2025--2026年九年级化学实验题分类训练【30题】
一、化学方程式(本大题共1小题)
1.呼吸自救器是人在缺氧环境或出现高浓度有毒有害气体环境中使用的一种安全防护装置,如图为某呼吸自救器示意图,其供氧装置由“初期生氧器”和“生氧罐”组成,同学们对其工作原理进行了如图探究:
I.探究“初期生氧器”
【查阅资料1】
①该自救器在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题。“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等物质。“初期生氧器”中铁粉通过“引发器”与氧气反应放出大量的热,从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
②Fe3O4能与硫酸反应,其反应方程式为Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O;Fe2(SO4)3溶液呈黄色。
(1)“初期生氧器”依靠氯酸钾和二氧化锰反应制氧,其化学反应方程式为 。
(2)小组成员为了解铁粉的变化展开如下探究。
【实验探究1】
序号 实验步骤 实验现象 实验结论
① 取“初期生氧器”充分反应后的物质于纸上,将磁铁靠近粉末 有黑色物质被磁铁吸引 被吸引物质可能是Fe、Fe3O4或Fe和Fe3O4的混合物
② 取①中被磁铁吸引的物质于试管中,向其中加入足量稀硫酸 固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液 被吸引物质中一定含有 (填化学式)
Ⅱ.探究“生氧罐”
【查阅资料2】
①该自救器主体是由“生氧罐”供氧,内部装有颗粒状超氧化钾作“制氧剂”,其反应原理为4KO2+2H2O=4KOH+3O2↑;4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2。
②超氧化钾与硫酸反应的化学反应方程式为4KO2+2H2SO4=2K2SO4+3O2↑+2H2O。
③2KOH+H2SO4=K2SO4+2H2O;K2CO3+H2SO4=K2SO4+CO2↑+H2O;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
④浓硫酸常用于干燥气体。
【实验探究2】
同学们对超氧化钾变化情况展开探究。取出使用后的“生氧罐”内的颗粒状固体,称得样品69.3g。将样品按如图进行实验,实验结束后测得C装置增重2.2g,E装置内固体变黑色且增重19.2g(实验前已排尽装置内空气,使用的药品均足量)。
(3)实验过程中一直需从A装置中通入N2至实验结束后一段时间,目的是 。
(4)E装置中发生反应的化学反应方程式为 。
(5)实验结果:样品中反应了的超氧化钾和没有反应的超氧化钾的质量比为 。
二、常见的探究实验(本大题共6小题)
2.结合下列有关铁的实验,回答有关问题。
(1)铁丝在氧气中燃烧的实验:点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,待火柴将要燃尽时,将细铁丝插入盛有氧气的集气瓶中,观察现象。火柴的作用是________________;为了防止集气瓶底炸裂,应采取的方法是________________。
(2)如图是探究铁钉锈蚀条件的实验。
①适合放在B中作干燥剂的是________。
A.浓硫酸 B.生石灰 C.NaOH固体
②一段时间后,A中铁钉没有锈蚀,而C中铁钉锈蚀,A的作用是________________________。
3.为探究燃烧的条件,某中学化学兴趣小组的同学进行了如下实验,请根据信息回答下列问题。
【实验一】
在500 mL烧杯中加入300 mL热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小块干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷(如图甲),观察现象。
(1)小南同学观察到薄铜片上红磷不燃烧,而白磷燃烧,出现发光、产生黄白色火焰以及①__________________的现象。由此说明燃烧需要的条件是②__________________。
(2)由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实,说明燃烧还需要的条件是________。
(3)该实验采用的研究方法是________。
【实验二】
(4)取下薄铜片(如图乙),若使热水中的白磷燃烧(白磷不能离开热水),可以采用的操作是________________________。
4.铁制品经常有锈蚀现象,于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。
(1)探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙,还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件,设计如下实验:
①A中玻璃仪器的名称是________。
②一周后,观察A、B、C中的铁钉,只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象,由此得出铁钉锈蚀需要与________接触的结论。
(2)除锈
取出生锈的铁钉,将其放置在稀盐酸中,一段时间后发现溶液变黄,铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是________________________(用化学方程式表示)。稀盐酸可用于除锈,但铁制品不可长时间浸泡其中。
(3)防锈
防止铁制品锈蚀,可以破坏其锈蚀的条件。常用的防锈方法有___________________(写一种即可)。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈,发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。
5.用下图装置(夹持仪器已略去)研究可燃物的燃烧条件 实验过程分两步,步骤一:通入 N2一段时间后将 W 管右侧部分放入热水中,a b处白磷均不燃烧;步骤二:停止通N2改通氧气,a处白磷不燃烧,b处白磷燃烧
资料:白磷的着火点为 40℃,红磷的着火点为260℃,P2O5能与 H2O反应
(1)步骤一通入 N2的目的是:
(2)实验过程中,能说明可燃物燃烧需要氧气的现象是
(3)关于该实验的说法中,正确的是______(填序号)
A.步骤一中,两处白磷都不燃烧的原因是温度没有达到着火点
B.烧杯中热水的作用是提供热量起加热作用
C.白磷燃烧产生大量白雾,湿棉花可以吸收白雾防止污染空气
D.向水中的红磷通入氧气,红磷可在水中燃烧
(4)查阅资料可知,金属镁可在二氧化碳气体中燃烧生成氧化镁和一种黑色固体单质,请写出此反应的化学方程式 ,由此你对燃烧条件有什么新的认识:
实验一:烧杯罩住两支燃烧的蜡烛如图 1,观察到高的蜡烛先熄灭 矮的后熄灭,烧杯内氧气与二氧化碳的浓度变化如图 2
实验二:2023年 9月 21日,航天员朱杨柱 桂海潮在我国空间站进行蜡烛燃烧实验,观察到其火焰比我们平时实验要小,外观近球形(如图 3)
(5)下列说法错误的是______
A.实验一可知,火灾逃生时,应用湿毛巾捂住口鼻匍匐前进
B.实验二失重环境中,气体对流较弱,周围氧气向蜡烛燃烧处补充较慢,所以火焰较小
C.实验一如改用更大的烧杯重做以上实验,也会出现高的蜡烛先熄灭的现象
D.实验二失重环境中,燃烧处气体分子向四周运动趋势相同,所以火焰近球形
(6)甲同学根据 80s时蜡烛熄灭的现象,得出蜡烛燃烧新认识,即环境中二氧化碳的浓度高于 1.5%时,蜡烛就不会燃烧 乙同学认为此结论是错误的,请你帮乙同学设计一个实验方案来证明,实验方案
6.实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNm)的分子构成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成二氧化碳、水和氮气。按图所示装置进行实验,每步均充分反应。回答下列问题:
(1)实验开始时,首先通入一段时间的氧气,其理由是 。
(2)以上装置中需要加热的仪器有A和D两处,操作时应先点燃 处的酒精灯。
(3)实验测得B、C装置分别增重4.5克和8.8克,则该物质化学式中x、y之比为 。
(4)将B和C装置互换,则测得的氢元素的含量会 (选填“偏大”、“偏小”“不变”)。
7.某化学兴趣小组的同学利用如图装置进行了一系列实验。操作步骤如下:
I.检查装置气密性:向乙瓶中加水至浸没长导管下端管口,关闭K1,打开K2、K3,用热毛巾捂住甲瓶外壁,若观察到乙瓶中下端导管口有气泡冒出,说明装置______(填“甲”或“乙”)气密性良好;用同样的方法可以检查另一装置的气密性。
Ⅱ.向甲瓶中加入足量石灰石(杂质不参与反应且不溶于水),向乙瓶中加入碳酸钠溶液,连接装置。
Ⅱ.打开K1,关闭K2、K3,用注射器向甲瓶中注入适量稀盐酸,直至液面浸没长导管下端管口。
IV.通过K1上方导管收集气体(收集装置已略去)。
V.当甲瓶中稀盐酸全部反应完后,打开K2、K3,将步骤IV中收集的气体通过K1上方导管压入甲瓶中,可以观察到______(填实验现象)。
