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2024浙江新中考 化学探究题专练
1. 化学小组的同学欲探究二氧化碳与氢氧化钠能否反应,实验方案如下:
实验装置 实验步骤及操作 实验现象
①将注射器1中的溶液推入充有CO2的瓶中 气球鼓起
②… 无明显现象
③将注射器2中的溶液推入瓶中 溶液中有气泡产生,气球变瘪
④向外注射器3 澄清石灰水变浑浊
(1)步骤①中气球鼓起的原因可能是 .
(2)步骤②中的操作是 ,其目的是证明步骤Ⅰ中装置内的CO2已被完全吸收.
(3)步骤④中发生反应的化学方程式为 .
(4)本实验的结论是 .
2.某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。
【实验原理】CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑
【发生装置】
(1)结合实验原理,图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是__ _(填字母);
图1 图2
【实验探究】
探究Ⅰ.影响因素探究
在制取CO2气体时,为了探究影响反应快慢的因素,小组同学进行了四组实验,如表所示
实验组别 甲 乙 丙 丁
大理石的质量/g、颗粒大小 m 块状 m 块状 m 粉末状 m 粉末状
盐酸的体积/mL、浓度 V 稀盐酸 V 浓盐酸 V 稀盐酸 V 浓盐酸
(2)若探究盐酸的浓度对上述反应的影响,可选择实验甲与__ __(选填实验组别)进行对照。
探究Ⅱ.性质探究
做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时,同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中,观察到塑料瓶变扁,由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。
为回答该同学的质疑,小科进行了如下实验:在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体,通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液,最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线(如图2所示)。由此,小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁,同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。
(3)结合图2中A、B曲线变化特点,写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据:__ __。
【拓展提高】
小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定,其方法是将样品与一定量的稀盐酸反应,测定反应后生成的CO2质量,再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。
小组同学在实验室中组装了相应的实验装置(如图 3)。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验:
图3
①先通一段时间的空气
②称量D装置的质量为m1
③打开分液漏斗的活塞,将稀盐酸全部加入锥形瓶,待充分反应后,关闭活塞
④再次通空气一段时间
⑤再次称量D装置的质量为m2
(4)有同学指出实验步骤③操作明显不合理,你认为该同学的理由是_ _。
3. 碳酸氢钠在270℃时会分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不易分解.
【实验探究】
【实验一】比较两种物质的溶解性
20℃时,取2只烧杯,均加入59g水,分别加入5g碳酸钠和碳酸氢钠,充分搅拌后静置,则观察到的现象是 .
【实验二】比较两种物质的酸碱性
取2支试管,分别取实验一中的少量碳酸钠和碳酸氢钠溶液,滴加紫色石蕊溶液,均是 色,说明溶液都是碱性的,若要比较二者的碱性强弱,可以分辨测溶液的 .
【实验三】比较两种物质的热稳定性
设计如图装置,小试管套装在带有支管的大试管中.整套装置气密性好,其他装置略去.
(1)为确保安全,实验结束时,在熄灭酒精灯前必须完全的操作是 .
(2)现象与结论:
现象,装有碳酸氢钠的试管口生成较多的无色小液滴,试管A和试管B中澄清石灰水只有 (填“A”或“B”)中变浑浊,该反应的化学方程式为 .
(3)反思与讨论:
反思,该实验能否准确地说明“在受热条件下,碳酸钠比碳酸氢钠稳定”这一结论?
讨论,理由是 .
4. 在学习了金属活动性顺序的知识后,小华想在实验室里通过实验验证一下Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,设计了如下实验:
①.取相同形状的铁片、锌片、铜片,分别用砂纸打磨至光亮,放入试管中.
②.分别加入5毫升20%的稀硫酸,观察现象并记录到下面的表格中.
试管编号 1 2 3
反 应 物 Zn片+稀H2SO4 Fe片+稀H2SO4 Cu片+稀H2SO4
反应现象 气泡多、大、上升快 气泡细小,上升慢 没有气泡
(1)根据小华的实验设计可知,他是通过 来判断金属活动性的.
(2)在实验过程中,细心的小华还发现了二个有趣现象①试管发烫,②反应的速度随时间而变化,他粗略的用图象画了下来(如图).反应速度为什么会这样变化呢?科学老师给了他一个启示:化学反应的速度跟反应温度、反应物的溶质质量分数有关.经过思考小华给出了一个合理的解释
____________________________________________________________________________________ .
(3)对于验证三种金属的活动性,小明提出了一个更简单的方案:把锌片、铜片分别放入 溶液,通过观察反应的现象就可以了.
5. 不少同学都被蚊虫叮咬过,感觉又痛又痒.同学们从化学课上知道:蚊虫叮咬时能在人的皮肤内分泌出蚁酸刺激皮肤.兴趣小组同学决定对蚁酸进行探究.
【提出问题】蚁酸的成分是什么?它有什么性质?
【查阅资料】蚁酸,化学名叫做甲酸,化学式为HCOOH;蚁酸在一定条件下分解成两种氧化物.紫色的石蕊试液遇酸性溶液会变红.
【实验探究一】探究蚁酸是否显酸性?
(1)甲同学向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成红色,说明蚁酸溶液显 ;
(2)乙同学通过已学到的知识延伸拓展,他将大理石放入盛有蚁酸溶液的试管中,有气泡产生,该气体是 .
