2022年浙教版科学中考复习化学实验探究题
1.半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是 H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分,设计的实验方案如图所示。
查阅资料可知碱石灰是 CaO 和 NaOH 的混合物。回答下列问题:
(1)A瓶中产生白色沉淀,其反应的化学方程式是______。
(2)D装置中“冰水”的作用是______。
(3)实验结果证明有H2、CO、CO2存在,根据实验装置回答,证明CO存在,只需观察到的现象是______。
(4)为了测定半水煤气中 H2、CO 质量的实验方案如下:
若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a 克,步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b 克,则半水煤气中H2与CO的质量比为______(用含字母a、b的代数式表示)。
2.到19世纪末,经几代科学家对光合作用的不断探索,得到结论:光合作用的反应物还和,产物是和有机物。为了探究产物中的元素的来源科学兴趣小组从元素守恒的角度进行了如下猜想:
猜想一:中的元素全部来源于;
猜想二:中的元素全部来源于;
猜想三:中的元素来源于和。
为了求证,他们查阅了以下资料:
资料一:范·尼尔通过实验得出紫硫细菌合成有机物的反应式,与高等植物光合作用的反应式进行比较研究后,建立了猜想。
紫硫细菌:(糖类)
高等植物:(糖类)
资料二:美国科学家鲁宾、卡门给三组小球藻提供含有一定比例的水和碳酸氢盐(碳酸氢盐给小球藻的光合作用提供全部的,而且不产生水,其他条件均相同),光照相同时间后,分别检测小球藻释放氧气中的比例,实验结果如表所示。(可作为示踪原子)
组别 水中的比例(%) 碳酸氢盐中的比例(%) 释放的氧气中的比例(%)
1 0.85 0.41 0.84
2 0.85 0.55 0.84
3 0.85 0.61 0.85
资料三:
Ⅰ、表示中子数为8的氧原子,是表示中子数为10的氧原子,所以1个的质量是一个的质量的9/8倍;自然界的氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3,其中占99.76%(可视为100%);
Ⅱ、在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数。
Ⅲ、鲁宾和卡门通过测生成氧气的密度来确定氧气中的含量。
(1)资料一的实验结论支持猜想______(选填“一”、“二”或“三”)的观点:
(2)根据资料二鲁宾、卡门的实验结果,可得出的结论及相应的依据分别是______。
(3)若有一瓶氧气里面的氧原子全部由。结合资料,计算在标准状况下该瓶氧气的密度为______千克/米3。
3.20世纪30年代,美国科学家鲁宾和卡门利用18O分别标记H2O和CO2,将C18O2和CO2分别通入含小球藻的H2O和HO中(如图所示),迅速收集产生的氧气。
(1)18O和16O互为___________原子,HO和H2O2以及CO2和C18O2具有相同的化学性质,因此可以用来示踪物质变化情况。
(2)该实验是为了研究___________。
(3)该实验必须在___________条件下进行。
(4)制备含有较多小球藻的液体时,需在盛有小球藻的液体中加入___________(选填“无机盐”或“无机盐和有机物”),并置于适宜环境下培养。
4.如图是某商场前竖立的大型充气金箍棒,工作人员用充气泵把空气源源不断地打入金箍棒中。某科学兴趣小组的两位同学根据所学的知识,提出了不同的方法来估算它所受到空气浮力的大小。
小胡:根据浮力产生的原因,计算充气金拖棒上下表面的压力差,就是浮力的大小。
小奇:根据课内掌握阿基米德原理,用其原理公式计算浮力,两位同学通过测量发现此金箍棒可以看做上下底面积3m 、高10m的圆柱体,并查阅资料,发现海拔2000m以内,每升高10m,大气压降低100Pa左右,且地面附近空气的密度为1.3kg/m3
(1)请你根据小胡和小奇的方法,分别估算该充气金箍棒受到的浮力大小___________。
(2)虽然各有误差,两位同学都发现充气金箍棒受到的浮力不足以抵消其自身的重力,也就无法漂浮,若要使充气金棒“浮”在空中,应采用什么方法? ___________。
(3)同组的小峰同学发现,充满气的金箍棒气球,哪怕密封得很严,也会随着时间的推移而慢慢漏气。你能解释其中的原因吗?___________。
5.碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80~90%SrCO3,少量CaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如图:
[查阅资料]①立窑煅烧中,SrCO3与焦炭发生反应生成单质锶。
②金属锶化学性质非常活泼,可直接与水反应生成氢氧化锶和氢气。
③氢氧化锶在水中的溶解度数据如表:
温度/°C 10 20 30 40 60 80 90 100
溶解度/g 1.25 1.77 2.64 3.95 8.42 20.2 44.5 91.2
请回答以下问题:
(1)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是______。
(2)为了得到较高纯度的碳酸锶,用热水浸取而不用冷水,其原因是______。
(3)已知锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为11:84,则x:y=______。
6.如图所示装置是一氧化碳还原氧化铁实验。实验前测出从玻璃管活塞至广口瓶止水夹之间导管的总容积约,中广口瓶口橡皮塞底端到标记处容积也为,广口瓶内装满饱和澄清石灰水。
(1)用化学方程式表示出装置的反应原理______;
(2)请将图C中的两根导管补画完整_____,要求:
①澄清石灰水要充分吸收;
②收集(有毒性,不能逸出)。
(3)轻压气球,使CO流进导管以排尽装置内的空气,广口瓶里的石灰水慢慢流入烧杯,石灰水的液面下降到标记处时,该同学判断玻璃管和橡皮管里的空气已排尽。从微观角度评价该同学的判断是否正确并说明理由_____。
7.医学上经常用硫酸亚铁糖衣片给贫血患者补铁.某兴趣小组对这种糖衣片产生了兴趣,打算对药片的糖衣所起作用等问题进行探究.
(提出问题)硫酸亚铁糖衣片中糖衣的作用是什么?
(查阅资料)a.亚铁离子遇具有氧化性的物质易被氧化成铁离子;
b.亚铁盐溶于水时,会水解产生少量氢氧根离子而产生Fe(OH)2沉淀;
c.硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物;
d.SO2能使高锰酸钾溶液褪色.
(1)(提出猜想)药片糖衣的作用除了包装药物外,还可能是_____
(2)(探究一)利用废水回收铜,制备硫酸亚铁晶体并观察其在空气中的变化推断糖衣的作用.
实验中硫酸亚铁溶液中没有浑浊出现的原因可能是_____;
(3)(探究二)某硫酸亚铁晶体(FeSO4 xH2O)热分解研究
Ⅰ.该兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值.
①硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液;装置B中硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g;装置C中高锰酸钾溶液褪色.
②实验中要持续通入氮气的目的是_____.
③小明从理论上分析得出硫酸亚铁晶体分解还生成另一物质SO3.
Ⅱ.某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4 xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量﹣﹣分解温度的关系图如图2.
①图2中T3至T4过程的化学反应方程式_____.
②计算FeSO4 xH2O中的x为_____.
8.光合作用释放的氧气来自原料CO2还是H2O呢 科学家鲁宾和卡门曾对这个问题进行了研究,在实验中他们利用18O作为标记物,制备了三份相同浓度的碳酸氢盐溶液,三份溶液的碳酸氢盐和水都含有不同的18O百分比,将小球藻放入这三种溶液并光照,然后分析产生的氧,得出结论:光合作用产生的氧来自水。
资料:
Ⅰ.中子数为8的氧原子可用16O来表示,18O是表示中子数为10的氧原子;自然界的氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3 , 其中16O占99.76%(可视为100%),
Ⅱ.碳酸氢盐给小球藻的光合作用提供全部的CO2 , 而且不产生水。
Ⅲ.在相同的温度和压强下,相同体积的气体具有相同的分子数。
(1)16O、标记物18O都属于氧元素,其位置大致在元素周期表的________方。
(2)如图是三个实验中,在水、碳酸氢盐、氧气各物质中18O所占氧元素的比例,请根据实验过程和结论,在答题纸的虚线框内完成第三个实验的碳酸氢盐和氧气中18O百分比的条形图____。
(3)鲁宾和卡门通过测生成氧气的密度来确定氧气中18O含量。若有一瓶氧气,只含18O和16O,且个数比为1:1。结合资料,计算在标准状况下该瓶氧气的密度为____千克/米3。
9.某科学小组利用如图装置对FeSO4·nH2O晶体中的结晶水的含量进行测定(铁架台等已省略). 已知:
① FeSO4和FeSO4·nH2O 加热时易被空气氧化;② FeSO4·nH2O=加热=FeSO4+nH2O.
实验步骤如下:
请回答:
(1)步骤Ⅰ打开K1导入二氧化碳气体,排尽装置中的空气,其目的是____________________.
(2)步骤Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 装置冷却至室温,则操作甲指的是_________________________.
(3)有同学建议,为加快产生CO2的速率,可将 A 中装置中盐酸浓度增大、石灰石磨成粉状.试问,制取气体时反应速度是否越快越好 其理由是_____________________________________.
(4)步骤Ⅵ称量,若晶体FeSO4·nH2O质量为 m,反应前后 C 装置质量减少了m1,D 装置质量增加了m2,则此晶体中的结晶水的百分含量为_____________________(用字母表示).
