山东省泰安市五年(2018-2022)中考化学真题分题型分层汇编-04实验探究题&计算题
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这是一份山东省泰安市五年(2018-2022)中考化学真题分题型分层汇编-04实验探究题&计算题,共31页。试卷主要包含了下图是实验室制取气体常用的装置等内容,欢迎下载使用。
山东省泰安市五年(2018-2022)中考化学真题分题型分层汇编
04实验探究题&计算题
一.缺失标签的药品成分的探究(共2小题)
1.(2019•泰安)在整理实验室时,同学发现7瓶不同的无色溶液(见如图所示),其中2、3、7号试剂瓶标签完全破损,4、5号试剂瓶标签部分破损。查阅药品记录单可知,2、3、4、5、7号溶液分别是10% NaOH溶液、饱和石灰水、10% Na2CO3溶液、10% CaCl2溶液、10%稀盐酸中的一种。化学小组同学进行了以下实验探究。
【实验目的】①给试剂瓶贴上正确的标签;②探究部分溶液混合发生的反应。
【查阅资料】①CaCl2溶液呈中性,能与Na2CO3发生复分解反应;
②Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O
【实验探究】
(1)分别取2、3、4、5、7号溶液于5支试管中,向其中分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),由该实验可确定的溶液为 (写出试剂瓶编号及相应的溶液名称);
(2)分别取2号5.55g和7号3.65g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。加入5号溶液的质量与产生气体或沉淀的质量关系如图1所示,加入5号溶液的质量与溶液pH的变化关系如图2所示。根据图示完成下列问题:
①7号溶液是 (填名称);
②图1中b点数据为 g;
③图2中h→k段发生反应的化学方程式为 。
(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,过滤,则滤液中含有的溶质可能为①NaOH;②Na2CO3;③NaOH、Na2CO3;④NaOH、Ca(OH)2;⑤ 。
【实验反思】分析上述实验,下列说法不正确的是 (填字母序号)。
A.5号试剂可能是部分变质的氢氧化钠溶液
B.该实验无法确定各种试剂,没有完成实验目的①
C.图1中b→c段反应过程中溶液的pH变化情况可用图2中h→k段表示
D.碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应
2.(2020•泰安)某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图甲所示),经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种,为确认溶液中的溶质,他设计并进行了如下探究活动。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下稀溶液的pH
7
13
11
9
请回答下列问题:
【实验探究1】
如图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则实验现象应是 ;在进行操作②时有无色无味气体产生,由此又可排除的物质是 。
【探究结论】分析四种物质的相关信息,你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的 ,你的判断依据是 。若上述探究结论是正确的,操作②发生反应的化学方程式为 。
【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl2溶液(中性),充分反应后,试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。
【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是 。
【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是 (用化学方程式表示)。
二.实验探究物质的组成成分以及含量(共3小题)
3.(2018•泰安)某化学兴趣小组的同学,通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO2 (Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O)。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长,不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。
【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么?
②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】
(1)Na2SO3有较强还原性,在空气中易被氧气氧化:2Na2SO3+O2═2Na2SO4;
(2)Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;
(3)SO32﹣、SO42﹣均能与Ba2+反应产生白色沉淀,BaSO3可溶于稀盐酸。
【作出猜想】
猜想1:没有变质,成分是Na2SO3;
猜想2:完全变质,成分是Na2SO4;
你认为还可能有的猜想3 。
【实验探究Ⅰ】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:
小组
实验操作
现象
结论
甲组
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;
产生气泡
没有变质,还是Na2SO3
乙组
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液,再加入足量稀盐酸。
已部分变质
【评价】有同学质疑甲组方案不合理,理由是 。
【实验探究Ⅱ】
甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)
(1)连好装置并检查装置气密性,在锥形瓶中放入126g该样品;
(2)实验前称量C装置的质量;
(3)关闭活塞K,用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡;
(4)打开活塞K,缓缓鼓入一定量的氮气,关闭活塞K;
(5)再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g
由此,计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为 ;
【解释】若没有进行第4步操作,则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的 (填“偏小”或“偏大”)。
乙组仍使用第一次实验的原理,进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。
第一步:称取试样ag;
第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干沉淀,称量沉淀的质量为bg;
第三步:将沉淀与足量稀盐酸反应;
第四步:将剩余沉淀过滤、洗涤、烘干;
第五步:称量沉淀的质量为cg;
第六步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数=×100%。
试完成下列问题:
(1)加入氯化钡溶液过量的目的是 。
(2)第四步操作要洗涤沉淀的原因是 。
【反思】由此可得出,保存亚硫酸钠时应 。
4.(2021•泰安)某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后,对金属钠的性质开展了探究活动。
研究主题:钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。
相关信息:
①钠贮存在煤油中
②2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
③2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
④BaCl2溶液pH=7
