2019年浙江省中考科学总复习专题练习：专题10 化学探究实验
文档属性
| 名称 | 2019年浙江省中考科学总复习专题练习：专题10 化学探究实验 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 591.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 浙教版 | ||
| 科目 | 科学 | ||
| 更新时间 | 2019-03-02 10:42:06 | ||
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文档简介
TYPE10 专题10 化学探究实验
热点搜寻: 中考中化学部分的实验探究题主要集中在以下一些内容上:①气体的制取与检验,这其中包括氧气、二氧化碳气体的制取与干燥,还包括一氧化碳气体、二氧化碳气体、氢气、甲烷等气体的检验,其中往往还包含装置的组装与连接等。②有关常见物质性质的探究,如常见金属性质的探究、常见碱(氢氧化钠、氢氧化钙)性质的探究、常见酸(盐酸、硫酸)性质的探究、常见盐(碳酸钠、碳酸钙)性质的探究、催化剂性质的探究等。③有关影响化学反应速率的探究如催化剂、反应物的浓度、温度等因素对化学反应速率有什么样的影响。
类型一 有关气体的制取与检验的探究
考向一 气体的检验与装置的连接
1 [2016·金华] 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。
图T10-1
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。请回答下列问题。
反应前后
反应前
反应后
C装置中的玻璃管与固体的总质量/g
a
c
D装置中的U形管与固体的总质量/g
b
d
(1)请写出A装置中反应的化学方程式: 。?
(2)一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是 。?
(3)F装置的作用:①“抽气”;② 。?
(4)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)。?
【解法指导】 对于氢气、一氧化碳等气体的检验,最常用的方法是将其点燃,或作为还原性气体与金属氧化物反应,然后通过反应后的产物进行鉴别。在本题中,还要注意要“一定”能证明有氢气存在的现象,因此必须答出能体现氢气反应后产物的现象。要用定量式来表示一氧化碳的存在,可以抓住装置C、D中的质量变化。C中反应前后质量之差代表被还原的氧化铜中氧元素的质量(m),D中的质量之差代表氢气还原氧化铜后生成的水的质量,然后根据氢气还原氧化铜的化学方程式,写出被氢气还原的氧化铜中氧元素的质量(n),最后要证明有CO存在,则必须使m>n。
1.[2017·金华] 已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分,科学研究小组的同学经过讨论,设计了如图T10-2Ⅰ所示的实验方案。
Ⅰ
Ⅱ
图T10-2
根据方案回答下列问题:
(1)装置C在实验中的作用是 。?
(2)仅根据装置D中黑色粉末变红这一现象,能否证明混合气体中一定存在CO?请判断并说明理由 。?
(3)小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象,得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为该结论是否可靠?请说明理由: 。为证明CO2和NaOH能发生反应,小丁又设计了图Ⅱ所示的方案。则图Ⅱ方案中所加试剂X应该是 。?
2.[2018·青岛] 某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用图T10-3中的实验装置设计实验,探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用,除杂试剂均足量)。
提示:CO+CuOCu+CO2,H2+CuOCu+H2O;无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。
图T10-3
(1)若检验气体中是否存在水蒸气,可将该气体通入装置 。?
(2)将气体依次通过装置 ,可检验并除去该气体中的二氧化碳。?
(3)若检验气体中是否存在一氧化碳,可将该气体依次通过装置 。?
(4)将气体依次通过装置 ,可一次性确定该气体的成分。?
3.[2018·金华] 某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验。
[查阅资料] ①SO2能使品红溶液褪色;②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
[实验研究] 为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验:
图T10-4
[事实与结论] 通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置A的作用是 。?
(2)能证明气体中含有CO2的现象是 。?
[反思与评价]
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,则无法验证的气体是 。?
(4)有同学提出上述原装置中省略装置D也能达到实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由: 。?
考向二 气体的制取与装置的连接
2 [2018·包头] 根据图T10-5回答问题。
图T10-5
(1)实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,应选用的装置是 (填字母)。向气体发生装置内加入药品前应进行的操作是 。?
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时,可选用发生装置A或G,G与A相比较,其优点是 ;若用F装置收集二氧化碳,检验二氧化碳已收集满的方法是 。如果要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性,可选用的试剂是 (填字母)。?
a.紫色石蕊试液 b.石灰石
c.氢氧化钠溶液 d.硝酸银溶液 e.铜
【方法技巧】常见气体的制备一般包括以下流程:
气体制取的发生装置一般有固固加热型、固液常温型两种;净化的方式一般为吸收法和转换法;干燥装置中的干燥剂可分成碱性干燥剂、酸性干燥剂、中性干燥剂三种;气体的收集方式一般有向上或向下排空气法、排水法这三种常见的方式;而尾气处理的方式一般有燃烧法、吸收法、收集法、重复利用法等方式。
1.[2018·龙东] 实验室中有下列仪器:
图T10-6
(1)填写标号⑦仪器名称: 。?
(2)实验室制取CO2并欲得到平稳的气流,应选择发生装置的仪器组合为 (选择一套,填序号),当用如图T10-7装置收集CO2气体时,具体应从 (选填“a”或“b”)端进入,写出检验CO2的化学方程式: 。?
图T10-7
(3)若用高锰酸钾制取氧气,还需要补充的实验仪器为 ,反应的化学方程式为 ,用排水法收集O2,所得气体不纯的原因可能是 (答一条)。?
2.[2016·徐州] 请根据下列实验装置回答问题。
图T10-8
(1)写出仪器①②的名称:①是 ,?
②是 。?
(2)实验室常用B装置制取CO2,发生反应的化学方程式为? 。用该发生装置也可以制取氧气,反应的化学方程式为 ,收集氧气的装置为 (填序号)。?
(3)加热二氧化锰和氯酸钾的固体混合物生成氯化钾和氧气,应选用的发生装置为 (填序号),二氧化锰是该反应的催化剂,则二氧化锰的 ?
和化学性质在反应前后没有发生变化。实验结束后,欲从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰,需要进行溶解、 、洗涤、干燥等操作。?
(4)向盛满氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水,立即塞紧两端开口的细玻璃管的橡皮塞,用注射器向玻璃管中注水至P处,装置如图T10-9所示。
图T10-9
①手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后,看到玻璃管中的液面将 (填“上升”“下降”或“不变”)。?
②下列有关该实验的说法正确的是 。?
a.可说明有少量氧气溶于水中
b.应保证装置有良好的气密性
c.用迅速冷却的沸水是因为其中几乎不含氧气
3.[2018·金华] 小君和小英同学发现:带火星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究。
图T10-10
[设计实验] 小君设计了如图T10-10的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。?
[实验探究] 第一组实验:取3只集气瓶,编号为①、②、③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上玻璃片倒置在水槽中。当气泡?
放出后,将导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %。?
[实验结论] 再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
[继续探究] 小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施: 。?
类型二 有关物质成分的探究
3 [2017·金华] 小苏打(NaHCO3)和食盐(NaCl)是厨房中常见物质。现有一包白色固体,可能由其中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
[实验目的] 确定白色固体的组成。
[实验方案]
图T10-11
[实验结论] 该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成。
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是 。?