10.小明为了测定铜和氧化铜混合物中氧化铜的质量分数,设计组装了如图的实验装置:
(1)仪器识别:a ________ ;b________。
(2)装置A中发生反应的化学方程式 ________。
(3)能除去H2中混有少量HCl气体的装置是________(填装置序号)。
(4)装置E中硫酸铜粉末变蓝色,说明硬质试管中反应后有________生成。
(5)实验前硬质试管中混合物的质量为5g,实验后剩余固体质量为4.2g,求混合物中氧化铜的质量分数 ________ %。
11.实验室有两瓶标签模糊的药品(编号X和Y),其中一瓶是碳酸钠,另一瓶是碳酸钾;现要将两种药品区别开来,小实进行了如下两种实验方案。
方案一:利用如图甲所示装置,分别将相同质量的两种待检药品与足量稀硫酸反应,并用电子天平测得产生二氧化碳的质量,其质量如表所示。
方案二:利用如图乙所示装置,分别将相同质量的两种待检药品与足量稀硫酸反应,并用量筒测出排出水的体积,其体积值如表所示。(常温常压下二氧化碳的密度约为3克/升)
待检药品 二氧化碳的质量 待检药品 排出水的体积
m克X 0.4克 m克X 0.22升
m克Y 0.3克 m克Y 0.17升
(1)方案一中要获得生成的二氧化碳的质量则需要测量甲图中的________装置前后的质量差。
(2)两次实验结束后,锥形瓶内都会有二氧化碳残留,但大家认为方案二的数据更精确的理由是________。
(3)请根据表格中的数据分析确定待检药品X为________。
12.为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质?小明取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,分别进行了甲、乙两图所示实验。(注:氯化钡溶液呈中性)
(1)小明认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小明的观点是否正确,并说明理由。________。
(2)小明通过乙图实验确定了样品是部分变质,实验过程中滴加的氯化钡必须足量,其目的是________。
(3)下列溶液能代替乙图实验中的氯化钡溶液,起到相同的作用的有________。(可多选)
A.氢氧化钡 B.硝酸钡 C.硝酸钙 D.氯化钙
13.探究二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的实验中,小明同学做了如图所示的实验:将氢氧化钠溶液装入分液漏斗中,先打开阀门K1,等氢氧化钠溶液完全进入广口瓶之后立即关闭K1,充分反应后,打开止水夹K2,观察到注射器中的酚酞自动喷出,U型管右侧液体变红。请回答下列问题。
(1)若能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,还可以观察到的现象是________;
(2)实验结束后,小明将广口瓶中的沉淀滤去后的废液和U型管中的液体一起倒入同一个烧杯中,产生了白色沉淀,上层为红色液体。为了探究该红色液体中的溶质成分,完成了如下实验过程:
①取红色液体样品于试管中,加入足量的稀盐酸;
②观察到有气泡冒出,且红色消失;
③分析确定红色液体中的溶质除了酚酞之外一定还含有________。
14.为了研究氢氧化钠溶液与盐酸反应是吸热还是放热,科学兴趣小组进行了如下实验:
(1)图甲中,需要插入_______(填器材),通过测量来判断氢氧化钠和盐酸反应是吸热还是放热。
(2)氢氧化钠和盐酸恰好完全反应的评判标准是_______;
(3)随着盐酸不断滴入,烧杯中溶液温度变化如坐标图乙所示,由此判断氢氧化钠溶液与盐酸反应是_______(选填“吸热”或“放热”);
(4)实验过程中,测得某时溶液的温度是32℃,则a、b两点的溶液中,相同的溶质是(不包括酚酞)_______。
15.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是________________。
(2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉未(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 称量黑色粉末质量/g m1 m2
2 取黑色粉末,用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉未,加入稀盐酸 全部溶解,有大量气泡,溶液变浅绿色 固体逐渐溶解,溶液变成黄绿色(经验证反应后的溶液中有Fe2+,Fe3+)
4 取黑色粉末,加入足量CuSO4溶液 有红色物质生成 无明显现象
①请写出甲组反应生成的黑色粉末是________。
②请写出乙组反应生成的黑色粉末与盐酸反应的化学方程式________________。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响,且升温会________(填“增强”或“减弱”)CO的还原性。
16.某科学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱,开展了以下探究活动。
编号 操作 现象
甲 将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 无明显现象、
乙 将表面打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 铝丝表面析出红色固体
丙 将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中 铝丝表面析出红色固体
(1)比较实验乙和实验_________(选填“甲”或“丙”)可知:打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)实验乙中反应的化学方程式为_________________________,据此可知金属活动性A1强。
(3)查阅资料得知:CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。下列是某位同学对实验丙的现象进行的分析,你认为下列猜想合理的是________(填字母)。
A.H2O破坏了氧化铝膜 B.Cl-破坏了氧化铝膜
C.Cu2+-破坏了氧化铝膜 D.SO42--破坏了氧化铝膜
17.根据如图所示实验,探究酸碱中和反应。
实验一:通过溶液酸碱度证明酸碱发生中和反应,图②中b、c、d三点处对应溶液所含溶质NaCl的质量大小关系____________________(用b、c、d表示三者关系)。
实验二③④⑤操作,_________(选填“可以”或“不可以”)证明酸与碱发生了中和反应。
18.小蓉学习了酸碱盐的性质后,做了如下表中的几个实验:
编号 ① ② ③ ④
试剂 NaOH 溶液 MgCl2溶液 Na2CO3溶液 Ba(NO3)2溶液
加入稀硫酸 无明显现象 无明显现象 产生气泡 白色沉淀生成
(1)以上实验中,③④出现了明显的现象,可以判断试管中发生了_______反应。(填基本反应类型)
(2)小蓉同学向盛有 NaOH溶液的试管中先加了一种试剂,再逐滴加入稀硫酸,出现了红色消失的现象,确定试管①中也发生了反应,这种试剂是________。
(3)小蓉同学认为试管②中没有发生复分解反应,溶液中同时存在 Mg2+和 Cl-。
(查阅资料)SO42-会对Cl-的检验有干扰,需要先除去。
(设计方案)小蓉根据资料和自己的猜想提出了如下实验方案。
①小蓉的实验方案存在缺陷,请你加以改进___________。
②步骤三中现象Ⅱ的现象是:___________。
19.在课堂上,老师向同学们表演了“水能生火”的魔术:向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水,脱脂棉燃烧起来。小蔡很感兴趣,于是,他和同学们进行探究。
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质?为什么脱脂棉会燃烧?
[猜想]①可能有一种气体和另一种物质生成;②反应过程中可能有热量放出。
[实验装置]如图所示
[实验探究]
实验一:探究反应后生成的气体是什么?
(1)打开如图装置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃。说明生成的气体是氧气;实验中,还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出,请解释产生该现象的原因:___________。
实验二:继续探究反应后生成的另一种物质是什么?
(2)小张猜想另一种物质是Na2CO3,小蔡认为不可能。小蔡的依据是:___________。
(3)小蔡取反应后所得的溶液于试管中,滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液变红色。说明反应后所得的溶液呈碱性。
[表达]由实验探究的结果,写出过氧化钠和水反应的化学方程式___________。
20.已知某合金粉末可能含有铝、铁、铜这几种金属,某兴趣小组在老师的指导下,对合金粉末中铝、铁、铜的存在情况进行了探究。
查阅资料:铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑(产物NaAlO2溶于水);Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应。
猜想:
猜想1:该合金粉末中含有铝、铁。猜想2:该合金粉末中含有铁、铜。
猜想3:该合金粉末中含有铝、铁、铜。
实验探究:下列实验仅供选择的试剂:稀盐酸、NaOH溶液。
实验方案 实验现象 结论
⒈取一定量的合金粉末,加过量的___________,充分反应后过滤,滤渣备用 粉末部分溶解,并有气体放出 合金中一定含有___________
⒉取步骤1所得滤渣,加入过量的___________,充分反应 滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈___________色 合金一定还含有___________
(探究结论):猜想3成立。
反思:一般来说,活泼金属能与盐酸等酸反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式___________
21.工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。联盟科学兴趣小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。
(原理思路)利用Na2CO3与稀H2SO4反应产生CO2,通过CO2质量的测定来确定样品中碳酸钠的质量,从而计算样品纯度。
(实验方案)小联同学根据以上思路,设计了如图甲的实验方案(固定装置省略)。
(交流讨论)小盟认为图甲实验方案的设计有缺陷,该缺陷会导致CO2质量测量结果如何变化并请阐述理由___________。
(方案改进)该小组同学根据以上讨论对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。
为减少误差,使CO2质量的测定更准确,应在何时鼓入空气为宜___________。
(拓展提高)已知Na2CO3溶液与稀硫酸反应先生成NaHCO3,当Na2CO3全部转化为NaHCO3后,生成的NaHCO3能继续与稀硫酸反应生成CO2相关化学方程如下:
2Na2CO3+H2SO4==2NaHCO3 + Na2SO4,2NaHCO3+H2SO4==Na2SO4 +2H2O+2CO2↑。现向样品中加一定量的稀硫酸,反应后产生无色气体并得到X溶液。请分析推断反应后所得X溶液的溶质,其所有的可能组成___________。
22.小红同学通过对化学九年级上册内容的学习,越来越觉得化学有意思。下面是她最近这段时间的学习经历,请同学们阅读之后完成下面的问题。
小红发现,金店里有两种不同的“白金”,单价相差悬殊,小红很好奇,打算进行研究。
(查阅资料)市场上所谓的“白金”通常有两种,一种是金、镍、铜、锌的合金,称为白色金;另一种是铂金,铂是一种银白色的贵重金属,用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等,俗称“白金” 元素符号Pt。小红结合化学课上学习的金属活动性顺序,展开了下列实验活动。
探究Zn、Ni(镍)、铜的活动性顺序。
(作出假设)对三种金属的活动性顺序提出可能的假设:①Zn>Ni>Cu;②Zn>Cu>Ni;你觉得还有其他的可能性吗?请把它们写出来(一种即可)。
(1)假设:③___________。
(2)(查阅资料)小红同学查阅了部分含镍化合物的溶解性如表,且得知镍能与酸反应。
OH NO3 SO42 Cl
Ni2+ 不 溶 溶 溶
(设计实验)同温下,取大小、厚度相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象。
(记录现象)请帮助小红把实验现象填写完整
金属 Ni Zn Cu
与盐酸反应的现象 气体产生缓慢,金属逐渐溶解 气体产生迅速,金属迅速溶解 __
(3)(得出结论)原假设中正确的是___________(填序号),写出镍与盐酸反应的化学方程式________。
(4)(结论应用)根据探究结果,请你预测镍与硫酸铜溶液___________(填“能”或“不能”)反应。
23.一种气体可能含有N2、H2O(气)、CO2、H2和CO中的一种或几种,某同学设计了以下实验装置研究该气体的组成(A中试剂足量):
该学生观察到如下化学现象:装置A中澄清的石灰水变白色浑浊,装置B中白色无水硫酸铜变蓝,装置C中浓硫酸无明显变化,装置D中黑色的氧化铜变为一种亮红色物质,装置E中澄清的石灰水变白色浑浊,装置F中白色的无水硫酸铜变蓝色。该学生从上述实验现象中得出如下结论:气体中① 肯定不含CO2;② 肯定含CO; ③ 肯定含H2O(气);④ 肯定含H2;⑤ 可能含N2。
(1)你认为不正确的结论是___________。
(2)为使实验得到正确结论,须将上述实验中的仪器装置重新连接,你认为合理的排列顺序是_______。
(3)请找出实验装置中的一处错误装置________(填序号)。
24.过氧化氢溶液保存时,因缓慢分解导致质量分数变小(化学方程式2H2O2=2H2O+O2↑)。为探究酸碱性对过氧化氢分解快慢的影响,小科利用图甲装置,每次实验往锥形瓶中加10g 30%过氧化氢溶液,再滴加调节剂,使其pH分别从3依次调至13,在60℃反应温度下进行实验,获得数据如图乙。
(1)氧气能用排水法收集,是因为________________。
(2)根据本实验结果,对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议:________________。
(3)某次实验中,当10g溶质质量分数为30%的过氧化氢溶液放置一段时间后,发现排出水的体积约为224ml,求剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为多少?(氧气的密度为1.429g/L)(写出计算过程,滴加的调节剂对溶液质量的影响忽略不计,计算结果精确到1%)___________。
25.工业烧碱具有较好的杀菌消毒作用且廉价易得,但工业烧碱中常含有杂质碳酸钠。某科学学习小组同学围绕工业烧碱样品纯度测定问题,展开了讨论与探究。
(原理思路)利用碳酸钠与稀硫酸反应产生CO2,通过CO2质量的测定,确定样品中碳酸钠的质量,从而计算烧碱样品纯度。
(1)(交流讨论)小明认为图甲实验方案的设计有缺陷,若按该方案进行测定会导致难以避免的误差。你认为下列哪些因素会导致难以避免的误差________(填序号)。
①加入的稀硫酸量不足 ②装置内空气中的CO2没有排出
③反应产生的CO2未被完全吸收 ④干燥管与空气直接相通
(2)(方案改进)为减少误差,使CO2质量的测定更准确,该小组同学根据以上讨论,对图甲方案进行改进,设计了如图乙的实验方案(固定装置省略)。图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是________。(填选项)
A.打开a,b关闭c B.打开a,c关闭b
(3)(数据分析)若撤去图乙中的C装置,则测得工业烧碱的纯度将________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
26.小明为探究酸、碱、盐的化学性质,做了如下实验:
(1)实验后液体颜色变红的试管是________;
(2)反应后试管C溶液中一定存在的大量阳离子是________;
(3)小明把D、E反应后的液体倒入一个洁净的烧杯中,观察到只有白色沉淀生成,过滤后得到白色沉淀和无色滤液,小明分别对试管D、E反应时的反应物用量有如下描述,正确的是________。
A.试管D中氢氧化钙溶液一定过量 B.试管D中稀盐酸可能过量
C.试管E中碳酸钠一定过量 D.试管E中稀盐酸一定过量
27.小科做Na2CO3溶液与稀盐酸反应的实验时发现:稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中,一开始没有气泡产生,到后来溶液中才有气泡产生;而将Na2CO3溶液滴入稀盐酸中,立即有气泡产生。
(问题)稀盐酸滴入Na2CO3溶液中,为什么一开始不产生气泡?
