浙江省舟山2022-2023学年九年级上学期科学实验探究之物质的转化与材料(含答案)

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名称 浙江省舟山2022-2023学年九年级上学期科学实验探究之物质的转化与材料(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-09-26 16:09:23

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浙江省舟山2022-2023学年九年级上学期科学实验探究之物质的转化与材料
1.久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数,同学们提出了两种实验方法:
物理方法:取一定质量的镁带,用砂纸打磨,除尽表面的灰黑色固体,根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法:取一定质量的镁带,与足量的稀硫酸反应,根据测得生成气体的体积计算金属镁的质量分数。
(1)经讨论,同学们否定了物理方法。理由是:打磨过程中___________。
(2)常温常压下氢气密度已知,因此大家认为化学方法可行。
(老师提示:镁与稀硫酸反应放热;灰黑色固体除了氧化镁之外,还存在少量碱式碳酸镁【】,它与酸反应会产生气体;碱石灰是CaO和NaOH的混合物)同学们从下列装置中选择合适的装置,组装并进行实验,
A. B.C. D.
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器(未画出),该仪器是___________。
②完成该实验应选择的装置为___________(填字母)。
③结合实验方法和选择的装置分析,会造成实验结果不准确的是___________。
A.加入稀硫酸不足,镁带有剩余 B.装置气密性不好 C.反应结束,立即读数
2.小金通过实验研究一氧化碳和氧化铜的反应,其操作步骤及观察到的现象如下:
步骤1:连接装置并检查装置气密性。
步骤2:按图甲所示向双具支试管内加入木炭粉和氧化铜,用向上排空气法使双具支试管内集满二氧化碳后塞上带有导管和德气球的橡皮塞。
步骤3:按图乙所示将双具支试管固定在铁架台上,并使木炭粉平铺于试管底部:用酒精喷灯加热氧化铜一段时间,未观察到明显现象。
步骤4:将酒精喷灯移至木炭粉处,加热一段时间,观察到气球明显胀大;再次将酒精喷灯移至氧化铜处,加热一段时间,观察到黑色粉末变为紫红色固体。
(1)步骤2中,可用燃着的木条检验二氧化碳是否集满,燃着的木条应___________(选填“放置在双具支试管口”或“伸入到双具支试管内”)。
(2)小金设计步骤3的目的是_______________________________。
(3)实验中能表明一氧化碳具有还原性的实验现象是_______________________________。
3.某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究,设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中,传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。
【资料1】一定条件下,碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀,但它们本身不参加反应。
【资料2】该实验步骤如下:
①检查装置气密性;
②装药品,将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶,并加入2毫升饱和氯化钠溶液;
③立即塞紧橡皮塞,橡皮塞上已插有一支装有5毫升稀盐酸的注射器及传感器;
④观察现象,采集数据。
用所学知识及以上资料信息完成下列问题:
(1)实验进行一段时间后,注射器中的盐酸会自动注入瓶内,原因是____________________________________;
(2)图2甲、乙曲线图中,0-t1段温度升高,瓶内压强减小;t2-t3段温度升高,瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。___________________________________________________
4.小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时,他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中,小丽加入少量镁条,而小科加入了足量镁条。一段时间后,小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质,他们开展了如下探究:
