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（4）【word，含答案】

1.我国不少地方有端午吃“灰水棕”的习俗。所谓“灰水棕”是指用草木灰的 浸出液（俗称“灰水”）浸泡糯米做成的粽子。这种粽子颜色微黄、清香软糯。小乐对 制作“灰水棕”的草木灰展开了如下探索：
【查阅资料】
①糯米中加入食用碱可起到中和微生物生成的酸、软化食物纤维等作用；
②草木灰中富含钾盐，主要成分是K2CO3，还有K2SO4和KCl
【实验】检验草木灰的成分，并测试草木灰中K2CO3的质量分数。
（1）取适量草木灰于烧杯中，加足量水浸泡，过滤得到草木灰的浸出液；取少量浸出液于试管中，滴加几滴酚酞试液，观察到酚酞试液________，则说明草木灰的浸出液呈碱性，可起到食用碱的作用；
（2）写出检验草木灰的浸出液中存在Cl-的实验方法：_________________________；
（3）小乐用图示装置（图中夹持仪器已略去）测定草木灰中K2CO3的质量分数。实验中 通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量（草木灰中的其他成分遇稀盐酸不产生气体）。实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌乙、丙中的反应物外，还能________________，有人认为通过测定丙装置质量的增加量来计算K2CO3的质量，其结果会偏大。原因是______________________。
2.如图甲、乙是初中化学中两个重要实验，请根据所学知识作答。
（1）图甲、乙实验过程中，观察到相同的实验现象是_________________。
（2）如图甲实验，加热前进行的是操作是先通入一段时间一氧化碳气体，目的是_____________。
（3）对图甲、乙实验的分析正确的是_________（填编号）。
a．图乙C中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流
b．图甲、乙实验结束时为防止液体倒流，都要先将导管移出石灰水，再熄灭酒精灯或喷灯
（5）从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是____________。
3.铜跟浓硫酸的反应原理是：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O。某小组同学用下图所示装置制取硫酸铜。请回答以下问题：
（1）用B装置收集反应产生的SO2，图中C装置的作用是防止D溶液倒吸入B瓶中，D溶液的溶质是______________。
（2）充分反映后，烧瓶中的铜片仍有剩余，那么硫酸是否也有剩余呢？该小组同学进一步研究：待烧瓶冷却后，将烧瓶中的混合物稀释、过滤，用滤液做了如下实验。
实验1：用pH试纸测试滤液pH，其pH约为1；
实验2：取少量滤液于试管中，向试管中滴加氯化钡溶液，有白色沉淀现象。
你认为，___________可说明硫酸有剩余。（选填“实验1”或“实验2”）
（3）铜与浓硫酸反应过程中，提现了浓硫酸的酸性和_____________（选填“强氧化性”、“强还原性”、“强吸水性”）。
（4）以铜片与浓硫酸为原料用上述方法制取硫酸铜，存在的缺陷有__________________（答出一点即可。）
4.Fe(OH)2是白色难溶于水的物质，可用于制颜料、药物等，但很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，氧化过程中白色沉淀转化为灰绿色沉淀，最后变为红褐色沉淀。现用铁片、稀盐酸、氢氧化钠溶液、水等试剂制取少量的Fe(OH)2，装置如图。
(1)检查气密性。关闭阀门A和B，让1中液体进入到容器2中。虚线框所在装置，发生的反应的化学方程式是_________________。
(2)容器2中充满气体后，打开阀门A，关闭阀门B，容器2和3应出现的现象是________________。
(3)实验完毕，关闭阀门A和B，制得的Fe(OH)2在容器_______________(“3”或“4”)中。
5.废干电池内的黑色固体含有MnO2、ZnCl2、NH4Cl、C，某科学兴趣小组同学进行了如图(一)流程操作：
(1)操作I和过滤都要用到的玻璃仪器是______________。
(2)为测定固体A中二氧化锰的质量分数，该兴趣小组又设计了如下实验方案：在一定量的样品中通入干燥纯净的氧气，使炭在加热条件下反应生成CO2来进行分析测定(假设每步反应完全)。如果该实验选择图(二)中装置来制取氧气，反应的化学方程式为__________；正确的连接顺序是____________(用a、b、c等字母表示)。
(3)若称取5.0 g固体A进行实验，图中氢氧化钠试剂瓶反应前后的质量差为1.1g，则样品中二氧化锰的质量分数为____________。