(猜想)根据质量守恒定律和复分解反应分析,稀盐酸滴加到Na2CO3溶液中,先生成了NaHCO3和另一种盐。
(实验)为验证反应中是否有NaHCO3生成,进行如下实验:
①取一定量的Na2CO3溶液,逐滴滴入稀盐酸,刚好有气泡产生就停止滴入。
②将①中所得溶液在低温下蒸发至固体M完全析出。
③按如图装置加热分解固体M,并把加热产生的气体通入烧杯内A试液中。
(现象与结论)实验③过程中观察到试管口有液滴生成和A试液变浑浊,证实稀盐酸逐滴滴入Na2CO3溶液中先生成了NaHCO3。
(反思交流)
(1)图中A试液的名称是________。
(2)实验③结束,若小柯熄灭酒精灯前没有把导管移出液面,则会引起________。
(3)稀盐酸逐滴滴入到Na2CO3溶液中,产生的二氧化碳气体体积(V)与滴加稀盐酸体积(VHCl)之间关系符合的图象是________(填字母)
28.为探究“稀盐酸和氢氧化钠溶液反应过程中,溶液的pH及温度随时间变化关系”,小科按图甲连接好实验装置,往盛有一种溶液的烧杯中滴人另一种初温相同的溶液、同时用玻璃棒搅拌、数字采集器和计算机实时显示数据和曲线(如图乙):横坐标表示时间,左边纵坐标表示pH,右边纵坐标表示溶液的温度。结合反应过程并分析曲线,回答下列问题:
(1)胶头滴管中的试剂是________,150秒时烧杯中溶液含有的溶质是________;
(2)烧杯中溶液的温度升高的原因是________。
29.某食品包装袋中有一袋较大的干燥剂,上面写有“生石灰,请勿食用”,该食品已放置很长一段时间。同学们在实验室对这包干燥剂目前的主要成分展开了探究。
(提出猜想)干燥剂中可能含有CaO、Ca(OH)2、CaCO3。
(实验探究)小组讨论后设计如图所示实验进行探究:
(实验结论)①在实验步骤B中有放热现象说明干燥剂含有___________。
②在实验步骤B中的白色沉淀物可能含有哪些物质?___________。
③在实验步骤D中形成红色溶液,说明干燥剂中含有Ca(OH)2 。
(分析与交流)小金经过分析认为实验结论③不准确,理由是___________。
30.铜是一种不活泼的金属,但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式:Cu2(OH)2CO3]。某科研小组为探究铜绿生成的条件,并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质),实验设计如下:
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外,还必须有CO2。为“证明必须有CO2”需要进行以上实验中的_____________(填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O,则步骤I中发生的反应类有____________。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为_______________________________________。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,你认为可能的原因是______________(写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag,则a的取值范围为________。
31.镍(Ni)元素存在于我们生活用品中,例如保温杯的不锈钢就含有。为了了解镍金属活动性的强弱,某兴趣小组的同学将等量的镍和镁与等质量等浓度的稀硫酸进行实验。将金属与稀硫酸同时加入反应装置中,当稀硫酸过量时记录反应时间和生成氢气质量,得到如图甲所示的图像;当金属过量时记录反应时间和生成氢气的质量,得到如图乙所示的图像。若将镁置于反应装置中,然后向反应装置中逐渐滴加稀硫酸,每加一滴完全反应后再加下一滴,以此形式滴加至过量,记录镁完全反应时生成氢气的质量和消耗稀硫酸的质量,得到如图所示的图像。(反应的化学方程式:Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑;Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑)
(1)查阅资料得知,与等质量等浓度的同种酸反应,当同种金属的相同质量时,粉末状的要比块状的反应快。则以上实验中,镁和镍还需要控制________相同。
(2)下列对于甲乙两图理解的说法正确的是________(可多选)。
A.甲图中反应结束后两种金属一定没有剩余 B.乙图中反应结束后稀硫酸可能有剩余
C.甲图中反应结束后消耗稀硫酸的质量不相等 D.乙图中反应结束后消耗稀硫酸的质量相等
(3)取与镁等质量的镍置于反应装置中,然后采用与镁相同的方式向反应装置中滴加稀硫酸。请在丙图上画出镍与稀硫酸反应产生氢气质量与稀硫酸质量的关系图,标出镍完全反应时生成氢气质量和消耗稀硫酸的质量。________
32.请同学们根据常见的可溶性碱的性质回答下列问题:
(1)同时挤压图甲中A、B装置的胶头滴管,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的现象是________________。
(2)为了验证氢氧化钠能与盐反应,可选择的物质是________(可多选)。
A.碳酸钙 B.氯化铁 C.硝酸钡 D.硫酸铜
(3)为鉴别氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液,用如图乙所示的A,B,C三种方案(每种方案的两支试管中事先分别加入等量的上述两种溶液),其中可行的方案是________。
33.某兴趣小组在完成硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验,观察到了如图所示的两种不同的实验现象,为此进行探究。
查阅资料发现:
①在碱性条件下,硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜;
②在酸性条件下,硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液反应生成碱式硫酸铜(Cu4(OH)6SO4);
③碱式硫酸铜为蓝绿色固体,不溶于水但溶于酸,与盐酸反应的化学方程式为:Cu4(OH)6SO4+6HCl=CuSO4+3CuCl2+6H2O;
(1)结合甲乙两组的实验,同学们推测硫酸铜溶液呈酸性。请写出他们的依据:________________________
(2)为验证乙实验产生的沉淀为碱式硫酸铜,同学们进行如下表所示实验。
步骤 主要实验操作 实验现象
① 取乙组实验后的混合物过滤 得到蓝绿色沉淀
② 取蓝绿色沉淀,用蒸馏水洗涤几次 无明显现象
③ 向最后一次洗涤液中滴加氯化钡溶液
④ 取洗涤后的蓝绿色沉淀于试管中,滴加稀盐酸 沉淀全部溶解,得到蓝绿色溶液
⑤ 取少量蓝绿色溶液于试管中,滴加氯化钡溶液 产生白色沉淀
实验结论:蓝绿色沉淀是碱式硫酸铜
完成步骤③实验现象________________。
(3)为了确保氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜,实验的关键是________________
34.某兴趣小组为了了解铁生锈耗氧量的情况,做了如下实验:
①连接实验仪器并进行气密性检查;
②称取一定量铁粉和2.0克活性炭,在研钵内混合均匀待用,将浸有饱和食盐水的棉花平铺在锥形瓶底部;
③用纸槽将取出的铁粉和活性炭粉快速均匀平铺在棉花上,迅速把带有氧气传感器的单孔橡皮塞旋紧,如图甲所示;
④多次测量,绘制氧气浓度的变化曲线,如图乙所示,得到气压测量仪器上的数据,发现气压先上升后下降,手触摸锥形瓶外壁,有明显的发热现象;
⑤将铁粉换成是等量的粗铁丝,重复上述实验,刚开始无明显现象,几天后粗铁丝表面红色物质明显增多,氧气浓度不断下降。
(查阅资料)采用活性炭可使铁粉疏松、透气;饱和食盐水可促进耗氧反应。
结合上述过程,完成下列问题:
(1)实验中,该兴趣小组的同学用________来反映耗氧量的多少。
(2)铁粉比等量的粗铁丝耗氧量快的原因是________________。
(3)铁粉生锈耗氧量情况的实验中,气压先升高后下降。请解释气压上升的原因________________。
35.研究性学习小组的同学用氢气还原氧化铜的原理测定水的组成。请你一起对此展开探究。
[设计方案]
甲同学利用如图装置及药品进行实验,洗气瓶B中浓硫酸的作用是______。
[实验探究]当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:
①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;
②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g, 用此数据算得水中H、O元素的质量比为______, 而由水的化学式计算得出H、O元素的质量比为为1:8。
[分析交流]
假设装置内原有空中的水蒸气,CO2已预先排尽,生成的水完全被D中碱石灰吸收。针对上述实验结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,应在D装置后,再连接个盛碱石灰的干燥管,增加该装置的作用是______,小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
36.某混合气体可能是CO、CO2、H2O、H2中的一种或几种,为确定成分,将混合气体通入如图装置中进行实验(假设每步吸收和反应均完全)。
先通入一段时间混合气体,再给D装置加热,观察到的现象是:A、E中的白色粉末均变蓝色; D中黑色粉末变红色;E中出现白色沉淀。则
(1)能证明混合气体中含有CO的现象为______。
(2)上述实验现象还无法证明是否存在CO2,要确定该气体是否存在,以下进行的实验操作或实验改进合理的是______。
A.完成上述实验后,再向B中加入澄清石灰水,观察是否变浑浊
B.称量B和C两个装置实验前后的总质量,若总质量增加则有CO2
C.在还未加热D装置前,先通入混合气体一段时间,观察F中是否出现白色沉淀
37.2020年1月25日总建筑面积为3.39万平方米的火神山医院正式开工,火神山医院在建造过程中用到了HDPE膜。老师告诉同学们HDPE膜具有极好的抗冲击性和防潮性,听完老师的描述后,同学们对HDPE膜的组成元素产生了浓厚的兴趣,进行了如下探究:
(提出问题)HDPE膜由什么元素组成?