(1)实验一:在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液,把一块绿豆大小的金属钠(用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去表面的外皮)投入烧杯中。观察到钠浮在水面上,熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液呈红色。
①从实验现象可知,钠的物理性质有:A.固体;B.硬度小;C.密度比水小;D. 。
②烧杯中的溶质除酚酞外还含有 (填化学式)。
③取少量烧杯中的溶液于试管中,然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失(无其它现象),所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应,则滴加的是 (填化学式)溶液。
(2)实验二:另取一小块钠(如实验一处理)放在石棉网上灼烧,金属钠燃烧并产生黄色火焰,最后生成淡黄色固体Na2O2。将淡黄色固体露置于空气中,一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论,认为该白色粉末可能是:Ⅰ.NaOH;Ⅱ.Na2CO3;Ⅲ. 。
为确定该白色粉末的成分,进行如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量白色粉末于试管中,加水溶解,滴加过量的 溶液
综合实验现象判断,此白色粉末是Na2CO3
②静止后,向上层清液中滴加少量 溶液
无明显现象
5.(2022•泰安)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将 (填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为 。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
猜想一:只有K2SO4
猜想二:有K2SO4和H2SO4
猜想三:有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
①
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
②产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
(5)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号 。
A.Mg
B.CuO
C.KCl
D.Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑 。
三.常用气体的发生装置和收集装置与选取方法(共3小题)
6.(2019•泰安)下图是实验室制取气体常用的装置。结合图示回答下列问题:
(1)写出B图中仪器Ⅰ的名称 ;
(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,应选用的发生装置 (填装置字母序号);
(3)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选用B发生装置,装置中使用分液漏斗的优点是
;
(4)实验室用双氧水和二氧化锰制取一瓶干燥的氧气,仪器接口的连接顺序是 (填导管接口的字母序号);
(5)实验室制取CO2一般有六个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器; ③向漏斗中注入酸液;④向仪器Ⅰ中放入小块的大理石;⑤用燃着的木条靠近集气瓶口验满;⑥收集气体。则正确的操作顺序是 (填数字序号)。
7.(2020•泰安)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸和稀硫酸及以下仪器:
(1)图中仪器①的名称是 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取并收集CO2,你选择的仪器是 (填序号);药品是 ;检验二氧化碳气体的方法是 (用化学方程式表示)。
(3)若补充一种仪器 (填仪器的名称),再利用上述仪器和药品还可以制取氧气。
8.(2022•泰安)制取气体是初中化学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)写出标有序号的仪器名称:① 。
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置是 (填字母序号,下同)。
(3)若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为:B→ → 。
(4)某气体只能用C装置收集,则该气体可能具有的性质为 。
a.能与水反应
b.能与空气中的某些成分发生反应
c.密度与空气接近
(5)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为 。
四.自然界中的碳循环(共1小题)
9.(2018•泰安)“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图1回答问题:
(1)从物质变化及分子角度看,三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别这种循环主要是由 的运动引起的;
(2)用学科观点分析碳循环和氧循环,其中正确的是 (填字母序号);
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒,其化合价不变
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.微粒观:绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
(3)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图1中消耗二氧化碳的途径有 (填数字序号)。近年来,大气中二氧化碳含量增加,导致温室效应,因此人类要积极采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对平衡;
(4)为解决日益加剧的温室效应,有科学家提出“绿色自由”构想:把CO2含量高的气体用氢氧化钠溶液吸收,然后再通化学反应在分解池内放出二氧化碳进入合成塔,在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇(CH3OH)和水。写出该反应的化学方程式 。
五.二氧化碳的化学性质(共1小题)
10.(2021•泰安)如图为初中化学常见的实验,根据要求回答问题:
(1)图甲中玻璃棒的作用是 。
(2)图乙是电解水的实验,a端为电源 (填“正”或“负”)极。
(3)图丙A中的现象是 ;B中发生反应的化学方程式为 ;C中观察到蜡烛由低到高依次熄灭,该实验说明 。
六.氯化钠与粗盐提纯(共1小题)
11.(2018•泰安)以下是初中化学一些基本实验,请根据实验内容回答下列问题:
(1)利用如图1进行粗盐中难溶性杂质去除和配制一定质量分数氯化钠溶液的实验。
①粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序是 (填字母序号);
②配制11%的氯化钠溶液100g。如按如图进行称量和量取,其它操作均规范无误,最终导致配制的氯化钠溶液的溶质质量分数 (填“大于”、小于”或“不能确定”)11%。
(2)如图为某小组探究金属化学性质的两组实验。
实验I
实验Ⅱ
①实验I中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是 ;
②写出实验Ⅱ中C试管内反应的化学方程式 ;
③实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序,至少要做的实验是 (填字母序号)。
七.相对分子质量的概念及其计算(共2小题)
12.(2018•泰安)儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良等症状。如图为某补锌口服液说明书的部分信息,图中葡萄糖酸锌化学式已不完整,请根据相关信息回答下列问题:
(1)葡萄糖酸锌的化学式量是455,则葡萄糖酸锌化学式氢原子右下角的数字为 ;
(2)若儿童1kg体重每日需要0.5mg锌,每天从食物中只能摄入所需锌的一半。体重为20kg的儿童,理论上一天还需服该口服液 支?