[提出问题]足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么
[查阅资料]氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水,但都能与稀硝酸反应,后者能生成Mg(NO3)2
[建立假设]假设1:未溶解完的氯化镁;假设2:氢氧化镁;假设3:碱式氯化镁…
[进行实验]将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验:
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡 固体不溶解 假设1______。
实验二 取灰白色固体于试管中,加入足量稀硝酸,充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ______。
[评价交流]小丽认为该灰白色固体平定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁,其理由是____________________________________。
[继续探究]…
5.现有一包白色固体,可能由NaHCO3和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
为确定其成分,小组同学进行了如下实验:
[实验结论]该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成。
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是_________________________________________
(2)(二)定量分析
[实验目的]测定该白色固体中NaHCO3的质量分数。小吕、小周分别取a克该样品,设计了如下方案:
小吕方案Ⅰ:利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中NaHCO3的质量分数。
小吕用图(乙)所示装置完成本实验,装置的连接顺序是___________(填装置的字母编号,装置不重复使用)
(3)D装置中的反应完全后,需再次通入空气,其目的是___________
(4)小周方案Ⅱ:小周用沉淀法测定样品中的NaHCO3的质量分数。操作流程如图(丙)所示:(已知:NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O)
为使定量分析更准确,在操作Ⅰ之前,需判断所加BaCl2溶液是否过量,请你设计一个合理方案___________
6.小明利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验,其中,氮气可用作本实验的保护气;盛放氧化铁的是一支带有支管的试管,其支管可用于导出试管内的气体;酒精灯带网罩;整套装置的气密性良好。实验前,弹簧夹a、b均处于关闭状态,开始实验时,打开a,通入氮气一段时间后点燃酒精灯,再关闭a,打开b、请联系所学知识回答下列问题:
(1)该实验过程中可以观察到的现象有:_______________________________。
(2)有同学指出,实验开始时,应该先打开弹簧夹b通入一氧化碳一段时间后再点燃酒精灯,你认为是否正确,请说明你的理由:_________________________________________。
(3)实验结束时,应先打开a通入氮气,再关闭b,熄灭酒精灯,继续通氮气直至装置冷却;待试管冷却后,把生成的黑色粉末倒在白纸上后;用磁铁靠近黑色粉末,黑色粉末全部被吸引;再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中,搅拌后发现黑色粉末部分变红。
(提出问题)炼出来的黑色粉末的成分是什么呢?
(查阅资料)在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色,其余都是黑色;只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁;只有四氧化三铁有磁性。
(综合探讨)同学们得出此次炼铁得到的生成物是_____________________。
7.在老师指导下,小科做了如下实验:点燃燃烧匙上的钠,迅速伸入盛有CO2的集气瓶中,盖上玻片,钠继续燃烧。反应结束后发现:集气瓶内附着灰白色固体。小科获知灰白色固体中的黑色固体成分是碳,但不清楚其中的白色固体成分是什么,于是进行了如下探究:
【提出问题】白色固体的成分是什么?
【建立假设】假设一:白色固体的成分是氧化钠;假设二:白色固体的成分是碳酸钠;
假设三:白色固体的成分是氧化钠和碳酸钠的混合物。
(1)思考:小科建立上述假设的依据是______定律。
【进行实验】