(査阅资料)①HDPE膜能够燃烧,燃烧生成水和碳的氧化物;
②碱石灰主要成分是氢氧化钠固体和氧化钙固体。
(实验探究)如图所示,先通入干燥氮气,再将4.2g的HDPE膜样品在一定质量的氧气中点燃,并将燃烧产物依次通过装置A、B、C、D(装置中每步反应均进行完全)。
装置质量 A装置总质量 C装置总质量
实验前 100.0g 100.0g
实验后 105.4g 113.2g
(实验现象及分析)
(1)装置D中碱石灰的作用是___________。
(2)实验现象:观察到装置B中黑色粉末变成红色,证明燃烧产物中有___________。
(数据处理)见上图
(实验结论)HDPE膜仅由C和H两种元素组成,理由是(用数据分析):___________。
(反思拓展)实验中的4.2gHDPE膜样品燃烧消耗的氧气质量为m,则m的取值范围为___________。
38.已知某气体可能是氢气或一氧化碳气体,或者是氢气和一氧化碳的混合物。为验证该气体的成分,小科设计了下图所示的实验,实验中小科观察到玻璃管中黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊的现象。请回答下列问题:
(1)实验开始时,应先打开__________(选填“a或b”)通气体;
(2)根据装置中出现的实验现象,还无法确定气体成分,还需要添加一组实验装置,请写出该装置的位置和所需的药品__________;
(3)小科实验中若要对尾气进行回收再利用,C处酒精灯可换下列__________装置最为合理。
39.甜叶菊苷是一种新型甜味剂。某实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成,进行如下实验(实验中固定装置已省略):
(提出猜想)甜叶菊苷可能由碳、氢、氧三种元素组成。
(进行实验)小方取适量的甜叶菊苷按如图1进行操作,并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置于火焰上方。
(讨论交流)其他同学认为小方的实验设计存在明显错误,原因是________。
(继续探究)为了进一步确定其元素组成,同学们设计了如图2进行实验。(已知:装置中C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)
(实验分析)B装置的作用是什么?________。
(数据处理)质量为m克甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后,D装置增重a克,E装置增重b克(产物均被完全吸收)。由此可以确定甜叶菊苷一定含氧元素的依据是______。(用m、A、b关系式表示)
(交流与反思)实验前后在装置中通氮气都能减小该实验中的误差。但也有同学认为这个实验中其实不通氮气也能通过其它方法减小这方面的误差。该同学说的其他方法是指______。
40.小敏用下图装置测定铜锌合金中锌的相对原子质量。主要实验步骤如下(必要的固定装置已略去):
①连接装置并检查装置气密性;
②加入药品和水;
③记录C中液面刻度(C为带有刻度的玻璃管);
④由A向B中滴加试剂至过量;
⑤待B中不再有气体产生并恢复至室温后,记录C中液面刻度,计算得到气体的体积为V(经查,该气体密度为ρ);
⑥将B中剩余固体过滤、洗涤、干燥称重,称得剩余固体质量为W。
(1)如何检验该装置的气密性:________;
(2)小敏发现实验中由于缺少某一步骤导致数据缺乏而无法计算,该步骤是:________;
(3)如果去掉装置中连接分液漏斗和试管之间的导管,并将试管上的双孔橡皮塞改成单孔橡皮塞;那么,对测量氢气的体积有何影响?____(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)。
(4)若第(2)小题中缺少的数据为a,则锌的相对原子质量是______(用题中的字母表示)。
41.某校甲、乙两个兴趣小组对实验室一瓶敞口放置的氢氧化钠固体进行探究:
探究一:氢氧化钠固体是否变质:兴趣小组同学取少量氢氧化钠固体样品于试管中,加适量水溶解,滴加稀盐酸,产生大量气泡。回答下列问题:
(1)根据以上实验现象可判断该样品______变质(填“有”或“没有”)。
(2)氢氧化钠在空气中变质的原因:______(用化学方程式表示)。
(3)探究二:氢氧化钠固体变质程度
(查阅资料):
①碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物,能吸收水和二氧化碳
②标准状况下,二氧化碳的密度ρ=1.977g/L
③碳酸钠溶液与氢化钙溶液能发生反应:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(设计实验):甲、乙两兴趣小组同学分别称取2g氢氧化钠样品与足量稀盐酸反应,通过测定产生二氧化碳的量进行计算。甲小组同学设计了如图所示的方案一测定二氧化碳的质量。(注:不考虑稀盐酸中HCl气体的挥发)
(交流讨论)
乙小组同学认为方案一的C装置气管水面上应覆盖一层植物油,防止二氧化碳溶于水;
甲小组同学认为方案二的装置中存在缺陷,会对实验结果产生影响。请你指出产生影响的原因:______(写一点)。
(4)(拓展探究):经过交流讨论,甲乙、两小组同学共同设计了如图所示的实验方案来测定固体样品中氢氧化钠的质量分数:
“操作Ⅰ”的名称是______;
(5)如果沉淀N没有经过洗涤,就直接烘干称量,则导致测得的样品中氢氧化钠的质量分数___(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
42.某兴趣小组在实验室取用NaOH溶液时,发现瓶口有白色粉末状物质,该小组质疑该NaOH溶液可能已变质,于是进行了如下探究:
(提出问题)该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
(查阅资料)氯化钡溶液呈中性
(猜想与假设)
猜想 一、没有变质 二、部分变质 三、完全变质
溶液中溶质 NaOH NaOH、Na2CO3 Na2CO3
(探究过程)
(1)结合操作Ⅰ和Ⅱ,猜想_______正确。
(2)加入过量BaCl2溶液的目的是_______。
(3)若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液是否可行,判断并简述理由:_______。
(反思交流)
(4)如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质,常加入适量_______(选填BaCl2或Ba(OH)2)除去。
43.小明在学习了硫酸的性质后阅读资料得知,硫代硫酸钠(海波)也能和稀硫酸反应,生成黄色的硫沉淀和二氧化硫气体。为研究温度对该反应快慢的影响,小明进行如下实验:
①在白纸中心用笔画一个“十”字;
②取硫代硫酸钠溶液50毫升倒入锥形瓶中,用酒精灯加热,使之温度为30℃;
③将锥形瓶放在白纸上,瓶底中心对准“十”字的中心(如图甲);
④取5毫升稀硫酸加入锥形瓶中,塞上橡胶塞,观察记录“十”字被遮住看不见时所需要的时间;
⑤再取3个锥形瓶,在40℃、50℃、60℃时重复步骤②③④,整理数据(如图乙)。
(1)装置甲中气球的作用是___________。
(2)根据实验数据,可以得出的结论是___________。
(3)小明发现④中加入是常温下的稀硫酸,对实验结果可能有影响,他可以对实验进行的改进是:___________。
44.图甲装置可以用来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况,其中的压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小。现将等质量的镁、铝、铁与等量的等浓度的稀盐酸反应的相关数据记录如图乙。已知在等温、等体积条件下,装置内气压与气体的量成正比。
(1)实验中还要控制成一致的变量是___________ 。
(2)分析乙图,根据___________得出三次实验的盐酸都已反应完全。
(3)在进行上述实验过程中,发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大。如图丙所示。请分析可能的原因___________ 。
45.某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质,现用如图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数(铁架台、铁夹等夹持装置在图中均已略去)。实验步骤如下:
①如图连接装置,并检查气密性;
②准确称得盛有碱石灰(固体氢氧化钠和生石灰的混合物)的干燥管D的质量为m1克;
③准确称得m2克的纯碱样品放入容器B中;
④连接装置;
⑤打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;
⑥打开弹簧夹,往试管A中缓缓鼓入空气数分钟。最后称得干燥管D的总质量为m3克。请回答:
(1)若⑤⑥两步的实验操作太快,则会导致测定结果偏______;
(2)步骤⑥的目的是______;装置A中试剂可选用______,其作用是除去鼓入空气中的酸性气体。
(3)若没有C装置,则会导致测定结果______(填“偏大”或“偏小”);
(4)根据此实验,写出计算纯碱样品纯度的表达式______。
46.为验证稀H2SO4的化学性质,同学们做了如图实验:
(1)能产生气泡的试管是___________(填字母)。
(2)写出试管A中发生反应的化学方程式___________。
(3)为了检验试管C中变成无色的溶液中是否含H2SO4,可以往试管中再加入___________检验。
A.BaCl2溶液 B.Ba(NO3)2溶液 C.Na2CO3溶液 D.Cu(OH)2溶液
(4)将试管E中的浊液过滤,为探究滤液的成分,小李设计了如下方案:
方案一:滤液加入锌粒,验证滤液中含有HCl和H2SO4;
方案二:滤液加入Na2SO4溶液,验证滤液中含有HCl和BaCl2;
其中方案___________(填“一”或“二”)不能达到实验目的,应将药品更换为___________(填字母)。
a、AgNO3溶液 b、BaCl2溶液 c、Na2CO3固体 d、金属铝
47.某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品,按如下装置来测定该纯碱样品的纯度。某科学兴趣小组研究混有少量氯化钠杂质的纯碱样品。
实验步骤如下:①组装好仪器并检查气密性。②通入一会儿空气③用托盘天平称量干燥管D的质量为m1;④称量纯碱样品的质量为n,装入广口瓶B内;⑤打开分液漏斗a的旋塞,缓缓滴入稀硫酸,至不再产生气泡为止;⑥往试管人缓缓通入空气数分钟,然后称量干燥管D的质量为m2。
(1)仪器A中装的试剂_______;
(2)步骤⑥鼓入空气的目的是_______;
(3)干燥管E的作用是_______;
(4)根据实验数据可得该纯碱样品的纯度为_______。
48.铁暴露在空气中会生锈。切开的苹果放置不久,果肉上也会产生一层咖啡色的物质,也好像是生了“锈”一样。某科学兴趣小组对此进行了探究。
(提出问题)______。