(2)写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式: 。?
(二)定量分析
[实验目的] 测定该白色固体中NaHCO3的质量分数。
为了测定该样品中NaHCO3的质量分数,小吕、小周分别取a克该样品,设计了如下方案;
小吕方案Ⅰ:利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中NaHCO3的质量分数。
(3)小吕用下列装置完成本实验,装置的连接顺序是 (填序号)。?
图T10-12
(4)D装置中的反应完全后,再次通入空气,其目的是?_________________________。?
小周方案Ⅱ:小周用沉淀法测定样品中NaHCO3的质量分数,操作流程如下。
图T10-13
(5)为使定量分析更准确,在操作Ⅰ之前,需判断所加BaCl2溶液是否过量,请你设计一个合理方案: 。?
1.[2017·自贡] 某研究小组对自动充气气球(示意图如图T10-14)进行下列探究。
图T10-14
[查阅资料] 该气球充气原理是:通过挤破液体包,使液体与白色粉末接触产生二氧化碳气体,实现气球自动充气。
(1)为检验气体是二氧化碳,可选用 (填试剂名称)。?
探究一:液体包内溶液酸碱性的探究
(2)室温时,用pH试纸测得溶液的pH=3,则该溶液呈 性。?
探究二:白色粉末成分的探究
[猜想与假设] 甲同学认为是碳酸钙;乙同学认为是碳酸钠;丙同学认为是碳酸氢钠。
[设计并进行实验]
(3)将少量白色粉末放入水中搅拌,固体全部溶解,说明甲同学的猜想 (填“正确”或“不正确”)。?
(4)室温时,分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%盐酸(装置如图T10-15),记录如表:
图T10-15
实验
编号
锥形瓶内的物质
最终得到CO2体积/mL
名称
质量/g
①
碳酸氢钠
0.10
V1
②
碳酸钠
0.10
V2
③
白色粉末
x
V1
实验①的化学方程式为 ;?
表中x= ;V1 (填“>”“<”或“=”)V2。?
[分析并得出结论]
(5)白色粉末是 。?
2.[2017·贵港] 某化学兴趣小组学习碱的性质后,到实验室做实验,小明将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象,然后向得到的溶液中滴加CaCl2溶液,生成白色沉淀;小杰做的实验与小明一样,但没有出现白色沉淀。他们为了查明原因,查阅资料:①CO2与NaOH反应的产物与反应物的量有关,少量CO2得到Na2CO3,过量CO2得到NaHCO3,反应的化学方程式:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3;②Ca(HCO3)2溶于水,溶液显碱性;③CaCl2溶液显中性;④Na2CO3、NaHCO3溶液都显碱性,都能与酸反应;⑤铝、锌、铁、铜的盐溶液与NaHCO3溶液混合会产生沉淀。
他们对CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质是什么进行探究。
[猜想与假设] 猜想①:Na2CO3;猜想②:NaHCO3;猜想③:Na2CO3、NaOH;猜想④: 。?
[实验探究]
实验操作
实验现象
结论
(1)取适量反应后的溶液于试管中,加入适量的CaCl2溶液,振荡;再加入 ?
无明显现象;
有气泡产生
猜想②成立,反应的化学方程式为:?
?
?
(2)取适量反应后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,振荡;过滤,取滤液于另一支试管中,滴加 ?
产生白色沉淀;
?
?
猜想③成立
[继续探究] 将4.0 g NaOH固体溶解在100 mL水中,然后通入4.0 g二氧化碳气体,充分反应后,所得溶液的溶质是 。?
3.[2018·宿迁] 实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种。为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
[提出猜想] 甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。?
[设计实验]
方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液),振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。?
方案2:取8 g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图T10-16所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
图T10-16
若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。?
实验时要先通CO再加热的目的是 。?
[数据处理]
等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。?
[实验反思]
图T10-16虚线框内的装置是用于吸收CO2,并收集CO,请从图T10-17(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。?
图T10-17
类型三 有关氢氧化钠、氢氧化钙变质的探究
4 [2016·丽水] 小科同学对实验中已经变质的氢氧化钠固体进行探究。
[提出问题] 氢氧化钠是否完全变质?
[猜想与假设] ①部分变质,固体是NaOH和Na2CO3的混合物;
②全部变质,固体是Na2CO3。
[查阅资料] ①NaOH溶液与FeCl3溶液会发生反应,有红褐色絮状沉淀等现象出现;
②NaCl溶液和BaCl2溶液均呈中性。
[进行实验]
步骤
实验操作
实验现象
1
取少量固体于小烧杯中,加水充分溶解
固体全部溶解
2
取少量烧杯中的溶液于试管中,加入过量的BaCl2溶液
产生白色沉淀
3
取 于另一试管中,再加入少量FeCl3溶液?
产生红褐色絮状沉淀
[解释与结论]
(1)请将步骤3实验操作补充完整。
(2)步骤2加入过量BaCl2溶液的目的是 。?
(3)根据实验现象,可确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。
[交流与评价] 小科同学把步骤3中的FeCl3溶液改成无色酚酞试液,若无色酚酞试液变红,也可以确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。你认为是否合理? 。?
1.[2018·衢州] 为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如图T10-18甲、乙两图所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)
甲 乙
图T10-18
(1)小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确,并说明理由: 。?
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为 。
(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在图T10-19中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。
图T10-19
2.碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物,常用作干燥剂。碱石灰在空气中久置会吸收空气中的水和二氧化碳而变质。某实验小组为确定一瓶久置的碱石灰样品的成分,设计了如图T10-20所示实验流程。请你参与探究过程:
图T10-20
[查阅资料] ①Ca(OH)2、Na2CO3溶于水无明显的温度变化;②CaCl2溶液呈中性。
(1)在操作一实验过程中,同学们发现向样品中加水时还放出大量的热。据此实验,下列对样品成分分析正确的是 (填序号)。?
A.一定有NaOH
B.一定有Na2CO3
C.一定有CaO
D.至少有NaOH、CaO中的一种
(2)在操作二之后所得的固体A中一定含有 。?
(3)实验小组的同学继续对溶液B中的溶质进行了探究。
[猜想假设] 猜想一:NaOH;猜想二:Na2CO3;
猜想三:NaOH和Na2CO3;猜想四:Ca(OH)2和 。?
[实验验证] 为进一步确认溶液B中溶质的成分,做了如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量溶液B于试管中,加入足量CaCl2溶液
②过滤,用pH试纸检测滤液的pH
① ? ?
②pH>7
猜想三正确
实验步骤①中发生反应的化学方程式是 ,其实验目的是 ? 。?
[反思评价] 对于像碱石灰这样容易变质的物质,保存时需要注意密封保存。
3.[2016·大连] 为了证明氢氧化钙溶液与稀盐酸能发生反应,氢氧化钠溶液与二氧化碳能发生反应。用如图T10-21所示装置进行实验(装置气密性良好,实验前弹簧夹K1、K2处于关闭状态)。
图T10-21
实验一:氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应。
(1)实验过程中需缓缓通入氮气,其作用是什么? 。?