反应结束后,小组同学对乙瓶中溶液溶质成分产生了好奇并开展了以下实验探究。
【猜想与假设】乙瓶中溶液溶质成分可能是:猜想一:CaCl2;猜想二:Na2CO3;猜想三:NaCl;猜想四:NaCl和CaCl2;猜想五:NaCl和Na2CO3;猜想六:NaCl、CaCl2和Na2CO3
【讨论与分析】
猜想六是错误的,理由是_______;根据发生的反应分析,还有猜想_______肯定不成立。
【过程与方法】为证明其余猜想究竟哪种正确,小明同学设计了如下实验方案:
实验方案 实验现象 结论
取乙瓶中的溶液两份于A、B两支试管中,向A试管中滴加稀盐酸,向B试管中滴加碳酸钠溶液 A中无明显现象,B中出现白色沉淀 猜想_____成立
【反思与交流】
小丽同学说,更换小明设计方案中滴加到A、B试管中的物质,根据A、B试管内出现的现象也能得出正确的结论,你觉得小丽所用的试剂可能是______(填字母代号)。
a.A中滴加Na2CO3溶液、B中滴加CaCl2溶液
b.A中通入CO2、B中滴加稀盐酸
c.A中滴加BaCl2溶液、B中滴加Na2CO3溶液
d.A中滴加AgNO3溶液、B中滴加稀硝酸
三、氧气的化学性质(本大题共1小题)
8.氧气是一种化学性质比较活泼的气体,它可以与许多物质发生化学反应。如图A、B是探究氧气化学性质的实验装置:
(1)做铁丝在氧气中燃烧的实验时,集气瓶中水的作用是 。
(2)A瓶中X燃烧后,生成一种刺激性气味的气体。你认为X可能是 。
(3)写出B瓶中发生反应的文字表达式: 。
(4)若装置B实验失败,可能的原因是 (填序号)。
①未打磨生锈的铁丝
②铁丝在集气瓶中自上而下缓慢伸入
③铁丝绕在火柴上,火柴快燃尽时才伸入
④实验前集气瓶敞口放置了一段时间
四、氧气的制备(本大题共2小题)
9.化学是一门以实验为基础的学科。
(1)仪器a的名称为 。
(2)写出高锰酸钾制取氧气的反应文字表达式为 。
(3)用B装置收集氧气,当观察到气泡 冒出时才能收集。用B装置收集氧气,体现了氧气的物理性质是 。停止加热时,为防止水倒吸,应进行的操作是先 (选填字母“A.熄灭酒精灯”或“B.把导管移出水面”)。
(4)用上述收集的O2完成如图C所示的实验,观察到澄清石灰水 。
(5)如用排水法收集的氧气不纯,你觉得可能的原因是 (写一条)。
10.某兴趣小组利用下列装置进行气体的制取实验,回答下列问题:
(1)写出仪器②的名称 。
(2)某兴趣小组想用过氧化氢分解制氧气的原理制取比较干燥的氧气,应选择的制取装置是 (填字母),验证氧气收集满的方法是 。
五、二氧化碳(本大题共10小题)
11.九年级某班同学在实验室初次学习用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时,老师发现同学们组装的气体发生装置和收集装置有以下几种情况,请据图回答:
(1)写出仪器名称:①
(2)有明显错误的发生装置是 (填序号),错误之处是
(3)收集装置只能选择 (填序号),不能选择其它两种收集方法的理由是:常温常压下,二氧化碳的密度比空气的密度 (填“大”或“小”)、且 (填“不溶”或“可溶”)于水。
12.实验室现有石灰石、稀盐酸、高锰酸钾、火柴、药匙、木条、棉花、镊子及以下仪器。
(1)写出仪器①的名称:________。
(2)若实验室制取并收集氧气,应选择的仪器有____________(填序号);用排水法收集氧气时,当观察到导管口________________时开始收集。
(3)若实验室要制取二氧化碳,除上述仪器外,还需补充的仪器是________________________(填名称)。
13.用如图所示装置可以制取初中常见的气体,并进行相关性质的实验。
A. B. C.
D. E.
请回答下列问题。
(1)用高锰酸钾制取氧气,所选用的发生装置为________(填序号)。
(2)D、E、F的实验中,装置E中蜡烛熄灭,同时装置F中溶液变浑浊,则装置F中反应的化学方程式为________________________________。装置D中小试管的作用是________(填序号)。
a.打开或关闭K时,可以使装置D中的反应随时发生或停止
b.形成液封,防止装置D中产生的气体从长颈漏斗逸出
(3)若用装置G收集氧气,气体应从导管________(填“a”或“b”)口通入。
14.如图是实验室常见的气体制取装置。
(1)仪器①的名称为________。
(2)实验室制取二氧化碳气体的化学方程式为________________________________,若收集干燥的二氧化碳可向图甲的装置C中添加液体试剂________(填名称),达到干燥气体的目的,二氧化碳应从________(填“a”或“b”)端进入装置C中。
(3)图乙是根据图甲设计的简易制氧机简图,下列说法正确的是________(填序号)。
A.制取氧气过程中洗气室压强减小
B.通过洗气室中的水可观察输出氧气的速率
C.A剂和B剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰
15.实验研究表明氧化铜可催化过氧化氢分解。
(1)用如图甲所示装置和试剂制取氧气,反应的化学方程式为________________________________________;用所示装置收集氧气,为了检验氧气是否收集满,应将带火星的木条放在________。
(2)将实验结束后试管中的混合物进行________(填操作名称)、洗涤、烘干,可回收氧化铜。
(3)为了便于多次添加液体试剂,制取较多的氧气,请从图乙中选择合适的仪器组装一套制取装置,需要用到的是________(填序号)。若只是改变反应的试剂,该套装置________(填“能”或“不能”)用于实验室制取和收集氢气。
16.请根据如图提供的实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中仪器的名称:a 。
(2)用A装置加热高锰酸钾制取氧气时,在试管口放一团棉花的作用是 ,反应的文字或符号表达式为 。
(3)用B装置制氧气的原理是 (填文字或符号表达式)。
(4)实验室如果用排空气法收集氧气,选用的收集装置是 ,检验氧气是否收集满的方法是 。
(5)用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集时有如下步骤:①点燃酒精灯②连接装置并检查装置的气密性③装入药品④用排水集气法收集氧气⑤把导气管撤离水面⑥熄灭酒精灯⑦连接仪器,把试管固定在铁架台上。其中操作顺序正确的是_____。
A.②③⑦①④⑤⑥ B.⑦②③①④⑤⑥
C.⑤⑦③②①④⑥ D.⑦③①②④⑥⑤
17.2024年5月1日,我国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有_____________________(写一种即可)。
任务二:讨论空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化碳排放,你的一种低碳生活方式是________________________。
(3)有同学想到二氧化碳能使澄清石灰水________________________(填实验现象),补充了可以利用碱溶液或水吸收二氧化碳。
任务三:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0.165%的NaOH溶液、质量分数为40%的NaOH溶液。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】
①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0.165%
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析
【进行实验】
步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250 mL烧瓶集满纯净的二氧化碳气体。
步骤2:用4支注射器分别取60 mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图甲所示)。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭止水夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图乙所示)。
【分析讨论】
(4)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析t1~t3时间段曲线变化的原因是________________________________________________________________________。
【得出结论】
(5)结合图乙数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是________________________________________________________________________。
任务四:形成二氧化碳闭环的意识
(6)在老师指导下,知道上述实验中40% NaOH溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。现处理上述实验中40% NaOH溶液吸收二氧化碳后的液体,你设计的实验方案是________________________________________________________________________。
