起开始了令人兴奋的探究之旅(忽略实验过程中空气的影响)。
查阅资料
脱氧剂成分是铁粉、炭粉、碳酸钠、氯化钠;食品干燥剂的成分是生石灰。
探究活动一:脱氧剂脱氧原理。
进行实验
(1)取适量脱氧剂于大试管中,加足量的水振荡,充分溶解后过滤,得到滤液A和滤渣甲。
(2)向滤渣甲中加入足量稀盐酸,观察到有气泡产生,得到黄色溶液,溶液底部有黑色不溶物。
得出结论
脱氧剂脱氧的原理是铁粉与 发生了化学反应,生成铁锈。
探究活动二:探究食品干燥剂是否变质。
进行实验
(1)取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,过滤,得到滤液B和滤渣乙。
(2)向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3。
得出结论
该干燥剂 (填“完全”“部分”或“没有”)变质。
探究活动三:探究溶液混合后溶质的成分。
小组同学将上述实验中的滤液A和滤液B倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,过滤后得到滤液C,他们对C中溶质的成分进行了探究。
提出猜想
猜想一: ;
猜想二:NaCl、NaOH、Na2CO3;
猜想三:NaCl、NaOH、Ca(OH)2。
进行实验
小明按照自己设计的方案进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液
无明显现象
猜想 不正确
(2)继续向步骤(1)所得溶液中通入二氧化碳
有白色沉淀生成
猜想三正确
反思评价 小组同学经过讨论,一致认为根据步骤(2)的现象不足以证明猜想三是正确的,理由是
。
小明经过认真思考后,对步骤(2)进行了修改,并做了下面的实验,最终得出了正确的结论,记录如下。请你完善实验报告。
实验步骤
实验现象
实验结论
有白色沉淀生成
猜想三正确
【参考答案】
类型一
1.(1)锥形瓶
(2)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 关闭
(3)催化剂的质量(或催化剂颗粒大小)
(4)在不同温度下测定的
[解析](2)装置B中固液分离,则活塞处于关闭状态,因为活塞处于开启状态时,长颈漏斗内液体流入试管内,与隔板上的固体接触,会发生反应,而活塞处于关闭状态时,产生的气体不能排出,压强越来越大,会将液体压回到长颈漏斗内,使液体与固体分离,反应停止。(3)由图像信息可知,影响该反应速率的因素有催化剂的种类、过氧化氢溶液的浓度和温度,除了上述影响因素外,还有催化剂的质量和颗粒大小也会影响H2O2分解速率。(4)实验1与实验2中4%的过氧化氢溶液与0.2 g MnO2粉末混合后产生的气体压强有明显不同,这可能是因为实验1和实验2是在不同温度下测定的。
2.作出猜想 温度
(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)在其他条件相同时,盐酸的浓度越大,生成二氧化碳气体的速率越快
(3)②⑤ C
(4)将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,造成烧瓶内气体体积迅速减小,压强迅速增大
(5)CO2+H2OH2CO3
(6)1体积水只能溶解0.7体积的二氧化碳,所以加入的水也占有一定的体积,使压强略有增大
[解析](1)盐酸与大理石的主要成分碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。(2)实验①②对比得出的实验结论为其他条件相同时,盐酸浓度越大,生成二氧化碳气体的速率越快。(3)如果要验证石灰石颗粒大小对速率影响,可选择实验②⑤作对比,是因为②⑤中除了石灰石颗粒大小不同,其他条件完全相同。Y的数据可能是28,因为粉末状石灰石与盐酸的接触面积比块状石灰石大,反应速率更快,收集50 mL气体所用时间更短。(4)BC段压强上升的原因是将注射器里的蒸馏水全部压入烧瓶中,造成烧瓶内气体体积迅速减小,压强迅速增大。(5)CD段二氧化碳和水反应生成碳酸,发生反应的化学方程式为CO2+H2OH2CO3。(6)D点压强大于B点,说明反应后容器内压强略大于反应前容器内压强,是因为溶解的二氧化碳的体积小于20 mL。
3.(1)形成对照实验
(2)吸收空气中的二氧化碳 防止空气中的二氧化碳和水进入盛有铜片和蒸馏水的试管内
(3)1、4
(4)空气中的水、氧气、二氧化碳
(5)稀盐酸和澄清石灰水
(6)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
(7)瓶内二氧化硫被吸收,氢氧化钠溶液进入三颈烧瓶中填补气体反应后引起的压强差,使压强恢复至原状态
