03实验探究题-浙江省2022年各市中考化学真题分题型分层汇编(共17题)
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03实验探究题-浙江省2022年各市中考化学真题分题型分层汇编
一.质量守恒定律的实验探究(共1小题)
1.(2022•嘉兴)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ.锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;
Ⅲ.待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,你认为是否仍能得出述结论,并请说明理由。 。
二.探究酸碱的主要性质(共1小题)
2.(2022•湖州)小越在做“碱和盐的性质”实验时,将氢氧化钠溶液加入到氯化钙溶液中,观察到有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢?小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀。小越猜想:除了这种可能性外,还可能是氢氧化钠与氯化钙交换成分,生成氢氧化钙和氯化钠,由于氢氧化钙溶解度较小,从溶液中析出,产生白色沉淀。
为了检验小越的猜想,小陈设计了如下实验:
取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀。
(1)久置的氢氧化钠溶液变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是 。
(3)小越的猜想经检验是 (选填“正确”或“错误”)的。
三.影响化学反应速率的因素探究(共1小题)
3.(2022•金华)某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理,图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是: (填字母)
【实验探究】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m块状
m块状
m粉末状
m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V稀盐酸
V浓盐酸
V稀盐酸
V浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与 (选填实验组别)进行对照。
探究Ⅱ.性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据 。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定,其方法是:将样品与一定量的稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是 。
四.实验探究物质的组成成分以及含量(共5小题)
4.(2022•台州)在研究酸和碱之间发生的反应时,把稀盐酸滴入氢氧化钡溶液中,得到无色溶液A。无色溶液A中除了氯化钡还有什么?某同学进行了如下实验:
实验一
实验二
猜 想
可能还有盐酸
可能还有氢氧化钡
实验过程
在试管中加入2~3颗锌粒,再滴加少量无色溶液A
在试管中加入少量无色溶液A,再滴加2~3滴氯化铁溶液
实验现象
无气泡产生
有②色沉淀产生
实验结论
无色溶液A不含①
无色溶液A会有氯化钡和氢氧化钡
(1)请把表格内容填写完整:① ② 。
(2)该同学为了从无色溶液A中得到纯净的氯化钡晶体,请你帮他写出合理的方法: 。
5.(2022•杭州)同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备Cu(OH)2,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜):还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究:
探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管)
编号
4%的NaOH
溶液的质量/g
8%的CuSO4
溶液的质量/g
沉淀颜色
出现黑色物质
所等待的时间/min
①
2
2
浅绿色
不出现
②
4
待填
蓝色中混有浅绿色
5
③
6
2
蓝色
3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4,溶液的质量应为 g(选填“2”“4”或“6”)。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为 。
探究2:Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示:
编号
①
②
③
④
⑤
处理方式
不做处理
直接向试管中加8mL水
直接向试管中加16mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL 4%的Na2SO4溶液
出现黑色物质所等待的时间/min
3
11
17
不出现
不出现
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是 。
(4)分析实验结果,可得出Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是 。
6.(2022•宁波)久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数,同学们提出了两种实验方法:
物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法:取一定质量的镁带,与足量的稀硫酸反应,根据测得生成气体的体积计算金属镁的质量分数。
(1)经讨论,同学们否定了物理方法。理由是:打磨过程中 。
(2)常温常压下氢气密度已知,因此大家认为化学方法可行。
(老师提示:镁与稀硫酸反应放热;灰黑色固体除了氧化镁之外,还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3•Mg(OH)2】,它与酸反应会产生CO2气体;碱石灰是CaO和NaOH的混合物)
同学们从下列装置中选择合适的装置,组装并进行实验。
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器(未画出),该仪器是 。
②完成该实验应选择的装置为 (填字母)。
③结合实验方法和选择的装置分析,会造成实验结果不准确的是 。
A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余
B.装置气密性不好
C.反应结束,立即读数
7.(2022•金华)同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。实验结束后,将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中,发现烧杯底部有白色沉淀,上层清液呈红色。
【提出问题】烧杯D中上层清液含有哪些溶质(除指示剂外)?
【分析讨论】小组讨论后认为,确定反应后物质成分的思维路径:①考虑反应物用量的不同;②抓住化学反应的本质,即微粒的重组。
某小组同学分析过程笔记如下:
【初步结论】
(1)通过分析确定:烧杯D上层清液中肯定不含H+,肯定含有Na+、Cl﹣。判断一定含有Na+、Cl﹣的依据是 ;
【实验探究】
小组按如下方案进行实验探究
实验
实验内容
实验现象
实验结论
Ⅰ
取少量上层清液于试管中,加入过量碳酸钠溶液,静置
无沉淀,溶液呈红色
肯定没有Ca2+
Ⅱ
取少量上层清液于试管中,加入过量“?”溶液,静置
有白色沉淀,溶液呈红色
肯定有OH﹣、
CO32﹣
(2)根据实验Ⅰ可以初步推断:上层清液中溶质(除指示剂外)所有可能的组成 (用化学式表示);
(3)实验Ⅱ中应加入过量的 溶液。
【实验结论】烧杯D中上层清液的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
8.(2022•丽水)小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么?
