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浙教版科学九上2.5物质的转化探究题专项练习
一、实验探究题
1.(2021九上·余姚期中)某固体可能含有Ca(NO3)2,Na2SO4,Na2CO3,FeCl3,KCl中一种或几种,现对其进行如下实验:
①取少量固体于试管中,加适量蒸馏水,固体完全溶解成无色透明溶液。
②取少量上述溶液,加过量稀硫酸,有气泡产生。
③取②中所得溶液少量,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。
分析上述现象,对原固体组成的推断正确的是 。
A.肯定有Na2CO3,Na2SO4,一定没有FeCl3,Ca(NO3)2
B.肯定有Na2CO3,Na2SO4,一定没有FeCl3
C.肯定有Na2CO3,一定没有FeCl3,Ca(NO3)2
D.肯定有Na2CO3,一定没有FeCl3, KCl
2.(2021九上·余姚期中)某校实验室的废液缸中收集了同学们在实验室用石灰石与稀盐酸制取CO2后残留的废液(假设石灰石中的其它杂质不与盐酸反应也不溶于水)。小红、小刚和小明想探究废液中溶质的成分,请你一同参与探究并回答下列问题.
Ⅰ.定性探究
【提出问题】废液中的溶质是什么物质?
【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCl2;
小明认为废液中溶质是CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性;Ca(OH)2微溶于水
【实验与结论】小红从废液缸中取少许上层清液(下称“废液”),滴入1-2滴无色酚酞试液,酚酞试液不变色。
小明也取少许废液,向其中加入少量的氧化铜粉末,充分反应,看到的现象是溶液从无色变为蓝色,化学反应方程式是 ,
综上所述,结论: 的猜想是正确的.
在交流与讨论后,小明又取少许废液,向其中逐滴滴加碳酸钠溶液,并不断振荡,反应现象是 .
A.只看到有大量气泡冒出 B.只有白色沉淀析出
C.开始出现白色沉淀,后冒气泡 D.开始冒气泡,后出现白色沉淀
3.(2021九上·余姚期中)为鉴别CuSO4、KOH、BaCl2、NaCl四种失去标签的溶液,做如下实验。
(1)通过观察就可以鉴别出CuSO4溶液,依据是 。
(2)将剩余三种溶液分别取样,滴加酚酞溶液,变红的是 。
(3)取鉴别出的CuSO4溶液,依次加入到使酚酞溶液不变色的剩余二种溶液中。依据出现的现象: ,鉴别出BaCl2溶液,至此溶液鉴定完毕。
4.(2021九上·温州期中)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 。
5.(2021九上·绍兴期中)小金利用干燥的H2和CO混合气体以及如图所示装置进行如下实验。
Ⅰ.验证H2和CO的还原性
(1)装置的正确连接顺序是 (按顺序填字母,每套装置限用一次);能证明H2具有还原性的实验现象是 。
(2)有人质疑使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2,也有可能是CO或H2;因此提出CO和2在与氧化铜反应前应先通入澄清石灰水加以检验。小金认为从实验操作角度分析,没有必要补充上述检验,理由是 。
(3)小乐在实验前后对B、C装置(硬质玻璃管和内部药品)进行了质量的测定,假设B、C装置中完全反应,则2和CO的质量比为 。
装置 实验前 实验后
B 100.8g 102.6g
C 65.6g 62.4g
6.(2021九上·杭州期中)某实验小组同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸,一会儿后,发现忘记了滴加指示剂。于是,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行了探究。提出问题:该烧杯内溶液中的溶质是什么?
猜想假设:猜想一:可能是CaCl2和Ca(OH)2
猜想二:可能是CaCl2和HCl;猜想三:可能是 (填化学式);查阅资料:氯化钙溶液呈中性。
进行实验:实验步骤1:取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,实验现象 。结论:猜想一不正确。
实验步骤2:取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量。实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示,则实验中出现的现象是 。结论:猜想二正确。
反思拓展:证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液,其原因是 。
7.(2021九上·杭州期中)如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
(1)写出B装置玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
(2)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因 。
(3)5.6克铁粉样品(含有杂质铝或铜中的一种)与足量的盐酸反应产生0.19克氢气,则该样品的组成为 ,将一定量的该样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中,待反应结束后,过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡,产生则滤液中一定含有的溶质是
。
8.(2021九上·杭州期中)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,加适量水溶液,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”)。
9.(2021九上·萧山期中)实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下,同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。
(猜想与假设) 猜想 I:白色粉末是碳酸钠猜想 II:白色粉末是氢氧化钠
猜想 III:白色粉末是
(实验探究)取白色粉末溶于水形成溶液 A,设计如下实验:
(1)猜想 III:白色粉末是 ,由上述实验可知,猜想 肯定不成立。
(2)若操作①滴加过量稀盐酸有气体 B 产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体 B 产生。其可能的原因是: (用化学方程式回答)。
(3)适合操作③的 X 溶液是 (填字母序号)。
A.CaCl2 溶液 B.Ca(OH)2 溶液 C.稀盐酸
(4)操作⑤可以用什么试剂 。
10.(2021九上·萧山期中)如图所示装置可以检验某混合气体(无色无味)是否含有 CO2 和 CO.请回答下列问题:
(1)A 装置中的试剂是(写名称,下同) ;B 装置中的试剂是足量的 ,其目的是 ;
(2)证明原混合气体中 CO2 存在的实验现象是 ; 实验后确定有 CO 的依据 。
(3)若 C 管中氧化铁全部还原成铁,冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4g,则加入 C 管中的氧化铁的质量是 g。
11.(2021九上·杭州期中)一包白色粉末,由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4和NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。为探究其组成,进行如下实验:
(1)取少量白色粉末,加入足量的水,充分搅拌后过滤,得到白色沉淀和无色滤液。则原白色粉末中一定不含有 。
(2)取(1)滤出的白色沉淀,加入足量的盐酸,沉淀全部溶解,并产生无色气体。根据上述实验,如果原白色粉末中含有Na2SO4,则白色粉末的组成是 或者 .
(3)为进一步确定原白色粉末中是否同时含有BaCl2和NaOH,在(1)的滤液中加入一种能一次性鉴别出来的试剂,这种试剂可能是 。
A.CO2 B.H2SO4 C.CuSO4 D.FeCl3
12.(2021九上·台州期中)氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域,其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是 BaCO3,所含杂质难溶于水,不与酸反应)制备氯化钡晶体。实验小组设计了如图所示的实验室中制备氯化钡晶体的流程。
(1)步骤①中产生的气体A 为 。
(2)滤液Ⅱ是 30 ℃时氯化钡的 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
(3)关于上述实验方案的相关内容,下列说法不正确的是 (选填字母序号)。
A.氯化钡是一种有毒的重金属盐,使用时应注意安全
B.步骤②将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境污染
C.可用重晶石(主要成分是BaSO4)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体
(4)滤液Ⅰ中还有过量的盐酸,为防止浓缩时产生HCl气体造成污染,需要对滤液Ⅰ 处理后再浓缩。处理滤液Ⅰ中过量的盐酸的方法:加入适量的 (填一种物质)。
13.(2021九上·湖州月考)实验室有瓶标签残缺(如图)的试剂,实验员告诉小明,这瓶试剂可能是氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠溶液中的一种,为确定试剂成分,小明进行如下实验:
步骤 实验操作 实验现象
① 用干燥洁净的玻璃棒蘸取试剂滴在pH试纸上,显示的颜色与标准比色卡对照 pH=7
② 另取5毫升试剂于B试管中,滴入几滴氯化钡溶液 溶液中出现白色沉淀
(1)根据步骤①现象,小明得出了该试剂不可能为 ;
(2)若某溶液为碱性,在测定该试剂pH时,pH试纸先用蒸馏水润湿了,则测得的pH会 (选填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(3)由步骤①②可确定该试剂为 溶液.
14.(2021九上·湖州月考)有一包白色固体,可能含有NaCl、Na2SO4、CaCl2、CuSO4、Na2CO3和CaCO3,将固体放入水中,经搅拌后为无色溶液,在溶液里加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入盐酸,沉淀全部消失并有气体放出,由此推断:
(1)原固体肯定有 。
(2)原固体肯定不存在 。
(3)为了确定可能存在的物质,还需进行的实验是 。
15.(2021九上·宁波月考)有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行如下图实验:
(1)取少量固体按图甲实验,根据步骤①可知固体中一定不含有 。
(2)取白色沉淀B于烧杯中并逐滴加入稀硝酸,烧杯中的沉淀质量随滴加稀硝酸质量的变化如图乙所示。则可确定原固体中一定含有 、。
(3)取无色溶液C向其中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,无色溶液C中一定含有的离子是_____。
A.NO3-、OH-、Na+ B.Ba2+、 NO3-
C.NO3-、OH-、Ba2+ D.Ba2+、NO3-、OH-、Na+
16.(2021九上·义乌月考)现有盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙三瓶遗失标签的溶液,为了鉴别这些溶液,
将它们编号为A、B、C,并按下图步骤进行实验,观察到以下现象:
(1)写出试剂的名称
① 是 ;②是
(2)写出A、B溶液的化学式:A 、B 。
17.(2021九上·萧山月考)某化学学习小组的同学对一瓶久置的氢氧化钠的化学成分产生了兴趣,他们根据自己已学的知识进行如下探究,请你共同参与并填空
(1)【猜想假设】猜想一:只有氢氧化钠;猜想二:是氢氧化钠和碳酸钠的混合物;
猜想三: 。
(2)【查阅资料】⑴BaCl2溶液显中性; ⑵Na2CO3溶液与BaCl2溶液能反应产生白色沉淀。
【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
⑴用小试管取少量固体样品加水完全溶解,再滴加过量BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想 不正确
⑵取(1)中的少量上层清液于试管中,滴加酚酞溶液 猜想二正确,猜想三不正确
(3)【实验结论】该氢氧化钠样品已部分变质,其化学成分是NaOH与Na2CO3的混台物,引起NaOH变质的化学方程式为 。
(4)【反思交流】①某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论,你认为该同学的说法是否正确? (填“正确”直“不正确”)。
②另一同学认为上述实验步骤可以先滴酚酞,再加过量BaCl2溶液,也可以得到正确结论。你是否同意 (?
18.(2021九上·萧山月考)科学兴趣小组进行了如图所示实验,他们观察到U型管左侧产生白色沉淀,右侧产生气泡。实验后,充分振荡U形管,发现管内仍有白色固体残留,将U形管内的白色物质过滤后,他们对滤液成分进行了进一步探究。
【问题】滤液中可能含有哪些溶质
【猜想】猜想一:溶质为NaCl; 猜想二:溶质为NaCl和BaCl2;
猜想三:溶质为NaCl、BaCl2、HCl; 猜想四:溶质为 。
【分析】根据已学知识,可判断猜想三是不合理的,理由是 。
实验过程 实验现象 实验结论
有气泡产生 你的猜想是正确的
【实验】接着他们取部分滤液于试管中,向其中滴加少量的Na2SO4溶液,观察到无明显现象,为验证猜想,他们进一步实验,实验设计如表,请你帮他们补充完整。
【交流】通过上述实验我们能够总结出在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 ?
19.(2021九上·萧山月考)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验:
(1)上述反应中无现象的为 (填字母序号,下同),B试管中所发生反应的化学方程式为 ,C试管中发生的现象是 。
(2)将反应后D和E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。
(提出问题)滤液中溶质的成分是什么?
(假设与猜想)猜想一:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三:NaCl、Ca(OH)2和HCl猜想四: 。
(讨论与交流)经讨论同学们一致认为猜想 是错误的。
(实验与结论)
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,滴加适量碳酸钠溶液 无现象 猜想四成立
取少量滤液于试管中,滴加适量
(3)稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质,是因为它们的溶液中都存在
20.(2021九上·兰溪月考)某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下操作方案,结合方案回答下列问题:
(1)固体A中含有 ;
(2)步骤①中反应的化学方程式为 ;
(3)操作a的名称为 ;
(4)理论上所得硫酸亚铁晶体的质量 (填“>”“<”或“=”)原废液中硫酸亚铁的质量。
21.(2021九上·金华月考)在实验室,老师为同学们准备了三瓶没有贴标签的试剂:稀
H2SO4、NaOH 溶液和 BaCl2溶液,已知 BaCl2 溶液呈中性。同学们进行探究实验。小凡同学的实验过程如下:
将三瓶试剂分别标记为 A、B、C,两两混合,观察和记录实验现象如图甲、乙、丙。
根据上述实验现象可知:A和B发生了化学反应,但不能肯定C与A,C与B是否发生了化学反应。
(1)C 中溶质的化学式是 ;
(2)为验证C分别与A、B是否发生化学反应,实验操作和现象如图丁,实验结论:试剂X的名称是 , C 与 (填 A 或B)发生了化学反应。
(3)实验结束后,将实验甲、乙、丙三支试管中的物质倒入同一个烧杯中,充分搅拌、静置、过滤,
所得滤液中肯定含有的溶质是 (填化学式)。
22.(2021九上·温州月考)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 。
23.(2021九上·吴兴月考)“低钠盐”可以控制钠的摄入量从而防治高血压等疾病,制备“低钠盐”在食盐中用NaCl中按照配方比例添加食用KCl,国内某些生产厂家为改变“低钠盐”口味还会加入少量镁盐(仅限MgSO4或MgCl2).为探究某“低钠盐”样品b中是否添加镁盐,以及添加的是何种镁盐(MgSO4或MgCl2中的一种).请设计实验方案,完成下列表格.限选试剂:BaCl2溶液、NaOH溶液、AgNO3溶液、蒸馏水
实验操作 预期现象级结论
步骤1:取少量样品b于烧杯中,加入适量水 样品溶解,形成无色溶液.