(2)写出氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应的实验操作及现象:? 。?
实验二:氢氧化钠溶液与二氧化碳反应。
(3)打开活塞Ⅱ,将足量氢氧化钠溶液加入锥形瓶中,立即关闭活塞Ⅱ,写出利用图示装置证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验操作及现象:? 。?
(4)实验后,取B中锥形瓶内的溶液,倒入烧杯中,若溶液呈红色,设计实验方案,探究该溶液中是否有氢氧化钠,写出实验操作、预期现象和结论? 。?
类型四 有关影响化学反应速率因素的探究
5 [2018·绍兴] 小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
(1)图T10-22中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中 管接c。?
图T10-22
(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验,获得表格数据。由此推断实验是通过 来体现反应快慢的。?
序号
盐酸溶液浓度
2分钟内产生氢气的体积
1
5%
10 mL
2
15%
28 mL
(3)小敏分析数据得到如下结论:锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关。盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为该结论不可靠,他们的依据是:? 。?
(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速率并没有随盐酸浓度的减小而减慢。查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与 有关.?
【方法技巧】首先我们要知道的是物质之间发生化学反应的实质是分子之间的有效碰撞。在众多分子运动过程当中,大多数的碰撞是无效碰撞,只有少部分是有效碰撞,有效碰撞将发生化学反应。所以影响化学反应速率的因素有四个:反应物的浓度、温度、压强以及催化剂。
本题题干探究的是反应物的浓度对反应速率的影响。当然在设计实验时需要设置对照实验,并注意排除实验的偶然性,同时化学反应速率是一个抽象的概念,需要用直观的现象显示出来,即用到了转换法。
1.[2017·衢州] 整理实验器材时,小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物,倒入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。 ②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯根据下表进行实验,观察并记录现象。
组别
第一组
第二组
A
B
C
D
金属
锌片
绑有铜片的锌片
铁片
绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液/mL
20
?
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)第一组实验中“?”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硫酸铜溶液混合后,锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因:? 。?
2.[2017·丽水] 小峰和小刚阅读试剂标签后发现,市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%,含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”,他俩设计了制取氧气的直立型装置,并与斜卧型装置比较,如图T10-23所示,在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体,用同一酒精灯分别加热,用同一型号的集气瓶收集气体,每组实验进行五次,实验数据取平均值后记录如下表:
图T10-23
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒
59
68
收集2瓶氧气所需时间/秒
95
108
收集氧气的总体积/毫升
525
476
(1)收集2瓶氧气,所需时间较短的装置类型是 。?
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体,斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是 。?
(3)根据2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现,斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值,他们对其原因进行了探究。
[提出假设] 小峰假设:反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气;
你的假设: 。?
[设计实验] 要验证小峰的假设能否成立,请设计简明的实验方案:? 。?
3.[2018·温州] 二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力,小明按图T10-24甲所示装置进行了如下实验。
乙
图T10-24
①取1.5 mg过氧化氢酶和8 mL蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2 mL气体,用注射器B将2 mL H2O2溶液注入容器中,采集数据。直至反应结束。
③用3.1 mg、5.6 mg过氧化氢酶及1.5 mg、5.6 mg、10.7 mg二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2 mL H2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2 mL气体,其目的是 。?
(2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论,其依据是 。?
(3)查阅资料得知:过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由:? 。?
4.[2017·杭州] 小金利用如图T10-25所示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和 Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
图T10-25
(1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。?
(2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/g
m1
m2
2
取黑色粉末,用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末,加入稀盐酸
全部溶解,有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末,加入足量硫酸铜溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。?
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为 g,这可成为支持上述猜想的新证据。?
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和 Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的 (填写化学性质)。?
参考答案
◆分类突破
例1 (1)CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O
(2)D装置中的固体由白色变蓝色
(3)尾气处理(或储存气体)
(4)(a-c)>8(d-b)9
针对训练
1.(1)检验CO2是否除尽
(2)不能,因为氢气也能还原氧化铜(合理即可)
(3)不可靠,因为进入装置D的气体中混有水蒸气
(4)NaOH和BaCl2溶液
2.(1)④
(2)①②
(3)②⑤①
(4)④①②③⑤④①
[解析] (1)无水硫酸铜粉末遇水变蓝色,所以检验气体中是否存在水蒸气应用无水硫酸铜粉末,可将该气体通入装置④。(2)检验二氧化碳用澄清石灰水,除去二氧化碳用氢氧化钠浓溶液。将气体依次通过装置①②,可检验并除去该气体中的二氧化碳。(3)为了避免二氧化碳的干扰,检验气体中是否存在一氧化碳,首先要除去二氧化碳,再将气体通过灼热的氧化铜,如反应后有二氧化碳生成即可证明气体中存在一氧化碳,所以可将该气体依次通过装置②⑤①。(4)要验证该气体的成分,应先通过无水硫酸铜粉末检验是否存在水蒸气,再通过澄清的石灰水来检验是否存在二氧化碳,通过氢氧化钠浓溶液将可能存在的二氧化碳除干净,然后将气体通入浓硫酸中除去水蒸气,再通过灼热的氧化铜,将反应后的气体先通过无水硫酸铜粉末检验是否有水生成,判断氢气是否存在,再通过澄清的石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊判断一氧化碳是否存在。故将气体依次通过装置④①②③⑤④①,可一次性确定该气体的成分。
3.(1)检验并吸收二氧化硫,防止对二氧化碳的验证产生干扰
(2)B中品红溶液不褪色,C中溶液变浑浊
(3)CO2、SO2
(4)有道理,CO2气体对CO气体的验证没有干扰