【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2和HCl。
【建立假设】假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁;……
【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验一
取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡
固体不溶解
假设1
实验二
取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡
固体溶解
假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液
【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是 。
【继续探究】……
五.空气组成的测定(共1小题)
9.(2022•温州)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明:①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。
③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是 。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 。(用V1、V2、V3表示)
(3)小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。
六.催化剂的特点与催化作用(共1小题)
10.(2022•台州)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) (填序号)。
(2)二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响,某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材:秒表、电子秤、如图中合适的装置。
实验药品:氯酸钾,颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤: 。
七.二氧化碳的实验室制法(共1小题)
11.(2022•嘉兴)在学习二氧化碳性质时,小舟进行如图探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的 (填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 。
八.一氧化碳的化学性质(共1小题)
12.(2022•杭州)小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部:用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应 (选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)小金设计步骤3的目的是 。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是 。
九.氧化反应(共1小题)
13.(2022•绍兴)如图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。
【阶段Ⅰ】得失氧说:物质跟氧发生的反应叫氧化反应,含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应。
【阶段Ⅱ】化合价升降说:凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应,化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说:化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应,得电子的反应叫还原反应。
(1)根据得失氧说,在H2+CuOCu+H2O化学变化中,H2发生了 反应。
(2)电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后,元素的化合价会 (选填“升高”或“降低”)。
(3)根据化合价升降说,化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示,其中乙是 反应。
(4)关于氧化还原反应的认识,下列理解正确的是 。
A.氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
B.电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
C.自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
D.人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
一十.质量守恒定律及其应用(共2小题)
14.(2022•杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示,自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
(1)生氧药品的选择:小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示,其中M为+1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2,其反应的化学方程式为:
4MO2+2H2O═4X+3O2↑
4MO2+2CO2═2M2CO3+3O2
X的化学式为 。
500g超氧化钾(KO2)和500g超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图丙所示。小金依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min,并结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能,选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是 。(写出1点)
(2)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有 (选填序号)。
①生氧药品的质量
②外界有毒有害气体浓度
③外界氧气浓度
④生氧药品的种类
15.(2022•丽水)定律是对自然现象或关系的描述,通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时,小丽查阅到以下材料:
(1)玻义耳实验中,金属灰增加的质量是 ;
(2)质量守恒定律的发现过程,带给我们的启示有 (填字母);
A.要善于总结前人的成果和经验
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发,小丽对相关实验进行了深入探究。
(3)在白磷燃烧前后质量测定实验中(如图),气球的作用有 ;
(4)小丽认为,蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了,因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 。
一十一.根据化学反应方程式的计算(共2小题)
16.(2022•金华)为了保护生态环境,针对全球气候变化,中国政府向全球承诺,力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取如下措施:
Ⅰ.碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进新能源汽车使用
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用水用电习惯