13.(2020•泰安)甲醇是一种无色、有特殊香味、易挥发的液体。已知甲醇由碳、氢、氧三种元素组成,其中氢元素的质量分数为12.5%,氧元素的质量分数为50%;一个甲醇分子中含有1个氧原子。
回答下列问题:
(1)甲醇的相对分子质量是 ;
(2)一个甲醇分子中含氢原子的个数是 。
八.化合物中某元素的质量计算(共2小题)
14.(2021•泰安)常用的医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒,乙醇的化学式为C2H6O。请完成下列计算。
(1)乙醇中碳元素和氢元素的质量比为 ;
(2)92g乙醇中碳元素的质量为 g。
15.(2022•泰安)新冠病毒威胁着人们的身体健康,公共场所尤其要注意消毒杀菌。戊二醛(相对分子质量为100)是一种广谱高效的消毒剂,其分子结构如图所示(注“一”、“═”表示原子之间相互连接)。试计算:
(1)戊二醛中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为 ;
(2) g戊二醛中含碳元素的质量为30g。
九.根据化学反应方程式的计算(共5小题)
16.(2018•泰安)厨房中使用的食用碱(主要成分碳酸钠)中往往含有少量的氯化钠,化学兴趣小组的同学通过实验来测定某品牌的食用碱样品中碳酸钠的质量分数。他们实验的过程和数据如图所示。
计算:该食用碱中碳酸钠的质量分数是多少?(计算结果精确至0.1%)
17.(2019•泰安)长期使用的热水锅炉会产生水垢。水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。某兴趣小组为了测定水垢中CaCO3的含量,将6g水垢粉碎放在烧杯中,然后向其中加入40g某浓度的稀盐酸,使之充分反应(水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外都不与稀盐酸反应)。实验数据记录如下:
反应时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
烧杯内所盛物
质的总质量/g
46.0
45.2
44.8
45.1
44.1
43.9
43.8
43.8
43.8
试计算:
(1)表中有一数据是不合理的,该数据的测得时间是第 min;
(2)水垢中CaCO3的质量分数(计算结果精确至0.1%)。
18.(2020•泰安)请你仔细分析如图所示的实验过程和提供的数据,并进行计算。
(1)反应后烧杯中溶液质量为 g。
(2)反应后所得溶液的溶质质量分数(写出计算过程,精确到0.1%)。
19.(2021•泰安)欲测定一瓶标签破损的稀硫酸的溶质质量分数,现取30g稀硫酸样品于烧杯中,将15%的NaOH溶液逐滴加入烧杯中,边加边搅拌,随着NaOH溶液的不断加入,溶液pH的变化如图所示。回答下列问题:
(1)a点溶液中的溶质是 (填化学式)。
(2)计算该稀硫酸的溶质质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
20.(2022•泰安)黄铜(铜、锌合金)具有合金的特性,可以用来制造机器零件。某学习小组的同学为了测定黄铜中铜的含量,取黄铜样品25g放入烧杯中,再将160g稀硫酸分4次加入烧杯中,充分反应后,分别测得剩余固体的质量记录如下。
加入次数
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀硫酸的质量/g
40
40
40
40
充分反应后剩余固体的质量/g
18.5
12
10
m
请根据实验数据完成下列问题:
(1)m的值为 ;
(2)黄铜样品中铜的质量分数为 ;
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
参考答案与试题解析
一.缺失标签的药品成分的探究(共2小题)
1.(2019•泰安)在整理实验室时,同学发现7瓶不同的无色溶液(见如图所示),其中2、3、7号试剂瓶标签完全破损,4、5号试剂瓶标签部分破损。查阅药品记录单可知,2、3、4、5、7号溶液分别是10% NaOH溶液、饱和石灰水、10% Na2CO3溶液、10% CaCl2溶液、10%稀盐酸中的一种。化学小组同学进行了以下实验探究。
【实验目的】①给试剂瓶贴上正确的标签;②探究部分溶液混合发生的反应。
【查阅资料】①CaCl2溶液呈中性,能与Na2CO3发生复分解反应;
②Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O
【实验探究】
(1)分别取2、3、4、5、7号溶液于5支试管中,向其中分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈 碱性 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),由该实验可确定的溶液为 3号;饱和石灰水 (写出试剂瓶编号及相应的溶液名称);
(2)分别取2号5.55g和7号3.65g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。加入5号溶液的质量与产生气体或沉淀的质量关系如图1所示,加入5号溶液的质量与溶液pH的变化关系如图2所示。根据图示完成下列问题:
①7号溶液是 稀盐酸 (填名称);
②图1中b点数据为 5.3 g;
③图2中h→k段发生反应的化学方程式为 Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl 。
(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,过滤,则滤液中含有的溶质可能为①NaOH;②Na2CO3;③NaOH、Na2CO3;④NaOH、Ca(OH)2;⑤ Na2CO3、NaHCO3 。
【实验反思】分析上述实验,下列说法不正确的是 AB (填字母序号)。
A.5号试剂可能是部分变质的氢氧化钠溶液
B.该实验无法确定各种试剂,没有完成实验目的①
C.图1中b→c段反应过程中溶液的pH变化情况可用图2中h→k段表示
D.碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应
【解答】解:(1)无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈碱性。氢氧化钠、碳酸钠溶液、饱和石灰水显碱性,由该实验可确定的溶液为3号溶液,为饱和石灰水。
(2)①分别取2号5.55g和7号3.65g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。由碳酸钠溶液能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠溶液能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,则5号溶液是碳酸钠溶液,7号溶液是稀盐酸。
②设需要碳酸钠溶液的质量为x
Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑
106 44
10%x 0.22g
x=5.3g
③图2中h→k段,溶液的pH等于7,发生的是碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl。
(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,是因为发生了Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O,同时可能发生了NaOH+NaHCO3═Na2CO3+H2O,则滤液中含有的溶质可能为氢氧化钠;氢氧化钠和氢氧化钙;碳酸钠;氢氧化钠和碳酸钠;还可能是Na2CO3、NaHCO3。