【实验探究二】探究蚁酸分解的两种产物是什么?
(3)小芳同学根据蚁酸中含有 元素,推测出生成物中含有水.
(4)蚁酸分解的另一种生成物是气体,小敏对此提出了三种猜想:
猜想①:该气体是CO2猜想②:该气体是 猜想③:该气体是SO2
小敏提出的猜想 (填序号)一定是错误的,理由是
(5)在老师的指导下,同学们用如图装置进行实验.他们将蚁酸分解产生的气体通过如下装置(铁架台已略去),观察现象.
I.实验时装置A中 则猜想①不成立;
II.装置B中的现象是黑色的固体逐渐变成红色;装置C中的现象是 ,发生反应的化学方程式为 .实验II说明蚁酸分解产生的气体能与氧化铜发生反应.
【讨论交流】从环保角度看,该装置的缺陷是 .
6. CO2与NaOH溶液反应没有明显的现象,某化学兴趣小组从以下角度对该反应进行了探究。
(1)探究压强的变化。
第一组同学利用图1装置进行实验,分别将等体积的NaOH溶液和水同时注入盛有等体积CO2的集气瓶中。一段时间后,盛有红墨水的U型管左边的液面将会 。
(2)探究能量的变化。
化学反应常常伴随着能量的变化,第二组同学利用温度传感器获得了实验过程中温度随时间变化的曲线如图2所示,曲线I为CO2与NaOH溶液的反应,曲线Ⅱ为CO2与水的反应。由此证明CO2与NaOH溶液反应是______ 反应(填“吸热”、“放热”)。写出曲线Ⅱ对应的化学方程式 。
(3)“数字化实验”探究。
第三组同学利用压强传感器研究NaOH溶液吸收CO2的情况。如图3装置气密性良好,用3个250mL的烧瓶收集满纯净的CO2,连接压强传感器,同时采集数据,用注射器同时分别注入15mL三种不同浓度的氢氧化钠溶液,片刻后,同时振荡烧瓶,等待反应完成。采集的数据如图3所示。
①写出曲线c对应的烧瓶内反应的化学方程式:
②a、b、c三条曲线所示的实验中,t3时被吸收CO2的体积由小到大的顺序是 。
③根据曲线c对应烧瓶内的反应,可推知反应过程中不断减少的离子是 (填离子符号)。
④请写出除振荡烧瓶外继续降低曲线a的操作方法: 。
⑤由图3中的曲线可以得出的结论是 。
7.钴酸锂一般用作锂离子电池的正电极材料。如图是从钴酸锂废极片(主要成分为钴酸锂LiCoO2)中回收得到Co2O3和Li2CO3的一种工艺流程。
(1)操作1粉碎的目的是 。
(2)已知锂的化合价是+1价,则LiCoO2中钴元素的化合价是 。
(3)已知Li2CO3在水中的溶解性与氢氧化钙相似。为了获得较多高纯度Li2CO3,操作5中热水洗涤沉淀的效果比冷水更好,请阐述理由 。
(4)操作5得到Li2CO3,Li2CO3固体表面是否有硫酸根离子残留,请写出检验方法 。
8.某纯碱样品中含有少量氯化钠,研究性学习小组同学现欲测定其中碳酸钠的质量分数,进行如下实验:
[实验原理]Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。
通过实验测得反应产生的二氧化碳的质量,即可求得原样品中碳酸钠的质量分数。
[实验装置]如图。
[实验步骤]
①连接装置(除B、C外)并加入所需药品。②称量并记录B的质量(m1)(称量时注意封闭B的两端)。③按动鼓气球,持续约1min。④连接上B、C。⑤打开分液漏斗P的活塞,将稀硫酸快速加入D中后,关闭活塞。⑥按动鼓气球,持续约1min。⑦称量并记录B的质量(m2)。(称量时注意封闭B的两端及E右端的出口)⑧计算。
请根据以上实验回答下列问题:
(1)装置E的作用是 。干燥管C的作用是 。
(2)若所取样品的质量为12g,m1为51.2g,m2为55.6g,样品中碳酸钠的质量分数为 (计算结果精确到0.1%)。
(3)步骤③中鼓气的目的是用除去CO2的空气赶走装置中含CO2的空气;步骤⑥中鼓气的目的是 。
(4)本实验若用稀盐酸代替稀硫酸将导致碳酸钠的质量分数 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。
9.如图1所示,小瑾将反应后试管中的物质全部倒入烧杯时,发现烧杯内白色沉淀明显增多。为了探究烧杯内物质的成分,她立即向其中逐滴加入稀硝酸,并不断搅拌,烧杯内沉淀的质量随加入稀硝酸的质量变化如图2所示。
回答下列问题:
(1)图1所示,烧杯内的白色沉淀是 (写化学式)。
(2)BC段发生反应的化学方程式为 。
(3)A点,烧杯内的溶液中一定大量含有的离子为 (写离子符号)。B点,烧杯内的沉淀由 种物质组成。
(4)检验D点溶液中含有氯离子的方法 。
10.金属材料在生活中随处可见。某学习小组围绕金属材料展开项目式学习。
【项目一】金属的化学性质
(1)组员小王将打磨后的镁条放入硫酸铜溶液中,发生反应的化学方程式为 。
组员小李意外发现镁条表面还有气泡产生,于是学习小组对此展开探究。
(2)小王用拇指堵住试管,收集一会气体之后伸入燃着的木条,发出尖锐的爆鸣声,说明该气体是 。
【提出问题】为什么会产生该气体呢?
