所属成套资源:最新备战中考化学实验探究题高分突破
高分突破05 有关燃烧与灭火的探究-备战中考化学实验探究题高分突破
展开
这是一份高分突破05 有关燃烧与灭火的探究-备战中考化学实验探究题高分突破,文件包含高分突破05有关燃烧与灭火的探究-备战中考化学实验探究题高分突破解析版docx、高分突破05有关燃烧与灭火的探究-备战中考化学实验探究题高分突破原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共73页, 欢迎下载使用。
高分突破05 有关燃烧与灭火的探究
-备战2022年中考化学实验探究题高分突破
1. 关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,下列不属于三者燃烧共有的现象是______(填字母序号)。
A发光 B产生有刺激性气味的气体 C放热 D产生使澄清石灰水变浑浊的气体
(2)写出酒精(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式______。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
(3)该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1:室温下,按如图组装装置,装入药品,称量装置总质量为m1g。
步骤2:将锥形瓶浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤3:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶;打开止水夹K1,和K2,从K1处缓慢通入约50mL氧气,再关闭K1和K2,称量装置总质量为m2g。
步骤4:将锥形瓶再次浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤5:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶,称量装置总质量为m3g。
①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。
②m1、m2、m3的大小关系是______。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议______。
【任务四】再探铁的燃烧
(5)查阅文献:颗粒直径为20~30nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识,回答下列问题:
①影响铁燃烧的因素有_______、_______(至少答出2点)。
②铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若5.6g铁与氧气反应可得ag产物,且铁无剩余,则a的取值范围是______。
【答案】 (1). B (2). C2H5OH+3O22CO2+3H2O (3). 步骤2中白磷未燃烧,步骤4中白磷燃烧,产生白烟 m1>m2=m3 . (4).取土填埋,隔绝空气 (5) 铁的表面积 氧气的浓度(温度) 7.2≤a≤8.0
【解析】本题考查燃烧的条件和灭火的原理、化学方程式的书写、质量守恒定律。
(1) 燃烧一般都会发光、放热,由于这3种物质中都含有碳元素,燃烧后都会产生二氧化碳气体,酒精和天然气中没有硫元素,不会产生有刺激性气味的气体;
(2) 酒精燃烧是酒精与空气中的氧气在点燃条件下生成水和二氧化碳,化学方程式为:C2H5OH+3O22CO2+3H2O
(3) ①步骤2中锥形瓶中是二氧化碳,白磷没有燃烧,而步骤4中通入了氧气,白磷燃烧,产生白烟,说明燃烧需要氧气,②由于开始装置中充入的是二氧化碳时装置总质量为m1,通入50mL氧气后,由于氧气的密度比二氧化碳的密度小,所以m1>m2,白磷燃烧是在密闭容器中进行,装置的总质量没有发生变化m2=m3;
(4) 煤层自燃我们可以用隔绝空气的方法取土填埋,也可以用降低温度到着火点以下的原理用水灭火等方法合理均可;
(5)①影响铁燃烧的因素很多,主要有铁的表面积、氧气的浓度、温度等都会影响铁燃烧的生成物,②铁燃烧可能生成氧化亚铁、四氧化三铁、氧化铁等,采用极端假设法,5.6g铁燃烧完全生成以上三种物质的质量分别为7.2g、7.73g、8g,所以a的取值范围是:7.2g≤a≤8g。
【关键点解读】灭火就是破坏燃烧所需的一个或多个条件:
可燃物 →清除或移去可燃物
燃烧的条件 氧气 →隔绝氧气 灭火的原理
温度达到着火点→降低温度至着火点以下
2. 乙醇俗称酒精,燃烧时放出大量的热,因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料,工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产,属于可再生资源,为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣,进行了如下探究。
【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质?
【猜想与假设】猜想一:CO、H2O;猜想二:___________;猜想三:CO2、CO、H2O。
【设计与实验】小组同学充分讨论后,决定选用下列药品和装置来验证上述猜想与假设
(1)先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧,然后将燃烧产物通入上述装置,通入装置的顺序是___________(装置可以重复选用,也可以不选)。其中选用E装置的目的是___________。
(2)待燃烧产物将装置内空气排尽后,再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。
【现象与结论】
实验中所选第一个装置观察到现象是___________,C中红棕色粉末变成黑色,D中澄清石灰水都变浑浊,由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为___________。
【反思与交流】
实验结束后,小组同学对实验结论进行了反思:甲同学发现含碳的化合物燃烧时,氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生;乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷,该缺陷是___________。
【答案】 CO2、H2O 【设计与实验】 BDECD(或BDEC或BDEACD或BDEAC) 除尽CO2气体(能强调到完全吸收CO2的答案均可) 【现象与结论】变成蓝色 Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe 【反思与交流】 没有尾气处理装置(其他合理答案均可)
【解析】
猜想与假设:
乙醇完全燃烧生成二氧化碳和水,故猜想二:CO2、H2O;
设计与实验:
装置连接的顺序是检验是否有水生成,检验是否有二氧化碳生成,除去二氧化碳气体,检验燃烧是否完全,是否有一氧化碳生成,此过程中可以除去水,也可以不用除去水,故通入装置的顺序是BDECD(或BDEC或BDEACD或BDEAC),选用E装置的目的除尽CO2气体;
现象与结论:
实验中所选第一个装置观察到现象是变成蓝色,C中红棕色粉末变成黑色,D中澄清石灰水都变浑浊,由此推断猜想三成立。其中C装置内氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO 3CO2+2Fe;
反思与交流:
含碳的化合物燃烧时,氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生,氧气不充足时会生成一氧化碳,一氧化碳有毒,会污染环境,故该实验的设计中有一个明显缺陷是没有尾气处理装置。
3 . 验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质,请你根据所学知识回答下列问题:
(1)仪器甲的名称是_______;
(2)氧气与世间万物如影随形,动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气,实验室利用B装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为__________,若要收集一瓶干燥的氧气,装置接口连接顺序为b→_______→_______→_______;
(3)甲烷是一种密度小于空气,难溶于水且具有可燃性的气体,实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取,则制取装置为_______。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃,反应结束后测得容器中CO和CO2的总质量为37.6 g,同时测得水的质量为36 g,请根据数据写出该反应的化学方程式___________。
该同学对甲烷的其他化学性质产生了兴趣:
【提出问题】甲烷除了可燃性外,还具有什么化学性质?