[解析](1)实验4中的铜片能生锈,与其他实验进行对照,可分析出铜生锈的条件,所以实验4的目的是形成对照实验。(2)氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,所以实验2中,氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳;碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气,所以碱石灰的作用是防止空气中的二氧化碳和水进入盛有铜片和蒸馏水的试管内。(3)实验1和4说明铜生锈需要水蒸气。(4)通过实验证明铜与空气中的水、氧气、二氧化碳反应产生“铜绿”。(5)欲除去“铜绿”并进一步证明其中含有碳酸盐,可选用稀盐酸和澄清石灰水,盐酸与“铜绿”反应生成氯化铜、水和二氧化碳,所以会产生气泡,将生成的气体通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明含有碳酸盐。(6)浓硫酸与铜片加热时产生有刺激性气味的气体,同时溶液变蓝,可知生成物有硫酸铜、二氧化硫,依据化学反应前后元素种类不变,则该反应的生成物还有水,所以化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。(7)氢氧化钠溶液能吸收二氧化硫,使烧瓶内压强减小,曲线CD段上升的原因是瓶内二氧化硫被吸收,氢氧化钠溶液进入三颈烧瓶中填补气体反应后引起的压强差,使压强恢复至原状态。
4.(1)固体不溶解 (2)稀盐酸(或稀硫酸)
(3)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(4)相同条件下,不同浓度碳酸氢钠溶液加氯化钙溶液均产生二氧化碳,且浓度越大,产生二氧化碳的速率越快
(5)生成二氧化碳的速率较慢(或生成的二氧化碳较少,二氧化碳可溶于水)
(6)滴加氯化钙溶液滴数少(或溶液浓度低)
(7)否 溶液浓度较高时会有白色沉淀产生,浓度较低时不会产生沉淀
(8)CaCO3↓+CO2↑+2NaCl+H2O
5.(1)甲
(2)2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu 强
(3)B (4)放出
(5)铝表面有氧化铝薄膜,O~a段是稀硫酸和氧化铝发生反应 Al2(SO4)3、H2SO4 硫酸被消耗,浓度降低
[解析](1)甲实验中将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中,无明显现象,乙实验中将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中,观察到铝丝表面析出红色固体,比较实验甲和乙可知,打磨能破坏氧化铝薄膜。(2)实验乙中发生的是铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,反应的化学方程式为2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu;铝能够将硫酸铜中的铜置换出来,说明铝的活动性比铜强。(3)CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子,实验甲中将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中无明显现象,实验丙中将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中,铝丝表面析出红色固体,说明Cl-破坏了氧化铝薄膜。(4)铝丝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,反应过程中试管外壁发烫,说明该反应会放出热量。(5)铝表面有氧化铝薄膜,O~a段是稀硫酸和氧化铝发生反应;由图可知,b点所对应溶液中的溶质有反应生成的硫酸铝和剩余的稀硫酸,其化学式分别为Al2(SO4)3、H2SO4;c~d段产生氢气的速率下降的主要原因是随着反应的进行,硫酸被消耗,溶液中硫酸的浓度减小,反应速率减慢。
类型二
6.(1)碱
(2)猜想 N2
实验设计 ①不能 呼出的气体中除了二氧化碳,也含有氧气和氮气
②从A端通入氧气,若溶液颜色出现由黄色→红色→绿色的逐渐转变,说明猜想Ⅱ正确
(3)①其他实验条件相同时,温度越高,靛蓝胭脂红与葡萄糖反应速率越快 ②0
(4)多次循环反应后,葡萄糖被消耗完毕,溶液中只有靛蓝胭脂红和氢氧化钠