6.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)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来制取单质铁，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图中x＝___________g；
②根据图计算并推断A点固体的化学式应该是____________。
7.可燃冰是甲烷与水在一定条件下形成的冰状固体，是极具发展前景的能源，可燃冰的主要成分是CH4·nH2O，由可燃冰可得到甲烷。某科学兴趣小组同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与探究。
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【猜想假设】小金同学：CO2和H2O；小华同学：CO和H2O；小徐同学：CO2、CO和H2O。
【实验探究】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧产物依次通过下列装置，进行验证。
(1)A、B装置的顺序不能颠倒，原因是____________________。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是____________________。
(3)实验中观察到A中粉末变蓝，B、D澄清石灰水变浑浊，C中________，由此推断小徐同学猜想成立。
(4)装置末端气球的作用是____________________。
8.根据给出的药品(稀硫酸、浓硫酸)和下图实验装置(包括托盘天平)，设计一个实验，粗略测定由铜和锌两种金属组成的铜锌合金中锌的质量分数(假设合金已加工成粉末)。实验原理：由产生氢气的体积，查密度表知氢气质量，从而求得锌的质量。据实验原理设计的实验方案回答下列问题。
(1)你选用的药品是__________________。
(2)你选用的实验装置(填装置字母)_______。若需组装，则连接的顺序是(用装置接口编号表示)___________。
(3)在本实验中你必须测定的有效数据是___________。
A．生成H2的体积a毫升
B．反应前仪器和药品的质量b克
C．反应后剩余固体的质量c克
D．反应后仪器和药品的质量d克
E．铜锌合金的质量e克
9.某科学兴趣小组对铁的冶炼、铁的性质进行如图所示实验探究。
（1）该小组设计如图1装置研究铁的冶炼：
①实验时，应先注入水片刻后再加热的目的是____________；②硬质玻管中观察到的现象是____________，发生反应的化学方程式为________________________；③实验结束前，正确的操作步骤是____________（选填字母序号）。
A．先停止加热，继续通入CO B．先停止通入CO，继续加热
（2）该小组又设计如图2所示的装置，将反应所得的铁粉置于锥形底部，塞紧瓶塞，滴加适量水，开始测量容器内压强的变化，一段时间内压强随时间变化关系如图3所示。请你解释锥形瓶内压强下降的原因________________________。
10.下图甲是氢气和氧化铜反应的实验，乙是木炭和氧化铁反应的实验。
(1)实验步骤的先后次序非常重要，比如甲实验中，反应前必须先通氢气后点燃酒精灯，否则易发生爆炸；反应结束后必须先_________后_________，否则生成的红色的铜会变成黑色。
(2)某同学正确操作做完乙实验后，发现澄清石灰水变浑浊，试管中粉末全部变为黑色，取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振荡，但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解，试管中也未产生预期的气泡，这说明该反应并没有生成_________。
(3)根据表中关于铁的氧化物的信息，写出乙实验试管中反应的化学方程式_________。分析原因后，该同学提高反应温度后，实验出现了预期的结果。
11.科学课上老师表演“吹气生火”魔术。用棉花将一种淡黄色固体包裹住，将一长玻璃管插入棉团中吹气，稍后棉花团剧烈燃烧。为揭开其秘密，进行了如下探究。
【相关资料】①淡黄色固体是过氧化钠(Na2O2)。
②吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气。
③过氧化钠与氮气不反应。
【分析讨论】根据棉花团剧烈燃烧的现象分析，反应中除了生成氧气外，还说明过氧化钠发生的反应是_________(填“吸热”或“放热”)反应。
【提出猜想】同学们发现残留固体呈白色，对该固体成分进行猜想：
猜想Ⅰ：只有CO2与Na2O2反应，固体成分是Na2CO3。
猜想Ⅱ：只有H2O与Na2O2反应，固体成分是NaOH。
猜想Ⅲ：CO2和H2O都与Na2O2反应，固体成分是Na2CO3与NaOH的混合物。
【实验探究】同学们在老师带领下用足量且潮湿的CO2气体通入过氧化钠粉末中，充分反应后，取白色固体于试管中配成溶液，设计实验对猜想进行验证。
