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例1-1.规范的实验操作是实验安全和成功的保证,下列图示的实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.测溶液的pH
C.移走蒸发皿 D.过滤液体
【答案】D
【详解】A、选取量筒时,应选取略大于且接近所需量取液体体积的量程,则应选取10mL量筒量取9.5mL,该选项操作不正确;B、测定溶液pH时,不能将pH试纸直接浸入待测液中,该选项操作不正确;C、移走蒸发皿时,应用坩埚钳夹取,不能用手直接拿,以免烫伤,该选项操作不正确;D、过滤时应遵循“一贴、二低、三靠”,该选项操作正确。故选D。
例1-2.实验是科学研究的基础。下列操作正确的是( )
A.稀释浓硫酸 B.倾倒稀盐酸
C.溶解氢氧化钠固体 D.滴加氯化钙溶液
【答案】D
【详解】A、浓硫酸溶于热放出大量的热,稀释浓硫酸应将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量尽快散发出去,不能将水注入浓硫酸中,错误;B、倾倒液体时,瓶塞应倒放,瓶口应紧挨试管口,标签应朝向手心处,图中操作瓶塞没有倒放,错误;C、振荡试管时,用拇指、食指和中指握住试管的中上部,试管略微倾斜,手腕用力左右摆动,使试管内的液体发生振荡,注意不要上下振荡也不要用手臂大幅度甩动,同时要防止液体溅出,错误;D、使用胶头滴管滴加少量液体时,注意胶头滴管不能伸入到试管内或接触试管内壁,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管正确。故选D。
例2-1.规范操作是实验成功的关键之一,下列实验操作中,正确的是( )
A.添加酒精 B.滴加液体
C.倾倒液体 D.将固体粉末装入试管
【答案】D
【详解】A、添加酒精时,把灯帽摘掉,将灯芯向上提起,用漏斗向酒精灯中添加酒精,不能向燃着的酒精灯内添加酒精,错误;B、胶头滴管滴加液体时,既不能伸入试管,更不能接触试管,应垂直悬空在试管口上方滴加液体,防止污染胶头滴管,错误;C、倾倒液体时,瓶塞应倒放,试管倾斜,瓶口与试管口应紧挨,标签应朝向手心处,错误;D、取用粉未状固体药品时,先将试管斜放,然后用药匙或纸槽将药品送至试管底部,然后再将试管竖起,正确。故选D。
例2-2.在粗盐提纯的实验中,下列操作规范的是( )
A.取一定量粗盐 B.溶解
C.过滤 D.蒸发
【答案】D
【详解】A、应用药匙取用固体药品,且取用药品时,瓶塞应倒放,图中操作错误,不符合题意;B、溶解时,应在烧杯中进行,不能在量筒中溶解药品,不符合题意;C、过滤时,应遵循“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流,不符合题意;D、蒸发时,应用玻璃棒不断搅拌,防止局部温度过高,造成液滴飞溅,图中操作正确,符合题意。故选D。
例3.某化学兴趣小组的同学做粗盐(含有难溶性杂质)提纯实验,并用所得的精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。
(1)实验一:如图,是甲组同学做粗盐提纯实验的操作示意图。请回答下列问题:指出上面操作中的一处明显错误是:_________。
(2)以上实验操作过程中,玻璃棒的作用是:_________(至少写出两点)
(3)第⑥步骤中,发现滤液仍然浑浊,可能的原因是_________(写出一种)
(4)第④步骤中,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,要采取________(填字母)的操作。
A.移去酒精灯,停止搅拌
B.移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌
C.继续加热蒸干水分,再移去酒精灯
(5)粗盐提纯实验的操作顺序为①⑤_________称量精盐并并计算产率
(6)实验二:用提纯得到的精盐配制50g15%氯化钠溶液。用天平称取7.5g提纯得到的精盐,再用量筒量取42.5mL的水进行溶液配制,所配制的溶液溶质质量分数偏大。其原因可能有_________(填序号)
①氯化钠固体仍然不纯 ②量取水时,仰视读数 ③烧杯先用少量蒸馏水润洗
④将量好的水倒入烧杯时,有少量水残留 ⑤配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
【答案】(1)⑥中缺少玻璃棒引流 (2)③加速溶解
(3)④中防止波体局部过热导致液体飞溅或⑥中引流
(4)B (5)②③⑥④ (6)④
【详解】(1)由图可知,上面操作中的一处明显错误是⑥中缺少玻璃棒引流,倾倒液体时,液体可能溅出;(2)由图可知,③为溶解,其中玻璃棒的作用是加速溶解,④为蒸发,其中玻璃棒的作用是防止液体局部过热导致液体飞溅,⑥为过滤,其中玻璃棒的作用是引流;(3)过滤后滤液仍浑浊可能的原因是滤纸破损(液体从破损处流下)或液面高于滤纸边缘(液体从滤纸与漏斗夹层之间流下)或盛接滤液的烧杯不干净等;(4)④为蒸发,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,要移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌,利用余热将剩余水分蒸干,故选B;(5)粗盐提纯实验的操作顺序为取出粗盐,称取一定质量的粗盐,再将称量好的粗盐放到烧杯中,加入量取好的水,搅拌溶解,然后过滤,再蒸发滤液,称量精盐并并计算产率,即①⑤②③⑥④称量精盐并计算产率;(6)①氯化钠固体仍然不纯,称得的氯化钠的质量偏小,配制的溶液的溶质质量分数偏小,错误;②量取水时,仰视读数,读数偏小,量取的水的体积偏大,配制的溶液的溶质质量分数偏小,错误③烧杯先用少量蒸馏水润洗,烧杯中水有残留,烧杯中的水的体积偏大,配制的溶液的溶质质量分数偏小,错误④将量好的水倒入烧杯时,有少量水残留,即倒入的水的体积偏小,配制的溶液的溶质质量分数偏大,正确;⑤溶液具有均一性,配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出,不会影响溶液的溶质质量分数,错误。故填④。
例4-1.正确的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.加热液体
C.过滤 D.检查气密性
【答案】D
【详解】A、向试管中倾倒液体药品时,瓶塞要倒放,标签朝向手心,瓶口紧挨试管口;图中瓶口没有紧挨试管口、瓶塞没有倒放、标签没有朝向着手心,故A错误;B.加热液体时,液体体积不应超过试管容积的三份之一,故B错误;C、过滤时要注意“一贴、二低、三靠”的原则,图中缺少玻璃棒引流、漏斗下端没有紧靠在烧杯内壁上,故C错误;D,检查装置气密性的方法:把导管的一端浸没在水里,双手紧握试管外壁,若导管口有气泡冒出,装置不漏气,故D正确。故选D。
例4-2.下列实验操作中,不正确的是( )
A.稀释浓硫酸 B.测溶液的pH
C.闻食醋 D.检查装置气密性
【答案】B