【作出猜想】硫酸铜溶液显酸性,所以放入镁条后会产生该气体。
【实验验证】(3)用pH试纸测量硫酸铜溶液的pH,实验操作是 ____________________________________________ 。经测定,溶液pH<7,证实猜想正确。
【项目二】冶炼金属
(4)冶炼金属铁的原料有铁矿石、焦炭、 、热空气。
铁的氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4。组员小卫称取6.0g铁的氧化物混合样品,采用如图装置模拟炼铁过程(夹持装置省略),完全反应后,测得实验前后装置B增重4.4g。
(5)实验开始时先打开 ,关闭另一止水夹,让CO通一段时间。
(6)根据实验数据进行计算,该固体样品成分可能是 (填字母序号)。
A.FeO、Fe2O3 B.Fe2O3、Fe3O4 C.FeO、Fe3O4 D.FeO、Fe2O3、Fe3O4
11.碳酸钠和碳酸氢钠是初中化学教材中出现的两种常见的盐,同时也是日常生活中有重要应用的物质,下面是阳阳小组进行的研究性学习过程,请你参与并回答相关问题.
【资料获悉】
(1)相同条件下,Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强;
(2)20℃时,Na2CO3、NaHCO3的溶解度分别为21.3g和9.6g;
(3)NaHCO3在270℃时能发生反应,而Na2CO3受热不易分解.
【探究过程】
实验一:阳阳同学想利用物理方法鉴别两种物质,请你参与或给予评价.
(1)可行,具体操作为 ,实验现象及结论为 .
(2)不可行,理由是 .
★(提示:上述情况选择一种进行作答)
实验二:亮亮同学用酸碱度的差异鉴别Na2CO3和NaHCO3.他应该选用 测定相同条件下两种溶液的PH,则pH较大的是 .
实验三:小明同学用加热的方法鉴别两种物质,具体操作为 ,NaHCO3发生分解反应的化学方程式为 .
实验四:小丽自己想出了一种新办法,取两种固体配制成溶液后,分别滴加过量澄清石灰水,结果都产生了白色沉淀,与小丽预想的只有碳酸钠溶液会产生白色沉淀的现象不符.小丽询问老师后得知,碳酸氢钠溶液也能与石灰水反应,请你将她的化学方程式补充完整:Ca(OH)2+NaHCO3═ +NaOH+H2O.
【交流总结】通过本组同学的探究,作为组长的阳阳同学根据已有的知识及实验情况,总结出了鉴别碳酸钠和碳酸氢钠的方法主要有:
①通过溶解度差异来鉴别 ②用无色酚酞试液进行鉴别 ③用加热的方法进行鉴别④加入稀盐酸进行鉴别 ⑤加入澄清石灰水进行鉴别 ⑥通过酸碱度差异来鉴别
你认为其中可行的是 (填序号).
【拓展延伸】
1.小苏打在日常生活中用于生产食品,主要起发泡作用.通过上述研究性学习过程,你们认为小苏打(NaHCO3)除用于食品工业外,在日常生活及实验室中还有哪些应用,试举一例:________________________.
2.在以后的学习中,我们还可以从定量的角度设计实验鉴别这两种盐.
12.订书钉的制作材料主要为生铁,其表面镀有的金属可能是铜、锌、镁中的一种。
【实验一】测定一定质量订书钉与稀硫酸反应产生H2的质量用图1装置和试剂进行实验,测得的数据如表。
反应前 反应后
①电子天平读数/g 313.60 313.16
②订书钉样品质量/g 12.83 0.33
(1)订书钉中的铁与稀硫酸反应的化学方程式是 。
(2)利用①的数据计算:产生H2的质量为 g。
(3)若没有连接干燥装置,测得H2的质量将 (填“偏小”“不变”或“偏大”)。
(4)只通过②的数据无法计算“产生H2的质量”,原因是 。
【实验二】探究表面镀层金属的成分
重复实验一,利用氢气传感器,测量反应产生H2质量随时间变化曲线如图所示(忽略其他因素对反应速率的影响)。
(5)下列分析正确的是 (填标号)。
A.“0~t1”产生H2的平均速率比“t1~t2”快
B.“m1+m2”表示产生H2的总质量
C. 订书钉表面金属一定不是铜
(6)已知12.5g的金属分别与足量稀硫酸反应,产生H2的质量如表。
金属 铁 镁 锌
产生H2的质量/g 0.446 1.042 0.385
结合实验一数据和图2判断:镀层金属是
13.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,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,装置如图。
(1)检查气密性。关闭阀门A,打开阀门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中充满氢气后,打开阀门A,关闭阀门B,应出现的现象是______________________________。
(3)实验完毕,关闭阀门A和B,制得的在容器__________________________(选填“3”或“4”)中。
(4)本实验中所有配制溶液的水需煮沸,容器2、3均密闭,其主要原因是________________________。
14.茶垢清洁剂能快速消除茶具上附着的茶垢,某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。
【查阅资料】下图是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。
主要成分:过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2)去渍原理:过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠(俗称纯碱)和过氧化氢······
【提出问题Ⅰ】茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢,是否生成氧气?
