2023年中考化学模拟题知识点汇编专项练习(河北专用)-22科学探究题②
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2023年中考化学模拟题知识点汇编专项练习(河北专用)-22科学探究题②
一、科学探究题
1.(2023·河北石家庄·一模)如图所示,蒸汽眼罩是一种眼部护理产品,其原理是让空气中的氧气、水与眼罩内部的铁粉逐渐发生化学反应,形成低温发热体,将空气中的水转变成细微温润的水蒸气。温润的水蒸气可以促进眼部血液循环,缓解眼部疲劳、干燥等症状。某兴趣小组对“蒸汽眼罩”进行了以下探究。
【查阅资料】“蒸汽眼罩”中的主要成分有铁粉、活性炭等。
【探究Ⅰ】验证“蒸汽眼罩”的成分。
小组同学取出“蒸汽眼罩”内的黑色粉末,进行如下实验:
【实验1】取少量黑色粉末于试管中,加入足量______(填试剂名称),观察到黑色粉末部分溶解,出现大量气泡,溶液由无色变为浅绿色,说明黑色粉末中含有铁粉。
【实验2】实验l的废液过滤后得到黑色粉末,干燥后放在燃烧匙中点燃,再伸入盛有氧气的集气瓶中,燃烧停止后,向集气瓶内倒入少量澄清石灰水,振荡,观察到_______,说明黑色粉末中含有活性炭。
【反思交流Ⅰ】实验1中发生反应的化学方程式为_______。
【探究Ⅱ】“蒸汽眼罩”中活性炭的作用。
【作出猜想】活性炭具有_______性,能使铁粉与水蒸气充分接触发生反应,从而加快铁粉生锈的速率。
【实验3】小组同学分别将一定量的铁粉、 蒸馏水和活性炭均匀混合后,测量10分钟内上升的温度,数据记录如下表:
实验编号
铁粉的质量/g
蒸馏水的质量/g
活性炭的质量/g
温度上升值/℃
①
2
5
0
0.1
②
3
5
0.1
10.4
【得出结论】小组同学依据实验得出结论:活性炭能加快铁生锈的速率。
【反思交流Ⅱ】
(1)有同学认为根据上述实验得出的结论不严密,理由是_______。要得出正确结论,还需要重新设计实验。
(2)为便于比较铁生锈速率的快慢,除上述实验采取的测量方法外,还可以通过测量_______达到目的。
【拓展应用】生活中存放蒸汽眼罩的建议是_______。
2.(2023·河北石家庄·一模)兴趣小组对当地一所化工厂的废水展开了以下实验活动。
【参观调查】经实地调查发现该化工厂的废水中含有色素、少量固体杂质,可能还含有氯化钠,碳酸钠、硫酸钠中的一种或几种。
实验Ⅰ 去除废水中色素和固体杂质
(1)取一定量的该废水倒入如图所示的自制废水净化装置,得到了无色澄清的溶液M。该装置中能够除去色素和异味的物质是_________,石子、细沙的作用是__________。
实验Ⅱ 探究溶液M中溶质成分
【查阅资料】室温下部分物质在水中的溶解性见表1。
表1:部分物质的溶解性
物质
AgNO3
AgCl
BaSO4
Ba(NO3)2
溶解性
溶
不溶
不溶
溶
【进行实验】小红同学设计并进行了如图所示实验,并依据现象得出废水中含有氯化钠、碳酸钠和硫酸钠的结论。
【交流与解释】
(2)步骤①中得到无色溶液的同时还观察到的现象为___________。
(3)步骤②中发生反应的化学方程式为_________。
(4)小明认为根据上述实验不能得出废水中含有NaCl,其理由是____________。小明在上述实验的基础上进行了改进,再次实验后得出“溶液M中含有氯化钠。碳酸钠、硫酸钠”的结论。他所进行的改进为_____________。
【拓展交流】
(5)①明确废液成分有利于选择合适的试剂与方法将废水中的杂质除去。
②净化后的水可再次利用。请写出一个净化水再利用的例子____________。
3.(2023·河北·模拟预测)某同学家里有一瓶开封很长时间的厨房油污净。他和他的同学对该油污净的除油污原理、成分及正确使用方法产生了浓厚兴趣,于是在老师指导下,他们开启了项目化学习活动。
项目一:了解油污净去油原理
(1)【阅读标签】油污净主要成分:表面活性剂、氢氧化钠
【查阅资料】表面活性剂属于有机物,常作为家用洗涤剂的有效成分。
【交流讨论】油污净除油污的原理是______。
项目二:探究该油污净的成分
(2)【作出猜想】同学们认为该油污净长期开封后,可能会吸收______而导致变质。
【实验探究】一同学取了少量油污净于试管中,向其中滴加酚酞溶液,观察到溶液变为红色。于是他认为该油污净未变质。
【交流反思】大家分析后认为这个结论不一定正确,理由是______。
【实验验证】为了进一步确定该油污净中是否含有NaOH,同学们进行了以下实验:
实验步骤
实验方法
实验现象
实验结论
步骤一
取少量油污净于试管中,向其中滴加足量的______振荡,静置
产生白色沉淀
该油污净中含有Na2CO3和NaOH
步骤二
取步骤一所得的上层清液于试管中,向其中滴加硫酸铜溶液,振荡
______
【交流反思】
(3)写出上述实验步骤中发生反应的一个方程式:______。
(4)若步骤一中加入的试剂是足量的溶液,则得出的结论是______。
项目三:交流油污净的使用方法
【讨论交流】
(5)根据油污净的主要成分,同学们提出使用炉具清洁剂时需注意______。
4.(2023·河北邯郸·统考一模)农场需用熟石灰改良酸性土壤,为了确保改良效果,需要对库存的熟石灰是否变质进行检测,农场实验室取了一定量的熟石灰样品,对其成分进行如下探究。
【提出问题】
熟石灰样品的成分是什么?