【详解】A、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时的扩散;一定不能把水注入浓硫酸中;图中所示操作正确,不符合题意;B、用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH,不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,图中所示操作错误,符合题意;C、闻气体的气味时,应用手在瓶口轻轻的扇动,使极少量的气体飘进鼻子中,不能将鼻子凑到集气瓶口去闻气体的气味,图中所示操作正确,不符合题意;D、检查装置气密性的方法:关闭弹簧夹,双手紧贴容器外壁,若导管内形成一段水柱,说明装置气密性良好,图中所示操作正确不符合题意。
故选B。
例5-1.某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上,改进了教材中的实验,设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下:①连接仪器,检查装置气密性,发现装置气密性良好。②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一小块白磷,在酒精灯上把玻璃棒下端加热,按图示把集气瓶中的空气密封起来,把集气瓶内的长导管伸到瓶底,长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟,同时放热。④待白磷燃烧熄灭后,稍加振荡,白烟消失。⑤待集气瓶完全冷却到室温,量出集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶的体积为c。⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息,回答下列问题:
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是 。
(2)若实验成功,请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系 。
(3)小组成员小冰对实验前“集气瓶里装进适量a体积的水”不理解,咨询老师之后,他终于明白“a体积的水”的作用,请指出”a体积水”的其中两个作用:① ;② ;
【答案】(1)先下降后升高
(2)(合理即可)
(3) 吸收生成的白烟 防止瓶内气体受热膨胀而外泄;加快反应后瓶内气体的冷却速度(写出两个即可)
【知识点】空气组成的测定
【详解】(1)在白磷开始燃烧时,反应放出大量的热,集气瓶中的空气膨胀,压强增大,集气瓶中的水一部分被排出,液面下降;最后熄灭冷却至室温时,集气瓶中的压强减小,在外界大气压的作用下,水进入集气瓶,液面上升,因此集气瓶内水面的变化情况是先下降,后上升;
(2)由于氧气约占空气体积的五分之一,若实验成功,a、b、c三个数据应满足的一个等式关系是:(b﹣a)=(c﹣a)×,c+4a=5b;
(3)小组成员小冰对实验前“集气瓶里装进适量a体积的水”不理解,咨询老师之后,他终于明白“a体积的水”的作用,请指出”a体积水”的其中两个作用:吸收生成的白烟,防止瓶内气体受热膨胀而外泄;加快反应后瓶内气体的冷却速度。
例5-2.小柯改进了书本中的装置,利用图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量,集气瓶中空气的体积为,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)实验开始时,用酒精灯加热粗铜丝,是利用的铜的___________。
A.导电性 B.导热性
C.延展性 D.具有金属光泽
(2)反应开始到打开止水夹前,集气瓶内可观察到的现象是 。
(3)小柯提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量”。据图乙判断,此说法是错误的,理由是 。
(4)已知红磷燃烧消耗氧气情况也如图乙所示,但课堂上老师利用书中实验装置(如图丙)往往能测出空气中氧气的含量约为20%,造成这种情况的原因可能是__________。
A.红磷量不足导致氧气未反应完全
B.集气瓶未完全冷却就打开止水夹
C.将燃着的红磷伸入集气瓶的过程中导致瓶内气体外溢
【答案】(1)B (2)白磷燃烧,会出现大量白烟,放出热量 (3)无法将装置内的氧气耗尽 (4)C
【知识点】金属的物理性质及用途、空气组成的测定、空气的成分及各成分的体积分数
【分析】在探究空气中氧气的含量时,是将氧气消耗掉,根据进入集气瓶中水的体积,从而确定出气体的体积及氧气占空气的体积分数。
【详解】(1)铜是一种金属,具有导热性,因此可以用酒精灯加热粗铜丝;故选B;(2)反应开始到打开止水夹前,集气瓶内的白磷燃烧,会出现大量白烟,放出热量;(3)从图乙可知,氧气有剩余,由于无法将装置内的氧气耗尽,因此根据倒吸入集气瓶中水的体积除以200mL等于空气中氧气的含量是错误的;(4)A、红磷量不足导致氧气未反应完全会使测量结果偏小,不符合题意;B、集气瓶未完全冷却就打开止水夹,瓶内的气压偏大,打开止水夹后进入的水体积偏小,会使测量结果偏小,不符合题意;C、将燃着的红磷伸入集气瓶的过程中,瓶内的空气受热膨胀,导致瓶内气体外溢会使测量的结果偏大,可接近20%,符合题意.故选C。
例6-1.某项目学习小组为迎接学校科技节,开展主题为“自制简易家庭制氧机”的项目化学习活动。
【探秘原理】通过对市场上制氧机的调查,发现制氧机的制氧原理主要分三类:空气分离制氧、电解水制氧和化学试剂制氧。学习小组讨论后,决定采用化学试剂制氧。
【产品设计】
(1)选择器材:根据原理需求,项目小组先组装了如图1的装置,试验后,小组同学觉得在图1装置后面最好连接一个储气装置(如图2),为达到储气目的,应将图2中的 端(选填b或c)与图1中a端相接。
(2)选择制氧剂:市场上销售的化学试剂制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为主要原料。该小组为比较两种制氧剂的制氧效果,通过实验,获得如图3的实验数据。结合图3,分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是 ;
(3)学校科技节准备对“自制简易家庭制氧机”进行展示评比活动,项目学习小组结合评价量表中安全方便这项指标,对自己的产品进行如图4改进,最终达到评价量表“优秀”要求。评价量表中“优秀”栏的内容应该是 。
【评价量表】
指标 优秀 合格 待改进
安全方便 ? 导管多,气密性好,反应装置和洗气装置合并,方便携带 导管多,气伤性不好,反应装置和洗气装置分开,不方便携带
【答案】 b 过碳酸钠产氧速率比过氧化氢高,便于携带 导管少,气密性好,反应装置和洗气装置合并,方便携带。
【知识点】实验室制取氧气的反应原理、氧气的制取装置
【详解】(1)氧气的密度比空气大,因此为达到储气目的,应将图2中的b与图1中a端相接;
(2)结合图3可知:该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是过碳酸钠产氧速率比过氧化氢高,便于携带;