步骤1:取灰白色固体于烧杯中,加入适量的水充分溶解过滤,得到滤液。
步骤2:取少量步骤1中的滤液于试管中,滴加2滴酚酞试液,溶液变成红色。
【得出结论】白色固体的成分是氧化钠。
(2)有同学认为通过上述实验得出的结论不正确,其理由是____________________________________。
【继续实验】
(3)步骤3:取少量步骤1中的滤液于试管中,滴加足量稀盐酸,溶液中有气泡冒出,则假设______不成立。
(4)步骤4:另取少量步骤1中的滤液于试管中,________________(写出具体操作及现象),则假设二成立。
8.小华的爷爷去年购买了化肥,由于外包装上的字迹模糊,无法辨认信息,只记得该化肥成分是KNO3、NH4HCO3和(NH4)2SO4中的一种。小华为帮助爷爷鉴别化肥,设计了如下方案:
(1)取少量该化肥于研钵中,加入少量熟石灰粉末混合研磨,闻到氨味,推断该化肥成分一定不是________。
(2)为进一步鉴别该化肥的成分,小华设计了以下实验:
实验步骤 实验现象 实验结论
取少量该化肥于试管中,加水溶解后,再滴加稀盐酸 无气泡产生 该化肥成分是________(填写物质名称)
(3)小华思考,还可以通过检测溶液中是否存在硫酸根来确定化肥成分,于是他先向溶液中滴加稀硝酸酸化,再加硝酸钡溶液,若产生白色沉淀,请写出反应的化学方程式:____________________________。
9.某兴趣小组复习金属冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同温度下,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,不禁产生了疑问,于是他们进行了以下探究。
【查阅资料】资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeFe2O3 表示;
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种。
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
  实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入 30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】(1)乙、丙实验现象说明黑色物质中没有___________。
(2)甲实验现象说明黑色物质中没有FeO,因此生成的黑色物质应为F e3O4。
(3)试写出黑色粉末和热的稀盐酸反应的化学方程式:___________。
10.为探究某物质X对钢铁在潮湿环境下的腐蚀的影响作用,某同学进行了如下实验:
①选择6个容量相同的烧瓶,分别编号为1~6, 加入规格、质量相同的铁丝;
②向1~3 号瓶中放入2mL清水,向4~6号瓶中放入2mL10%X的水溶液,将铁丝润湿;
③塞上带有导管的塞子,将 导管末端浸入盛有水的烧杯中,记录 导管内液面的初始位置(如图所示) ;
④放在室温环境下,每隔一小时测量一次,周期为3小时,记录数据。
结果如下表所示:表放置过程中导管内液面上升情况(单位: cm)
时间(小时) 1号瓶 2号瓶 3号瓶 4号瓶 5号瓶 6号瓶
0 0 0 0 0 0 0
1 0 0.1 0 1.2 1.4 0
2 0.8 0.7 0.9 5.6 5.7 0.1
3 3.5 3.2 3.7 9.8 10.0 0.1
(1)6号瓶的数据明显与4、5号瓶不同,可能原因是___________ ;
(2)通过本实验,可初步得出的结论是___________;
(3)该项探究的设计是否存在不足?如何改进?( )
11.小金在购买泡腾片时发现,某品牌“甜橙味”和“蓝莓味”泡腾片的主要成分一样,都包含维生素C、柠檬酸、碳酸氢钠等物质。他想通过实验探究这两种泡腾片内碳酸氢钠含量哪个更高。利用如图甲装置,分别将2种泡腾片与足量的柠檬酸反应,并用量筒测量排出水的体积,其体积值如表乙所示。已知碳酸氢钠和柠檬酸反应的化学方程式:3NaHCO3+C6H8O7=C6H5O7Na3+3H2O+3CO2↑
待测泡腾片 量筒内水的体积
10g甜橙味 V1
10g蓝莓味 V2
(1)小金在检验发生装置A的气密性时,关闭止水夹a,打开分液漏斗的活塞b,发现水不断往下滴,直至全部滴入烧瓶。试判断:A装置是否漏气?___________(选填“漏气”、“不漏气”或“无法确定”)
(2)装置B中有一处会造成较大的实验误差,请提出改进方法___________
(3)改进上述问题正确操作后,若要得到结论:等质量泡腾片中碳酸氢钠含量较高是的“甜橙味”泡腾片,则V1___________V2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)实验结束后,圆底烧瓶中会有部分二氧化碳残留。试分析此现象对实验结果的影响是___________(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