【作出猜想】
猜想一:______;
猜想二:CaCO3和Ca(OH)2;
猜想三:CaCO3。
【资料查阅】
氢氧化钙微溶于水。
【实验步骤与现象】
步骤
操作
现象
1
取1g样品于试管中,加入10mL蒸馏水,充分振荡
得到上层清液和下层固体
2
向步骤1后的试管中滴加几滴酚酞
溶液变红
3
向步骤2后的试管中逐滴滴加稀盐酸
溶液由红色变为无色,固体物质消失,并产生气泡
【实验分析】
(1)实验人员根据步骤1认为猜想三正确。其实该结论并不严密,请说明理由:______。
(2)解释步骤3有气泡产生的原因:______(用化学方程式表示)。
【实验结论】
通过以上实验可以知道猜想______正确。
【评价反思】
农业上使用库存较久的熟石灰时要检测其成分,因为熟石灰会与______反应而变质。
【拓展延伸】
熟石灰存放时应______保存。
5.(2023·河北石家庄·统考一模)市售的“自热米饭”带有一个发热包,遇水后可迅速升温至150°C,保温时间达3小时,能将生米做成熟饭。某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣,进行了以下探究。
【查阅资料】
①发热包主要由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉中的若干种组成。
②氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体,但后者可溶于NaOH溶液。
【成分探究】取出某品牌的发热包内灰黑色的固体粉末,分成两份。
(1)小吴用磁铁靠近其中一份粉末,发现有黑色物质被磁铁吸引,证明粉末中含有__________。用磁铁将该物质全部吸出后,剩余粉末为样品A。
(2)小周将另一份粉末加水溶解、过滤后,取部分滤液滴入酚酞试液,滤液变__________色,证明原粉末中含生石灰。
(3)除上述物质外,还可能存在镁粉、铝粉、炭粉,对此大家提出了以下几种猜想:
猜想一:只存在上述三种中的一种;
猜想二:上述三种同时存在;
猜想三:存在铝粉和炭粉;
猜想四:存在镁粉和铝粉;
猜想五:_________。
【实验验证】小施用样品A进行实验,流程如图。向滤液B滴加氢氧化钠溶液时,他观察到开始时有白色沉淀生成,后来又全部消失,最后得到的是无色溶液E。
【实验结论】
(4)不溶物D是_________。大家结合实验现象讨论后,认为猜想________正确,理由是________。
【原理探究】
(5)小吴利用如图装置证明发热包放热主要来自生石灰与水的反应。加水后发现A中温度迅速升高,B中有气泡产生,该气体为________(填名称)。但温度很快下降,说明该反应很快结束,不能长时间保温。
【拓展活动】同学们按资料介绍,用铁粉、炭粉和食盐水在锥形瓶中模拟铁的锈蚀实验不久后发现锥形瓶外壁微烫,并持续较长时间。该现象很好地解释了发热包的保温机理。
6.(2023·河北邯郸·模拟预测)实验是形成“科学思维”和“科学探究与实践”化学素养的重要手段。某化学研究性学习小组开展了下列实验活动。
活动1:探究影响化学反应速率的因素
实验一
实验二
实验三
将空气中点燃后的木炭放入氧气中
向块状和粉末状大理石中分别加入稀盐酸
同时加热两支试管中等质量的氯酸钾
a空气:燃烧,发出红光
b氧气:燃烧更旺,发出白光
a试管:产生气泡
b试管:迅速产生大量气泡
b试管中氯酸钾较快反应完
(1)木炭燃烧的化学方程式为_________,二氧化锰是氯酸钾分解反应的_________;
(2)上述三个实验说明,影响化学反应的速率因素有________等。
活动2:探究天然气燃烧产物
为什么家里的天然气热水器都是安装在浴室外开放空间的呢?小组同学为此对天然气的燃烧产物开展探究活动。
【提出问题】天然气燃烧产物是什么?
【查阅资料】天然气主要成分甲烷(CH4)具有可燃性:含碳元素物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO。
【猜想与假设】甲:CO2和H2O,乙:CO2、CO和H2O,丙:CO和H2O,丁:H2、CO2
【实验方案】为验证上述猜想,小组同学将甲烷在一定量氧气中的燃烧产物通过下列实验装置(夹持仪器省略)。
【收集证据】A中白色粉末变蓝,B、E中石灰水变浑浊,打开D中黑盒子可观察实验现象。
【分析与论证】
(3)A中反应的生成物为________(写物质名称);
(4)结合A、B中的实验现象,可初步推断_______猜想错误;
(5)装置D黑盒子中的试剂可能是___________;有同学认为不用打开D中的黑盒子,也可根据E中石灰水变浑浊直接判定CO的存在,请谈谈你对此观点的认识________。
【交流与评价】甲烷燃烧会产生CO,燃气热水器安装在浴室内容易发生CO中毒;整套装置设计缺少尾气处理等。
7.(2023·河北秦皇岛·统考一模)兴趣小组想探究家中厨房用某种洗涤剂粉末的成分,在老师指导下,进行了大胆的猜想与实验:
【提出问题】洗涤剂粉末中主要含有哪些物质?
【作出猜想】根据所学酸碱盐知识做出以下猜想:
猜想一:可能含有NaOH,
猜想二:可能含有___________。
猜想三:可能含有Na2CO3和NaOH
【实验探究】
I.取少量粉末,加水溶解得到无色溶液,滴加紫色石蕊溶液后,溶液变为___________色,说明洗涤剂的溶液显碱性。
Ⅱ.取少量粉末,滴加足量的稀盐酸,观察到有气泡产生。将生成气体通入澄清石灰水,观察到___________,证实洗涤剂中含有Na2CO3。
Ⅲ.探究该洗涤剂中是否含有NaOH。
取少量粉末,加水配成溶液,加入稍过量的BaCl2溶液,观察到___________,静置,取上层清液于试管中,再滴几滴___________,溶液变为红色,证实洗涤剂中还含有NaOH。
【分析讨论】(1)实验Ⅱ中产生气体的化学方程式为___________。
(2)实验III中加入稍过量的BaCl2溶液的目的是___________。
【实验结论】该洗涤剂中含有Na2CO3和NaOH
【拓展延伸】根据酸碱盐的性质,该洗涤剂粉末应___________保存。
8.(2023·河北石家庄·一模)某食品包装袋中的脱氧剂可能含有铁粉、碳粉、碳酸钠、氯化钠、氧化铁中的一种或几种,化学实验小组同学为确定其成分,进行了如下探究。
探究I:脱氧剂中是否含有碳酸钠?
【实验1】
(1)小红取脱氧剂少量于试管中,加入稀盐酸,有气泡产生,小红认为脱氧剂中含有碳酸钠。小刚否定了小红的判断,理由是______。
【实验2】
(2)小刚改进了实验方案,既验证了脱氧剂中含有铁粉,又将铁粉全部除去,同时没有新物质生成。他的实验方案为______。
【实验3】
(3)取除去铁粉的脱氧剂于小烧杯中,加入过量的稀盐酸(如图所示),有气泡产生,反应的化学方程式为_______,证明脱氧剂中含有碳酸钠。充分反应后,溶液变成黄色,有黑色不溶物残留,说明脱氧剂中还含有物质______。此时,小烧杯的溶液中含有的阳离子是_______。
探究II:脱氧剂中是否含有氯化钠?
【实验4】
(4)小鹏从实验3反应后的小烧杯中取溶液少量于试管中,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,小鹏得出了脱氧剂中含有氯化钠的结论。小明则认为这一结论不准确,理由是_______。
【实验5】
(5)反思后,同学们进行了下图所示实验,其中操作I是_____,试剂M为_______。依据现象确定脱氧剂中含有氯化钠。
9.(2023·河北·模拟预测)实验室有两瓶常温下的饱和溶液,已知它们是氢氧化钠溶液和石灰水,为了区分并验证它们的性质,小强和小丽同学进行了如下探究实验。
探究一:小强同学用物理方法鉴别它们。他从两瓶溶液取出来少许装入试管并在酒精灯上加热。他根据_________现象,判断甲瓶为石灰水。
探究二:小丽同学用化学方法鉴别它们。她从两瓶溶液取出来少许装入试管并向里面吹气,也判断出甲瓶为石灰水,乙瓶中发生的化学反应方程式为__________。
探究三:乙瓶溶液敞口放在空气中可能变质。为了探究乙瓶是否变质以及变质后溶液中溶质的成分,两位同学做了如下猜测和实验。
【提出猜想】①只有NaOH ②只有Na2CO3 ③Na2CO3和NaOH ④…
【查阅资料】已知NaCl、CaCl2溶液呈中性,Na2CO3溶液能使酚酞变红。
【实验与结论】(1)取少许溶液并加入足量稀盐酸,看不到任何现象就可证明猜想①成立。
(2)若氢氧化钠溶液已经变质,要探究氢氧化钠溶液是否完全变质,现做如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论或方程式
步骤1:取少量已变质的NaOH溶液于试管中, 加入过量的溶液。
白色浑浊
反应方程式:_________
步骤2:取步骤1所得的澄清溶液少许,并向清液滴入几滴酚酞溶液。
________
猜想②成立
_______
猜想③成立
【反思与交流】步骤1中所加溶液需过量的主要原因是__________。
10.(2023·河北邯郸·统考一模)我国可燃冰试采创造了“产气总量、日均产气量”的世界纪录,可燃冰的主要成分是甲烷水合物。某同学设计如下实验探究甲烷燃烧产物的成分。
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?