[解析](1)氢氧化钠属于碱。(2)猜想空气中主要含有氧气和氮气,所以可以猜想与氮气有关。实验设计 ①人体呼出的气体中不仅含有二氧化碳,还有未消耗的氧气和氮气,不能得出猜想Ⅰ是否正确。②为了验证氧气是否对颜色变化有影响,可以直接从A端通入氧气,观察溶液颜色是否符合黄色→红色→绿色的变色规律,依此判断猜想Ⅱ是否成立。(3)①a和b的变量只有温度,而温度升高后,变色时间变短,因此说明其他实验条件相同时,温度越高,靛蓝胭脂红与葡萄糖反应速率越快。②b和c验证靛蓝胭脂红浓度对变色时间的影响,因此其他实验条件一致,此时c中加入了20 mL的靛蓝胭脂红溶液,为使c中溶液总体积与b相等,则x=0。(4)经过多次循环后,葡萄糖会被消耗完全,溶液中只有靛蓝胭脂红和氢氧化钠,此时溶液显碱性,溶液为绿色。
7.实验一:(1)溶液由无色变为蓝色然后变为红色,烧杯底部的固体溶解
(3)Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH(合理即可)
(4)产生大量气泡
CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
实验二:(1)不合理,X可能有NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3三种情况(回答出可能含NaOH或NaHCO3即可)
(2)通入CO2一段时间后,溶液变浑浊,滴入稀盐酸有气泡产生,固体逐渐溶解 根据20 ℃时部分物质的溶解度可知,12%的NaOH溶液与足量的CO2反应最终生成的NaHCO3超过其溶解限度,结晶析出,溶液变浑浊;NaHCO3与盐酸反应而溶解,同时产生气泡
[解析]实验一:(1)20 ℃时,在盛有5 g Ca(OH)2固体的A烧杯中加入40 mL水,用玻璃棒搅拌,静置,固体部分溶解,上层清液是氢氧化钙溶液。向A烧杯中滴加几滴石蕊溶液,观察到溶液变蓝,再加入过量稀盐酸,观察到的现象为溶液由蓝色变为红色,烧杯底部的固体溶解。(3)氢氧化钙能与酸、非金属氧化物、盐反应,故还可以是碳酸钠和氢氧化钙反应。(4)上述(1)反应后的A烧杯中的溶液中含有的溶质为HCl、CaCl2,向其中滴加碳酸钠溶液,碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,盐酸反应完后,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠。AB段的实验现象是产生大量气泡;BC段发生反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl。
实验二:(1)该结论不合理,X可能有NaOH和Na2CO3、Na2CO3和NaHCO3、NaHCO3三种情况。(2)Y是NaHCO3。实验过程中,ⅰ中产生的现象为通入CO2一段时间后,溶液变浑浊,滴入稀盐酸有气泡产生,固体逐渐溶解。产生该现象的原因是根据20 ℃时部分物质的溶解度可知,12%的NaOH溶液与足量的CO2反应最终生成的NaHCO3超过其溶解限度,结晶析出,溶液变浑浊;NaHCO3与盐酸反应而溶解,同时产生气泡。
8.(1)温度
(2)Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O 否,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,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)滴入稀盐酸,有无色气体产生
(5)煅烧不同的时间,在1 100~1 200 ℃范围内生成的生石灰活性度均高
(6)石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多铁
[解析](1)通过三组对比实验可知,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,二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,由于酒精燃烧也会生成二氧化碳,所以澄清石灰水变浑浊不能推断石灰石煅烧产生了二氧化碳。(3)丙组实验中,加热后得到的物质主要是氧化钙,在试管A中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,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,试管底的氢氧化钙又继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红,所以溶液自下而上又变为红色。(4)取研细后的粉末少许于试管中,加入稀盐酸,有无色气体产生,说明丙组实验中的石灰石部分分解。(5)由表2可知,煅烧不同的时间,在1 100~1 200 ℃范围内生成的生石灰活性度均高。(6)石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多铁。