(3)由图示信息、其他产品的特点可知,评价量表中“优秀”栏的内容应该是导管少,气密性好,反应装置和洗气装置合并,方便携带。
例6-2.分类回收塑料制品是环境保护的重要研究课题。化学兴趣小组利用过氧化氢溶液取氧气,并用燃烧法探究塑料的组成。
(1)图1中仪器X的名称为 (填“集气瓶”或“锥形瓶”)。
(2)图2中铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中,若观察到安全管内液面上升,说明装置内压强过大,此时可以采取的安全措施是 。
(3)Ⅱ、探究某塑料的组成
某塑料含有碳、氢元素,可能还含有氧和氯元素中的一种或两种。该塑料充分燃烧除生成二氧化碳和水蒸气外,还可能生成氯化氢气体。取mg该塑料样品与足量干燥的氧气充分反应,用图3所示装置吸收生成的气体。实验过程中,观察到装置乙溶液中产生白色沉淀。当气体被充分吸收后,测得装置甲、乙、丙的质量在反应前后分别增加m1g、m2g和m3g。(无水氯化钙可作干燥剂,装置气密性良好,装置甲、乙、丙、丁中试剂均足量,那么该塑料样品中氢元素的质量为 (用代数式表示)。
(4)关于该实验,下列说法正确的是 。(填标号)
A.该塑料中C与Cl的个数比为73m3:88m2
B.若,则该塑料不含氧元素
C.若将装置乙与丙互换,也能够达到实验目的
D.若去除装置丁,则对测定氢元素的质量无影响
【答案】 锥形瓶 向上移动铂丝,使铂丝离开过氧化氢或打开止水夹 ABD
【知识点】氧气的制取装置、碱的化学性质、盐的性质及用途、质量守恒定律及其应用
【详解】(1)图1中仪器X的名称为锥形瓶;
(2)图2中铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中,若观察到安全管内液面上升,说明装置内压强过大,此时可以采取的安全措施是打开止水夹;
(3)塑料中的氢元素转化到反应生成的水和氯化氢中,该塑料样品中氢元素的质量为
(4)A.该塑料中碳元素质量是,氯元素质量是,C与Cl的个数比为,正确;B.如果塑料中不含有氧元素,则有:,正确。C.若将装置乙与丙互换,不能达到实验目的,是因为氢氧化钠能够吸收二氧化碳和氯化氢气体,错误;D.若去除装置丁,则对测定氢元素的质量无影响,正确。故选ABD。
例6-3.用排空气法收集二氧化碳时,常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭,瓶内的气体都是二氧化碳吗?某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤:
① ? ;
②在锥形瓶中加入块状大理石;
③打开止水夹,向长颈漏斗中加入适量稀盐酸;
④一段时间后,把燃着的木条放在集气瓶口,观察到燃着的木条熄灭。
请回答下列问题:
(1)补充完整实验步骤①: 。
(2)实验时,长颈漏斗的末端处于液面下,目的是 。
(3)为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳,该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中,如图2所示。过一段时间后,观察到 现象,证明了集气瓶中还有空气。
(4)查阅资料获知,木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水,如图3所示,然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水,再用燃烧的木条检验,结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时,燃着的木条就会熄灭。(空气中氧气体积分数取20%)
实验1 实验2 实验3 实验4
水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28%
燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧
【答案】(1)检查装置气密性(或关闭止水夹,往长颈漏斗中加入一定量水,观察长颈漏斗中是否有一段稳定的水柱)
(2)防止二氧化碳从长颈漏斗逸出
(3)集气瓶中液面上升,但没有到集气瓶底部
(4)14%
【知识点】碱的化学性质、二氧化碳的实验室制法、空气组成的测定、空气的成分及各成分的体积分数
【详解】(1)制取气体的实验,在装药品之前要先检查装置气密性(或关闭止水夹,往长颈漏斗中加入一定量水,观察长颈漏斗中是否有一段稳定的水柱),防止装置漏气,导致实验失败。所以步骤①为检查装置气密性;
(2)实验时,长颈漏斗的末端处于液面下,目的是 防止生成的二氧化碳气体从长颈漏斗逸出,起到液封的作用,保证气体收集的顺利进行;
(3)若集气瓶中还有空气,将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中,由于二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,使瓶内压强减小,而空气的氧气、氮气、稀有气体等难溶于氢氧化钠溶液,瓶内不会完全充满液体,所以观察到 集气瓶内液面上升,但未充满集气瓶的现象,证明集气瓶中还有空气;
(4)设集气瓶的容积为V。
实验1中,水占集气瓶容积的40%,即水的体积为0.4V,则空气的体积为0.6V,空气中氧气体积分数取20%,那么氧气的体积=0.6V×20%=0.12V,此时集气瓶中氧气体积分数为,木条熄灭。
实验2中,水占集气瓶容积的30%,水的体积为0.3V,空气体积为0.7V,氧气的体积为0.7V×20%=0.14V,此时集气瓶中氧气体积分数=,木条熄灭。
实验3中,水占集气瓶容积的29%,水的体积为0.29V,空气体积为0.71V,氧气的体积为0.71V×20%=0.142V,此时集气瓶中氧气体积分数=,木条继续燃烧。
由此可知,集气瓶中氧气体积分数小于14%时,燃着的木条就会熄灭。
例6-4.某兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
实验过程:分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品放入三颈烧瓶内,向注射器内注入等体积同浓度的稀盐酸,推动活塞使盐酸与样品充分反应,采集数据,压强传感器采集的信息(如图2)
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 ,说明气密性良好。
(3)待收集完气体验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于 。
(4)根据图2,最终块状蛋壳产生的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生的质量。
【答案】(1)可以控制反应速率,便于定量分析(合理即可) (2)回到原来位置
(3)隔绝氧气 (4)=