步骤2:取少量步骤1形成的溶液于试管中,再滴加少量NaOH溶液,振荡. ⑴ ,说明样品b中添加了镁盐.
步骤3:取少量步骤1形成的溶液于试管中,再滴加少量的⑵ 溶液振荡 ⑶
24.(2021九上·绍兴月考)某兴趣小组同学在实验室将一定量的稀盐酸加入到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,未看到明显的现象。部分同学产生疑问:酸和碱到底能否发生反应
(1)该小组同学又重做上述实验,其实验如下:
实验步骤 实验现象 实验结论
向滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液的试管中,逐滴加入稀盐酸,并振荡。 观察到溶液由 色变为无色。 氢氧化钠和盐酸发生了反应。
(2)同学们对(1)实验后溶液中的溶质组成展开探究,做出如下猜想:
猜想一:只有NaCl;
猜想二:有NaCl和NaOH;
猜想三:有NaCl和HCl;
经过讨论后认为猜想二不合理,理由是 。
(3)小明完成了下面的实验得出了余下两种猜想的结论,请你在横线上填写小明加入的符合要求的药品。
实验步骤 实验现象 实验结论
取(1)实验后溶液少量于试管中,加入药品 。 没有明显现象 猜想一是正确
(4)通过以上探究可知在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑 。
25.(2020九上·杭州期末)如图所示为气体X(纯净物)与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题:
(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是 。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为 。
(3)查阅资料得知:①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O) ;
②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
小乐为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验: .
实验操作
步骤一 取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸 红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为
26.(2020九上·余杭期末)实验室有三瓶失去标签的溶液,它们分别是稀盐酸、氯化钡溶液、碳酸钠溶液。为了给三种溶液重新贴上标签,某实验小组按两种实验方案进行实验,请你一起参与完成。
实验内容 观察到的现象
A+B 有气泡产生
A+C 有白色沉淀生成
(1)方案一:不用其它试剂进行鉴别。将三瓶无色溶液任意编号为A、B、C,各取少量进行实验,实验记录见表。请写出A与C反应的化学方程式 。
(2)方案二:只选一种试剂进行鉴别。
①用三支试管分别取少量三种无色溶液;
② (请完成实验步骤②。实验室提供的试剂有:紫色石蕊试液、CaCl2溶液、NaOH溶液);
③观察现象:
④得出结论。
27.(2020九上·嘉兴期末)在一次实验中,有同学不小心将三个分别盛有KCl溶液、KOH溶液、K2SO4溶液滴瓶中的三支滴管混用,这种不规范的操作会导致滴瓶中的试剂受到污染。学习小组就盛有KCl溶液的滴瓶是否被另外两种试剂污染进行了如下探究。
猜想一:溶质成分只有KCl; 猜想二:溶质成分为通 。
猜想三:溶质成分为KCl,K2SO4; 猜想四:溶质成分为KCl,KOH,K2SO4
实验探究:为证明猜想,同学们设计了如下探究方案,请你一起完成:
实验操作 实验现象 结论或解释
⑴取该滴瓶内少量溶液于试管中,向试管中滴加适量B aCl溶液 产生白色沉淀
⑵将上述反应后的混合液过滤,取滤液于另一支试管中,向该试管中滴入酚酞试液 酚酞试液变红 含有KOH
上述探究说明 。
28.(2020九上·滨江月考)已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验,反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
注:图1中的仪器甲是一种加热仪器,图2中A、B点的固体组成分别是铁的氧化物中的一种。
(1)查阅资料发现,酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400~500℃,酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800~1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁,仪器甲应选用的加热仪器是 (填“酒精灯”或“酒精喷灯”);图l装置明显存在的不足之处是 。
(2)利用图2显示的相关信息,回答如下问题。
①在0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是 。
②图中x= g。
29.(2020九上·拱墅月考)某CuO粉末中混有少量Cu2O,现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的含量,请根据图示内容回答下列问题:
(1)X是常见还原性气体CO、H2中的一种,请根据组合装置判断X的化学式为 ;
(2)已知Cu2O在加热的条件下也能被X气体还原为Cu,反应前CuO和Cu2O的总质量为m1,完全反应后U型管内物质的质量增加了m2(损失忽略不计),则原混合物中Cu2O的质量为 。
(3)E装置的作用是 。
(4)若进入C中的气体换成两种气体中的另外一种,同样要求用该装置完成Cu2O含量的测定实验,则D中的药品应改换为 。
30.(2020九上·椒江月考)反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类,为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类,小乐设计了如下实验装置和方案(B、C装置中药品足量,且所有反应均充分进行):
【提出问题】碳和氧化铜反应生成的气体是什么?
【作出猜想】猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。
从定性观察角度判断
(1)实验时,若A处黑色粉末变红,则说明碳具有 (填写性质);
(2)若观察到 (填写现象),则可排除猜想①。
从定量计算角度判断
用电子天平测定表格中的四个数据:
反应前的质量 反应后的质量
A(试管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+溶液) m3 m4
(3)若猜想②成立,则理论上(m4-m3) (m1-m2)(选填“<”“>”或“=”),此时A中发生反应的化学方程式是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据氯化铁在溶液中显黄色,碳酸钠和硝酸钙反应会生成白色的碳酸钙沉淀,碳酸盐和硝酸反应会生成二氧化碳气体,硫酸根离子和钡离子反应会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀等知识进行分析。
【解答】氯化铁在溶液中显黄色,碳酸钠和硝酸钙反应会生成白色的碳酸钙沉淀,碳酸盐和硝酸反应会生成二氧化碳气体,硫酸根离子和钡离子反应会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,所以①取少量固体于试管中,加适量蒸馏水,固体完全溶解成无色透明溶液,所以固体中一定不含氯化铁,碳酸钠和硝酸钙只能存在其中的一种;②取少量上述溶液,加过量稀硝酸,有气泡产生,所以固体中一定存在碳酸钠,一定不含硝酸钙;③取②所得溶液少量,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,所以固体中一定含有硫酸钠,题中的现象不能确定是否含氯化钾,所以原固体的组成中一定含有碳酸钠、硫酸钠,一定不含氯化铁、硝酸钙,可能含有氯化钾,C符合题意。
故答案为:C
2.【答案】CuO+2HCl=CuCl2+H2O;小明;D
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】本题主要探究物质的组成成分。
【解答】小明也取少许废液,向其中加入少量的氧化铜粉末,则稀盐酸与氧化铜充分反应,看到的现象是溶液变成蓝色,化学反应方程式是 CuO+2HCl=CuCl2+H2O,结论:小明认为废液中溶质是 CaCl2、HCl,其猜想正确。由于废液中有氯化钙,而氯化钙与碳酸钠发生反应,化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。
故答案为:CuO+2HCl=CuCl2+H2O;小明;D
3.【答案】(1)蓝色
(2)KOH
(3)白色沉淀
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)硫酸铜溶液是蓝色。
(2)酚酞试液在碱性溶液中显示红色。
(3)产生白色沉淀的是氯化钡。
【解答】(1)硫酸铜溶液是蓝色的,这是判断该物质的依据。
(2)KOH是碱性溶液,因此滴加酚酞溶液会变红。
(3)硫酸铜与氯化钡反应化学式为CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2,经过复分解反应,生成不溶于硝酸的白色沉淀,溶液还是蓝色。
故答案为:(1)蓝色(2)KOH(3)白色沉淀
4.【答案】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
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】【交流讨论】由于碱石灰直接与空气相同,那么空气中的二氧化碳和水蒸气会被其吸收,从而导致二氧化碳质量偏大;由于装置中会残留部分二氧化碳,因此可能导致测出的二氧化碳质量偏小。
【方案改进】在实验开始前,要通入一段时间的空气,从而将其被碱石灰吸收,以免对测量产生影响;在实验结束后,还要通入一段时间的空气,将装置中残留的二氧化碳挤入C中充分吸收,从而减小测量误差。
【拓展提高】根据加入稀硫酸的量是否足够确定X溶液中的溶质类型。
【解答】【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质量测量结果偏大或偏小,理由:因为空气中的二氧化碳会进入到装置中或生成的二氧化碳会残留在装置中。
【方案改进】为减少误差,使CO2质量的测定更准确,应时鼓入空气的时机为: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。
【拓展提高】如果加入的稀硫酸的量太少,导致碳酸氢钠与稀硫酸不能完全反应,则此时的溶质为: Na2SO4和NaHCO3 。如果加入的稀硫酸恰好和反应产生的碳酸氢钠完全反应,那么此时的溶质为: Na2SO4 。如果加入的稀硫酸有剩余,那么此时溶质为: Na2SO4和H2SO4 。
5.【答案】(1)CBAD;装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色
(2)在实验前要先通入CO和H2,此时可观察澄清石灰水是否变浑浊 Ⅱ.定量分析混合气体中2和CO的质量比
(3)1:14
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据氢气和一氧化碳都能使氧化铜变成铜,同时还有水和二氧化碳生成,检验两气体时需先检验水,再检验二氧化碳分析;
(2)根据氢气和一氧化碳与氧化铜反应时要先通气体排除空气分析;
(3)根据水中氢元素质量为氢气质量,利用参加反应的氧化铜中氧元素质量及方程式中物质间质量关系计算一氧化碳质量分析。
【解答】(1)氢气和一氧化碳都能使氧化铜变成铜,要验证二者的还原性时需验证生成物,氢气还原氧化铜除生成铜还生成水,一氧化碳还原氧化铜除生成铜还生成二氧化碳,而验证水和二氧化碳时需先验证水,后验证二氧化碳,所以装置连接顺序为CBAD, 能证明H2具有还原性的实验现象是 装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色 ;
(2)因氢气和一氧化碳还原氧化铜实验前为排除装置内空气,需先通一氧化碳和氢气, 此时可观察澄清石灰水是否变浑浊,所以无需补充验证一氧化碳和氢气能使澄清石灰水变浑浊的实验;
(3)B装置反应后增重质量即为产生水的质量,为102.6-100.8=1.8g,C装置反应后减少质量为氧化铜中氧元素质量,而该氧元素一部分结合成水,一部分结合成二氧化碳,则结合二氧化碳的氧元素(即与一氧化碳反应的氧化铜中氧元素)质量为65.6-62.4-=1.6g,设一氧化碳质量为x
CO+CuO=Cu+CO2 玻璃管减少质量
28 80-64=16
x 1.6g
28:16=x:1.6g
x=2.8g
水中氢元素质量即为氢气质量,则氢气与一氧化碳质量比为():2.8=1:14.
故答案为:(1)CBAD; 装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色 ;(2) 在实验前要先通入CO和H2,此时可观察澄清石灰水是否变浑浊 ;(3)1:14.