12.利用如图所示装置探究一氧化碳的有关性质,实验步骤如下:
步骤Ⅰ:关闭K2、打开K1缓缓通入氮气一段时间再关闭K1;
步骤Ⅱ:点燃装置B、D两处的酒精灯;
步骤Ⅲ:打开K2,通入纯净的一氧化碳;
步骤Ⅳ:待装置B玻璃管中固体全部变色时,停止加热;
步骤Ⅴ:……
(1)步骤Ⅴ的相关操作是___________。
(2)装置A中的澄清石灰水不变浑浊,B中有红色物质生成,而C中澄清石灰水变浑浊,这个现象体现了一氧化碳的性质是___________。
(3)实验结束,称得铜12.8g,则参加反应的氧化铜的质量是___________g。
13.在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水,某兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下图所示的实验探究:
(1)若观察到______装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解有CO2生成;
(2)有两种实验现象都能证明草酸分解的气体中含有CO:①C装置中澄清石灰水不变浑独,F装置中澄清石灰水变浑浊;②E装置中出现______的现象;
(3)G装置点燃的酒精灯的作用是______。
14.在燃烧正旺的炭火盆上,不小心洒上几滴水,会看到有火苗窜起。这是什么气体在燃烧?小越、小响、小轩和小孟同学组成的合作学习小组对气体的成分展开了探究。
【组内交流,形成共识】火焰是气体物质燃烧产生的现象,既然有火苗,水与炽热的碳反应肯定产生了可燃性气体,同时应该还有未反应的水蒸气。
【提出猜想】
小孟:可能含有CO;
小越:可能含有H2;
小响:也可能是CO和H2的混合物;
小轩:不排除有非可燃性气体生成,有可能还有少量的CO2。
【查阅资料】
无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
【设计实验】合作学习小组成员设计了如上实验装置图,并进行了实验(已知试管内棉花不参与反应,它的作用是制造水蒸气)。
(1)丙装置中浓氢氧化钡溶液的作用是___________。
(2)能证明混合气体中存在CO的现象是___________
(3)小孟认为:根据上述现象还不能确定气体中的某一种成分是否存在,要证明该气体是否存在,只需将上述装置稍作改进即可。你认为小金的改进方法是___________。
(4)小响小认为该实验装置经上述改进后,还存在一个明显的缺陷是___________。
【结论】:炽热的碳和水蒸气反应有H2、CO和CO2生成。
15.日常生活中使用的塑料袋有用聚乙烯制成的,也有用聚氯乙烯制成的。小明同学听说包装食品的塑料袋应该是前者而不是后者,便设计了一个实验方案,用平常在超市买东西时带回来的塑料袋进行探究,以验证其成分。
查阅资料:聚乙烯燃烧生成CO2和H2O;聚氯乙烯燃烧除了生成CO2和H2O之外,还会有HCl气体产生。
实验探究:小明将以下实验装置按ABCD顺序连接好,然后进行探究。
(1)在实验过程中若B、C、D装置都产生明显的现象,则该塑料袋是用______制成的。(填“聚氯乙烯”或“聚乙烯”)
实验反思:连接实验装置时,能否将装置C、D顺序调换?请简述。答:______理由是______。
继续探究:小明为了测定包装食品的塑料袋聚乙烯的组成,取了5.6g聚乙烯塑料碎片放在硬质玻璃管中,鼓入充足的氧气使之燃烧,将产生的气体通入足量的浓硫酸和氢氧化钠溶液中,并将实验结果记录在下表中。
实验结果:
实验前 实验后
B装置的质量/g 213.6 220.8
C装置的质量/g 200.2 217.8
(2)根据实验结果可以判断:聚乙烯燃烧生成的水的质量是______;二氧化碳的质量是______。
(3)聚乙烯中是否含有氧元素______(填“有”或“无”);碳氢元素的质量比为______。
16.近来微信上传播所谓“塑料大米”,实际是用塑料造粒机生产出来的塑料颗粒,是塑料行业的常见工艺和制品,不是什么假大米,这是个彻头彻尾的谣言。某校科学兴趣小组对某种“塑料大米”的组成进行探究(资料显示该塑料只含有C、H两种元素,大米中淀粉含C、H、O三种元素)。
(1)大米主要成分属于______(填“有机物”或“无机物”)。
(2)为了测量有关数据,推算“塑料大米”C、H元素的含量,该小组成员应该在装置A与B之间正确连接:A→②→③→①→______→B。(提示:发生装置A导出的气体中混有CO2和水蒸气,装置①②③可重复使用)小组成员在空格处填了②→③的连接,请说说他们的连接是否正确,并说明原因______。
(3)B装置中碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙,最后连接B装置的作用是______。