【实验1】在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中,加适量常温水,完全溶解后得到无色溶液,观察到有小气泡缓慢冒出,伸入带火星的木条,木条不复燃。
【实验2】取三份等量的实验1中的溶液,分别加入甲、乙、丙三支试管中,按下图所示进行实验。观察到都较快产生气泡,且温度越高产生气泡越快;伸入带火星的木条,木条都复燃。
【表达交流Ⅰ】通过实验证明,茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。实验1中“木条不复燃”的原因是
【提出问题Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠,是否生成氢氧化钠?
【实验3】取实验2丙试管内溶液,按下图所示流程进行实验。
【表达交流Ⅱ】实验中溶液M呈无色,你得出的结论是
【反思总结】
⑴茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果,过氧化氢分解生成活性氧,可深层带走污垢。
⑵使用茶垢清洁剂时应选择 的水进行溶解,去垢效果更好。
2024浙江新中考 化学探究题专练(参考答案)
一、探究题
1. 【答案】故答案为:(1)NaOH溶液吸收CO2装置内压强变小,气球鼓起;
(2)向外拉注射器3(或充分振荡);
(3)Ca(OH)2+CO2═H2O+CaCO3↓;
(4)CO2能和NaOH反应.
【解析】【分析】(1)根据氢氧化钠与二氧化碳反应,使瓶内气压减小考虑;
(2)为了验证二氧化碳是否被全部吸收,所以向外拉注射器1(或充分振荡),即可;
(3)根据方程式的书写方法进行书写;
(4)本实验主要验证二氧化碳能与氢氧化钠发生反应.
【解答】解:(1)NaOH溶液吸收CO2装置内压强变小,在外界大气压的作用下气球鼓起;
(2)向外拉注射器3(或充分振荡),如果无任何现象,证明步骤1中装置内的CO2已被完全吸收;
(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钙后面标上沉淀符号,所以化学方程式是:Ca(OH)2+CO2═H2O+CaCO3↓;
(4)本实验就是为了证明二氧化碳能与氢氧化钠发生化学反应.
故答案为:(1)NaOH溶液吸收CO2装置内压强变小,气球鼓起;
(2)向外拉注射器3(或充分振荡);
(3)Ca(OH)2+CO2═H2O+CaCO3↓;
(4)CO2能和NaOH反应.
【点评】解答本题关键是要知道氢氧化钠与二氧化碳反应后,使瓶内压强减小,熟悉方程式的书写方法.
2. 【答案】(1)BC (2)乙
(3)B曲线明显低于A曲线(或B与A曲线不重合;答案中只要体现两者压强存在差异即可)
(4)未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出
【解析】[命题考向: 考查二氧化碳的制取与性质、控制变量法以及各类探究实验和测量性实验中遇到的各种问题、实验方案评价。解析:(1)利用大理石与盐酸反应制取二氧化碳,应是固液气体发生装置。(2)探究盐酸的浓度对反应快慢的影响,此时唯一变量为盐酸的浓度,应控制大理石质量与颗粒大小等变量相同,因此选择实验甲与实验乙。(3)采用控制变量法对照的实验方法,比较并分析图示中A、B曲线变化,可知两个烧瓶内的压强相比实验前均减小,且两者差异显著,说明CO2气体会溶于水,同时CO2与NaOH也发生了化学反应。(4)将稀盐酸全部加入锥形瓶后,若不及时关闭活塞,会使产生的二氧化碳从分液漏斗导管口处逃逸,导致测定的CO2质量偏少,计算样品中CaCO3的质量分数偏小。]
故答案为 (1)BC (2)乙
(3)B曲线明显低于A曲线(或B与A曲线不重合;答案中只要体现两者压强存在差异即可)
(4)未及时关闭活塞可能会导致产生的CO2从分液漏斗口逸出
3. 【答案】实验一 碳酸钠完全溶解,碳酸氢钠部分溶解;
实验二 蓝,pH值.
实验三 (1)A、B试管中的导管移出液面;
(2)A,CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
(3)碳酸钠受热的温度更高却没分解,说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定.
【解析】【分析】【实验一】根据题干提供的信息并结合碳酸钠和碳酸氢钠的溶解度确定溶解的现象;
【实验二】碳酸钠和碳酸氢钠的溶液都呈碱性,碱性溶液可使石蕊变蓝,确定溶液的酸碱度可以测定溶液的pH值;
【实验三】(1)加热试管结束时要先将导管从溶液中移出再熄灭酒精灯,防止液体倒吸入试管,引起试管炸裂;
(2)据题意碳酸钠受热不易分解,碳酸氢钠受热易分解,及装置特点和二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊分析解答;
(3)根据加热反应时的温度,并确定物质的稳定性.
【解答】解:【实验一】20℃时,碳酸钠、碳酸氢钠的溶解度分别为21.3g和9.6g,20℃时,取2只烧杯,均加入50g水,分别加入5g碳酸钠和碳酸氢钠,5g碳酸钠全部溶解,而碳酸氢钠只能溶解4.8g,不能全部溶解.
故填:碳酸钠完全溶解,碳酸氢钠部分溶解;
【实验二】碳酸钠和碳酸氢钠的水溶液呈碱性,能使石蕊试液变蓝,要比较二者的碱性强弱,可以分别测溶液的pH值;
故填:蓝,pH值.
【实验三】(1)实验结束时,在熄灭酒精灯前必须完成的操作是把A、B试管中的导管移出液面,防止液体倒流引起试管破裂.