类型三
9.(1)2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
(2)氢气(或H2)
(3)设计并完成实验无气泡产生,固体溶解,得到褐色溶液 浓氨水
得出结论CuCl和AlCl3
反思评价与铝片质量有关 取2份浓氯化铜溶液于试管中,分别加入打磨干净的铝条,一份质量较小,一份足量,待反应结束后,再加入足量水(或乙醇);质量较小的铝片与浓氯化铜溶液反应生成较多白色沉淀,而另一份最终没有白色沉淀
[解析](1)铝和盐酸反应,生成氯化铝和氢气。
(2)将铝片放入浓的氯化铜溶液中产生的气体经点燃能发出爆鸣声,则该气体为氢气。
(3)设计并完成实验根据题意,证明该固体不是金属铝,而是氯化亚铜,氯化亚铜可以溶于浓盐酸且溶液变为褐色,因此加入适量浓盐酸没有气泡产生,固体溶解,得到褐色溶液;加入浓氨水,得到蓝色溶液,证明该固体是氯化亚铜。得出结论结合实验②和③,固体部分溶解,而氯化亚铜不溶于乙醇,说明还含有氯化铝,综上可知,白色沉淀为CuCl和AlCl3。反思评价根据题意可知,铝的质量和产物有关,因此可以分别取2份浓氯化铜溶液于试管中,分别加入打磨干净的铝条,一份质量较小,一份足量,待反应结束后,再加入足量水(或乙醇);质量较小的铝片与浓氯化铜溶液反应生成较多白色沉淀,而另一份最终没有白色沉淀,可以证明生成CuCl与铝片质量有关。
10.实验探究一碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞溶液变红色
实验探究二产生白色沉淀 酚酞溶液 3
实验反思(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O 密封 (2)向着手心
[解析]实验探究一碳酸钠溶液也显碱性,也能使酚酞溶液变红色,加入酚酞溶液变红色,不一定是氢氧化钠。实验探究二实验结论是猜想①正确且已部分变质,说明既含有氢氧化钠也含有碳酸钠。加入过量氯化钡溶液,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和氯化钠;把碳酸钠全部反应完毕,再滴加酚酞溶液,溶液变红色,说明溶液中含有氢氧化钠;步骤二完毕后,溶液中除酚酞外,还含有的溶质是碳酸钠与氯化钡反应生成的氯化钠、没有反应的氢氧化钠以及过量的氯化钡,共三种溶质。实验反思(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式是2NaOH+CO2Na2CO3+H2O,为防止变质,该药品必须要密封保存。(2)倾倒液体时,标签要向着手心,防止倾倒液体时的残留液腐蚀标签。
11.实验一:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
实验二:探究实验(1)铁粉和四氧化三铁
(2)氧化铜 (3)带火星的木条复燃
交流讨论炭黑
实验三:探究实验(2)氢氧化钠
(3)加入稀硝酸和硝酸银溶液,产生白色沉淀
知识拓展MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
[解析]实验一:锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。实验二:探究实验(1)将干燥的滤渣B与磁铁接触,没有物质被吸引,说明不含有磁性物质,则B中不含有铁和四氧化三铁。(2)取少量滤渣B于试管中,加入足量稀盐酸,溶液呈无色,说明没有铜离子存在,则B中不含有氧化铜。(3)由结论可知B中含有二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气,氧气可使带火星的木条复燃。交流讨论滤渣B中加入足量稀盐酸,过滤后的黑色不溶物中,除了含有MnO2之外,还可能有炭黑。
实验三:探究实验(2)氯化铵与氢氧化钠在加热条件下反应生成氯化钠、氨气和水,可以加入氢氧化钠浓溶液。(3)取少量滤液C于试管中,加入稀硝酸和硝酸银溶液,若有白色沉淀产生,证明滤液C中含有氯离子。知识拓展二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O。
12.实验探究(1)排出装置中的空气,防止氢气和空气混合加热时发生爆炸
(2)吸收二氧化硫
(3)A中品红溶液褪色,C中黑色固体变红色
拓展反思(1)B (2)A
(3)确保制取的二氧化硫气体中不含有氢气
(4)SO2
