综合 压轴80题-【好题汇编】备战2024-2025学年九年级化学上学期期中真题分类汇编(安徽专用)
2024-09-29
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内容正文:
综合 压轴80题
内容概览
考点01 科普短文阅读———————————————————————————P1
考点02 实验基本操作———————————————————————————P3
考点03 蜡烛燃烧探究———————————————————————————P6
考点04空气中氧气含量测定————————————————————————P8
考点05氧气的化学性质———————————————————————————P13
考点06 实验室制取氧气科学探究———————————————————————P18
考点07 分子的基本性质———————————————————————————P40
考点08 水的组成—————————————————————————————P45
考点09 水的净化—————————————————————————————P48
考点10 质量守恒定律———————————————————————————P58
考点11利用化学方程式计算—————————————————————————P64
考点01科普短文阅读
1.(2023-2024九上·宿州市·期中)阅读下面科普短文。
二氧化氯是一种环保型杀菌消毒剂。在生活中主要用于饮用水的消毒和食品保鲜。
通常状况下,二氧化氯是一种黄绿色,有刺激性气味,密度比空气大,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水,且与水反应得到酸性溶液。二氧化氯极其不稳定,受热或见光易发生爆炸性分解,产生氧气和氯气,直接造成氯气泄漏而污染环境。该气体具有强烈的腐蚀性,吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤。
请依据文章回答下列问题:
(1)描述二氧化氯的一种物理性质 ,一种化学性质 。
(2)写出上述信息中的一个化学反应的文字表达式 。
(3)发生二氧化氯泄漏时,紧急处理方法是 。
2.(2023-2024九上·濉溪县·期中)阅读下列科普短文,然后回答问题。
臭氧的化学式是,在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定,一旦受热极易转化成,并放出大量的热,臭氧的氧化能力比氧气()强得多。若将通过臭氧发生器,在无声放电条件下,从臭氧发生器出来的中含有3%的。
臭氧在地面附近的大气层中含量极少,在离地面25km处有一个厚度极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的伤害。它是一切生命的保护层。超音速飞机排出的废气中的一氧化碳(CO)、二氧化碳()、一氧化氮(NO)等气体、家用电冰箱中使用的制冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用,会使臭氧层形成空洞,从而使更多的紫外线照射到地球表面,导致皮肤癌的发病率大大增加,如不采取措施,后果不堪设想。
(1)将带火星的木条伸入到盛有的集气瓶中,可以看到 的现象。
(2)可采取 的方法保护臭氧层。
(3)二氧化硫()遇到微热,即被迅速氧化成三氧化硫(),跟水反应生成硫酸,这是除去废气中的理想方法。写出与反应的文字表达式 。该反应从反应物、生成物的物质种类看是 反应,从物质与氧结合的角度看是 反应。
3.(2023-2024九上·南陵县·期中)某家快递公司在卸载环节中造成危险化学品氟乙酸甲酯泄露。现收集到有关氟乙酸甲酯的下列信息:
①氟乙酸甲酯是一种无色透明液体,②其沸点为104.5℃;③可溶于酒精,不溶于水;④易燃烧;⑤在空气中燃烧生成氟化氢(HF)、二氧化碳和水;⑥有毒性;⑦有腐蚀性,会刺激眼睛、呼吸系统和皮肤;⑧氟乙酸甲酯在燃料、医药、农药等领域有广泛的用途,是制造抗肿瘤药物和抗菌药物的原料。(填序号):
(1)描述氟乙酸甲酯物理性质的是 ;
(2)描述氟乙酸甲酯化学性质的是 ;
(3)描述氟乙酸甲酯发生化学变化的是 ;
(4)描述氟乙酸甲酯用途的是 。
4.(2023-2024九上·桐城市·期中)阅读科普短文,回答下列问题:
镁(Mg)是一种年轻的金属,1808年英国化学家戴维用电解法最早制得少量的镁。
镁呈银白色,熔点为649℃,质轻、密度为。镁的化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应,镁在氧气中燃烧生成氧化镁,镁在氮气中燃烧生成氮化镁,镁在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁。工业上主要利用电解熔融的氯化镁制取金属镁,同时生成氯气。