【查阅资料】无水硫酸铜遇水变成蓝色
【作出假设】甲烷具有还原性
【设计并进行实验】该同学按如图装置进行实验:
【实验现象与结论】
(4)通入甲烷加热一段时间后才观察到A装置中黑色固体变为红色,B装置中无水硫酸铜变为蓝色,C装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式__________。通过实验证明,甲烷具有还原性。
【反思与评价】
(5)实验时,先向装置中通入一段时间的氮气,再通入甲烷加热的目的是_________。
【答案】(1) 分液漏斗 (2) 2H2O22H2O+O2↑ e f c
(3) A .5CH4+9O22CO+3CO2+10H2O, (4) CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O (5) 排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸
【解析】
(1)由图可知,甲为分液漏斗,故填:分液漏斗。
(2)过氧化氢分解生成水和氧气,是固体和液体不加热的反应,发生装置可选B,化学方程式2H2O22H2O+O2↑,氧气密度比空气大,要收集一瓶干燥氧气,要用向上排空气法收集,且收集之前用浓硫酸干燥,气体的干燥长进短出,故填:2H2O22H2O+O2↑;e;f;c。
(3)实验室加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取甲烷,该反应需要加热,则制取装置为A,某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃,生成一氧化碳和二氧化碳,设化学方程式为CH4+O2xCO+(1-x)CO2+2H2O, 反应结束后测得容器中CO和CO2的总质量为37.6 g,同时测得水的质量为36 g,根据化学方程式则有:,x=0.4,将x代入化学方程式,进行整理将化学计量数变为整数,故化学方程式为5CH4+9O22CO+3CO2+10H2O,故填:5CH4+9O22CO+3CO2+10H2O。
[实验现象与结论]
A装置中黑色固体变为红色,B装置中无水硫酸铜变为蓝色,C装置中氢氧化钙溶液变浑浊,说明甲烷与氧化铜反应生成铜,二氧化碳和水,故填:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O。
[反思与评价]
甲烷是可燃性气体,和空气混合容易发生爆炸,实验时,先向装置中通入一段时间的氮气,再通入甲烷加热的目的是排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸,故填:排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸。
4. “珍爱生命,远离毒品”,冰毒是一种危害性很大的毒品,其主要成分是甲基苯丙胺(化学式为C10H15N)。某化学学习小组模拟对毒品的销毁,利用所制得的氧气燃烧冰毒,并检验所生成的二氧化碳气体,设计了如下实验。
本次实验只提供了如下化学试剂:5%的过氧化氢溶液,二氧化锰固体,浓硫酸,NaOH溶液,Ca(OH)2溶液,冰毒。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______。
(2)为了完成此实验,除了选择装置B以外,还应选择的装置组合是______(填装置序号字母)
(3)连接好装置,在加入药品前还必须进行的操作是_______。
(4)检验二氧化碳时所发生反应的化学方程式为_______。
【答案】①. 酒精灯 ②. EAD ③. 检查装置的气密性 ④.
【解析】
(1)由图可知,仪器a的名称是酒精灯,故填:酒精灯;
(2)该实验需要氧气,由实验提供的试剂可知,用5%的过氧化氢溶液、二氧化锰固体混合制取氧气,属于固液常温型,选择的发生装置为E,制取的氧气中混有水蒸气,需通过浓硫酸进行干燥,然后利用燃烧法对冰毒进行销毁,最后用澄清的石灰水检验所生成的二氧化碳气体,所以为了完成此实验,除了选择装置B以外,还应选择的装置组合是EAD,故填:EAD;
(3)为了防止因装置气密性不好更换仪器时浪费药品,在加入药品前还必须进行的操作是检查装置的气密性,故填:检查装置的气密性;
(4)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,检验二氧化碳用澄清石灰水;二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为,故填:。
5.在庆祝“五四”青年节晚会上,化学老师表演了“吹气生火”的魔术:他用导管向包有过氧化钠(化学式为Na2O2)粉末的脱脂棉上吹气,脱脂棉燃烧了起来。化学兴趣小组的同学对该魔术产生了浓厚兴趣,在教师的指导下,对其进行了如下探究。
【答案判断】
根据燃烧条件可知:吹出的气体能与过氧化钠反应放出一定的热量,可能有氧气生成,从而使脱脂棉燃烧。
【提出问题】
吹出的气体中有哪些物质与过氧化钠(Na2O2)发生反应,且生成物是什么?
【查阅资料】
(1)吹出的气体主要含有氮气、二氧化碳、水蒸气和氧气;
(2)过氧化钠与氮气、氧气不反应;
(3)过氧化钠为淡黄色固体粉末。
【提出猜想】
猜想一:只有H2O与Na2O2反应;
猜想二:只有CO2与Na2O2反应;
猜想三:CO2、H2O都与Na2O2反应。
【设计与实验】
探究Ⅰ:H2O与Na2O2反应
步骤一
步骤二
步骤三
实验操作
实验现象
有气泡产生
带火星的木条复燃
产生蓝色沉淀
实验结论
H2O能与Na2O2反应,产生① 和NaOH。
探究Ⅱ:CO2与Na2O2反应
步骤一
步骤二
步骤三
实验操作
玻璃管中反应后的固体
实验现象
淡黄色粉末逐渐变成白色粉末
带火星的木条复燃
固体溶解
无气泡产生
产生②
实验结论
CO2能与Na2O2反应,产生①和Na2CO3。
【实验结论】
通过实验答案,猜想三正确。过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应。
【反思交流】
(1)过氧化钠应该③ 保存。
(2)探究Ⅱ:步骤三中能代替CaCl2溶液的试剂④ (写一种)。
【答案】
【设计与实验】氧气;白色沉淀
【反思交流】(1)密封。(2)氯化钡溶液。
【解析】
解:【设计与实验】
探究Ⅰ:
步骤一
步骤二
步骤三
实验操作
实验现象
有气泡产生
带火星的木条复燃(反应生成氧气)
产生蓝色沉淀(氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜)
实验结论
H2O能与Na2O2反应,产生氧气和NaOH。
故填:氧气。
探究Ⅱ:
步骤一
步骤二
步骤三
实验操作
玻璃管中反应后的固体
实验现象
淡黄色粉末逐渐变成白色粉末
带火星的木条复燃(生成氧气)
固体溶解
无气泡产生(固体中不含有过氧化钠)
产生白色沉淀(碳酸钠和氯化钙反应生成白色沉淀碳酸钙)
实验结论
CO2能与Na2O2反应,产生①和Na2CO3。
故填:白色沉淀。
【反思交流】
(1)过氧化钠应该密封保存。
故填:密封。
(2)探究Ⅱ:步骤三中能代替CaCl2溶液的试剂可以是氯化钡溶液,是因为氯化钡能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠。
故填:氯化钡溶液。
【点评】本题主要考查物质的性质,解析时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行答案、判断,从而得出正确的结论。
6. 茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢,某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。
〖查阅资料〗如图所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误,应改为_____。
〖提出问题Ⅰ〗茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢,是否生成氧气?
〖实验1〗在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中,加适量常温水,完全溶解后得到无色溶液,观察到有小气泡缓慢冒出,伸入带火星的木条,木条不复燃。
〖实验 2〗取三份等量的实验1中的溶液,分别加入甲、乙、丙三支试管中,按图所示进行实验。观察到都较快产生气泡,且温度越高产生气泡越快;伸入带火星的木条,木条都复燃。
〖表达交流Ⅰ〗通过实验证明,茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。
(1)实验1中“木条不复燃”的原因是_______。
(2)实验2中丙试管内不再产生气泡后,其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是_______。
〖提出问题Ⅱ〗茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠,是否生成氢氧化钠?
