浙教版2022-2023学年上学期九年级科学“培优提高”分题型训练：第二章《物质转化与材料利用》实验探究（3）【word，含答案】

1.如图是乙同学设计的利用废铜料（含铁）生产硫酸铜晶体的流程，从废铜料中得到单质铜后，可分别有两条途径制取硫酸铜，途径Ⅰ：直接利用铜与浓硫酸共热制取（原理是Cu +2H2SO4（浓）=ΔCuSO4 + SO2↑+ 2H2O ）；途径Ⅱ：用铜与稀硫酸经①、②两步反应制取硫酸铜。
（1）上述生产流程中，所加的试剂X的名称是________； 操作Y的名称是_____________。
（2）丙同学对乙同学设计的生产硫酸铜晶体的两条途径进行了对比，与途径Ⅰ相比，途
径Ⅱ具有的优点是_____________（写两点）
2.如图装置是用燃烧法来确定有机物组成的常用装置，这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品，根据产物的质量确定有机物的组成(已知：C中的氧化铜是确保有机物中的碳元素完全转化为二氧化碳)。
回答下列问题：
（1）若去掉B装置会对什么元素的测量结果有什么影响？_____________________；
（2）写出E装置中所盛放物质为_________________；它的作用是_________________。
（3）若准确称取1.28g样品(样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种)，经充分燃烧后，D装置增重1.44g，E装置增重3.52g，则该有机物样品中所含的元素为______________。
3.某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了探究气体的组成，设计了如下装置进行实验（夹持装置已省略）。实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。
在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如下表：
请分析回答下列问题；
（1）一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是_________________。
（2）F装置的作用：①“抽气”②_____________。
（3）证明原混合气体中有CO存在的定量关系式是____________（用字母a、b、c、d表示）
4.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。
5.人类的生产生活离不开金属。
（1）铁生锈的条件是铁与_________直接接触。
（2）铜制品如果长期暴露在空气中也会生锈，已知铜锈化学式为Cu2（OH）2CO3。试判断铜生锈除满足铁生锈的上述条件外，还需要空气中的________________。
（3）在生活中经常用一些铝制品代替铁，铝耐腐蚀的原因是_______。[填序号]
A．铁比铝活动性弱 B．铝与氧气反应在其表面生成致密的氧化物保护膜
C．常温下，铝不与稀盐酸、稀硫酸等稀酸溶液反应
（4）如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是__________[填序号]
A．向左偏 B．向右偏 C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左
6.某固体可能由Na2SO4、NaCl、Na2CO3、KNO3中的一种或几种组成，为确定其组成，进行如图所示实验：
（1）原固体中一定含有________，一定不含有___________。
（2）为了检验上述可能含有的物质是否存在，某同学又进行了如下实验：取少量固体溶于水，______________________。
7.H2、CO和CH4都是初中化学常见的气体，碱石灰的主要成分是NaOH和CaO。
（1）可燃性气体与空气混合，点燃可能会爆炸，所以可燃性气体在点燃前应先___________。
（2）某无色气体X可能含有上述三种气体中的一种或两种，为了确定该气体的组成，进行如下实验：
①从下列装置中，选择最合适的装置进行连接，合理的顺序是__________。（填序号）
①若取1.6g气体X进行实验（假设每步反应都完全），装置C增重2.2g，装置D增重1.8g。则气体X由________元素组成；由_________气体组成。
8.化学小组同学在课外读物中看到：“通常CO2可作灭火剂，但有些物质（如Na）着火，不能用CO2 熄灭。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
【提出猜想】CO2与Na反应可能生成4种物质：C、CO、Na2O和Na2CO3。
【查阅资料】①Na是非常活泼的金属，常温下与O2、H2O等物质反应。
②碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应。
③Na2O是白色固体，与H2O反应生成NaOH。
④ 向氯化钯（PdCl2）溶液中通入CO，产生黑色沉淀。
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
（1）实验记录
（2）实验反思
①实验记录②中，E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是_________________。
②检验第4种物质是否存在的实验方案：取D 中白色固体于试管中，_______________________。
9.金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是_____________________现有含杂质的氧化铜样品10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
（2）关于这两组数据，下列说法不正确的是__________（选填字母）
A、玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量
B、利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C、装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D、如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
（3）通过计算该样品中氧化铜的质量分数为________。
10.以电解食盐水为基础制取氯气、氢氧化钠等产品的工业称为“氯碱工业”，它是目前化学工业的重要支柱之一。由于粗盐中含有少量MgCl2、CaCl2、Na2SO4等杂质，不符合电解要求，因此必须经
过精制。以粗盐为原料的“氯碱工业”流程如图所示。回答下列问题：
(1)氯气、氢氧化钠在工业上有广泛的用途。下列关于氢氧化钠的描述中，错误的是________
A.能去除油污，可做厨房清洁剂
B.易溶于水，溶解时放出大量的热
C.可用作某些气体的干燥剂
D.水溶液能使石蕊试液变红
（2)①②两操作之间除杂质时所加的三种试剂是①NaOH溶液、②Na2CO3溶液、③BaCl2溶液(均过量)，加入的顺序是________(填序号)。有同学提出用_______溶液代替BaCl2溶液可达到同样的目的。
