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（5）【word，含答案】

1.下图为某科学小组进行木炭还原氧化铜的部分实验装置。
(1)如果生成的气体是CO2，写出图B处发生反应的化学反应方程式__________；
(2)通过该实验验证质量守恒定律，对装置A和装置B反应前后质量测定，数据如表：
Ⅰ．根据质量守恒定律，m1，m2，m3，m4之间应存在的等量关系为__________；
Ⅱ．实际测量中B增加的质量小于理论值，请你分析可能是原因__________。
2.某固体粉末由Mg、MgO和MgCO3中的一种或几种组成。小乐为了探究该固体粉末的成分，取了2.22g样品，并设计如图所示的实验装置及如下所示方案：
①检查装置气密性，加入药品并连接仪器；
②打开分液漏斗活塞，将15%的稀硫酸缓缓注入锥形瓶中，使样品完全反应，测得量筒内共收集到 112mL的水；
③拆下装置后，往锥形瓶内的溶液中注入足量氢氧化钠溶液，至沉淀完全，经过滤、洗涤和干燥后，称量沉淀质量。
(1)在步骤①中，向装置中加入的药品a、b分别是__________、__________溶液。
(2)此实验条件下，氢气密度为0.09g/L，则样品中Mg的质量为__________g。（保留2位小数）
(3)在步骤③中，当沉淀质量大于__________g时，说明样品中含有MgO。（保留2位小数）
(4)小乐对实验进行反思，提出以下想法，其中正确的有__________。
A.实验前可通过样品的质量估算 15%的稀硫酸的质量，确保样品完全反应
B.实验中可根据固体样品全部消失这一现象，来判断样品完全反应
C.根据上述实验方案，能计算出样品中各物质的质量
3.如图为实验室研究炼铁的化学原理的装置，请回答和该实验有关的问题：
(1)A处玻璃管中发生反应的化学方程式为__________。
(2)B中盛放澄清石灰水，实验现象是__________。
(3)C处酒精灯的作用__________。
(4)现有含杂质的氧化铁样品10克（杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铁的质量分数，某同学用上图所示的装置进行实验，得到如右两组数据：
请你选择正确的一组数据，计算出样品中氧化铁的质量分数为__________。
4.化学小组同学对酸的性质很感兴趣，向老师提出研究硝酸的性质，老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。
【实验设计】（1）将石蕊试液滴入稀硝酸中，预计石蕊试液由紫色变_________。
（2）将Zn片投入稀硝酸中，预计将产生H2
【实验验证】同学们按上述设计做了实验，却发现石蕊变色后一会儿即褪去，Zn片投入稀HNO3后，溶液中冒出气泡，产生无色气体A，在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。
【提出问题】（1）石蕊试液变色后为何会褪色？（2）上述产生的无色气体是什么？
【查阅资料】看到如此异常的现象，在老师的指导下，同学们上网查到了下列资料：
（1）硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐，但不生成H2。
（2）某些含氮元素气态物质的物理性质
【猜想与分析】大家一致认同了红棕色气体B是NO2，但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法：
①小张同学认为A是NH3，但遭到大家的一致反对，原因是________________________；
②小明同学认为A是N2，也遭到大家的一致反对，原因是_________________________；
③经讨论，最终大家获得了A是NO的共识。
【实验探究】小红同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣，便取一小块铜片投入稀HNO3中，发现Cu溶解，也出现上述Zn与稀HNO3反应的类似现象，确证生成了NO，并在老师的帮助下，测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为8∶21，由此获得了Cu与稀HNO3的反应方程式为______________________________。
5.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，这就是个彻头彻尾的谣言。某研究小组欲对某种“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________（选填“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，那么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；
（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__________。
6.已知氢氧化亚铁是白色絮状沉淀，并极易被空气中的氧气氧化成氢氧化铁的红褐色沉淀。右图为氢氧化亚铁制备实验的改进装置，使用该装置能在较长时间内观察到生成的氢氧化亚铁的白色絮状沉淀。
（1）写出A试管中发生反应的化学方程式__________________。 　
（2）A试管中反应开始时，打开止水夹，B试管中看到的现象是________________。 　
（3）写出该装置中生成的氢氧化亚铁的化学方程式__________________________。
7.某化学兴趣小组对铁生锈的条件及生锈快慢的因素进行探究活动，实验装置设计如下：
（1）检查装置气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是________________________。
（2）装好药品，打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。A、B对比说明铁生锈主要与__________有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与____________有关。
乙同学听说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗？同学广泛查阅资料。
资料一：导电性强的溶液都可加速铁的生锈。
资料二：海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块，能有效降低钢材被腐蚀的速率。
（3）根据资料推测：将上述D装置的烧杯中加入少量下列液体中的________可使铁生锈的速率加快。
a．硫酸钠溶液 b.无水乙醇 c.蔗糖溶液
8.小江和小南在完成加热碳粉和氧化铜的试验后，得到的铜粉中含有碳粉。再用下图所示装置，测定样品中铜的质量分数（图中铁架台等装置已略去）。已知在A装置中盛有过氧化氢，B中放有二氧化锰；D中盛有碱石灰，请你帮助他们完成下列实验报告.