(2)根据题目信息:碳酸钠受热不分解,而碳酸氢钠受热能分解生成二氧化碳,故A试管中的石灰水变浑浊,二氧化碳与氢氧化钙反应能生成碳酸钙和水,方程式是:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)碳酸钠受热的温度更高却没分解,说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定;
故填:(1)A、B试管中的导管移出液面;
(2)A,CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
(3)碳酸钠受热的温度更高却没分解,说明受热条件下碳酸钠比碳酸氢钠稳定.
【点评】本题考查了碳酸钠和碳酸氢钠的性质,考查了学生依据题干提供的信息以及结合已有物质的性质进行分析和解决问题的能力.
4. 【答案】故答案为:(1)金属能否与酸反应和反应速度快慢;
(2)由于反应放热,温度升高,反应速度不断增大,随着反应进行,稀硫酸的溶质质量分数逐渐变小,反应速度减小;
(3)FeSO4.
【解析】【分析】(1)根据金属与酸反应的实验现象考虑;(2)根据金属与酸反应放出热量,使温度升高,反应速度加快,随着反应进行,反应物的质量分数在减少,反应速度也就减慢了;(3)根据金属能与盐溶液反应,说明金属排在了盐中金属的前边,金属与盐不反应,说明金属排在了盐中金属的后面.
【解答】解:(1)铜与硫酸不反应,说明铜排在氢的后面,锌、铁都能与硫酸反应,说明锌、铁都排在氢的前面,锌与酸反应的速度比铁与酸反应的速度快,说明锌比铁活泼,所以活动顺序是:锌>铁>铜,所以小华的实验设计可知,他是通过金属能否与酸反应和反应速度快慢来判断金属活动性;
(2)由于金属与硫酸反应放出热量,所以溶液温度不断升高,温度越高反应速度越快,所以开始反应速度不断增加,随着反应的进行,硫酸的溶质质量分数在不断减小,反应物浓度越小,反应速度越慢,所以反应速度又慢慢的减小了;
(3)把锌片、铜片分别放入硫酸亚铁溶液中,锌能与硫酸亚铁溶液反应,所以锌比铁活泼,铜与硫酸亚铁溶液不能反应,所以铜排在了铁的后面,所以能比较出三种金属的活动性.
故答案为:(1)金属能否与酸反应和反应速度快慢;(2)由于反应放热,温度升高,反应速度不断增大,随着反应进行,稀硫酸的溶质质量分数逐渐变小,反应速度减小;(3)FeSO4.
【点评】解答本题关键是要知道金属与酸反应的条件,能与酸反应说明金属排在氢的前边,不反应说明金属排在氢的后面;金属与盐溶液反应,说明金属排在了盐中金属的前边,金属与盐不反应,说明金属排在了盐中金属的后面.
5. 【答案】故答案为:(1)酸性;(2)二氧化碳;
【实验探究二】(3)H O;(4)CO;③;反应物中没有S元素
(5)I.澄清的石灰水无明显现象;II.澄清的石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
【讨论交流】没有尾气处理会污染空气.
【解析】【分析】【实验与探究一】(1)显酸性的溶液能使石蕊试液变红色;
(2)显酸性的物质能和碳酸盐反应;
【实验探究二】
(3)根据反应物的元素组成可以判断生成物的组成;
(4)根据蚁酸的化学式为HCOOH,可知分解的气体可能是一氧化碳或二氧化碳;
(5)I、装置A中无明显变化判断是否成立;II、气体肯定是CO,根据CO可以还原CuO判断B中的现象;
【讨论交流】
从通入的一氧化碳过量和一氧化碳燃烧生成二氧化碳考虑
【解答】解:【实验与探究一】能使石蕊试液变红色的溶液显酸性.
(2)大理石和显酸性的溶液反应能生成二氧化碳.
【实验探究二】
(3)根据蚁酸中含有氢、氧元素,推测出生成物中含有水;
(4)根据甲酸的元素组成,生成水后,生成的气体是二氧化碳或一氧化碳.由质量守恒定律可知,反应物中没有S元素,生成物不可能为二氧化硫.
(5)I.A中无明显现象说明生成的气体不是二氧化碳.
II.装置B中的现象是黑色粉末变成红色;装置C中发生反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;故填:黑色粉末变成红色;CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
【讨论交流】
从环保角度看,该装置的缺陷是缺少尾气处理装置;处理的方法是点燃尾气(或收集尾气等).
故答案为:(1)酸性;(2)二氧化碳;
【实验探究二】(3)H O;(4)CO;③;反应物中没有S元素
(5)I.澄清的石灰水无明显现象;II.澄清的石灰水变浑浊;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
【讨论交流】没有尾气处理会污染空气.
【点评】本考点既考查了实验步骤的设计,又考查了化学方程式的书写和气体的检验等,还对实验进行了评价,综合性比较强.解答本题的关键是要充分理解实验装置的特点和各种物质的性质,只有这样才能对问题做出正确的判断.
6. 【答案】(1)上升(2)放热;CO2+H2O═H2CO3(3)① 2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。② a<b<c ③OH﹣
④继续加入氢氧化钠溶液⑤ 其它条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,吸收二氧化碳的效果越好。
【解析】【考点】探究酸碱的主要性质;碱的化学性质.