【知识点】根据化学反应方程式的计算、燃烧的条件、二氧化碳的实验室制法、常见实验操作
【详解】(1)该装置可以通过控制注射器活塞的推进速度来控制稀盐酸的滴加速率,从而控制反应速率;同时,注射器还能准确知道加入稀盐酸的体积,便于定量分析,即优点为可以控制反应速率,便于定量分析;(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞回到原来位置,说明装置内压强能恢复到原来状态,气密性良好;(3)待收集完气体验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭,从燃烧条件看,燃烧需要氧气,二氧化碳不支持燃烧,会将氧气隔绝,所以小木条熄灭是由于隔绝了氧气;(4)由图 2 可知,最终两者压强相同,在相同条件下,气体压强与气体的量有关,压强相同说明气体的量相同,即最终块状蛋壳产生CO2的质量=粉末状蛋壳产生CO2的质量。
例7-1.下列实验方案中,能达到目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别和固体 取样,加水溶解,比较温度的变化
B 鉴别稀盐酸和溶液 取样,滴加酚酞,观察颜色变化
C 除去溶液中的 往混合溶液中加入足量氢氧化钡溶液
D 除去溶液中的 往混合溶液中加入足量稀盐酸
【答案】A
【详解】A.氢氧化钠溶于水放热,温度升高;硝酸铵溶于水吸热,温度降低。加水溶解,比较温度可以鉴别,故A符合题意;B,稀盐酸星酸性,不能使酚酞变色;氯化钠溶液星中性,不能使酚酞变色。滴加酚酞不能鉴别稀盐酸和NaCl溶液,故B不符合题意;C、除去Na2SO4溶液中的NaOH,加入足量的氢氧化钡,硫酸钠和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和氢氧化钠,将目标物硫酸钠除去,不能达到除杂的目的,故C不符合题意;D.除去KOH溶液中的K2CO3,加入足量稀盐酸,氢氧化钾和碳酸钾都能与稀盐酸反应,不但将杂质除去,目标物也除去了,不能达到除杂的目的,故D不符合题意。故选A。
例7-2.纯碱()产品中常含有少量氯化钠。某厂生产的纯碱包装袋上标有“”字样。为判断该产品中的含量是否达到要求,称取5.0g样品进行检验,可供选取的装置如下图。其中,丙装置中装足量浓氢氧化钠溶液,丁装置中装浓硫酸,戊装置中装水。(提示:碳酸钠受热不分解。)
(1)你选择的实验装置从右到右组装排列为(填编号) 。
(2)假设每步都反应完全,生成的二氧化碳全部被吸收,不考虑空气中二氧化碳的影响。较准确地计算“含量95%”是否真实,该实验除称取样品质量外,还要用天平量得到的实验数据是 。
(3)若乙装置中加入浓盐酸,会是测量结果 (偏大、偏小、不变)原因是 。
【答案】 乙、丁、丙 实验前后丙装置的质量 偏大 盐酸挥发出的氯化氢气体,随二氧化碳气体一起进入丙装置,跟氢氧化钠反应使得到的实验数据偏大
【知识点】物质除杂或净化、盐的性质及用途、酸的物理性质及用途
【详解】(1)要测定碳酸钠样品的纯度,需将碳酸钠转化成二氧化碳气体,而碳酸钠受热不分解,能与稀硫酸反应生成二氧化碳气体,故选乙装置,固液反应产生的气体中混有水蒸气,要先通过干燥剂洗去,故应先通过丁装置除去水蒸气,然后通过丙装置氢氧化钠溶液吸收二氧化碳。实验装置从右到右组装排列为乙、丁、丙;
(2)通过测量反应前后丙装置的质量,反应后比反应前增重的质量即是生成的二氧化碳的质量,根据生成的二氧化碳的质量可求出碳酸钠的质量,从而求出其质量分数。要用天平量得到的实验数据是实验前后丙装置的质量;
(3)浓盐酸具有挥发性,能挥发出氯化氢气体,而浓硫酸又不能吸收氯化氢,则氯化氢气体随二氧化碳气体一起进入丙装置,跟氢氧化钠反应使得到的实验数据偏大,求出的碳酸钠质量分数偏大。
例7-3.某科学兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原的影响(固定装置略)。
将该小组分为两组,各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验。甲组用酒精灯(火焰温度500℃~700℃)、乙组用酒精喷灯(火焰温度800℃~1000℃)分别对装置D充分加热,红色粉末均变为黑色粉末。两组分别用固体产物进行实验,记录如下。
操作步骤 甲组现象 乙组现象
称量反应后粉末质量(g) 44.2 33.6
取黑色粉末用磁铁吸引 部分能被磁铁吸引 全部能被磁铁吸引
取黑色粉末加入足量稀盐酸,振荡 部分溶解,无气泡 全部溶解,有气泡
【资料】
Ⅰ、已知铁的氧化物有FeO、、,在一定条件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最终被还原为铁。
Ⅱ.是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸。
Ⅲ.氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图。
完成下列问题:
(1)装置B的作用是 。
(2)通过计算证明甲组的固体产物是 。
(3)考虑到二氧化碳气体通入的不持续性,装置E的作用是 。
(4)从实验安全的角度考虑,上图装置还要采取的改进措施是 。
【答案】(1)吸收一氧化碳中的二氧化碳
(2)解:如果48g完全转化为FeO,FeO质量=48g×÷=43.2g
如果48g完全转化为Fe3O4,Fe3O4的质量=48g×÷=46.4g
43.2g<44.2g<46.4g,所以甲组的固体产物是FeO和Fe3O4
答:甲组的固体产物是FeO和Fe3O4。
(3)防止液体倒吸
(4)在装置F放一只燃着的酒精灯燃烧尾气中的一氧化碳或系一只气球,收集尾气中的一氧化碳
【知识点】常见气体的检验与除杂方法、金属的冶炼、有关化学式的计算和推断
【详解】(1)碳和二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳,生成的一氧化碳中可能含有残留的二氧化碳,为避免二氧化碳对后面的实验产生干扰,可利用装置B中的氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水来吸收一氧化碳中的二氧化碳,故填吸收一氧化碳中的二氧化碳。
(2)见答案
(3)二氧化碳气体通入的不持续性,装置E左端的压强会发生波动,装置E的作用是避免装置E左端的压强较低时产生倒吸现象,故填防止液体倒吸。
(4)实验后的尾气中可能含有残留的一氧化碳,直接排放到空气中会污染空气,上图装置还要采取的改进措施是在装置F放一只燃着的酒精灯燃烧尾气中的一氧化碳或系一只气球,收集尾气中的一氧化碳,故填在装置F放一只燃着的酒精灯燃烧尾气中的一氧化碳或系一只气球,收集尾气中的一氧化碳。
例8-1.思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。小科同学在研究了气体检验专题内容后,在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如图所示思维模型:
【模型应用】已知某混合气体由、CO和、中的几种气体组成,小科利用上述思维模型来探究该混合气体成分。