(4)A.5号试剂不可能是部分变质的氢氧化钠溶液,若是部分变质的氢氧化钠溶液,不可能出现图1不会是0﹣a直接生成气体,也不可能出现h→k段pH等于7这种情况。
如果变质,则图1不会是0﹣a直接生成气体,而是一段时间后,再产生气体,再产生沉淀。A部分变质,图2可以出现h→k段pH等于7这种情况。
B.由上述分析,该实验可以确定各种试剂,可以完成实验目的①。
C.图1中b→c段反应过程,即碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液的pH变化情况可用图2中h→k段表示。
D.Ca(OH)2+NaHCO3═CaCO3↓+NaOH+H2O,碳酸氢钠能与酸反应,则碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应。
故答案为:
【实验探究】(1)碱性;3号;饱和石灰水;
(2)①稀盐酸;②5.3;③Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl;
(3)Na2CO3、NaHCO3;
【实验反思】AB。
2.(2020•泰安)某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图甲所示),经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种,为确认溶液中的溶质,他设计并进行了如下探究活动。
【资料查阅】上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下稀溶液的pH
7
13
11
9
请回答下列问题:
【实验探究1】
如图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则实验现象应是 溶液呈红色 ;在进行操作②时有无色无味气体产生,由此又可排除的物质是 NaOH 。
【探究结论】分析四种物质的相关信息,你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的 Na2CO3 ,你的判断依据是 因为饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10%,而碳酸钠溶液可以 。若上述探究结论是正确的,操作②发生反应的化学方程式为 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 。
【讨论质疑】有同学认为以上分析不严密,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
【实验探究2】向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl2溶液(中性),充分反应后,试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。
【得出结论】通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是 NaOH 。
【反思拓展】造成该溶液出现上述实验现象的原因是 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (用化学方程式表示)。
【解答】解:【实验探究1】依据表格信息可知NaCl溶液的pH=7,酚酞在中性和酸性溶液中不变色,在碱性溶液中变红色,可知实验现象为溶液呈红色,因为氢氧化钠与盐酸反应没有气体产生,所以排除的物质是氢氧化钠,故填:溶液呈红色;NaOH;
[实验结论】依据图乙实验操作的现象排除了NaCl和NaOH,又依据表格信息可知NaHCO3饱和溶液溶质质量分数为×100%=8.8%<10%,Na2CO3饱和溶液溶质质量分数为×100%=17.7%>10%,所以溶液中的溶质可能是Na2CO3,又因为Na2CO3和盐酸反应生成水、氯化钠和二氧化碳,所以反应的方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,故填:Na2CO3;因为饱和碳酸氢钠溶液的溶质质量分数达不到10%,而碳酸钠溶液可以;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
【得出结论】依据【实验探究2】滴加过量CaCl2溶液(中性),充分反应后,试管中溶液颜色不变但有白色沉淀产生。可知溶液中的溶质应该是Na2CO3和NaOH,是一瓶部分变质的NaOH溶液,故填:NaOH;
[反思拓展】因为氢氧化钠溶液会吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠和水,所以造成该溶液出现上述实验现象的原因的反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,故填:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
二.实验探究物质的组成成分以及含量(共3小题)
3.(2018•泰安)某化学兴趣小组的同学,通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO2 (Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O)。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长,不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。
【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么?
②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】
(1)Na2SO3有较强还原性,在空气中易被氧气氧化:2Na2SO3+O2═2Na2SO4;
(2)Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;
(3)SO32﹣、SO42﹣均能与Ba2+反应产生白色沉淀,BaSO3可溶于稀盐酸。
【作出猜想】
猜想1:没有变质,成分是Na2SO3;
猜想2:完全变质,成分是Na2SO4;
你认为还可能有的猜想3 部分变质,成分是Na2SO3、Na2SO4 。
【实验探究Ⅰ】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:
小组
实验操作
现象
结论
甲组
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;
产生气泡
没有变质,还是Na2SO3
乙组
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液,再加入足量稀盐酸。
产生白色沉淀,沉淀部分溶解,产生气泡
已部分变质
【评价】有同学质疑甲组方案不合理,理由是 含有硫酸钠和亚硫酸钠的溶液也能和稀盐酸反应生成气体 。
【实验探究Ⅱ】
甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)
(1)连好装置并检查装置气密性,在锥形瓶中放入126g该样品;
(2)实验前称量C装置的质量;
(3)关闭活塞K,用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡;
(4)打开活塞K,缓缓鼓入一定量的氮气,关闭活塞K;
(5)再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g