6.【答案】CaCl2;溶液不变色;先产生气泡,后产生白色沉淀;无色和红色变换比较明显,而紫色、蓝色、红色变换不明显
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】【猜想假设】根据反应物有剩余和完全反应,对溶质的种类进行猜测;
【进行实验】酚酞试液遇到碱会变成红色,如果猜想一错误,即没有氢氧化钠,那么溶液肯定不成碱性,那么滴入酚酞试液会不变色;
【实验步骤2】如果猜想二正确,那么溶质为氯化钙和稀盐酸。加入碳酸钠后,先和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳。再和氯化钙反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,据此描述反应现象。
【反思拓展】根据酸碱指示剂的颜色变化是否足够明显分析解答。
【解答】【猜想假设】猜想一为反应产物和氢氧化钙过量;猜想二为反应产物和稀盐酸过量;猜想三应该为完全反应,那么只有反应产物CaCl2。
【进行实验】取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,实验现象:溶液不变色,结论:猜想一不正确。
【实验步骤2】实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示,则实验中出现的现象是 :先产生气泡,后产生白色沉淀。
【反思拓展】证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液,其原因是:无色和红色变换比较明显,而紫色、蓝色、红色变换不明显。
7.【答案】(1)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(2)A装置吸收气体中的CO2和H2O,若无A,就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2
(3)Fe、Cu;Fe(NO3)2、Mg(NO3)2
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式;
(2)碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳和水,从而避免原来气体中的二氧化碳对实验的测定产生影响。
(3)根据反应的化学方程式计算出生成氢气的质量,然后与实际的氢气质量进行比较,从而确定样品的组成。根据金属的活动性顺序表分析溶质的种类。
【解答】(1)一氧化碳与氧化铁在高温下反应,生成铁单质和二氧化碳,反应的方程式为: 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。
(2)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,原因:A装置吸收气体中的CO2和H2O,若无A,就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2。
(3)设若样品全是铁,生成氢气质量为m。
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56 2
5.6g m
;
解得:m=0.2g。
而此时生成氢气质量为0.19g,因此含有杂质比等质量的铁生成气体少,
那么该金属相对分子质量大于铁或与酸不反应才能满足此条件,
所以含有铜;
即样品的组成为: Fe、Cu 。
在金属活动性顺序中,只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,四种金属活动性强弱关系:镁>铁>氢>铜>银,铁先和硝酸银反应,然后铜与和硝酸银反应,铜和铁都不能和硝酸镁反应。向滤渣中加入稀盐酸,看到有气泡冒出,说明有排在氢前面的金属剩余,即铁过量,溶液中的银全部被置换出来,因此滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁和没参加反应的硝酸镁,因此滤液中一定含有的溶质为: Fe(NO3)2、Mg(NO3)2 。
8.【答案】(1)有
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(3)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)过滤
(5)偏小
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;过滤的原理、方法、操作及其应用;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)氢氧化钠与稀盐酸反应,生成氯化钠和水,不会有气体产生;而碳酸钠和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,据此分析;
(2)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式。
(3)反应生成的二氧化碳从溶液中溢出时肯定会带出部分水蒸气,被碱石灰吸收后,会使测量出的二氧化碳的质量偏大;碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,同样造成测量结果偏大。
(4)过滤操作用于分离液体和不溶于液体的固态物质;
(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,据此分析解答。
【解答】(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)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)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偏小。
9.【答案】(1)氢氧化钠、碳酸钠;II
(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(3)A
(4)无色酚酞
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据没有变质、部分变质和完全变质进行猜想;①溶液A加入稀硫酸后,生成了气体,且气体能够使澄清的石灰水生成沉淀,那么气体B为二氧化碳,即碳酸钠和稀硫酸反应生成的,说明含有碳酸钠,据此分析哪个猜想不成立。
(2)加入的稀盐酸先与氢氧化钠反应,生成氯化钠和水,再与碳酸钠反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体。如果加入的稀盐酸太少,那么就不能与碳酸钠反应生成气体,据此写出反应的方程式。
(3)操作②用于验证是否存在氢氧化钠,需要先加入试剂X除去其中的碳酸钠,然后再通过检验溶液的酸碱性确定氢氧化钠的存在,则加入的试剂X不能呈碱性,据此分析判断。
(4)根据酸碱指示剂的用途判断。
【解答】(1)如果氢氧化钠部分变质,那么猜想III为:白色粉末为氢氧化钠和碳酸钠。根据①可知,白色粉末肯定存在碳酸钠,则猜想II肯定不成立。
(2)氢氧化钠和稀盐酸反应,生成氯化钠和水,则方程式为: NaOH+HCl=NaCl+H2O 。
(3)根据题意可知,加入的试剂必须为中性,不能为酸性和碱性,故选A。
(4)因为氢氧化钠溶液呈碱性,加入无色酚酞会变成红色,所以操作⑤的试剂可以是无色酚酞。
10.【答案】(1)氢氧化钙;氢氧化钠;吸收CO2
(2)A中出现白色沉淀;C中红褐色粉末变黑,D中澄清石灰水变浑浊
(3)8
【知识点】有关化学式的计算和推断;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】混合气体中可能含有一氧化碳和二氧化碳,则应该先检验二氧化碳的存在,即混合气体通入A中澄清的石灰水,根据是否产生沉淀判断二氧化碳的存在,然后再通入B中氢氧化钠溶液,将二氧化碳全部吸收。剩余的气体通入玻璃管,与氧化铁进行反应,生成物的气体再次通入澄清的石灰水D,判断是否生成二氧化碳,进而判断是存在一氧化碳,最后进行尾气处理,据此分析解答。
【解答】(1)A 装置中的试剂氢氧化钙;B 装置中的试剂是足量的氢氧化钠,其目的是吸收CO2;
(2)证明原混合气体中 CO2 存在的实验现象是:A中出现白色沉淀; 实验后确定有 CO 的依据:C中红褐色粉末变黑,D中澄清石灰水变浑浊。
(3)减少的质量就是氧化铁中氧元素的质量,则氧化铁的质量为:。
11.【答案】(1)CuSO4
(2)Na2SO4,CaCO3;Na2SO4,CaCO3和NaOH
(3)NaOH
【知识点】盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)硫酸铜溶液呈蓝色;
(2)碳酸钙和硫酸钡同为白色沉淀,但是前者能和酸反应,生成二氧化碳气体,而后者和酸不反应,据此确定白色粉末的组成。
(3)分析哪种试剂加入后,能够和氯化钡与氢氧化钠反应,生成明显不同的现象即可。
【解答】(1)加水后形成的溶液无色,而硫酸铜溶液呈蓝色,因此原白色粉末一定不含有CuSO4。
(2)生成的沉淀加入盐酸反应生成气体,则白色粉末肯定含有碳酸钙。硫酸钠和氯化钡反应,生成硫酸钡白色沉淀,则如果含有硫酸钠,那么肯定没有氯化钡;而溶液中是否含有氢氧化钠无法判断,则白色粉末的组成是Na2SO4,CaCO3或Na2SO4,CaCO3和NaOH。
(3)硫酸铜和氯化钡反应,生成白色的硫酸钡沉淀;硫酸铜和氢氧化钠反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀,因此硫酸铜可以鉴别二者,故选C。
12.【答案】(1)CO2
(2)饱和
(3)C
(4)碳酸钡
【知识点】饱和溶液与不饱和溶液;物质的鉴别、推断;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据碳酸钡和稀盐酸的反应产物解答;
(2)如果溶液中存在未溶的固体,那么溶液饱和;否则,无法判断溶液是否饱和。
(3)根据物质的性质和实验过程的分析判断。
(4)除去HCl还不能引入新的杂质,可根据碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡分析解答。
【解答】(1)在步骤①中,毒重石中的碳酸钡和稀盐酸反应,生成氯化钡、水和二氧化碳气体,则气体A为CO2;
(2)滤液II是结晶后得到的,即溶液中出现未溶的晶体,那么它肯定是饱和溶液。
(3)A.氯化钡是一种有毒的重金属盐,使用时应注意安全,故A正确不合题意;
B.步骤②将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境污染,故B正确不合题意;
C.硫酸钡与稀盐酸不反应,不能将其转化为氯化钡,故C错误符合题意。
故选C。
(4)处理滤液Ⅰ中过量的盐酸的方法:加入适量的碳酸钡。
13.【答案】(1)氢氧化钠、碳酸钠
(2)偏小
(3)硫酸钠
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)溶液的pH=7,说明溶液呈中性。在四种物质中,氢氧化钠和碳酸钠的水溶液都呈碱性,而氯化钠和硫酸钠的溶液呈中性,据此确定不存在的物质。
(2)酸被稀释后,酸性减弱,pH增大;碱被稀释后,碱性减弱,pH减小。
(3)在氯化钠和硫酸钠中,只有硫酸钠能够和氯化钡反应,生成硫酸钡沉淀和氯化钠,据此分析判断。
【解答】(1)根据步骤①现象,小明得出了该试剂不可能为:氢氧化钠、碳酸钠。
(2)若某溶液为碱性,在测定该试剂pH时,pH试纸先用蒸馏水润湿了,会将碱溶液稀释,则测得的pH会偏小。
(3)由步骤①②可确定该试剂为硫酸钠溶液。
14.【答案】(1)Na2CO3
(2)Na2SO4 CaSO4 CuSO4 CaCO3
(3)取少许固体溶于水,然后加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液,若有白色固体生成则原固体中含有氯化钠
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)(2)硫酸铜溶液呈蓝色;碳酸钙、硫酸钙同为白色沉淀,但是前者与酸反应生成二氧化碳气体,后者与酸不反应,据此分析解答。
(3)根据检验氯离子是否存在的方法解答。
【解答】将固体放入水中,得到无色溶液,那么肯定没有碳酸钙和硫酸铜,而碳酸钠、硫酸钠和氯化钙不能同时存在。再加入氯化钡后,生成的沉淀可以溶于稀盐酸生成气体,则生成的沉淀为碳酸钡,而没有硫酸钡,即固体中肯定有碳酸钠,没有硫酸钠。因为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,所以肯定没有氯化钙。
(1)原固体肯定有碳酸钠,即Na2CO3。
(2)原固体肯定不存在硫酸钠、硫酸铜、氯化钙和碳酸钙,即Na2SO4 、CuSO4、CaCl2 和CaCO3。
(3)为了确定NaCl是否存在,还需进行的实验是:取少许固体溶于水,然后加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液,若有白色固体生成则原固体中含有氯化钠。
15.【答案】(1)FeCl3(写名称也对)
(2)碳酸钠、硫酸钠
(3)D
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)氯化铁溶液呈黄色,据此确定固体中没有的物质;
(2)碳酸钡和硫酸钡同为白色沉淀,但是前者能和酸反应生成二氧化碳气体,而后者不与酸反应;
(3)根据实验现象分析溶液C中含有的离子。
【解答】(1)氯化铁溶液呈黄色,而固体加水得到无色溶液,则步骤①中可知固体中肯定没有Fe2Cl3。
(3)根据乙图可知,加入稀硝酸后,沉淀的质量先减小后不变,则沉淀含有碳酸钡和硫酸钡,即原固体中肯定存在硫酸钠和碳酸钠。
(3)无色溶液C中通入二氧化碳气体后,产生了白色沉淀,那么应该是氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠,而碳酸钠和硝酸钡反应生成了碳酸钡沉淀,则C中一定含有的离子为:Ba2+、NO3-、OH-、Na+,故选D。
16.【答案】(1)酚酞试液;碳酸钠溶液
(2)Ca(OH)2;HCl
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据氢氧化钠和氢氧化钙溶液能使酚酞变红,盐酸则不能使酚酞变红,氢氧化钙与碳酸钠反应可生成碳酸钙沉淀,氢氧化钠与碳酸钠不反应分析。
【解答】(1)氢氧化钠和氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞变红,盐酸则不能使酚酞变红,所以① 酚酞试液, 氢氧化钙与碳酸钠反应可生成碳酸钙沉淀,氢氧化钠与碳酸钠不反应,所以 ②是碳酸钠溶液;
(2)A为氢氧化钙,化学式为Ca(OH)2 ,B为盐酸,化学式为HCl ;
故答案为:(1)酚酞试液;碳酸钠溶液;(2) Ca(OH)2 ; HCl 。
17.【答案】(1)只有碳酸钠
(2)一;溶液变红色
(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(4)不正确;同意
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据没有变质、部分变质和完全变质进行猜想;
(2)①加入氯化钡溶液后,出现的白色沉淀应该是碳酸钠和氯化钡反应生成的碳酸钡,这说明肯定存在碳酸钠,据此确定哪个猜想是错误的;
②在①中,由于加入的氯化钡过量,所以滤液中的碳酸钠肯定完全反应了。此时再加入酚酞试液,如果溶液变成红色,那么说明肯定含有氢氧化钠,即碳酸钠和氢氧化钠同时存在,因此猜想二正确,三错误。
(3)根据氢氧化钠和二氧化碳的反应分析解答;
(4)①如果加入的是氢氧化钡溶液,那么会人为引入氢氧根离子,在加入酚酞试液后溶液即使变成红色,也不能说明是否存在氢氧化钠,即干扰氢氧化钠的检验;
②先加入酚酞,那么溶液会呈红色,再加入过量的氯化钡后,会去掉全部的碳酸钠。当沉淀不再生成后,如果溶液还是红色,说明存在氢氧化钠,据此分析判断。
【解答】(1)如果氢氧化钠全部变质,那么就只有碳酸钠,则猜想三为:只有碳酸钠。
(2)①生成了白色沉淀,说明存在碳酸钠,则猜想一不正确;
②取(1)中的少量上层清液于试管中,滴加酚酞溶液,此时溶液变成红色,说明存在氢氧化钠,即猜想二正确,三错误。
(3)氢氧化钠和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,反应的方程式为: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
(4)①某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论,我认为该同学的说法是不正确的,因为会干扰氢氧化钠的验证;
②另一同学认为上述实验步骤可以先滴酚酞,再加过量BaCl2溶液,也可以得到正确结论。我同意该同学的说法。
18.【答案】NaCl和Na2CO3;当U形管仍有白色固体残留时,溶液中的HCl一定完全反应掉了;取滤液于试管中,滴加稀盐酸;反应物是否过量
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据反应产物和反应物过量进行猜想;
(2)根据稀盐酸和碳酸钡的反应分析;
(3)每个猜想中都有氯化钠,因此验证自己的猜想的关键是证明碳酸钠的存在,可根据碳酸钠和稀盐酸的反应分析解答。
(4)在化学反应中,过量的物质仍然会存在反应后的溶液中,据此分析解答。
【解答】(1)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠,而氯化钠不和溶液中的其它物质反应,因此肯定存在氯化钠。如果碳酸钠溶液过量,那么猜想四为:NaCl和Na2CO3。
(2)在混合并完全反应后,仍然存在白色固体碳酸钡,根据碳酸钡和稀盐酸的反应可知,此时肯定没有稀盐酸,则猜想三不合理;