〖实验 3〗取实验2丙试管内溶液,按如图流程进行实验。
〖表达交流Ⅱ〗
(1)加入试剂X的目的是_______(用化学方程式表示)。
(2)不新增试剂,检验加入的试剂X已足量的方法是_______。
(3)溶液M呈_______色,说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。
〖反思总结〗
(1)茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果,过氧化氢分解生成活性氧,可深层带走污垢。
(2)使用茶垢清洁剂时应选择_______的水进行溶解,去垢效果更好。
【答案】查阅资料: 纯碱或苏打 表达交流Ⅰ: 产生氧气速率较慢,氧气浓度过低,不足以使带火星木条复燃;无过氧化氢 表达交流Ⅱ: 取少量滤液于试管中,滴加Na2CO3溶液,若有白色沉淀生成,说明试剂X(CaCl2)过量 无色 反思总结: 硬度较小
【解析】
查阅资料1:碳酸钠俗称苏打、纯碱;
表达交流Ⅰ:(1)实验1中“木条不复燃”的原因是常温下过氧化氢的分解速率很慢,产生氧气的速率慢,氧气浓度低,不足以使带火星的木条复燃;
(2)过氧化氢受热分解生成水和氧气,故实验2中丙试管内不再产生气泡后,其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是无过氧化氢;
表达交流Ⅱ:(1)由于溶液中存在碳酸钠,碳酸钠显碱性,也能使无色酚酞试液变红,会影响氢氧化钠的检验,故加入的试剂X可以是氯化钙,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,可将碳酸钠除尽,该反应的化学方程式为:;
(2)氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,产生白色沉淀,故取少量滤液于试管中,滴加Na2CO3溶液,若有白色沉淀生成,说明试剂X(CaCl2)过量;
(3)说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠,则溶液显中性,不能使无色酚酞试液变色,故溶液M呈无色;
反思总结:(2)使用茶垢清洁剂时应选择硬度较小的水进行溶解,去垢效果更好,否则硬水中的可溶性含钙化合物可能与碳酸钠反应,消耗碳酸钠。
7.小组同学进行“人体吸入和呼出气体成分”的探究。
【提出假设】人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水,碳酸氢钙【Ca(HCO3)2】可溶于水。
【进行实验】
实验装置
实验步骤
实验现象
Ⅰ.检查装置气密性: 。
Ⅱ.将装置内的水换成澄清石灰水。
Ⅲ.吸气时:打开K1,关闭K2,从呼吸口吸气30秒,观察石灰水的变化。
①中澄清石灰水不变浑浊。
Ⅳ.吹气时: 观察石灰水的变化。
实验中有同学发现,吹气一段时间后浑浊的石灰水重新变澄清。他将②中重新加入等体积的石灰水,进一步进行吹气实验。
实验编号
石灰水浓度
持续吹气时间
实验现象
2-1
0.16%
30秒
澄清石灰水变浑浊
2-2
0.16%
2分钟
澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清
2-3
0.08%
30秒
澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清
2-4
0.08%
2分钟
澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清
【解释与结论】
(1)步骤Ⅰ中检查该装置气密性的方法是_______。
(2)补全步骤Ⅳ的操作__________。
(3)能说明假设成立的实验现象是_________。
(4)能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是______(填实验编号)。
(5)澄清石灰水浑浊后又变澄清时发生了化合反应,依据资料写出该反应的化学方程式________。
【反思与评价】
(6)步骤Ⅳ中,有同学观察到石灰水变澄清,而有的同学未观察到,产生现象差异的可能原因是_________。(写一条即可)
【答案】 (1)往①②中注水浸没导管后,关闭K2,打开K1,向呼吸口吹气,立即关闭K1,观察到长导管内形成水柱,一段时间后水柱不下降,说明装置①气密性良好同理,检查②的气密性 (2)关闭K1,打开K2,从呼吸口吹气30秒 (3)①中石灰水不变浑浊,②中石灰水变浑浊 (4) 2-1和2-3
(5) (6) 单位时间吹出气体的量不同(吹气速度等)或澄清石灰水浓度不同(合理即可)
【解析】
解释与结论:(1)步骤Ⅰ中检查该装置气密性的方法:往①②中注水浸没导管后,关闭K2,打开K1,向呼吸口吹气,立即关闭K1,装置内压强增大,若观察到长导管内形成水柱,一段时间后水柱不下降,说明装置①气密性良好,同理,检查②的气密性;
(2)吹气时需要将气体通入澄清的石灰水中,因此关闭K1,打开K2,从呼吸口吹气30秒,观察石灰水的变化,故填:关闭K1,打开K2,从呼吸口吹气30秒;
(3)二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,若人体呼出气体中二氧化碳的含量高于吸入气体,会观察到①中澄清的石灰水不变浑浊,②中澄清的石灰水变浑浊,故填:①中石灰水不变浑浊,②中石灰水变浑浊;
(4)实验2-1中石灰水的浓度是0.16%,持续吹气30秒,澄清石灰水变浑浊;实验2-3中,石灰水的浓度是0.08%,持续吹气30秒,澄清石灰水先变浑浊,后又变澄清,所以能说明石灰水重新变澄清与石灰水浓度有关的实验是2-1和2-3,故填:2-1和2-3;
(5)澄清石灰水浑浊后又变澄清,是因为反应生成的碳酸钙和水、二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙,化学方程式为: ;
反思与评价:(6)步骤IV中,有同学观察到石灰水变澄清,而有的同学未观察到,产生现象差异的可能原因是石灰水的浓度不同或单位时间内吹出气体的量不同,故填:单位时间吹出气体的量不同(吹气速度等)或澄清石灰水浓度不同(合理即可)。
8.某化学小组对人体吸入的空气和呼出气体进行了如下实验探究。
【提出问题】人体吸入的空气与呼出气体组成有什么不同?
【资料】①白磷着火点约40℃;②通常条件下,氢氧化钠(NaOH)溶液与白磷不反应,氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体。
【实验操作】实验一:(如图1)
(1)检查好装置气密性后装入试剂,医用输液袋中收集VmL空气。
(2)打开弹簧夹___,缓慢将袋中空气全部排入锥形瓶中,读出量筒内收集到液体V1mL。由此测得空气中____的体积为___mL。
(3)关闭弹簧夹K1、K2,再向烧杯中加入____方法(填具体操作),使燃烧匙内的白磷迅速燃烧,反应现象为__。充分反应后,冷却至室温,打开K2,量筒内剩余液体为V2mL。由此测得氧气在空气中所占的体积分数可表示为__。(用含V、V1、V2的代数式表示)
【数据处理】
(4)根据图3数据,实验二(如图2)中,200s时没有被采集数据的其他所有气体的总体积分数为___%。
【评价与反思】
(5)由实验二分析,人体呼出气体与空气相比,组成上的差异是___。
【答案】 K1、K2 二氧化碳##CO2 V-V1 热水(水温大于40℃) 产生大量白烟、放出热量 76.66 与空气相比,呼出气体中氧气的体积分数降低,二氧化碳和水蒸气的体积分数升高
【解析】
实验操作:(2)打开弹簧夹K1、K2,缓慢将袋中空气全部排入锥形瓶中,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被吸收,量筒内收集到的液体体积与空气中除二氧化碳外,其它气体的体积和相等,故空气中二氧化碳的体积为:V-V1mL;
(3)此时燃烧匙内的白磷与空气接触,要使燃烧匙内的白磷燃烧,需要升高温度达到其着火点,故关闭弹簧夹K1、K2,再向烧杯中加入热水(水温大于40℃);
白磷燃烧产生大量白烟,放出热量;
充分反应后,冷却至室温,打开K2,由于消耗了氧气,锥形瓶内压强减小,量筒中的水部分进入锥形瓶,进入水的体积就是消耗氧气的体积,故氧气的体积为:V1-V2,故测得氧气在空气中所占的体积分数可表示:;
数据处理:(4)由图可知,200s时没有被采集数据的其他所有气体的总体积分数为:1-17.17%-3.67%-2.50%=76.66%;
评价与反思:(5)呼吸作用消耗氧气,呼出二氧化碳,由图可知,一开始X的体积分数接近21%,且逐渐减少,则X为氧气,Y的体积分数在约60s时下降,Y可能是水蒸气,水蒸气冷凝成水,故体积分数下降,Y的体积分数逐渐增大,则Y为二氧化碳,由图可知,与空气相比,呼出气体中氧气含量降低、二氧化碳和水蒸气含量升高。
9.如图,用一次性塑料水杯盛鲜榨果汁时,常用带皮柠檬片作装饰。网上传言,柠檬皮可以溶解这种水杯中的聚苯乙烯,危害人体健康,这种说法是真的吗?为了查明真相,小凡用泡沫饭盒(主要成分是聚苯乙烯)和柠檬皮进行探究。
(1)探究一:柠檬皮真的能溶解聚苯乙烯吗?