Ⅱ.碳吸收:①利用植物光合作用,这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径;②利用“碳捕捉与封存技术”,即通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存。在实际生产中,经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
(2)用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料,该过程中被循环利用的物质有 。
(3)分离器中发生的反应:①CaO+H2O=Ca(OH)2,②Ca(OH)+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克,求完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量(要求根据化学方程式计算)。
Ⅲ.碳转化:指二氧化碳的资源化利用。
17.(2022•丽水)萤石是我市的优势矿产资源,也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题,兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石浮选】萤石矿开采后,将矿石破碎,研磨成矿粉,加水调成矿浆,往矿浆中添加捕收剂等药剂进行浮选,使目标矿粉粘附在泡沫上浮至水面,得到纯度较高的精矿。
(1)如图是pH值、捕收剂种类对浮选回收率影响的图像。为获得高浮选回收率,浮选时的最佳条件是 。
【纯度测定】萤石的主要成分为氟化钙(CaF2)。
已知:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑
(2)为测定精矿样品中氟化钙的含量,该小组称取10克样品和浓硫酸充分反应,生成的气体全部被碱性溶液吸收,测得碱性溶液增重4.4克,计算样品中氟化钙的质量分数。
【项目评估】萤石是我市优势矿产资源,但对萤石开采项目一直有不同观点。
(3)请选出你认同的一种观点 (填字母)。
A.我市应该立足资源优势,大力发展萤石开采项目
B.在勘探技术和环境监测到位的情况下,可以发展萤石开采项目
C.萤石开采项目会引发地表沉陷,诱发地质灾害,应禁止萤石开采项目
参考答案与试题解析
一.质量守恒定律的实验探究(共1小题)
1.(2022•嘉兴)小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材,探究化学反应中物质质量的变化规律,装置如图。
【实验思路】先确认化学反应已经发生,再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。
【实验步骤】
Ⅰ.锥形瓶内装入白磷,塞紧瓶塞放在天平托盘上,调节平衡;
Ⅱ.取下锥形瓶,将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后,接触引燃白磷,并立即塞紧瓶塞;
Ⅲ.待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察 天平是否平衡 。
【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。
【交流反思】
(1)要确认化学反应已经发生,本实验中观察到的现象是 白磷燃烧,产生大量的白烟 。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,你认为是否仍能得出述结论,并请说明理由。 能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变 。
【解答】解:【实验步骤】验证质量守恒定律,要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等,故待反应结束冷却后,将锥形瓶放回天平托盘上,观察天平是否平衡。
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟。
(2)反应结束后,若白磷有剩余,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变,仍能得出述结论。
故答案为:
【实验步骤】天平是否平衡;
【交流反思】(1)白磷燃烧,产生大量的白烟;
(2)能,剩余白磷未参加反应,反应前后质量不变。
二.探究酸碱的主要性质(共1小题)
2.(2022•湖州)小越在做“碱和盐的性质”实验时,将氢氧化钠溶液加入到氯化钙溶液中,观察到有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢?小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀。小越猜想:除了这种可能性外,还可能是氢氧化钠与氯化钙交换成分,生成氢氧化钙和氯化钠,由于氢氧化钙溶解度较小,从溶液中析出,产生白色沉淀。
为了检验小越的猜想,小陈设计了如下实验:
取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀。
(1)久置的氢氧化钠溶液变质的原因是 CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O (用化学方程式表示)。
(2)小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是 排除碳酸钠的干扰 。
(3)小越的猜想经检验是 正确 (选填“正确”或“错误”)的。
【解答】解:(1)久置的氢氧化钠溶液变质,是因为氢氧化钠能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。
(2)小陈认为,是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应,生成了碳酸钙沉淀,小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是排除碳酸钠的干扰。
(3)取小越实验所用的氢氧化钠溶液,加入过量的氯化钡溶液,静置后取上层液体加入氯化钙溶液,产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许,加水后沉淀溶解,说明沉淀不是碳酸钙,再向其中通入二氧化碳气体,观察到产生白色沉淀,说明沉淀是氢氧化钙,则小越的猜想经检验是正确的。
故答案为:
(1)CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O;
(2)排除碳酸钠的干扰;
(3)正确。
三.影响化学反应速率的因素探究(共1小题)
3.(2022•金华)某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理,图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是: B或C (填字母)
【实验探究】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别
甲
乙
丙
丁
大理石的质量/g、颗粒大小
m块状
m块状
m粉末状
m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度
V稀盐酸
V浓盐酸
V稀盐酸
V浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与 乙 (选填实验组别)进行对照。
探究Ⅱ.性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据 B曲线明显低于A曲线 。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定,其方法是:将样品与一定量的稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是 未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出 。
【解答】解:(1)反应物为固液混合物,不需要加热,故选B或C为发生装置;
故答案为:B或C。
(2)实验变量为盐酸浓度,所以选择变量只有盐酸浓度的实验组,故选甲和乙;
故答案为:乙。