【查阅资料】①含碳元素的物质完全燃烧生成;不完全燃烧生成CO;
②白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色;
③CO与人体内的血红蛋白结合,会造成人缺氧中毒。
【猜想与假设】
(1)猜想一:、;
猜想二:CO、H2O;
猜想三:___________。
【实验探究】将甲烷在一定量的纯净空气中燃烧的产物依次通过A→F装置(部分夹持、固定装置略)进行验证:
(2)实验时,装置A中现象为___________,装置B、E中澄清石灰水均变浑浊原因是___________(用化学方程式表示),装置D中现象为黑色固体变___________色,由此推断猜想___________成立。
(3)装置C的作用是___________,装置F的作用是___________。
(4)实验中A装置和B装置的顺序不能对调,原因是___________。
【反思与交流】
(5)生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,防止___________中毒。
11.(2023·河北张家口·模拟预测)丙烷(C3H8)是家用液化石油气的主要成分之一,也是北京奥运会火炬的燃料。某化学兴趣小组的同学对丙烷燃烧的产物进行探究。
【提出问题】丙烷燃烧后生成了哪些物质?
【查阅资料】含碳的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
【猜想与假设】甲同学:CO2、H2O ; 乙同学:CO、H2O ;
丙同学:CO2、CO、H2O ; 丁同学:CO2、NO2、H2O。
经大家讨论后,一致认为丁同学的猜想错误,理由是_______。
【实验探究】为了验证上述几位同学的猜想与假设,将丙烷在一定量纯净的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
①本实验中A、B装置的顺序不可颠倒的原因是_______。
②实验过程中观察到装置A中无水硫酸铜变蓝,B、D中石灰水变浑浊,C中________,由此推断______同学猜想成立。其中D处发生的反应的化学方程式为________。
③若C处玻璃管内1.6 g固体完全反应,其质量会减少________g。实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是_______。
【反思与交流】从此实验情况看,北京奥运会的火炬在使用时为避免污染环境,应该注意的事项是_______。
12.(2023·河北石家庄·模拟预测)某化学兴趣小组的同学为了鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钡溶液,做了以下三组实验。
上述甲、乙、丙三组实验中不能达到实验目的是______。写出上述实验中能产生白色沉淀的化学方程式______(任写一个)。
同学们将上述反应后的废液倒入烧杯中,过滤后,得到白色沉淀和红色滤液,他们对滤液成分进行探究。
【提出问题】滤液中除酚酞外,还有哪些溶质?
【作出猜想】I、______ Ⅱ、NaOH和Na2CO3 III、NaOH和Ba(OH)2
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。
【实验探究】
序号
操作
现象
结论
实验一
取滤液于试管中,滴加过量稀盐酸
______
猜想II不成立
实验二
取滤液于试管中,滴加几滴碳酸钠溶液
有白色沉淀生成
猜想Ⅲ成立
【反思交流】(1)小组同学经分析、讨论发现,只用一种溶液做一次实验,就可以验证猜想,该溶液是______。
(2)在废液中滴加稀盐酸至______(填写实验现象)时,表示废液已呈中性。
13.(2023·河北唐山·模拟预测)君君和茵茵同学发现,带火星的木条在空气中不会复燃,但集气瓶中装有一定量氧气时能使带火星的木条复燃。为了找到能使带火星木条复燃的氧气含量最小值,他们进行了探究:
【提出问题】能使带火星木条复燃的氧气含量最小值是多少?
【设计实验】君君和茵茵计划用如下图的装置来制取氧气,该装置的圆底烧杯中放入25毫升水的目的是______。
【实验思路】君君设想:以排水法收集氧气,通过排出集气瓶中预留水的量来控制所装纯氧气的体积,其余装空气,从而寻找出理想的答案。
【实验探究】第一组实验:君君取3只集气瓶,编号为①②③,标记预留15%、30%和45%水的水位线并装水,盖上玻片倒置在水槽中、当制氧产生气泡______放出时,导管口伸入集气瓶小心把预留的15%、30%和45%水排出,将相同的3支带火星木条分别插入①~③号瓶中,记录实验现象,茵茵则按类似做法做了第二组实验,并记录实验现象。两组实验数据和现象见下表:
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星木条状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
【反复探究】得出上述两组实验现象后,茵茵认为还不能确定能使带火星木条复燃的氧气含量最小值,需继续进行第三组实验。则第三组实验序号⑦⑧⑨的集气瓶装水的体积分数从小到大依次分别应该是______。
【实验结论】再经过数次重复实验后,确认序号⑧实验即留水______%时恰好能使带火星木条复燃,为实验所寻求的“最小值”。
【列式计算】此时能使带火星木条复燃的氧气含量最小值为______。
14.(2023·河北石家庄·统考模拟预测)某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。
(1)实验前,用砂纸打磨镁条的目的是_______。
(2)将打磨后的镁条放入稀盐酸中,一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。
【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质?
【查阅资料】①Mg(OH)2受热分解生成 MgO 和 H2O;
②变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色;
③碱式氯化镁[化学式:Mg(OH)Cl]不溶于水,受热易分解生成 MgO 和HCl气体。
【提出假设】
甲同学认为灰白色沉淀中不含 MgCl2,你认为原因是:_______。
乙同学认为灰白色沉淀中可能含有:猜想Ⅰ:Mg 猜想Ⅱ:Mg(OH)Cl 猜想Ⅲ:Mg(OH)2
【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后,分别置于编号为①②③的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
实验1
向试管①中加入适量______(填物质名称)
沉淀消失无气泡产生
猜想I不成立
实验2
加热试管②,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条置于试管口
滤纸条变红
猜想Ⅱ_________
实验3
加热试管③,将产生的气体通过变色硅胶
变色硅胶____
猜想Ⅲ成立
【讨论分析】实验 2 中滤纸条变红是由于 HCl气体溶于水使溶液呈____性,生成 HCl气体的原因是_____(用化学方程式表示)。
15.(2023·河北秦皇岛·统考三模)化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验,实验装置如图。实验时,a中的固体由黑色变红色,b中的试管内产生气泡和白色沉淀。
【查阅资料】铜是红色固体,不能与稀硫酸反应,氧化亚铜(Cu2O)是红色固体,但能与稀硫酸发生如下反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O。CO能还原氧化铜,但CO2不能。
写出b中产生白色沉淀的化学反应方程式______。
【提出问题】已知实验后a中的红色固体含有单质铜,是否还含有氧化亚铜(Cu2O)呢?
【实验验证】取a中的红色固体少量于试管中,加入稀硫酸溶液,试管中出现_____,证明固体中确实含有Cu2O。
【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体是什么?
【提出猜想】猜想一CO2猜想二CO猜想三_____
【提出质疑】甲同学认为猜想二不正确,他的理由是____。
【验证猜想】乙同学将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中,黑色固体变红,证明猜想____是正确的。
【交流反思】兴趣小组认为如图装置不够完善,改进措施是增加一个尾气处理装置。
反应后的物质成分分析:反应后试管中的固体成分是什么?针对该问题老师待试管冷却后,将试管内的固体倒入适量被品红染红的溶液中搅拌,发现溶液褪色了,据此同学们认为反应后的试管中固体的成分为_____。
16.(2023·河北秦皇岛·统考一模)某兴趣小组活动中,在空气中点燃镁条时,发现在生成的白色固体物质中夹杂着少量的淡黄色固体为了探究其原因,小组成员进行了以下探究活动:
【提出问题】淡黄色固体物质的成分是什么?