（1）实验过程：
（2）计算：样品中铜的质量分数=_______(用含W、m1、m2的代数式表示)。
（3）问题和讨论：实验完成后，老师指出按上述实验设计，即使C中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果，所测得的铜的质量分数会______（填“偏大”或“偏小”）。经讨论，小江提出在B与C之间加入一个洗气瓶，则其中盛放的药品是_____________。
9.小何同学用一定量的AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液进行了如图实验，并对溶液A和固体B的成分进行了分析和研究。
【提出问题】溶液A中的溶质可能有哪些？
【做出猜想】①只有Zn（NO3）2 ②Zn（NO3）2、AgNO3
③Zn（NO3）2、Cu（NO3）2 ④Zn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3
【交流讨论】你认为不合理的猜想是___________（填标号）
【实验探究】若猜想①成立，通过以下实验可确定固体B的成分，请写出实验方案：___________________________________。
10.金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一，某学习小组欲测定铜的相对原子质量，设计如下实验方案，步骤如下：
①连接好装置；②检查装置气密性；③装入药品；④_______；⑤D中黑色固体完全反应变成红色后，停止加热；⑥待D中玻璃管冷却至室温，关闭分液漏斗活塞；⑦数据处理。
（1）实验步骤④的正确操作是___________（填序号）
A. 先点燃酒精灯加热，一段时间后再打开分液漏斗活塞，滴加盐酸
B. 先打开分液漏斗活塞，滴加稀盐酸；一段时间后点燃酒精灯加热
C. 打开活塞滴加盐酸和点燃酒精灯加热，谁先谁后都可以
（2）B装置中水的作用_____________，装置B中长玻璃管的作用是使装置气压平衡。
（3）已知：CuO质量为m1克，E中增重为m2克，D中反应后的固体质量为m3克，A中反应产生氢气的质量为m4克，以下数据中不能计算铜的相对原子质量的是________
A. m1、m2 B. m2、m3 C. m1、m3 D. m2、m4
11.某科学探究小组的同学取来一小块生铁（表面有铝粉涂层）片，用砂纸打磨除净涂层。为测定此样品中铁的质量分数，他们将样品放入烧杯中，再加入“足量”的稀盐酸，称量数据见下表：
请回答下列问题：（注意不考虑盐酸的挥发性）
(1)在实验中如何确保所加入的稀盐酸为“足量”？_____________。
(2)计算该生铁样品中铁的质量分数（写出计算步骤，计算结果精确到0.1%）。
(3)按以上测定方法，则以下操作中会使该样品中铁的质量分数测定值偏小的是________________。
A.加入的稀盐酸不足量 B.换用溶质质量分数更高的盐酸进行实验
C.未将样品表面涂层（已完全氧化）打磨干净D.将表面涂层打磨干净的生铁样品磨成粉末
12.铁是我们生活中最常见的一种金属，也是我们初中化学中使用最多的金属。请完成下列有关铁的相关知识。
(1)铁在空气中不能燃烧，但在氧气中可以点燃，写出铁和氧气的反应方程式__________；
(2)铁容易生锈，与其在周围环境中接触的物质有关，同时还与__________有关。将生锈的铁钉放入稀盐酸中可以除铁锈，一段时间后发现__________(填现象)，请写出相关反应方程式__________、__________；
(3)铁粉和硫粉以适当的质量比混合，堆放在石棉网上，然后用烧红的玻璃棒一端接触混合物，这时部分混合物迅速变红热状态，撤离玻璃棒后，反应继续进行，直至全部混合物都呈红热的状态，冷却后得到一种黑色无磁性的固态物质。①写出铁与硫反应的化学方程式__________，该黑色无磁性的固态物质属于__________（选填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”）。
②铁与硫的反应是__________反应（选填“吸热”、“放热” 或“既不吸热也不放热的”）。
(4)如图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
①瓶中的澄清石灰水会__________。
②炼铁时发生的反应方程式__________。
③该装置的不足之处是__________。
13.有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体。方案流程如下：
回答下列问题：
（1）步骤③中：需加入的物质是___________，发生反应的化学方程式是_______________。
（2）某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③，你认为是否合理 并说明理由_________________________。