[解析] (1)二氧化硫气体与装置A中高锰酸钾溶液反应使其褪色,证明气体中含有二氧化硫,同时利用该反应还能吸收二氧化硫。(2)通过装置B中的品红溶液不褪色,证明二氧化硫已除尽,再将混合气体通入装置C中,二氧化碳会与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,通过装置B和C中的现象证明有二氧化碳气体的存在。(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,二氧化硫和二氧化碳气体同时进入氢氧化钡溶液中,由于二氧化碳、二氧化硫均能使氢氧化钡溶液出现浑浊,所以无法判断是二氧化硫还是二氧化碳气体。(4)原装置中省略D装置时,二氧化碳气体和一氧化碳的混合气体同时通过灼热的氧化铜,二氧化碳不与灼热的氧化铜反应,所以对实验没有干扰。
例2 (1)BE 检查装置气密性 (2)可控制反应的发生和停止 把燃着的木条放到b导管口处,若木条熄灭,说明已经收集满 ab
[解析] (1)实验室用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾是固体,反应条件是加热,选取的发生装置是B;要想收集较纯净的氧气,应该用排水法,所以收集装置选E。向气体发生装置内加入药品前应进行的操作是检查装置气密性。(2)夹上G装置中的弹簧夹后,产生的二氧化碳增多,气压增大,会把稀盐酸压到多孔隔板以下,接触不到石灰石,反应停止,再打开弹簧夹,二氧化碳从导管中排出,气压减小,稀盐酸就会重新与石灰石接触,反应开始,所以与A相比较G的优点是可随时控制反应的发生和停止。若用F装置收集二氧化碳,二氧化碳用向上排空气法收集,从长管进,短管出,因此检验二氧化碳已收集满的方法是把燃着的木条放到b导管口处,若木条熄灭,证明已收集满。要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性,即证明废液中含有稀盐酸,可利用酸的性质进行检验。紫色石蕊试液遇酸变红,石灰石和盐酸反应有气泡产生,所以a、b正确;稀盐酸和氢氧化钠反应,但是没有明显现象,硝酸银和盐酸、氯化钙反应均产生白色沉淀,稀盐酸和铜不反应,所以c、d、e错误。
针对训练
1.(1)锥形瓶
(2)②④⑦ a Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(3)酒精灯 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 没有等气泡连续且均匀时就开始收集(或装水的集气瓶中留有气泡,或装置气密性不好等,合理即可)
2.(1)长颈漏斗 锥形瓶
(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
2H2O22H2O+O2↑ CD
(3)A 质量 过滤 (4)①下降 ②abc
3.[设计实验] 稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速率
[实验探究] 连续、均匀 36
[继续探究] 收集氧气的装置前增加气体干燥装置,再用排油法收集氧气
例3 (1)稀硝酸 (2)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(3)ADBEC
(4)将装置D中反应生成的二氧化碳完全排净,让E中碱石灰完全吸收
(5)取上层清液少许于一支洁净的试管中,向其中滴加氯化钡溶液少许,若没有沉淀生成,则可证明氯化钡溶液已经过量
针对训练
1.(1)澄清石灰水 (2)酸 (3)不正确
(4)NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
0.10 >
(5)碳酸氢钠
2.[猜想与假设] Na2CO3、NaHCO3
[实验探究] (1)稀盐酸 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)无色酚酞溶液 酚酞溶液变红
[继续探究] Na2CO3、NaHCO3
[解析] 本题考查的是物质变化规律,结合题目中所提供的信息解答。
[猜想与假设] 由查阅资料中的信息可知,二氧化碳与氢氧化钠反应可能生成碳酸钠,也可能生成碳酸氢钠,同时反应中可能氢氧化钠有剩余,故反应后溶液中的物质可能是碳酸钠,也可能是碳酸氢钠,还可能是氢氧化钠与碳酸钠的混合物、碳酸钠与碳酸氢钠的混合物。
[实验探究] (1)结论是猜想②成立,即溶液中只有碳酸氢钠,故加入氯化钙溶液无现象,碳酸氢钠和酸反应会生成气体二氧化碳,故继续加入的物质是稀盐酸(或者稀硫酸),碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(2)结论是猜想③成立,即溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀,将碳酸钠完全反应后再向滤液中加入无色酚酞溶液,若含有氢氧化钠则无色酚酞溶液会变红。
[继续探究] 从二氧化碳与氢氧化钠的反应可以看出,若反应中二氧化碳、氢氧化钠微粒个数比为1∶1时则生成碳酸氢钠,若二氧化碳、氢氧化钠的微粒个数比为1∶2时,则生成碳酸钠,而题目中所给二氧化碳、氢氧化钠的微粒个数比为4.0 g44:4.0 g40=1011,因为12<1011<11,故应该得到碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
3.[提出猜想] 铜粉和氧化铁粉末
[设计实验] 稀盐酸 无明显现象
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
排净硬质玻璃管中的空气,防止爆炸
[数据处理] 5.6≤m<8
[实验反思] ③
例4 [解释与结论] (1)步骤2试管静置后的少量上层清液
(2)除去碳酸钠,排除对后续的NaOH检验的干扰
[交流与评价] 合理(或是)
针对训练
1.(1)不正确,无论氢氧化钠是否变质,都能使无色酚酞变红色
(2)部分变质
(3)如图所示
2.(1)D (2)碳酸钙 (3)[猜想假设] NaOH
[实验验证] 生成白色沉淀 CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3↓ 除尽溶液B中的Na2CO3,避免干扰NaOH的检验
3.(1)排出装置内的空气
(2)打开活塞Ⅰ,将稀盐酸慢慢滴入氢氧化钙溶液中,直至A锥形瓶中的溶液恰好由红色变为无色,此时氢氧化钙与盐酸恰好完全反应
(3)打开K2,A中液体倒吸入B中,并产生白色沉淀,原因是Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl
(4)取B中反应后的上层清液,加入足量氯化钙(或氯化钡)溶液,至不再产生沉淀为止,若溶液红色不褪去,则含氢氧化钠,反之没有
例5 (1)b
(2)相同时间内产生气体的体积
(3)没有换用不同浓度的稀盐酸多次实验,无法排除实验的偶然性
(4)温度
针对训练
1.(1)20
(2)相同时间收集到氢气(气体)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
2.(1)直立型
(2)斜卧型装置中的固体被气流带到试管口(或棉花团)附近的更多,未完全反应的更多,所以收集到的氧气较少
(3)反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气) 取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若冷却后测得二氧化锰的质量不变,证明小峰的假设不成立,否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若不能使带火星的木条复燃,证明小峰的假设不成立,否则假设成立)
3.(1)使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同
(2)相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压,过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内,与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)
(3)过氧化氢酶质量过大,可能导致反应过快,温度过高,降低了酶的活性
4.(1)在装置末端尖嘴导管处,放置燃着的酒精灯(合理即可)
(2)①Fe+2HClFeCl2+H2↑ ②4.64
(3)还原性和可燃性(写出还原性即可)
热点搜寻: 中考中化学部分的实验探究题主要集中在以下一些内容上:①气体的制取与检验,这其中包括氧气、二氧化碳气体的制取与干燥,还包括一氧化碳气体、二氧化碳气体、氢气、甲烷等气体的检验,其中往往还包含装置的组装与连接等。②有关常见物质性质的探究,如常见金属性质的探究、常见碱(氢氧化钠、氢氧化钙)性质的探究、常见酸(盐酸、硫酸)性质的探究、常见盐(碳酸钠、碳酸钙)性质的探究、催化剂性质的探究等。③有关影响化学反应速率的探究如催化剂、反应物的浓度、温度等因素对化学反应速率有什么样的影响。
类型一 有关气体的制取与检验的探究
考向一 气体的检验与装置的连接
1 [2016·金华] 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。
图T10-1
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。请回答下列问题。
反应前后
反应前
反应后
C装置中的玻璃管与固体的总质量/g
a
c
D装置中的U形管与固体的总质量/g
b
d
(1)请写出A装置中反应的化学方程式: 。?
(2)一定能证明原混合气体中有氢气存在的实验现象是 。?
(3)F装置的作用:①“抽气”;② 。?
(4)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)。?