(3)取滤液在试管中,滴加稀盐酸,此时会产生气泡,则说明我的猜想是正确的;
(4)通过上述实验我们能够总结出在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑反应物是否过量。
19.【答案】(1)D;Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;固体消失,溶液变成黄色
(2)NaCl和Na2CO3;三;稀盐酸;有气泡冒出
(3)H+
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据各个试管中的反应现象解答。确定B试管中的反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的方程式。根据C试管中的现象解答。
(2)(假设和猜想)根据反应物是否过量和反应产物进行猜想;
(讨论与交流)根据氢氧化钙和稀盐酸的反应分析解答;
(实验与结论)各个猜想中都有氯化钠,因此猜想四的关键是验证碳酸钠的存在,可根据碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体分析解答。
(3)根据酸的通性解答。
【解答】(1)氢氧化钙与稀盐酸反应,生成氯化钙和水,没有气体、沉淀生成,也没有颜色变化,因此无现象的是D。B试管中,铁和稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,反应的方程式为: Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 。C试管中,氧化铁和稀盐酸反应,生成氯化铁和水,则现象为:固体消失,溶液变成黄色。
(2)(假设和猜想)碳酸钠和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,则溶液中肯定存在氯化钠。如果稀盐酸和氯化钙完全反应,而碳酸钠有剩余,那么猜想四为:NaCl和Na2CO3。
(讨论与交流)氢氧化钙与稀盐酸反应,生成氯化钙和水,二者不能共存,则猜想三是错误的。
(实验与结论)如果猜想四正确,那么滤液中存在多余的碳酸钠,可以滴加适量的稀盐酸,会有二氧化碳气体生成,因此会看到有气泡冒出。
(3)稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质,是因为它们的溶液中都存在H+。
20.【答案】(1)Cu Fe
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)过滤
(4)>
【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用;书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】含有硫酸亚铁和硫酸铜的废液,加入过量的铁粉后,铁粉与硫酸铜反应,生成硫酸亚铁和铜单质。通过过滤,将固体A和溶液分开,固体A中有置换出的铜和剩余的铁粉,而溶液中就是硫酸亚铁。固体A加入适量的稀硫酸,其中的铁粉与其反应生成硫酸亚铁和氢气X,最终剩余的固体就是铜单质。前面得到的溶液经过蒸发结晶,从而得到硫酸亚铁晶体,据此分析解答。
【解答】(1)固体A中含有置换出的铜和剩余的铁粉,即Cu和Fe;
(2)在步骤①中,铁和硫酸铜反应,生成硫酸亚铁和铜单质,方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)操作a用于分离固体和不溶于液体的固体,应该为过滤。
(4)原来废液中就含有硫酸亚铁,而实验过程中又加入了铁粉,它与稀硫酸又生成了硫酸亚铁,因此理论上所得硫酸亚铁晶体的质量>原废液中硫酸亚铁的质量。
21.【答案】(1)NaOH
(2)无色酚酞;A
(3)NaCl
【知识点】酸碱指示剂及其性质;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据硫酸、氯化钡溶液反应可生成硫酸钡沉淀,氢氧化钠溶液能使酚酞变红,硫酸能与氢氧化钠反应,氯化钡与氢氧化钠不反应分析。
【解答】(1)A与B反应产生白色沉淀,则A和B为硫酸、氯化钡溶液中的一种,C为氢氧化钠溶液,溶质为NaOH ;
(2)要验证A和B,先向C中加入X,溶液变红色,说明X为酚酞溶液,再加入A溶液,溶液红色消失,说明A为硫酸,硫酸与氢氧化钠发生了反应,加入B溶液红色不消失,说明B为氯化钡溶液;
(3) 实验结束后,将实验甲、乙、丙三支试管中的物质倒入同一个烧杯中,充分搅拌、静置、过滤, 因反应后钡离子、硫酸根离子能发生反应,氢离子和氢氧根离子能发生反应,钠离子和氯离子没有发生改变,所以所得滤液中肯定含有氯化钠;
故答案为:(1)NaOH ;(2)无色酚酞;A;(3) NaCl 。
22.【答案】(1)U型管中的液体进入广口瓶,在瓶内出现白色沉淀
(2)Na2CO3
【知识点】物质的鉴别、推断;碱的化学性质
【解析】【分析】(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。由于U形管右边的气压减小,于是注射器中的酚酞被吸入而自动喷出,从而使右侧液体变红,据此解答。
(2)上层红色溶液成碱性;加入足量的稀盐酸后,有气泡冒出,应该是碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳,即红色溶液中肯定存在碳酸钠,肯定没有氢氧化钙。
【解答】(1)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。
23.【答案】产生白色沉淀;BaCl2;产生白色沉淀,说明样品b中添加了硫酸镁、无明显现象,样品b中添加了氯化镁
【知识点】盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据镁盐与氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀,氯化钡与硫酸镁产生硫酸钡沉淀,与氯化镁不反应分析。
【解答】镁盐与氢氧化钠反应可产生氢氧化镁沉淀,所以样品中加入了镁盐,则滴加氢氧化钠会观察到产生白色沉淀;要验证是硫酸镁还是氯化镁,只需加入氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀即可,加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明添加了硫酸镁,无明显现象则添加了氯化镁;
故答案为:产生白色沉淀;BaCl2;产生白色沉淀,说明样品b中添加了硫酸镁、无明显现象,样品b中添加了氯化镁。
24.【答案】(1)红
(2)若有NaOH存在,含有酚酞的溶液不可能为无色
(3)碳酸钠(或碳酸钙或锌等活泼金属)
(4)过量的反应物
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据酸碱指示剂的特点分析解答;
(2)根据酚酞试液遇到碱性溶液变成红色分析;
(3)猜想一和猜想三的不同,就是是否存在剩余的稀盐酸,可根据碳酸盐和金属都能与酸反应生成气体的性质判断它是否存在即可;
(4)反应后剩余的反应物也会存在溶液中,据此分析解答。
【解答】(1)氢氧化钠呈碱性,滴入酚酞试液后会变成红色,因此溶液由红色变成无色。
(2)如果溶液中还存在氢氧化钠,那么溶液不会变成无色,则:经过讨论后认为猜想二不合理,理由是:若有NaOH存在,含有酚酞的溶液不可能为无色。
(3)
实验步骤 实验现象 实验结论
取(1)实验后溶液少量于试管中,加入药品 碳酸钠(或碳酸钙或锌等活泼金属) 。 没有明显现象 猜想一是正确
(4)通过以上探究可知在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑过量的反应物。
25.【答案】(1)排尽A中的空气,防止加热时发生爆炸
(2)一氧化碳(或CO)
(3)烧杯中有红色固体,溶液由无色变为蓝色。;7:18
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)如果气体X中混有空气,那么它们受热后很容易发生爆炸,因此需要提前排进装置A中的空气;
(2)A中氧化铜粉末变红,说明它被还原,那么气体X可能为氢气或一氧化碳。B中无水硫酸铜没有变化,说明反应没有水生成,C中澄清的石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳,那么通入的气体应该是一氧化碳。
(3)步骤一:氧化亚铜与稀硫酸反应,生成硫酸铜,铜和水,铜呈红色,而硫酸铜溶液呈蓝色,因此烧杯中肯定有红色固体存在,而溶液变成蓝色。其中的铜可能是原来就有的,也可能是反应生成的。
步骤二:根据氧化亚铜与稀硫酸反应的方程式,利用反应前后固体质量的变化量计算出参加反应的氧化亚铜的质量,再用20g减去氧化亚铜的质量得到铜的质量,最后做比即可。
【解答】(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是:排尽A中的空气,防止加热时发生爆炸。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为一氧化碳(或CO)。
(3)设参加反应的氧化亚铜的质量为x,
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O ;
144 64 144-64=80
x 20g-12g=8g;
;
解得:x=14.4g;
那么铜和氧化亚铜的质量之比:(20g-14.4g):14.4g=7:18。
实验操作
步骤一 取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸 烧杯中有红色固体,溶液由无色变为蓝色。 红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为7:18
26.【答案】(1)Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(2)分别向三支试管中滴加紫色石蕊试液
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】先根据A与B、C反应的现象结合碳酸钠的性质推导出三种物质,然后按要求填空即可。
【解答】(1)A和B反应产生气泡,和C反应产生沉淀,则A为碳酸钠,B为盐酸,C为氯化钡,A与C反应的方程式为 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl ;
(2)盐酸呈酸性,能使石蕊试液变红,碳酸钠溶液呈碱性,能使石蕊变蓝,氯化钡溶液呈中性,不能使石蕊变色,所以可利用滴加紫色石蕊试液鉴别,氯化钙只能与碳酸钠反应产生沉淀,与另两种物质都不反应,无法鉴别,氢氧化钠与三种溶液都无明显现象,无法鉴别;
故答案为:(1) Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl ;(2) 分别向三支试管中滴加紫色石蕊试液 。
27.【答案】KCl,KOH ;溶液中含有K2SO4;KCl溶液滴瓶被KOH、K2SO4污染(或“溶质是KCl、KOH 、K2SO4。)
【知识点】物质的鉴别、推断;碱的化学性质
【解析】【分析】根据硫酸钾能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀及氢氧化钾溶液呈碱性分析。
【解答】由所给物质类别可知,溶质成分也可能是KCl、KOH ;
(1)加入氯化钡溶液产生白色沉淀,则为硫酸钾与氯化钡反应产生的硫酸钡沉淀,说明溶液质中含有硫酸钾;
(2)氯化钾和硫酸钾溶液都呈中性,加入酚酞后溶液变红,说明溶液呈碱性,由此判断溶液中含有氢氧化钾,由此可证明溶液中溶质是KCl、KOH 、K2SO4。
故答案为: KCl、KOH ; 溶液中含有K2SO4 ; KCl溶液滴瓶被KOH、K2SO4污染或“溶质是KCl、KOH 、K2SO4。
28.【答案】(1)酒精喷灯;没有尾气处理装置
(2)未达到反应所需最低温度;1.68
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据图2确定反应温度,然后与酒精灯和喷灯的温度比较即可。实验结束后的尾气中还含有未反应的一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排入空气中,可以用酒精灯将其点燃,转化为二氧化碳,再排入空气中;
(2)①从氧化铁和一氧化碳的反应需要一个最低温度的角度解答;
②反应前后,铁的质量保持不变,根据氧化铁×铁的质量分数计算x的数值即可。
【解答】(1)观察图2中的数据,当温度达到700℃时氧化铁才开始被一氧化碳还原为铁,而酒精灯的温度范围只是400~500℃,所以应该选择酒精喷灯。图l装置明显存在的不足之处是没有尾气处理装置。
(2)①氧化铁和一氧化碳的反应是需要达到一定温度的,0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是未达到反应所需的最低温度;
②根氧化铁中铁元素的质量;。
29.【答案】(1)H2
(2)2.25m1-10m2
(3)防止空气中的水蒸气进入D装置,对实验结果产生影响
(4)碱石灰
【知识点】根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据D中的干燥剂CaCl2的作用分析反应产物,进而确定气体种类;
(2)反应前m1是氧化铜和氧化亚铜的质量之和,反应后 的质量m2是生成水的质量之和,据此结合反应的两个方程式列式计算出氧化亚铜的质量;
(3)碱石灰可以吸收空气中的水分和二氧化碳,防止被D中的药品吸收,从而影响测量结果;
(4)根据二氧化碳的化学性质分析。【解答】(1)如果是一氧化碳,则还原氧化物后生成的二氧化碳气体不能被氯化钙吸收,所以应该是氢气.化学式为H2;
(2)解设氧化亚铜的质量为X,则氧化铜的质量为m1g-X.
144 18 80 18
X m1g-X
80:18=( m1g-X):( )
解得:X=(2.25m1-10m2)g。
(3)E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入D装置,对实验结果产生影响;
(4)如果将进入C中的气体换成一氧化碳,那么产物就是二氧化碳气体。因为碱石灰能够吸收反应生成的二氧化碳气体.所以D中的药品应该改为碱石灰。
30.【答案】(1)还原性
(2)B中澄清石灰水变浑浊
(3)=;C+2CuO=2Cu+CO2↑
【知识点】质量守恒定律及其应用;二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊及质量守恒定律分析。
【解答】(1) 若A处黑色粉末变红,即氧化铜变成了铜,则说明碳具有还原性;
(2)碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,若观察到B中澄清石灰水变浑浊则可证明生成气体中含二氧化碳, 可排除猜想① ;
(3) 若猜想②成立,则试管中固体减少质量即为产生二氧化碳质量,则理论上(m4-m3)=m1-m2),反应方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑ ;
故答案为:(1)还原性;(2) B中澄清石灰水变浑浊 ;(3)C+2CuO2Cu+CO2↑。
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浙教版科学九上2.5物质的转化探究题专项练习
一、实验探究题
1.(2021九上·余姚期中)某固体可能含有Ca(NO3)2,Na2SO4,Na2CO3,FeCl3,KCl中一种或几种,现对其进行如下实验:
①取少量固体于试管中,加适量蒸馏水,固体完全溶解成无色透明溶液。
②取少量上述溶液,加过量稀硫酸,有气泡产生。
③取②中所得溶液少量,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀。
分析上述现象,对原固体组成的推断正确的是 。
A.肯定有Na2CO3,Na2SO4,一定没有FeCl3,Ca(NO3)2
B.肯定有Na2CO3,Na2SO4,一定没有FeCl3
C.肯定有Na2CO3,一定没有FeCl3,Ca(NO3)2
D.肯定有Na2CO3,一定没有FeCl3, KCl
【答案】C
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据氯化铁在溶液中显黄色,碳酸钠和硝酸钙反应会生成白色的碳酸钙沉淀,碳酸盐和硝酸反应会生成二氧化碳气体,硫酸根离子和钡离子反应会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀等知识进行分析。
【解答】氯化铁在溶液中显黄色,碳酸钠和硝酸钙反应会生成白色的碳酸钙沉淀,碳酸盐和硝酸反应会生成二氧化碳气体,硫酸根离子和钡离子反应会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀,所以①取少量固体于试管中,加适量蒸馏水,固体完全溶解成无色透明溶液,所以固体中一定不含氯化铁,碳酸钠和硝酸钙只能存在其中的一种;②取少量上述溶液,加过量稀硝酸,有气泡产生,所以固体中一定存在碳酸钠,一定不含硝酸钙;③取②所得溶液少量,滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,所以固体中一定含有硫酸钠,题中的现象不能确定是否含氯化钾,所以原固体的组成中一定含有碳酸钠、硫酸钠,一定不含氯化铁、硝酸钙,可能含有氯化钾,C符合题意。
故答案为:C
2.(2021九上·余姚期中)某校实验室的废液缸中收集了同学们在实验室用石灰石与稀盐酸制取CO2后残留的废液(假设石灰石中的其它杂质不与盐酸反应也不溶于水)。小红、小刚和小明想探究废液中溶质的成分,请你一同参与探究并回答下列问题.