师生对其他烧瓶中的物质也进行了科学处理。
【拓展思维】我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
18.请你根据所学知识并结合如图所示装置回答有关问题:
(1)仪器①的名称是 。
(2)从中选择实验室用高锰酸钾制取氧气的装置,其中发生装置和收集装置的组合是 (填字母)。
(3)装置有多种用途,实验室常在中盛放 (填试剂)来干燥二氧化碳。
(4)实验室可用装置D收集的气体有 (填一种物质即可)。
19.实验是化学学习的重要组成部分。根据下列实验装置图回答问题。
A、 B、 C、 D、 E、 F、
(1)仪器①的名称为________。
(2)实验室制取一瓶二氧化碳气体应选择的发生和收集装置是________(填序号,从A~E中选择)。写出实验室制取二氧化碳的反应的化学方程式:__________________________________。
(3)用装置F收集氧气时,验满的方法是将带火星的木条放在________(填“a”或“b”)口处,观察木条是否复燃。
20.实验是科学探究的重要方式,请结合图示回答下列问题:
(1)实验一可用于实验室检验二氧化碳气体,烧杯中应盛放的试剂是________。
(2)实验二是向一定量的水中不断通入二氧化碳气体,利用pH传感器采集到的数据如图甲所示,可推测出混合后溶液显酸性,t1后,溶液pH几乎无变化,其原因是________(填序号)。
A.二氧化碳难溶于水
B.二氧化碳与水不能发生化学反应
C.二氧化碳在水中已经达到饱和状态
(3)实验三可用于探究二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应,该反应的化学方程式是______________________________________,反应过程中利用pH传感器采集到的数据如图乙所示,可推测出反应后减少的物质是________(填化学式)。
(4)综上所述,对于有明显现象的化学反应,可借助生成沉淀或产生气体等现象判断化学反应是否发生;对于没有明显现象的化学反应,可以从验证反应物的减少或验证________________等角度来判断化学反应是否发生。
六、水的净化(本大题共1小题)
21.“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体,可用于医疗、航天、炼钢等领域。某化学兴趣小组利用下列实验室用品混制“富氧空气”。
(1)小组同学用一定体积的过氧化氢溶液加到二氧化锰中,用排水法收集氧气。请从上图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次)制取氧气,需要用到的仪器是 (填字母);制取氧气的化学反应方程式是 。下列有关制取氧气和回收二氧化锰的实验操作正确的是 。
A.取少量 B.倾倒溶液
C.回收二氧化锰 D.称回收的质量
(2)上述实验仪器中的名称是: 。
七、水的组成(本大题共1小题)
22.实验室里,我们通常用锌与稀硫酸或稀盐酸反应来制取氢气。实验装置可从下的列装置中选用,请回答下列问题:
(1)写出图中仪器①的名称______。
(2)实验室制取氢气时,可选择的发生装置为______。
(3)实验室制取氢气时,可用G装置收集氢气,进气口为______(填“a”或“b”)。
(4)实验室制取氢气时,通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是______。
(5)实验室里用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时,用排空气法收集到的氢气是不纯净的,其中含有的杂质是______;用排水集气法收集到的氢气也是不纯净的,其中含有的杂质是______。
八、溶液的浓度(本大题共1小题)
23.“配制一定质量分数的氯化钠溶液”是初中化学的基础实验之一。请回答下列问题。
(1)某学生所在的化学兴趣小组需配制80 g溶质质量分数为6%的氯化钠溶液。
①需要氯化钠的质量为________g。
②配制该溶液时所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和________。
③经检测,所配制的溶液的溶质质量分数偏大,可能的原因是________(填序号)。
A.称量时,砝码端忘记垫质量相同的称量纸
B.量取水时,俯视读数
C.装瓶时,有少量溶液洒出
(2)装瓶后,小明忘记及时贴上标签,导致和一瓶标签脱落的稀盐酸混淆了。为了区分两瓶溶液,请你帮助他完成相关实验设计。
①化学方法:在不选用酸碱指示剂、pH试纸的情况下,选择一种试剂区分,写出其化学方程式:______________________________________;
②物理方法:小明同学仅使用了酒精灯和玻璃棒两种仪器,就把这两种无色溶液区分开来。请你猜测一下他的做法:______________________________________(简要叙述操作方法及现象)。
九、金属材料(本大题共1小题)
24.我国高铁创造的中国速度令世界瞩目,学习小组对高铁建设中的铁制品生锈展开了项目式探究。
【任务一】探究铁生锈的条件
实验1:
(1)小组同学设计如上图的实验1进行实验,一段时间后,当观察到只有 (填字母序号)试管中的铁钉出现了明显生锈现象,可以得出铁生锈的条件是需要氧气和水同时存在。
【任务二】探究铁生锈速率的影响因素
【查阅资料】炭粉可加快铁的生锈,炭粉不与食盐和醋酸反应
实验2:
小组同学设计如上图的实验2进行分组实验,利用氧气传感器监测该过程中氧气浓度的变化判断铁生锈的情况。实验记录如下表:
序号 其他试剂 初始时氧气浓度/% 时氧气浓度/%
水/ 食盐质量/ 醋酸/滴
① 0 0 0 20.8 20.8
② 1.0 0 0 20.8 15.2
③ 1.0 0 5 20.8 12.7
④ 1.0 1.0 0 20.8 8.0
(2)①中时氧气浓度没有变化的原因是 。
(3)对比②④可以得出的结论是 。
(4)小组同学猜想铁生锈的快慢还可能与氧气的浓度有关,为判断该猜想是否正确,请设计实验进行验证。简述实验步骤,现象和结论。 。
【任务三】探究铁生锈能量的变化
小组同学设计如下图的实验3在室温下进行实验,利用温度传感器监测该过程中温度的变化。检查气密性后,将铁粉,炭粉和食盐加入集气瓶中,时刻加入水。
(5)时刻曲线变化的原因是 。
【拓展交流】
(6)根据铁生锈的原理分析,铁粉在生活中的相关用途有 (任写一点)
十、金属的化学性质(本大题共1小题)
25.化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了图1所示的实验。
图1实验中观察到的现象是:锌片衣面产生气泡,铜片表而无气泡产生:实验过程中小辰意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】
(1)同学们对产生的气体进行了以下猜想:小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧气;小彬猜想是氢气。他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
①将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移;
②二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】
(2)他们设计了图3装置并进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作 实验现象 实验结论
小知 连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间 。 小彬的猜想正确
小辰 选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条 木条不复燃
小彬 连接导管a与导管 (填“b”或“c”),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火 气体燃烧,听到轻微的爆鸣声
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
【学生感悟】图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得锌失去的电子,最后生成了氢气。
【得出结论】
(3)图2中两种金属触碰后, (填“锌”或“铜”)发生化学反应。
【延伸应用】
(4)制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是___________(填序号)。
A.锌 B.铜 C.银
十一、酸和碱(本大题共2小题)
26.某校化学兴趣小组在学习了酸、碱、盐的相关知识后,在实验室分别展开了以下探究活动。
实验活动一:小组同学分别根据图示进行了实验一、实验二。
【实验现象】
(1)实验一中始终没有明显的实验现象,实验二中产生________。
【提出问题】对于没有明显现象的反应,如何设计实验进行证明呢?