(3)B曲线明显低于A曲线,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,才可以出现此现象;
故答案为:B曲线明显低于A曲线。
(4)反应有气体生成,需要保证装置气密性,若不及时关闭活塞开关,气体从分液漏斗逸出,导致实验结果出现误差;
故答案为:未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。
四.实验探究物质的组成成分以及含量(共5小题)
4.(2022•台州)在研究酸和碱之间发生的反应时,把稀盐酸滴入氢氧化钡溶液中,得到无色溶液A。无色溶液A中除了氯化钡还有什么?某同学进行了如下实验:
实验一
实验二
猜 想
可能还有盐酸
可能还有氢氧化钡
实验过程
在试管中加入2~3颗锌粒,再滴加少量无色溶液A
在试管中加入少量无色溶液A,再滴加2~3滴氯化铁溶液
实验现象
无气泡产生
有②色沉淀产生
实验结论
无色溶液A不含①
无色溶液A会有氯化钡和氢氧化钡
(1)请把表格内容填写完整:① 盐酸 ② 红褐 。
(2)该同学为了从无色溶液A中得到纯净的氯化钡晶体,请你帮他写出合理的方法: 加入过量的稀盐酸,充分反应后蒸发结晶 。
【解答】解:(1)在试管中加入2~3颗锌粒,再滴加少量无色溶液A,无气泡产生,则说明无色溶液A不含盐酸。
在试管中加入少量无色溶液A,再滴加2~3滴氯化铁溶液,氯化铁能与氢氧化钡溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钡,氢氧化铁沉淀为红褐色沉淀。
(2)无色溶液A含有氢氧化钡,该同学为了从无色溶液A中得到纯净的氯化钡晶体,要将氢氧化钡除去,氢氧化钡能与过量的稀盐酸反应生成氯化钡和水,充分反应后蒸发结晶,能得到纯净的氯化钡晶体。
故答案为:
(1)盐酸;红褐;
(2)加入过量的稀盐酸,充分反应后蒸发结晶。
5.(2022•杭州)同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备Cu(OH)2,有同学并未得到预期的蓝色沉淀,而是得到浅绿色沉淀(经测定为碱式硫酸铜):还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质(经测定为氧化铜)。针对这些异常现象,小金在室温下进行了以下探究:
探究1:生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系
两种溶液取用的质量及实验现象如表所示(两种溶液混合后充分振荡试管)
编号
4%的NaOH
溶液的质量/g
8%的CuSO4
溶液的质量/g
沉淀颜色
出现黑色物质
所等待的时间/min
①
2
2
浅绿色
不出现
②
4
待填
蓝色中混有浅绿色
5
③
6
2
蓝色
3
(1)根据探究目的及相关实验现象,②中8%的CuSO4,溶液的质量应为 2 g(选填“2”“4”或“6”)。
(2)③中生成蓝色沉淀的化学方程式为 CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
探究2:Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系
按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物,处理方式和实验结果如表所示:
编号
①
②
③
④
⑤
处理方式
不做处理
直接向试管中加8mL水
直接向试管中加16mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL水
滤出蓝色沉淀,洗涤至中性后放入洁净试管,加8mL 4%的Na2SO4溶液
出现黑色物质所等待的时间/min
3
11
17
不出现
不出现
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是 取适量洗涤液于试管中,滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,说明洗涤液显中性 。
(4)分析实验结果,可得出Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是 碱性越强,氢氧化铜越容易分解 。
【解答】解:(1)根据探究目的及相关实验现象,为了进行对比,②中8%的CuSO4,溶液的质量应为2g。
故答案为:2。
(2)③中生成蓝色沉淀,是因为氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠,反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
故答案为:CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(3)判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是取适量洗涤液于试管中,滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,说明洗涤液显中性。
故答案为:取适量洗涤液于试管中,滴加酚酞试液,酚酞试液不变色,说明洗涤液显中性。
(4)分析实验结果可知,①②③中溶液碱性依次减弱,出现黑色物质所等待的时间依次增加,可得出Cu(OH)2分解难易与溶液碱性强弱的关系是碱性越强,氢氧化铜越容易分解。
故答案为:碱性越强,氢氧化铜越容易分解。
6.(2022•宁波)久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数,同学们提出了两种实验方法:
物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法:取一定质量的镁带,与足量的稀硫酸反应,根据测得生成气体的体积计算金属镁的质量分数。
(1)经讨论,同学们否定了物理方法。理由是:打磨过程中 可能会除去部分镁 。
(2)常温常压下氢气密度已知,因此大家认为化学方法可行。
(老师提示:镁与稀硫酸反应放热;灰黑色固体除了氧化镁之外,还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3•Mg(OH)2】,它与酸反应会产生CO2气体;碱石灰是CaO和NaOH的混合物)
同学们从下列装置中选择合适的装置,组装并进行实验。
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器(未画出),该仪器是 量筒 。
②完成该实验应选择的装置为 ABC (填字母)。
③结合实验方法和选择的装置分析,会造成实验结果不准确的是 ABC 。
A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余
B.装置气密性不好
C.反应结束,立即读数
【解答】解:(1)物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数,否定了物理方法。理由是:打磨过程中可能会除去部分镁;
(2)①测量体积的仪器是量筒;
②镁带与硫酸反应是固液不加热型,用A做发生装置,由于灰黑色固体除了氧化镁之外,还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3•Mg(OH)2】,它与酸反应会产生CO2气体,故可用碱石灰吸收二氧化碳,选B,用装置C收集氢气,氢气密度比水小,难溶于水,从短管进入,水从长管排出到量筒,量筒内水的体积即为生成氢气体积,故完成该实验应选择的装置为ABC;
③A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余,金属镁的质量分数偏小,会造成实验结果不准确;
B.装置气密性不好,氢气体积不准确,求得镁质量不准确,会造成实验结果不准确;
C.镁与稀硫酸反应放热,反应结束,立即读数,氢气体积偏大,会造成实验结果不准确;
故选:ABC。
故答案为:
(1)可能会除去部分镁;
(2)①量筒;②ABC;③ABC。
7.(2022•金华)同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图所示的实验。实验结束后,将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中,发现烧杯底部有白色沉淀,上层清液呈红色。
【提出问题】烧杯D中上层清液含有哪些溶质(除指示剂外)?