Ⅰ.定性探究
【提出问题】废液中的溶质是什么物质?
【作出猜想】小红认为废液中溶质只有CaCl2;
小明认为废液中溶质是CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性;Ca(OH)2微溶于水
【实验与结论】小红从废液缸中取少许上层清液(下称“废液”),滴入1-2滴无色酚酞试液,酚酞试液不变色。
小明也取少许废液,向其中加入少量的氧化铜粉末,充分反应,看到的现象是溶液从无色变为蓝色,化学反应方程式是 ,
综上所述,结论: 的猜想是正确的.
在交流与讨论后,小明又取少许废液,向其中逐滴滴加碳酸钠溶液,并不断振荡,反应现象是 .
A.只看到有大量气泡冒出 B.只有白色沉淀析出
C.开始出现白色沉淀,后冒气泡 D.开始冒气泡,后出现白色沉淀
【答案】CuO+2HCl=CuCl2+H2O;小明;D
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】本题主要探究物质的组成成分。
【解答】小明也取少许废液,向其中加入少量的氧化铜粉末,则稀盐酸与氧化铜充分反应,看到的现象是溶液变成蓝色,化学反应方程式是 CuO+2HCl=CuCl2+H2O,结论:小明认为废液中溶质是 CaCl2、HCl,其猜想正确。由于废液中有氯化钙,而氯化钙与碳酸钠发生反应,化学方程式是CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。
故答案为:CuO+2HCl=CuCl2+H2O;小明;D
3.(2021九上·余姚期中)为鉴别CuSO4、KOH、BaCl2、NaCl四种失去标签的溶液,做如下实验。
(1)通过观察就可以鉴别出CuSO4溶液,依据是 。
(2)将剩余三种溶液分别取样,滴加酚酞溶液,变红的是 。
(3)取鉴别出的CuSO4溶液,依次加入到使酚酞溶液不变色的剩余二种溶液中。依据出现的现象: ,鉴别出BaCl2溶液,至此溶液鉴定完毕。
【答案】(1)蓝色
(2)KOH
(3)白色沉淀
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)硫酸铜溶液是蓝色。
(2)酚酞试液在碱性溶液中显示红色。
(3)产生白色沉淀的是氯化钡。
【解答】(1)硫酸铜溶液是蓝色的,这是判断该物质的依据。
(2)KOH是碱性溶液,因此滴加酚酞溶液会变红。
(3)硫酸铜与氯化钡反应化学式为CuSO4+BaCl2=BaSO4↓+CuCl2,经过复分解反应,生成不溶于硝酸的白色沉淀,溶液还是蓝色。
故答案为:(1)蓝色(2)KOH(3)白色沉淀
4.(2021九上·温州期中)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 。
【答案】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
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】【交流讨论】由于碱石灰直接与空气相同,那么空气中的二氧化碳和水蒸气会被其吸收,从而导致二氧化碳质量偏大;由于装置中会残留部分二氧化碳,因此可能导致测出的二氧化碳质量偏小。
【方案改进】在实验开始前,要通入一段时间的空气,从而将其被碱石灰吸收,以免对测量产生影响;在实验结束后,还要通入一段时间的空气,将装置中残留的二氧化碳挤入C中充分吸收,从而减小测量误差。
【拓展提高】根据加入稀硫酸的量是否足够确定X溶液中的溶质类型。
【解答】【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质量测量结果偏大或偏小,理由:因为空气中的二氧化碳会进入到装置中或生成的二氧化碳会残留在装置中。
【方案改进】为减少误差,使CO2质量的测定更准确,应时鼓入空气的时机为: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。
【拓展提高】如果加入的稀硫酸的量太少,导致碳酸氢钠与稀硫酸不能完全反应,则此时的溶质为: Na2SO4和NaHCO3 。如果加入的稀硫酸恰好和反应产生的碳酸氢钠完全反应,那么此时的溶质为: Na2SO4 。如果加入的稀硫酸有剩余,那么此时溶质为: Na2SO4和H2SO4 。
5.(2021九上·绍兴期中)小金利用干燥的H2和CO混合气体以及如图所示装置进行如下实验。
Ⅰ.验证H2和CO的还原性
(1)装置的正确连接顺序是 (按顺序填字母,每套装置限用一次);能证明H2具有还原性的实验现象是 。
(2)有人质疑使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2,也有可能是CO或H2;因此提出CO和2在与氧化铜反应前应先通入澄清石灰水加以检验。小金认为从实验操作角度分析,没有必要补充上述检验,理由是 。
(3)小乐在实验前后对B、C装置(硬质玻璃管和内部药品)进行了质量的测定,假设B、C装置中完全反应,则2和CO的质量比为 。
装置 实验前 实验后
B 100.8g 102.6g
C 65.6g 62.4g
【答案】(1)CBAD;装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色
(2)在实验前要先通入CO和H2,此时可观察澄清石灰水是否变浑浊 Ⅱ.定量分析混合气体中2和CO的质量比
(3)1:14
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据氢气和一氧化碳都能使氧化铜变成铜,同时还有水和二氧化碳生成,检验两气体时需先检验水,再检验二氧化碳分析;
(2)根据氢气和一氧化碳与氧化铜反应时要先通气体排除空气分析;
(3)根据水中氢元素质量为氢气质量,利用参加反应的氧化铜中氧元素质量及方程式中物质间质量关系计算一氧化碳质量分析。
【解答】(1)氢气和一氧化碳都能使氧化铜变成铜,要验证二者的还原性时需验证生成物,氢气还原氧化铜除生成铜还生成水,一氧化碳还原氧化铜除生成铜还生成二氧化碳,而验证水和二氧化碳时需先验证水,后验证二氧化碳,所以装置连接顺序为CBAD, 能证明H2具有还原性的实验现象是 装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色 ;
(2)因氢气和一氧化碳还原氧化铜实验前为排除装置内空气,需先通一氧化碳和氢气, 此时可观察澄清石灰水是否变浑浊,所以无需补充验证一氧化碳和氢气能使澄清石灰水变浑浊的实验;
(3)B装置反应后增重质量即为产生水的质量,为102.6-100.8=1.8g,C装置反应后减少质量为氧化铜中氧元素质量,而该氧元素一部分结合成水,一部分结合成二氧化碳,则结合二氧化碳的氧元素(即与一氧化碳反应的氧化铜中氧元素)质量为65.6-62.4-=1.6g,设一氧化碳质量为x
CO+CuO=Cu+CO2 玻璃管减少质量
28 80-64=16
x 1.6g
28:16=x:1.6g
x=2.8g
水中氢元素质量即为氢气质量,则氢气与一氧化碳质量比为():2.8=1:14.
故答案为:(1)CBAD; 装置C中黑色固体变红色,装置B中无水硫酸铜变蓝色 ;(2) 在实验前要先通入CO和H2,此时可观察澄清石灰水是否变浑浊 ;(3)1:14.
6.(2021九上·杭州期中)某实验小组同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液中加入稀盐酸,一会儿后,发现忘记了滴加指示剂。于是,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行了探究。提出问题:该烧杯内溶液中的溶质是什么?
猜想假设:猜想一:可能是CaCl2和Ca(OH)2
猜想二:可能是CaCl2和HCl;猜想三:可能是 (填化学式);查阅资料:氯化钙溶液呈中性。
进行实验:实验步骤1:取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,实验现象 。结论:猜想一不正确。
实验步骤2:取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量。实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示,则实验中出现的现象是 。结论:猜想二正确。
反思拓展:证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液,其原因是 。
【答案】CaCl2;溶液不变色;先产生气泡,后产生白色沉淀;无色和红色变换比较明显,而紫色、蓝色、红色变换不明显
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】【猜想假设】根据反应物有剩余和完全反应,对溶质的种类进行猜测;
【进行实验】酚酞试液遇到碱会变成红色,如果猜想一错误,即没有氢氧化钠,那么溶液肯定不成碱性,那么滴入酚酞试液会不变色;
【实验步骤2】如果猜想二正确,那么溶质为氯化钙和稀盐酸。加入碳酸钠后,先和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳。再和氯化钙反应,生成碳酸钙沉淀和氯化钠,据此描述反应现象。
【反思拓展】根据酸碱指示剂的颜色变化是否足够明显分析解答。
【解答】【猜想假设】猜想一为反应产物和氢氧化钙过量;猜想二为反应产物和稀盐酸过量;猜想三应该为完全反应,那么只有反应产物CaCl2。
【进行实验】取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡,实验现象:溶液不变色,结论:猜想一不正确。
【实验步骤2】实验过程中测得溶液的pH随滴入碳酸钠溶液质量的变化关系如图所示,则实验中出现的现象是 :先产生气泡,后产生白色沉淀。
【反思拓展】证明酸碱发生化学反应时常选用无色酚酞试液而不选紫色石蕊试液,其原因是:无色和红色变换比较明显,而紫色、蓝色、红色变换不明显。
7.(2021九上·杭州期中)如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
(1)写出B装置玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
(2)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因 。
(3)5.6克铁粉样品(含有杂质铝或铜中的一种)与足量的盐酸反应产生0.19克氢气,则该样品的组成为 ,将一定量的该样品加入到硝酸镁和硝酸银的混合溶液中,待反应结束后,过滤在残渣中加入适量的稀盐酸有气泡,产生则滤液中一定含有的溶质是
。
【答案】(1)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
(2)A装置吸收气体中的CO2和H2O,若无A,就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2
(3)Fe、Cu;Fe(NO3)2、Mg(NO3)2
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式;
(2)碱石灰可以吸收空气中的二氧化碳和水,从而避免原来气体中的二氧化碳对实验的测定产生影响。
(3)根据反应的化学方程式计算出生成氢气的质量,然后与实际的氢气质量进行比较,从而确定样品的组成。根据金属的活动性顺序表分析溶质的种类。
【解答】(1)一氧化碳与氧化铁在高温下反应,生成铁单质和二氧化碳,反应的方程式为: 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。
(2)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,原因:A装置吸收气体中的CO2和H2O,若无A,就不能确定使C溶液变浑浊的是原气体中的CO2还是产生的CO2。
(3)设若样品全是铁,生成氢气质量为m。
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56 2
5.6g m
;
解得:m=0.2g。
而此时生成氢气质量为0.19g,因此含有杂质比等质量的铁生成气体少,
那么该金属相对分子质量大于铁或与酸不反应才能满足此条件,
所以含有铜;
即样品的组成为: Fe、Cu 。
在金属活动性顺序中,只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,四种金属活动性强弱关系:镁>铁>氢>铜>银,铁先和硝酸银反应,然后铜与和硝酸银反应,铜和铁都不能和硝酸镁反应。向滤渣中加入稀盐酸,看到有气泡冒出,说明有排在氢前面的金属剩余,即铁过量,溶液中的银全部被置换出来,因此滤液中一定含有的溶质是硝酸亚铁和没参加反应的硝酸镁,因此滤液中一定含有的溶质为: Fe(NO3)2、Mg(NO3)2 。
8.(2021九上·杭州期中)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,加适量水溶液,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”)。
【答案】(1)有
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(3)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)过滤
(5)偏小
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;过滤的原理、方法、操作及其应用;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)氢氧化钠与稀盐酸反应,生成氯化钠和水,不会有气体产生;而碳酸钠和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,据此分析;
(2)确定反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的化学方程式。
(3)反应生成的二氧化碳从溶液中溢出时肯定会带出部分水蒸气,被碱石灰吸收后,会使测量出的二氧化碳的质量偏大;碱石灰还会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,同样造成测量结果偏大。
(4)过滤操作用于分离液体和不溶于液体的固态物质;
(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,据此分析解答。
【解答】(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)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)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偏小。
9.(2021九上·萧山期中)实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下,同学们对该白色粉末的成分进行了讨论。
(猜想与假设) 猜想 I:白色粉末是碳酸钠猜想 II:白色粉末是氢氧化钠
猜想 III:白色粉末是
(实验探究)取白色粉末溶于水形成溶液 A,设计如下实验:
(1)猜想 III:白色粉末是 ,由上述实验可知,猜想 肯定不成立。
(2)若操作①滴加过量稀盐酸有气体 B 产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体 B 产生。其可能的原因是: (用化学方程式回答)。
(3)适合操作③的 X 溶液是 (填字母序号)。
A.CaCl2 溶液 B.Ca(OH)2 溶液 C.稀盐酸
(4)操作⑤可以用什么试剂 。
【答案】(1)氢氧化钠、碳酸钠;II
(2)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(3)A
(4)无色酚酞
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据没有变质、部分变质和完全变质进行猜想;①溶液A加入稀硫酸后,生成了气体,且气体能够使澄清的石灰水生成沉淀,那么气体B为二氧化碳,即碳酸钠和稀硫酸反应生成的,说明含有碳酸钠,据此分析哪个猜想不成立。
(2)加入的稀盐酸先与氢氧化钠反应,生成氯化钠和水,再与碳酸钠反应,生成氯化钠、水和二氧化碳气体。如果加入的稀盐酸太少,那么就不能与碳酸钠反应生成气体,据此写出反应的方程式。
(3)操作②用于验证是否存在氢氧化钠,需要先加入试剂X除去其中的碳酸钠,然后再通过检验溶液的酸碱性确定氢氧化钠的存在,则加入的试剂X不能呈碱性,据此分析判断。
(4)根据酸碱指示剂的用途判断。
【解答】(1)如果氢氧化钠部分变质,那么猜想III为:白色粉末为氢氧化钠和碳酸钠。根据①可知,白色粉末肯定存在碳酸钠,则猜想II肯定不成立。
(2)氢氧化钠和稀盐酸反应,生成氯化钠和水,则方程式为: NaOH+HCl=NaCl+H2O 。
(3)根据题意可知,加入的试剂必须为中性,不能为酸性和碱性,故选A。
(4)因为氢氧化钠溶液呈碱性,加入无色酚酞会变成红色,所以操作⑤的试剂可以是无色酚酞。
10.(2021九上·萧山期中)如图所示装置可以检验某混合气体(无色无味)是否含有 CO2 和 CO.请回答下列问题:
(1)A 装置中的试剂是(写名称,下同) ;B 装置中的试剂是足量的 ,其目的是 ;
(2)证明原混合气体中 CO2 存在的实验现象是 ; 实验后确定有 CO 的依据 。
(3)若 C 管中氧化铁全部还原成铁,冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了2.4g,则加入 C 管中的氧化铁的质量是 g。
【答案】(1)氢氧化钙;氢氧化钠;吸收CO2
(2)A中出现白色沉淀;C中红褐色粉末变黑,D中澄清石灰水变浑浊
(3)8
【知识点】有关化学式的计算和推断;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】混合气体中可能含有一氧化碳和二氧化碳,则应该先检验二氧化碳的存在,即混合气体通入A中澄清的石灰水,根据是否产生沉淀判断二氧化碳的存在,然后再通入B中氢氧化钠溶液,将二氧化碳全部吸收。剩余的气体通入玻璃管,与氧化铁进行反应,生成物的气体再次通入澄清的石灰水D,判断是否生成二氧化碳,进而判断是存在一氧化碳,最后进行尾气处理,据此分析解答。
【解答】(1)A 装置中的试剂氢氧化钙;B 装置中的试剂是足量的氢氧化钠,其目的是吸收CO2;
(2)证明原混合气体中 CO2 存在的实验现象是:A中出现白色沉淀; 实验后确定有 CO 的依据:C中红褐色粉末变黑,D中澄清石灰水变浑浊。
(3)减少的质量就是氧化铁中氧元素的质量,则氧化铁的质量为:。
11.(2021九上·杭州期中)一包白色粉末,由CuSO4、CaCO3、BaCl2、Na2SO4和NaOH中的两种或两种以上的物质混合而成。为探究其组成,进行如下实验:
(1)取少量白色粉末,加入足量的水,充分搅拌后过滤,得到白色沉淀和无色滤液。则原白色粉末中一定不含有 。
(2)取(1)滤出的白色沉淀,加入足量的盐酸,沉淀全部溶解,并产生无色气体。根据上述实验,如果原白色粉末中含有Na2SO4,则白色粉末的组成是 或者 .