14.某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验，其装置如下图所示。
（1）B处化学方程式是_______________。
（2）实验时要先通入一氧化碳再加热，这样做的目的是________________。
15.硫酸在工业上有着重要的用途。以黄铁矿（主要成分为FeS2）为原料生产硫酸的原理及工艺流程可简示如下：
FeS2→煅烧SO2→催化剂O2SO3→H2OH2SO4
（1）工业生产过程中将矿石粉碎以及在吸收装置中液体由上而下形成喷雾状的目的是_____________。
（2）在实验室模拟制硫酸时用如右图装置吸收三氧化硫，除了达到与工业上相同的目的外，还可能考虑的因素是___________________。
（3）工业上常用熟石灰来吸收尾气中的二氧化硫，请写出反应的化学方程式____________。
（4）实验室中常用浓硫酸来配制稀硫酸。稀释时，正确的操作是_____________，并用玻璃棒不断搅拌。
16.利用下图的实验装置，测定某氧化铜试样中氧化铜的质量分数。根据实验装置回答问题：
（1）装置B的作用是_____,装置F的作用是______
（2）装置C中盛放的试剂是__________
（3）假设试样中的杂质不反应,且B、C、E装置吸收均完全。取20克试样，若实验前称得U型管E和其中的氯化钙质量为100.8克,充分反应后称得U型管E总质量为104.4克，则试样中氧化铜的质量分数为_____。
（4）若取消F装置,那么测得的试样中氧化铜的质量分数比实际试样中氧化铜的质量分数____(填偏大或偏小)
17.合金A由四种单质组成，已知：①合金A中不含K、Ca、Na；②气体B可燃；③气体G为人体呼吸作用的主要产物之一，请据图回答以下问题：
（1）写出反应①的化学方程式：_______________；
（2）写出反应②的化学方程式：_______________；
（3）合金A由哪些单质组成(用化学式表示)：_________________。
参考答案
1.（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O （2）m1-m2=m4-m3；导管中的CO2未被完全吸收（或有CO生成）
2.（1）氢氧化钙；氢氧化钠（2）0.12（3）1.74（4）ABC
3.（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （2）变浑浊 （3）点燃CO，消除其污染 （4）90%
4.【实验设计】（1）红色【猜想与分析】①NH3极易溶于水，且在常温下NH3不易被氧化成NO。②N2的化学性质比较稳定，常温下,N2在空气中不能氧化成NO【实验探究】3Cu+8HNO3=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O
5.（1）有机物（2）③→②（3）吸收空气中的CO2，使实验结果更准确
6.（1）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑（2）产生气泡 （3）FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe（OH）2↓
7.（1）C导管口有气泡 （2）水；氧气的浓度（3）a
8.（1）E中有气泡冒出 （2）1 3(m2 m1)/11W（3）偏小；浓H2SO4
9.②；取少量固体B于试管中，加入稀盐酸（或稀硫酸）若产生气泡则固体B成分是Cu、Ag、Zn，若无气泡则固体B是Cu、Ag
10.（1）B （2）除去氯化氢气体（3）D
11.（1）加入盐酸直不再产生气泡 （2）93.3%（3）AC
12.(1)3Fe+2O2Fe3O4 (2)内部结构；溶液变黄色并有气泡产生；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (3)①Fe+S=FeS；盐②放热 (4)①变混浊②Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2③没有尾气处理装置
13.（1）稀硫酸（或H2SO4） ； Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑（2）不合理；步骤②后所得的固体中含有铁粉（合理均可）。
14.（1）CO2＋Ca(OH)2＝ CaCO3↓+H2O（2）排尽原有空气，防止一氧化碳与氧气混合爆炸。
15.（1）增大接触面积，更有利于SO3的吸收 （2）防止因为SO3被吸收而倒吸 （3）Ca(OH)2+SO2=CaSO3↓+H2O（4）将浓硫酸沿着玻璃棒（杯壁）引流入烧杯
16.（1）吸收HCl；防止空气中的水蒸气对实验的干扰（2）浓硫酸 （3）80% （4）偏大
17.（1）2Al+3FeCl2=3Fe+2AlCl3（2）CuO+H2SO4＝CuSO4+H2O （3）Fe、Cu、C、Mg
第二章《物质转化与材料利用》实验探究（5）