【分析讨论】小组讨论后认为,确定反应后物质成分的思维路径:①考虑反应物用量的不同;②抓住化学反应的本质,即微粒的重组。
某小组同学分析过程笔记如下:
【初步结论】
(1)通过分析确定:烧杯D上层清液中肯定不含H+,肯定含有Na+、Cl﹣。判断一定含有Na+、Cl﹣的依据是 Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应,肯定存在 ;
【实验探究】
小组按如下方案进行实验探究
实验
实验内容
实验现象
实验结论
Ⅰ
取少量上层清液于试管中,加入过量碳酸钠溶液,静置
无沉淀,溶液呈红色
肯定没有Ca2+
Ⅱ
取少量上层清液于试管中,加入过量“?”溶液,静置
有白色沉淀,溶液呈红色
肯定有OH﹣、
CO32﹣
(2)根据实验Ⅰ可以初步推断:上层清液中溶质(除指示剂外)所有可能的组成 ①NaCl、NaOH;②NaCl、Na2CO3;③NaCl、NaOH、Na2CO3 (用化学式表示);
(3)实验Ⅱ中应加入过量的 氯化钡或氯化钙或硝酸钡或碳酸钙 溶液。
【实验结论】烧杯D中上层清液的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。
【解答】解:(1)A中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,反应实质是氢离子和氢氧根离子生成水分子,Na+、Cl﹣没有参加反应,实验结束后,将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中,氯化钠没有与其它物质反应,即Na+、Cl﹣没有参加反应;判断一定含有Na+、Cl﹣的依据是Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应,肯定存在;
(2)钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀,故取少量上层清液于试管中,加入过量碳酸钠溶液,静置,没有沉淀,则肯定没有Ca2+,溶液呈红色,可能有碳酸钠和氢氧化钠中的一种或两种,故根据实验Ⅰ可以初步推断:上层清液中溶质(除指示剂外)所有可能的组成①NaCl、NaOH;②NaCl、Na2CO3;③NaCl、NaOH、Na2CO3;
(3)由实验结论有OH﹣、CO32﹣,碳酸根与钙离子或钡离子反应生成白色沉淀,故取少量上层清液于试管中,加入过量氯化钡溶液或氯化钙溶液或硝酸钡溶液或碳酸钙溶液,生成白色沉淀,证明有碳酸根,由于所加溶液过量,可除尽碳酸根离子,溶液显红色,证明有氢氧根离子。
故答案为:(1)Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应,肯定存在;
(2)①NaCl、NaOH;②NaCl、Na2CO3;③NaCl、NaOH、Na2CO3;
(3)氯化钡或氯化钙或硝酸钡或碳酸钙。
8.(2022•丽水)小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么?
【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2和HCl。
【建立假设】假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁;……
【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验一
取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡
固体不溶解
假设1 不成立
实验二
取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡
固体溶解
假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液
产生白色沉淀
【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是 只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其它元素 。
【继续探究】……
【解答】【进行实验】实验一:氯化镁溶于水,取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡固体不溶解,说明白色固体不是未溶解的氯化镁,故假设1不成立;故答案为:不成立;
实验二:假设2不成立,说明白色固体不是氢氧化镁,取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡,固体溶解,说明固体可能是碱式氯化镁,或碱式氯化镁和氢氧化镁的混合物,根据碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]难溶于水,但能与稀硝酸反应,生成Mg(NO3)2和HCl,故往上述溶液中滴加硝酸银溶液,盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸,因此可以观察到的现象为产生白色沉淀;故答案为:产生白色沉淀;
【评价交流】通过以上探究,只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其它元素,因此上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁;故答案为:只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其它元素。
五.空气组成的测定(共1小题)
9.(2022•温州)小明认为教室内空气中氧气含量比室外低,于是想用红磷测定教室内空气中氧气的体积分数。老师告诉他,足量的红磷燃烧并不能耗尽空气中的氧气,建议用一氧化氮气体代替红磷进行实验。