(3)为进一步确定原白色粉末中是否同时含有BaCl2和NaOH,在(1)的滤液中加入一种能一次性鉴别出来的试剂,这种试剂可能是 。
A.CO2 B.H2SO4 C.CuSO4 D.FeCl3
【答案】(1)CuSO4
(2)Na2SO4,CaCO3;Na2SO4,CaCO3和NaOH
(3)NaOH
【知识点】盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)硫酸铜溶液呈蓝色;
(2)碳酸钙和硫酸钡同为白色沉淀,但是前者能和酸反应,生成二氧化碳气体,而后者和酸不反应,据此确定白色粉末的组成。
(3)分析哪种试剂加入后,能够和氯化钡与氢氧化钠反应,生成明显不同的现象即可。
【解答】(1)加水后形成的溶液无色,而硫酸铜溶液呈蓝色,因此原白色粉末一定不含有CuSO4。
(2)生成的沉淀加入盐酸反应生成气体,则白色粉末肯定含有碳酸钙。硫酸钠和氯化钡反应,生成硫酸钡白色沉淀,则如果含有硫酸钠,那么肯定没有氯化钡;而溶液中是否含有氢氧化钠无法判断,则白色粉末的组成是Na2SO4,CaCO3或Na2SO4,CaCO3和NaOH。
(3)硫酸铜和氯化钡反应,生成白色的硫酸钡沉淀;硫酸铜和氢氧化钠反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀,因此硫酸铜可以鉴别二者,故选C。
12.(2021九上·台州期中)氯化钡是一种可溶性重金属盐,广泛应用于化工领域,其水溶液呈中性。工业上用毒重石(主要成分是 BaCO3,所含杂质难溶于水,不与酸反应)制备氯化钡晶体。实验小组设计了如图所示的实验室中制备氯化钡晶体的流程。
(1)步骤①中产生的气体A 为 。
(2)滤液Ⅱ是 30 ℃时氯化钡的 溶液(选填“饱和”或“不饱和”)。
(3)关于上述实验方案的相关内容,下列说法不正确的是 (选填字母序号)。
A.氯化钡是一种有毒的重金属盐,使用时应注意安全
B.步骤②将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境污染
C.可用重晶石(主要成分是BaSO4)代替该实验流程中的毒重石,制备氯化钡晶体
(4)滤液Ⅰ中还有过量的盐酸,为防止浓缩时产生HCl气体造成污染,需要对滤液Ⅰ 处理后再浓缩。处理滤液Ⅰ中过量的盐酸的方法:加入适量的 (填一种物质)。
【答案】(1)CO2
(2)饱和
(3)C
(4)碳酸钡
【知识点】饱和溶液与不饱和溶液;物质的鉴别、推断;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)根据碳酸钡和稀盐酸的反应产物解答;
(2)如果溶液中存在未溶的固体,那么溶液饱和;否则,无法判断溶液是否饱和。
(3)根据物质的性质和实验过程的分析判断。
(4)除去HCl还不能引入新的杂质,可根据碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡分析解答。
【解答】(1)在步骤①中,毒重石中的碳酸钡和稀盐酸反应,生成氯化钡、水和二氧化碳气体,则气体A为CO2;
(2)滤液II是结晶后得到的,即溶液中出现未溶的晶体,那么它肯定是饱和溶液。
(3)A.氯化钡是一种有毒的重金属盐,使用时应注意安全,故A正确不合题意;
B.步骤②将滤渣进行水洗,既能提高氯化钡晶体的产率,又能减少Ba2+对环境污染,故B正确不合题意;
C.硫酸钡与稀盐酸不反应,不能将其转化为氯化钡,故C错误符合题意。
故选C。
(4)处理滤液Ⅰ中过量的盐酸的方法:加入适量的碳酸钡。
13.(2021九上·湖州月考)实验室有瓶标签残缺(如图)的试剂,实验员告诉小明,这瓶试剂可能是氢氧化钠、氯化钠、硫酸钠、碳酸钠溶液中的一种,为确定试剂成分,小明进行如下实验:
步骤 实验操作 实验现象
① 用干燥洁净的玻璃棒蘸取试剂滴在pH试纸上,显示的颜色与标准比色卡对照 pH=7
② 另取5毫升试剂于B试管中,滴入几滴氯化钡溶液 溶液中出现白色沉淀
(1)根据步骤①现象,小明得出了该试剂不可能为 ;
(2)若某溶液为碱性,在测定该试剂pH时,pH试纸先用蒸馏水润湿了,则测得的pH会 (选填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
(3)由步骤①②可确定该试剂为 溶液.
【答案】(1)氢氧化钠、碳酸钠
(2)偏小
(3)硫酸钠
【知识点】溶液的酸碱性与pH值的关系;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)溶液的pH=7,说明溶液呈中性。在四种物质中,氢氧化钠和碳酸钠的水溶液都呈碱性,而氯化钠和硫酸钠的溶液呈中性,据此确定不存在的物质。
(2)酸被稀释后,酸性减弱,pH增大;碱被稀释后,碱性减弱,pH减小。
(3)在氯化钠和硫酸钠中,只有硫酸钠能够和氯化钡反应,生成硫酸钡沉淀和氯化钠,据此分析判断。
【解答】(1)根据步骤①现象,小明得出了该试剂不可能为:氢氧化钠、碳酸钠。
(2)若某溶液为碱性,在测定该试剂pH时,pH试纸先用蒸馏水润湿了,会将碱溶液稀释,则测得的pH会偏小。
(3)由步骤①②可确定该试剂为硫酸钠溶液。
14.(2021九上·湖州月考)有一包白色固体,可能含有NaCl、Na2SO4、CaCl2、CuSO4、Na2CO3和CaCO3,将固体放入水中,经搅拌后为无色溶液,在溶液里加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加入盐酸,沉淀全部消失并有气体放出,由此推断:
(1)原固体肯定有 。
(2)原固体肯定不存在 。
(3)为了确定可能存在的物质,还需进行的实验是 。
【答案】(1)Na2CO3
(2)Na2SO4 CaSO4 CuSO4 CaCO3
(3)取少许固体溶于水,然后加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液,若有白色固体生成则原固体中含有氯化钠
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)(2)硫酸铜溶液呈蓝色;碳酸钙、硫酸钙同为白色沉淀,但是前者与酸反应生成二氧化碳气体,后者与酸不反应,据此分析解答。
(3)根据检验氯离子是否存在的方法解答。
【解答】将固体放入水中,得到无色溶液,那么肯定没有碳酸钙和硫酸铜,而碳酸钠、硫酸钠和氯化钙不能同时存在。再加入氯化钡后,生成的沉淀可以溶于稀盐酸生成气体,则生成的沉淀为碳酸钡,而没有硫酸钡,即固体中肯定有碳酸钠,没有硫酸钠。因为碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,所以肯定没有氯化钙。
(1)原固体肯定有碳酸钠,即Na2CO3。
(2)原固体肯定不存在硫酸钠、硫酸铜、氯化钙和碳酸钙,即Na2SO4 、CuSO4、CaCl2 和CaCO3。
(3)为了确定NaCl是否存在,还需进行的实验是:取少许固体溶于水,然后加入过量硝酸,再加入硝酸银溶液,若有白色固体生成则原固体中含有氯化钠。
15.(2021九上·宁波月考)有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行如下图实验:
(1)取少量固体按图甲实验,根据步骤①可知固体中一定不含有 。
(2)取白色沉淀B于烧杯中并逐滴加入稀硝酸,烧杯中的沉淀质量随滴加稀硝酸质量的变化如图乙所示。则可确定原固体中一定含有 、。
(3)取无色溶液C向其中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,无色溶液C中一定含有的离子是_____。
A.NO3-、OH-、Na+ B.Ba2+、 NO3-
C.NO3-、OH-、Ba2+ D.Ba2+、NO3-、OH-、Na+
【答案】(1)FeCl3(写名称也对)
(2)碳酸钠、硫酸钠
(3)D
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)氯化铁溶液呈黄色,据此确定固体中没有的物质;
(2)碳酸钡和硫酸钡同为白色沉淀,但是前者能和酸反应生成二氧化碳气体,而后者不与酸反应;
(3)根据实验现象分析溶液C中含有的离子。
【解答】(1)氯化铁溶液呈黄色,而固体加水得到无色溶液,则步骤①中可知固体中肯定没有Fe2Cl3。
(3)根据乙图可知,加入稀硝酸后,沉淀的质量先减小后不变,则沉淀含有碳酸钡和硫酸钡,即原固体中肯定存在硫酸钠和碳酸钠。
(3)无色溶液C中通入二氧化碳气体后,产生了白色沉淀,那么应该是氢氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠,而碳酸钠和硝酸钡反应生成了碳酸钡沉淀,则C中一定含有的离子为:Ba2+、NO3-、OH-、Na+,故选D。
16.(2021九上·义乌月考)现有盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙三瓶遗失标签的溶液,为了鉴别这些溶液,
将它们编号为A、B、C,并按下图步骤进行实验,观察到以下现象:
(1)写出试剂的名称
① 是 ;②是
(2)写出A、B溶液的化学式:A 、B 。
【答案】(1)酚酞试液;碳酸钠溶液
(2)Ca(OH)2;HCl
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据氢氧化钠和氢氧化钙溶液能使酚酞变红,盐酸则不能使酚酞变红,氢氧化钙与碳酸钠反应可生成碳酸钙沉淀,氢氧化钠与碳酸钠不反应分析。
【解答】(1)氢氧化钠和氢氧化钙溶液呈碱性,能使酚酞变红,盐酸则不能使酚酞变红,所以① 酚酞试液, 氢氧化钙与碳酸钠反应可生成碳酸钙沉淀,氢氧化钠与碳酸钠不反应,所以 ②是碳酸钠溶液;
(2)A为氢氧化钙,化学式为Ca(OH)2 ,B为盐酸,化学式为HCl ;
故答案为:(1)酚酞试液;碳酸钠溶液;(2) Ca(OH)2 ; HCl 。
17.(2021九上·萧山月考)某化学学习小组的同学对一瓶久置的氢氧化钠的化学成分产生了兴趣,他们根据自己已学的知识进行如下探究,请你共同参与并填空
(1)【猜想假设】猜想一:只有氢氧化钠;猜想二:是氢氧化钠和碳酸钠的混合物;
猜想三: 。
(2)【查阅资料】⑴BaCl2溶液显中性; ⑵Na2CO3溶液与BaCl2溶液能反应产生白色沉淀。
【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
⑴用小试管取少量固体样品加水完全溶解,再滴加过量BaCl2溶液 产生白色沉淀 猜想 不正确
⑵取(1)中的少量上层清液于试管中,滴加酚酞溶液 猜想二正确,猜想三不正确
(3)【实验结论】该氢氧化钠样品已部分变质,其化学成分是NaOH与Na2CO3的混台物,引起NaOH变质的化学方程式为 。
(4)【反思交流】①某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论,你认为该同学的说法是否正确? (填“正确”直“不正确”)。
②另一同学认为上述实验步骤可以先滴酚酞,再加过量BaCl2溶液,也可以得到正确结论。你是否同意 (?