烟花和照明弹里都含有镁粉,是利用了镁在空气中燃烧能发出耀眼的白光,金属镁与战争有着密切的关系,除照明弹里有镁粉外,燃烧弹里也装有镁粉。每架飞机的外表是用耗费近半吨镁的铝镁合金制成的。世界上镁产量最高的年份,往往就是发生战争的年份。因此,镁产量就成了战争的晴雨表和指示剂,人们常把镁称为“国防金属”。
(1)镁是一种年轻的金属,金属镁发现和冶炼比较晚,其原因是 ,镁与第9号元素形成的化合物的化学式是 。
(2)在化学反应中,镁原子容易形成镁离子 (填离子符号)。
(3)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式 。
(4)在测定空气中氧气含量的实验中,不能用镁代替红磷,其原因是 。
5.(2023-2024九上·枞阳县·期中)阅读下面科普短文并回答问题。
潜水员背着的瓶子叫做“水肺”。“水肺”中常见的潜水呼吸气有:压缩空气、高压氨氧混合气、高压氖氧混合气等。
压缩空气是用空气压缩而成的,潜水员潜水时若采用压缩空气呼吸,可能会出现“氮麻醉”的情况,因此需限制潜水的时间。用氦气代替氮气(即高压氦氧混合气),可以避免“氮麻醉”,但由于氦气热传导系数高,潜水员会出现体温过低的症状。采用高压氖氧混合气作为潜水呼吸气可以避免上述问题。
(1)“水肺”中三种常见呼吸气中一定含有的气体名称为 。
(2)压缩空气与空气的成份 (填“相同”或不相同),其含量最多的是 (填物质的化学式),体积分数约为 。
(3)用高压氖氧混合气作潜水呼吸气,可以避免 ,还可以避免潜水员出现 症状。
(4)氦气在生活中还有很多用途,如用氦气代替氢气填充飞艇,利用了氦气的物理性质是 。
考点02实验基本操作
6.(2023-2024九上·无为市·期中)下列是化学实验中常见的基本操作,请回答下列问题。
(1)如图1所示,将一根火柴梗横放在酒精灯的火焰中,1~2秒后取出,观察到火焰 (填“a”、“b”或“c”)处对应的火柴梗部分最先变黑。
(2)对于图2操作造成的后果,可以采取的措施是 。
(3)如图3是持试管的几个不同角度,用字母填空:
①用纸槽向试管中加入固体粉末,试管应为 。
②加热试管内的液体时,试管应为 。
③洗干净的试管放置到试管架上,试管应为 。
7.(2023-2024九上·淮南市·期中)请用下图所示化学仪器的序号或名称填空。
(1)仪器e的名称 ;
(2)用于收集和贮存少量气体的是 ;
(3)取用少量粉末状固体时用 ;
(4)量取8mL液体时用 。
(5)在实验室加热约150mL液体,可以使用的仪器是 。
(6)实验中滴管使用出现了如下图所示的四种常见错误操作,请你从这四幅图中任意选择一幅(请写明所选图的序号),具体说明改正错误的方法: 。
8.(2023-2024九上·合肥瑶海·期中)检查装置气密性时,应先完成的操作是 (填序号)。
A.双手捂住容器外壁
B.导管一端伸入水中,若装置的气密性良好,则可观察到烧杯内导管处(画圈部分)的现象是 (填序号,下同),过一会松手后可观察到的现象是 。
选项
A
B
C
现象较大图
9.(2023-2024九上·安庆外国语学校·期中)化学是一门以实验为基础的学科,请根据图回答问题。
(1)图1中甲:仪器a的名称是 ;
(2)在连接c和d时,使d较容易插入c的措施是 ;如果采用乙的操作,可能造成的后果之一是 。
(3)图2是某同学称取氯化钠的操作,请你指出该同学的错误操作是 ,该同学称取氯化钠的实际质量是 g。
(4)图3中你认为三位同学中读数正确的是 ,量筒内实际液体体积为 mL。
10.(2023-2024九上·合肥42中·期中)化学是一门以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段,许多重大的化学发现都是通过实验得到的。某兴趣小组在化学实验室进行了科学实验探究。
【任务一】认识实验室安全图标
(1)化学是一门以实验为基础的科学,认识并了解与实验有关的图标,对安全进行化学实验具有重要意义。小明在学习《物质的变化和性质》时,接触到以下图标,请你帮助他认识相关图标的意义。
图标①的目的是 ;图标⑥表示做完实验后应 。
【任务二】探究蜡烛的燃烧
(2)小明点燃蜡烛后,观察到烛心周围的石蜡熔化,该变化为 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)小明用内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,若 ,则说明蜡烛燃烧时有二氧化碳生成。
(4)小红将点燃的蜡烛吹灭后,产生了一缕白烟,小红用燃着的木条点燃白烟,发现蜡烛复燃,此现象说明白烟具有的化学性质为 。
考点03 蜡烛燃烧探究
11.(2023-2024九上·肥东县·期中)化学兴趣小组同学在一起探究蜡烛燃烧,他们将短玻璃管插入焰心,发现另一端也可以点燃,也称“母子火焰”,如图所示。对此他们进行实验探究:
【提出问题】导管里一定有可燃性气体,气体成分可能会是什么呢?