【查阅资料】①能使品红溶液褪色;②易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验设计】小科用如下图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
【装置分析】
(1)根据思维模型,小金同学认为,必须在上述装置G之后再连接一个装置H,该装置的作用是 。
(2)上图装置C在实验中的作用是 。
【现象推测】
(3)上述实验中,能证明原混合气体中有CO存在的现象是 。
【实验结论】若装置按照D→A→B→D→E→F→G连接,并观察到以下现象:
装置 D A B D E F G
现象 变浑浊 褪色 无现象 变浑浊 变红 变蓝 变浑浊
(4)由上述现象,可以确定原混合气体中一定存在的气体有 。
【答案】(1)处理尾气,防止污染空气
(2)检验二氧化碳并除去二氧化碳
(3)D中澄清石灰水不变浑浊,G中澄清石灰水变浑浊
(4)二氧化碳、二氧化硫(或CO2、SO2)
【知识点】碱的化学性质、金属的冶炼、二氧化碳的化学性质、常见气体的检验与除杂方法
【详解】(1)若尾气中含有CO,排放到空气中会污染空气,小王同学认为需要在G之后再连接一个装置H,则装置H的作用是处理尾气,防止污染空气;(2)氢氧化钡溶液与二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钡和水,装置C在实验中的作用是检验二氧化碳并除去二氧化碳;(3)D中澄清石灰水不变浑浊,说明二氧化碳已除尽,一氧化碳与氧化铜在加热的条件反应生成铜和二氧化碳,若G中澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,则能证明有CO的现象是D中澄清石灰水不变浑浊,G中澄清石灰水变浑浊;(4)D变浑浊,说明有二氧化碳,A褪色,说明有二氧化硫,B无现象,说明二氧化硫与高锰酸钾溶液反应而被全部吸收,E 变红、F 变蓝、G 变浑浊,因装置无除水装置,所以只能说明氢气和一氧化碳至少含有一种,故由现象可以确定一定存在的气体有CO2、SO2。
例8-2.食品包装中除了常见的食品干燥剂外,还有另一种神秘的物质——“脱氧剂”。铁系脱氧剂是目前应用比较广泛的一种脱氧剂。其主要原料是铁粉,同时还会添加活性炭、氯化钙、盐(如氯化钠)、水等辅助成分,其除氧机理为:。
(1)食品袋中需加脱氧剂,说明食品变质的原因是有 参加反应;
(2)铁生锈的条件是 ;
(3)在铁系脱氧剂里常添加少量盐分的作用是 ;
(4)如图为一种铁系脱氧剂(质量为5g),分别在下每隔12h测量其脱氧效果图,对比图中的五条曲线,得出的结论是: ;
(5)反思:铝的活动性比铁强,却不易生锈的原因是 。
【答案】(1)氧气/O2
(2)铁与氧气和水同时接触
(3)加快铁的锈蚀,更快消耗氧气
(4)相同的时间内,温度越高,脱氧效果越好;
(5)铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
【知识点】金属的化学性质、金属锈蚀的条件及其防护
【详解】(1)根据“其除氧机理为:”可知,食品袋中需加脱氧剂,说明食品变质的原因是有氧气(或O2)参加反应;(2)铁生锈的条件是与氧气和水同时接触;(3)酸溶液和盐溶液存在时会加速铁的锈蚀;在铁系脱氧剂里常添加少量盐分的作用是加快铁的锈蚀,更快消耗氧气;(4)对比图中的五条曲线,得出的结论是:相同的时间内,温度越高,脱氧效果越好;(5)铝的活动性比铁强,却不易生锈的原因是铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
例8-3.某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 (填字母)。
A .打开甲处分液漏斗活塞 B .点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 g。
【答案】(1)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(2)AB
(3) 成本低、污染小、反应条件温和等 4.8
【知识点】有关化学式的计算和推断、金属的冶炼、金属的化学性质
【详解】(1)方法①步骤2中,发生的反应铁与硫酸铜生成铜和硫酸亚铁,反应化学方程式是:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;(2)氢气具有可燃性,在有限的空间中,和空气混合达到一定浓度遇明火或加热会发生爆炸;为保证实验安全,排尽试管内的空气,加热前先通氢气,方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是打开甲处分液漏斗活塞,通入一段时间氢气,排尽装置内的空气后,点燃丙处的酒精灯,故填AB;(3)方法③中生物炼铜的优点有:成本低、污染小、反应条件温和等;硫化铜(CuS)中铜的质量分数=, 制得3.2g铜,需要硫化铜的质量=。
例8-4.镁将成为21世纪重要的轻型环保材料,我国含有非常丰富的镁资源。
(1)金属镁是一种较活泼金属,在二氧化碳气体中也能燃烧。燃烧的化学方程式为,此反应类型属于( )
A.分解反应 B.化合反应
C.置换反应 D.复分解反应
(2)镁铝合金广泛用于火箭、导弹和飞机制造业等。某兴趣小组为探究镁铝合金的组成,取7.8克镁铝合金样品,投入足量的稀硫酸溶液中,共收集得到氢气0.8克,则该合金中,镁和铝的质量比为 。
(3)老师每次做有关镁的实验时都会强调:镁是一种银白色有金属光泽的金属。但拿出的镁条总是有一层灰黑色的“外衣”,这层灰黑色的外衣是什么物质呢?
猜想:小明认为可能是MgO;小亮认为可能是;小龙认为可能是。小龙认为小明的猜想是错误的,其理由是 。
实验探究:小亮按如图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现,澄清石灰水变浑浊,同时受热的试管内产生了白色固体。
实验分析:实验后,小亮认为小龙的猜测也是错误的,其理由是 。
查阅资料得出结论:和都可以加热分解,产物均为氧化物,据此请你写出加热分解的化学方程式 。
(4)将一些氧化铜粉末加入100克质量分数为26.13%的硫酸溶液中,微热至氧化铜全部溶解,再向该溶液中加入20克镁粉,充分反应后,过滤、烘干,得到干燥的固体物质仍为20克。求:得到的固体中含多少克铜 ?(不考虑镁与水的反应)
【答案】(1)C
(2)
(3) MgO是白色的固体,不是灰黑色 不含碳元素,加热分解不可能产生二氧化碳
(4)
设:反应中消耗镁的质量为,则有:
g
由题意得,生成铜的质量与减少的镁的质量相等,所以Cu的质量为6.4克。
答:得到的固体中含6.4克铜。
【知识点】根据化学反应方程式的计算、书写化学方程式、文字表达式、质量守恒定律及其应用、金属的化学性质
【详解】(1)金属镁在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁,该反应是一种单质和一种化合物反应生成新单质和新化合物的反应,属于置换反应;