11.轻质碳酸镁[化学式为4MgCO3 Mg(OH)2 4H2O]是制取氧化镁、颜料、油漆、日用化妆品的工业原料。如图所示为实验室测定产品中轻质碳酸镁含量的装置。
(1)原理:碳酸镁能与稀盐酸反应生成CO2气体，请写出反应的化学方程式________________。
(2)检查图Ⅱ装置气密性的具体操作方法是将水注入图Ⅱ中，弹簧夹夹紧橡胶管，提升量气管高度形成液差，一段时间后，液差___________说明装置气密性良好。
(3)称量2g样品装入试管2，在试管1中加入足量的稀盐酸。向图Ⅱ装置中注入水和油，调节左右液面相平，读取量气管的刻度为10mL，将试管1中稀盐酸加入到试管2中，至试管2不再产生气体时，读取量气管的刻度为54mL。
(4)读取量气管内最终液面刻度前，要进行的操作是____________。
(5)实验中量气管的最佳规格是___________ml(填50、100或150）。
12.过碳酸钠（Na2CO4）在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。
【实验目的】测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度。
【实验原理】2Na2CO4+4HCl==4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O
【实验装置】
【交流与讨论】
Ⅰ．甲同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。
（1）装置②的作用是：_____________________；
（2）装置③的作用是：_____________________；
Ⅱ．乙同学认为测定产物中CO2的质量（即反应前后装置②的质量差）就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度，结果会偏高，你认为原因可能是__________；（填序号）
A．浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收
B．二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C．装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
Ⅲ．丙同学提出了一种新方案，得到了大家的一致认可：称取样品12.5g，滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干，称得氯化钠固体11.7g。则该样品的纯度为_____________。
13.铁是人体必须的微量元素，菠菜因富含铁元素（化合态）而成为补铁的食物之一．小明设计实验探究菠菜中含有Fe2+还是Fe3+？
首先，他查阅了相关资料，得到以下信息：
①在少量含Fe3+的溶液中加入硫氰化钾（KSCN）溶液，溶液变为血红色；
②在少量含Fe2+的溶液中加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾溶液紫色褪去；
然后，小明设计并动手做实验，实验步骤如下：
步骤一：
步骤二：分别取2mL溶液B于三支试管中，实验记录如表所示：
请回答下列问题：
（1）此实验证明菠菜中含有__________离子，Fe2+和Fe3+可以相互转化；其中稀硝酸可以使这两种离子间发生怎么样的转化？答：________________________________________。
（2）拓展研究：除了食物补铁外，还可以通过药物补铁，目前有一种补铁剂的主要成分是硫酸亚铁，请写出制取硫酸亚铁的化学方程式：____________________________。
14.图甲是氢气和氧化铜反应的实验，图乙是一氧化碳和氧化铜反应的实验。请回答问题：
（1）实验装置的设计应考虑反应物、生成物的性质和反应条件等因素。比较图甲和图乙所示的实验装置，从反应物的角度分析它们的不同点，写出一点并说明原因：__________________________________________________。
（2）实验步骤的次序非常重要，如两实验反应前必须先通气体，然后点燃酒精灯，否则易发生爆炸；反应结束后必须先停止对药品的加热，待冷却后停止通氢气，否则会_________________。在一氧化碳和氧化铜的实验中，此举还起到_______________作用。在两实验过程中，除了能观察到黑色粉末变红这一共同的现象外，观察到的不同的实验现象是__________________________。
（3）在上述两实验中，氢气和一氧化碳表现出相同的化学性质是___________性。
15.蚊虫叮咬时能在皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤。某组同学决定对蚁酸进行探究。
【提出问题】蚁酸有什么性质？
【查阅资料】（1）蚁酸化学名称叫甲酸，化学式为HCOOH
（2）该酸与火碱中和的反应方程式为：HCOOH+NaOH═HCOONa+H2O
（3）蚁酸在一定条件下会分解生成两种氧化物
【实验探究一】探究蚁酸的酸性
（1）向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊，观察到试液变红，则蚁酸溶液显酸性
（2）将碳酸钠固体加入到盛有蚁酸溶液的试管中，有气泡产生。写出该反应的方程式 ________________________________________________
【实验探究二】探究蚁酸分解的两种产物
【猜想】小辉同学猜测生成物是水和二氧化碳；小金同学猜测生成物是水和一氧化碳两位同学都认为有水生成的依据是____________________________________________
【实验】为了确认蚁酸分解的产物中是否存在水，一氧化碳和二氧化碳，两位同学共同设计实验，对仪器进行组装，正确的连接顺序是__________________（请写接口序号）
【结论】分析实验现象后，证明小金的猜想是正确的。
【拓展】当你被蚊虫叮咬后，在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中，你会选择的物质是____________
A．肥皂水 B．食醋 C．苏打水
16.兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：
猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。
猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属
猜想三：__________________________
【实验验证】
(1)验证猜想一，请写出实验步骤___________________________
(2)验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。请你在矩形内画出实验装置图，并标出所选物质。
(3)验证猜想三：进一步实验......