(猜想与假设)猜想①:可能与空气没有关系,只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”; 猜想②:可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”;
猜想③:可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”;
猜想④:可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”。
(查阅资料)苹果果肉里的物质(酚氧化酶)与空气接触发生反应,生成咖啡色的物质。
(实验探究)该小组设计了如图所示的实验方案进行了验证,并观察实验现象。
实验较长时间后,发现______(填字母编号)试管中的苹果“生锈”。
(得出结论)苹果果肉里的物质(酚氧化酶)与空气中的氧气发生了反应,生成咖啡色的物质。
(反思与评价)在验证猜想①时,同学们发现,如果水不与空气隔绝,果肉放在水中时间长了也会变色,其原因是______。
49.某实验小组同学为了探究稀盐酸与NaOH能否发生化学反应,设计了如下方案。
(方案一)测定溶液pH的变化证明二者发生化学反应
(1)如图1,用pH传感器测定两溶液混合时pH的变化曲线,证明二者发生了化学反应。下列说法中正确的是___________(填字母)。
A.该实验是将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中
B.a点溶液中所含溶质为NaOH
C.b点到c点的变化过程中,都没有发生化学反应
D.往c点溶液中加入Cu(OH)2,观察到无明显变化
(方案二)借助反应前后的温度变化证明二者发生化学反应
(2)小金同学在不使用温度计的情况下,通过图2所示装置进行实验,观察到___________的现象,证明二者发生了化学反应。
(3)小华同学提出,该现象不足以证明NaOH与稀盐酸发生了化学反应,他的理由是___________。
(方案三)利用图3实验证明二者发生化学反应
(4)实验过程中均无明显现象,则步骤Ⅱ中所加试剂为___________。
50.小金同学为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:
步骤1:利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器,收集20mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如下表所示。
观察对象 现 象
①干燥的普通铁丝 无明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多的红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 无明显变化
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是___________。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是___________。
(3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是___________和 ___________。
参考答案
1.CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成 E中的澄清石灰水变浑浊
【详解】
(1)A中为二氧化碳与氢氧化钙的反应,方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 。
(2) D装置中“冰水”是降温,验证气体通过灼热的氧化铜后是否有水生成。
(3)因氢气和一氧化碳都能使氧化铜还原成铜,但氢气与氧化铜反应生成铜和水,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,所以要验证CO只需观察E中的澄清石灰水变浑浊即可。
(4) 浓硫酸质量增加a 克,即生成水a克,水中氢元素即为氢气质量, KOH溶液质量增加b 克, 即生成二氧化碳质量为b克,二氧化碳中碳元素即为一氧化碳中碳元素质量,故氢气和一氧化碳质量比为():()= 。
2.二 植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水(H2O);光合作用释放的氧气18O的比例与水中18O的比例接近,而未受碳酸氢盐中18O比例的影响 1.6
【详解】
(1)由资料一种所给反应进行对比,可知中的元素全部来源于,所以资料一的实验结论支持猜想二的观点。
(2)1941年,鲁宾和卡门用同位素标记法追踪光合作用中O2的来源。①鲁宾和卡门用H218O和普通的CO2进行小球藻光合作用实验,由此可知产生的氧气中的氧原子是18O.②鲁宾和卡门用C18O2和普通的H2O进行小球藻光合作用实验,由此可知光合作用释放的氧气18O的比例与水中18O的比例接近,而未受碳酸氢盐中18O比例的影响。③综合实验以上,结论是植物光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水(H2O)。
(3)自然界的氧气在标准状况下的密度是1.43千克/米3,其中其中占99.76%(可视为100%),一个18O的质量是一个的质量的倍,则一瓶氧气,里面的氧原子全都是18O,在标准状况下该瓶氧气的密度为1.43千克/米3=1.6千克/米3。
3.同位素 光合作用合成的氧气中的氧元素是来自于二氧化碳还是水 有光 无机盐
【详解】
(1)18O和16O的质子数相同,互为同位素原子。
(2)分析可知该实验是为了研究光合作用合成的氧气中的氧元素是来自于二氧化碳还是水。
(3)光合作用的条件是在光照条件下进行。
(4)小球藻不能从外界吸收有机物,故只需要在盛有小球藻的液体中加入无机盐,并置于适宜环境下培养。
4.300N,390N “金箍棒”充入的空气改为氦气 分子之间有间隙,气球内部气体分子从气球材料分子间穿过,逸散到大气中
【详解】
(1)[1]小胡:根据压强差乘以受力面积就是压力差,浮力为
小奇:根据阿基米德公式,浮力为
。
(2)[2]要想让充气金棒“浮”在空中,可以采取增大浮力或减少重力的方法,为了方便,可以将“金箍棒”充入的空气改为氦气,氮气密度比空气小,体积相同的情况下,重力比空气小。
(3)[3]因为分子之间有间隙,气球内部气体分子从气球材料分子间穿过,逸散到大气中。
5.增大接触面积,加快反应速率 增大氢氧化锶的溶解度,同时减少氢氧化钙的溶解度 1:6
【详解】
(1)菱锶矿、焦炭混合粉碎,可增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率。
(2)由于氢氧化锶的溶解度随温度升高而增大,氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解,“浸取”中用热水浸取。
(3)已知锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为11:84,则,则x:y=1:6。
6. 正确。因为轻压气球时,装置内的压强增大,气体分子间隔变小,装置内的原空气体积小于18mL,当石灰水的液面下降到18mL标记处时,C瓶内的气体中除装置内的空气以外,还有部分一氧化碳
【详解】
(1) B装置的反应原理为:。
(2)为了保证一氧化碳不从C中沿导气管排出进入空气,那么另一根导气管的长度也要尽量的更长一些。C中的两根导气管口都要靠近集气瓶底部,如下图所示:
。
(3)轻压气球,使CO流进导管以排尽B装置内的空气,广口瓶里的石灰水慢慢流入烧杯,石灰水的液面下降到18mL标记处时,该同学判断玻璃管和橡皮管里的空气已排尽,这个判断是正确的,因为轻压气球时,装置内的压强增大,气体分子间隔变小,装置内的原空气体积小于18mL,当石灰水的液面下降到18mL标记处时,C瓶内的气体中除装置内的空气以外,还有部分一氧化碳,所以玻璃管和橡皮管里的空气已排尽。
7.隔绝空气,防止药品变质 步骤②稀硫酸过量 防止生成的部分水蒸气在装置A内冷凝导致x测得值偏小(使生成的水蒸气能进入B中被完全吸收) 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 7
【详解】
(1)[提出猜想]药片糖衣的作用除了包装药物外,还可能是隔绝空气,防止药品变质。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁只能置换在金属活动性顺序表中排在它后面的金属,故铁不和硫酸铝反应,铁过量,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故实验中硫酸亚铁溶液中没有浑浊出现的原因可能是步骤②稀硫酸过量。
(3)②实验中要持续通入氮气的目的是防止生成的部分水蒸气在装置A内冷凝导致x测得值偏小(使生成的水蒸气能进入B中被完全吸收)。
③①图2中T3至T4过程的反应是硫酸亚铁高温生成氧化铁和二氧化硫和三氧化硫,化学反应方程式2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
②通过FeSO4 xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1:x
8.右上 1.52
【详解】
(1)氧原子中含有8个质子,是8号元素,是第二周期,第六主族元素,位于元素周期右上方;
(2)由实验结论可知,产生的氧气均来自水,所以实验三中氧气中含有的 18O 百分比与水中的 18O 百分比相同; 三份溶液的碳酸氢盐和水都含有不同的18O百分比,所以碳酸氢盐的18O与实验1、2都不相同;
(3) 氧气在标准状况下的密度为1.43千克/米3 ,所以,含有18O 的氧气密度为: 1.43kg/m3≈1.61kg/m3,设一瓶氧气的的体积为V,由于这瓶氧气只 含18O和16O,且个数比为1:1,所以其密度为1.52千克/米3。
9.防止空气中的氧气氧化FeSO4·nH2O和FeSO4 加热直至晶体质量不再变化 不是,这是因为反应速率过快时容易发生安全事故,不利于收集气体等 %.
【详解】
(1)步骤Ⅰ打开 K1导入二氧化碳气体,排尽装置中的空气,其目的是防止空气中的氧气氧化FeSO4 和 FeSO4 nH2O.
故填:防止空气中的氧气氧化FeSO4 和 FeSO4 nH2O.
(2)步骤Ⅳ中的操作乙是通二氧化碳直至 C 装置冷却至室温,则操作甲指的是加热直至晶体质量不再变化.
故填:加热直至晶体质量不再变化.
(3)因为反应速率过快时容易发生安全事故,不利于收集气体等,因此制取气体时反应速度并不是越快越好,要根据实际情况而定.
故填:不是,这是因为反应速率过快时容易发生安全事故,不利于收集气体等.
(4)步骤Ⅵ称量,若晶体 FeSO4 nH2O 质量为 m,反应前后 C 装置质量减少了 m1,说明结晶水的质量是 m1,D 装置质量增加了m2,说明D装置吸收空气中的水蒸气和二氧化碳的质量和是m2,因此此晶体中的结晶水的百分含量为:×100%=%.
故填:%.