(2)设镁为克,产生的氢气质量为m;铝为克,产生的氢气质量为n;
则有: ,所以,则Mg为2.4克,Al为5.4克。因此镁和铝的质量比为;
(3)猜想:小龙认为小明的猜想是错误的,其理由是MgO是白色的固体,不是灰黑色;
实验分析:小亮认为小龙的猜测也是错误的,其理由是不含碳元素,加热分解不可能产生二氧化碳;
可以加热分解,产物均为氧化物,根据氧化物的概念和质量守恒定律可知,产物分别为氧化镁、水和二氧化碳,反应的化学方程式:
(4)见答案。
例9-1.实验课上,同学们在氢氧化钡溶液中滴加碳酸钠溶液后,探究试管中溶液的溶质成分有哪些离子:
(1)小郑同学的猜想是:Na+、OH ;
小吴同学的猜想是:Na+、OH-、Ba2+;
还有的猜想是: ;
同学们在老师帮助下,经过讨论提出了一般离子检验的流程图(如图):
上述流程图,甲实验小组设计了以下实验方案(如下图)
(2)甲实验小组设计的方案中的“?”是 ;
(3)甲实验小组设计的方案中的结论3是 ;
(4)乙实验小组在验证上述三个猜想时,只用了一种试剂,就能一次性地验证溶液中溶质离子的成分,这种试剂是 。
【答案】 Na+、OH-、 稀盐酸 小吴同学的猜想错误 稀硫酸
【知识点】常见物质的鉴定、盐的性质及用途、碱的化学性质
【详解】(1)向试管中滴加碳酸钠溶液时,碳酸钠和氢氧化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氢氧化钠,溶质中离子成分是Na+、OH-、,即碳酸钠过量时;
(2)碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,而盐酸不影响钡离子的检验,所以甲实验小组设计的方案中的“?”是稀盐酸;
(3)硫酸钠和氢氧化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和氢氧化钠,加入硫酸钠溶液,没有产生白色沉淀,说明没有钡离子,即小吴同学的猜想错误;
(4)稀硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水,和碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,和氢氧化钡反应生成硫酸钡白色沉淀和水。向溶液中加入过量的稀硫酸,若没有明显现象,小郑同学的猜想正确;若有白色沉淀产生,小吴同学的猜想正确;若有气泡产生,溶液中有:Na+、OH-、。
例9-2.化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
【查阅资料】(1)该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;其它成分遇到盐酸时无气体产生。
(2)碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠。
【设计实验】小组同学设计了如图所示装置(图中夹持仪器略去)测定牙膏样品中碳酸钙的含量。取10.0g样品,加入足量盐酸。
依据图示回答下列问题:(1)C中观察到有沉淀产生,反应的化学方程式为 。
(2)实验前和实验过程中都需持续缓缓通入空气,写出实验过程中通空气的目的 。
(3)【解释与结论】将C中产生沉淀通过过滤、洗涤、干燥、称量,测得沉淀质量为3.94g,求得牙膏样品中碳酸钙的质量分数为 。
(4)【反思与评价】 若撤除装置A,直接通入空气会导致实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】 CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O 将B装置中反应产生的二氧化碳全部排入氢氧化钡溶液中 20% 偏大
【知识点】根据化学反应方程式的计算、常见物质的鉴定、盐的性质及用途
【详解】(1)二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡和水,该反应的化学方程式为CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O;
(2)二氧化碳密度比空气大,容易残留在装置内,因此需要通入空气,确保内部二氧化碳可以全部被吸收,保证实验结果的准确性;
(3)该沉淀为碳酸钡,而碳酸钡中碳元素来自于碳酸钙,设碳酸钙质量为x,则:x××100%=3.94g××100%,解得x=2g,×100%=20%;
(4)若撤除装置A,空气中的二氧化碳会进入到C中,被氢氧化钡吸收,所以直接通入空气会导致实验结果偏大。
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例1-1.规范的实验操作是实验安全和成功的保证,下列图示的实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.测溶液的pH
C.移走蒸发皿 D.过滤液体
例1-2.实验是科学研究的基础。下列操作正确的是( )
A.稀释浓硫酸 B.倾倒稀盐酸
C.溶解氢氧化钠固体 D.滴加氯化钙溶液
例2-1.规范操作是实验成功的关键之一,下列实验操作中,正确的是( )
A.添加酒精 B.滴加液体
C.倾倒液体 D.将固体粉末装入试管
例2-2.在粗盐提纯的实验中,下列操作规范的是( )
A.取一定量粗盐 B.溶解
C.过滤 D.蒸发例3.某化学兴趣小组的同学做粗盐(含有难溶性杂质)提纯实验,并用所得的精盐配制一定质量分数的氯化钠溶液。
(1)实验一:如图,是甲组同学做粗盐提纯实验的操作示意图。请回答下列问题:指出上面操作中的一处明显错误是:_________。
(2)以上实验操作过程中,玻璃棒的作用是:_________(至少写出两点)
(3)第⑥步骤中,发现滤液仍然浑浊,可能的原因是_________(写出一种)
(4)第④步骤中,当观察到蒸发皿中出现较多固体时,要采取________(填字母)的操作。
A.移去酒精灯,停止搅拌
B.移去酒精灯,用玻璃棒继续搅拌
C.继续加热蒸干水分,再移去酒精灯
(5)粗盐提纯实验的操作顺序为①⑤_________称量精盐并并计算产率
(6)实验二:用提纯得到的精盐配制50g15%氯化钠溶液。用天平称取7.5g提纯得到的精盐,再用量筒量取42.5mL的水进行溶液配制,所配制的溶液溶质质量分数偏大。其原因可能有_________(填序号)
①氯化钠固体仍然不纯 ②量取水时,仰视读数 ③烧杯先用少量蒸馏水润洗
④将量好的水倒入烧杯时,有少量水残留 ⑤配好的溶液装瓶时,有少量溶液洒出
例4-1.正确的实验操作是实验成功和人身安全的重要保证。下列实验操作正确的是( )
A.量取液体 B.加热液体
C.过滤 D.检查气密性
例4-2.下列实验操作中,不正确的是( )
A.稀释浓硫酸 B.测溶液的pH
C.闻食醋 D.检查装置气密性