在老师的指导下,小明进行如图所示实验:用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。
说明:①V1、V2、V3都是在与教室气温、气压相同的状态下测得。
②一氧化氮难溶于水,也不与水反应。
③同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收。
(1)小明用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是 在教室外,将注射器活塞推到底,将注射器拿到教室,再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封 。
(2)实验测得教室内空气中氧气的体积分数为 ×100% 。(用V1、V2、V3表示)
(3)小明提出,注射器内空气中的二氧化碳也会被氢氧化钠溶液吸收,从而影响实验结果。但老师指出,相比空气中的氧气含量,二氧化碳对实验结果的影响属于“次要因素”,不是“主要因素”,可忽略不计。还有许多科学实验中存在“主要因素”和“次要因素”,请再举一例并指明次要因素。 在探究影响重力势能大小的因素实验中,空气阻力是次要因素(其它合理答案也给分)
【解答】解:(1)用气密性良好的注射器,获取V1毫升教室内空气的具体操作是在教室外,将注射器活塞推到底,将注射器拿到教室,再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封。
(2)用注射器获取V1毫升教室内的空气,通过导管缓缓地全部推入量筒,与量筒内足量的V2毫升一氧化氮气体混合,待充分反应后,读出量筒中剩余气体体积为V3毫升。则一共消耗一氧化氮和氧气体积为V1+V2﹣V3;由题干信息:同温同压下,在氢氧化钠溶液参与下,4体积一氧化氮与3体积氧气恰好完全反应,且产物能完全被溶液吸收,故氧气体积为(V1+V2﹣V3);教室内空气中氧气的体积分数为×100%=×100%;
(3)在探究影响重力势能大小的因素实验中,空气阻力是次要因素(其它合理答案也给分)。
故答案为:(1)在教室外,将注射器活塞推到底,将注射器拿到教室,再拉动活塞至刻度为V1毫升处并密封;
(2)×100%;
(3)在探究影响重力势能大小的因素实验中,空气阻力是次要因素(合理即可)。
六.催化剂的特点与催化作用(共1小题)
10.(2022•台州)在实验室里可以用加热氯酸钾与二氧化锰的混合物来制取氧气。
(1)请从下列各图中选择合适的实验装置(部分夹持装置未画出) ③ (填序号)。
(2)二氧化锰、氧化铁和氧化铝都可以作为氯酸钾加热分解的催化剂。为了比较这三种金属氧化物对氯酸钾分解快慢的影响,某兴趣小组利用下列器材和药品进行实验。
实验器材:秒表、电子秤、如图中合适的装置。
实验药品:氯酸钾,颗粒大小相同的二氧化锰、氧化铁、氧化铝。
实验步骤: ①组装仪器,检查装置气密性;
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg
的二氧化锰,充分混合后装入试管,连接好仪器并固定;
③加热,用排水法收集一定体积的气体,记录所用的时间;
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰,收集相同体积的气体,记录所用的时间 。
【解答】解:(1)实验室用氯酸钾制取氧气的反应物是固体,反应条件是加热,氧气密度比空气大,不易溶于水,选择合适的实验装置是:③;
(2)实验步骤是:①组装仪器,检查装置气密性;
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg
的二氧化锰,充分混合后装入试管,连接好仪器并固定;
③加热,用排水法收集一定体积的气体,记录所用的时间;
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰,收集相同体积的气体,记录所用的时间。
故答案为:(1)③;
(2)①组装仪器,检查装置气密性;
②用电子秤称量ag的氯酸钾和bg
的二氧化锰,充分混合后装入试管,连接好仪器并固定;
③加热,用排水法收集一定体积的气体,记录所用的时间;
④分别用等质量的氧化铁、氧化铝代替二氧化锰,收集相同体积的气体,记录所用的时间。
七.二氧化碳的实验室制法(共1小题)
11.(2022•嘉兴)在学习二氧化碳性质时,小舟进行如图探究:
【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,收集时要得到平稳的气流,应选择图甲中的 C (填字母)作为发生装置。
【探究性质】用图乙装置完成二氧化碳性质的探究后,小舟还想用该装置来验证氧气的密度大于空气密度的性质。若他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中(如图丙),预期观察到的现象是 蜡烛自下而上复燃 。
【解答】解:【制取气体】用石灰石和稀盐酸作为原料制取二氧化碳气体,属于固液常温型,得到平稳的气流,应能控制液体的滴加速率,应选择图甲中的C,能通过长颈漏斗控制滴加液体的速率,从而控制反应的速率。
【探究性质】他将氧气倒入装有两支带火星的蜡烛的烧杯中,氧气的密度比空气的大,能支持燃烧,能观察到蜡烛自下而上复燃。
故答案为:
【制取气体】C;
【探究性质】蜡烛自下而上复燃。
八.一氧化碳的化学性质(共1小题)
12.(2022•杭州)小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和瘪气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部:用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应 放置在双具支试管口 (选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)小金设计步骤3的目的是 证明二氧化碳不能与氧化铜发生反应 。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是 黑色粉末变为紫红色固体 。