17.小华在做实验时，不小心将镁条掉到碳酸钠溶液中，发现产生大量的气泡和白色不溶物。他非常好奇，和同学们一起进行了如下的探究。
[问题一]镁条与碳酸钠溶液反应产生的气体是什么？
[作出猜想]猜想1：可能是二氧化碳；猜想2：可能是氢气。
同学们作出以上猜想的依据是______________。
[问题二]镁条与碳酸钠溶液反应产生的白色不溶物是什么？
[查阅资料]①Mg(OH)2难溶于水，MgCO3微溶于水，它们受热都会分解成两种氧化物；
②白色的无水硫酸铜遇水变蓝色。
[作出猜想]甲同学猜想：是Mg(OH)2；乙同学猜想：是MgCO3；丙同学猜想：是Mg(OH)2和MgCO3的混合物。
[进行实验]取白色不溶物放入试管中，滴加足量的稀盐酸，观察到有气泡产生，得出甲同学的猜想不正确。小明通过进一步的实验得出丙同学的猜想正确。他的实验操作及现象是__________。
[问题三]镁条与碳酸钠溶液反应快速产生大量气泡的原因是什么？
[查阅资料]Na2CO3溶液中除Na+、CO32﹣外，还有OH﹣，镁条与水能缓慢反应生成H2。
[作出猜想]可能是Na+、CO32﹣、OH﹣中的某一种离子促进了镁与水的反应。
[进行实验]按如图所示方案进行实验。发现只有A中产生气泡较快，而B、C中产生气泡很缓慢。
(1)该实验说明是____________促进了镁与水的反应。
(2)C实验的作用是__________________。
(3)试剂X是_________________。
参考答案
1.（1）稀硫酸；过滤（2）①不产生有害气体②硫酸利用率高
2.（1）使氢元素测量结果偏大（2）氢氧化钠溶液；吸收产生的二氧化碳（3）C、H、O
3.(1)D中无水硫酸铜变蓝 (2)收集尾气 (3)(a-c)>8(d-b)/9
4.（1）酒精喷灯、没有尾气处理装置（2）①未达到反应所需最低温度 ②1.68
5.（1）氧气、水（2）二氧化碳（3）B（4）D
6.（1）Na2CO3；Na2SO4、KNO3（2）先加入过量的稀HNO3［或Ba(NO3)2溶液、Ca(NO3)2溶液］，静置后取上层清液加入AgNO3溶液，观察是否有白色沉淀生成。（合理即可）
7.（1）检验纯度（验纯）（2）①EDCB；②C、H、O；CO和H2
8.（1）C和CO、Na2CO3（2）防止空气中的氧气和水对实验产生干扰（3）加水溶解，加入过量的CaCl2溶液使沉淀完全，静置后向上层清液中滴加酚酞溶液。若溶液变红，则产物中有Na2O；若溶液不变色，则产物中没有Na2O。
9.（1）黑色固体变成红色（2）BD（3）80%
10.（1）D （2）321、312、132；氢氧化钡
11.（1）MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2↑+H2O （2）不变（4）调节气管左右液面相平 （5）100
12.I．（1）除去CO2和HCl气体 （2）验证CO2是否被除尽II．ABCIII．97.6%
13.(1)Fe2+使Fe2+转化成Fe3+ (2)Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑（或其他合理答案）
14.（1）甲装置敞口，乙装置密闭（或甲装置不用尾气处理，乙装置需要点燃尾气）；原因是H2无毒而CO有毒（2）使铜再次被氧化；防止澄清石灰水倒吸；甲装置的试管壁(或试管口)有水珠，乙装置的澄清石灰水变浑浊 （3）还原
15.2HCOOH+Na2CO3=2HCOONa+H2O+CO2↑质量守恒定律⑦⑧（⑧⑦）④③①②AC
16.猜想三：两者反应时间太短 (1)其他条件不变，换用浓度更大的硝酸银溶液重复实验，观察实验现象(2)
17.猜想依据：质量守恒定律或反应物中有碳、氢、氧元素 【进行实验】将白色不溶物加入试管中加热，将产生的气体依次通过无水硫酸铜和澄清的石灰水，看到无水硫酸铜变蓝，澄清的石灰水变浑浊；或将白色不溶物加入试管中加热，将产生的气体通过无水硫酸铜，看到无水硫酸铜变蓝。(1)碳酸根离子(或CO32﹣) (2)与A、B对照 (3)NaOH溶液（或氢氧化钠溶液）
第二章《物质转化与材料利用》实验探究（3）