【讨论分析】
(2)从复分解反应条件分析,小蒋同学认为实验一中肯定发生了化学反应,因为生成物中有________。
(3)小滔同学提出可将实验一中的液体混合物倒入蒸发皿中,用酒精灯加热蒸发,最终得到了白色固体,于是得出了稀盐酸能与Ca(OH)2溶液反应的结论。请判断小滔同学的说法是否正确,并说明理由:________________________________。
实验活动二:各小组同学完成了实验后,将两支试管中的所有物质倒入一个干净的烧杯中,部分小组烧杯中出现了不同的实验现象,大家展开了分析。
(4)甲组同学发现烧杯中没有任何明显现象,则说明甲组同学在进行实验二后,试管中________(填“一定有”“一定没有”或“可能有”)稀盐酸剩余。
(5)乙组同学发现烧杯中有气泡产生,并无其他现象,于是乙组同学取少量烧杯中的液体于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,发现溶液变红,则乙组同学的烧杯中最终溶液的溶质成分是________(写化学式)。
【拓展分析】
(6)除甲、乙两个小组出现的现象外,小詹同学认为还可能会出现其他的实验现象,请写出所有其他可能:________________________________(注:同学们所用反应物的用量可能不相同)。
27.某小组同学为探究氢氧化钠的性质进行了如图实验。
① ② ③
(1)氢氧化钠的俗称是________(写一种即可)。
(2)试管①中证明盐酸与氢氧化钠反应的现象是________________________。
(3)试管②中产生蓝色絮状沉淀,该反应的化学方程式为________________________。
(4)利用装置③,将等体积的氢氧化钠溶液和水分别注入装有等体积CO2的集气瓶中,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应的现象是U形管中液面________________(填“左低右高”或“左高右低”)。
十二、盐(本大题共2小题)
28.兴趣小组同学将CaO投入一定量的Na2CO3溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥后得到固体A和溶液B,并对固体A和溶液B进行探究。
(1)上述实验中发生的反应有:① ② (写化学方程式)。
I、固体A成分的探究:
【猜想】
(2)①固体A中只有 。(填化学式)
(3)②固体A中含有CaCO3和Ca(OH)2;含有Ca(OH)2的理由是 。
【实验1】
(4)取固体A于试管中加一定量的水,振荡、静置,向上层清液中滴加无色酚酞溶液, (填实验现象),猜想②不成立。
Ⅱ、溶液B的成分探究:
【猜想】
(5)①溶液B中的溶质是NaOH;
②溶液B中的溶质是 。
③溶液B中的溶质是NaOH和Na2CO3。
【实验2】
(6)取少量溶液B于试管中,滴加 溶液,产生白色沉淀,证明猜想③正确。
【应用】资料:Ca与H2O反应生成Ca(OH)2和H2
(7)取CaO和Ca的混合物1.0g,加入到足量的Na2CO3溶液中,充分反应后,过滤、洗涤、干燥。称得CaCO3质量为2.4g,则该混合物中钙元素的质量分数为 。
29.纯碱是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。周南实验化学兴趣小组对纯碱的性质及用途等开展了项目式学习。
活动一:验证纯碱溶液呈碱性
(1)实验方案一:向试管中加入一定量的Na2CO3溶液,滴入2滴酚酞溶液后振荡试管,观察到溶液由无色变为 色;则说明纯碱溶液呈碱性。
活动二:探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。
【方案二】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液,并测定在不同温度下溶液的pH,记录数据如下表:
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
溶质质量分数 2% 2% 2% 6% 6% 6% 10% 10% 10%
溶液温度(℃) 20 40 60 20 50 60 20 40 70
溶液pH 10.90 11.18 11.26 11.08 11.27 11.30 11.22 11.46 11.50
【解释与结论】
(2)实验①、②、③对比,可得出的结论是 。
(3)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可选择的3个实验的编号是 。
活动三:探究纯碱的化学性质
化学兴趣小组设计了如图甲所示的实验来研究碳酸钠的化学性质。实验结束后,如图乙所示,把①、③两支试管中的所有物质倒入同一洁净的烧杯中,充分混合后发现白色沉淀明显增加。
(4)试管②的实验现象是 ;
(5)通过乙烧杯的实验现象推测试管①反应完后一定含有的溶质是 ;
(6)若要证明烧杯乙中的溶质中还含有氯化钡,请你设计合理的实验方案: 。
反思与评价:通过实验探究认识和验证物质的性质与用途是化学学习中的一个重要环节,作为中学生要不断培养科学探究精神,加强自身的实验操作能力。
十三、燃烧和灭火(本大题共1小题)
30.实验的改进可提高实验的准确性、安全性、可操作性和可重复性。实验改进可以从方法、条件、装置和原理等多个方面入手。
实验改进一:利用图甲测定空气中氧气含量(注射器的摩擦忽略不计)。
图甲
【实验步骤一】
Ⅰ.连接仪器,将注射器b的活塞推至底端,注射器a的活塞从20 mL处向外拉,松手。
Ⅱ.向玻璃管中加入足量白磷,点燃酒精灯,交替推拉两个注射器。
【分析与讨论一】
实验前 实验后(冷却至室温)
注射器a中气体体积/mL 20 10.5
注射器b中气体体积/mL 0 0
(1)【实验步骤一】Ⅰ中,观察到________________,证明装置气密性良好。
(2)玻璃管中空气体积是30 mL,根据实验数据计算出空气中氧气体积分数为________。
(3)实验中注射器的作用是________(填序号)。
A.推拉注射器,使氧气与白磷充分接触
B.读取气体的体积
C.调节装置内压强
实验改进二:某兴趣小组的同学在学习探究“燃烧的条件”实验后,对书上的实验进行了改进,利用图乙微型装置探究燃烧的条件(整套装置气密性良好)。
图乙
【查阅资料】白磷的着火点为40 ℃,红磷的着火点为260 ℃。酒精灯微热不超过80 ℃。
【实验步骤二】
(4)Ⅰ.挤压装有过氧化氢溶液的滴管并用酒精灯微热燃烧管。
Ⅱ.保持燃烧管微热,________________________,燃烧的白磷熄灭。
【分析与讨论二】
(5)【实验步骤二】Ⅰ说明燃烧的条件之一为________________________。
(6)下列灭火方法与【实验步骤二】Ⅱ中的原理相同的是________(填序号)。
A.用扇子扇灭蜡烛火焰 B.油锅着火时盖上锅盖灭火 C.用一小盆水泼灭炭火
参考答案
1.【答案】(1);(2)Fe3O4;(3)将产生的CO2和O2排入后续的反应装置中参与反应;(4);(5)9:1
【详解】(1)氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解生成氯化钾和氧气,化学方程式为:;
(2)②加入足量稀硫酸得到澄清的黄色溶液,说明反应后溶液中有Fe3+,根据Fe3O4能与硫酸反应生成黄色的Fe2(SO4)3溶液,所以被吸引物质中一定含有Fe3O4;
(3)实验过程中一直需从A装置中通入N2的目的是将产生的CO2和O2排入后续的反应装置中参与反应,使实验测量结果更准确;
(4)铜在加热条件下可以和氧气发生反应生成氧化铜,所以E装置中发生反应的化学反应方程式为:;
(5)因为C装置增重2.2g,说明有二氧化碳生成;所取样品中含有碳酸钾。E装置内固体变黑色且增重19.2g,说明有超氧化钾发生反应生成氧气,所以超氧化钾部分变质;
C中增加质量为二氧化碳质量,所以生成二氧化碳质量为2.2g,根据碳元素质量守恒可知,此时生成二氧化碳与超氧化钾反应消耗二氧化碳质量相等,设此部分超氧化钾质量为m,生成碳酸钾质量为x,
解得m=7.1g;
解得x=6.9g;
E中增加为氧气质量,所以生成氧气质量为19.2g,设此时超氧化钾质量为n,
解得n=56.8g;
样品质量为69.3g,而此时碳酸钾质量+未变质超氧化钾质量=6.9g+56.8g=63.7g,说明样品中含有氢氧化钾,其质量=69.3g-63.7g=5.6g,设此部分超氧化钾质量为y,
解得y=7.1g;
则样品中反应了的超氧化钾和没有反应的超氧化钾的质量比为(56.8g+7.1g):7.1g=9:1。
2.【答案】(1)提供热量,引燃铁丝 在瓶底放少量水或铺一层细沙
(2)①B ②与C形成对比,得出铁的锈蚀条件之一是铁与氧气接触