17.小金在网上发现了一种神奇的取火方法,将包口香糖的“锡纸”剪成中间窄、两端宽的条状,并将其两端搭在电池的正负极上(有一定危险,请不要模仿),过一会儿,“锡纸”中间部分燃烧起来,如图所示。
(1)“锡纸”燃烧揭秘
“锡纸”在中间部分能燃烧是由于温度达到了其着火点,该处产生的热量多的原因是___________;
【“锡纸”成分揭秘】
查阅资料:“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成。锌粉是一种深灰色固体
实验探究:取包口香糖的“锡纸”,将有金属的一面打磨后,朝上放在点滴板上;并向其表面滴加氯化锌溶液,观察到有深灰色固体析出。
【实验分析】
(2)通过上述实验现象,可知“锡纸”是___________(选填“锡”或“铝”)箔和纸粘合而成;
(3)实验中打磨“锡纸”的目的是___________;
(4)下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述探究实验的是___________(选填字母)
A.硫酸铜 B.稀盐酸 C.硫酸亚铁 D.氯化镁
18.甲、乙两位同学查阅资料知:CH4 和CO两种气体均具有可燃性和还原性。
他们想对CH4的还原性进行研究。
【提出假设】他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设:
假设1: Cu、 CO、CO2假设2: Cu、 CO、H2O
假设3: Cu、 CO2、 H2O 假设4: Cu、CO、CO2、H2O
其中哪个假设不合理_____,并写出原因_________________________________________。
【进行实验】
(1)甲同学用以下装置进行定性检验(假设药品都是足量的)。已知:白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝,氢氧化钠溶液可以吸收CO2,浓硫酸可以吸收水蒸气。
为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物,则装置正确的连接顺序是(填写字母,装置可重复使用):A→B→___________→D
(2)乙同学用以下装置进行定量测定(假设药品都是足量的)。实验过程中记录的数据如下。
装置序号 M N P
实验前装置的质量 150 156.6 256.8
实验后装置的质量 145.6 159.3 259.0
由以上数据可推测,假设___________合理。
19.实验室有两瓶失去标签的无色溶液,分别是澄清石灰水和氢氧化钠溶液。
(1)为了鉴别它们:先把两支试管分别贴上标签①、②,然后进行如下实验。
实验步骤 实验现象 结论
取少量未知无色溶液于①②两支试管中,分别滴加碳酸钠溶液 ①中无明显现象 ②中产生白色沉淀 ①试管中加入的无色溶液为________________
(2)继续探究②试管反应后溶液中溶质的成分。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:氢氧化钠
猜想二:____________________
猜想三:氢氧化钠和碳酸钠
【验证猜想】若通过下列实验得出猜想三成立,请写出相应的实验过程与现象。
实验过程 实验现象 实验结论
___________ ____________ 猜想三成立
20.某同学利用钢丝棉(一种由低碳钢制成的细丝)探究铁制品锈蚀的条件,实验如下:
步骤一:取2个50mL活塞润滑性良好的注射器,检查气密性后备用。
步骤二:称取2团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3)放入注射器内,A保持干燥,B用少量蒸馏水润湿。
步骤三:移动活塞,使它们均处于46mL刻度处,再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四:每隔一定时间,观察实验现象。
(1)对比甲、乙得出铁生锈的条件之一,那么对应的实验现象是________。
(2)继续利用乙装置进行实验二:放置4小时,观察活塞上端所处刻度。改变条件重复上述实验,得到活塞上端所处刻度情况如下表。
活塞上端所处刻度/mL 10 20 30 40 50 60
温度/℃ 44.1 42.2 40.3 38.4 37.8 37.8
该同学设计的实验基于的假设是________。
(3)请分析实验二表格中最后数据没有变化的原因是________。
21.小科在探究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
序号 盐酸溶液浓度 2分钟内产生氢气的体积
1 5% 10mL
2 15% 28mL
(1)如图甲中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的___________管接c、