验证Ⅰ：取少量溶液滴加稀盐酸，发现有气泡产生．有同学认为固体成分仅含Na2CO3。
验证Ⅱ：蘸取少量溶液滴到pH试纸上，测得pH大于7，有同学认为固体是NaOH。
验证Ⅲ：另取少量溶液先加入_________溶液，有白色沉淀产生，静置后向上层清液滴加酚酞试液，上清液显红色，验证了猜想Ⅲ是正确的。
【实验反思】验证Ⅰ的结论错误，因为它不能排除_________的存在。验证Ⅱ的结论错误，因为_________。
12.除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如加热时CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
(1)将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有_______(填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
(2)气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有_____________；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由_______________________。
13.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)已知反应前CuO和Cu2O的总质量为m1g，完全反应后U型管内物质的质量增加了m2g(损失忽略不计)，则原混合物中Cu2O的质量为__________克。
(3)E装置的作用是____________________________。
14.一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。取5枚去油去锈的洁净铁钉，分别装入下表的试管中，进行实验。
通过上述实验可知，温度越高铁钉生锈速率越________（填“慢”或“快”）；在_______（填“酸性”、“碱性”或“中性”）环境中铁钉生锈速率较快。
15.整理实验器材时，小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物，倒人有少量硫酸铜溶液的废液缸中，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。⑦硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯按下表进行实验，观察并记录现象。
（1）B组实验中“？”处的数据应为_____________。
（2）为了定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的氢气所需的时间”或测量_________________，然后进行比较。
（3）请推测：与废液缸中少量的硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因是：______________________________。
16.某化学兴趣小组为了验证甲烷与水蒸气经高温催化反应得到的混合气体（以下简称“合成气”）中含有生成的氢气和一氧化碳，同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。（夹持仪器已省略，假设每个步骤中气体均吸收完全）
查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与甲烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水。
（1）请写出甲烷与水蒸气在高温催化条件下反应的化学方程式______________________。
（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是_______________。
（3）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了3.6g，装置D增加了3.3g。假设加热时“合成气”在装置B中反应完全，则可推断出该“合成气”的组成物质为_____________。
（4）装置E在实验过程中的作用是___________________________。
17.某校实验室有一瓶久置的铁屑，其成分是铁、氧化铁和水。为测定其中各成分的质量分数，某兴趣小组按如图所示装置进行实验(装置气密性良好：固定装置已略去；氮气不与铁屑中的成分反应；碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。
部分实验步骤如下：
Ⅰ、称量硬质玻璃管的质量。
将样品放入硬质玻璃管中，称量硬质玻璃管和样品的质量。