【解法指导】 对于氢气、一氧化碳等气体的检验,最常用的方法是将其点燃,或作为还原性气体与金属氧化物反应,然后通过反应后的产物进行鉴别。在本题中,还要注意要“一定”能证明有氢气存在的现象,因此必须答出能体现氢气反应后产物的现象。要用定量式来表示一氧化碳的存在,可以抓住装置C、D中的质量变化。C中反应前后质量之差代表被还原的氧化铜中氧元素的质量(m),D中的质量之差代表氢气还原氧化铜后生成的水的质量,然后根据氢气还原氧化铜的化学方程式,写出被氢气还原的氧化铜中氧元素的质量(n),最后要证明有CO存在,则必须使m>n。
1.[2017·金华] 已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分,科学研究小组的同学经过讨论,设计了如图T10-2Ⅰ所示的实验方案。
Ⅰ
Ⅱ
图T10-2
根据方案回答下列问题:
(1)装置C在实验中的作用是 。?
(2)仅根据装置D中黑色粉末变红这一现象,能否证明混合气体中一定存在CO?请判断并说明理由 。?
(3)小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象,得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为该结论是否可靠?请说明理由: 。为证明CO2和NaOH能发生反应,小丁又设计了图Ⅱ所示的方案。则图Ⅱ方案中所加试剂X应该是 。?
2.[2018·青岛] 某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用图T10-3中的实验装置设计实验,探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空(装置可以重复使用,除杂试剂均足量)。
提示:CO+CuOCu+CO2,H2+CuOCu+H2O;无水硫酸铜粉末遇水变蓝色。
图T10-3
(1)若检验气体中是否存在水蒸气,可将该气体通入装置 。?
(2)将气体依次通过装置 ,可检验并除去该气体中的二氧化碳。?
(3)若检验气体中是否存在一氧化碳,可将该气体依次通过装置 。?
(4)将气体依次通过装置 ,可一次性确定该气体的成分。?
3.[2018·金华] 某混合气体由CO、CO2、SO2三种气体组成,某兴趣小组对此进行了相关实验。
[查阅资料] ①SO2能使品红溶液褪色;②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊;④CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
[实验研究] 为验证这三种气体,同学们设计并进行如下实验:
图T10-4
[事实与结论] 通过实验验证了以上三种气体都存在。
(1)装置A的作用是 。?
(2)能证明气体中含有CO2的现象是 。?
[反思与评价]
(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,则无法验证的气体是 。?
(4)有同学提出上述原装置中省略装置D也能达到实验目的,你认为该同学的设计有无道理并说明理由: 。?
考向二 气体的制取与装置的连接
2 [2018·包头] 根据图T10-5回答问题。
图T10-5
(1)实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,应选用的装置是 (填字母)。向气体发生装置内加入药品前应进行的操作是 。?
(2)实验室用石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳时,可选用发生装置A或G,G与A相比较,其优点是 ;若用F装置收集二氧化碳,检验二氧化碳已收集满的方法是 。如果要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性,可选用的试剂是 (填字母)。?
a.紫色石蕊试液 b.石灰石
c.氢氧化钠溶液 d.硝酸银溶液 e.铜
【方法技巧】常见气体的制备一般包括以下流程:
气体制取的发生装置一般有固固加热型、固液常温型两种;净化的方式一般为吸收法和转换法;干燥装置中的干燥剂可分成碱性干燥剂、酸性干燥剂、中性干燥剂三种;气体的收集方式一般有向上或向下排空气法、排水法这三种常见的方式;而尾气处理的方式一般有燃烧法、吸收法、收集法、重复利用法等方式。
1.[2018·龙东] 实验室中有下列仪器:
图T10-6
(1)填写标号⑦仪器名称: 。?
(2)实验室制取CO2并欲得到平稳的气流,应选择发生装置的仪器组合为 (选择一套,填序号),当用如图T10-7装置收集CO2气体时,具体应从 (选填“a”或“b”)端进入,写出检验CO2的化学方程式: 。?
图T10-7
(3)若用高锰酸钾制取氧气,还需要补充的实验仪器为 ,反应的化学方程式为 ,用排水法收集O2,所得气体不纯的原因可能是 (答一条)。?
2.[2016·徐州] 请根据下列实验装置回答问题。
图T10-8
(1)写出仪器①②的名称:①是 ,?
②是 。?
(2)实验室常用B装置制取CO2,发生反应的化学方程式为? 。用该发生装置也可以制取氧气,反应的化学方程式为 ,收集氧气的装置为 (填序号)。?
(3)加热二氧化锰和氯酸钾的固体混合物生成氯化钾和氧气,应选用的发生装置为 (填序号),二氧化锰是该反应的催化剂,则二氧化锰的 ?
和化学性质在反应前后没有发生变化。实验结束后,欲从氯化钾和二氧化锰的混合物中回收二氧化锰,需要进行溶解、 、洗涤、干燥等操作。?
(4)向盛满氧气的集气瓶中倒入迅速冷却的沸水,立即塞紧两端开口的细玻璃管的橡皮塞,用注射器向玻璃管中注水至P处,装置如图T10-9所示。
图T10-9
①手拿集气瓶在水平面上摇晃数十次后,看到玻璃管中的液面将 (填“上升”“下降”或“不变”)。?
②下列有关该实验的说法正确的是 。?
a.可说明有少量氧气溶于水中
b.应保证装置有良好的气密性
c.用迅速冷却的沸水是因为其中几乎不含氧气
3.[2018·金华] 小君和小英同学发现:带火星的竹签在空气中不会复燃,若用装有60%水的集气瓶倒置在水槽中收集氧气,得到的气体能使带火星的竹签复燃,为了找到能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,他们进行了如下探究。
图T10-10
[设计实验] 小君设计了如图T10-10的装置,该装置的圆底烧瓶中放入25毫升水的目的是 。?
[实验探究] 第一组实验:取3只集气瓶,编号为①、②、③,分别装入15%、30%和45%的水,盖上玻璃片倒置在水槽中。当气泡?
放出后,将导管口伸入集气瓶把其中的水全部排出,将相同的3支带火星竹签分别插入①~③号瓶中,记录实验现象。
获得第一组实验现象后,小君又做了第二组实验,并记录实验现象,两组实验数据和现象见下表:
实验分组
第一组
第二组
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
集气瓶装水的体积分数/%
15
30
45
34
38
42
带火星竹签状况
亮
很亮
复燃
很亮
复燃
复燃
得出上述两组实验现象后,小英认为还不能确定能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值,需继续进行实验。则实验序号⑦的集气瓶装水的体积分数应该是 %。?
[实验结论] 再经过数次实验并计算后得出:能使带火星竹签复燃的氧气含量最小值为48.7%。
[继续探究] 小君认为采用该方法收集的氧气中含有一定量的水蒸气,请你提出实验改进的措施: 。?
类型二 有关物质成分的探究
3 [2017·金华] 小苏打(NaHCO3)和食盐(NaCl)是厨房中常见物质。现有一包白色固体,可能由其中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
[实验目的] 确定白色固体的组成。
[实验方案]
图T10-11
[实验结论] 该白色固体由NaHCO3和NaCl两种物质组成。
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是 。?
(2)写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式: 。?