(2)小科选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。获得表格数据如图乙所示。由此推断实验是通过___________来体现反应快慢的。
(3)实验中小科发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与___________有关。
22.秸秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题。沼气的主要成分是CH4,可能含有CO2、CO。小张采集了某沼气池中的气体样品,探究该找其中是否含有CO2和CO。
资料①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O;CuO+COCu+CO2②CH4不与碱溶液、浓硫酸发生反应。
小张设计并进行了如图所示的实验:
(1)用装置F收集尾气,导管口的连接顺序是a接________(填“b”或“c”)。
(2)实验前要先通一会儿气体样品,然后再点燃D处酒精灯,其目的是________。
(3)小张想通过装置E和装置F增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。实验停止加热后,继续通入一会儿气体样品,充分排除装置D内反应生成的残留气体。反应结束后,测得数据如下表,请通过计算判断沼气中是否含有CO________。
装置 原来总质量/克 完全吸收气体后总质量/克 增加的质量/克
装置E 115.2 118.8
装置F 111.5 115.9
23.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。
24.一种气体可能含有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)。
25.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。
26.现有混入少量二氧化碳的一氧化碳气体,某同学欲用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁,并验证反应的一种产物。根据如图所示实验装置回答(其中A处框图表示盛有CO2和CO混合气体的贮气瓶):
(1)请用管口小写字母标号表示装置连接的正确顺序(每种装置只能用一次)A→_________。
(2)B装置的作用是___________。
(3)请设计实验证明,实验后装置D中溶液的溶质成分____________。(写出实验步骤、现象和结论)
27.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________________。
28.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。
29.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
30.已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分,小龙设计了如图甲所示的实验方案
根据方案回答下列问题
(1)装置A、C、F装的都是澄清石灰水,但它们的作用各不相同。装置F在实验中的作用是______。
(2)小港认为CD装置之间还应增加一个气体干燥装置,你是否赞成他的想法,请说明理由:______。
(3)图甲方案B装置可用来吸收二氧化碳但没有现象。为证明CO2和NaOH能发生反应,小龙又设计了图乙所示的方案。则图乙方案中所加的X试剂应该是NaOH和______的混合溶液。
31.龙港某兴趣小组成员小龙用耐强碱的反应管等一起组装成如图所示的实验装置,以研究铜酸钠(NaCuO2)跟H2的反应,小龙设计了如下实验操作:①点燃酒精灯加热;②通纯净H2;③熄灭酒精灯停止加热;④停止通H2。实验中观察到如下现象:①固体中出现紫红色物质:②试管中无水硫酸铜由白色变成蓝色。
提示:NaCuO2与H2发生的化学反应方程式为NaCuO2+H22NaOH+2Cu+2H2O
回答
(1)老师指出小龙的实验操作顺序有误,你赞成老师的说法吗?请说明理由。______。
(2)完全反应后,为了测定固体产物中Cu的质量,要用蒸馏水多次洗涤后晾干、称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是:______。
(3)如果先停止通入H2再熄灭酒精灯,会导致反应后测定产物Cu的质量______。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
32.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。
33.2020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?