10.锥形瓶; 酒精灯 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ B 水(或水蒸气或H2O) 80
【详解】
(1)由图可知,仪器a为锥形瓶,仪器b为酒精灯;
(2)装置A中发生的反应是锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,故反应的化学方程式写为:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑;
(3)HCl溶于水就是盐酸,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,所以出去HCl气体可选用氢氧化钠溶液,即装置B;
(4)无水硫酸铜是一种白色粉末,遇到水分生成蓝色硫酸铜晶体,装置E中硫酸铜粉末变蓝色,说明硬质试管中反应后有水(或水蒸气或H2O)。
(5)反应后固体减少的质量为5g 4.2g=0.8g,该质量是氧化铜中氧元素的质量,则氧化铜的质量为0.8g÷ ×100%=4g,原混合物中氧化铜的质量分数为 ×100%=80%。
11.a
【详解】
(1)反应生成的二氧化碳会逸出,从而导致整个实验装置总质量的减小。根据质量守恒定律可知,a和b装置前后总质量的差就是生成二氧化碳的质量。
(2)两次实验结束后,锥形瓶内都会有二氧化碳残留,但大家认为方案二的数据更精确的理由是:虽然都有残留,但是方案二中测的是二氧化碳的体积,产生一定体积的二氧化碳就会把等体积的空气压出,就会有等体积的水压出,所以残留没有影响。方案一中,残留的二氧化碳和一开始的空气质量并不相等,两者密度不同,会使测量结果偏小。
(3)设质量为m的碳酸钠产生二氧化碳的质量为x
解得:
设质量为m的碳酸钾产生二氧化碳的质量为y
解得:
因为x>y,
所以等质量的碳酸钠生成二氧化碳的质量大,根据表格可知,X应该为Na2CO3。
12.不正确,因为生成的碳酸钠溶液呈碱性,也会使酚酞变红,无法确定氢氧化钠是否有剩余 完全除去碳酸钠,以防对氢氧化钠的存在鉴定产生干扰 BCD
【详解】
(1)小明认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。我认为小明的观点不正确,理由为:因为生成的碳酸钠溶液呈碱性,也会使酚酞变红,无法确定氢氧化钠是否有剩余。
(2)小明通过乙图实验确定了样品是部分变质,实验过程中滴加的氯化钡必须足量,其目的是:完全除去碳酸钠,以防对氢氧化钠的存在鉴定产生干扰。
(3)A.氢氧化钡呈碱性,会使酚酞试液变红,会对氢氧化钠的验证产生干扰,故A错误;
B.硝酸钡与碳酸钠反应,生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,且呈中性,不与氢氧化钠反应,故B正确;
C.硝酸钙与碳酸钠反应,生成碳酸钙沉淀和硝酸钠,且呈中性,不与氢氧化钠反应,故C正确;
D.氯化钙与碳酸钠反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,且呈中性,不与氢氧化钠反应,故D正确。
故选BCD。
13.U型管中的液体进入广口瓶,在瓶内出现白色沉淀 Na2CO3
【详解】
(1)氢氧化钠和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,从而导致左边集气瓶内气压减小,于是U形管中的氢氧化钙溶液被吸入左边集气瓶内,与碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀。能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应,还可以观察到的现象是:U型管中的液体进入广口瓶,在瓶内出现白色沉淀。
(2)上层为红色液体,将广口瓶中的沉淀滤去后的废液和U型管中的液体一起倒入同一个烧杯中,产生了白色沉淀,这个是碳酸钠和氢氧化钙产生反应产生的,即红色溶液中肯定存在碳酸钠,肯定没有氢氧化钙。即红色液体中的溶质除了酚酞之外一定还含有碳酸钠,即Na2CO3。
14.温度计 酚酞恰好褪色 放热 氯化钠NaCl
【详解】
(1)图甲中,通过测量温度变化,来判断氢氧化钠和盐酸反应是吸热还是放热,故需要插入温度计。
(2)氢氧化钠溶液显碱性,能使无色的酚酞试液变红色,滴加稀盐酸后,二者反应,溶液的碱性减弱,当二者恰好完全反应时,溶液呈中性,溶液变成无色。所以氢氧化钠和盐酸恰好完全反应的评判标准是酚酞恰好褪色。
(3)由图乙可知,氢氧化钠溶液与盐酸反应温度升高,由此判断氢氧化钠溶液与盐酸反应是放热反应。
(4)测得某时溶液的温度是32℃,则a、b两点的溶液中。
a点所示溶液显碱性,滴加稀盐酸不足,此时溶液中的溶质是氯化钠和氢氧化钠;b点所示溶液显酸性,滴加的稀盐酸过量,此时溶液中的溶质是氯化钠和氯化氢;因此a、b 两点的溶液中,相同的成分是氯化钠。
15.增加尾气处理装置 Fe铁 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O 增强
【详解】
(1)因为一氧化碳是空气污染物,所以需要接入一个尾气处理装置。
(2)①甲组的黑色粉末与稀盐酸混合,全部溶解,有大量气泡,是因为铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,所以甲组反应生成的黑色粉末是铁。
②两组反应的生成物都为纯净物,且乙组生成物也能被磁铁吸引,故生成物为四氧化三铁。根据四氧化三铁和盐酸反应后溶液中有Fe2+,Fe3+,可知反应的化学方程式为:Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O。
(3)甲组实验的温度比乙组的实验温度高,甲组的氧化铁被还原成铁,所以升温会增强CO的还原性。
16.甲 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu B
【详解】
(1)依据实验方案中的甲、乙实验操作和实验现象可知,比较实验乙和实验甲可得知,打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中,铝丝表面析出红色固体,说明铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,则反应方程式为2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,说明铝的活泼性强于铜。
(3)CuSO4溶液中有Cu2+、SO42-、H2O三种粒子,CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子,对比溶液中粒子的种类,不同的是硫酸根离子和氯离子,对比甲、丙两实验的现象,甲无明显现象,实验结论排除SO42-对氧化铝薄膜的破坏,说明Cl-能破坏氧化铝薄膜。故选B。
17.d=c>b 可以
【详解】
实验一:由于酸碱中和恰好完全反应时pH=7,所以图②中点c时表示恰好完全反应。b、c、d三点,在b点时,氢氧化钠还有剩余,此时生成了氯化钠,随着盐酸的继续加入,氯化钠质量继续加大,到c点时完全反应的、质量达到最大,随后由于无氢氧化钠,所以加入盐酸不再生成氯化钠,所以氯化钠的质量保持不变了,所以三点处对应溶液所含溶 质NaCl的质量大小关系是 d=c>b。
实验二:
通过试管⑤中的碳酸钠滴入之后不再有气泡生成即可证明酸与碱发生了反应,也就是通过证明反应的消失证明了反应的发生。
18.复分解 酚酞试液 步骤一过量的 BaCl2溶液换成过量的 Ba(NO3)2溶液 先无明显现象,一段时间后有白色沉淀产生
【详解】
(1)在实验③中,碳酸钠和稀硫酸反应,生成硫酸钠、水和二氧化碳;在实验④中,硝酸钡和稀硫酸反应,生成硫酸钡沉淀和稀硝酸。两个反应都是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,都属于复分解反应。
(2)氢氧化钠溶液与硫酸反应反应时没有明显的现象发生,所以可向盛有NaOH溶液的试管中先加入几滴无色酚酞试液,溶液变成红色,再加稀硫酸,当观察到溶液由红色变成无色,从而能说明试管①中也发生了反应。
(3)①小蓉的实验方案存在缺陷,就是加入的氯化钡溶液中含有氯离子,对原溶液中的氯离子的检验产生了干扰。改进方案为:步骤一过量的 BaCl2溶液换成过量的 Ba(NO3)2溶液。
②经过步骤Ⅰ后所得溶液中有硝酸,加入的氢氧化钠溶液先与硝酸发生中和反应,当硝酸被完全中和后,氢氧化钠溶液再与氯化镁溶液发生反应产生氢氧化镁白色沉淀。所以步骤三中现象Ⅱ的现象是:先无明显现象,一段时间后有白色沉淀产生。
19.过氧化钠与水反应放出热量,使吸滤瓶中的空气受热膨胀 根据质量守恒定律,反应物中没有碳元素 2Na2O2 +2H2O=4NaOH+O2↑
【详解】
实验探究:
(1)实验中,还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出,产生该现象的原因:过氧化钠与水反应放出热量,使吸滤瓶中的空气受热膨胀。
(2)小张猜想另一种物质是Na2CO3,小蔡认为不可能。小蔡的依据是:根据质量守恒定律,反应物中没有碳元素。
表达:
滴入无色酚酞变成红色,说明反应后的溶液成碱性,即有氢氧化钠生成,即过氧化钠和水反应,生成氢氧化钠和氧气,则方程式为: 2Na2O2 +2H2O=4NaOH+O2↑ 。
20.NaOH溶液 Al 稀HCl 浅绿 Fe、Cu 2Al+6HCl=3H2+2AlCl3
【详解】
实验探究:
1.取一定量的合金粉末,加过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤,粉末部分溶解,并有气体放出,是因为铝和氢氧化钠反应生成了氢气;
2.取步骤1所得滤渣,加过量的稀盐酸,充分反应,滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色,是因为铜不能和盐酸反应,铁能和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。实验过程如下所示:
实验方案 实现现象 结论
⒈取一定量的合金粉末,加过量的氢氧化钠溶液,充分反应后过滤,滤渣备用。 粉末部分溶解,并有气体放出。 合金中一定含有铝。
⒉取步骤1所得滤渣,加过量的稀盐酸,充分反应。 滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色。 合金中一定含有铁、铜。
探究结论:
铝和稀盐酸反应,生成氯化铝和氢气,反应的方程式为:2Al+6HCl=3H2+2AlCl3。
21.偏大,因为空气中的二氧化碳会进入到装置中;或偏小,因为生成的二氧化碳会残留在装置中 反应结束后应继续鼓入空气一段时间或反应开始前鼓入空气 Na2SO4和H2SO4; Na2SO4; Na2SO4和NaHCO3
【详解】
交流讨论:
因为空气中的二氧化碳会进入到装置中,导致碱石灰质量偏大,所以导致二氧化碳质量偏大;
若因为生成的二氧化碳会残留在装置中,则会导致二氧化碳质量偏小。
方案改进:
反应前鼓入空气可以排进装置中的二氧化碳,使实验更准确;反应后鼓入空气可以使装置中生成的残留的二氧化碳被碱石灰吸收,使实验更准备。
拓展提高:
硫酸和碳酸钠反应生成了硫酸钠、水和二氧化碳,若硫酸和碳酸钠恰好完全反应则生成的溶液中的溶质为硫酸钠;若硫酸过量,则得到溶液溶质为硫酸钠和硫酸,若硫酸的量不足,则得到溶液含有的溶质为硫酸钠和碳酸氢钠。
22.Ni>Zn>Cu 无明显现象 ① Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ 能