【解答】解:(1)用燃着的木条检验二氧化碳是否集满时,燃着的木条应应该放在双具支试管口,若木条熄灭,则证明二氧化碳收集满,故答案为:放置在双具支试管口;
(2)步骤3中,双具支试管内装满二氧化碳,用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象,说明二氧化碳不能与氧化铜反应反应,再由步骤4中的现象,证明一氧化碳能与氧化铜发生反应,故答案为:证明二氧化碳不能与氧化铜发生反应;
(3)步骤4中,观察到黑色粉末变为紫红色固体,说明一氧化碳与氧化铜反应生成了铜,证明一氧化碳具有还原性,故答案为:黑色粉末变为紫红色固体。
九.氧化反应(共1小题)
13.(2022•绍兴)如图是人类对氧化还原反应的认识过程中的三个阶段。
【阶段Ⅰ】得失氧说:物质跟氧发生的反应叫氧化反应,含氧化合物中的氧被夺取的反应叫还原反应。
【阶段Ⅱ】化合价升降说:凡是出现元素化合价升降的化学反应都是氧化还原反应。化合价升高的反应叫氧化反应,化合价降低的反应叫还原反应。
【阶段Ⅲ】电子转移说:化合价升降的原因是电子的转移。凡有电子转移发生的化学反应都是氧化还原反应。失电子的反应叫氧化反应,得电子的反应叫还原反应。
(1)根据得失氧说,在H2+CuOCu+H2O化学变化中,H2发生了 氧化 反应。
(2)电子转移是元素化合价改变的本质原因。失电子后,元素的化合价会 升高 (选填“升高”或“降低”)。
(3)根据化合价升降说,化学反应的四种基本类型与氧化还原反应之间的关系如图所示,其中乙是 置换 反应。
(4)关于氧化还原反应的认识,下列理解正确的是 ABD 。
A.氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系
B.电子转移说是从微观视角来探析和建构氧化还原反应的概念
C.自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产都是有利的
D.人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程
【解答】解:(1)根据得失氧说,在H2+CuOCu+H2O化学变化中,H2跟氧发生的反应,发生了氧化反应。
(2)失电子的反应叫氧化反应,化合价升高的反应叫氧化反应,可见,元素的原子失去电子后,其化合价会升高。
(3)因为氧化还原反应在反应前后有元素化合价发生变化,置换反应有单质参与和单质生成,所以一定有化合价变化。
(4)A、失电子的反应叫氧化反应,得电子的反应叫还原反应,可见,氧化和还原是相互对立又辩证统一的关系,故正确;
B、电子转移说是从电子得失(微观)视角来探析和建构氧化还原反应的概念,故正确;
C、自然界中发生的氧化还原反应对人类的生活和生产不一定是有利的,例如金属的锈蚀等,故错误;
D、由题干信息可知,人类对氧化还原反应的认识过程是一个逐步发展、延伸和完善的过程,故正确。
故答案为:(1)氧化;
(2)升高;
(3)置换;
(4)ABD。
一十.质量守恒定律及其应用(共2小题)
14.(2022•杭州)小金设计了一款在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境下逃生时使用的自救呼吸器。其设计思路如图甲所示,自救呼吸器的结构如图乙所示(其中箭头方向表示气体流动方向)。
(1)生氧药品的选择:小金查阅资料发现超氧化物(用MO2表示,其中M为+1价)可与人呼出气中的CO2、H2O反应生成O2,其反应的化学方程式为:
4MO2+2H2O═4X+3O2↑
4MO2+2CO2═2M2CO3+3O2
X的化学式为 MOH 。
500g超氧化钾(KO2)和500g超氧化钠(NaO2)的生氧性能如图丙所示。小金依据人正常呼吸时需要生氧药品的生氧速度不低于1L/min,并结合自救呼吸器的结构和生氧药品的生氧性能,选取了KO2作为生氧药品。选取KO2的优点是 生氧速度波动较小或使用时间较长或氧气浪费较少(合理即可) 。(写出1点)
(2)影响自救呼吸器有效防护时间的因素有 ①④ (选填序号)。
①生氧药品的质量
②外界有毒有害气体浓度
③外界氧气浓度
④生氧药品的种类
【解答】解:(1)由4MO2+2H2O═4X+3O2↑可知,反应前M原子、氢原子、氧原子个数分别为4、4、10,反应后M原子、氢原子、氧原子个数分别为0、0、6,化学反应前后,原子的质量不变,原子的种类、总个数不变,则4X中有4个M原子,4个氧原子、4个氢原子,则X化学式为MOH;由图像可知,超氧化钾和超氧化钠生氧速度不低于1L/min,KO2作为生氧药品比超氧化钠作为生氧药品生氧速度波动较小,使用时间较长,氧气浪费较少等,故选取KO2的优点是生氧速度波动较小、使用时间较长、氧气浪费较少(合理即可);
(2)由图像可知,等质量的超氧化钾和超氧化钠生氧速度不同,有效防护时间不同,说明生氧药品的种类,影响自救呼吸器有效防护时间,生氧药品的质量不同生成氧气质量不同,有效防护时间不同;由甲图和乙图可知,外界有毒有害气体及外界氧气不会进入自救呼吸器,故不影响自救呼吸器有效防护时间,故选:①④。
故答案为:
(1)MOH;生氧速度波动较小或使用时间较长或氧气浪费较少(合理即可);
(2)①④。
15.(2022•丽水)定律是对自然现象或关系的描述,通常可用数学方式加以表达。在学习“质量守恒定律”时,小丽查阅到以下材料:
(1)玻义耳实验中,金属灰增加的质量是 参加反应的氧气质量或氧化汞中氧元素的质量 ;
(2)质量守恒定律的发现过程,带给我们的启示有 AC (填字母);
A.要善于总结前人的成果和经验
B.实验的成功与否,取决于药品的选择
C.定量方法是科学研究的重要方法
受上述研究启发,小丽对相关实验进行了深入探究。
(3)在白磷燃烧前后质量测定实验中(如图),气球的作用有 形成密闭空间,使瓶内气压保持在一定范围内,防止瓶塞因压强过大而冲出(合理即可) ;