【答案】(1)只有碳酸钠
(2)一;溶液变红色
(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(4)不正确;同意
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据没有变质、部分变质和完全变质进行猜想;
(2)①加入氯化钡溶液后,出现的白色沉淀应该是碳酸钠和氯化钡反应生成的碳酸钡,这说明肯定存在碳酸钠,据此确定哪个猜想是错误的;
②在①中,由于加入的氯化钡过量,所以滤液中的碳酸钠肯定完全反应了。此时再加入酚酞试液,如果溶液变成红色,那么说明肯定含有氢氧化钠,即碳酸钠和氢氧化钠同时存在,因此猜想二正确,三错误。
(3)根据氢氧化钠和二氧化碳的反应分析解答;
(4)①如果加入的是氢氧化钡溶液,那么会人为引入氢氧根离子,在加入酚酞试液后溶液即使变成红色,也不能说明是否存在氢氧化钠,即干扰氢氧化钠的检验;
②先加入酚酞,那么溶液会呈红色,再加入过量的氯化钡后,会去掉全部的碳酸钠。当沉淀不再生成后,如果溶液还是红色,说明存在氢氧化钠,据此分析判断。
【解答】(1)如果氢氧化钠全部变质,那么就只有碳酸钠,则猜想三为:只有碳酸钠。
(2)①生成了白色沉淀,说明存在碳酸钠,则猜想一不正确;
②取(1)中的少量上层清液于试管中,滴加酚酞溶液,此时溶液变成红色,说明存在氢氧化钠,即猜想二正确,三错误。
(3)氢氧化钠和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,反应的方程式为: 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 。
(4)①某同学认为用Ba(OH)2溶液代替BaCl2溶液也可以得到同样的结论,我认为该同学的说法是不正确的,因为会干扰氢氧化钠的验证;
②另一同学认为上述实验步骤可以先滴酚酞,再加过量BaCl2溶液,也可以得到正确结论。我同意该同学的说法。
18.(2021九上·萧山月考)科学兴趣小组进行了如图所示实验,他们观察到U型管左侧产生白色沉淀,右侧产生气泡。实验后,充分振荡U形管,发现管内仍有白色固体残留,将U形管内的白色物质过滤后,他们对滤液成分进行了进一步探究。
【问题】滤液中可能含有哪些溶质
【猜想】猜想一:溶质为NaCl; 猜想二:溶质为NaCl和BaCl2;
猜想三:溶质为NaCl、BaCl2、HCl; 猜想四:溶质为 。
【分析】根据已学知识,可判断猜想三是不合理的,理由是 。
实验过程 实验现象 实验结论
有气泡产生 你的猜想是正确的
【实验】接着他们取部分滤液于试管中,向其中滴加少量的Na2SO4溶液,观察到无明显现象,为验证猜想,他们进一步实验,实验设计如表,请你帮他们补充完整。
【交流】通过上述实验我们能够总结出在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 ?
【答案】NaCl和Na2CO3;当U形管仍有白色固体残留时,溶液中的HCl一定完全反应掉了;取滤液于试管中,滴加稀盐酸;反应物是否过量
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据反应产物和反应物过量进行猜想;
(2)根据稀盐酸和碳酸钡的反应分析;
(3)每个猜想中都有氯化钠,因此验证自己的猜想的关键是证明碳酸钠的存在,可根据碳酸钠和稀盐酸的反应分析解答。
(4)在化学反应中,过量的物质仍然会存在反应后的溶液中,据此分析解答。
【解答】(1)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠,而氯化钠不和溶液中的其它物质反应,因此肯定存在氯化钠。如果碳酸钠溶液过量,那么猜想四为:NaCl和Na2CO3。
(2)在混合并完全反应后,仍然存在白色固体碳酸钡,根据碳酸钡和稀盐酸的反应可知,此时肯定没有稀盐酸,则猜想三不合理;
(3)取滤液在试管中,滴加稀盐酸,此时会产生气泡,则说明我的猜想是正确的;
(4)通过上述实验我们能够总结出在确定化学反应后所得溶液中溶质成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑反应物是否过量。
19.(2021九上·萧山月考)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验:
(1)上述反应中无现象的为 (填字母序号,下同),B试管中所发生反应的化学方程式为 ,C试管中发生的现象是 。
(2)将反应后D和E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。
(提出问题)滤液中溶质的成分是什么?
(假设与猜想)猜想一:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三:NaCl、Ca(OH)2和HCl猜想四: 。
(讨论与交流)经讨论同学们一致认为猜想 是错误的。
(实验与结论)
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量滤液于试管中,滴加适量碳酸钠溶液 无现象 猜想四成立
取少量滤液于试管中,滴加适量
(3)稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质,是因为它们的溶液中都存在
【答案】(1)D;Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;固体消失,溶液变成黄色
(2)NaCl和Na2CO3;三;稀盐酸;有气泡冒出
(3)H+
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据各个试管中的反应现象解答。确定B试管中的反应物、反应条件和生成物,据此写出反应的方程式。根据C试管中的现象解答。
(2)(假设和猜想)根据反应物是否过量和反应产物进行猜想;
(讨论与交流)根据氢氧化钙和稀盐酸的反应分析解答;
(实验与结论)各个猜想中都有氯化钠,因此猜想四的关键是验证碳酸钠的存在,可根据碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体分析解答。
(3)根据酸的通性解答。
【解答】(1)氢氧化钙与稀盐酸反应,生成氯化钙和水,没有气体、沉淀生成,也没有颜色变化,因此无现象的是D。B试管中,铁和稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,反应的方程式为: Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 。C试管中,氧化铁和稀盐酸反应,生成氯化铁和水,则现象为:固体消失,溶液变成黄色。
(2)(假设和猜想)碳酸钠和稀盐酸反应,生成氯化钠、水和二氧化碳,则溶液中肯定存在氯化钠。如果稀盐酸和氯化钙完全反应,而碳酸钠有剩余,那么猜想四为:NaCl和Na2CO3。
(讨论与交流)氢氧化钙与稀盐酸反应,生成氯化钙和水,二者不能共存,则猜想三是错误的。
(实验与结论)如果猜想四正确,那么滤液中存在多余的碳酸钠,可以滴加适量的稀盐酸,会有二氧化碳气体生成,因此会看到有气泡冒出。
(3)稀盐酸和稀硫酸有相似的化学性质,是因为它们的溶液中都存在H+。
20.(2021九上·兰溪月考)某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下操作方案,结合方案回答下列问题:
(1)固体A中含有 ;
(2)步骤①中反应的化学方程式为 ;
(3)操作a的名称为 ;
(4)理论上所得硫酸亚铁晶体的质量 (填“>”“<”或“=”)原废液中硫酸亚铁的质量。
【答案】(1)Cu Fe
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)过滤
(4)>
【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用;书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】含有硫酸亚铁和硫酸铜的废液,加入过量的铁粉后,铁粉与硫酸铜反应,生成硫酸亚铁和铜单质。通过过滤,将固体A和溶液分开,固体A中有置换出的铜和剩余的铁粉,而溶液中就是硫酸亚铁。固体A加入适量的稀硫酸,其中的铁粉与其反应生成硫酸亚铁和氢气X,最终剩余的固体就是铜单质。前面得到的溶液经过蒸发结晶,从而得到硫酸亚铁晶体,据此分析解答。
【解答】(1)固体A中含有置换出的铜和剩余的铁粉,即Cu和Fe;
(2)在步骤①中,铁和硫酸铜反应,生成硫酸亚铁和铜单质,方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)操作a用于分离固体和不溶于液体的固体,应该为过滤。
(4)原来废液中就含有硫酸亚铁,而实验过程中又加入了铁粉,它与稀硫酸又生成了硫酸亚铁,因此理论上所得硫酸亚铁晶体的质量>原废液中硫酸亚铁的质量。
21.(2021九上·金华月考)在实验室,老师为同学们准备了三瓶没有贴标签的试剂:稀
H2SO4、NaOH 溶液和 BaCl2溶液,已知 BaCl2 溶液呈中性。同学们进行探究实验。小凡同学的实验过程如下:
将三瓶试剂分别标记为 A、B、C,两两混合,观察和记录实验现象如图甲、乙、丙。
根据上述实验现象可知:A和B发生了化学反应,但不能肯定C与A,C与B是否发生了化学反应。
(1)C 中溶质的化学式是 ;
(2)为验证C分别与A、B是否发生化学反应,实验操作和现象如图丁,实验结论:试剂X的名称是 , C 与 (填 A 或B)发生了化学反应。
(3)实验结束后,将实验甲、乙、丙三支试管中的物质倒入同一个烧杯中,充分搅拌、静置、过滤,
所得滤液中肯定含有的溶质是 (填化学式)。
【答案】(1)NaOH
(2)无色酚酞;A
(3)NaCl
【知识点】酸碱指示剂及其性质;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据硫酸、氯化钡溶液反应可生成硫酸钡沉淀,氢氧化钠溶液能使酚酞变红,硫酸能与氢氧化钠反应,氯化钡与氢氧化钠不反应分析。
【解答】(1)A与B反应产生白色沉淀,则A和B为硫酸、氯化钡溶液中的一种,C为氢氧化钠溶液,溶质为NaOH ;
(2)要验证A和B,先向C中加入X,溶液变红色,说明X为酚酞溶液,再加入A溶液,溶液红色消失,说明A为硫酸,硫酸与氢氧化钠发生了反应,加入B溶液红色不消失,说明B为氯化钡溶液;
(3) 实验结束后,将实验甲、乙、丙三支试管中的物质倒入同一个烧杯中,充分搅拌、静置、过滤, 因反应后钡离子、硫酸根离子能发生反应,氢离子和氢氧根离子能发生反应,钠离子和氯离子没有发生改变,所以所得滤液中肯定含有氯化钠;
故答案为:(1)NaOH ;(2)无色酚酞;A;(3) NaCl 。
22.(2021九上·温州月考)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 。
【答案】(1)U型管中的液体进入广口瓶,在瓶内出现白色沉淀
(2)Na2CO3
【知识点】物质的鉴别、推断;碱的化学性质
【解析】【分析】(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。由于U形管右边的气压减小,于是注射器中的酚酞被吸入而自动喷出,从而使右侧液体变红,据此解答。
(2)上层红色溶液成碱性;加入足量的稀盐酸后,有气泡冒出,应该是碳酸钠和稀盐酸反应生成的二氧化碳,即红色溶液中肯定存在碳酸钠,肯定没有氢氧化钙。
【解答】(1)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。
23.(2021九上·吴兴月考)“低钠盐”可以控制钠的摄入量从而防治高血压等疾病,制备“低钠盐”在食盐中用NaCl中按照配方比例添加食用KCl,国内某些生产厂家为改变“低钠盐”口味还会加入少量镁盐(仅限MgSO4或MgCl2).为探究某“低钠盐”样品b中是否添加镁盐,以及添加的是何种镁盐(MgSO4或MgCl2中的一种).请设计实验方案,完成下列表格.限选试剂:BaCl2溶液、NaOH溶液、AgNO3溶液、蒸馏水
实验操作 预期现象级结论
步骤1:取少量样品b于烧杯中,加入适量水 样品溶解,形成无色溶液.
步骤2:取少量步骤1形成的溶液于试管中,再滴加少量NaOH溶液,振荡. ⑴ ,说明样品b中添加了镁盐.