【查阅资料】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___________。
34.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______。
35.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)。
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参考答案:
1. 可能会除去部分镁 量筒 ABC ABC
2. 放置在双具支试管口 证明二氧化碳不能与氧化铜反应 黑色粉末变为紫红色固体
3. 当瓶内气压减小到一定程度,大气压将注射器的活塞下压。(或瓶内气压减小,盐酸被吸入瓶内)
4. 不成立 产生白色沉淀 只证明了氯元素的存在,未证明碱式氯化镁中的其他元素
5. 硝酸 ADBEC 把生成的二氧化碳全部排入装置E中,使之充分被吸收 待浊液澄清后,继续滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生则说明氯化钡已过量
6. 红棕色粉末变黑,澄清石灰水变浑浊 不正确,若先通入一氧化碳却没有被酒精灯燃烧,会污染空气 铁##四氧化三铁
7. 质量守恒 碳酸钠溶液也能使酚酞试液变红 一 加入过量的氯化钙(或氯化钡、硝酸钙、硝酸钡等)溶液,出现白色沉淀,然后过滤,向所得滤液中滴加酚酞试液,无明显现象(合理即可)
8. KNO3 硫酸铵 (NH4)2SO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+2NH4NO3
9. Fe或铁粉 Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
10. 装置漏气 在潮湿环境下,X会加快钢铁的腐蚀 存在不足,应增设三组实验,取三个相同的烧瓶,只加入2mL10%X的水溶液,作为对照组( 或者铁丝氧化放热,对气压造成影响,应将三组实验放在恒温环境下)
11. 无法确定 水上面覆盖一层植物油 大于 无影响
12. 关闭K2、打开K1,通入氮气至玻璃管冷却为止 还原性 16
13. A 黑色固体变红色 处理尾气,防止污染空气
14. 检验并吸收CO2 乙中澄清石灰水不变浑浊,C中澄清石灰水变浑浊 将装置C与D调换位置 缺少尾气处理装置
15. 聚氯乙烯 不能 理由是HCl气体在进入D装置时会与石灰水反应,导致C装置无法检验出HCl气体的存在 7.2g 17.6g 无 6:1
16. 有机物 不正确;这样②中从NaOH溶液中出来的气体带水蒸气,会干扰③对生成水的测量 吸收空气中的二氧化碳,使实验结果更准确
17. 见解析 铝 去除表面氧化膜 C
18. 1 产物中没有氢元素 C → E → F→ G→B→ E 4
19. 氢氧化钠溶液 NaOH和Ca(OH)2 取水量②试管反应后溶液于试管中,滴加过量氯化钡溶液,静置,然后向上层清液中滴加酚酞试液 产生白色沉淀,溶液变为红色
20. 甲注射器中的钢丝棉没有锈蚀,乙注射器中的钢丝棉发生锈蚀 温度越高,铁生锈的速率越快 装置中的氧气被耗尽
21. b 等时间内生成氢气体积的多少 温度
22. c 排尽装置内空气,防止爆炸 不含CO,计算过程见解析
(3)装置E的增加量等于反应生成水的质量,为118.8g-115.2g=3.6g,
装置F的增加量等于反应生成二氧化碳的质量,为115.9g-111.5g=4.4g。
设生成3.6g水同时生成二氧化碳的质量为x
x=4.4g
则反应生成的二氧化碳全部来自于甲烷和氧化铜反应生成,故沼气中不含CO。
23. 增加尾气处理装置 Fe##铁 Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O 增强
24. ①③④ BACDFE C
25. Ni>Zn>Cu 无明显现象 ① Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ 能
26. feghcda 验证二氧化碳的生成 取D中少量溶液于试管中,加入足量的氯化钙溶液或氯化钡溶液,有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠;静置,向上层清液中滴加酚酞试液,若溶液变成红色,说明溶液中含有氢氧化钠
27. 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)
28. 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
29. D中黑色固体变红色,F中变浑浊 AB
30. 检验装置D中是否生成CO2(或“检验混合气体中是否存在“CO”也可) 赞成,装置E可以根据白色硫酸铜粉末是否变蓝检验水蒸气的存在,但该水蒸气可能是氢气与氧化铜反应产生,也可能是从装置C中带入的 氯化钡
31. 赞成。如果先点燃酒精灯后通氢气,氢气中混有空气,那么受热后很容易发生爆炸,因此在点燃酒精灯前要先通入氢气,排出装置中的空气 取最后一次洗涤液,检测pH是否等于7 偏大
32. a AB之间再加一个无水硫酸铜装置 c
33. 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
34. 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
35. 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
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