(二)定量分析
[实验目的] 测定该白色固体中NaHCO3的质量分数。
为了测定该样品中NaHCO3的质量分数,小吕、小周分别取a克该样品,设计了如下方案;
小吕方案Ⅰ:利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中NaHCO3的质量分数。
(3)小吕用下列装置完成本实验,装置的连接顺序是 (填序号)。?
图T10-12
(4)D装置中的反应完全后,再次通入空气,其目的是?_________________________。?
小周方案Ⅱ:小周用沉淀法测定样品中NaHCO3的质量分数,操作流程如下。
图T10-13
(5)为使定量分析更准确,在操作Ⅰ之前,需判断所加BaCl2溶液是否过量,请你设计一个合理方案: 。?
1.[2017·自贡] 某研究小组对自动充气气球(示意图如图T10-14)进行下列探究。
图T10-14
[查阅资料] 该气球充气原理是:通过挤破液体包,使液体与白色粉末接触产生二氧化碳气体,实现气球自动充气。
(1)为检验气体是二氧化碳,可选用 (填试剂名称)。?
探究一:液体包内溶液酸碱性的探究
(2)室温时,用pH试纸测得溶液的pH=3,则该溶液呈 性。?
探究二:白色粉末成分的探究
[猜想与假设] 甲同学认为是碳酸钙;乙同学认为是碳酸钠;丙同学认为是碳酸氢钠。
[设计并进行实验]
(3)将少量白色粉末放入水中搅拌,固体全部溶解,说明甲同学的猜想 (填“正确”或“不正确”)。?
(4)室温时,分别向盛有碳酸氢钠、碳酸钠和白色粉末样品的锥形瓶中注入等体积、足量的10%盐酸(装置如图T10-15),记录如表:
图T10-15
实验
编号
锥形瓶内的物质
最终得到CO2体积/mL
名称
质量/g
①
碳酸氢钠
0.10
V1
②
碳酸钠
0.10
V2
③
白色粉末
x
V1
实验①的化学方程式为 ;?
表中x= ;V1 (填“>”“<”或“=”)V2。?
[分析并得出结论]
(5)白色粉末是 。?
2.[2017·贵港] 某化学兴趣小组学习碱的性质后,到实验室做实验,小明将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象,然后向得到的溶液中滴加CaCl2溶液,生成白色沉淀;小杰做的实验与小明一样,但没有出现白色沉淀。他们为了查明原因,查阅资料:①CO2与NaOH反应的产物与反应物的量有关,少量CO2得到Na2CO3,过量CO2得到NaHCO3,反应的化学方程式:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3;②Ca(HCO3)2溶于水,溶液显碱性;③CaCl2溶液显中性;④Na2CO3、NaHCO3溶液都显碱性,都能与酸反应;⑤铝、锌、铁、铜的盐溶液与NaHCO3溶液混合会产生沉淀。
他们对CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质是什么进行探究。
[猜想与假设] 猜想①:Na2CO3;猜想②:NaHCO3;猜想③:Na2CO3、NaOH;猜想④: 。?
[实验探究]
实验操作
实验现象
结论
(1)取适量反应后的溶液于试管中,加入适量的CaCl2溶液,振荡;再加入 ?
无明显现象;
有气泡产生
猜想②成立,反应的化学方程式为:?
?
?
(2)取适量反应后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,振荡;过滤,取滤液于另一支试管中,滴加 ?
产生白色沉淀;
?
?
猜想③成立
[继续探究] 将4.0 g NaOH固体溶解在100 mL水中,然后通入4.0 g二氧化碳气体,充分反应后,所得溶液的溶质是 。?
3.[2018·宿迁] 实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种。为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
[提出猜想] 甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。?
[设计实验]
方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液),振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。?
方案2:取8 g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图T10-16所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
图T10-16
若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。?
实验时要先通CO再加热的目的是 。?
[数据处理]
等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。?
[实验反思]
图T10-16虚线框内的装置是用于吸收CO2,并收集CO,请从图T10-17(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。?
图T10-17
类型三 有关氢氧化钠、氢氧化钙变质的探究
4 [2016·丽水] 小科同学对实验中已经变质的氢氧化钠固体进行探究。
[提出问题] 氢氧化钠是否完全变质?
[猜想与假设] ①部分变质,固体是NaOH和Na2CO3的混合物;
②全部变质,固体是Na2CO3。
[查阅资料] ①NaOH溶液与FeCl3溶液会发生反应,有红褐色絮状沉淀等现象出现;
②NaCl溶液和BaCl2溶液均呈中性。
[进行实验]
步骤
实验操作
实验现象
1
取少量固体于小烧杯中,加水充分溶解
固体全部溶解
2
取少量烧杯中的溶液于试管中,加入过量的BaCl2溶液
产生白色沉淀
3
取 于另一试管中,再加入少量FeCl3溶液?
产生红褐色絮状沉淀
[解释与结论]
(1)请将步骤3实验操作补充完整。
(2)步骤2加入过量BaCl2溶液的目的是 。?
(3)根据实验现象,可确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。
[交流与评价] 小科同学把步骤3中的FeCl3溶液改成无色酚酞试液,若无色酚酞试液变红,也可以确定该固体是NaOH和Na2CO3的混合物。你认为是否合理? 。?
1.[2018·衢州] 为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品是否全部变质,小柯取少量样品配制成溶液,再取少量溶液分别装入两支试管中,进行了如图T10-18甲、乙两图所示实验。(注:BaCl2溶液呈中性)
甲 乙
图T10-18
(1)小柯认为“甲图实验说明了氢氧化钠固体部分变质”。你认为小柯的观点是否正确,并说明理由: 。?
(2)分析乙图实验的现象,可以确定样品的变质情况为 。
(3)进一步探究:另取少量样品溶液,加入一定质量分数的稀盐酸,直至过量。请在图T10-19中画出“生成CO2的质量随加入稀盐酸质量变化”的大致图像。
图T10-19
2.碱石灰是CaO和NaOH固体的混合物,常用作干燥剂。碱石灰在空气中久置会吸收空气中的水和二氧化碳而变质。某实验小组为确定一瓶久置的碱石灰样品的成分,设计了如图T10-20所示实验流程。请你参与探究过程:
图T10-20
[查阅资料] ①Ca(OH)2、Na2CO3溶于水无明显的温度变化;②CaCl2溶液呈中性。
(1)在操作一实验过程中,同学们发现向样品中加水时还放出大量的热。据此实验,下列对样品成分分析正确的是 (填序号)。?
A.一定有NaOH
B.一定有Na2CO3
C.一定有CaO
D.至少有NaOH、CaO中的一种
(2)在操作二之后所得的固体A中一定含有 。?
(3)实验小组的同学继续对溶液B中的溶质进行了探究。
[猜想假设] 猜想一:NaOH;猜想二:Na2CO3;
猜想三:NaOH和Na2CO3;猜想四:Ca(OH)2和 。?
[实验验证] 为进一步确认溶液B中溶质的成分,做了如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量溶液B于试管中,加入足量CaCl2溶液
②过滤,用pH试纸检测滤液的pH
① ? ?
②pH>7
猜想三正确
实验步骤①中发生反应的化学方程式是 ,其实验目的是 ? 。?