由此,计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为 10% ;
【解释】若没有进行第4步操作,则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的 偏小 (填“偏小”或“偏大”)。
乙组仍使用第一次实验的原理,进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。
第一步:称取试样ag;
第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干沉淀,称量沉淀的质量为bg;
第三步:将沉淀与足量稀盐酸反应;
第四步:将剩余沉淀过滤、洗涤、烘干;
第五步:称量沉淀的质量为cg;
第六步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数=×100%。
试完成下列问题:
(1)加入氯化钡溶液过量的目的是 使硫酸钠完全转化成沉淀 。
(2)第四步操作要洗涤沉淀的原因是 除去沉淀表面的附着物,以防止影响实验结果 。
【反思】由此可得出,保存亚硫酸钠时应 密封保存 。
【解答】解:【作出猜想】
猜想1:没有变质,成分是Na2SO3;
猜想2:完全变质,成分是Na2SO4;
猜想3:部分变质,成分是Na2SO3、Na2SO4。
故填:部分变质,成分是Na2SO3、Na2SO4。
【实验探究Ⅰ】
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸,产生气泡,说明溶液中含有亚硫酸钠;
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液,再加入足量稀盐酸,产生白色沉淀,沉淀部分溶解,产生气泡,说明溶液中含有硫酸钠和亚硫酸钠,实验过程如下所示:
小组
实验操作
现象
结论
甲组
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸;
产生气泡
没有变质,还是Na2SO3
乙组
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液,再加入足量稀盐酸。
产生白色沉淀,沉淀部分溶解,产生气泡
已部分变质
【评价】
有同学质疑甲组方案不合理,理由是含有硫酸钠和亚硫酸钠的溶液也能和稀盐酸反应生成气体。
故填:含有硫酸钠和亚硫酸钠的溶液也能和稀盐酸反应生成气体。
【实验探究Ⅱ】
再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g,说明反应生成了6.4g二氧化硫,
设亚硫酸钠质量为x,
Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O,
126 64
x 6.4g
=,
x=12.6g,
该溶液中Na2SO3的质量分数为:×100%=10%,
故填:10%。
【解释】
若没有进行第4步操作,会导致二氧化硫不能被氢氧化钠溶液完全吸收,则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的偏小。
故填:偏小。
(1)加入氯化钡溶液过量的目的是使硫酸钠完全转化成沉淀。
故填:使硫酸钠完全转化成沉淀。
(2)第四步操作要洗涤沉淀的原因是除去沉淀表面的附着物,以防止影响实验结果。
故填:除去沉淀表面的附着物,以防止影响实验结果。
【反思】
亚硫酸钠容易被空气中的氧气氧化,因此应该密封保存亚硫酸钠。
故填:密封保存。
4.(2021•泰安)某化学兴趣小组学习了金属、酸、碱、盐的知识后,对金属钠的性质开展了探究活动。
研究主题:钠与水反应、钠在空气中燃烧及其产物的性质研究。
相关信息:
①钠贮存在煤油中
②2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
③2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
④BaCl2溶液pH=7
(1)实验一:在盛有水的烧杯中滴入几滴酚酞试液,把一块绿豆大小的金属钠(用滤纸吸干表面的煤油后,用刀切去表面的外皮)投入烧杯中。观察到钠浮在水面上,熔化成闪亮的小球且在水面上迅速游动,发出“嘶嘶”的响声,反应后溶液呈红色。
①从实验现象可知,钠的物理性质有:A.固体;B.硬度小;C.密度比水小;D. 熔点低 。
②烧杯中的溶质除酚酞外还含有 NaOH (填化学式)。
③取少量烧杯中的溶液于试管中,然后向试管中滴加某溶液至红色恰好消失(无其它现象),所得溶液中溶质不能与其它物质发生复分解反应,则滴加的是 HNO3 (填化学式)溶液。
(2)实验二:另取一小块钠(如实验一处理)放在石棉网上灼烧,金属钠燃烧并产生黄色火焰,最后生成淡黄色固体Na2O2。将淡黄色固体露置于空气中,一段时间后变为白色粉末。同学们经过讨论,认为该白色粉末可能是:Ⅰ.NaOH;Ⅱ.Na2CO3;Ⅲ. NaOH、Na2CO3 。
为确定该白色粉末的成分,进行如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量白色粉末于试管中,加水溶解,滴加过量的 氯化钡 溶液
产生白色沉淀
综合实验现象判断,此白色粉末是Na2CO3
②静止后,向上层清液中滴加少量 酚酞 溶液
无明显现象
【解答】解:(1)①从实验现象可知,钠的物理性质有:A.固体;B.硬度小;C.密度比水小;D.熔点低(熔化成闪亮的小球)。
故填:熔点低。
②烧杯中的溶质除酚酞外还含有反应生成的NaOH。
故填:NaOH。
③滴加的是稀硝酸,是因为稀硝酸和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水,硝酸钠不能与其它物质发生复分解反应。
故填:HNO3。
(2)该白色粉末可能是:Ⅰ.NaOH;Ⅱ.Na2CO3;Ⅲ.NaOH、Na2CO3。
实验过程:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量白色粉末于试管中,加水溶解,滴加过量的 氯化钡溶液
产生白色沉淀(碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡)
综合实验现象判断,此白色粉末是Na2CO3
②静止后,向上层清液中滴加少量酚酞溶液
无明显现象(溶液中不含有氢氧化钠)
故填:NaOH、Na2CO3;氯化钡;产生白色沉淀;酚酞。
5.(2022•泰安)在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了反应,三位同学进行了以下实验。
(1)测定溶液pH变化的方法
甲同学在实验过程中测得pH变化如图1所示,则该同学是将 a (填字母序号)。
a.氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中
b.稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(2)测混合过程中的温度变化
乙同学在实验过程中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 放热 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 KOH和H2SO4恰好完全反应 。
(3)借助于酸碱指示剂
丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由红色变成无色,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应,反应的化学方程式为 2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O 。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】