[解析]实验探究(1)C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的氮气,目的是排出装置中的空气,防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。(2)D瓶中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化硫,防止污染环境。(3)乙同学观察到A中品红溶液褪色(气体中含有二氧化硫),C中黑色固体变红色(气体中含有氢气),说明猜想二正确。拓展反思(1)铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,不能由金属和稀硫酸反应直接得到的是Fe2(SO4)3。(2)某溶液的化学性质除了与溶质的性质有关外,还可能与溶质的质量分数有关。(3)锌与铜分别和浓硫酸在一定条件下都可以反应产生二氧化硫,若选择铜与浓硫酸在加热的条件下反应制取二氧化硫气体,其优点是铜和浓硫酸反应生成二氧化硫气体,当浓硫酸变成稀硫酸时,铜不能和稀硫酸反应,确保了制取的二氧化硫气体中不含有氢气。(4)实验中下沉的气球内一定含有的气体是二氧化硫,是因为二氧化硫的密度比空气大。
类型四
13.设计实验Ⅰ.是 氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,少量的铜会与氯化铁反应
交流讨论(1)红色粉末部分变黑,澄清石灰水变浑浊 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
实验反思(2)除去CO2并收集CO,处理尾气
(3)若4.2 g红色粉末全部是Fe2O3,硬质玻璃管内剩余固体的质量应为2.94 g(或根据固体质量减轻为4.2 g―3.0 g=1.2 g,计算可知Fe2O3质量为4.0 g,合理即可)
(4)取少量样品敞口充分加热,若红色粉末部分变黑,即可证明猜想②正确(或取少量样品于试管中,加入适量盐酸,若溶液变成蓝色,可证明猜想②正确,合理即可)
[解析]设计实验支持甲同学的观点,理由是氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,少量的铜会与氯化铁反应。交流讨论(1)实验中若观察到红色粉末部分变黑,澄清石灰水变浑浊,则猜想②成立,发生反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。实验反思(2)装置C的作用是吸收二氧化碳,收集一氧化碳。(3)乙同学实验结束后,称得硬质玻璃管内剩余固体的质量为3.0 g,进一步确认了猜想②正确,理由是固体质量减少了4.2 g-3.0 g=1.2 g,说明氧化铁中氧元素质量是1.2 g,则Fe2O3质量为1.2 g48160×100%=4.0 g,铜的质量为4.2 g-4.0 g=0.2 g,即猜想②正确。(4)验证方案:取少量样品于试管中,加入适量盐酸,若溶液变成蓝色,可证明猜想②正确,是因为盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,氯化铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜。
14.(1)实验探究在白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH
交流反思钙粒表面附着气泡,所受浮力增大
实验结论Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑
拓展提高①不能
②氢氧化钠;氢氧化钠能吸收空气中的水蒸气而潮解,吸收空气中的二氧化碳而变质(合理即可)
(2)实验过程①使生成的水、二氧化碳分别被浓硫酸、氢氧化钠溶液完全吸收,防止倒吸
分析与结论CaO、Ca(OH)2、CaCO3 3.7
反思与拓展CaO
[解析](1)实验探究用pH试纸测定溶液pH的方法是在白瓷板或玻璃片上放一片pH试纸,用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出该溶液的pH。交流反思钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,钙粒表面附着气泡,所受浮力增大,因此虽然钙的密度大于水的密度,但是钙粒能浮在水面并四处游动。实验结论分析实验可知,金属钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气,化学方程式为Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑。