【分析】二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,和水反应生成碳酸。
被吸收CO2的体积越大,压强越小。
根据曲线c对应烧瓶内的反应,可推知反应过程中不断减少的离子是OH﹣。
除振荡烧瓶外继续降低曲线a的操作方法:继续加入氢氧化钠溶液。
由图3中的曲线可以得出的结论是其它条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,吸收二氧化碳的效果越好。
【解答】解:(1)一段时间后,盛有红墨水的U型管左边的液面将会上升,是因为氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果比水好,导致容器1中气压减小的幅度比容器2中大。故答案为:上升。
(2)曲线I为CO2与NaOH溶液的反应,过程中温度升高,说明反应放热,由此证明CO2与NaOH溶液反应是放热反应。曲线Ⅱ中二氧化碳和水反应生成碳酸,反应的化学方程式是CO2+H2O═H2CO3。
故答案为:放热;CO2+H2O═H2CO3。
(3)①曲线c对应的烧瓶内,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。故答案为:2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。
②a、b、c三条曲线所示的实验中,t3时被吸收CO2的体积由小到大的顺序是a<b<c,是因为被吸收CO2的体积越大,压强越小。故答案为:a<b<c。
③根据曲线c对应烧瓶内的反应,可推知反应过程中不断减少的离子是OH﹣。故答案为:OH﹣。
④除振荡烧瓶外继续降低曲线a的操作方法:继续加入氢氧化钠溶液。故答案为:继续加入氢氧化钠溶液。
⑤由图3中的曲线可以得出的结论是其它条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,吸收二氧化碳的效果越好。
故答案为:其它条件相同时,氢氧化钠溶液浓度越大,吸收二氧化碳的效果越好。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
7. 【答案】(1)增大反应物接触面积,加快反应速率;
(2)+3;
(3)Li2CO3的溶解度随着温度升高而减小;
(4)取洗涤液适量于试管中,加入足量稀硝酸,滴加氯化钡溶液,如果不产生沉淀,说明洗涤干净,即Li2CO3固体表面没有硫酸根离子残留。
【解析】【解答】解:(1)操作1粉碎的目的是增大反应物接触面积,加快反应速率;
(2)锂的化合价是+1价,氧元素的化合价为﹣2价,所以LiCoO2中钴元素的化合价是+3价;
(3)操作5中热水洗涤沉淀的效果比冷水更好,是因为Li2CO3的溶解度随着温度升高而减小;
(4)实验方案:取洗涤液适量于试管中,加入足量稀硝酸,滴加氯化钡溶液,如果不产生沉淀,说明洗涤干净,即Li2CO3固体表面没有硫酸根离子残留。
故答案为:(1)增大反应物接触面积,加快反应速率;
(2)+3;
(3)Li2CO3的溶解度随着温度升高而减小;
(4)取洗涤液适量于试管中,加入足量稀硝酸,滴加氯化钡溶液,如果不产生沉淀,说明洗涤干净,即Li2CO3固体表面没有硫酸根离子残留。
8. 【答案】(1)干燥气体,去除水蒸气;防止空气进入B中,引起实验误差。
(2)88.3%
(3)保证内部残留的二氧化碳被全部排出被B吸收,确保实验结果的准确。
(4)偏大。
【解析】【考点】物质的组成成分以及含量的探究.
【解答】解:(1)浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,去除水蒸气,避免进入B中,造成实验误差;干燥管C隔绝空气进入B,避免空气进入B,造成实验误差;
故答案为:干燥气体,去除水蒸气;防止空气进入B中,引起实验误差。
(2)B增加质量为生成二氧化碳质量,所以二氧化碳质量=55.6g﹣51.2g=4.4g,设碳酸钠质量为m,
Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑
106 44
m 4.4g
m=10.6g,样品中碳酸钠的质量分数==88.3%;
故答案为:88.3%。
(3)二氧化碳密度比空气大,容易在内部沉积残留,因此需要鼓气,将残留的二氧化碳排出,确保被B吸收,避免造成实验误差;
故答案为:保证内部残留的二氧化碳被全部排出被B吸收,确保实验结果的准确。
(4)稀盐酸具有挥发性,有氯化氢进入B,造成B质量增大,从而导致碳酸钠质量分数偏大;
故答案为:偏大。
答案为:(1)干燥气体,去除水蒸气;防止空气进入B中,引起实验误差。
(2)88.3%
(3)保证内部残留的二氧化碳被全部排出被B吸收,确保实验结果的准确。
(4)偏大。
9. 【答案】(1)BaSO4、BaCO3。
(2)BaCO3+2HNO3═Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。
(3)Na+、Cl﹣、SO42﹣;2。
(4)静置,取上层清液少许于一只洁净的试管中,向其中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
【解析】【解答】解:(1)图1所示,烧杯内的白色沉淀是氯化钡和硫酸钠、碳酸钠反应生成的硫酸钡、碳酸钡。
故填:BaSO4、BaCO3。
(2)BC段,碳酸钡和稀硝酸反应生成硝酸钡、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:BaCO3+2HNO3═Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。
故填:BaCO3+2HNO3═Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。
(3)A﹣B过程中,沉淀质量增大,是因为稀硝酸和碳酸钡反应生成硝酸钡、水和二氧化碳,硝酸钡和硫酸钠反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钠,A点,烧杯内的溶液中一定大量含有的物质是氯化钠和硫酸钠,存在离子为Na+、Cl﹣、SO42﹣;
B点,烧杯内的沉淀由2种物质组成,即碳酸钡和硫酸钡。
故填:Na+、Cl﹣、SO42﹣;2。
(4)检验D点溶液中含有氯离子的方法:静置,取上层清液少许于一只洁净的试管中,向其中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
故填:静置,取上层清液少许于一只洁净的试管中,向其中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
答案为:(1)BaSO4、BaCO3。
(2)BaCO3+2HNO3═Ba(NO3)2+H2O+CO2↑。
(3)Na+、Cl﹣、SO42﹣;2。
(4)静置,取上层清液少许于一只洁净的试管中,向其中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
10.【答案】(1)Mg+CuSO4=Cu+MgSO4 (2)氢气 (3)用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH;(4)石灰石 (5)K2 (6)ACD
【解析】【考点】实验探究物质的性质或变化规律;溶液的酸碱度测定;常见气体的检验与除杂方法;金属的物理性质及用途;合金与合金的性质;金属的化学性质;一氧化碳还原氧化铁;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式;根据化学反应方程式的计算.