(4)小丽认为,蜡烛燃烧后剩下的固体质量比燃烧前少了,因此该现象不符合质量守恒定律。请你设计一个能说服小丽的简明实验思路 在密闭装置中完成蜡烛燃烧,并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量,比较两者的质量大小 。
【解答】解:(1)玻义耳实验中,汞与氧气反应生成氧化汞,则金属灰增加的质量是参加反应的氧气质量或氧化汞中氧元素的质量;故答案为:参加反应的氧气质量或氧化汞中氧元素的质量;
(2)质量守恒定律的发现过程,带给我们的启示有要善于总结前人的成果和经验、定量方法是科学研究的重要方法;故答案为:AC;
(3)在点燃的条件下,白磷与氧气反应生成五氧化二磷,温度升高导致装置内的气体体积膨胀,且生成的五氧化二磷有毒,因此在白磷燃烧前后质量测定实验中(如图),气球的作用有形成密闭空间,使瓶内气压保持在一定范围内,防止瓶塞因压强过大而冲出,防止五氧化二磷弥漫到空气造成空气污染;故答案为:形成密闭空间,使瓶内气压保持在一定范围内,防止瓶塞因压强过大而冲出(合理即可);
(4)在密闭装置中完成蜡烛燃烧,并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量,比较两者的质量大小,来进一步说服小丽;故答案为:在密闭装置中完成蜡烛燃烧,并测量蜡烛燃烧前后整个装置的质量,比较两者的质量大小。
一十一.根据化学反应方程式的计算(共2小题)
16.(2022•金华)为了保护生态环境,针对全球气候变化,中国政府向全球承诺,力争于2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指在一定时间内,使二氧化碳的排放总量与吸收总量平衡,实现“零排放”。实现“碳中和”通常可采取如下措施:
Ⅰ.碳减排:减少人类生产和生活中二氧化碳的排放量。
(1)下列做法不能实现“碳减排”的是 A 。
A.加高烟囱排放工业废气
B.推进新能源汽车使用
C.废弃物分类投放并回收利用
D.养成节约用水用电习惯
Ⅱ.碳吸收:①利用植物光合作用,这是自然界消耗二氧化碳的最重要途径;②利用“碳捕捉与封存技术”,即通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存。在实际生产中,经常用NaOH溶液来“捕捉”CO2流程如图所示(部分条件及物质未标出)。
(2)用该技术进行“碳捕获”有效利用了原材料,该过程中被循环利用的物质有 NaOH、CaO 。
(3)分离器中发生的反应:①CaO+H2O=Ca(OH)2,②Ca(OH)+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH。现有溶质质量分数为10.6%的Na2CO3溶液100千克,求完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量(要求根据化学方程式计算)。
Ⅲ.碳转化:指二氧化碳的资源化利用。
【解答】解:(1)A、通过加高烟囱排放工业废气,不能减少空气的污染物的总量,故选项不能实现“碳减排”;
B、推进新能源汽车使用,减少燃油,可以减少二氧化碳的排放,故选项能实现“碳减排”;
C、废弃物分类投放并回收利用,节约资源,可以减少二氧化碳的排放,故选项能实现“碳减排”;
D、养成节约用水用电习惯,可以减少二氧化碳的排放,故选项能实现“碳减排”;
故选:A。
(2)用该技术进行“碳捕获有效利用了原材料,该过程中氢氧化钠、氧化钙既是反应物,又是生成物,可以循环利用;
(3)解:设生成碳酸钙的质量为x
Na2CO3+Ca (OH)2=CaCO3↓+2NaOH
106 100
100kg×10.6% x
x=10kg
答:完全反应后,理论上可生成CaCO3的质量为10kg。
故答案为:
(1)A;
(2)NaOH、CaO;
(3)10kg。
17.(2022•丽水)萤石是我市的优势矿产资源,也是我国“战略性矿物”。为探讨萤石的形成、开采、浮选等跨学科问题,兴趣小组对某萤石矿区开展项目化研究。
【萤石浮选】萤石矿开采后,将矿石破碎,研磨成矿粉,加水调成矿浆,往矿浆中添加捕收剂等药剂进行浮选,使目标矿粉粘附在泡沫上浮至水面,得到纯度较高的精矿。
(1)如图是pH值、捕收剂种类对浮选回收率影响的图像。为获得高浮选回收率,浮选时的最佳条件是 选择捕收剂A及pH=8.5左右 。
【纯度测定】萤石的主要成分为氟化钙(CaF2)。
已知:CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑
(2)为测定精矿样品中氟化钙的含量,该小组称取10克样品和浓硫酸充分反应,生成的气体全部被碱性溶液吸收,测得碱性溶液增重4.4克,计算样品中氟化钙的质量分数。
【项目评估】萤石是我市优势矿产资源,但对萤石开采项目一直有不同观点。
(3)请选出你认同的一种观点 B (填字母)。
A.我市应该立足资源优势,大力发展萤石开采项目
B.在勘探技术和环境监测到位的情况下,可以发展萤石开采项目
C.萤石开采项目会引发地表沉陷,诱发地质灾害,应禁止萤石开采项目
【解答】解:(1)由图像中提供的信息可知,在用捕收剂A、pH=8.5左右时,浮选回收率最高,所以为获得高浮选回收率,浮选时的最佳条件是:选择捕收剂A及pH=8.5左右;
(2)碱性溶液增加的质量就是生成的HF的质量。设样品中CaF2的质量为x。
CaF2+H2SO4(浓)CaSO4+2HF↑
78 40
x 4.4g
x=8.58g
样品中氟化钙的质量分数为:
=85.8%
答:样品中氟化钙的质量分数为85.8%;
(3)A.萤石矿产资源是有限的,不是取之不尽、用之不竭的,要合理开采,故A错误;
B.在勘探技术和环境监测到位的情况下,可以发展萤石开采项目,故B正确;
C.在勘探技术和环境监测到位的情况下,可以发展萤石开采项目,不应禁止萤石开采,故C错误。
故选:B。
故答案为:
(1)选择捕收剂A及pH=8.5左右;
(2)85.8%;
(3)B。
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