[反思评价] 对于像碱石灰这样容易变质的物质,保存时需要注意密封保存。
3.[2016·大连] 为了证明氢氧化钙溶液与稀盐酸能发生反应,氢氧化钠溶液与二氧化碳能发生反应。用如图T10-21所示装置进行实验(装置气密性良好,实验前弹簧夹K1、K2处于关闭状态)。
图T10-21
实验一:氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应。
(1)实验过程中需缓缓通入氮气,其作用是什么? 。?
(2)写出氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应的实验操作及现象:? 。?
实验二:氢氧化钠溶液与二氧化碳反应。
(3)打开活塞Ⅱ,将足量氢氧化钠溶液加入锥形瓶中,立即关闭活塞Ⅱ,写出利用图示装置证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验操作及现象:? 。?
(4)实验后,取B中锥形瓶内的溶液,倒入烧杯中,若溶液呈红色,设计实验方案,探究该溶液中是否有氢氧化钠,写出实验操作、预期现象和结论? 。?
类型四 有关影响化学反应速率因素的探究
5 [2018·绍兴] 小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
(1)图T10-22中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中 管接c。?
图T10-22
(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验,获得表格数据。由此推断实验是通过 来体现反应快慢的。?
序号
盐酸溶液浓度
2分钟内产生氢气的体积
1
5%
10 mL
2
15%
28 mL
(3)小敏分析数据得到如下结论:锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关。盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为该结论不可靠,他们的依据是:? 。?
(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速率并没有随盐酸浓度的减小而减慢。查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与 有关.?
【方法技巧】首先我们要知道的是物质之间发生化学反应的实质是分子之间的有效碰撞。在众多分子运动过程当中,大多数的碰撞是无效碰撞,只有少部分是有效碰撞,有效碰撞将发生化学反应。所以影响化学反应速率的因素有四个:反应物的浓度、温度、压强以及催化剂。
本题题干探究的是反应物的浓度对反应速率的影响。当然在设计实验时需要设置对照实验,并注意排除实验的偶然性,同时化学反应速率是一个抽象的概念,需要用直观的现象显示出来,即用到了转换法。
1.[2017·衢州] 整理实验器材时,小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物,倒入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。 ②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯根据下表进行实验,观察并记录现象。
组别
第一组
第二组
A
B
C
D
金属
锌片
绑有铜片的锌片
铁片
绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液/mL
20
?
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)第一组实验中“?”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硫酸铜溶液混合后,锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因:? 。?
2.[2017·丽水] 小峰和小刚阅读试剂标签后发现,市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%,含水量可以忽略不计。为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”,他俩设计了制取氧气的直立型装置,并与斜卧型装置比较,如图T10-23所示,在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体,用同一酒精灯分别加热,用同一型号的集气瓶收集气体,每组实验进行五次,实验数据取平均值后记录如下表:
图T10-23
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒
59
68
收集2瓶氧气所需时间/秒
95
108
收集氧气的总体积/毫升
525
476
(1)收集2瓶氧气,所需时间较短的装置类型是 。?
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体,斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是 。?
(3)根据2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现,斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值,他们对其原因进行了探究。
[提出假设] 小峰假设:反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解放出氧气;
你的假设: 。?
[设计实验] 要验证小峰的假设能否成立,请设计简明的实验方案:? 。?
3.[2018·温州] 二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为了比较两者的催化能力,小明按图T10-24甲所示装置进行了如下实验。
乙
图T10-24
①取1.5 mg过氧化氢酶和8 mL蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
②用注射器A从容器中抽出2 mL气体,用注射器B将2 mL H2O2溶液注入容器中,采集数据。直至反应结束。
③用3.1 mg、5.6 mg过氧化氢酶及1.5 mg、5.6 mg、10.7 mg二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(1)步骤②将注射器B中的2 mL H2O2溶液全部注入容器前,用注射器A先从容器中抽出2 mL气体,其目的是 。?
(2)小明分析相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强”这一结论,其依据是 。?
(3)查阅资料得知:过氧化氢分解为放热反应。小明推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中过氧化氢分解突然变慢。请说明其理由:? 。?
4.[2017·杭州] 小金利用如图T10-25所示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和 Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
图T10-25
(1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。?
(2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/g
m1
m2
2
取黑色粉末,用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末,加入稀盐酸
全部溶解,有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末,加入足量硫酸铜溶液
有红色物质生成
无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 。?
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为 g,这可成为支持上述猜想的新证据。?
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和 Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的 (填写化学性质)。?
参考答案
◆分类突破
例1 (1)CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O
(2)D装置中的固体由白色变蓝色
(3)尾气处理(或储存气体)
(4)(a-c)>8(d-b)9
针对训练
1.(1)检验CO2是否除尽
(2)不能,因为氢气也能还原氧化铜(合理即可)
(3)不可靠,因为进入装置D的气体中混有水蒸气
(4)NaOH和BaCl2溶液
2.(1)④
(2)①②