【解析】(1)铁丝的着火点很高,不易引燃,故在做铁丝燃烧的实验时,在螺旋状细铁丝底端系上一根火柴,点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴,火柴燃烧放热,待火柴将要燃尽时,将细铁丝插入盛有氧气的集气瓶中,铁丝可以燃烧,故火柴的作用是提供热量,引燃铁丝。因铁丝燃烧火星四射,生成的熔融物落到集气瓶底,会炸裂集气瓶,可在瓶底放少量水或铺一层细沙。(2)①浓硫酸是一种液态干燥剂,不适合放在B中作干燥剂;生石灰易与水反应,适合放在B中作干燥剂;氢氧化钠易潮解,但具有强烈的腐蚀性,不适合放在B中作干燥剂。②A中的铁钉只与水接触,C中铁钉与氧气以及水同时接触,一段时间后,A中的铁钉没有锈蚀,而C中铁钉锈蚀,通过A、C对比说明铁锈蚀的条件之一是铁与氧气接触。
3.【答案】(1)①生成大量白烟、放热 ②温度达到着火点 (2)与氧气接触 (3)控制变量法 (4)用导管对准烧杯中的白磷,通入少量空气
【解析】(1)小南同学观察到薄铜片上红磷不燃烧,而白磷燃烧,出现发光、产生黄白色火焰、生成大量白烟、放热的现象。由此说明燃烧需要的条件是温度达到着火点。(2)薄铜片上的白磷能与氧气接触,热水中的白磷不能与氧气接触,由薄铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实可知,燃烧还需要的条件是与氧气接触。(3)该实验采用的研究方法是控制变量法。(4)取下薄铜片(如题图乙),若使热水中的白磷燃烧,可以采用的操作是用导管对准烧杯中的白磷,通入少量空气。
4.【答案】(1)①试管 ②氧气和水 (2)
(3)在金属表面刷漆(合理即可)
【详解】本题考查金属生锈条件的探究。(1)①A中玻璃仪器的名称是试管。②一周后,观察A、B、C中的铁钉,A中铁钉与氧气和水同时接触,B中铁钉只与水接触,C中铁钉只与氧气接触,只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象,由此得出铁钉锈蚀需要与氧气和水接触的结论。(2)取出生锈的铁钉,将其放置在稀盐酸中,一段时间后发现溶液变黄,铁钉表面有少量气泡产生,产生气泡的原因是铁锈反应完全,铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为。(3)铁与氧气和水同时接触会发生锈蚀,防止铁制品锈蚀,常用的防锈方法有在金属表面刷漆、涂油等。
5.【答案】(1)排尽 W管内的空气
(2)步骤一中 b处白磷不燃烧,步骤二中 b处白磷燃烧
(3)B
(4) 燃烧不一定需要氧气
(5)C
(6)将一燃着的蜡烛放入装有含二氧化碳 2%,氧气浓度占 21%,其他可为氮气的集气瓶中,蜡烛仍能燃烧
【详解】(1)步骤一通入N2,是为了排尽W管内的空气;
(2)步骤一中b处白磷不能与氧气接触,不燃烧,步骤二中b处白磷能与氧气接触,燃烧,说明可燃物燃烧需要氧气;
(3)A、步骤一中,两处白磷都不燃烧的原因是没有氧气参与,故选项说法错误;
B、烧杯中热水的作用是提供热量起加热作用,故选项说法正确;
C、白磷燃烧产生大量白烟,湿棉花可以吸收白烟防止污染空气,故选项说法错误;
D、红磷的着火点比较高,热水的温度达不到红磷的着火点,向水中的红磷通入氧气,红磷在水中也不能燃烧,故选项说法错误;
故选:B;
(4)镁和二氧化碳在点燃的条件下生成氧化镁和碳,反应的化学方程式为:,由此得出燃烧不一定需要氧气;
(5)A、发生火灾逃生时,应用湿毛巾捂住口鼻匍匐前进,防止烟尘进入呼吸道,故选项说法正确;
B、失重环境中,气体对流较弱,周围氧气向蜡烛燃烧处补充较慢,所以火焰较小,故选项说法正确;
C、二氧化碳的密度比空气的密度大,如改用更大的烧杯重做以上实验,不会出现高的蜡烛先熄灭的现象,故选项说法错误;
D、失重环境中,燃烧处气体分子向四周运动趋势相同,所以火焰近球形,故选项说法正确;
故选:C;
(6)将一燃着的蜡烛放入装有含二氧化碳2%,氧气浓度占21%,其他可为氮气的集气瓶中,蜡烛仍能燃烧,说明此结论是错误的。
6.【答案】(1)排尽装置内的空气
(2)D
(3)2:5
(4)偏大
【详解】(1)因空气中成分对实验有干扰,所以通入一段时间的氧气目的是排尽装置内的空气,防止对本实验产生干扰;
(2)D处铜网的作用是:反应氨基酸燃烧未消耗完的氧气,以便准确测出氨基酸燃烧产生的氮气的体积;故操作时应先点燃D处酒精灯;
(3)浓硫酸具有吸水性,能吸收水蒸气,氢氧化钠能与二氧化碳反应,能吸收二氧化碳,B和C中增重质量即为产生水和二氧化碳质量,则氨基酸中碳元素质量= , 氢元素质量= , 则x、y的比值为=;
(4)将B和C装置互换,则会从C装置中带出水蒸气,使测得氢元素含量偏大。
7.【答案】 甲 甲中溶液经“U”型管进入乙中、乙瓶中溶液变浑浊 氯化钙与碳酸钠溶液发生反应,两者不能共存 一、二 四 ac/ca
【详解】Ⅰ:
用热毛巾捂住甲瓶外壁,甲中气体受热膨胀,装置气密性良好,膨胀的气体会经“U”型管进入乙中,故观察到乙瓶中下端导管口有气泡冒出,故说明装置甲装置气密性良好;
Ⅴ:
将步骤IV中收集的气体(二氧化碳)通过K1上方导管压入甲瓶中,甲瓶中气压增大,甲瓶与乙瓶存在压力差,故甲瓶中溶液进入乙瓶,石灰水与稀盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙,氯化钙溶于水,甲瓶中的氯化钙溶液进入乙瓶中后会与碳酸钠溶液发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,故现象是甲中溶液经“U”型管进入乙中、乙瓶中溶液变浑浊;
讨论与分析:
氯化钙溶液与碳酸钠溶液发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,即氯化钙溶液和碳酸钠溶液不能共存,故猜想六错误;氯化钙溶液与碳酸钠溶液发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,其产物氯化钠溶于水、过程中没有加入其它试剂沉淀氯化钠,故体系中一定存在氯化钠,故猜想一、二错误;
过程与方法:
A中无明显现象,表明反应后的乙瓶中无碳酸钠存在,B中出现白色沉淀,表明表明反应后的乙瓶中有氯化钙存在,故猜想四正确;
反思与交流:
经过前述分析,得知目前猜想四正确,且需要使用以下选项试剂验证出猜想三、四、五中猜想四正确;
a、A中滴加Na2CO3溶液,氯化钙溶液与碳酸钠溶液发生复分解反应生成白色沉淀碳酸钙和氯化钠,验证出存在氯化钙,B中滴加CaCl2溶液,无现象,无碳酸钠存在,即猜想四正确,符合题意;
b、A中通入CO2、其不与溶液体系中物质反应,无鉴别作用,B中滴加稀盐酸无现象,表明体系无碳酸钠存在,猜想三、四可能正确,不符合题意;
c、A中滴加BaCl2溶液、无现象表明体系无碳酸钠存在,B中滴加Na2CO3溶液有白色沉淀生成,表明存在氯化钙,猜想四正确,符合题意;
d、A中滴加AgNO3溶液有白色沉淀,有氯离子存在,没有排除猜想,B中滴加稀硝酸无现象,表明体系无碳酸钠存在,猜想三、四可能正确,不符合题意;
故选ac。
8.【答案】(1)防止溅落的高温熔融物炸裂瓶底
(2)硫
(3)铁+氧气四氧化三铁
(4)①④/④①
【详解】(1)细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,生成物的温度较高,集气瓶内放少量水的目的是防止反应生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂;
(2)A装置中的物质X燃烧后,生成一种刺激性气味的气体,硫在氧气中燃烧生成具有刺激性气味的二氧化硫,该气体是二氧化硫,物质X可能是硫;
(3)铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁,文字表达式是:铁+氧气四氧化三铁;
(4)①未打磨生锈的铁丝,铁丝表面有铁锈,铁丝几乎不能与氧气接触,可能不会燃烧,符合题意;
②铁丝在集气瓶中自上而下缓慢伸入,能避免氧气因受热膨胀而逸出,不会造成铁丝不燃烧,不符合题意;
③铁丝绕在火柴上,火柴快燃尽时才伸入,能减少火柴过多的消耗氧气,能引燃铁丝,不会造成铁丝不燃烧,不符合题意;
④实验前集气瓶敞口放置了一段时间,氧气逸出,氧气的浓度变小,铁丝可能不会燃烧,符合题意。
故选①④
9.【答案】(1)铁架台
(2)
(3) 连续均匀 不易溶于水 B
(4)变浑浊
(5)未等气泡连续均匀冒出就开始收集或集气瓶中未装满水
【详解】(1)由图可知,仪器a的名称是:铁架台;
(2)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的文字表达式为:;
(3)用B装置,即排水法收集氧气,当观察到气泡连续均匀冒出时才能收集,因为一开始排出的是空气;
用B装置,即排水法收集氧气,说明氧气具有不易溶于水的物理性质;
停止加热时,为防止水倒吸,应进行的操作是先把导管移出水面,然后熄灭酒精灯,故填:B;
(4)图C实验中,木炭在氧气中燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故观察到澄清石灰水变浑浊;
(5)如用排水法收集的氧气不纯,可能是集气瓶中未装满水,没有将集气瓶内空气排尽,也可能是未等气泡连续均匀冒出就开始收集,因为一开始排出的是空气。
10.【答案】(1)集气瓶
(2) BE或CE 将带火星木条放在集气瓶口,若木条复燃则集满