猜想一:只有K2SO4
猜想二:有K2SO4和H2SO4
猜想三:有K2SO4和KOH
【进行实验】为了验证猜想,学习小组选用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末
① 固体粉末减少(或消失),溶液变成黄色
溶液中有H2SO4,猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加BaCl2溶液
②产生白色沉淀
溶液中有H2SO4,猜想二正确
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(4)丁同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在 。
(5)同学们经过反思与讨论,最后认为方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物质代替,也能得到同样的实验结论,请你选出可用药品的字母序号 ABD 。
A.Mg
B.CuO
C.KCl
D.Na2CO3
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑 反应物是否过量(或反应物是否有剩余) 。
【解答】解:(1)由pH变化曲线可知,溶液刚开始pH<7,呈酸性,此时溶液应是H2SO4溶液,随着溶液的加入,溶液pH逐渐增大到7,最后大于7,所以应是将KOH溶液滴入H2SO4溶液中,故选:a;
(2)由图2可知,随着反应的进行溶液温度升高,说明酸碱中和反应为放热反应,B点此时温度达到最高值,证明KOH和H2SO4恰好完全反应;
(3)氢氧化钾与硫酸反应生成硫酸钾和水,反应的化学方程式为2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O;
【进行实验】方案一:实验结论是猜想二正确,反应后溶液中含有硫酸,取少量反应后的溶液于试管中,加入Fe2O3粉末,氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,可观察到铁锈减少(或消失),溶液变成黄色;
(4)方案二是不合理的,理由是K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在;
(5)A.Mg与硫酸反应生成氢气,有气泡,能证明有硫酸;
B.CuO与硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜溶液为蓝色,观察到固体溶解,溶液变蓝色,能证明有硫酸;
C.KCl与硫酸不反应,不能证明有硫酸;
D.Na2CO3与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,有气泡,能证明有硫酸;
故选:ABD;
(6)分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还要考虑反应物是否过量或反应物是否有剩余。
故答案为:(1)a;
(2)放热;KOH和H2SO4恰好完全反应;
(3)2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O;
①固体粉末减少(或消失),溶液变成黄色;
(4)K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在;
(5)ABD;
(6)反应物是否过量(或反应物是否有剩余)。
三.常用气体的发生装置和收集装置与选取方法(共3小题)
6.(2019•泰安)下图是实验室制取气体常用的装置。结合图示回答下列问题:
(1)写出B图中仪器Ⅰ的名称 锥形瓶 ;
(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,应选用的发生装置 A (填装置字母序号);
(3)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选用B发生装置,装置中使用分液漏斗的优点是
可控制反应速率,节约药品 ;
(4)实验室用双氧水和二氧化锰制取一瓶干燥的氧气,仪器接口的连接顺序是 b→g→f→e (填导管接口的字母序号);
(5)实验室制取CO2一般有六个步骤:①检查装置的气密性;②按要求装配好仪器; ③向漏斗中注入酸液;④向仪器Ⅰ中放入小块的大理石;⑤用燃着的木条靠近集气瓶口验满;⑥收集气体。则正确的操作顺序是 ②①④③⑥⑤ (填数字序号)。
【解答】解:(1)锥形瓶是常用的反应容器,故答案为:锥形瓶;
(2)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,因此需要加热;故答案为:A;
(3)使用分液漏斗的优点是:可控制反应速率,节约药品;故答案为:可控制反应速率,节约药品;
(4)如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,氧气可以用浓硫酸干燥,并且长进短出,用向上排空气法收集的氧气比较干燥;因此仪器接口的连接顺序是b→g→f→e;故答案为:b→g→f→e;
(5)实验室制取CO2一般有六个步骤:②按要求装配好仪器;①检查装置的气密性;④向仪器Ⅰ中放入小块的大理石;③向漏斗中注入酸液;⑥收集气体;⑤用燃着的木条靠近集气瓶口验满;故答案为:②①④③⑥⑤;
7.(2020•泰安)实验室里现有氯酸钾、二氧化锰、石灰石、稀盐酸和稀硫酸及以下仪器:
(1)图中仪器①的名称是 锥形瓶 。
(2)利用上述仪器和药品可以制取并收集CO2,你选择的仪器是 ①③④⑤或②③④⑤⑧ (填序号);药品是 石灰石和稀盐酸 ;检验二氧化碳气体的方法是 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O (用化学方程式表示)。
(3)若补充一种仪器 酒精灯 (填仪器的名称),再利用上述仪器和药品还可以制取氧气。
【解答】解:(1)锥形瓶是常用的反应容器,故答案为:锥形瓶;
(2)实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳,因此不需要加热。二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集,因此选择的仪器是①③④⑤或②③④⑤⑧;二氧化碳一般用澄清的石灰水检验:把气体通入澄清的石灰水中,石灰水变浑浊,就证明是二氧化碳;故答案为:①③④⑤或②③④⑤⑧;石灰石和稀盐酸;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)如果用氯酸钾制氧气就需要加热,若补充酒精灯,再利用上述仪器和药品还可以制取氧气;故答案为:酒精灯。
8.(2022•泰安)制取气体是初中化学实验的重要内容,根据要求回答下列问题:
(1)写出标有序号的仪器名称:① 分液漏斗 。
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,可选择的发生装置是 B (填字母序号,下同)。
(3)若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为:B→ F → E 。
(4)某气体只能用C装置收集,则该气体可能具有的性质为 bc 。
a.能与水反应
b.能与空气中的某些成分发生反应
c.密度与空气接近
(5)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,H装置中溶液变浑浊,则B装置中反应的化学方程式为 2H2O22H2O+O2↑ 。
【解答】解:(1)仪器①的名称是分液漏斗;
