内容正文:
专题12 探究性压轴实验题
一.实验探究题
1.(2021•苏州)石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。
Ⅰ.石灰石分解的探究
取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为1cm×1cm×0.2cm),一块不加热,另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图所示,实验现象见表1。
表1 不同条件下的实验现象
实验组别
实验条件
试管B中的现象
甲
未加热
无明显现象
乙
酒精灯加热
呈浅红色
丙
酒精喷灯加热
呈红色
(1)通过甲、乙、丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是 。
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,出现浑浊的化学方程式为 。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由: 。
(3)丙组实验中,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,至红色恰好褪去,轻轻晃动试管,溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因: 。
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中, (补充完整实验方案)。
Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究
【查阅资料】生石灰质量的优劣常采用“活性度”来街量。“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用指定浓度的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL)。消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品,并测定煅烧产物(CaO)的活性度,数据见表2。
表2 不同条件下煅烧产物的活性度(mL)
煅烧温度/
活性度/
煅烧时间
1050℃
1100℃
1150℃
1200℃
1250℃
1300℃
12min
790
836
868
808
454
412
16min
793
856
871
845
556
530
20min
795
863
873
864
617
623
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是 。
Ⅲ.石灰石用途的探究
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因: 。
【答案】(1)温度:
(2)Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;不能,酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊;
(3)氢氧化钙与盐酸反应,酚酞红色褪去;氢氧化钙微溶于水,晃动,氢氧化钙又继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红;
(4)滴入稀盐酸,有气体产生;
(5)煅烧不同的时间,在1100﹣1200范围内生成的生石灰活动度均高;
(6)石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多的铁。
【解析】
解:(1)通过甲、乙、丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是温度;
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,因为碳酸钙分解生成二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;此实验不能推断石灰石煅烧产生二氧化碳,因为酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊;
(3)丙组实验中,试管B中主要是氧化钙,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与盐酸反应,酚酞红色褪去;又因为氢氧化钙微溶于水,晃动,试管底的氢氧化钙又继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红,溶液自下而上又变为红色;
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,滴入稀盐酸,有气体产生;
(5)由表2 不同条件下煅烧产物的活性度(mL)可知石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是煅烧不同的时间,在1100﹣1200℃范围内生成的生石灰活动度均高;
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多的铁。
故答案为:
(1)温度:
(2)Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;不能,酒精燃烧也会生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊;
(3)氢氧化钙与盐酸反应,酚酞红色褪去;氢氧化钙微溶于水,晃动,氢氧化钙又继续溶解,溶液呈碱性,使酚酞变红;
(4)滴入稀盐酸,有气体产生;
(5)煅烧不同的时间,在1100﹣1200范围内生成的生石灰活动度均高;
(6)石灰石高温分解产生的二氧化碳与焦炭反应生成一氧化碳,可还原生成更多的铁。
2.(2021•南京)某兴趣小组的同学对二氧化