【详解】(1)由图可知,仪器②的名称为:集气瓶;
(2)用过氧化氢分解制氧气,该反应属于固液常温型,发生装置应选B或C,氧气的密度比空气大且不易溶于水,收集干燥的氧气,应选用向上排空气法,收集装置应选E,故填BE或CE;氧气具有助燃性,可使带火星木条复燃,验满氧气的方法是将带火星木条放在集气瓶口,若木条复燃则集满。
11.【答案】(1)集气瓶
(2) A 长颈漏斗的下端没有伸入液面下
(3) D 大 可溶
【详解】(1)仪器①名称:集气瓶;
(2)气体的发生装置气密性良好,才能达到实验目的,有明显错误的发生装置是A;错误之处是长颈漏斗的下端没有伸入液面下,反应生成的气体会从长颈漏斗下端逸出;
(3)二氧化碳密度大于空气,能溶于水,一般用向上排空气法收集,收集装置只能选择D,不能选择其它两种收集方法的理由是:常温常压下,二氧化碳的密度比空气的密度大、且可溶于水。
12.【答案】(1)锥形瓶 (2)②③⑤⑥⑦⑧ 有连续、均匀气泡冒出
(3)长颈漏斗(或分液漏斗)
【解析】本题考查实验室制取气体的装置选择。(1)仪器①的名称是锥形瓶。(2)氧气密度比空气大,且不易溶于水,可通过排水法或向上排空气法收集氧气,由题干信息可知制取氧气的原理是加热高锰酸钾分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,应选择固体加热型发生装置,即③⑤⑥⑧,由⑥可知应选用排水法收集,即②⑦,故需要用的仪器有②③⑤⑥⑦⑧;用排水法收集氧气时,当观察到导管口有连续、均匀气泡冒出时开始收集。(3)实验室制取二氧化碳的原理是大理石中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,应选择固液常温型发生装置,二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,可通过向上排空气法收集,可选择①锥形瓶、②集气瓶、④双孔橡胶塞,还需补充的仪器是长颈漏斗或分液漏斗,用于加注液体。
13.【答案】(1)A (2) b (3)b
【解析】(1)用高锰酸钾制取氧气,需要固体加热型发生装置,则所选用的发生装置为A。
(2)D、E、F的实验中,装置E中蜡烛熄灭,同时装置F中溶液变浑浊,CO2不燃烧也不支持燃烧,能使澄清石灰水变浑浊,则D中制取的是二氧化碳,装置F中发生的反应是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为。装置D中小试管的作用是形成液封,防止装置D中产生的气体从长颈漏斗逸出,小试管不能控制装置D中反应的发生和停止,故选b。
(3)若用装置G收集氧气,氧气的密度比水小,气体应从导管b口通入。
14.【答案】(1)锥形瓶 (2) 浓硫酸 b (3)BC
【解析】(1)仪器①的名称为锥形瓶。(2)实验室常用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳,大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为;二氧化碳不和浓硫酸反应,浓硫酸具有吸水性,若收集干燥的二氧化碳可向题图甲的装置C中添加浓硫酸,达到干燥气体的目的;要用浓硫酸干燥二氧化碳,二氧化碳要和浓硫酸充分接触,二氧化碳应从b端进入装置C中。(3)制取氧气过程中有气体生成,洗气室压强增大,而不是减小,A错误;氧气不易溶于水,可以通过洗气室中的水观察输出氧气的速率,B正确;简易制氧机是固液常温型反应,A剂和B剂可能为过氧化氢溶液和二氧化锰,C正确。
15.【答案】(1) 集气瓶口 (2)过滤
(3)ACFG 能
【解析】本题考查实验室制备和收集气体。(1)由题干可知,过氧化氢在氧化铜的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为。分析题图甲可知,本实验采用向上排空气法收集氧气,故检验氧气是否收集满时,需要将带火星的木条放在集气瓶口。(2)氧化铜作为催化剂,其质量和化学性质在反应前后不变,故回收氧化铜的操作为过滤、洗涤、烘干。(3)题目要求便于添加液体试剂,制取较多氧气,从题图乙仪器中组合发生装置时选择了F锥形瓶和G长颈漏斗,同时需配A双孔橡胶塞,用C排水法收集氧气;实验室制备氢气的原理为锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氢气难溶于水,故该套装置也能用于实验室制取和收集氢气。
16.【答案】(1)酒精灯
(2) 防止加热时试管内粉末状物质进入导管 (或)
(3)(或)
(4) C 将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已经集满
(5)A
【详解】(1)图中仪器a的名称:酒精灯;
(2)用A装置加热高锰酸钾制取氧气时,在试管口放一团棉花的作用是防止加热时试管内粉末状物质进入导管;高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的文字或符号表达式分别为:,;
(3)装置B是固体与液体混合不需加热的发生装置,制氧气所用药品是过氧化氢和二氧化锰,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的文字或符号表达式分别为:,;
(4)氧气密度略大于空气,可用向上排空气法收集,选用的收集装置是C;氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,检验其收集满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口,若木条复燃,说明已经集满;
(5)用高锰酸钾制取氧气时实验步骤为:②连接装置并检查装置的气密性,③装入药品,连接仪器,把试管固定在铁架台上,①点燃酒精灯,④排水法收集气体,收集完毕,⑤先将导管移出水面,⑥熄灭酒精灯,防止水倒流,炸裂试管,正确的顺序为:②③⑦①④⑤⑥,故选A。
17.【答案】(1)化石燃料的燃烧(合理即可) (2)乘坐公共交通工具出行(合理即可) (3)变浑浊 (4)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳气体体积减小,使烧瓶内压强减小,振荡,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快 (5)相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好 (6)向待处理的液体中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀,过滤,再向溶液中逐滴加入稀盐酸,直到溶液呈中性(合理即可)
【详解】本题考查二氧化碳性质的探究。(1)空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,如化石燃料的燃烧、含碳物质的燃烧以及人和动植物的呼吸等。(2)低碳生活方式很多,如乘坐公共交通工具出行、随手关灯等。(3)二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,因此二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。(4)根据40%NaOH溶液对应的曲线可知,t1~t2时间段二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳气体体积减小,使烧瓶内压强减小;t2~t3时间段压强变化更大,是因为振荡烧瓶,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快。(5)分析图乙数据可得出的结论是相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好。(6)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,且氢氧化钠有剩余,说明待处理的液体中含有碳酸钠、氢氧化钠,氯化钙和碳酸钠反应有碳酸钙白色沉淀生成,为了达到零碳排放和对环境无污染,设计的实验方案是向待处理的液体中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀,过滤,再向溶液中逐滴加入稀盐酸或稀硫酸等,直到溶液呈中性等。
18.【答案】(1)试管
(2)AC或AD或AF
(3)浓硫酸
(4)二氧化碳(合理即可)
【详解】(1)①为试管;
(2)从A E中选择实验室用高锰酸钾制取氧气的装置,高锰酸钾加热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应为固体加热型,发生装置可选择A,氧气密度比空气略大,氧气不易溶于水,可选择向上排空气法活排水法收集,则收集装置可选择C或D或F,故发生装置和收集装置的组合是AC或AD或AF;