进行实验:将柠檬皮研磨成酱,取一匙涂在泡沫饭盒上,2 分钟后饭盒光滑的表面变得凹凸不平,5 分钟后凹凸更加明显,10 分钟后出现很多小孔。
结论与解释:柠檬皮中含有柠檬烯(C10H16),柠檬烯是一种(填“有机”或“无机”)_______溶剂,可以溶解聚苯乙烯。
反思交流:用一次性塑料水杯喝水时,聚苯乙烯不会进入人体,放了带皮柠檬片后,聚苯乙烯会被溶解而进入人体,这说明物质的溶解性与________有关。一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为________。
(2)探究二:酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?
实验用品:泡沫饭盒、柠檬皮酱、食醋、纯碱溶液、食盐水、水。
查阅资料:酸性溶液、碱性溶液均不能溶解聚苯乙烯。
进行实验:
①取一匙柠檬皮酱,与 2mL 水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;
②取一匙柠檬皮酱,与 2mL_______混合均匀后涂在泡沫饭盒上 。
③取一匙柠檬皮酱,与_______混合均匀后涂在泡沫饭盒上。
该实验方案中采用了对照实验的方法,请指出其中的对照实验(填实验编号):第一组对照实验 _______,第二组对照实验__________。5 分钟后观察到三个泡沫饭盒表面的凹凸程度几乎相同,实验结论为 ___________。
(3)探究三:温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?
请将下表填写完整(柠檬皮中的成分在实验温度下性质稳定)。
实验步骤
实验现象
实验结论
________
________
温度越高,越不利于柠檬皮酱溶解聚苯乙烯
【答案】(1)有机 溶剂的种类 白色污染 (2)食醋(或者纯碱溶液) 2mL纯碱溶液(或者2mL食醋) ①②或①③ ①③或①② 酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响 (3)取一匙柠檬皮酱,与2mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;另取一匙柠檬皮酱,与2mL热水混合均匀后涂在泡沫饭盒上 与2mL热水混合的泡沫饭盒凹凸程度小
【解析】
(1)探究一:
结论与解释:
柠檬烯是含碳元素的化合物,属于有机物,故填:有机;
反思交流:
用一次性塑料水杯喝水时,聚苯乙烯不会进入人体,放了带皮柠檬片后,聚苯乙烯会被溶解而进入人体,这说明物质的溶解性与溶剂的性质有关;一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为白色污染,故填:溶剂的种类;白色污染;
(2)探究二:
②根据实验目的可知,实验②应分别选择一种酸性试剂或一种碱性试剂,故填:食醋(或者纯碱溶液);2mL纯碱溶液(或者2mL食醋);
③根据实验目的可知,实验③应分别选择一种酸性试剂或一种碱性试剂,故填:2mL纯碱溶液(或者2mL食醋);
该实验方案中采用了对照实验的方法,第一组对照实验①②或①③,第二组对照实验①③或①②,5分钟后观察到三个泡沫饭盒表面的凹凸程度几乎相同,说明酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响,故填:①②或①③;①③或①②;酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响;
(3)探究三:
取一匙柠檬皮酱,与2mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;另取一匙柠檬皮酱,与2mL热水混合均匀后涂在泡沫饭盒上,与2mL热水混合的泡沫饭盒凹凸程度小,说明温度越高,越不利于柠檬皮酱溶解聚苯乙烯,故填:取一匙柠檬皮酱,与2mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;另取一匙柠檬皮酱,与2mL热水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;与2mL热水混合的泡沫饭盒凹凸程度小。
10.某校研究性学习小组用如图所示的装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积占集气瓶容积的70%。
(1)如图中A仪器的名称是______,燃烧、冷却后打开止水夹,水能进入广口瓶的原因是______。
(2)如果镁条只和空气中氧气反应,则进入集气瓶中的水的体积最多不超过其容积的______%。现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中含氮气。
【发现问题】氮气是怎么减少的呢?
【假 设 一】氮气与镁条反应而减少。
【假 设 二】______(只要求写出一条)。
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁(Mg3 N2)固体。镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁。
【反思与交流】用镁条能否测定空气中氧气的含量?______(选填“是”或“否”)。
如果仓库存放的金属镁着火,能否用二氧化碳灭火器灭火?______(选填“是”或“否”)。
【答案】 (1) 烧杯 (2)镁条燃烧时会与空气中的气体反应生成固体氧化镁,完全反应,冷却至室温后,瓶内气体减少,压强减小 21 高温条件下,氮气可能与空气中的其它物质发生了反应 否 否
【解析】
(1)图中A仪器的名称是烧杯;
镁条燃烧时,会与空气中的气体反应生成固体氧化镁,完全反应,冷却至室温后,致使瓶内气体减少,压强减小,水在大气压作用下进入瓶中;
(2)由于氧气只占空气体积的21%,如果镁条只和空气中的氧气反应,瓶内气体只能减少原体积的21%,所以进入水的体积最多不超过其容积的21%;
假设二:氮气减少,可能是氮气与镁发生了反应,也可能是高温条件下,氮气与空气中的其它物质发生了反应。
反思与交流: 由资料可知,镁能与空气中的氮气、氧气、二氧化碳反应,故不能用镁条测定空气中氧气的含量;
由资料可知,镁在二氧化碳中也能燃烧,如果仓库存放的金属镁着火,不能用二氧化碳灭火器灭火;故填:否。
11.某化学小组围绕燃烧与灭火的主题开展了相关活动。请你参与完成:
【知识回忆】可燃物燃烧的必备条件是______、______。
【交流讨论】
(1)改进后的装置(如图乙)与图甲相比,其优点是______,在图乙装置中气球的作用是______;实验时右侧试管中的红磷能否燃烧______(填“能”或“否”),原因是______。
(2)将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如图丙所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管所装气体可能是______。
【综合应用】“水火不相容”是指水能灭火,其实水有时也可以“生火”,比如金属钾遇水会立刻着火,因为钾遇水生成H2和一种化合物(氢氧化钾,KOH),其化学方程式为______。
【答案】 与氧气接触 达到可燃物着火点 避免五氧化二磷外逸,污染环境 平衡压强,防止生成的五氧化二磷排放到大气中 否 未达到红磷着火点 氧气 2K+2H2O=H2↑+2KOH
【解析】
可燃物要要燃烧,需要同时与氧气接触,且温度达到其着火点;
故答案为:与氧气接触;达到可燃物着火点。
[交流讨论]
(1)乙的实验都是在相对密闭环境中进行,生成的五氧化二磷污染环境,密闭后防止其扩散到大气中,因此可以减少污染;磷的燃烧是放热反应,温度升高,内部压强增大,避免橡胶塞被弹出,增加气球,可以平衡压强,同时生成的五氧化二磷也被收集在内部,防止污染;乙中右侧试管内是红磷,红磷着火点240℃,而热水温度为80℃,达不到红磷着火点,所以不会燃烧;
故答案为:避免五氧化二磷外逸,污染环境;平衡压强,防止生成的五氧化二磷排放到大气中;否;未达到红磷着火点。
(2)白磷为可燃物,热水为80℃,达到了白磷着火点,所以还需要氧气,便可以燃烧,因此试管内放的气体为氧气;
故答案为:氧气。
[综合应用]钾投到水中,看到着火,说明反应为放热反应;反应物为钾、水,生成物为氢气和氢氧化钾;故答案为:2K+2H2O=H2↑+2 KOH
12.为研究“影响金属与酸反应剧烈程度的因素”,兴趣小组的同学进行了如下探究。
【提出问题】金属与酸反应的剧烈程度受哪些因素的影响?