例5-1.某科学兴趣小组的同学在学习了空气中氧气含量的测定的基础上,改进了教材中的实验,设计出了如图所示的实验装置。实验步骤如下:①连接仪器,检查装置气密性,发现装置气密性良好。②在集气瓶里装进适量a体积的水,燃烧匙里放一小块白磷,在酒精灯上把玻璃棒下端加热,按图示把集气瓶中的空气密封起来,把集气瓶内的长导管伸到瓶底,长导管的另一端放入盛有足量水的烧杯中。③把预先加热过的玻璃棒按下与白磷接触,观察到白磷立即着火燃烧产生大量白烟,同时放热。④待白磷燃烧熄灭后,稍加振荡,白烟消失。⑤待集气瓶完全冷却到室温,量出集气瓶中水的体积为b,整个集气瓶的体积为c。⑥根据a、b、c三个数据,计算出空气中氧气的体积分数。根据以上信息,回答下列问题:
(1)在白磷开始燃烧到最后熄灭的过程中,集气瓶内水面的变化情况是 。
(2)若实验成功,请写出a、b、c三个数据应满足的一个等式关系 。
(3)小组成员小冰对实验前“集气瓶里装进适量a体积的水”不理解,咨询老师之后,他终于明白“a体积的水”的作用,请指出”a体积水”的其中两个作用:① ;② ;
例5-2.小柯改进了书本中的装置,利用图甲所示装置(气密性良好)和试剂测定空气中氧气含量,集气瓶中空气的体积为,氧气传感器测得集气瓶内氧气的体积分数变化曲线如图乙所示。
(1)实验开始时,用酒精灯加热粗铜丝,是利用的铜的___________。
A.导电性 B.导热性
C.延展性 D.具有金属光泽
(2)反应开始到打开止水夹前,集气瓶内可观察到的现象是 。
(3)小柯提出“倒吸入集气瓶中水的体积除以等于空气中氧气的含量”。据图乙判断,此说法是错误的,理由是 。
(4)已知红磷燃烧消耗氧气情况也如图乙所示,但课堂上老师利用书中实验装置(如图丙)往往能测出空气中氧气的含量约为20%,造成这种情况的原因可能是__________。
A.红磷量不足导致氧气未反应完全
B.集气瓶未完全冷却就打开止水夹
C.将燃着的红磷伸入集气瓶的过程中导致瓶内气体外溢
例6-1.某项目学习小组为迎接学校科技节,开展主题为“自制简易家庭制氧机”的项目化学习活动。
【探秘原理】通过对市场上制氧机的调查,发现制氧机的制氧原理主要分三类:空气分离制氧、电解水制氧和化学试剂制氧。学习小组讨论后,决定采用化学试剂制氧。
【产品设计】
(1)选择器材:根据原理需求,项目小组先组装了如图1的装置,试验后,小组同学觉得在图1装置后面最好连接一个储气装置(如图2),为达到储气目的,应将图2中的 端(选填b或c)与图1中a端相接。
(2)选择制氧剂:市场上销售的化学试剂制氧机一般以过氧化氢溶液或过碳酸钠固体为主要原料。该小组为比较两种制氧剂的制氧效果,通过实验,获得如图3的实验数据。结合图3,分析该小组选用过碳酸钠固体作为便携式制氧机制氧剂的理由是 ;
(3)学校科技节准备对“自制简易家庭制氧机”进行展示评比活动,项目学习小组结合评价量表中安全方便这项指标,对自己的产品进行如图4改进,最终达到评价量表“优秀”要求。评价量表中“优秀”栏的内容应该是 。
【评价量表】
指标 优秀 合格 待改进
安全方便 ? 导管多,气密性好,反应装置和洗气装置合并,方便携带 导管多,气伤性不好,反应装置和洗气装置分开,不方便携带
例6-2.分类回收塑料制品是环境保护的重要研究课题。化学兴趣小组利用过氧化氢溶液取氧气,并用燃烧法探究塑料的组成。
(1)图1中仪器X的名称为 (填“集气瓶”或“锥形瓶”)。
(2)图2中铂丝可催化过氧化氢分解产生氧气。实验过程中,若观察到安全管内液面上升,说明装置内压强过大,此时可以采取的安全措施是 。
(3)Ⅱ、探究某塑料的组成
某塑料含有碳、氢元素,可能还含有氧和氯元素中的一种或两种。该塑料充分燃烧除生成二氧化碳和水蒸气外,还可能生成氯化氢气体。取mg该塑料样品与足量干燥的氧气充分反应,用图3所示装置吸收生成的气体。实验过程中,观察到装置乙溶液中产生白色沉淀。当气体被充分吸收后,测得装置甲、乙、丙的质量在反应前后分别增加m1g、m2g和m3g。(无水氯化钙可作干燥剂,装置气密性良好,装置甲、乙、丙、丁中试剂均足量,那么该塑料样品中氢元素的质量为 (用代数式表示)。
(4)关于该实验,下列说法正确的是 。(填标号)
A.该塑料中C与Cl的个数比为73m3:88m2
B.若,则该塑料不含氧元素
C.若将装置乙与丙互换,也能够达到实验目的
D.若去除装置丁,则对测定氢元素的质量无影响
例6-3.用排空气法收集二氧化碳时,常用燃着的木条来检验二氧化碳是否集满。如果瓶口的木条熄灭,瓶内的气体都是二氧化碳吗?某同学利用如图1装置制取一瓶二氧化碳并进行研究。以下是他的实验步骤:
① ? ;
②在锥形瓶中加入块状大理石;
③打开止水夹,向长颈漏斗中加入适量稀盐酸;
④一段时间后,把燃着的木条放在集气瓶口,观察到燃着的木条熄灭。
请回答下列问题:
(1)补充完整实验步骤①: 。
(2)实验时,长颈漏斗的末端处于液面下,目的是 。
(3)为了检测验满后集气瓶中的气体是否都是二氧化碳,该同学将集气瓶倒扣在氢氧化钠溶液中,如图2所示。过一段时间后,观察到 现象,证明了集气瓶中还有空气。
(4)查阅资料获知,木条能否继续燃烧是由容器内氧气的体积分数决定的。该同学在集气瓶中装入一定体积的水,如图3所示,然后用纯净的二氧化碳气体替换了瓶中的水,再用燃烧的木条检验,结果如表所示。则集气瓶中氧气体积分数小于 时,燃着的木条就会熄灭。(空气中氧气体积分数取20%)
实验1 实验2 实验3 实验4
水占集气瓶容积的体积分数a% 40% 30% 29% 28%
燃烧木条状况 熄灭 熄灭 继续燃烧 继续燃烧
例6-4.某兴趣小组对鸡蛋壳与盐酸发生的反应及生成气体的性质进行探究。
【查阅资料】鸡蛋壳主要成分为碳酸钙,鸡蛋壳中的其它杂质对实验影响可以忽略不计。
实验过程:分别取等质量块状和粉末状的蛋壳样品放入三颈烧瓶内,向注射器内注入等体积同浓度的稀盐酸,推动活塞使盐酸与样品充分反应,采集数据,压强传感器采集的信息(如图2)
(1)采用图1所示的气体发生装置的优点有 。
(2)实验前,检查三颈烧瓶装置的气密性时,左右两边的颈口用塞子塞紧后,注射器活塞往下推动一段距离后松手,若观察到活塞 ,说明气密性良好。
(3)待收集完气体验满时,将燃着的小木条放在集气瓶口,小木条熄灭。从燃烧条件看,小木条熄灭是由于 。
(4)根据图2,最终块状蛋壳产生的质量 (填“>”、“<”或“=”)粉末状蛋壳产生的质量。
例7-1.下列实验方案中,能达到目的的是( )
选项 实验目的 实验方案
A 鉴别和固体 取样,加水溶解,比较温度的变化
B 鉴别稀盐酸和溶液 取样,滴加酚酞,观察颜色变化
C 除去溶液中的 往混合溶液中加入足量氢氧化钡溶液
D 除去溶液中的 往混合溶液中加入足量稀盐酸
例7-2.纯碱()产品中常含有少量氯化钠。某厂生产的纯碱包装袋上标有“”字样。为判断该产品中的含量是否达到要求,称取5.0g样品进行检验,可供选取的装置如下图。其中,丙装置中装足量浓氢氧化钠溶液,丁装置中装浓硫酸,戊装置中装水。(提示:碳酸钠受热不分解。)
(1)你选择的实验装置从右到右组装排列为(填编号) 。
(2)假设每步都反应完全,生成的二氧化碳全部被吸收,不考虑空气中二氧化碳的影响。较准确地计算“含量95%”是否真实,该实验除称取样品质量外,还要用天平量得到的实验数据是 。
(3)若乙装置中加入浓盐酸,会是测量结果 (偏大、偏小、不变)原因是 。
例7-3.某科学兴趣小组利用如图装置探究温度对CO还原的影响(固定装置略)。