【查阅资料】通过查阅资料,记录了下列几种物质的颜色:
物质
MgO
MgCl2
Mg3N2
MgCO3
Mg(OH)2
颜色
白色
白色
淡黄色
白色
白色
小组成员一致认为产物中一定不含有氯化镁,理由是___________。
【提出猜想】淡黄色的固体可能是___________。(填化学式)
【实验探究】(1)按下图所示装置收集氮气(先关闭a、b、c,用凸透镜聚光引燃白磷,待白磷不再燃烧并冷却至室温后,再打开a、b、c,使用打气筒进行充气)。
(2)B装置点燃白磷的作用是___________。
(3)用排水法收集好氮气后,点燃镁条伸入氮气瓶中,观察生成产物的颜色。
【实验结论】猜想是正确的。镁条在氮气中燃烧的有关化学反应方程式是:___________。
【实验反思】本探究活动对物质燃烧新的认识是___________。
17.(2023·河北衡水·模拟预测)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色粉末,常用作潜水艇中的供氧剂
①过氧化钠遇水会发生反应:,则过氧化钠与盐酸反应的化学方程式为________。
②过氧化钠也会与二氧化碳发生反应:,为了验证二氧化碳与过氧化钠反应的气体产物是氧气,某小组同学设计了如下图所示实验。
Ⅰ.A装置的优点是能控制反应的发生和停止,请简述使A装置中反应停止的原理__________。
Ⅱ.为了达到实验目的,以上装置导管接口正确的连接顺序为a接______ 、_____接_____ 、___接_____ 、___接_______ 、__________接f,请在如图方框中补全D装置中的导管____。
Ⅲ.请简述该实验中检验气体产物的方法___。
Ⅳ.过氧化钠在空气中长时间敞口放置会与水蒸气、二氧化碳发生反应而变质,取少量变质的过氧化钠样品于试管中,加入足量的水,得到无色透明溶液,如何检验该溶液中含有NaOH____?(请检验写出实验步骤和现象)。
18.(2023·河北衡水·模拟预测)碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。甲图中酒精灯上网罩的作用是___。
【提出问题】碳燃烧时可能生成CO也可能生成CO2,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
【作出猜想】猜想I:CO;
猜想Ⅱ:CO2;
猜想Ⅲ:___。
【设计方案】实验装置如图乙所示。打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通入一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断
(1)实验时装置A处的现象是_____。
(2)若B中无明显现象,D处的气体能点燃,则猜想___(填序号)成立。
方案二:从定量计算角度判断:取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据:
反应前的质量
反应后的质量
A(玻璃管+固体)
m1
m2
B+C(广口瓶+混合液)
m3
m4
(3)若猜想Ⅱ成立,则理论上(m4-m3)__(m1-m2)(填“>”“<”或“=”)。
(4)若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是____。
【交流反思】实验开始前缓缓通入氮气的目的是_______。
19.(2023·河北保定·统考一模)硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂。某兴趣小组对硫酸的性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题。
【探究一】硫酸的性质
(1)如图1将足量的稀硫酸分别加入A~E五只烧杯中。无现象的是 _____________ (填序号)。
(2)烧杯C中的现象是红色褪去,反应后溶液中溶质是什么呢?(无色酚酞不考虑)
【猜 想】猜想一:只有Na2SO4 ; 猜想二:有 _________________ ;
(3)为了验证猜想,小组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、BaC12溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验。
实验方案
测溶液pH
滴加Na2CO3溶液
滴加BaCl2溶液
实验操作
实验现象
试纸变色,比照比色卡,pH<7
____________
产生白色沉淀
实验结论
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,小组同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中明显的一处错误是 _________________________________________ ;
②实验探究方案中也有一个是不合理的,不合理的原因是 ____________________________ 。
【探究二】硫酸的工业制法
工业上以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程如图所示,其中沸腾炉内发生的主
要反应是:
(1)接触室中发生的化学方程式为 _________________________________________ 。
(2)接触室中的SO2平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,催化剂活性与温度的关系如图所示。在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是 ___________________________________ 。
【探究三】探究某黄铁矿中FeS2的含量。
【查阅资料】
【实验探究】Ⅰ称取1.60g黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应(同工业上沸腾炉内的反应)。
Ⅱ反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下图处理。
【问题讨论】I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是 _____________________ 。
【含量测定】计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为 _______________ 。(写出计算过程)
20.(2023·河北·模拟预测)为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。
【查阅资料】碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量红色的氧化亚铜(其中铜元素的化合价为+1价)。
【进行实验】实验1:取质量比为1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g,进行实验。
序号
1﹣1
1﹣2
装置
反应后物质的颜色、状态
黑色粉末中混有少量红色固体
红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质
实验2:取一定量的混合物,用1﹣2装置进行实验。
序号
木炭粉与氧化铜的质量比
反应后物质的颜色、状态
2﹣1
1:9
红色固体有金属光泽
混有少量黑色物质
2﹣2
1:10
混有很少量黑色物质
2﹣3
1:11
混有极少量黑色物质
2﹣4
1:12
无黑色物质
2﹣5
1:13
混有较多黑色物质
(1)氧化亚铜的化学式为_____。
(2)实验1﹣2中,证明产生了二氧化碳的现象是_____,相关的化学反应方程式为_____。
(3)实验1﹣2中,待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,让产物自然冷却。若不关闭止水夹,可能出现的问题是_____。
(4)实验1的目的是_____。
(5)实验2的结论是_____。
【反思与评价】
(1)有同学建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的理由是_____。
(2)实验2未进行质量比为1:14的实验,理由是_____。
参考答案:
1. 稀盐酸/稀硫酸 澄清石灰水变浑浊 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑/Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 吸附 对比实验中没控制铁粉的量相同 升高相同温度所需的时间 密封、防潮
【详解】实验1
根据结论,黑色固体是铁粉,而铁和酸能反应生成亚铁盐,是浅绿色,同时还能生成氢气,冒气泡,故填:稀盐酸或稀硫酸;
实验2
根据结论,黑色粉末中含有活性炭,碳燃烧后生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:澄清石灰水变浑浊;