查阅资料:已知9.8%H2SO4溶液和7.3%HCl溶液中H+浓度相同,但酸根离子不同。
【作出假设】猜想Ⅰ.可能与酸根离子有关;猜想Ⅱ.可能与盐酸的浓度有关;猜想Ⅲ.可能与______有关。
【实验探究】实验所用金属均已用砂纸打磨。
(1)实验一:为探究猜想Ⅰ,小明同学分别在两支试管中放入相同质量、相同表面积的铝,然后分别加入等体积、等浓度的稀硫酸,一支试管中加入少量硫酸钠,向另一支试管中加入少量_____(填序号),做对比实验。
A.硫酸铜 B.氯化钠 C.浓盐酸
通过对比实验,观察到_______现象,则猜想一成立。
(2)实验二:为探究猜想Ⅱ,小王同学利用下图1装置进行对照实验,使等质量且过量的锌片分别与等体积、浓度为5%和15%的稀盐酸反应。该实验中比较化学反应速率的方法是_______。检查该装置气密性的方法是_________。
(3)实验三:小军同学用压强传感器替换注射器进行数字化实验,测得两次实验压强随时间的变化关系曲线如图2所示。请你根据该图中信息:
①反应时A曲线始终高于B曲线可以得出的结论:_______;
②化学反应结束后A、B两条曲线都下降的原因是________。
【拓展延伸】已知一种金属加入比它活动性弱的两种金属化合物的混合溶液中,先置换出活动性最弱的金属。小强同学向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,溶液质量与加入锌的质量关系如图3所示。在A点时,溶液里含的金属阳离子有_____(写离子符号):BC段发生反应的化学方程式为______。
【答案】 金属与盐酸的接触面积 B 加入氯化钠的试管中产生的气泡较快 比较等时间内生成氢气的体积 关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞向左推,然后放开手,如活塞能够回到原刻度,表明装置不漏气 盐酸的浓度越高,相等的时间内生成的氢气越多 金属与酸反应放热,反应停止后温度降低,气体收缩,压强降低 Zn2+、Cu2+、Ag+ Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu
【解析】
{做出假设}金属与酸反应的剧烈程度,除与酸根离子、盐酸的浓度有关,也可能与金属与盐酸的接触面积有关,故填金属与盐酸的接触面积。
{实验探究}(1)为探究猜想Ⅰ,向试管中加入的试剂只改变溶液中酸根离子的种类,不改变溶液中氢离子的浓度,则加入的试剂为氯化钠,故填B;
实验中观察到加入氯化钠的试管内生成气泡较快,说明酸与金属反应的速率与酸根离子有关,故填加入氯化钠的试管中产生的气泡较快。
(2)金属与酸反应生成盐和氢气,实验中比较化学反应速率的方法是比较等时间内生成氢气的体积,生成氢气的体积越大,说明反应速率越快,故填比较等时间内生成氢气的体积;
该实验中,检查该装置气密性的方法是关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞向左推,然后放开手,如活塞能够回到原刻度,表明装置不漏气,故填关闭分液漏斗的活塞,将注射器的活塞向左推,然后放开手,如活塞能够回到原刻度,表明装置不漏气。
(3)①曲线A代表15%的盐酸与金属反应时装置中的压强变化,曲线B代表5%的盐酸与金属反应时装置中的压强变化,由图可知反应时A曲线始终高于B曲线,则可以得出的结论是盐酸的浓度越高,相等的时间内生成的氢气越多,装置中的压强越大,故填盐酸的浓度越高,相等的时间内生成的氢气越多。
②化学反应结束后A、B两条曲线都下降的原因是金属与酸反应放热,反应停止后温度降低,气体收缩,压强降低,故填金属与酸反应放热,反应停止后温度降低,气体收缩,压强降低。
{拓展延伸}一种金属加入比它活动性弱的两种金属化合物的混合溶液中,先置换出活动性最弱的金属,向一定质量的硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉,则锌粉先与硝酸银反应生成硝酸锌与银,所以B点前的反应是锌与硝酸银反应,即A点是锌与硝酸银反应中的某一时刻,此时溶液中的溶质有反应生成的硝酸锌、剩余的硝酸银和未反应的硝酸铜,溶液中的金属阳离子有锌离子、铜离子和银离子,其离子符号分别为Zn2+、Cu2+、Ag+,故填Zn2+、Cu2+、Ag+;
BC段是锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜的反应,故反应的化学方程式写为:Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu。
13.老师演示了“吹气生火”实验,他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上用导管吹气,脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣,进行了如下探究。
探究活动一:脱脂棉燃烧的原因。
【作出猜想】根据燃烧条件分析:①脱脂棉是可燃物;②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气:③反应放出热量,满足了温度达到脱脂棉的______。
【进行实验】在如图所示装置中,向过氧化钠粉末中不断吹气,观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色,在导管口P处放置______,木条复燃,说明试管内生成了氧气。同时还观察到______,说明反应还放出了热量。
【得出结论】吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气,同时反应放出热量,满足了脱脂棉燃烧的条件。
探究活动二:试管内残留白色固体的成分。
【查阅资料】
①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气;②过氧化钠与氮气不反应。
【作出猜想】猜想1:CO2参加反应,固体成分是Na2CO3;
猜想2:H2O参加反应,固体成分是NaOH;
猜想3:CO2和H2O均参加反应,固体成分是Na2CO3和NaOH。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取残留白色固体于试管中配成溶液,向其中加入足量的氯化钡(BaCl2)溶液,静置
产生白色沉淀
固体成分含有______
②取适量①的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜(CuCl2)溶液
______
固体成分含有NaOH
【实验结论】过氧化钠与二氧化碳、水蒸气都能反应,猜想3正确。请写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式:______。
【拓展延伸】化工厂存有过氧化钠时,一旦失火,不能选用______(填字母序号)灭火。
A.水 B.细沙 C.二氧化碳灭火器
【答案】 着火点 带火星的木条 烧杯中的导管口有气泡冒出 Na2CO3 产生蓝色沉淀 AC
【解析】
[做出猜想]
燃烧三要素,可燃物、氧气、温度达到着火点,故填:着火点。
[进行试验]