【详解】
(1)对三种金属的活动性顺序还可以猜测为Ni>Zn>Cu。
(2)Cu 不与盐酸反应 ,故为:无明显现象。
(3)判断金属的活动顺序可根据金属和稀酸反应的剧烈程度或产生气泡的快慢来判断。由记录现象可知Zn气体产生的最快,最活泼;Ni气体产生缓慢,次之;Cu不反应,最不活泼,故三种金属的活动性顺序为:Zn>Ni>Cu,原假设中正确的是①。镍与盐酸反应的化学方程Ni+2HCl=NiCl2+H2↑。
(4)根据探究结果,Ni 排在氢之前,又由于铜排在氢后,说明镍比铜活泼,所以预测镍与硫酸铜溶液能反应。
23.①③④ BACDFE C
【详解】
(1)A中澄清的石灰水变浑浊,说明了一定存在二氧化碳,E中澄清的石灰水变浑浊,说明了经过D后一定生成了二氧化碳,也就证明原混合气中有一氧化碳,B是在通过液体后变蓝的,水蒸气可能来自A中,F是在通过液体后变蓝的,水蒸气可能来自E中,氧化铜会变成红色只能够说明氢气可能存在。不正确的结论是①③④ 。
(2) 检验水蒸气的存在要放在通过液体之前,故合理的排列顺序是为:BACDFE。
(3)实验装置中的一处错误装置C ,应该是长进短出。
24.氧气不易溶于水 在pH值约为3~5的酸性条件下保存 24%
【详解】
(1)氧气能用排水法收集,是因为氧气不易溶于水。
(2)根据本实验结果,由于在pH约为3~5的酸性条件下过氧化氢分解最慢,所以对实验室常温保存过氧化氢溶液提出合理的建议:在pH约为3~5的酸性条件下保存。
(3)排出水的体积等于生成氧气的体积,
则生成氧气的质量:m=ρV=1.429g/L×0.224L=0.32g;
设消耗的过氧化氢的质量为x
解得:x=0.68g;
剩余的过氧化氢的质量为:10g×30%-0.68g=2.32g;
剩余过氧化氢溶液的溶质质量分数为:。
25.②③④ A 偏低
【详解】
(1)【交流讨论】
①加入的稀硫酸量不足时,可以增加,可以避免出现误差,故①不合题意;
②装置内空气中的CO2没有排出时,会被吸收,导致测出碳酸钠的质量偏大,而烧碱的纯度偏小,故②符合题意;
③反应产生的CO2未被完全吸收时,导致碳酸钠的质量偏小,而烧碱的纯度偏大,故③符合题意;
④干燥管与空气直接相通时,空气中的水蒸气和二氧化碳能被碱石灰吸收,导致测出碳酸钠的质量偏大,而烧碱的纯度偏小,故④符合题意。
故选②③④。
(2)【方案改进】
图乙B装置中样品在与稀硫酸反应前和停止反应后,都要通过量的空气,反应前通空气时a、b、c三个弹簧夹的控制方法是打开a、b,关闭c,从而将装置内的空气全部排出,故选A。
(3)【数据分析】
若撤去图乙中的C装置,则水蒸气能被D装置吸收,导致计算的碳酸钠质量偏大,从而导致测得工业烧碱的纯度将偏低。
26.A Fe3+ C
【详解】
(1)紫色石蕊试液遇到酸变成红色,实验后液体颜色变红的试管是A。
(2)在试管C中,氧化铁与稀盐酸反应,生成氯化铁和水,则溶液中一定存在的大量阳离子为:Fe3+。
(3)AC、白色沉淀为碳酸钙,它可能是碳酸钠和氯化钙反应生成,也可能是碳酸钠与氢氧化钙反应生成,因此试管D中的氢氧化钙不一定过量,故A错误,C正确;
BD、实验中只看到白色沉淀,没有看到气泡生成,那么稀盐酸肯定没有剩余,故B、D错误。
故选C。
27.澄清石灰水 A液体倒吸进入试管 B
【详解】
(1)碳酸氢钠受热分解可生成碳酸钠、水和二氧化碳,A试液是验证生成的二氧化碳,名称为澄清石灰水。
(2)熄灭酒精灯时,装置内温度降低,压强减小,实验结束后若熄灭酒精灯前没有氢导管移出水面,则会使A中液体倒吸进入试管。
(3)将稀盐酸逐滴滴入到Na2CO3溶液中,开始生成碳酸氢钠,没有气体产生,所以反应过程中二氧化碳会在加入盐酸一段时间后才开始增加,至反应结束后保持不变,由方程式Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑可知,与碳酸钠反应的盐酸和与碳酸氢钠反应的盐酸等量,B图像正确。
28.稀盐酸 NaCl、HCl 酸碱中和反应放热
【详解】
(1)由所给pH变化可知,反应过程中溶液pH由大于7下降,说明是将盐酸加入到氢氧化钠溶液中,则胶头滴管中的试剂是稀盐酸;150秒时溶液pH大于7,说明氢氧化钠过量,则溶液中溶质为NaCl、HCl。
(2)烧杯中溶液的温度升高,其原因是酸和碱发生中和反应时放热。
29.氧化钙CaO 氢氧化钙、碳酸钙 氧化钙能与水反应生成氢氧化钙
【详解】
实验结论:
①由于氧化钙与水反应放热,在实验步骤B中有放热现象说明干燥剂含有氧化钙;
②由于氢氧化钙微溶于水,碳酸钙难溶于水,在实验步骤B中的白色沉淀物可能含有氢氧化钙、碳酸钙。
分析与交流:
小金经过分析认为实验结论③不准确,理由是氧化钙能与水反应生成氢氧化钙。
30.甲和丁 分解反应和化合反应 CO + CuOCu + CO2 反应温度不够高
12.8g<a<14.4g
【详解】
(1)为“证明必须有CO2”需要进行实验甲和丁,即控制变量二氧化碳进行对比实验。
(2)①铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O属于分解反应,铜和空气中的氧气加热生成氧化铜是化合反应,则步骤I中发生的反应类型有分解反应、化合反应;
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为CO + CuOCu + CO2;
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少量Cu2O,可能的原因是反应温度不够高;
④见答案。
31.表面积 A,C,D
【详解】
(1)与等质量等浓度的同种酸反应,当同种金属的相同质量时,粉末状的要比块状的反应快,这说明反应物的表面积会影响反应速率,则以上实验中,镁和镍还需要控制表面积相同。
(2)A、根据题意可知,甲图中两种金属完全反应,自然没有剩余,故A正确;
B、根据题意可知,乙图中稀硫酸质量相同且完全反应,则稀硫酸肯定没有剩余,故B错误;
C、在甲图中,生成氢气的质量与稀硫酸的质量呈正比,既然生成氢气的质量不等,那么消耗稀硫酸的质量也不相等,故C正确;
D、在乙图中,生成氢气的质量相等,则消耗稀硫酸的质量相等,故D正确。
故选ACD。
(3)根据图片可知,金属镁完全反应时,生成氢气0.57g,消耗稀硫酸285g;
设参加反应的镁的质量为x,
解得:x=6.84g;
则金属镍的质量也是6.84g,设与镍完全反应生成氢气的质量为y,
解得:y=0.23g;
设金属镍完全反应时消耗稀硫酸的质量为z,
因为生成氢气的质量与消耗稀硫酸的质量呈正比,
所以得到:;
解得:z=115g。
根据上面的信息,作图如下:
。
32.A中气球大于B中气球 B,D A
【详解】
(1)二氧化碳能够溶于水,还能够与氢氧化钠反应,这两个原因引起的锥形瓶内气压变化肯定大于一个原因引起的,那么A中气球的体积肯定大于B中气体的体积。同时挤压图甲中A、B装置的胶头滴管,能证明氢氧化钠与二氧化碳发生反应的现象是:A中气球大于B中气球。
(2)AC、碳酸钙、硝酸钡与氢氧化钠都不反应,故A、C不合题意;
B、氯化铁与氢氧化钠反应,生成氢氧化铁红褐色沉淀,故B符合题意;
D、硫酸铜与氢氧化钠反应,生成氢氧化铜蓝色沉淀,故D符合题意。
故选BD。
(3)A、二氧化碳和氢氧化钠反应,生成碳酸钠和水,没有明显现象。二氧化碳与氢氧化钙反应,生成白色沉淀碳酸钙,可以区分二者,故A正确;
B、氢氧化钠和氢氧化钙,都能与稀盐酸反应,但是都物明显现象,无法区分,故B错误;
C、氢氧化钠和氢氧化钙都时碱,滴入酚酞试液都变成红色,无法区分,故C错误。
故选A。
33.乙组实验中将氢氧化钠溶液滴入硫酸铜溶液产生蓝绿色沉淀 无明显现象 将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中(答案合理即可)
【详解】
(1)根据材料②可知,只有在酸性条件下,硫酸铜和氢氧化钠反应生成蓝绿色的碱式碳酸铜,而图乙中恰好生成了蓝绿色沉淀,可知硫酸铜溶液呈酸性。
(2)根据“碱式硫酸铜为蓝绿色固体,不溶于水”可知,蒸馏水洗涤蓝绿色的碱式碳酸铜时,它不会在水中溶解,即洗涤液中肯定没有硫酸根离子,因此滴入氯化钡溶液也不会形成沉淀,即无明显现象。
(3)根据材料①可知,在碱性条件下,硫酸铜才能和氢氧化钠反应生成氢氧化铜。为了确保氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜,实验的关键是:将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中。
34.氧气浓度下降量 等质量的铁粉比粗铁丝与氧气的接触面积大 铁生锈放热,温度升高对气压的影响大于气体浓度降低对气压的影响(答案合理即可)
【详解】
(1)铁消耗氧气生成铁锈,随着氧气浓度的下降,装置内氧气的含量逐渐减小。实验中,该兴趣小组的同学用氧气浓度下降量来反映耗氧量的多少。
(2)铁粉比等量的粗铁丝耗氧量快的原因是等质量的铁粉比粗铁丝与氧气的接触面积大。
(3)气压上升的原因:铁生锈放热导致气压增大的幅度大于氧气消耗导致气压减小的幅度。说明了温度升高对气压的影响大于气体浓度降低对气压的影响。
35.吸收水蒸气 11:80 防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入D装置
【详解】
设计方案:
浓硫酸具有吸水性,洗气瓶B中浓硫酸的作用是吸收水蒸气。
实验探究:
C装置质量减少量为氧化铜中氧元素质量,D装置增加量为生成水的质量。通过题中的数据,计算得出水中氧元素的质量是1.6g,氢元素的质量是1.82g-1.6g=0.22g,所以水中H、O元素的质量比为:0.22g:1.6g=11:80。
分析交流:
因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管,影响了结果,所以应该在D装置后面再连接一个干燥管,这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入D中。
36.D中黑色固体变红色,F中变浑浊 AB
【详解】
(1)一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,所以若出现D中黑色固体变红色,F中变浑浊,证明混合气体中含有一氧化碳。
(2)A、若混合气体中含有二氧化碳,则二氧化碳和B装置中氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,向B中加入澄清石灰水,会有碳酸钙生成,溶液变浑浊,故A正确;
B、因为混合气体从B装置中逸出会带出部分水蒸气,所以称量B和C两个装置实验前后的总质量,若总质量增加则有CO2,故B正确;
C、因为B装置能吸收二氧化碳,所以无论混合气体中是否有二氧化碳,在还未加热D装置前,先通入混合气体一段时间,F装置都不会变浑浊,故C错误。
故选AB。
37.防止外界空气中的水、二氧化碳等气体进入C装置,影响测量结果 CO 生成5.4克水中含氢0.6克,生成13.2克二氧化碳中含碳3.6克,碳和氢总质量恰好为4.2克。 9.6g≤m<14.4g
【详解】
实验现象及分析:
(1)装置D的作用是防止外界空气中的水、二氧化碳等气体进入C装置,影响测量结果。
(2)实验中观察到装置B中黑色粉末变成红色,是因为氧化铜和一氧化碳反应生成了铜,证明燃烧产物中有一氧化碳。
实验结论:
反应生成水的质量:105.4g-100.0g=5.4g,
生成二氧化碳质量:113.2g-100.0g=13.2g,
水中氢元素质量=
二氧化碳中碳元素质量=
碳和氢总质量恰好为4.2克,所以HDPE膜仅由C和H两种元素组成。