将该小组分为两组,各取48g氧化铁粉末按如图装置进行对比实验。甲组用酒精灯(火焰温度500℃~700℃)、乙组用酒精喷灯(火焰温度800℃~1000℃)分别对装置D充分加热,红色粉末均变为黑色粉末。两组分别用固体产物进行实验,记录如下。
操作步骤 甲组现象 乙组现象
称量反应后粉末质量(g) 44.2 33.6
取黑色粉末用磁铁吸引 部分能被磁铁吸引 全部能被磁铁吸引
取黑色粉末加入足量稀盐酸,振荡 部分溶解,无气泡 全部溶解,有气泡
【资料】
Ⅰ、已知铁的氧化物有FeO、、,在一定条件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最终被还原为铁。
Ⅱ.是一种铁氧体磁性物质,不溶于水和酸。
Ⅲ.氧化铁和一氧化碳进行热反应分析的相关数据图。
完成下列问题:
(1)装置B的作用是 。
(2)通过计算证明甲组的固体产物是 。
(3)考虑到二氧化碳气体通入的不持续性,装置E的作用是 。
(4)从实验安全的角度考虑,上图装置还要采取的改进措施是 。
例8-1.思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。小科同学在研究了气体检验专题内容后,在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如图所示思维模型:
【模型应用】已知某混合气体由、CO和、中的几种气体组成,小科利用上述思维模型来探究该混合气体成分。
【查阅资料】①能使品红溶液褪色;②易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验设计】小科用如下图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
【装置分析】
(1)根据思维模型,小金同学认为,必须在上述装置G之后再连接一个装置H,该装置的作用是 。
(2)上图装置C在实验中的作用是 。
【现象推测】
(3)上述实验中,能证明原混合气体中有CO存在的现象是 。
【实验结论】若装置按照D→A→B→D→E→F→G连接,并观察到以下现象:
装置 D A B D E F G
现象 变浑浊 褪色 无现象 变浑浊 变红 变蓝 变浑浊
(4)由上述现象,可以确定原混合气体中一定存在的气体有 。
例8-2.食品包装中除了常见的食品干燥剂外,还有另一种神秘的物质——“脱氧剂”。铁系脱氧剂是目前应用比较广泛的一种脱氧剂。其主要原料是铁粉,同时还会添加活性炭、氯化钙、盐(如氯化钠)、水等辅助成分,其除氧机理为:。
(1)食品袋中需加脱氧剂,说明食品变质的原因是有 参加反应;
(2)铁生锈的条件是 ;
(3)在铁系脱氧剂里常添加少量盐分的作用是 ;
(4)如图为一种铁系脱氧剂(质量为5g),分别在下每隔12h测量其脱氧效果图,对比图中的五条曲线,得出的结论是: ;
(5)反思:铝的活动性比铁强,却不易生锈的原因是 。
例8-3.某同学进行了《从自然界中的铜到纪念币中的铜》的项目学习。在查阅资料时,发现有以下三种炼铜的方法:
方法①湿法炼铜。具体流程如下:
方法②干法炼铜。先用高温煅烧孔雀石得到氧化铜,再利用氢气来还原氧化铜得到单质铜。如图为制取干燥氢气并用其还原氧化铜的装置。
方法③生物炼铜。“吃岩石的细菌”利用空气中的氧气把硫化铜转化为硫酸铜,再进一步转变为单质铜。具体流程如下:
请回答问题:
(1)写出方法①中步骤2的化学方程式是 。
(2)方法②中制取干燥氢气并能还原氧化铜的部分操作正确的顺序是 (填字母)。
A .打开甲处分液漏斗活塞 B .点燃丙处的酒精灯
(3)方法③中生物炼铜的优点有 (写出一点即可)。经测定某岩石由硫化铜(CuS)和其他不含铜元素的物质组成。现用该岩石制得3.2g铜,若不考虑铜元素的损耗,则该岩石中硫化铜(CuS)的质量为 g。
例8-4.镁将成为21世纪重要的轻型环保材料,我国含有非常丰富的镁资源。
(1)金属镁是一种较活泼金属,在二氧化碳气体中也能燃烧。燃烧的化学方程式为,此反应类型属于( )
A.分解反应 B.化合反应
C.置换反应 D.复分解反应
(2)镁铝合金广泛用于火箭、导弹和飞机制造业等。某兴趣小组为探究镁铝合金的组成,取7.8克镁铝合金样品,投入足量的稀硫酸溶液中,共收集得到氢气0.8克,则该合金中,镁和铝的质量比为 。
(3)老师每次做有关镁的实验时都会强调:镁是一种银白色有金属光泽的金属。但拿出的镁条总是有一层灰黑色的“外衣”,这层灰黑色的外衣是什么物质呢?
猜想:小明认为可能是MgO;小亮认为可能是;小龙认为可能是。小龙认为小明的猜想是错误的,其理由是 。
实验探究:小亮按如图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现,澄清石灰水变浑浊,同时受热的试管内产生了白色固体。
实验分析:实验后,小亮认为小龙的猜测也是错误的,其理由是 。
查阅资料得出结论:和都可以加热分解,产物均为氧化物,据此请你写出加热分解的化学方程式 。
(4)将一些氧化铜粉末加入100克质量分数为26.13%的硫酸溶液中,微热至氧化铜全部溶解,再向该溶液中加入20克镁粉,充分反应后,过滤、烘干,得到干燥的固体物质仍为20克。求:得到的固体中含多少克铜 ?(不考虑镁与水的反应)
例9-1.实验课上,同学们在氢氧化钡溶液中滴加碳酸钠溶液后,探究试管中溶液的溶质成分有哪些离子:
(1)小郑同学的猜想是:Na+、OH ;
小吴同学的猜想是:Na+、OH-、Ba2+;
还有的猜想是: ;
同学们在老师帮助下,经过讨论提出了一般离子检验的流程图(如图):
上述流程图,甲实验小组设计了以下实验方案(如下图)
(2)甲实验小组设计的方案中的“?”是 ;
(3)甲实验小组设计的方案中的结论3是 ;
(4)乙实验小组在验证上述三个猜想时,只用了一种试剂,就能一次性地验证溶液中溶质离子的成分,这种试剂是 。
例9-2.化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
【查阅资料】(1)该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;其它成分遇到盐酸时无气体产生。
(2)碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠。
【设计实验】小组同学设计了如图所示装置(图中夹持仪器略去)测定牙膏样品中碳酸钙的含量。取10.0g样品,加入足量盐酸。
依据图示回答下列问题:(1)C中观察到有沉淀产生,反应的化学方程式为 。
(2)实验前和实验过程中都需持续缓缓通入空气,写出实验过程中通空气的目的 。
(3)【解释与结论】将C中产生沉淀通过过滤、洗涤、干燥、称量,测得沉淀质量为3.94g,求得牙膏样品中碳酸钙的质量分数为 。
(4)【反思与评价】 若撤除装置A,直接通入空气会导致实验结果 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
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