氧气具有助燃性,在P管口放置带火星木条,木条复燃说明生成了氧气,锥形瓶中没有生成气体,伸入烧杯中导管有气泡冒出,说明该反应放热,故填:带火星的木条;烧杯中的导管口有气泡冒出。
[实验验证]
①碳酸钠和氯化钡生成沉淀,取残留白色固体于试管中配成溶液,向其中加入足量的氯化钡溶液,静置产生白色沉淀固体,说明成分含有碳酸钠;
②取适量①的上层清液于试管中,向其中滴加少量氯化铜溶液,氯化铜和氢氧化钠生成氯化钠和氢氧化铜沉淀,产生蓝色沉淀说明固体成分含氢氧化钠;
故填:Na2CO3;产生蓝色沉淀。
[实验结论]
二氧化碳中不含氢元素含碳元素,根据质量守恒,反应前后元素种类不变,二氧化碳和过氧化钠只能生成碳酸钠和氧气,化学方程式为 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,故填: 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。
[拓展延伸]
过氧化钠和水以及二氧化碳反应生成氧气,故化工厂存有过氧化钠时,一旦失火,不能选用二氧化碳灭火器,以及水基型灭火器,故填:AC。
14.化学实验课上,同学们利用澄清石灰水检验空气中的二氧化
碳,实验中发现各组石灰水浑浊程度存在较大差异,于是设计实验探究影响石灰水浑浊程度的因素。
【查阅资料】本实验条件下CO2气体的密度是2g/L。
【进行实验】实验装置如下图所示。
实验1:取饱和澄清石灰水进行实验。
实验序号
1-1
1-2
1-3
1-4
饱和澄清石灰水体积/mL
2.0
1.5
1.0
0.5
缓慢通入2L空气后的浑浊程度
不明显
明显
非常明显
明显
实验2:利用向一定量饱和石灰水中添加蒸馏水来调节石灰水的浓度进行实验(注意:实验过程中溶液浓度变化引起的溶液密度变化忽略不计)。
实验序号
2-1
2-2
2-3
2-4
饱和澄清石灰水体积/mL
2.0
1.5
1.0
0.5
加入蒸馏水体积/mL
0
a
b
c
缓慢通入3L空气后的浑浊程度
非常明显
明显
不明显。
无现象
【解释与结论】
(1)小试管中发生反应的化学方程式为__________。
(2)实验1的目的为__________。
(3)实验2中a、b、c三处数据,设计合理的是__________。
A.0.5 0.5 0.5 B.0.5 1.0 1.5
C.1.0 1.5 2.0 D.1.0 2.0 3.0
(4)实验2的结论是__________。
【反思与评价】
(5)通过对比实验1-1和2-1,可得出影响石灰水浑浊程度的另一因素是___,理由是___。
【答案】 探究石灰水体积对浑浊程度的影响 B 在石灰水体积、通入空气体积相同的条件下,石灰水浓度越大,浑浊程度越明显 通入空气的体积 实验1-1和2-1中,石灰水体积和浓度相同,通入空气的体积不同,浑浊程度不同
【解析】
(1)石灰水的主要成分是氢氧化钙,二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙和水,化学反应方程式为:;
(2)通过分析实验的相关信息可知实验1的目的为:探究石灰水体积对浑浊程度的影响;
(3)要保证澄清石灰水的体积为2.0mL,所以a=0.5;b=1.0;c=1.5;
(4)通过分析实验2的相关信息可知实验2的结论是:在石灰水体积、通入空气体积相同的条件下,石灰水浓度越大,浑浊程度越明显;
(5)通过对比实验1-1和1-2,除了加入空气的体积不同外,其他因素都相同,所以可以得出影响石灰水浑浊程度的另一因素是:通入空气的体积,故填:通入空气的体积;实验1-1和2-1中,石灰水体积和浓度相同,通入空气的体积不同,浑浊程度不同。
15.老师在实验室将浸泡了硫酸铜溶液的蓝色滤纸在酒精灯火焰上加热,观察到滤纸变白色,由湿润变干燥后燃烧起来;在燃烧后的灰烬中有少量红色固体。同学们很好奇,对红色固体的成分进行了下列探究:
【查阅资料】①无水硫酸铜是一种白色固体,当温度达到200℃时,CuSO4开始分解生成CuO和另一种氧化物,反应过程中元素的化合价不变。
②温度超过1000℃时,CuO分解生成Cu2O,Cu2O难溶于水,但能与稀疏酸发生反应,生成Cu2+和Cu。
【提出问题】红色固体是什么物质?
【猜想与假设】猜想一:红色固体是Cu
猜想二:红色固体是Cu2O
猜想三:红色固体是___________。
【实验探究】将红色固体加入足量的稀硫酸中,无明显现象,说明猜想__________成立。
【实验讨论】
(1)加热时,浸有硫酸铜溶液的滤纸刚开始不燃烧,原因是___________。
(2)实验中,CuSO4受热分解的化学方程式为___________。
(3)滤纸的组成元素是C、H、O,实验中产生铜的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的氧化铜发生了反应;同时该实验还说明滤纸的着火点低于1000℃,理由是___________。
【答案】 Cu 、Cu2O 一 温度没有达到可燃物的着火点(合理即可) 如果滤纸燃烧时,温度超过 1000℃,则最终固体中会有 Cu2O(合理即可)
【解析】
猜想与假设:
猜想三:根据质量守恒定律:化学反应前后元素种类不变可知,红色固体可以是铜或者氧化亚铜,或者两者的混合物。
故填:Cu 、Cu2O。
实验探究:
将红色固体加入足量的稀硫酸中,无明显现象,铜属于氢后金属不与稀硫酸反应;Cu2O难溶于水,但能与稀疏酸发生反应,生成Cu2+和Cu,没有现象说明没有氧化亚铜,所以猜想一成立。
故填:一。
实验讨论:
(1)燃烧需要可燃物、温度达到着火点、充足的氧气三者缺一不可,加热时,浸有硫酸铜溶液的滤纸刚开始不燃烧,原因是温度没有达到可燃物的着火点(合理即可)。
(2)实验中,CuSO4受热分解的反应,根据质量守恒定律:化学反应前后元素种类不变可知,结合反应过程中元素的化合价不变,可知硫元素反应后也为+6价,所以CuSO4受热分解生成氧化铜和三氧化硫,对应的化学方程式为。
(3)滤纸的组成元素是C、H、O,实验中产生铜的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的氧化铜发生了反应;同时该实验还说明滤纸的着火点低于1000℃,结合资料中温度超过1000℃时,CuO分解生成Cu2O,可以知道如果滤纸燃烧时,温度超过 1000℃,则最终固体中会有 Cu2O(合理即可)。
16.随着人们生活节奏加快,不依赖明火的自热食品越来越受到欢迎,兴趣小组的同学对自嗨锅(自热方便火锅)产生了兴趣,决定对其发热包进行探究。
由说明书可知:自嗨锅主要是由食材、食材锅、锅盖、外锅和发热包组成,发热包由焙烧硅藻土、铁粉、铝粉、活性炭、生石灰、盐等组成,主要反应物为生石灰。
(1)硅藻土和活性炭具有疏松多孔的结构,同学们猜测它们都具有_______性,可增大反应物间的接触面积,加快反应速率。
(2)主要反应物为生石灰,则生石灰反应放热的化学方程式为______。
(3)【发现问题】发热包中为什么要加入铝粉?
【查阅资料】①金属粉末遇到碳粉和盐溶液能加快氧化速率;
②铝和氢氧化钙【Ca(OH)2】溶液能反应,生成难溶于水的Ca(A1O2)2和一种气体,同时放出热量。
【提出问题】铝与氢氧化钙溶液反应生成的气体是什么?