【猜想假设】
(1)猜想1:可能是蜡烛燃烧产生的水蒸气;
猜想2:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳;
猜想3:可能是 ;
猜想4:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳和蜡烛受热后产生的石蜡蒸气的混合气体。
【查阅资料】一氧化碳能够燃烧。
【交流讨论】
(2)同学们一致认为猜想1错误,原因是 。
【实验探究】
(3)兴趣小组同学换一根较长的导管插入焰心,并用湿毛巾包住导管,然后在另一端导管口做点火实验。
可能观察到的实验现象
实验结论
若导管口能点燃,去掉毛巾,导管内壁看不到冷凝的固体
正确
若导管口不能点燃,去掉毛巾,导管内壁看到冷凝的固体
正确
若导管口能点燃,但火焰较小,去掉毛巾,导管内壁
猜想4正确
【表达交流】
(4)实验中湿毛巾的作用是 。
12.(2023-2024九上·临泉县·期中)化学小组对蜡烛的燃烧进行科学探究。
I.对蜡烛的部分物理性质探究
(1)【实施实验】西西同学取一支蜡烛,用小刀切下一小块石蜡,把它放入水中,石蜡浮在水面上。
【得出结论】石蜡的硬度 ,密度比水的 。
(2)【实施实验】光光同学点燃蜡烛,把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中(如图A),约1s后取出,火柴梗a处最先烧焦。
【得出结论】蜡烛火焰的 (填“外焰”“内焰”或“焰心”)处温度最高。
II.烛燃烧的产物探究
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末,吸水后变为蓝色。
【实施实验】
(3)实验二,用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛,并在烧杯内靠近顶部的位置放置适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后,蜡烛熄灭,并观察到硫酸铜粉末变蓝,澄清石灰水变浑浊。
【得出结论】石蜡燃烧后生成的产物是 和 。
【反思评价】①硫酸铜粉末的作用是 。
②若只想验证蜡烛燃烧的产物中有水生成,可以选用下列哪个实验 。
③与实验一所示实验相比较,实验二具有的优点是 。
13.(2023-2024九上·怀宁县·期中)化学变化中通常有明显现象,如有气泡产生。有气体产生变化一定是化学变化吗?化学兴趣小组展开了探究。
【提出问题】有气体产生的变化都是化学变化吗?
【猜想假设】
(1)猜想1.一定是化学变化;猜想2. ;
【实验探究】
(2)完成填空;
实验现象
实验分析
实验一:水的沸腾
水沸腾变成水蒸气,玻璃片上有
水沸腾没有产生新物质,属于 变化。
实验二:石灰石与盐酸反应
颗状石灰石表面有气泡产生,且石灰石变小,烧杯中澄清石灰水 。
石灰石与盐酸反应产生了新物质,属于 变化。
【实验结论】
(3)猜想 (填“一”或“二”)正确。
【实验拓展】
(4)有气体产生的物理变化除汽化外,还有 。
考点04 空气中氧气含量测定
14.(2023-2024九上·潜山市·期中)化学兴趣小组对空气中氧气的含量进行测定:
【探究实验一】:用如图两套装置进行实验,回答下列问题:
(1)检查图Ⅰ装置气密性的方法是先连接好仪器,打开弹簧夹,将导管放入水中,接下来的操作是 ,若观察到水中导管口有气泡冒出,说明气密性好。
(2)图Ⅱ实验时,打开弹簧夹,然后对红磷加热使其燃烧,可以观察到注射器活塞来回移动,待试管冷却后,注射器活塞将停留在15mL刻度 (填“左”或“右”)侧。
(3)图Ⅱ装置和图Ⅰ装置对比,其优点是 (写一条)。
【探究实验二】:为了准确测定空气中氧气的含量,用气体压力传感器检测密闭体系内的气压变化,并以曲线形式显示出来。
连接好图1中实验装置,将压力传感器接入电脑并打开,点燃红磷进行实验,集气瓶内气压与时间关系如图2所示。
(4)图2中CD段气压减小的原因是 。
15.(2023-2024九上·灵壁县·期中)化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”(如图1)的实验后,想对该实验可选用的药品进行继续探究,他们进行了如下实验:
【回顾旧知】
(1)红磷燃烧产生的明显现象是 。
(2)该实验的原理:红磷燃烧消耗了空气中的氧气,瓶内的气压 (填“增大”或“减小”)。烧杯中的水倒吸进入瓶内,进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
【提出问题】能不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量?