(3)②⑤①
(4)④①②③⑤④①
[解析] (1)无水硫酸铜粉末遇水变蓝色,所以检验气体中是否存在水蒸气应用无水硫酸铜粉末,可将该气体通入装置④。(2)检验二氧化碳用澄清石灰水,除去二氧化碳用氢氧化钠浓溶液。将气体依次通过装置①②,可检验并除去该气体中的二氧化碳。(3)为了避免二氧化碳的干扰,检验气体中是否存在一氧化碳,首先要除去二氧化碳,再将气体通过灼热的氧化铜,如反应后有二氧化碳生成即可证明气体中存在一氧化碳,所以可将该气体依次通过装置②⑤①。(4)要验证该气体的成分,应先通过无水硫酸铜粉末检验是否存在水蒸气,再通过澄清的石灰水来检验是否存在二氧化碳,通过氢氧化钠浓溶液将可能存在的二氧化碳除干净,然后将气体通入浓硫酸中除去水蒸气,再通过灼热的氧化铜,将反应后的气体先通过无水硫酸铜粉末检验是否有水生成,判断氢气是否存在,再通过澄清的石灰水,观察澄清石灰水是否变浑浊判断一氧化碳是否存在。故将气体依次通过装置④①②③⑤④①,可一次性确定该气体的成分。
3.(1)检验并吸收二氧化硫,防止对二氧化碳的验证产生干扰
(2)B中品红溶液不褪色,C中溶液变浑浊
(3)CO2、SO2
(4)有道理,CO2气体对CO气体的验证没有干扰
[解析] (1)二氧化硫气体与装置A中高锰酸钾溶液反应使其褪色,证明气体中含有二氧化硫,同时利用该反应还能吸收二氧化硫。(2)通过装置B中的品红溶液不褪色,证明二氧化硫已除尽,再将混合气体通入装置C中,二氧化碳会与氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀,通过装置B和C中的现象证明有二氧化碳气体的存在。(3)若装置按C→D→A→B→E的顺序连接,二氧化硫和二氧化碳气体同时进入氢氧化钡溶液中,由于二氧化碳、二氧化硫均能使氢氧化钡溶液出现浑浊,所以无法判断是二氧化硫还是二氧化碳气体。(4)原装置中省略D装置时,二氧化碳气体和一氧化碳的混合气体同时通过灼热的氧化铜,二氧化碳不与灼热的氧化铜反应,所以对实验没有干扰。
例2 (1)BE 检查装置气密性 (2)可控制反应的发生和停止 把燃着的木条放到b导管口处,若木条熄灭,说明已经收集满 ab
[解析] (1)实验室用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾是固体,反应条件是加热,选取的发生装置是B;要想收集较纯净的氧气,应该用排水法,所以收集装置选E。向气体发生装置内加入药品前应进行的操作是检查装置气密性。(2)夹上G装置中的弹簧夹后,产生的二氧化碳增多,气压增大,会把稀盐酸压到多孔隔板以下,接触不到石灰石,反应停止,再打开弹簧夹,二氧化碳从导管中排出,气压减小,稀盐酸就会重新与石灰石接触,反应开始,所以与A相比较G的优点是可随时控制反应的发生和停止。若用F装置收集二氧化碳,二氧化碳用向上排空气法收集,从长管进,短管出,因此检验二氧化碳已收集满的方法是把燃着的木条放到b导管口处,若木条熄灭,证明已收集满。要证明制取二氧化碳实验后的废液呈酸性,即证明废液中含有稀盐酸,可利用酸的性质进行检验。紫色石蕊试液遇酸变红,石灰石和盐酸反应有气泡产生,所以a、b正确;稀盐酸和氢氧化钠反应,但是没有明显现象,硝酸银和盐酸、氯化钙反应均产生白色沉淀,稀盐酸和铜不反应,所以c、d、e错误。
针对训练
1.(1)锥形瓶
(2)②④⑦ a Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O
(3)酒精灯 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑ 没有等气泡连续且均匀时就开始收集(或装水的集气瓶中留有气泡,或装置气密性不好等,合理即可)
2.(1)长颈漏斗 锥形瓶
(2)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
2H2O22H2O+O2↑ CD
(3)A 质量 过滤 (4)①下降 ②abc
3.[设计实验] 稀释过氧化氢溶液,减缓过氧化氢的分解速率
[实验探究] 连续、均匀 36
[继续探究] 收集氧气的装置前增加气体干燥装置,再用排油法收集氧气
例3 (1)稀硝酸 (2)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O
(3)ADBEC
(4)将装置D中反应生成的二氧化碳完全排净,让E中碱石灰完全吸收
(5)取上层清液少许于一支洁净的试管中,向其中滴加氯化钡溶液少许,若没有沉淀生成,则可证明氯化钡溶液已经过量
针对训练
1.(1)澄清石灰水 (2)酸 (3)不正确
(4)NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑
0.10 >
(5)碳酸氢钠
2.[猜想与假设] Na2CO3、NaHCO3
[实验探究] (1)稀盐酸 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑ (2)无色酚酞溶液 酚酞溶液变红
[继续探究] Na2CO3、NaHCO3
[解析] 本题考查的是物质变化规律,结合题目中所提供的信息解答。
[猜想与假设] 由查阅资料中的信息可知,二氧化碳与氢氧化钠反应可能生成碳酸钠,也可能生成碳酸氢钠,同时反应中可能氢氧化钠有剩余,故反应后溶液中的物质可能是碳酸钠,也可能是碳酸氢钠,还可能是氢氧化钠与碳酸钠的混合物、碳酸钠与碳酸氢钠的混合物。
[实验探究] (1)结论是猜想②成立,即溶液中只有碳酸氢钠,故加入氯化钙溶液无现象,碳酸氢钠和酸反应会生成气体二氧化碳,故继续加入的物质是稀盐酸(或者稀硫酸),碳酸氢钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。
(2)结论是猜想③成立,即溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,碳酸钠和氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀,将碳酸钠完全反应后再向滤液中加入无色酚酞溶液,若含有氢氧化钠则无色酚酞溶液会变红。
[继续探究] 从二氧化碳与氢氧化钠的反应可以看出,若反应中二氧化碳、氢氧化钠微粒个数比为1∶1时则生成碳酸氢钠,若二氧化碳、氢氧化钠的微粒个数比为1∶2时,则生成碳酸钠,而题目中所给二氧化碳、氢氧化钠的微粒个数比为4.0 g44:4.0 g40=1011,因为12<1011<11,故应该得到碳酸钠和碳酸氢钠的混合物。
3.[提出猜想] 铜粉和氧化铁粉末
[设计实验] 稀盐酸 无明显现象
3CO+Fe2O33CO2+2Fe
排净硬质玻璃管中的空气,防止爆炸
[数据处理] 5.6≤m<8
[实验反思] ③
例4 [解释与结论] (1)步骤2试管静置后的少量上层清液
(2)除去碳酸钠,排除对后续的NaOH检验的干扰
[交流与评价] 合理(或是)
针对训练
1.(1)不正确,无论氢氧化钠是否变质,都能使无色酚酞变红色
(2)部分变质
(3)如图所示
2.(1)D (2)碳酸钙 (3)[猜想假设] NaOH
[实验验证] 生成白色沉淀 CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3↓ 除尽溶液B中的Na2CO3,避免干扰NaOH的检验
3.(1)排出装置内的空气
(2)打开活塞Ⅰ,将稀盐酸慢慢滴入氢氧化钙溶液中,直至A锥形瓶中的溶液恰好由红色变为无色,此时氢氧化钙与盐酸恰好完全反应
(3)打开K2,A中液体倒吸入B中,并产生白色沉淀,原因是Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl
(4)取B中反应后的上层清液,加入足量氯化钙(或氯化钡)溶液,至不再产生沉淀为止,若溶液红色不褪去,则含氢氧化钠,反之没有
例5 (1)b
(2)相同时间内产生气体的体积
(3)没有换用不同浓度的稀盐酸多次实验,无法排除实验的偶然性
(4)温度
针对训练
1.(1)20
(2)相同时间收集到氢气(气体)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
2.(1)直立型
(2)斜卧型装置中的固体被气流带到试管口(或棉花团)附近的更多,未完全反应的更多,所以收集到的氧气较少
(3)反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气(或反应生成的二氧化锰和锰酸钾在较高温度下受热分解放出氧气) 取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若冷却后测得二氧化锰的质量不变,证明小峰的假设不成立,否则假设成立(或取一定量的二氧化锰于试管中,加热一段时间,若不能使带火星的木条复燃,证明小峰的假设不成立,否则假设成立)
3.(1)使加入反应物后瓶内的初始气压与原有气压相同
(2)相等质量的催化剂使相等质量的过氧化氢分解达到相同气压,过氧化氢酶所需的时间更短(或相等时间内,与二氧化锰质量相同的过氧化氢酶能使瓶内气压达到更大值)
(3)过氧化氢酶质量过大,可能导致反应过快,温度过高,降低了酶的活性
4.(1)在装置末端尖嘴导管处,放置燃着的酒精灯(合理即可)
(2)①Fe+2HClFeCl2+H2↑ ②4.64
(3)还原性和可燃性(写出还原性即可)