反思交流Ⅰ
实验1中反应是铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气或和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,因此化学方程式为:Fe+2HCl=FeCl2+H2↑或Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
探究Ⅱ
作出猜想:活性炭疏松多孔有吸附性,可以吸附水蒸气、氧气,能使铁粉与水蒸气充分接触发生反应,从而加快铁粉生锈的速率。
反思交流Ⅱ:(1)有同学认为根据上述实验得出的结论不严密,因为根据控制变量法可知,还存在变量铁粉质量,故理由是对比实验中没控制铁粉的量相同;
(2)由表格数据,铁生锈会升温,因此为便于比较铁生锈速率的快慢,除上述实验采取的测量方法外,还可以通过测量升高相同温度所需的时间;
拓展应用:生活中存放蒸汽眼罩的建议是密封、防潮。
2.(1) 活性炭 过滤
(2)有气泡产生
(3)
(4) 氯化钡与硫酸钠反应生成氯化钠,会对氯化钠的鉴别产生影响 将氯化钡改为硝酸钡
(5)厕所冲洗用水
【详解】(1)活性炭具有吸附性,没除去水中的颜色和异味;石子和细沙能除去难溶性物质,作用为过滤。
(2)碳酸钠和稀硝酸反应生成硝酸钠、水和二氧化碳,则现象为有气泡产生。
(3)氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钠沉淀和氯化钡,反应的化学方程式为BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl。
(4)由于氯化钡能与硫酸钠反应生成氯化钠,生成的氯化钠能与硝酸银反应生成氯化银沉淀,则无法证明氯化钠的存在;若想证明氯化钠,由于硝酸钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠,则可将氯化钡改为硝酸钡。
(5)净化后的水可以冲厕所等。
3.(1)乳化油污,与油污反应
(2) 二氧化碳/CO2 氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均能使无色酚酞试液变红 氯化钙(合理即可) 产生蓝色沉淀
(3)或
(4)该油污净中一定含碳酸钠,可能含氢氧化钠
(5)避免与眼睛、皮肤等接触,使用时需戴好橡胶手套等
【详解】(1)油污净的主要成分是表面活性剂、氢氧化钠,表面活性剂具有乳化性,能将油污乳化为细小油滴,随水冲走,氢氧化钠能与油脂反应,故油污净除油污的原理是:乳化油污,且与油污反应;
(2)该油污净中含有氢氧化钠,氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,从而变质;
氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液均显碱性,均能使无色酚酞试液变红,故溶液变为红色,不能说明该油污净未变质;
结论为该油污净中含有碳酸钠和氢氧化钠,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故可取少量油污净于试管中,向其中滴加足量的氯化钙溶液,振荡,静置,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,且足量的氯化钙溶液能将碳酸钠除尽;
取步骤一所得的上层清液于试管中,向其中滴加硫酸铜溶液,振荡,硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠,故现象为:产生蓝色沉淀;
(3)步骤一中发生反应为氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,该反应的化学方程式为:;
步骤二中发生反应为硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠,该反应的化学方程式为:;
(4)氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,产生白色沉淀,说明含碳酸钠,但是反应生成了氢氧化钠,会对氢氧化钠的检验产生干扰,无法得出含氢氧化钠,故得出的结论是该油污净中一定含碳酸钠,可能含氢氧化钠;
(5)该油污净中含氢氧化钠,氢氧化钠具有腐蚀性,故使用炉具清洁剂时需注意:避免与眼睛、皮肤等接触,使用时需戴好橡胶手套等。
4. 氢氧化钙/Ca(OH)2 氢氧化钙微溶于水,下层固体也有可能是没有溶解的氢氧化钙 二 二氧化碳/CO2 密封
【详解】氢氧化钙的变质为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水;
[作出猜想]
猜想一:没有变质,全是是氢氧化钙;
猜想二:部分变质,成分为CaCO3和Ca(OH)2;
猜想三:完全变质,成分为CaCO3;
[实验分析]
(1)根据资料信息可知氢氧化钙微溶于水,根据步骤1:取1g样品于试管中,加入10mL蒸馏水,充分振荡,得到上层清液和下层固体,不能认定固体全部是碳酸钙,也有可能是没有完全溶解的氢氧化钙;
(2)步骤2为向步骤1后的试管中滴加几滴酚酞,溶液变红,说明溶液显碱性,即一定存在氢氧化钙,向步骤2后的试管中逐滴滴加稀盐酸,溶液由红色变为无色,固体物质消失并产生气泡,原因是稀盐酸先与溶液中的氢氧化钙发生中和反应,酚酞由红色变为无色,稀盐酸再与碳酸钙固体反应生成氯化钙、二氧化碳和水,则有气泡产生的化学方程式为: ;说明一定含有碳酸钙;
[实验结论]
通过以上探究可知固体中既有氢氧化钙又有碳酸钙,则猜想二正确;
[评价反思]
农业上使用库存较久的熟石灰时要检测其成分,因为熟石灰会与二氧化碳反应而变质;
[拓展延伸]
熟石灰存放时应密封保存,防止熟石灰与二氧化碳反应变质。
5.(1)铁粉
(2)红
(3)存在镁粉和炭粉
(4) 炭粉 三 加入足量稀盐酸产生气泡,是因为铝、镁或铝和镁和稀盐酸反应生成了氢气,有不溶物D,说明样品中含有炭粉,过滤后向滤液B滴加氢氧化钠溶液时,观察到开始时有白色沉淀生成,后来又全部消失,根据资料:氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体,但后者可溶于NaOH溶液,说明滴加少量氢氧化钠产生氢氧化铝沉淀,当氢氧化钠溶液过量时,氢氧化铝沉淀逐渐溶解,故样品中一定含有铝粉,一定没有镁粉,故猜想三正确
(5)空气
【详解】(1)小吴用磁铁靠近其中一份粉末,发现有黑色物质被磁铁吸引,证明粉末中含有铁粉,因为铁粉能被磁铁吸引;
(2)根据结论原粉末中含有生石灰,生石灰(氧化钙)与水反应生成氢氧化钙显碱性,酚酞遇碱性溶液变红;所以将另一份粉末加水溶解、过滤后,取部分滤液滴入酚酞试液,滤液变红色,证明原粉末中含有生石灰;
(3)猜想一:只存在上述三种中的一种;
猜想二:上述三种同时存在;
猜想三:存在铝粉和炭粉;;
猜想四:存在镁粉和铝粉;
故猜想五:存在镁粉和炭粉;
(4)加入足量稀盐酸产生气泡,是因为铝或镁或铝和镁与稀盐酸反应生成氢气(气体C),炭粉不与稀盐酸反应,有不溶物D说明样品中含有炭粉,故不溶物D是炭粉;过滤后向滤液 B滴加氢氧化钠溶液时,观察到开始时有白色沉淀生成,后来又全部消失,根据资料:氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体,但后者可溶于NaOH溶液,说明滴加少量氢氧化钠产生氢氧化铝沉淀,当氢氧化钠溶液过量时,氢氧化铝沉淀逐渐溶解,故样品中一定含有铝粉,一定没有镁粉,故猜想三正确;
(5)生石灰和水反应生成氢氧化钙,该反应是放热反应,所以加水后发现A中温度迅速升高,气体受热膨胀,观察到B中有气泡产生,该气体为空气。
6.(1) C+O2CO2 催化剂
(2)反应物浓度、反应物接触面积、催化剂
(3)胆矾/五水合硫酸铜/蓝矾
(4)丙、丁
(5) 氧化铜/CuO 若C能将产物CO2吸收完全,则通过E中石灰水变浑浊直接判断CO的存在
【详解】(1)①木炭与氧气在点燃条件下生成二氧化碳,化学方程式为:,故填写:;
②由表可知,b试管加入二氧化锰后加热,氯酸钾较快反应完,但二氧化锰的化学性质和质量,在反应前后不变,符合催化剂“一变两不变”的特征,因此,二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂,故填写:催化剂。
(2)由表可知,实验一影响化学反应速率的因素是氧气浓度,即反应物浓度,实验二影响化学反应速率的因素是反应物接触面积,实验三影响化学反应速率的因素是催化剂,故填写:反应物浓度、反应物接触面积、催化剂。
(3)A中为硫酸铜粉末,由白色变蓝色,硫酸铜粉末与水结合形成蓝色的硫酸铜晶体,反应的化学方程式为:,该蓝色晶体学名:五水合硫酸铜,俗名:胆矾、蓝矾,故填写:胆矾或蓝矾或五水合硫酸铜。
(4)A中为硫酸铜粉末,由白色变蓝色,说明天然气产物中有水蒸气,而猜想丁中没有水蒸气,因此,此猜想错误,B中石灰水变浑浊,说明天然气产物中有二氧化碳,猜想丙中没有二氧化碳,所以,此也猜想错误,故填写:丙、丁。