拓展提高①分析实验可知,金属钙放入硫酸铜溶液中,发生的反应为Ca+CuSO4+2H2OCaSO4+Cu(OH)2↓+H2↑,则金属钙放入硫酸铜溶液中不能置换出铜。②依据氢氧化钠的性质可知,氢氧化钠需要密封保存,原因是氢氧化钠能吸收空气中的水而潮解,吸收空气中的二氧化碳而变质。
(2)实验过程①分析反应原理和实验装置可知,停止加热后,需要通入一段时间N2的目的是使生成的水、二氧化碳分别被浓硫酸、氢氧化钠溶液完全吸收,防止倒吸。分析与结论设样品中碳酸钙的质量为x,氢氧化钙的质量为y。
CaCO3CaO+CO2↑
100 44
x 2.2 g
10044=x2.2 g
x=5.0 g
Ca(OH)2CaO+H2O
74 18
y 0.9 g
7418=y0.9 g
y=3.7 g
5.0 g+3.7 g=8.7 g<10.0 g,则该包干燥剂的成分有CaO、Ca(OH)2、CaCO3,其中Ca(OH)2的质量为3.7 g。反思与拓展若没有C装置,测定二氧化碳的质量偏大,计算出碳酸钙的质量偏大,氧化钙的质量等于样品的质量减去碳酸钙和氢氧化钙的质量,则氧化钙的质量就会偏小,所以若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是CaO。
15.(1)防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置(合理即可)
(2)CuO+COCu+CO2
(3)BC
(4)装置B必须有,因为Ca(OH)2微溶于水,装置A不能保证CO2吸收完全,若去掉B装置,则对检验CO和CH4产生影响
(5)爆炸和中毒 CO2、CH4
[解析](1)实验装置末端干燥管中碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置。(2)一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应,还可能发生的反应是CuO+COCu+CO2。(3)气体通过A石灰水和B氢氧化钠溶液时会带出水蒸气,需要在BC间再增加一个D装置,来吸收水蒸气。(4)装置B必须有,因为Ca(OH)2微溶于水,装置A不能保证CO2吸收完全,需用氢氧化钠溶液来完全吸收二氧化碳,防止对检验CO和CH4产生影响。(5)因CO和CH4都是可燃性气体,可燃性气体加热时可能发生爆炸,且CO有毒没有进行尾气处理。根据实验现象A中石灰水变浑浊,说明气体样品中含有二氧化碳;黑色粉末变成红色,说明含有还原性的气体;装置D增重3.6 g,装置E增重4.4 g,说明一定有甲烷,甲烷和氧化铜反应的化学方程式为CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O,通过化学方程式可知产生二氧化碳和水的质量比是44∶36,已知装置E增重4.4 g,装置D增重3.6 g,即生成了4.4 g二氧化碳和3.6 g水,质量比为4.4 g∶3.6 g=44∶36,所以只含有甲烷,不含一氧化碳;通过实验现象和数据,小组成员一致认为该气体样品中含有CO2、CH4。
16.(1)Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(2)干燥氢气(或吸收水蒸气) (3)无色溶液变为蓝色 (4)先增大后减小
(5)确保加热条件下通氢气时间足够长
(6)若分步进行,Cu2O的最大质量应为0.540 0 g,不是0.321 8 g
(7)隔绝空气加热Cu与CuO的混合物,将所得固体放入烧杯,再加氨水并搅拌,观察溶液是否变蓝
[解析](1)制取氢气用锌和稀硫酸,化学方程式为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。(2)氧化钙具有吸水性,可以除去氢气中混有的水蒸气。(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到无色溶液变为蓝色,证明固体产物有Cu2O。(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O的质量先增大后减小。(5)由图可知,在一定范围内加热时间越长,固体中Cu2O的含量越低,故为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是确保加热条件下通氢气时间足够长。(6)若两个反应分步进行,由化学方程式2CuO+H2Cu2O+H2O计算可知,加热0.600 0 g的CuO,得到Cu2O的最大质量应为0.540 0 g,不是0.321 8 g。(7)隔绝空气加热Cu和CuO混合物,将所得固体放入烧杯,再加氨水并搅拌,观察溶液是否变蓝,若溶液变蓝,说明Cu+CuOCu2O成立,即假设2合理。