Ⅱ、连接好装置。缓缓通入N2，点燃甲处的酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体恒重，记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。
Ⅲ、再次连接好装置，继续实验。通入CO，点燃丙处的酒精灯和甲处的酒精喷灯。待硬质玻璃管中固体恒重，熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却。再次记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。
实验数据记录如下表：
请回答下列问题：
(1)步骤Ⅲ丙处酒精灯的作用是________________。
(2)步骤Ⅲ硬质玻璃管中反应的化学方程式为_______________。
(3)样品中氧化铁的质量分数为___________(用m1、m2、m3、m4的代数式表示)
若步骤Ⅲ中氧化铁没有完全反应，样品中水的质量分数测量结果将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(4)有关样品，下列说法正确的是__________ (填字母标号)。
A. 样品中氢元素的质量为(m2 m3)/9
B. 样品中铁单质和氧化铁的质量总和为m3 m1
C. 样品中铁单质的质量为m4 m1
D. 样品中氧元素的质量为m3 m4
18.镁铝水滑石(Mg2Al(OH)6Cl xH2O)是一种人工合成的新材料。它在高温下完全分解为MgO、Al2O3、HCl和水蒸气。用下图所示的装置进行实验以确定其化学式。
(1)若只通过测定装置C、D的增重来确定x，则装置的连接顺序为________(按气流方向，用接口字母表示)；
(2)加热前先通N2以排尽装置中的空气，称取C、D的初始质量后，再持续通入N2。对通N2的作用描述错误的是____________；
A、加热前通N2，为排尽装置中的空气 B、持续通N2，为将产生的气体被C，D完全吸收
C、持续通N2，为防止倒吸 D、持续通N2，为防止氧化镁、氧化铝和氧气反应
(3)完全分解后测得C增重3.65g、D增重9.90g，则x=_____________；
参考答案
1.红取少量待测液于试管中，加入过量的硝酸钡，过滤，再在滤液中加入硝酸银溶液和稀硝酸，观察有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。将反应产生的二氧化碳全部赶到丙装置中。乙装置中会带出水蒸气
2.（1）黑色粉末变为红色，澄清石灰水变浑浊（2）排净玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸（3）a（4）在B装置末端增加酒精灯装置，点燃尾气 （表述合理均可以）
3.（1）NaOH（2）实验1（3）强氧化性（4）产生有环境污染的气体；原料利用率低；浓硫酸具有强腐蚀性；反应需加热不节能
4.(1)Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑(2)容器2中液体被压入容器3，容器3中出现白色沉淀(3)3
5.(1)玻璃棒 (2)2H2O2=MnO22H2O＋O2↑；afgbchid(e)或afgcbhid(e)(3)94%
6.(1)酒精喷灯 缺少尾气处理装置(2)①1.68 ②Fe3O4
7.(1)若颠倒，无法确定水是来自燃烧产物还是来自澄清石灰水 (2)空气中的二氧化碳和水对燃烧产物的检验会产生干扰 (3)红色粉末变黑 (4)尾气处理，防止CO污染空气
8.(1) 稀硫酸 (2) ADFE；①⑤⑥⑧⑨⑦ (3) A、E
9.（1）①排净装置内的空气，以免加热时发生爆炸 ②红色粉末慢慢变成黑色 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ③A （2）铁锈蚀有氧气参与，使瓶内气压降低
10.(1)移去酒精灯；停止通氢气(2)铁(或Fe)(3)C＋6Fe2O3=加热＝4Fe3O4＋CO2↑
11.【分析讨论】放热【实验探究】足量CaCl2【实验反思】NaOH；碳酸钠溶液也显碱性，可能有碳酸钠存在
12.(1)①②③(2)①CH4 ②不合理，因为甲烷与氧化铜反应也生成水
13.(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
14.快；酸性
15.（1）20 （2）相同时间内，收集氢气的体积（3）硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度
16.(1)CH4+H2O=催化剂高温3H2+CO(2)排净玻璃管中的空气，防止高温时引起爆炸(3)CO、H2、CH4、CO2(4)除去水蒸气；收集尾气，防止污染空气。
17.(1)把一氧化碳转化成二氧化碳，防止污染环境。(2)Fe2O3+3CO=高温2Fe+3CO2(3)10(m3 m4)/3(m2 m1)×100%；不变。(4)AB
18.(1)a→e→d→b→c (2)D (3)3
第二章《物质转化与材料利用》实验探究（4）