【解答】解:(1)镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,该反应的化学方程式为:Mg+CuSO4=Cu+MgSO4,故答案为:Mg+CuSO4=Cu+MgSO4;
(2)镁条与酸反应产生氢气,收集一会气体之后伸入燃着的木条,发出尖锐的爆鸣声,故答案为:氢气;
(3)用pH试纸测量硫酸铜溶液的pH,实验操作是在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH,故答案为:在白瓷板或玻璃片上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH;
(4)冶炼金属铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石、热空气,故答案为:石灰石;
(5)实验开始时先打开K2,让CO通一段时间,排尽玻璃管内空气,避免加热时爆炸,故答案为:K2;
(6)根据化学方程式:方法一
FeO+COFe+CO2;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
72 44 160 132 232 176
7.2g 4.4g 5.3g 4.4g 5.8g 4.4g
6.0g铁的氧化物混合样品完全反应后,测得实验前后装置B增重4.4g,即生成二氧化碳4.4g。该6.0g铁的氧化物混合样品成分中一定有氧化亚铁,可能是FeO、Fe2O3或FeO、Fe3O4或FeO、Fe2O3、Fe3O4。故答案为:ACD。
方法二
设混合物的平均化学式为FexO,根据元素守恒列式
FexO~~CO2
M 44
6g 4.4g M=60 FeO式量为72 Fe2/3O的是量为53.3 Fe3/4O的式量为58
从平均值的角度可知,必须有一种物质的式量大于60,另一种小于60,所以共有3中组合。故答案为ACD
【点评】本题主要考查实验探究物质的性质,金属的化学性质等,注意理解合金比组成它们的纯金属的硬度大、熔点低。
11.【答案】故答案为:实验一:(1)20℃时,各取10g两种样品,分别放入100g水中,充分溶解;烧杯内固体能完全溶解的是Na2CO3,烧杯内固体不能完全溶解的是NaHCO3;
(2)若NaHCO3溶于水放热也会完全溶解;
实验二:pH试纸;Na2CO3;
实验三:分别取等量的两种固体放于试管内加热至270℃以上,并通入澄清石灰水;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
实验四:CaCO3↓;
【交流总结】①③⑥;
【拓展延伸】治疗胃酸过多.
【解析】【分析】实验一:已知在20℃时,碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度可以据此设计实验来验证;同时考虑Na2CO3、NaHCO3溶于水是否放热对实验的影响;
实验二:根据相同条件下,Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强,可以根据溶液的酸碱度来区分,进而完成解答;
实验三:根据题给的条件可知,NaHCO3在270℃时能分解产生二氧化碳,而Na2CO3受热不易分解,可以据此完成该题的解答;
实验四:据反应前后元素的种类和原子的数目不变分析解答;
【交流总结】依据上述实验推测可行方法;
【拓展延伸】依据NaHCO3的性质分析其用途.
【解答】解:实验一:(1)根据20℃时,Na2CO3、NaHCO3的溶解度不同,可以在20℃取大于NaHCO3的溶解度质量的两种物质,在20℃时配制溶液,观察溶解情况来区分这两种物质;
(2)Na2CO3、NaHCO3溶于水若放热,且其溶解度随温度升高而增大,则加入的NaHCO3固体也可能溶解;
实验二:根据相同条件下,Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强,可以利用pH试纸分别测定相同条件下的两种溶液的pH值,pH大的是Na2CO3;
实验三:根据题给的条件可知,NaHCO3在270℃时能分解产生二氧化碳,而Na2CO3受热不易分解,可分别取等量的两种固体放于试管内加热至270℃以上,并用导管连接通入澄清的石灰水,若石灰水变浑浊说明分解,说明该固体是NaHCO3,方程式是:2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;反之,是Na2CO3;
实验四:碳酸氢钠溶液也能与石灰水反应生成白色沉淀,据反应前后元素种类和原子数目不变可知生成的沉淀物是碳酸钙;
【交流总结】通过上述实验可知:①通过溶解度差异来鉴别是可行的,如实验一; ②用无色酚酞试液进行鉴别不可行,因为两种物质的溶液均显碱性; ③用加热的方法进行鉴别,可行,如实验三;④加入稀盐酸进行鉴别,不可行,二者都能与盐酸反应生成二氧化碳; ⑤加入澄清石灰水进行鉴别,不可行,由实验四可知; ⑥通过酸碱度差异来鉴别,可行,由实验二可知;
【拓展延伸】碳酸氢钠是弱碱性的物质,可以用它来中和胃液中过多的盐酸;
故答案为:实验一:(1)20℃时,各取10g两种样品,分别放入100g水中,充分溶解;烧杯内固体能完全溶解的是Na2CO3,烧杯内固体不能完全溶解的是NaHCO3;
(2)若NaHCO3溶于水放热也会完全溶解;
实验二:pH试纸;Na2CO3;
实验三:分别取等量的两种固体放于试管内加热至270℃以上,并通入澄清石灰水;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;
实验四:CaCO3↓;
【交流总结】①③⑥;
【拓展延伸】治疗胃酸过多.