17.(1)① (2)CaO+H2OCa(OH)2 (3)45∶6∶20 (4)15∶24∶5
(5)排尽装置中的二氧化碳和水蒸气,以免影响实验结果
(6)使双氢青蒿素不完全燃烧生成的一氧化碳转化成二氧化碳,从而被氢氧化钠溶液吸收,使测定结果更准确
[解析](1)实验的原理是将一定量双氢青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,根据装置D、装置E和F增重分别为生成的水和二氧化碳的质量来进行计算,因此,应除去空气中的二氧化碳和水,以免影响测定结果。应先用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,再用浓硫酸吸收水蒸气,若顺序颠倒,则水蒸气无法除去。(2)生石灰与水蒸气反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2OCa(OH)2。(3)反应生成水的质量:80.1 g-74.7 g=5.4 g,其中氢元素质量:5.4 g×218×100%=0.6 g,反应生成二氧化碳的质量:96.8 g-80.3 g=16.5 g,其中碳元素质量:16.5 g×1244×100%=4.5 g,双氢青蒿素中氧元素质量:7.1 g-0.6 g-4.5 g=2 g,双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比为4.5 g∶0.6 g∶2 g=45∶6∶20。
(4)双氢青蒿素分子中碳原子、氢原子、氧原子个数比为4.5 g12∶0.6 g1∶2 g16=15∶24∶5。
(5)实验过程中,加热前要先通入空气一段时间,该操作的作用是将装置中的二氧化碳和水蒸气排尽,以免影响实验结果。(6)在实验过程中部分碳不完全燃烧会生成一氧化碳,碳元素转化成的一氧化碳不能被氢氧化钠溶液吸收,则测出的双氢青蒿素中碳元素质量偏小,在装置C和D之间增加氧化铜可以将碳元素转化成的一氧化碳转化成二氧化碳,使测定结果更准确。
类型五
18.(1)A (2)+3
(3)40 铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气体积的15,反应后量筒内的压强减小15,水倒吸入量筒中的体积为10 mL
(4)温度 其他条件相同时,温度在10~50 ℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速率越快
(5)氧气被完全消耗,反应停止 取一支更大的试管,加入等量的同规格的铁钉以及等量的蒸馏水,塞上瓶塞,重复小强的实验,记录实验数据,发现60 ℃、70 ℃时铁钉增加的质量大于50 ℃时铁钉增加的质量,分析成立
[解析](1)与氧气和水同时接触时,铁制品容易生锈。未擦干的铁锅与水、氧气同时接触,易生锈;栏杆表面的油漆隔绝了氧气与水,栏杆不易生锈;不锈钢水杯耐腐蚀,不易生锈。(2)化合物中各元素正负化合价的代数和为零。铁锈的化学式为Fe2O3·xH2O,设铁锈中铁元素的化合价为a,2a+3×(-2)+x[(+1)×2+(-2)]=0,则a=+3。(3)氧气约占空气体积的15,铁丝绒生锈消耗量筒内的氧气,量筒内压强变小,水进入量筒,液面刻度上升到40 mL处。(4)分析表格中的数据可推知,实验探究的因素为温度,实验结论是在其他条件相同时,温度在10~50 ℃ 的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速率越快。(5)铁钉生锈消耗氧气,若氧气耗尽,则反应停止,故 50 ℃ 后铁钉的质量不再增加的原因是氧气被消耗完,反应停止。改进的实验方案为取一支更大的试管,加入等量的同规格的铁钉以及等量的蒸馏水,塞上瓶塞,重复小强的实验,记录实验数据,发现60 ℃、70 ℃时铁钉增加的质量大于50 ℃时铁钉增加的质量,则分析成立。
19.任务一:土质疏松(或大气层不稳定,合理即可)
任务二:影响出行(或影响户外工作,合理即可)
任务三:进行实验过量的CaCl2溶液(或过量的BaCl2溶液,合理即可)
反思评价(1)Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl(或Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl)
(2)NaOH易与空气中的CO2反应
(3)Ca(OH)2[或Ba(OH)2]
任务四:表达交流沙尘暴中含有 Na2CO3,引起雨水 pH 增大(合理即可)
检查进度防护、治理
[解析]任务一:大量沙尘被风卷入空中,说明地表的土质疏松,易被风吹起。
任务二:沙尘暴会降低能见度,影响人们出行,同时户外工作也会受到影响。