(3)F装置有多种用途,实验室常在F中盛放浓硫酸来干燥二氧化碳,是因为浓硫酸具有吸水性,且不与二氧化碳反应,可用于干燥二氧化碳气体;
(4)D装置为向上排空气法收集装置,实验室可用装置D收集的气体密度比空气大,且不与空气成分发生反应,例如二氧化碳等。
19.【答案】(1)铁架台 (2)BC (3)b
【解析】本题考查实验室制取气体。(1)仪器①的名称为铁架台。(2)实验室常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,应选择固液常温型发生装置,故应选B,二氧化碳密度比空气大,能溶于水且能与水反应,收集装置选C;碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,反应的化学方程式为。(3)氧气具有助燃性,密度比空气大,用装置F收集氧气时,气体应从a口处通入,则验满的方法是将带火星的木条放在b口处,观察木条是否复燃。
20.【答案】(1)澄清石灰水 (2)C (3) NaOH (4)有新物质生成
【解析】本题考查二氧化碳与澄清石灰水、水和氢氧化钠溶液的反应。(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,通常用澄清石灰水检验二氧化碳气体,实验一可用于实验室检验二氧化碳气体,故烧杯中应盛放的试剂是澄清石灰水。(2)二氧化碳能溶于水,A错误;二氧化碳能与水反应生成碳酸,B错误;由图甲可知,t1后,二氧化碳在水中已经达到饱和状态,故溶液pH几乎无变化,C正确。(3)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;由图乙可知,溶液pH减小,说明溶液中NaOH减少。(4)对于有明显现象的化学反应,可借助生成沉淀或产生气体等现象判断化学反应是否发生;对于没有明显现象的化学反应,可以从验证反应物的减少或有新物质生成等角度来判断化学反应是否发生。
21.【答案】(1) CDHGJK A
(2)铁架台
【详解】(1)现将一定体积5%的过氧化氢溶液加到二氧化锰中,用排水法收集氧气,反应物为固体和液体,反应条件不需要加热,故发生装置为固液常温型,故选CDH,用排水法收集氧气,故收集装置选GJK,故需要用到的仪器是CDHGJK;过氧化氢在二氧化锰的催化下反应生成水和氧气,该反应化学方程式:。
A、取少量MnO2,试管倾斜(或平放),用药匙或纸槽把药品送到试管底部,然后使试管直立起来,实验操作正确;
B、向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签要对准手心,瓶口紧挨试管口;图中试管没有倾斜、瓶口没有紧挨试管口、标签没有对着手心、瓶塞没有倒放,实验操作错误;
C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,实验操作错误;
D、托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则,不能用手拿砝码,应用镊子夹取,实验操作错误;
故选:A。
(2)上述实验仪器中的名称是:铁架台。
22.【答案】(1)长颈漏斗
(2)B/F
(3)b
(4)氢气密度小于空气
(5) 氯化氢气体 水蒸气
【详解】(1)由图可知①是长颈漏斗
(2)实验室制取氢气是用锌粒与稀硫酸在常温下制取氢气,适合用固液常温型发生装置,故选B或F。
(3)氢气密度小于空气,所以用G装置收集氢气时,应从短管b通入。
(4)实验室制取氢气时,通常选用装置D而不选用装置C收集氢气的理由是氢气密度小于空气,所以选择向下排空气法。
(5)盐酸具有挥发性,所以用锌粒和稀盐酸反应制取氢气时,其中含有的杂质是氯化氢气体;用排水法收集到的氢气中会混有水蒸气。
23.【答案】(1)①4.8 ②量筒 ③B (2)①(合理即可) ②用玻璃棒分别蘸取两种样品放在酒精灯外焰上灼烧,玻璃棒上有白色固体出现的是氯化钠溶液,没有白色固体出现的是稀盐酸
【解析】本题考查一定溶质质量分数的溶液的配制,酸和盐的鉴别。(1)①需要氯化钠的质量为80 g×6%=4.8 g。②配制该溶液时所需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和量筒。③称量时,砝码端忘记垫质量相同的称量纸,使氯化钠的质量比理论值少,会造成溶质质量分数偏小,A不符合题意;量取水时,俯视读数,会造成实际量取的水的体积偏小,导致溶质质量分数偏大,B符合题意;装瓶时,有少量溶液洒出,溶液具有均一性,因此溶质质量分数不变,C不符合题意。(2)①化学方法有多种,如锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,和氯化钠不反应,故可以选择锌粒,有气泡产生的是盐酸,无气泡产生的是氯化钠溶液,反应的化学方程式为;氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水,氯化铜溶液为蓝色,和氯化钠不反应,故可以选择氧化铜,能使CuO溶解、溶液变蓝的是盐酸,无现象的是氯化钠溶液,反应的化学方程式为。②物理方法:因盐酸易挥发,故可以用玻璃棒分别蘸取两种样品放在酒精灯外焰上灼烧,玻璃棒上有白色固体出现的是氯化钠溶液,没有白色固体出现的是稀盐酸。
【上分归纳】配制的溶液溶质质量分数偏大的原因
(1)溶质的实际质量偏大:a.称量时所用的砝码已生锈或沾有油污;b.量取待稀释溶液时仰视读数;C.称量前天平指针偏右等。
(2)水的实际质量偏小:a.量取水时俯视读数;b.量筒内的水未全部倒入烧杯等。
24.【答案】(1)A
(2)铁粉未与水接触,没有生锈,氧气浓度不变
(3)食盐能加快铁的生锈
(4)将大小相同的2根洁净的铁钉分别放入大小相同的试管中,再加入适量且等量的水,最后充入浓度不同的氧气,一段时间后,观察到氧气浓度较高的试管中铁钉生锈更严重。由此可得出氧气浓度越高,铁生锈越快
(5)集气瓶中温度升高,是因为时刻加入水后,铁与氧气和水同时接触发生铁的生锈,且铁生锈是放热反应;集气瓶中温度下降并慢慢恢复至室温,是因为时刻后铁生锈接近停止,产生的热量小于体系散失的热量(合理即可)
(6)干燥剂/除氧剂/暖宝宝/发热贴(合理即可)
【详解】(1)小组同学设计如上图的实验1进行实验,一段时间后,当观察到只有A管中的铁钉与氧气、水同时接触,出现了明显生锈现象,B管中的铁钉只与水接触,不生锈,C管中的铁钉只与氧气接触,不生锈,由此可以得出铁生锈的条件是需要氧气和水同时存在,故填:A;
(2)铁生锈的条件是铁同时接触水和氧气,实验2的①中只有氧气,没有水,铁粉不会生锈,所以氧气的浓度没有发生改变,故填:铁粉未与水接触,没有生锈,氧气浓度不变;
(3)由表中数据可知,②中没有加食盐和稀醋酸,④中加了食盐,没有加稀醋酸,唯一的变量是是否加食盐,④中200s时氧气的浓度更低,说明铁消耗氧气的速率更快,由此可得出食盐可以加快铁生锈,故填:食盐能加快铁的生锈;
(4)若想证明铁锈蚀的快慢还可能与氧气的浓度有关,其实验方案为:将大小相同的2根洁净的铁钉分别放入大小相同的试管中,再加入适量且等量的水,最后充入浓度不同的氧气,一段时间后,观察到氧气浓度较高的试管中铁钉生锈更严重。由此可得出氧气浓度越高,铁生锈越快;
故填:将大小相同的2根洁净的铁钉分别放入大小相同的试管中,再加入适量且等量的水,最后充入浓度不同的氧气,一段时间后,观察到氧气浓度较高的试管中铁钉生锈更严重。由此可得出氧气浓度越高,铁生锈越快;
(5)由图可知,集气瓶中温度先升高,后降低,集气瓶中温度升高,是因为时刻加入水后,铁与氧气和水同时接触发生铁的生锈,且铁生锈是放热反应;集气瓶中温度下降并慢慢恢复至室温,是因为时刻后铁生锈接近停止,产生的热量小于体系散失的热量;
故填:集气瓶中温度升高,是因为时刻加入水后,铁与氧气和水同时接触发生铁的生锈,且铁生锈是放热反应;集气瓶中温度下降并慢慢恢复至室温,是因为时刻后铁生锈接近停止,产生的热量小于体系散失的热量(合理即可);
(6)铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程,且铁生锈是放热反应;利用铁粉生锈的原理,可用作干燥剂、除氧剂、暖宝宝或发热贴,故填:干燥剂或除氧剂或暖宝宝或发热贴(合理即可)。
25.【答案】(1)化学反应前后元素种类不变或质量守恒定律;(2)品红容易不褪色;c;(3)锌;(4)A
【详解】(1)由质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含有氢元素、氧元素、硫元素,则生成物中气体可能是二氧化硫、氢气、氧气,故作出猜想的理论依据是质量守恒定律(或化学反应前后元素种类不变);
(2)小彬的猜想正确,说明气体是氢气,氢气不能使品红溶液褪色,氢气密度比空气小,用向下排空气法收集,故连接导管a与导管c,收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火;
(3)锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气,则图2中两种金属触碰后铜没有发生化学反应,锌发生化学反应;