【作出猜想】
猜想I:生成的气体可能是氧气:
猜想Ⅱ:生成的气体可能是氢气;
猜想Ⅲ:生成的气体可能是二氧化碳。
大家一致认为猜想________不成立,其理由是________。
【实验验证】同学们将30毫升饱和澄清石灰水加入盛有少量铝粉的锥形瓶中,发现有气泡产生,锥形瓶外壁发热,同时观察到锥形瓶内液体变浑浊。将生成气体用小试管收集,将带火星的木条伸入试管内,木条不复燃;用拇指堵住试管口移近酒精灯火焰,听到轻轻“噗”的声音,证明猜想______成立。
【反思交流】(4)写出铝与氢氧化钙溶液反应的化学方程式:______。
(5)发热包中铁粉、铝粉、活性炭粉都具有可然性,使用不当可能会发生“粉尘爆炸”,请列举一条防止自嗨锅发生粉尘爆炸的措施:______。
【答案】 吸附性 Ⅲ 化学反应前后,元素种类不变,反应物中不含有碳元素 Ⅱ 不要在汽车等密闭、狭小环境中食用(合理即可)
【解析】本题探究未知反应发生后生成物的成分,涉及氧化钙与水反应生成氢氧化钙、可燃性气体、粉尘易发生爆炸。
(1)结构决定性质,硅藻土和活性炭具有疏松多孔的结构,因此具有吸附性,故填:吸附性;
(2)生石灰是氧化钙,与水反应放出大量的热,反应的化学方程式为,故填:;
(3)【作出猜想】化学反应前后,元素种类不变,反应物中不含有碳元素,不可能生成二氧化碳,因此猜想Ⅲ不成立,故填:Ⅲ;学反应前后元素种类不变,反应物中不含有碳元素;
【实验验证】将生成气体用小试管收集,将带火星的木条伸入试管内,木条不复燃;说明生气气体不是氧气,用拇指堵住试管口移近酒精灯火焰,听到轻轻“噗”的声音,可知生成气体具有可燃性,是氢气,证明猜想Ⅱ成立,故填:Ⅱ;
【反思交流】铝、氢氧化钠、与水反应生成Ca(A1O2)2和H2,故填:;
可燃性气体或粉尘在有限空间内,遇明火易发生爆炸,发热包中铁粉、铝粉、活性炭粉都具有可然性,因此在使用自热发热火锅前,须阅读产品使用说明,并严格按照提示内容操作,特别是不要在汽车等密闭、狭小环境中使用,在加热过程中将透气孔打开、避免明火,故填:不要在在汽车等密闭、狭小环境中使用。
【点睛】
探究未知反应的生成物,依据化学反应前后元素种类不变同时结合实验中的现象进行推理。
17.理科实验操作考试中,小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面上产生气泡速率明显增快,对此他产生了兴趣。
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗?
【设计并实验】室温下,小明将过量,表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中,并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液,记录获得相同体积氢气的时间,从而确定产生氢气的速率。
实验混合溶液
1
2
3
4
5
6
饱和硫酸铜
溶液/mL
0
0.5
2.5
5
10
20
水/mL
20
19.5
17.5
V
10
0
(1)上述表格中V=_________。
(2)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式__________。
(3)定量测定产生氢气的速率,除了上述方法,还可测定_______;
【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加,产生氢气的速率先加快后明显减慢,且铝片表面附着的红色物质逐渐增加。
【结论与解释】
(4)随着硫酸铜溶液体积的增加,反应速率明显变慢可能的原因是________。
(5)根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂,其原因是________。
【实验反思】加快铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是(写出一点)________。
【实验拓展】根据上述实验,小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率;为了研究不同金属离子对反应的影响,小明同学继续实验,取过量表面积相同的铝片和30 mL10%稀盐酸混合后加入不同的盐溶液,实验现象如下(加号越多,代表反应速率越快);
实验1
实验2
实验3
实验4
实验5
加入试0.5 mL
水
5%NaCl溶液
5%Mg(NO2)2溶液
5%FeSO4溶液
5%CuSO4溶液
产生气泡速率
+
+
+
++
+++
(6)上表中,用水进行实验的目的是__________。
(7)上述实验设计存有缺陷,该缺陷是________。
改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的实验结论是:(写一条结论即可)_________。
【答案】 15 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 相同时间内收集到氢气的体积 稀盐酸的浓度越来越小(或铝与硫酸铜反应生成了铜覆盖在铝的表面,减小铝与稀盐酸的接触面) 硫酸铜参加反应生成了铜,化学性质改变 增大稀盐酸的浓度(或增大铝与酸的接触面积,将铝片换成铝粉) 作为参照对象,做对比实验 没有考虑到盐中不同的酸根离子对反应速率的影响 金属活动性顺序中,在盐酸中加入Al后面的金属盐溶液金属位置越靠后,越能加快反应的速率
【解析】
(1)要对比试验效果,除了反应的物质的量不一样以外,要保证其它条件相同,而且是探究硫酸铜量的影响,每组盐酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,第1组中硫酸铜0mL,水为20,那么总量为20mL,则V=20mL-5mL=15mL;
(2)铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,反应的化学方程式为:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑;
(3)定量测定产生氢气的速率还可以相同时间内收集到氢气的体积;
(4)稀盐酸的浓度越来越小(或铝与硫酸铜反应生成了铜覆盖在铝的表面,减小铝与稀盐酸的接触面)都会使反应速率明显变慢;
(5)根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂,其原因是硫酸铜质量发生了改变且,化学性质改变;
[实验反思]加速铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是提高温度,增大盐酸浓度或增大铝与酸的接触面积,将铝片换成铝粉等;
(6)用水进行实验的目的是进行对照;
(7)铝化学性质活泼,表面有一层氧化膜,上述实验设计存有缺陷,该缺陷是铝片未经过表面打磨或者没有考虑到盐中不同的酸根离子对反应速率的影响;改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的实验结论是:金属活动性顺序中,在盐酸中加入Al后面的金属盐溶液金属位置越靠后,越能加快反应的速率,或Na+、Mg2+对实验效果没有明显效果,Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应的速率,且Cu2+效果最好。
18.化学老师上演了“吹气生火”实验,他的操作是:用导管向包有“过氧化钠(Na2O2)”粉末的脱脂棉吹气,脱脂棉迅速燃烧起来。同学们很好奇,决定探个究竟。
(1)探究脱脂棉燃烧的原因。
【分析、作出猜想】
根据燃烧条件分析:①脱脂棉是___________物;②吹出的气体可能与Na2O2反应生成了氧气;③反应放出热量,使温度达到脱脂棉的___________。
【进行实验】