步骤3:取少量步骤1形成的溶液于试管中,再滴加少量的⑵ 溶液振荡 ⑶
【答案】产生白色沉淀;BaCl2;产生白色沉淀,说明样品b中添加了硫酸镁、无明显现象,样品b中添加了氯化镁
【知识点】盐的性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】根据镁盐与氢氧化钠反应产生氢氧化镁沉淀,氯化钡与硫酸镁产生硫酸钡沉淀,与氯化镁不反应分析。
【解答】镁盐与氢氧化钠反应可产生氢氧化镁沉淀,所以样品中加入了镁盐,则滴加氢氧化钠会观察到产生白色沉淀;要验证是硫酸镁还是氯化镁,只需加入氯化钡溶液,观察是否产生白色沉淀即可,加入氯化钡溶液,若产生白色沉淀,则说明添加了硫酸镁,无明显现象则添加了氯化镁;
故答案为:产生白色沉淀;BaCl2;产生白色沉淀,说明样品b中添加了硫酸镁、无明显现象,样品b中添加了氯化镁。
24.(2021九上·绍兴月考)某兴趣小组同学在实验室将一定量的稀盐酸加入到盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,未看到明显的现象。部分同学产生疑问:酸和碱到底能否发生反应
(1)该小组同学又重做上述实验,其实验如下:
实验步骤 实验现象 实验结论
向滴有酚酞溶液的稀氢氧化钠溶液的试管中,逐滴加入稀盐酸,并振荡。 观察到溶液由 色变为无色。 氢氧化钠和盐酸发生了反应。
(2)同学们对(1)实验后溶液中的溶质组成展开探究,做出如下猜想:
猜想一:只有NaCl;
猜想二:有NaCl和NaOH;
猜想三:有NaCl和HCl;
经过讨论后认为猜想二不合理,理由是 。
(3)小明完成了下面的实验得出了余下两种猜想的结论,请你在横线上填写小明加入的符合要求的药品。
实验步骤 实验现象 实验结论
取(1)实验后溶液少量于试管中,加入药品 。 没有明显现象 猜想一是正确
(4)通过以上探究可知在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑 。
【答案】(1)红
(2)若有NaOH存在,含有酚酞的溶液不可能为无色
(3)碳酸钠(或碳酸钙或锌等活泼金属)
(4)过量的反应物
【知识点】物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)根据酸碱指示剂的特点分析解答;
(2)根据酚酞试液遇到碱性溶液变成红色分析;
(3)猜想一和猜想三的不同,就是是否存在剩余的稀盐酸,可根据碳酸盐和金属都能与酸反应生成气体的性质判断它是否存在即可;
(4)反应后剩余的反应物也会存在溶液中,据此分析解答。
【解答】(1)氢氧化钠呈碱性,滴入酚酞试液后会变成红色,因此溶液由红色变成无色。
(2)如果溶液中还存在氢氧化钠,那么溶液不会变成无色,则:经过讨论后认为猜想二不合理,理由是:若有NaOH存在,含有酚酞的溶液不可能为无色。
(3)
实验步骤 实验现象 实验结论
取(1)实验后溶液少量于试管中,加入药品 碳酸钠(或碳酸钙或锌等活泼金属) 。 没有明显现象 猜想一是正确
(4)通过以上探究可知在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑过量的反应物。
25.(2020九上·杭州期末)如图所示为气体X(纯净物)与氧化铜反应制取铜的实验装置。回答问题:
(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是 。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为 。
(3)查阅资料得知:①气体X与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O) ;
②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
小乐为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验: .
实验操作
步骤一 取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸 红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为
【答案】(1)排尽A中的空气,防止加热时发生爆炸
(2)一氧化碳(或CO)
(3)烧杯中有红色固体,溶液由无色变为蓝色。;7:18
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)如果气体X中混有空气,那么它们受热后很容易发生爆炸,因此需要提前排进装置A中的空气;
(2)A中氧化铜粉末变红,说明它被还原,那么气体X可能为氢气或一氧化碳。B中无水硫酸铜没有变化,说明反应没有水生成,C中澄清的石灰水变浑浊,说明产生了二氧化碳,那么通入的气体应该是一氧化碳。
(3)步骤一:氧化亚铜与稀硫酸反应,生成硫酸铜,铜和水,铜呈红色,而硫酸铜溶液呈蓝色,因此烧杯中肯定有红色固体存在,而溶液变成蓝色。其中的铜可能是原来就有的,也可能是反应生成的。
步骤二:根据氧化亚铜与稀硫酸反应的方程式,利用反应前后固体质量的变化量计算出参加反应的氧化亚铜的质量,再用20g减去氧化亚铜的质量得到铜的质量,最后做比即可。
【解答】(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的气体X,其目的是:排尽A中的空气,防止加热时发生爆炸。
(2)若实验中,观察到A中黑色氧化铜粉末变红,B中无水硫酸铜无明显现象,C中澄清石灰水变浑浊,则通入的气体X为一氧化碳(或CO)。
(3)设参加反应的氧化亚铜的质量为x,
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O ;
144 64 144-64=80
x 20g-12g=8g;
;
解得:x=14.4g;
那么铜和氧化亚铜的质量之比:(20g-14.4g):14.4g=7:18。
实验操作
步骤一 取20g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸 烧杯中有红色固体,溶液由无色变为蓝色。 红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为7:18
26.(2020九上·余杭期末)实验室有三瓶失去标签的溶液,它们分别是稀盐酸、氯化钡溶液、碳酸钠溶液。为了给三种溶液重新贴上标签,某实验小组按两种实验方案进行实验,请你一起参与完成。
实验内容 观察到的现象
A+B 有气泡产生
A+C 有白色沉淀生成
(1)方案一:不用其它试剂进行鉴别。将三瓶无色溶液任意编号为A、B、C,各取少量进行实验,实验记录见表。请写出A与C反应的化学方程式 。
(2)方案二:只选一种试剂进行鉴别。
①用三支试管分别取少量三种无色溶液;
② (请完成实验步骤②。实验室提供的试剂有:紫色石蕊试液、CaCl2溶液、NaOH溶液);
③观察现象:
④得出结论。
【答案】(1)Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
(2)分别向三支试管中滴加紫色石蕊试液
【知识点】书写化学方程式、文字表达式;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】先根据A与B、C反应的现象结合碳酸钠的性质推导出三种物质,然后按要求填空即可。
【解答】(1)A和B反应产生气泡,和C反应产生沉淀,则A为碳酸钠,B为盐酸,C为氯化钡,A与C反应的方程式为 Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl ;
(2)盐酸呈酸性,能使石蕊试液变红,碳酸钠溶液呈碱性,能使石蕊变蓝,氯化钡溶液呈中性,不能使石蕊变色,所以可利用滴加紫色石蕊试液鉴别,氯化钙只能与碳酸钠反应产生沉淀,与另两种物质都不反应,无法鉴别,氢氧化钠与三种溶液都无明显现象,无法鉴别;
故答案为:(1) Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl ;(2) 分别向三支试管中滴加紫色石蕊试液 。
27.(2020九上·嘉兴期末)在一次实验中,有同学不小心将三个分别盛有KCl溶液、KOH溶液、K2SO4溶液滴瓶中的三支滴管混用,这种不规范的操作会导致滴瓶中的试剂受到污染。学习小组就盛有KCl溶液的滴瓶是否被另外两种试剂污染进行了如下探究。
猜想一:溶质成分只有KCl; 猜想二:溶质成分为通 。
猜想三:溶质成分为KCl,K2SO4; 猜想四:溶质成分为KCl,KOH,K2SO4
实验探究:为证明猜想,同学们设计了如下探究方案,请你一起完成:
实验操作 实验现象 结论或解释
⑴取该滴瓶内少量溶液于试管中,向试管中滴加适量B aCl溶液 产生白色沉淀
⑵将上述反应后的混合液过滤,取滤液于另一支试管中,向该试管中滴入酚酞试液 酚酞试液变红 含有KOH
上述探究说明 。
【答案】KCl,KOH ;溶液中含有K2SO4;KCl溶液滴瓶被KOH、K2SO4污染(或“溶质是KCl、KOH 、K2SO4。)
【知识点】物质的鉴别、推断;碱的化学性质
【解析】【分析】根据硫酸钾能与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀及氢氧化钾溶液呈碱性分析。
【解答】由所给物质类别可知,溶质成分也可能是KCl、KOH ;
(1)加入氯化钡溶液产生白色沉淀,则为硫酸钾与氯化钡反应产生的硫酸钡沉淀,说明溶液质中含有硫酸钾;
(2)氯化钾和硫酸钾溶液都呈中性,加入酚酞后溶液变红,说明溶液呈碱性,由此判断溶液中含有氢氧化钾,由此可证明溶液中溶质是KCl、KOH 、K2SO4。
故答案为: KCl、KOH ; 溶液中含有K2SO4 ; KCl溶液滴瓶被KOH、K2SO4污染或“溶质是KCl、KOH 、K2SO4。
28.(2020九上·滨江月考)已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验,反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
注:图1中的仪器甲是一种加热仪器,图2中A、B点的固体组成分别是铁的氧化物中的一种。
(1)查阅资料发现,酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400~500℃,酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800~1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁,仪器甲应选用的加热仪器是 (填“酒精灯”或“酒精喷灯”);图l装置明显存在的不足之处是 。
(2)利用图2显示的相关信息,回答如下问题。
①在0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是 。
②图中x= g。
【答案】(1)酒精喷灯;没有尾气处理装置
(2)未达到反应所需最低温度;1.68
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据图2确定反应温度,然后与酒精灯和喷灯的温度比较即可。实验结束后的尾气中还含有未反应的一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排入空气中,可以用酒精灯将其点燃,转化为二氧化碳,再排入空气中;
(2)①从氧化铁和一氧化碳的反应需要一个最低温度的角度解答;
②反应前后,铁的质量保持不变,根据氧化铁×铁的质量分数计算x的数值即可。
【解答】(1)观察图2中的数据,当温度达到700℃时氧化铁才开始被一氧化碳还原为铁,而酒精灯的温度范围只是400~500℃,所以应该选择酒精喷灯。图l装置明显存在的不足之处是没有尾气处理装置。
(2)①氧化铁和一氧化碳的反应是需要达到一定温度的,0~400℃温度范围内,管内固体质量不变,其原因是未达到反应所需的最低温度;
②根氧化铁中铁元素的质量;。
29.(2020九上·拱墅月考)某CuO粉末中混有少量Cu2O,现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的含量,请根据图示内容回答下列问题:
(1)X是常见还原性气体CO、H2中的一种,请根据组合装置判断X的化学式为 ;
(2)已知Cu2O在加热的条件下也能被X气体还原为Cu,反应前CuO和Cu2O的总质量为m1,完全反应后U型管内物质的质量增加了m2(损失忽略不计),则原混合物中Cu2O的质量为 。
(3)E装置的作用是 。
(4)若进入C中的气体换成两种气体中的另外一种,同样要求用该装置完成Cu2O含量的测定实验,则D中的药品应改换为 。
【答案】(1)H2
(2)2.25m1-10m2
(3)防止空气中的水蒸气进入D装置,对实验结果产生影响
(4)碱石灰
【知识点】根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据D中的干燥剂CaCl2的作用分析反应产物,进而确定气体种类;
(2)反应前m1是氧化铜和氧化亚铜的质量之和,反应后 的质量m2是生成水的质量之和,据此结合反应的两个方程式列式计算出氧化亚铜的质量;
(3)碱石灰可以吸收空气中的水分和二氧化碳,防止被D中的药品吸收,从而影响测量结果;
(4)根据二氧化碳的化学性质分析。【解答】(1)如果是一氧化碳,则还原氧化物后生成的二氧化碳气体不能被氯化钙吸收,所以应该是氢气.化学式为H2;
(2)解设氧化亚铜的质量为X,则氧化铜的质量为m1g-X.
144 18 80 18
X m1g-X
80:18=( m1g-X):( )
解得:X=(2.25m1-10m2)g。
(3)E装置的作用是防止空气中的水蒸气进入D装置,对实验结果产生影响;
(4)如果将进入C中的气体换成一氧化碳,那么产物就是二氧化碳气体。因为碱石灰能够吸收反应生成的二氧化碳气体.所以D中的药品应该改为碱石灰。
30.(2020九上·椒江月考)反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类,为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类,小乐设计了如下实验装置和方案(B、C装置中药品足量,且所有反应均充分进行):
【提出问题】碳和氧化铜反应生成的气体是什么?
【作出猜想】猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。
从定性观察角度判断
(1)实验时,若A处黑色粉末变红,则说明碳具有 (填写性质);
(2)若观察到 (填写现象),则可排除猜想①。
从定量计算角度判断
用电子天平测定表格中的四个数据:
反应前的质量 反应后的质量
A(试管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+溶液) m3 m4
(3)若猜想②成立,则理论上(m4-m3) (m1-m2)(选填“<”“>”或“=”),此时A中发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)还原性
(2)B中澄清石灰水变浑浊
(3)=;C+2CuO=2Cu+CO2↑
【知识点】质量守恒定律及其应用;二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊及质量守恒定律分析。
【解答】(1) 若A处黑色粉末变红,即氧化铜变成了铜,则说明碳具有还原性;
(2)碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,若观察到B中澄清石灰水变浑浊则可证明生成气体中含二氧化碳, 可排除猜想① ;
(3) 若猜想②成立,则试管中固体减少质量即为产生二氧化碳质量,则理论上(m4-m3)=m1-m2),反应方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑ ;
故答案为:(1)还原性;(2) B中澄清石灰水变浑浊 ;(3)C+2CuO2Cu+CO2↑。
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