反思拓展:
氢元素转化成水消耗氧气质量:,
3.6g碳元素完全转化成一氧化碳消耗氧气质量:,
3.6g碳元素完全转化成二氧化碳消耗氧气质量:,
因为生成物中含有一氧化碳,则m的取值范围为:4.8g+4.8g≤m<4.8g+9.6g,即9.6g≤m<14.4g。
38.a AB之间再加一个无水硫酸铜装置 c
【详解】
(1)实验开始前,应先通一段时间N2,排尽装置内的空气,防止爆炸。
(2)澄清石灰水只能检验原气体中是否含有一氧化碳,若要证明氢气的存在与否,应检验反应后的混合气体中是否含有水蒸气,可以根据无水硫酸铜变色判断有水蒸气生成,证明氢气的存在,所以需要在AB之间再加一个无水硫酸铜装置。
(3)尾气中的可燃气体中混有二氧化碳,氢氧化钠会与二氧化碳反应。C装置中左侧长导管可使二氧化碳被充分吸收,右侧长导管便于排出溶液收集可燃气体,所以选择c。
39.酒精灯燃烧生成物干扰水和二氧化碳检验 吸收A中蒸发的水蒸气 先通一会氧气再加热
【详解】
讨论交流:
酒精也能燃烧生成二氧化碳和水,会干扰水和二氧化碳检验。
实验分析:
过氧化氢分解生成氧气,氧气会带出水蒸气,而之后反应生成了水,因此为了确保后续水的质量不发生变化,需要通入干燥氧气,氢氧化钠固体可以吸收水蒸气。
数据处理:
D中增加质量为水的质量,E中增加质量为二氧化碳质量,水中氢元素质量,二氧化碳中碳元素质量=,所以当,即时,甜叶菊苷一定含氧元素。
交流与反思:
实验前通入氮气是为了排出装置中的水蒸气和二氧化碳避免干扰实验,实验后是为了保证内部残留的气体全部排出被吸收,因此也可以在实验之前先通一会氧气再加热。
40.提高D管,静止片刻后,C、D液面仍存在高度差,则气密性良好装置不漏气 测量铜锌合金的总质量 偏大 设锌的相对原子质量为x
x=
则锌的相对原子质量是
【详解】
(1)从反应的装置特点结合大气压强的知识可知检验该装置的气密性的方法可以是:提高D管,静止片刻后,C、D液面仍存在高度差,则气密性良好装置不漏气。
(2)已知气体的体积,根据密度,可以求出气体的质量;又知道剩余固体质量为Wg,但不知道原固体的质量,无法计算,所以缺少的步骤是:测量铜锌合金的总质量。
(3)如果去掉装置中连接分液漏斗和试管之间的导管,并将试管上的双孔橡皮塞改成单孔橡皮塞,随着稀盐酸的加入,所加入稀盐酸的体积会导致所测定的氢气体积偏大。
(4)解析见答案。
41.有 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O D装置产生二氧化碳带出的水蒸气被E装置的碱石灰吸收(或E装置的碱石灰与空气相通,吸收了空气中的二氧化碳或水蒸气) 过滤 偏小
【详解】
(1)滴加稀盐酸后产生气泡,说明其中存在碳酸钠,即样品有变质。
(2)氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,反应的方程式为: CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O 。
(3)交流与讨论:
甲小组同学认为方案二的装置中存在缺陷,会对实验结果产生影响,指出产生影响的原因:D装置产生二氧化碳带出的水蒸气被E装置的碱石灰吸收(或E装置的碱石灰与空气相通,吸收了空气中的二氧化碳或水蒸气)。
(4)经过操作I后得到溶液和不溶于溶液的沉淀,则操作I为过滤。
(5)沉淀上会残留部分氯化钙,如果不进行洗涤,那么这部分物质会使固体质量偏大,从而使计算出的碳酸钠的质量偏大,而氢氧化钠的质量偏小,则导致测得的样品中氢氧化钠的质量分数偏小。
42.二 检验碳酸钠并将碳酸钠完全除去 不可行,若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液,会引入氢氧根离子,干扰NaOH的检验,无法确定原溶液中是否含有NaOH Ba(OH)2
【详解】
(1)样品溶液中加入过量氯化钡有白色沉淀生成,说明溶液中有碳酸钠;滤液加入无色酚酞变红,说明溶液中有氢氧化钠,则证明氢氧化钠部分变质,猜想二正确。
(2)加入过量氯化钡的目的是检验碳酸钠并将碳酸钠完全除去,因为碳酸钠溶液也呈碱性,会干扰氢氧化钠的检验。
(3)不能将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液,若将BaCl2溶液换为Ba(OH)2溶液,会引入氢氧根离子,干扰NaOH的检验,无法确定原溶液中是否含有NaOH。
(4)如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质,常加入适量Ba(OH)2除去,是因为氢氧化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,过滤得到氢氧化钠溶液。若用氯化钡会反应生成氯化钠,引入新的杂质。
43.收集反应中产生的二氧化硫气体 温度越高,硫代硫酸钠和稀硫酸反应速度越快 将稀硫酸溶液放置于相应温度的水中水浴加热后,再混合
【详解】
(1)二氧化硫气体有毒,装置甲中气球的作用是:收集反应中产生的二氧化硫气体。
(2)根据图乙可知,溶液的温度越高,十字被遮住的时间越短,那么得到结论:温度越高,硫代硫酸钠和稀硫酸反应速度越快。
(3)可以使用“水浴法”对稀硫酸加热,让它的温度达到需要达到的温度。小明发现④中加入是常温下的稀硫酸,对实验结果可能有影响,他可以对实验进行的改进是:将稀硫酸溶液放置于相应温度的水中水浴加热后,再混合。
44.金属颗粒大小 最终装置内气压相同 氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气
【详解】
(1)实验中还要控制成一致的变量是:金属颗粒大小。
(2)分析乙图,根据最终装置内气压相同,得出三次实验的盐酸都已反应完全。
(3)在金属和稀盐酸反应的过程中,由于不断放热,因此会生成水蒸气,挥发出HCl气体,它们与氢气混合在一起,使装置内的压强增大。在进行上述实验过程中,发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大。可能的原因:氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气。
45.小 使B中产生的二氧化碳全部进入D中被吸收 氢氧化钠溶液 偏大 反应中放出二氧化碳气体的质量为(m3﹣m1)g,
设消耗碳酸钠的质量分数为x
x=
所以纯碱样品纯度为
【详解】
(1)反应过快会使产生的气体二氧化碳没能完全被D装置中碱石灰吸收;快速鼓入空气,也会使装置内残留二氧化碳不能被D装置中碱石灰完全吸收,二氧化碳质量偏小,则测定结果偏小。
(2)鼓入空气,可把残留在装置B、C中二氧化碳全部由D中碱石灰吸收;装置A中试剂可选用氢氧化钠溶液,其作用是除去鼓入空气中的酸性气体。
(3)C装置中的浓硫酸具有吸水性,在装置中吸收由B装置排出气体中混有的水分,若少了此装置则会使气体中的水分被D装置中碱石灰吸收,而使测定质量偏大。
(4)见答案。
46.AD 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ C,D 一 b
【详解】
(1)铝片和稀硫酸反应,生成硫酸铝和氢气;碳酸钠和稀硫酸反应,生成硫酸钠、水和二氧化碳,则能产生气泡的是AD。
(2)A中的铝片与稀硫酸反应,生成硫酸铝和氢气,反应的方程式为: 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 。
(3)AB中,稀硫酸与氢氧化钠反应,生成硫酸钠和水。加入氯化钡和硝酸钡,即使生成白色沉淀,也不能说明有稀硫酸存在,即硫酸钠会干扰判断,故A、B错误;
C、碳酸钠和稀硫酸反应,生成硫酸钠、水和二氧化碳,与硫酸钠不反应,故C正确;
D、氢氧化铜与稀硫酸反应,生成硫酸铜和水,与硫酸钠不反应,故D正确。
故选CD。
(4)试管E中,硫酸与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,滤液中一定含有盐酸,可能含有硫酸或氯化钡中的一种。
方案一:锌粒与稀盐酸、稀硫酸反应均产生氢气,不能验证是否含有硫酸。应将药品更换为BaCl2溶液,硫酸能与氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀,根据是否有白色沉淀生成,能确定是否含有硫酸根。不能选用硝酸银溶液、碳酸钠溶液、铝,因为硫酸、盐酸均能与硝酸银溶液、碳酸氢钠溶液、铝反应。
方案二:硫酸钠溶液能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,能验证是否含有氯化钡。
故填:一;b。
47.氢氧化钠溶液 将产生的二氧化碳排入干燥管中充分吸收 防止空气中的水和二氧化碳进入装置 由②⑤可知,生成二氧化碳的质量为m2-m1,设设碳酸钠的质量为x,则有
所以纯碱样品纯度为:
【详解】
(1)实际X要吸收通入空气中的二氧化碳,避免对实验出现干扰,所以X是氢氧化钠溶液。
(2)鼓入空气的目的是将产生的二氧化碳排入干燥管中充分吸收。
(3)干燥管E的作用是吸收空气中的二氧化碳、水蒸气防止加入D中影响二氧化碳质量测定。
(4)见答案。
48.苹果“生锈”与什么因素有关? BC 溶于水中的氧气会慢慢氧化果肉
【详解】
提出问题:
由所给猜想及实验过程可知,该实验提出的问题是苹果“生锈”与什么因素有关?
实验探究:
由所给结论苹果果肉里的物质(酚氧化酶)与空气中的氧气发生了反应,生成咖啡色的物质可知,苹果生锈是与空气或氧气有关,所以实验中BC试管中苹果生锈。
反思与评价:
因氧气微溶于水, 溶于水中的氧气会慢慢氧化果肉,所以水不与空气隔绝,果肉放在水中时间长了也会变色。
49.AC 红墨水向右移动 氢氧化钠固体溶于水放热,也能使红色墨水向右移动 无色酚酞溶液
【详解】
(1)A.由图1可知,溶液的pH由大于7到等于7,最后到小于7,说明该实验是将稀盐酸滴加到氢氧化钠溶液中,选项说法正确;
B.a点溶液的pH大于7,说明溶液显碱性,则溶液中所含溶质为NaCl、NaOH,选项说法错误;
C.从b点到c点的变化过程中,盐酸过量,没有新物质生成,所以没有发生化学反应,选项说法正确;
D.c点所示溶液的pH小于7,显酸性,其中的溶质是氯化钠和HCl,盐酸与氢氧化铜反应生成氯化铜和水,所以往c点溶液中加入Cu(OH)2,会观察到蓝色固体消失,溶液变成蓝色,选项说法错误。
故选AC。
(2)小金同学在不使用温度计的情况下,通过图2所示装置进行实验,观察到红墨水向右移动,证明二者发生了化学反应。
(3)氢氧化钠固体溶于水放热,也能使红色墨水向右移动,所以此方法不能证明氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应。
(4)分析整个实验过程步骤Ⅰ加入了过量的稀盐酸,如果发生了反应,溶液中就不存在氢氧化钠溶液,可以加入无色酚酞试液若溶液不变红说明反应发生了。
50.在b口放带火星的木条,如果木条复燃则证明装满氧气 注射器中氧气减少 水分 金属的内部结构
【详解】
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是:在b口放带火星的木条,如果木条复燃,则装满氧气。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要 O2,在此实验中能支持此条件的证据是:注射器中氧气减少。
(3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是:水分和金属的内部结构,因为“潮湿的纯铁丝”和“潮湿的普通铁丝”的变量是“有无碳和其他杂质”。