【点评】本题阅读量大,要认真阅读,在解答本题时首先要特别注意题给的【资料获悉】部分,这是我们解题的关键,然后再根据题给的信息结合所学的知识来完成解答并结合所学知识分析和解决相关问题.
12.【答案】(1)Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。(2)0.44 (3)偏大(4)不知道表面镀有的金属种类(5)AC(6)锌;
【解析】【考点】实验探究物质的组成成分以及含量;金属的化学性质.
【解答】解:(1)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式是Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。
故答案为:Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。
(2)利用①的数据计算:产生H2的质量为:313.60g﹣313.16g=0.44g。故答案为:0.44。
(3)若没有连接干燥装置,导致部分水蒸气随着氢气逸出装置,测得H2的质量将偏大。故答案为:偏大。
(4)只通过②的数据无法计算“产生H2的质量”,原因是不知道表面镀有的金属种类。
故答案为:不知道表面镀有的金属种类。
(5)A.“0~t1”产生H2的平均速率比“t1~t2”快,该选项正确。
B.m2表示产生H2的总质量,该选项不正确。
C.订书钉表面金属一定不是铜,是因为过程中产生氢气的速率不同,说明两种金属和稀硫酸发生了反应,而铜不能和稀硫酸反应,该选项正确。
故答案为:AC。
(6)结合实验一数据和图2判断:镀层金属是锌,其依据是12.5g的铁和稀硫酸完全反应生成氢气质量是0.446g,12.5g的镁和稀硫酸完全反应生成氢气质量是1.042g,12.5g的铁和稀硫酸完全反应生成氢气质量是0.446g,12.5g的锌和稀硫酸完全反应生成氢气质量是0.385g,铁和锌的混合物完全反应生成氢气的质量可能是0.44g,而铁和镁的混合物完全反应生成氢气的质量大于0.446g。
故答案为:锌;
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
13.【答案】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 ④. 防止Fe(OH)2被氧化
【解析】【答案】 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 ④. 防止Fe(OH)2被氧化
【分析】由所给药品的性质和装置的特点可知,该实验中利用铁片和盐酸反应制得氯化亚铁,再使氯化亚铁与氢氧化钠溶液反应制得氢氧化亚铁,因此分液漏斗中加入稀盐酸,容器2中加入铁片,容器3中加入氢氧化钠溶液,利用铁与稀盐酸反应生成的氢气可将容器2中的氯化亚铁溶液压入容器3中与氢氧化钠溶液反应,因此制得的氢氧化亚铁在容器3中。
【详解】(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。虚线框所在装置是铁与稀盐酸反应制取氯化亚铁的,发生的反应的化学方程式是:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
(2)容器2中充满氢气后,打开阀门A,关闭阀门B,应出现的现象是容器2中液体被压入容器3,容器3中出现白色沉淀。
(3)由上述分析可知,实验完毕,关闭阀门A和B,制得的Fe(OH)2在容器3中。
(4)由于水中溶有少量的氧气,空气中含有氧气,所以本实验中所有配制溶液的水需煮沸,容器2、3均密闭,其主要原因是防止Fe(OH)2被氧化。
【点睛】由于Fe(OH)2是很容易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,所以在制取的过程中一定要在无氧的环境中制取。
14.【答案】【表达交流Ⅰ】产生氧气速率较慢,氧气浓度较低,不能使带火星的木条复燃;
【表达交流Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠;
【反思总结】(2)温度较高(热水也可以)
【解析】【答案】【表达交流Ⅰ】产生氧气速率较慢,氧气浓度较低,不能使带火星的木条复燃;
【表达交流Ⅱ】茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠;
【反思总结】(2)温度较高(热水也可以)
【知识点】碱的化学性质
【解析】【分析】【表达交流I】并不是只要有氧气,带火星的木条就可以复燃。只有氧气的浓度到达一定程度时,带火星的木条才能复燃。
【表达交流II】在丙试管中加入足量的氯化钙,其中的碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀。然后在其中加入酚酞试液,如果溶液变成红色,那么说明溶液呈碱性,即存在氢氧化钠;否则,就没有氢氧化钠存在。
【反思总结】(2)根据实验2可知,温度越高,茶垢清洁剂反应越快,生成的气体越多,去污效果越好。
【解答】【表达交流I】通过实验证明,茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。实验1中“木条不复燃”的原因是:产生氧气速率较慢,氧气浓度较低,不能使带火星的木条复燃。
【表达交流II】实验中溶液M呈无色,我得出的结论为:茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。
【反思总结】(2)使用茶垢清洁剂时应选择温度较高的水进行溶解,去垢效果更好。
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