(4)制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属,锌比铁活泼,铜、银均没有铁活泼,故选:A。
26.【答案】(1)气泡 (2)水 (3)不正确,蒸干得到的白色固体可能是Ca(OH)2,不能证明盐酸和Ca(OH)2发生了化学反应 (4)可能有 (5)NaCl、CaCl2、HCl (6)①产生白色沉淀,但无气泡;②先产生气泡,后产生白色沉淀
【解析】本题考查科学探究实验。(1)实验二中稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可观察到产生气泡。(2)实验一中稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,根据复分解反应发生的条件,即有沉淀、气体或水生成,可认为实验一中肯定发生了化学反应。(3)将实验一中的液体混合物倒入蒸发皿中,用酒精灯加热蒸发,最终得到了白色固体,蒸干得到的白色固体可能是 Ca(OH)2,所以该现象不能证明盐酸和 Ca(OH)2 发生了化学反应。(4)实验一中稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,反应后溶质中一定含有氯化钙,可能含有盐酸或氢氧化钙;实验二中稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,反应后溶质中一定含有氯化钠,可能含有盐酸或碳酸钠;将两支试管中的所有物质倒入一个干净的烧杯中,盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体、水和氯化钠,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,甲组同学发现烧杯中没有任何明显现象,则说明甲组同学在进行实验二后,试管中一定没有碳酸钠,可能有稀盐酸剩余,无论实验一中盐酸或氢氧化钙是否过量,均无明显现象。(5)乙组同学发现烧杯中有气泡产生,则说明实验一反应后有盐酸剩余,实验二反应后有碳酸钠剩余,并无其他现象,即不产生沉淀,则说明碳酸钠完全反应,不会再与氯化钙反应;乙组同学取少量烧杯中的液体于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,发现溶液变红,说明溶液显酸性,则溶液中含有稀盐酸,故乙组同学的烧杯中最终溶液的溶质成分是氯化钙、氯化钠和氯化氢,化学式分别为CaCl2、NaCl、HCl。(6)当实验一中氢氧化钙过量,实验二中碳酸钠过量时,可观察到产生白色沉淀,无气泡产生;当实验一中稀盐酸过量,实验二中碳酸钠过量时,碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可观察到产生气泡,待盐酸完全反应后,碳酸钠又与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,可观察到产生白色沉淀。
27.【答案】(1)火碱(合理即可) (2)溶液由红色变为无色
(3) (4)左高右低
【解析】(1)氢氧化钠的俗称为火碱、烧碱、苛性钠。(2)试管①中氢氧化钠溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色,滴加稀盐酸至过量,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,观察到溶液由红色变为无色,则可证明盐酸和氢氧化钠反应。(3)试管②中氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为。(4)装置③中,将等体积的氢氧化钠溶液和水分别注入装有等体积CO2的集气瓶中,二氧化碳能与氢氧化钠反应,也能与水反应且能溶于水,若左边瓶中的压强小于右边瓶中的压强,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,可观察到U形管中液面左高右低。
28.【答案】
CaCO3 氢氧化钙微溶于水,如剩余氢氧化钙较多则无法全部溶解 无明显现象 NaOH和Ca(OH)2 氯化钡 96%
【详解】(1)碳酸钠可以和生成的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为。
Ⅰ.固体A成分的探究:
[猜想]
(2)①因为碳酸钙不溶于水,所以固体A可能只有碳酸钙,化学式为CaCO3。
(3)②因为氢氧化钙微溶于水,如剩余氢氧化钙较多则无法全部溶解,所以固体A中可能有氢氧化钙。
[实验1]:(4)猜想②不成立则只含有碳酸钙,碳酸钙难溶于水,则相当于向水中滴加酚酞溶液,所以现象是无明显现象(或酚酞不变红)。
Ⅱ.溶液B的成分探究:
[猜想]:
(5)氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠,可能有氢氧化钙或碳酸钠剩余,所以猜想②溶液B中的溶质是NaOH和Ca(OH)2。
[实验2]:
(6)证明猜想③正确,则含有碳酸钠,碳酸钠和氯化钙、氯化钡等反应会产生白色沉淀,若加入氯化钙可能形成微溶于水的氢氧化钙,则应该加入氯化钡等可溶性钡盐溶液。
[应用]:
(7)2.4gCaCO3中钙元素的质量为
所以该混合物中钙元素的质量分数为
29.【答案】(1)红
(2)温度越高,碱性越强
(3)①④⑦
(4)有气泡产生
(5)碳酸钠和氯化钠
(6)取少量上层清液于试管中,滴入碳酸钠,若有沉淀产生,则说明有氯化钡
【详解】(1)酚酞溶液遇碱性溶液变红色,则可观察到溶液显红色。
(2)pH>7的溶液显碱性,且pH值越大,碱性越强,对比实验①②③,温度越高,pH越大,则说明碱性越强。
(3)对比实验中,要控制变量,要向证明碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可比较①④⑦。
(4)试管②中,碳酸钠和硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,现象为有气泡产生。
(5)试管①中,碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,试管③中氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,将①③物质倒入同一物质中,白色沉淀增加,则说明试管①中碳酸钠过量,试管③中氯化钡过量,则试管①反应后的溶质为氯化钠和碳酸钠。
(6)若想证明烧杯乙中还含有氯化钡,氯化钡和碳酸钠能结合为碳酸钡沉淀,则取少量上层清液于试管中,滴入碳酸钠,若有沉淀产生,则说明有氯化钡。
30.【答案】(1)注射器a的活塞回到原处 (2)19% (3)ABC
(4)挤压装有盐酸的滴管 (5)温度达到可燃物的着火点
(6)B
【解析】本题考查实验方案的设计与评价。(1)将注射器b的活塞推至底端,注射器a的活塞从20 mL处向外拉,若装置气密性良好,松手后,会观察到注射器a的活塞回到原处。(2)白磷燃烧消耗氧气,待完全反应后,装置逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,注射器a的活塞右移,减少的体积就是消耗氧气的体积,则空气中氧气的体积分数为×100%=19%。(3)该实验中,可通过推拉注射器,使氧气与白磷充分接触,使氧气充分反应,A符合题意;该实验中,可通过注射器a中的体积变化得出消耗氧气的体积,B符合题意;该实验中,白磷燃烧,放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大,注射器活塞会移动,故注射器可起到调节压强的作用,C符合题意。(4)保持燃烧管微热,挤压装有盐酸的滴管,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,且密度比空气大,使白磷隔绝氧气,故燃烧的白磷熄灭。(5)【实验步骤二】Ⅰ中,挤压装有过氧化氢溶液的滴管,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,燃烧管中红磷与氧气接触,温度没有达到着火点,不燃烧;白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点。(6)【实验步骤二】Ⅱ中,二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,密度比空气大,通过隔绝氧气达到灭火的目的。用扇子扇灭蜡烛火焰,是因为空气流动,带走热量,降低温度至可燃物的着火点以下,从而达到灭火的目的,与【实验步骤二】Ⅱ中的原理不相同,A不符合题意;油锅着火时盖上锅盖灭火,是通过隔绝氧气达到灭火的目的,与【实验步骤二】Ⅱ的原理相同,B符合题意;用一小盆水泼灭炭火,是因为水蒸发吸热,通过降低温度至可燃物的着火点以下达到灭火的目的,与【实验步骤二】Ⅱ中的原理不相同,C不符合题意。
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