(2)实验室利用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应是固液不加热型,可选择的发生装置是B;
(3)氧气不易溶于水,可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集,用向上排空气法收集的气体比较干燥,故选E收集。浓硫酸有吸水性,可用来干燥氧气,故若要得到干燥的氧气,所选择装置的连接顺序为:B→F→E;
(4)装置C是排水法收集气体,说明该气体不易溶于水,不与水反应,该气体只能用排水法收集,该气体可能能与空气中的某些成分发生反应或密度与空气接近,故选:bc;
(5)某兴趣小组的同学连接B、G、H装置进行实验。若实验时G装置中蜡烛燃烧更剧烈,说明B中生成氧气,蜡烛在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,H装置中溶液变浑浊,B装置适用于固液不加热反应,所以用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气。过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑。
故答案为:
(1)分液漏斗;
(2)B;
(3)F;E;
(4)bc;
(5)2H2O22H2O+O2↑。
四.自然界中的碳循环(共1小题)
9.(2018•泰安)“水循环”、“氧循环”和“碳循环”是自然界存在的三大重要循环。请结合如图1回答问题:
(1)从物质变化及分子角度看,三种循环中有一种与另外两种在变化上有本质的区别这种循环主要是由 水分子 的运动引起的;
(2)用学科观点分析碳循环和氧循环,其中正确的是 AC (填字母序号);
A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒,其化合价不变
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定
D.微粒观:绿色植物的作用是使自然界中的氧原子总数增加
(3)自然界中的碳循环主要是通过二氧化碳来实现的。图1中消耗二氧化碳的途径有 ①⑥ (填数字序号)。近年来,大气中二氧化碳含量增加,导致温室效应,因此人类要积极采取措施维持循环体系中二氧化碳的相对平衡;
(4)为解决日益加剧的温室效应,有科学家提出“绿色自由”构想:把CO2含量高的气体用氢氧化钠溶液吸收,然后再通化学反应在分解池内放出二氧化碳进入合成塔,在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下使之变为甲醇(CH3OH)和水。写出该反应的化学方程式 3H2+CO2CH3OH+H2O 。
【解答】解:(1)地球表面的“水循环”主要是由水分子的运动引起的,发生的是物理变化;自然界“碳循环”中的“碳”是指二氧化碳发生的化学变化;“氧循环”是指氧气发生的化学变化;故填:水分子;
(2)A.变化观:每个人都在参与碳、氧循环,故正确;
B.守恒观:碳、氧循环过程中各元素守恒,化合价发生改变,如光合作用中,氧元素的化合价发生了改变,故错误;
C.平衡观:碳、氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定,故正确;
D.微粒观:由质量守恒定律可知,化学反应中原子的种类与数目保持不变,故错误。
故选:AC;
(3)由图1可知,消耗二氧化碳的途径有绿色植物的光合作用和海水的吸收;故填:①⑥;
(4)在合成塔内300℃、200kPa和催化剂条件下氢气与二氧化碳反应生成甲醇(CH3OH)和水;故填:3H2+CO2CH3OH+H2O。
五.二氧化碳的化学性质(共1小题)
10.(2021•泰安)如图为初中化学常见的实验,根据要求回答问题:
(1)图甲中玻璃棒的作用是 引流 。
(2)图乙是电解水的实验,a端为电源 负 (填“正”或“负”)极。
(3)图丙A中的现象是 溶液由紫色变为红色 ;B中发生反应的化学方程式为 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ;C中观察到蜡烛由低到高依次熄灭,该实验说明 二氧化碳的密度比空气大,不燃烧、不支持燃烧 。
【解答】解:(1)由图示可知,图甲是过滤,玻璃棒的作用是引流。
(2)图乙是电解水的实验,由电解水时“正氧负氢、氢二氧一”可知,a端玻璃管收集的气体是氢气,则A端是负极。
(3)由于二氧化碳能与水化合生成了碳酸,则图丙A中的现象是溶液由紫色变为红色;由于二氧化碳能与氢氧化钙反应生成了碳酸钙和水,B中发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;C中观察到蜡烛由低到高依次熄灭,该实验说明:二氧化碳的密度比空气大,不燃烧、不支持燃烧。
故答案为:(1)引流;
(2)负;
(3)溶液由紫色变为红色;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;二氧化碳的密度比空气大,不燃烧、不支持燃烧。
六.氯化钠与粗盐提纯(共1小题)
11.(2018•泰安)以下是初中化学一些基本实验,请根据实验内容回答下列问题:
(1)利用如图1进行粗盐中难溶性杂质去除和配制一定质量分数氯化钠溶液的实验。
①粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序是 BDC (填字母序号);
②配制11%的氯化钠溶液100g。如按如图进行称量和量取,其它操作均规范无误,最终导致配制的氯化钠溶液的溶质质量分数 小于 (填“大于”、小于”或“不能确定”)11%。
(2)如图为某小组探究金属化学性质的两组实验。
实验I
实验Ⅱ
①实验I中以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱,有同学认为不够合理,理由是 选取的酸的种类不同 ;
②写出实验Ⅱ中C试管内反应的化学方程式 Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag ;
③实验Ⅱ中要验证Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序,至少要做的实验是 CD (填字母序号)。
【解答】解:(1)粗盐中难溶性杂质去除的主要操作顺序为溶解、过滤、蒸发。
故填:BDC。
②码与药品放错托盘会使所称取固体溶质质量偏小,造成所配制溶液的溶质质量分数偏小;如图量取蒸馏水时,会导致量取的水的体积偏大,从而导致配制的溶液中溶质质量分数偏小。
(2)①从图可以看出选取的酸的种类不同,因此以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断锌、铁的活动性强弱不够合理;故答案为:选取的酸的种类不同;
②实验Ⅱ中C试管内反应的化学方程式为Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag;
③用于证明铁、铜、银的金属活动性顺序实验是:CD,因为由C可知,铜能置换出硝酸银中的银,说明活动性铜>银,D中的铁能置换出硫酸铜中的铜,说明活动性铁>铜,所以可得活动性:铁>铜>银,故选:CD;
答案:
(1)①BCD;②偏小;
(2)①选取的酸的种类不同;
②Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag;
③CD。
七.相对分子质量的概念及其计算(共2小题)
12.(2018•泰安)儿童缺锌会引起食欲不振、发育不良等症状。如图为某补锌口服液说明书的部分信息,图中葡萄糖酸锌化学式已不完整,请根据相关信息回答下列问题:
(1)葡萄糖酸锌的化学式量是455,则葡萄糖酸锌化学式氢原子右下角的数字为 22 ;
(2)若儿童1kg体重每日需要0.5mg锌,每天从食物中只能摄入所需锌的一半。体重为20kg的儿童,理论上一天还需服该口服液 1 支?