(5)①甲、乙两种猜想的区别在于乙猜想中有一氧化碳,而一氧化碳具有还原性,要想证明一氧化碳的存在,可以在黑盒子里放能跟一氧化碳发生氧化还原反应的金属氧化物,但是,黑盒子外面是酒精灯,说明该金属氧化物与一氧化碳反应,需要的能量较低,符合氧化铜与一氧化碳反应的条件,故填写:氧化铜或CuO;
②事实上,不用打开D中的黑盒子,也可根据E中石灰水变浑浊直接判定CO的存在,当C中氢氧化钠能将产物CO2吸收完全,则通过E中澄清石灰水时,石灰水变浑浊直接判断CO的存在,因为金属氧化物与一氧化碳反应,除了生成金属外,还生成二氧化碳,我们可以通过检验产物二氧化碳的存在,来证明一氧化碳的存在。
7. 碳酸钠/Na2CO3 蓝 澄清石灰水变浑浊 产生白色沉淀 无色酚酞溶液 检验且将碳酸钠除尽
密封(答案合理即可)
【详解】作出猜想:
根据猜想一和猜想三,该洗涤剂中还可能只含有碳酸钠,故猜想二:可能含有Na2CO3;
实验探究:
I.洗涤剂的溶液显碱性,能使紫色石蕊试液变蓝色;
Ⅱ.碳酸钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,能使澄清石灰水变浑浊;
Ⅲ.取少量粉末,加水配成溶液,加入稍过量的氯化钡溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,可观察到产生白色沉淀,过量的氯化钡能检验碳酸钠且将碳酸钠除尽,氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故可静置,取上层清液于试管中,再滴几滴无色酚酞试液;
分析讨论:
(1)实验Ⅱ中产生气体的反应为碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
(2)由以上分析可知,实验III中加入稍过量的氯化钡溶液的目的是:检验且将碳酸钠除尽;
拓展延伸:
该洗涤剂粉末中含氢氧化钠,氢氧化钠固体具有吸水性,且能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,故该洗涤剂粉末应密封保存。
8.(1)铁粉也可与稀盐酸反应生成气体(合理即可)
(2)用磁铁吸引脱氧剂中的铁粉
(3) 碳粉和氧化铁 Na+、Fe3+、H+
(4)反应生成的NaCl(或剩余的盐酸)也能与AgNO3溶液反应产生白色沉淀(合理即可)
(5) 过滤 HNO3(或硝酸钙,合理即可)
【详解】(1)铁粉能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,也能产生气泡,故小刚否定了小红的判断;
(2)铁粉能被磁铁吸引,而其他物质不能被磁铁吸引,故实验方案为:用磁铁吸引脱氧剂中的铁粉;
(3)取除去铁粉的脱氧剂于小烧杯中,加入过量的稀盐酸,有气泡产生,说明含碳酸钠,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水,故溶液变为黄色,说明含氧化铁,碳粉和稀盐酸不反应,且是黑色固体,故有黑色不溶物残留,说明脱氧剂中还含有物质碳粉,故填:氧化铁和碳粉;
碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,稀盐酸过量,故此时溶液中含有的阳离子是:H+、Na+、Fe3+;
(4)碳酸钠和稀盐酸反应生成了氯化钠,反应生成的氯化钠和过量的盐酸均能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明含氯化钠;
(5)操作I实现了固液分离,名称是过滤;
除去铁粉的脱氧剂,加入足量水溶解,氯化钠、碳酸钠溶于水,碳粉、氧化铁难溶于水,要想验证滤液中含氯化钠,应先排除碳酸钠的干扰,且不能引入氯离子等干扰性离子,故应先加入足量的稀硝酸,碳酸钠和稀硝酸反应生成硝酸钠、二氧化碳和水,然后加入硝酸银,产生白色沉淀,说明含氯化钠,故试剂M为稀硝酸。
9. 溶液变浑浊 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 酚酞不变色 酚酞试液变红 使碳酸钠完全反应
【详解】探究一:
氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,分别取两种溶液于试管中并在酒精灯上加热,氢氧化钙的溶解度减小,氢氧化钙溶液会发生结晶,有晶体从溶液中结晶析出,观察到溶液变浑浊,即加热后变浑冲的溶液为石灰水;
探究二:
石灰水中的氢氧化钙能够与人呼出的气体中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,观察到溶液变浑浊,而氢氧化钠与二氧化碳反应无明显现象,反应的化学方程式写为:CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;
探究三:
产生白色沉淀的反应是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,故反应的化学方程式写为:;
碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液均呈碱性,都能够使无色酚酞溶液变红,若酚酞不变色,说明溶液中不含有碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液,即可证明猜想②成立;若酚酞试液变红,说明溶液中含有氢氧化钠溶液,即可证明猜想③成立;
反思与交流:
加入过量的氯化钙溶液可以使碳酸钠完全反应,避免对检验氢氧化钠造成干扰。
10.(1)CO2、CO、H2O
(2) 白色固体逐渐变为蓝色 红 三
(3) 吸收二氧化碳 收集尾气
(4)如果A装置和B装置对调,气体会从B装置中携带出水蒸气,对水的检验产生干扰
(5)一氧化碳/CO
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,甲烷中含C、H元素,含碳元素的物质完全燃烧生成二氧化碳,不完全燃烧生成一氧化碳,故甲烷燃烧可能生成二氧化碳、水,也可能生成一氧化碳、水,也可能生成二氧化碳、一氧化碳、水,故猜想三:CO2、CO、H2O;
(2)甲烷燃烧一定生成水,白色无水硫酸铜粉末遇水变为蓝色,故装置A中现象为:白色固体变为蓝色;
装置B中澄清石灰水变浑浊,说明含二氧化碳,装置C能将混合气体中的二氧化碳除尽,装置E中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中含一氧化碳,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水变浑浊,发生反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
由以上分析可知,混合气体中含一氧化碳,一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,装置D中黑色固体变红色;
由分析可知,甲烷燃烧生成了二氧化碳、一氧化碳、水,故猜想三成立;
(3)装置C中二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,作用是吸收二氧化碳,防止对一氧化碳的检验产生干扰;
一氧化碳有毒,未反应的一氧化碳散逸到空气中,会污染空气,故F装置的作用是:收集尾气;
(4)实验中A装置和B装置的顺序不能对调,因为如果A装置和B装置对调,气体会从B装置中携带出水蒸气,对水的检验产生干扰;
(5)生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,提供充足的氧气,防止碳不完全燃烧生成一氧化碳,导致一氧化碳中毒。
11. 反应前后元素种类不变,而反应物中不含氮元素,因此不会生成NO2 A、B装置如果颠倒,B中的水蒸气会进入A中,就无法确定丙烷燃烧产物中是否含有水 红色固体变成黑色 丙 0.48 空气中含有二氧化碳和水,会干扰对反应产物的检验 为火炬燃烧提供充足的氧气,使丙烷能完全燃烧(合理即可)
【详解】由质量守恒定律可知,化学反应前后元素的种类不变,丙烷是由碳元素和氢元素组成的,燃烧产物中不可能含有氮元素,丁同学猜想中NO2含有氮元素,故其猜想错误;
若将燃烧产物先通过装有澄清石灰水的B装置,则会带出水蒸气,再次通入装有无水硫酸铜的A装置,无水硫酸铜一定会变蓝,无法确定丙烷燃烧产物中是否含有水;
A中无水硫酸铜变蓝,说明丙烷燃烧产物中含有水,B中石灰水变浑浊,说明丙烷燃烧产物中含有二氧化碳, D中石灰水变浑浊,说明丙烷燃烧产物中的物质能与C装置中的Fe2O3反应生成了二氧化碳,故丙烷燃烧后生成了H2O 、CO2和CO,丙同学猜想成立,一氧化碳与红色的氧化铁反应生成二氧化碳和黑色的铁粉,故C中可观察到红色粉末变为黑色,D中澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应方程式为;
C处固体为氧化铁,氧化铁与一氧化碳反应后变为铁,其质量减少量为氧化铁中氧元素的质量,1.6g氧化铁中氧元素质量,故其质量会减少0.48g,该实验需要证明燃烧产物是否含有水、二氧化碳,空气中含有水蒸气及二氧化碳气体,使用空气会干扰对反应产物的检验;