在如图装置中,向装有Na2O2的试管中不断吹气,观察到Na2O2粉末由淡黄色逐渐变成白色,在导管口P处放置带火星的木条,木条复燃,证明②成立。同时还观察到U形管中的液面___________,说明③成立。
【得出结论】
吹出的气体与Na2O2粉末反应生成了O2,放出了热量,满足脱脂棉燃烧的条件。
(2)通过探究试管内残留的白色固体成分,确定与Na2O2粉末反应的气体。
【查阅资料】
①吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气;
②Na2O2粉末不与氮气反应;
③氢氧化钡【Ba(OH)2】可溶于水,氢氧化钙【Ca(OH)2】微溶于水;
④氯化钡(BaCl2)、氯化钙(CaCl2)溶液呈中性。
【作出猜想及推断】
猜想1:固体成分是Na2CO3,则CO2参加反应;
猜想2:固体成分是NaOH,则H2O参加反应;
猜想3:固体成分是Na2CO3和NaOH,则CO2和H2O均参加反应。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
分析与结论
①取残留白色固体配成溶液,向其中加入过量的氯化钡溶液,振荡,静置
______
白色固体中含有碳酸钠
②取适量步骤①的上层清液,滴加少量酚酞溶液
溶液变红色
白色固体中含有______
【实验结论】Na2O2与CO2、水蒸气都能反应,故猜想3正确。
请写出Na2O2与CO2或H2O反应的化学方程式:___________(写一个)。
【反思与创新】步骤①中不能将氯化钡溶液换成氯化钙溶液,原因是___________。
【答案】 可燃 着火点 左侧下降右侧上升 产生白色沉淀 氢氧化钠 或 氯化钙与氢氧化钠可以形成氢氧化钙微溶物,不利于氢氧化钠的检验
【解析】
(1)[分析、作出猜想]
燃烧需要可燃物、与氧气接触、达到可燃物着火点,所以脱脂棉是可燃物,氧气存在并达到其着火点后才可以燃烧;故答案为:可燃;着火点;
[进行实验]
②猜想成立,说明气体为氧气;猜想③成立,则内部气体受热膨胀,压强增大,将U型内液体从左侧压向右侧,所以看到液面左降右升;故答案为:左侧下降右侧上升;
(2)[实验验证]
①因为结论中说明含有碳酸钠,则氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,故现象为:生成白色沉淀;
②清液加入酚酞变红,此时说明溶液显碱性,因此含有氢氧化钠;故答案为:氢氧化钠;
[实验结论]
过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为或;
[反思与创新]
根据题目信息,氢氧化钙为微溶物,加入氯化钙后与氢氧化钠反应生成氢氧化钙微溶物,溶液酸碱性发生变化,不容易检测是否含有氢氧化钠;故答案为:氯化钙与氢氧化钠可以形成氢氧化钙微溶物,不利于氢氧化钠的检验。
19.以下是两个化学实验小组展开的实验探究。
探究一:同学们利用如图所示装置探究可燃物的燃烧条件。
已知:白磷的着火点40℃,棉花的着火点150℃。
步骤1:将U型管放入冷水中,打开K1,关闭K2。两端棉花都不燃烧。
步骤2:打开K2,关闭K1,观察到澄清石灰水变浑浊后,将U型管放入80℃热水中。两端棉花都不燃烧。
步骤3:打开 K1,关闭K2。
步骤4:打开K2,关闭K1,燃烧着的棉花熄灭。
(1)步骤1的实验目的是_______。
(2)步骤2中澄清石灰水的作用_______。
(3)步骤3的现象是_______。
(4)步骤4中燃烧着的棉花熄灭的原因_______。
探究二:为探究酸的性质,同学们设计了如下实验。
(5)检验物质。按图1实验,可确定X是盐酸,则Y可以是_______。
(6)确定溶质成分。由图2实验,A中固体全部溶解,B中有白色沉淀产生,得出结论:A中溶质只有硫酸铁。有同学认为该结论不合理。接着向试管B中滴加氢氧化钠溶液,且产生沉淀的量随氢氧化钠溶液量的关系如图3所示。则:A中溶质有________。
实验中:
①a~b段对应溶液中一定发生反应的化学方程式为_______;
②c点对应溶液中含有溶质可能的组成有________。
(7)通过图2图3实验能得到酸的化学性质有______。
【答案】 探究可燃物与氧气接触,温度未达到其着火点时是否燃烧 证明U型管中氧气已排尽 右端棉花燃烧,左端棉花不燃烧 充入不燃烧也不支持燃烧的二氧化碳,隔绝了氧气 碳酸钠溶液(紫色石蕊溶液) 硫酸和硫酸铁 NaCl或NaCl、BaCl2或NaCl、Na2SO4 酸能与盐、金属氧化物、碱反应
【解析】燃烧的条件:可燃物、温度达到可燃物着火点、可燃物与氧气接触;
(1)步骤1将U型管放入冷水中,然后通入氧气,两端棉花都不燃烧,实验目的是探究可燃物与氧气接触,温度未达到其着火点时是否燃烧。
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,步骤1后装置U型管中充满氧气,打开K2,关闭K1,通入二氧化碳,石灰水变浑浊说明氧气排净,故步骤2中澄清石灰水的作用证明U型管中氧气已排尽。
(3)步骤3中通入氧气,右端白磷达到燃烧的条件,左侧白磷没有达到燃烧条件,现象是右端棉花燃烧,左端棉花不燃烧。
(4)步骤4中打开K2,关闭K1,U型管中通入二氧化碳,二氧化碳不燃烧不支持燃烧,燃烧着的棉花熄灭的原因充入不燃烧也不支持燃烧的二氧化碳,隔绝了氧气。
(5)图1实验加入硝酸银生成不溶于硝酸的白色沉淀,可以证明存在氯离子;可确定X是盐酸,则Y是检验溶液中氢离子,故可以是碳酸钠溶液(紫色石蕊溶液),酸可以和碳酸钠反应生成二氧化碳气体、可以使紫色石蕊试液变红色。
(6)由产生沉淀的量随氢氧化钠溶液量的关系可知,ab段沉淀质量不增加,则说明溶液中稀硫酸和氯化钡生成的盐酸和加入的氢氧化钠发生中和反应,bc段沉淀质量增加,说明氢氧化钠和铁离子生成沉淀,故A中溶质有硫酸和硫酸铁。
①a~b段对应溶液中沉淀质量不增加,一定发生反应为氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,;
②c点沉淀质量不再增加,说明铁离子已经全部沉淀,硫酸根离子和钡离子可能剩余一种或都不剩余,钠离子和氯离子不生成沉淀,则对应溶液中含有溶质可能的组成有NaCl或NaCl、BaCl2或NaCl、Na2SO4。
(7)通过图2图3实验中硫酸和氧化铁反应、和氯化钡反应、和氢氧化钠反应,故能得到酸的化学性质有酸能与盐、金属氧化物、碱反应。
20.“红绿灯”实验是一个有趣的化学实验:靛蓝胭脂红(C16H8N2Na2O8S2)、氢氧化钠、葡萄糖按一定比例混合的混合液静置一段时间后,溶液出现由绿色到红色,再到黄色的逐渐转变;充分振荡黄色溶液,又逐渐变为红色,最后变为绿色。颜色随静置和振荡多次交替变化,过程如图1所示。
【查阅资料】
Ⅰ、靛蓝胭脂红是一种酸碱指示剂,在pH
相关试卷
这是一份高分突破02 教材基本实验的探究 -备战中考化学实验探究题高分突破,文件包含高分突破02教材基本实验的探究-备战中考化学实验探究题高分突破解析版docx、高分突破02教材基本实验的探究-备战中考化学实验探究题高分突破原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共54页, 欢迎下载使用。
这是一份高分突破06 有关金属活动性的探究-备战中考化学实验探究题高分突破【解析版+原卷版】,文件包含高分突破06有关金属活动性的探究-备战中考化学实验探究题高分突破解析版docx、高分突破06有关金属活动性的探究-备战中考化学实验探究题高分突破原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共98页, 欢迎下载使用。
这是一份高分突破09 药品变质的探究-备战中考化学实验探究题高分突破,文件包含高分突破09药品变质的探究-备中考化学实验探究题高分突破解析版docx、高分突破09药品变质的探究-备战中考化学实验探究题高分突破原卷版docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共53页, 欢迎下载使用。