【解答】解:(1)葡萄糖酸锌的化学式量是455,即12×12+x+16×14+65=455,x=22;故填:22;
(2)儿童1kg体重每日需要0.5mg锌,则体重为20kg的儿童每天需要锌的质量为0.5mg×20=10mg;每天从食物中只能摄入所需锌的一半,则每天从该口服液中摄入所需锌的质量为10mg×=5mg;而每支口服液中含锌5.0mg/支,故体重为20kg的儿童每天还需服该口服液1支;故填:1。
13.(2020•泰安)甲醇是一种无色、有特殊香味、易挥发的液体。已知甲醇由碳、氢、氧三种元素组成,其中氢元素的质量分数为12.5%,氧元素的质量分数为50%;一个甲醇分子中含有1个氧原子。
回答下列问题:
(1)甲醇的相对分子质量是 32 ;
(2)一个甲醇分子中含氢原子的个数是 4 。
【解答】解:(1)设甲醇的相对分子质量为x;
=50%
x=32;
故填:32;
(2)设一个甲醇分子中含氢原子的个数是y:
=12.5%
y=4
故填:4。
八.化合物中某元素的质量计算(共2小题)
14.(2021•泰安)常用的医用酒精是体积分数为75%的乙醇溶液,可用于杀菌消毒,乙醇的化学式为C2H6O。请完成下列计算。
(1)乙醇中碳元素和氢元素的质量比为 4:1 ;
(2)92g乙醇中碳元素的质量为 48 g。
【解答】解:(1)乙醇中碳元素和氢元素的质量比为(12×2):(1×6)=4:1。
(2)92g乙醇中碳元素的质量为92g××100%=48g。
故答案为:
(1)4:1;
(2)48。
15.(2022•泰安)新冠病毒威胁着人们的身体健康,公共场所尤其要注意消毒杀菌。戊二醛(相对分子质量为100)是一种广谱高效的消毒剂,其分子结构如图所示(注“一”、“═”表示原子之间相互连接)。试计算:
(1)戊二醛中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为 5:8:2 ;
(2) 50 g戊二醛中含碳元素的质量为30g。
【解答】解:(1)由戊二醛的分子结构图,1个戊二醛分子中含有5个碳原子、8个氢原子和2个氧原子,则戊二醛中碳原子、氢原子、氧原子的个数比为5:8:2。
(2)需要戊二醛的质量为30g÷(×100%)=50g。
故答案为:
(1)5:8:2;
(2)50。
九.根据化学反应方程式的计算(共5小题)
16.(2018•泰安)厨房中使用的食用碱(主要成分碳酸钠)中往往含有少量的氯化钠,化学兴趣小组的同学通过实验来测定某品牌的食用碱样品中碳酸钠的质量分数。他们实验的过程和数据如图所示。
计算:该食用碱中碳酸钠的质量分数是多少?(计算结果精确至0.1%)
【解答】解:生成碳酸钙沉淀的质量为5.0g
设该食用碱中碳酸钠的质量分数为x
CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl
106 100
6.0xg 5.0g
=
x≈88.3%
答:该食用碱中碳酸钠的质量分数为88.3%。
17.(2019•泰安)长期使用的热水锅炉会产生水垢。水垢主要成分是碳酸钙和氢氧化镁。某兴趣小组为了测定水垢中CaCO3的含量,将6g水垢粉碎放在烧杯中,然后向其中加入40g某浓度的稀盐酸,使之充分反应(水垢中除碳酸钙和氢氧化镁外都不与稀盐酸反应)。实验数据记录如下:
反应时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
烧杯内所盛物
质的总质量/g
46.0
45.2
44.8
45.1
44.1
43.9
43.8
43.8
43.8
试计算:
(1)表中有一数据是不合理的,该数据的测得时间是第 3 min;
(2)水垢中CaCO3的质量分数(计算结果精确至0.1%)。
【解答】解:加入盐酸后烧杯中因为生成二氧化碳,总质量应该慢慢减少,而不存在增加,所以测定时间为第3min的时候数据不合理,偏大了。
设水垢中CaCO3的质量分数为x。
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
6gx 46g﹣43.8g=2.2g
═
x≈83.3%
故答案为:
(1)3;
(2)83.3%。
18.(2020•泰安)请你仔细分析如图所示的实验过程和提供的数据,并进行计算。
(1)反应后烧杯中溶液质量为 200 g。
(2)反应后所得溶液的溶质质量分数(写出计算过程,精确到0.1%)。
【解答】解:(1)设反应生成氯化亚铁质量为x,生成氢气为y,
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑,
56 127 2
11.2g x y
==,
x=25.4g,y=0.4g,
反应后烧杯中溶液质量为:11.2g+189.2g﹣0.4g=200g,
故填:200。
(2)反应后所得溶液中溶质的质量分数是:×100%=12.7%,
答:反应后所得溶液中溶质的质量分数是12.7%。
19.(2021•泰安)欲测定一瓶标签破损的稀硫酸的溶质质量分数,现取30g稀硫酸样品于烧杯中,将15%的NaOH溶液逐滴加入烧杯中,边加边搅拌,随着NaOH溶液的不断加入,溶液pH的变化如图所示。回答下列问题:
(1)a点溶液中的溶质是 Na2SO4和H2SO4 (填化学式)。
(2)计算该稀硫酸的溶质质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
【解答】解:(1)当滴加NaOH溶液至a点时,由于溶液此时pH小于7,显酸性,也就是硫酸有剩余,此时的溶质为剩余的硫酸和生成的硫酸钠,所以溶液中的溶质的化学式为Na2SO4和H2SO4.故填:Na2SO4和H2SO4;
(2)当pH值为7时,此时消耗的氢氧化钠溶液的质量为8g,则消耗NaOH溶液中的NaOH质量为8g×15%=1.2g
设消耗氢氧化钠1.2g时消耗的稀硫酸的溶质的质量为x。
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
80 98
1.2g x
,
x=1.47g;
该稀硫酸的溶质质量分数为×100%=4.9%。
答:该稀硫酸的溶质质量分数为4.9%。
20.(2022•泰安)黄铜(铜、锌合金)具有合金的特性,可以用来制造机器零件。某学习小组的同学为了测定黄铜中铜的含量,取黄铜样品25g放入烧杯中,再将160g稀硫酸分4次加入烧杯中,充分反应后,分别测得剩余固体的质量记录如下。
加入次数
第1次
第2次
第3次
第4次
加入稀硫酸的质量/g
40
40
40
40
充分反应后剩余固体的质量/g
18.5
12
10
m
请根据实验数据完成下列问题:
(1)m的值为 10 ;
(2)黄铜样品中铜的质量分数为 40% ;
(3)所用稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程,结果精确到0.1%)。
【解答】解:(1)由分析可知m的值为10;
(2)黄铜样品中铜的质量分数=40%;
(3)解:由表格中数据可知,40g稀硫酸反应掉锌的质量为:25g﹣18.5g=6.5g
设40g稀硫酸中溶质的质量为x
Zn+H.SO4=ZnSO4+H2↑
65 98
6.5g x
x=9.8g
所用稀硫酸的溶质质量分数是=24.5%
答:所用稀硫酸的溶质质量分数为24.5%。
故答案为:
(1)10;
(2)40%;
(3)24.5%。
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