由实验可知含碳的物质不完全燃烧会生成有害的CO气体,故为避免污染环境,应使燃料充分燃烧,故可以为火炬燃烧提供充足的氧气,使丙烷能完全燃烧,防止CO的产生。
12. 甲组 或 NaOH 不产生气泡或无明显现象 稀硫酸 溶液由红色恰好变为无色
【详解】根据氢氧化钠和氢氧化钡的性质可以知道,它们都能使酚酞试液变红;二氧化碳和氢氧化钠反应没有明显现象,但二氧化碳和氢氧化钡反应生成白色沉淀;氢氧化钠不能和碳酸钠反应,但是氢氧化钡可以和碳酸钠反应生成白色沉淀,所以不能够实现目的实验为甲;二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和水,氢氧化钡可以和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式分别为:或;
[作出猜想]
将反应后的废液倒入烧杯中,过滤后,得到白色沉淀和红色滤液,说明溶液显碱性,结合Ⅱ、NaOH和Na2CO3和III、NaOH和Ba(OH)2可推出,I是NaOH;
[实验探究]
实验一: 氢氧化钠能和稀盐酸反应且没有现象,碳酸钠能和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,所以取滤液于试管中,滴加过量稀盐酸,若不产生气泡或无明显现象,说明没有碳酸钠,故猜想II不成立;
[反思交流]
(1)稀硫酸和氢氧化钠反应且没有现象;稀硫酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体;稀硫酸和氢氧化钡反应生成白色沉淀,故可以用稀硫酸做一次实验,就可以验证猜想;
(2)稀盐酸与碱完全反应溶液呈中性,酚酞试液显示无色。
13. 稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速率 连续、均匀 35%、36%、37% 36
【详解】[设计实验]
浓度为15%的过氧化氢溶液反应时分解速率较快,在烧瓶中预留25mL水可以稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速率;
[实验探究]
导管口刚开始排出的气体为装置中空气,不宜收集,需要等到导管口气泡连续均匀冒出时开始收集;
[反复探究]
根据第二组实验测量数据中可知集气瓶中装入水的体积分数高于38%就能复燃,低于34%不能复燃,为得到更准确的数据,第三组数据中装入水的体积分数需要低于38%高于34%,故第三组实验序号⑦⑧⑨的集气瓶装水的体积分数35%、36%、37%;
[实验结论]
根据上述分析可知序号⑧实验即留水36%时恰好能使带火星木条复燃;
[列式计算]
空气中氧气体积分数为21%,则预留含量36%的水的集气瓶中,收集到的氧气的体积分数=。
14. 去除镁条表面的氧化膜 氯化镁易溶于水 稀盐酸或稀硫酸 成立 由蓝色变为粉红色 酸
【详解】(1)实验前,用砂纸打磨镁条的目的是去除镁条表面的氧化膜,防止影响反应;
(2)提出假设:
甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2,原因是氯化镁易溶于水;
实验探究:
实验1、镁与酸反应生成氢气,根据实验的结论不含镁以及沉淀消失,无气泡产生,故向试管①中加入适量稀盐酸或稀硫酸;
实验2、滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈酸性,说明生成了HCl气体,加热时Mg(OH)2Cl分解生成MgO和HCl,因此说明灰白色沉淀含有Mg(OH)Cl,猜想II成立;
实验3、根据变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色,实验3中加热试管③,将产生的气体通过变色硅胶,猜想III成立,说明灰白色沉淀含有Mg(OH)2,Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O,则硅胶由蓝色变为粉红色;
讨论分析:
实验2中发生的反应碱式氯化镁Mg(OH)Cl受热分解生成MgO和HCl气体,HCl气体溶于水使溶液呈酸性,反应的化学方程式为:。
15. 红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色 CO、CO2 试管b中出现白色沉淀,说明气体中一定含二氧化碳,不可能只生成一氧化碳 三 C、Cu、Cu2O
【详解】查阅资料:b中产生白色沉淀的反应为二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,该反应的化学方程式为:;
实验验证:氧化亚铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,故取a中的红色固体少量于试管中,加入稀硫酸溶液,试管中出现红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色,证明固体中确实含有Cu2O;
提出猜想:木炭与氧化铜反应,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含C、O元素,故生成的气体可能是一氧化碳,也可能是二氧化碳,也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物,故猜想三:CO、CO2;
提出质疑:一氧化碳与氢氧化钙不反应,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,试管b中出现了白色沉淀,故气体中一定含二氧化碳,不可能只生成一氧化碳;
验证猜想:将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中,黑色固体变红,一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,说明含一氧化碳,故猜想三是正确的;
交流反思:将试管内的固体倒入适量被品红染红的溶液中搅拌,发现溶液褪色了,说明固体中含木炭,木炭具有吸附性,由以上分析可知,固体中还含有Cu、Cu2O,故反应后的试管中固体的成分为:C、Cu、Cu2O。
16. 根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,空气中不含氯元素,不可能生成氯化镁 Mg3N2 将装置内氧气耗尽,得到相对纯净的氮气 燃烧不一定需要氧气
【详解】查阅资料:根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,由于空气中无氯元素,所以燃烧产物中一定不存在氯化镁;
提出猜想:空气中含有氮气,在空气中点燃镁条时,生成的白色固体物质中夹杂着少量的淡黄色固体,而氮化镁为淡黄色,所以淡黄色的固体可能是镁与空气中的氮气反应生成的Mg3N2;
实验探究:(2)空气中主要含氮气和氧气,B装置中点燃白磷的作用是:将装置内氧气耗尽,得到相对纯净的氮气;
实验结论:镁和氮气在点燃的条件下反应生成氮化镁,化学方程式为:;实验反思:镁能在氮气中燃烧,说明物质燃烧不一定需要氧气。
17. 2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑ 当用弹簧夹夹住胶皮管时,产生的气体使试管内的压强增大,液体被压回长颈漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止 h i e d j k b c 将待火星的木条放在导管g处,若木条复燃,证明是氧气 先向试管中滴加足量的氯化钡溶液(或硝酸钡溶液或氯化钙溶液或硝酸钙溶液),静置,再向上层清液中滴加酚酞试液(或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等),若溶液变红(或蓝色沉淀或红褐色沉淀等),证明含氢氧化钠
【详解】①过氧化钠遇水会发生反应:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,所以过氧化钠与盐酸反应可以认为2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,NaOH+HCl=NaCl+H2O,因此总反应为2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑;
②Ⅰ.分析装置可知通过开关弹簧夹密闭容器内外压强差的发生了变化,反应停止的原理是当用弹簧夹夹住胶皮管时,产生的气体使试管内的压强增大,液体被压回长颈漏斗中,与固体反应物脱离,反应便会停止;
Ⅱ.本实验目的是验证二氧化碳与过氧化钠反应的气体产物是氧气,由A装置产生的二氧化碳中含有氯化氢和水蒸气,则先通入E用饱和碳酸氢钠溶液除去氯化氢,接着通入C用浓硫酸除水,得到干燥纯净的二氧化碳通入F与过氧化钠固体反应,出来的气体先通入B用氢氧化钠溶液除去没反应的二氧化碳,最后用D收集,洗气瓶的接口都遵循“长进短出“的原则,所以装置导管接口正确的连接顺序为a接hi接ed接jk(或kj)接bc接f;
因为D装置是收集氧气,在相同条件下氧气密度比空气密度大,所以用向上排空气发,依据连接顺序进气是f,因此D装置内是f端导管长,g段导管短,如图:
;
Ⅲ.因为氧气具有助燃性,所以检验氧气的方法是将待火星的木条放在导管g处,若木条复燃,证明是氧气;
Ⅳ.因为过氧化钠在空气中长时间敞口放置会与水蒸气、二氧化碳发生反应而变质,所以样品溶于水后溶液中的溶质是NaOH和Na2CO3,因此检验氢氧化钠存在的方法是先向试管中滴加足量的氯化钡溶液(或硝酸钡溶液或氯化钙溶液或硝酸钙溶液),静置,再向上层清液中滴加酚酞试液(或硫酸铜溶液或氯化铁溶液等),若溶液变红或蓝色沉淀或红褐色沉淀等),证明含氢氧化钠。
18. 集中火焰,提高温度 CO和CO2 黑色粉末变为(光亮的)红色 Ⅰ = 0.3g
作出猜想:碳与氧化铜在高温下反应生成二氧化碳,如果碳过量,碳会与二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳,故碳与氧化铜反应生成的气体可能是一氧化碳,还可能是二氧化碳,还可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物,故猜想Ⅲ:CO和CO2
设计方案:方案一:(1)碳与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,碳和氧化铜是黑色的,铜是红色的,故实验时装置A处的现象是黑色粉末变为(光亮的)红色;
(2)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,若B中无明显现象,说明无二氧化碳生成,一氧化碳具有可燃性,D处的气体能点燃,说明生成了一氧化碳,故猜想Ⅰ成立;
方案二:(3)若猜想Ⅱ成立,说明反应生成的气体是二氧化碳,,玻璃管中,反应前后,减少的质量,就是反应生成的二氧化碳的质量,二氧化碳能被澄清石灰水吸收,m4-m3即吸收的二氧化碳的质量,即碳与氧化铜在高温下反应生成二氧化碳的质量,故理论上(m4-m3)=(m1-m2);
(4)假设4g氧化铜与碳反应生成的气体全部是二氧化碳,则这时消耗碳的质量为x
x= 0.3g
假设4g氧化铜与碳反应生成的气体全部是一氧化碳,则这时消耗碳的质量为y
y=0.6g
猜想Ⅲ成立,说明生成的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物,故参加反应的碳粉的质量m的取值范围是:0.3g
19. A Na2SO4和H2SO4 产生气泡 pH试纸直接伸入了待测液 硫酸与氢氧化钠反应的生成物Na2SO4也会与氯化钡生成白色沉淀 C点对应的温度低,催化剂活性低,反应速率也慢 收空气中的二氧化碳,防止干扰实验 75%
【详解】探究一:硫酸的性质
(1)如图1所示将足量的稀硫酸分别加入A~E五只烧杯中。A烧杯中无明显现象,因为铜的活动性顺序位于金属活动性顺序表氢之后,与稀硫酸不反应;B烧杯中镁条表面产生气泡,因为镁活动性顺序位于金属活动性顺序表氢之前,与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气;C烧杯滴有酚酞的氢氧化钠溶液为红色,加入稀硫酸,硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸钠溶液呈中性,溶液会由红色变为无色;D烧杯中碳酸氢钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,产生气泡;E烧杯中氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,红色固体消失,溶液变为黄色;综上所述无现象的是A。
(2)烧杯C中硫酸与氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,硫酸钠溶液呈中性,硫酸溶液为酸性,均不会使酚酞试剂变色,由题意实验的现象是红色褪去,则可能硫酸与氢氧化钠恰好完全反应,也有可能硫酸过量,因此在不考虑酚酞的情况下,反应后溶液中溶质可能有两种情况:①只有硫酸钠;②硫酸钠和硫酸。则猜想二为:有Na2SO4和H2SO4
(3)由题意得出的结论为猜想二是正确的,即反应后的溶液中有硫酸钠和硫酸,表格所示的第二个实验方案中向反应后的溶液中滴加Na2CO3溶液,硫酸钠与碳酸钠不会反应,碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,因此实验现象是产生气泡;
评价反思:
根据表格中所示三个试验方案可知,三个实验探究中存在两处明显错误
①测定溶液的pH值时,应该将pH试纸放在表面皿或玻璃片上,再用玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上,待变色之后与标准试纸进行比较,因此实验操作中明显的一处错误是第一个实验方案,将pH试纸直接伸入了待测液的操作错误;
②由于反应后的溶液中既含有硫酸钠又含有硫酸,硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠,硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化氢,因此不能通过滴加BaCl2溶液来判断溶液中是否含有硫酸,因此实验探究的第三个方案中是不合理的,不合理的原因是硫酸与氢氧化钠反应的生成物Na2SO4也会与氯化钡生成白色沉淀。
探究二:硫酸的工业制法
(1)根据工艺流程图可知接触室中二氧化硫和氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫,反应的化学方程式为。
(2)根据SO2平衡转化率与温度及压强的关系图和催化剂活性与温度的关系图可知在实际生产中,SO2催化氧化反应的条件选择常压和450℃(对应图中A点),而没有选择SO2转化率更高的C点对应的反应条件,其原因是C点温度低,催化剂的活性低,反应速率慢。
探究三:探究某黄铁矿中FeS2的含量。
问题讨论:实验探究Ⅰ,如图所示在石英管中黄铁矿样品与空气中的氧气在高温下反应生成二氧化硫,从a处不断地缓缓通入空气,提供氧气参与反应,同时通过气流导出生成的二氧化硫,乙装置过量的氢氧化钠溶液可以吸收生成的二氧化硫,氢氧化钠和二氧化硫反应生成亚硫酸钠和水;由于空气中存在二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,若不除去空气中的二氧化碳,乙装置中会产生碳酸钠的杂质,因此I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是收空气中的二氧化碳,防止干扰实验。
Ⅱ、如流程图所示乙瓶中的亚硫酸钠加入双氧水,亚硫酸钠与过氧化氢反应生成硫酸钠和水,再加入过量的氯化钡溶液,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,过滤后最终得到的4.66g固体即为硫酸钡。 根据反应过程、、、 可知黄铁矿中的硫元素最终全部转到硫酸钡中,根据硫元素守恒可知黄铁矿中的硫元素的质量为
则黄铁矿中FeS2的质量为
则黄铁矿中FeS2的质量分数为
答:黄铁矿中FeS2的质量分数为75%。
20. Cu2O 澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 空气会进入试管中,使生成的灼热的铜重新被氧化 探究氧化铜与木炭的受热面积对其反应的影响 木炭与氧化铜质量比为1:12时恰好完全反应,因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12 增大了反应物之间的接触面积,反应进行得更充分 木炭与氧化铜的质量比为1:13时,氧化铜已过量 。
【详解】[进行实验]
(1)氧化亚铜中,铜元素显+1价,氧元素显-2价,根据化合物中各元素化合价的代数和为零,氧化亚铜的化学式为Cu2O;
(2)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,化学反应方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;所以二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,故证明生成了CO2的现象是澄清石灰水变浑浊;
(3)待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,让产物自然冷却;若不关闭止水夹,可能出现的问题是空气会进入试管中,使生成的灼热的铜重新被氧化;
(4)实验1中实验1-1混合物的受热面积大于实验1-2中混合物的受热面积,故是探究氧化铜与木炭的受热面积对其反应的影响;
(5)实验2提供的数据以及实验现象可以看出,木炭与氧化铜质量比为1:12时恰好完全反应,因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12;
[反思与评价]
(1)超细炭粉与氧化铜粉末的接触面积大,反应更充分;
(2)木炭与氧化铜的质量比为1:13时,氧化铜已过量,所以没有必要进行质量比为1:14的实验。
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