任务三:反思评价(1)步骤①的目的是检验并除去碳酸钠,可选择足量的氯化钙、硝酸钙、氯化钡、硝酸钡溶液等。(2)氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠,故自然界土壤中通常不含氢氧化钠。(3)根据加入的试剂能证明沙尘暴中含有Na2CO3,而不能确定是否含有NaOH,可以推出加入的试剂和碳酸钠反应生成了氢氧化钠,导致无法确定沙尘暴中是否含有氢氧化钠,所以加入的试剂是氢氧化钙或氢氧化钡。
任务四:表达交流正常雨水的pH约为 5.6,3月17日雨水pH明显增大,原因是沙尘暴中的碳酸钠溶于水显碱性所致。检查进度同学们对沙尘暴的成因、危害、成分、防护、治理以及雨水酸碱度异常变化产生了兴趣并探究,分析实验过程可知,该项目性学习对防护和治理尚未进行探究。20.实验探究(1)氢氧化钠(或氢氧化钙,合理即可)
(2)氯化钡(或硝酸钡)
实验结论没有 BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl[或Ba(NO3)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaNO3]
实验调查(1)ClO2
(2)吸附较大颗粒,加速沉降
(3)勤更换新水(或加入适量的尿素降解剂)
[解析]实验探究(1)要证明铜离子是否存在,可以加入氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液,若产生蓝色沉淀,则说明泳池水中含有铜离子,若无明显现象,则说明泳池水中无铜离子。(2)要证明硫酸根离子的存在,可以另取少量泳池水于试管中,先加足量稀盐酸(目的是排除碳酸根离子的干扰),无明显现象,再加入足量的硝酸钡溶液或氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则证明泳池水中含有硫酸根离子,因为钡离子与硫酸根离子能结合成硫酸钡白色沉淀。实验结论泳池水的蓝色是水对蓝光的反射和散射作用引起的。在该过程中,没有生成新物质,发生的是物理变化,水分子本身没有改变。步骤(2)中产生白色沉淀的化学方程式为BaCl2+Na2SO4BaSO4↓+2NaCl或Ba(NO3)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaNO3。
实验调查(1)二氧化氯的化学式为ClO2。(2)加入絮凝剂的作用是吸附较大颗粒,加速沉降。(3)经常更换泳池水可以降低泳池水中尿素的含量。
21.探究活动一:得出结论水和氧气
探究活动二:得出结论部分
探究活动三:提出猜想NaCl、NaOH
进行实验二
反思评价二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀
取少量滤液C于试管中,加入足量的碳酸钠溶液
[解析]探究活动一:铁与氧气、水反应生成铁锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁,氯化铁溶液为黄色。
探究活动二:食品干燥剂的成分是生石灰,生石灰是氧化钙的俗名,取一包干燥剂放入小烧杯中,加入适量的水,充分搅拌后,用手触摸烧杯外壁,发烫,说明有氧化钙,因为氧化钙与水反应放热;过滤,得到滤液B和滤渣乙,说明滤液B中含氢氧化钙,向滤渣乙中加入足量的稀盐酸,可观察到固体全部溶解,有气泡产生,据此判断滤渣乙中有CaCO3,则氧化钙变质了,因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水。得出结论该干燥剂部分变质。
探究活动三:滤液A中含氯化钠和碳酸钠,滤液B中含有氢氧化钙,混合后,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。提出猜想碳酸钠与氢氧化钙恰好完全反应时,C中溶质的成分是NaCl、NaOH。进行实验取少量滤液C于试管中,加入足量的氯化钡溶液,无明显现象,说明没有碳酸钠,因为碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则猜想二不正确。
反思评价继续向步骤(1)所得溶液中通入二氧化碳,有白色沉淀生成,不足以证明猜想三是正确的,理由是二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡白色沉淀。小明经过认真思考后,对步骤(2)进行了修改,并做了下面的实验:取少量滤液C于试管中,加入足量的碳酸钠溶液,有白色沉淀生成,说明猜想三正确
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