【查阅资料】相同条件下气体的压强与气体所占的体积成正比。
【设计与实验】
小组同学按图2装置进行实验,分别将红磷、硫放入集气瓶中燃烧,采集数据如图3、图4(注:装置气密性良好,是瓶内初始气压,和是反应结束恢复到室温时瓶内的气压)。
【问题与现象分析】
(3)开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是 .
(4)图4中,与几乎相等是因为 。
(5)由实验可知, (填“能”或“不能”)用硫代替红磷测定空气中氧气的含量。
16.(2023-2024九上·全椒县·期中)对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。通过玻璃钟罩中汞上升的体积确定了装置中 体积。
【思路启迪】
(2)我们沿着科学家的足迹,对反应物和装置进行了优化,如上图装置B、C所示,其原理都是 ,从而测量出空气中氧气的体积分数。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B,按课本上的方法测定氧气的含量:
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时,要不断推拉注射器活塞,目的是 。
(4)反应前后,测得数据如下,请完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
11mL
%
出现此实验结果的原因可能是 (写一条即可)。
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了氧气含量的探究。
(5)集气瓶中空气的体积为45mL,量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积五分之一的现象是 。
17.(2023-2024九上·涡阳县·期中)根据所学知识作答:
(1)图1装置是用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。已知金属镁会与空气中的氧气和氮气反应,如果用镁条代替红磷进行此实验,则进入集气瓶中的水会 瓶内空气总体积的五分之一(填写“>”、“=”或“<”)。
(2)食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,使食品处于无氧状态。用图2装置进行测定空气中氧气含量的实验。如表是有关数据:
所需要的时间
0
5
10
30
35
45
量筒中液面的刻度
50
35
27.5
19.7
19.7
19.7
①脱氧剂发生复杂的化学反应,首先是铁粉与氧气,水反应生成氢氧化亚铁固体,该反应文字表达式: ,属于 反应(填基本反应类型)。
②根据表格数据,计算得出图2装置空气中氧气的体积分数为 。
18.(2023-2024九上·合肥经开区·期中)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置,请结合图示回答下列问题:
(1)图一方法中,在组装好装置装入药品前必须进行的操作是 ,图二中小气球的作用是 。
(2)由图一实验可推知反应后剩余气体的化学性质是 。
(3)图二装置的硬质玻璃管中空气体积为24mL,反应前注射器活塞位于16mL刻度处,反应完毕后,最终注射器活塞停留于9mL刻度处,则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。小明分析该实验结果与理论值有差异的可能原因是 。(答出一条即可)
(4)图二实验中,为了使氧气反应更充分,实验中采取的措施合理的是_______(填序号)。
A.铜粉平铺在玻璃管中 B.反复推拉注射器的活塞
C.减少加热时间节省燃料 D.铜粉要足量
(5)某兴趣小组的同学在老师指导下,对于图一的实验原理进行了进一步探究,过程如下:将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间,并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他们用激光笔点燃红磷。
①曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
②根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否精确并说明理由 。
考点05氧气的化学性质
19.(2023-2024九上·广德县·期中)实验是科学探究的重要途径,下面是有关氧气性质的探究实验。
(1)实验一:硫在氧气中燃烧的文字表达式是 。
(2)实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,该反应的文字表达式为 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧,说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。
(3)实验三:木炭在氧气中燃烧后,验证产物的方法是 。
(4)实验四:数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析,相较于传统实验,可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化,更利于后期的数据分析。下图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图,请你根据所学知识进行分析:
①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大,其原因是 ;
②根据t2时刻的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的 ;
③t3时刻气压上升约至原压强,对应的操作是 。
20.(2023-2024九上·蒙城县·期中)如下图有关探究氧气的性质的实验,请回答:
【探究一】
探究氧气的物理性质。
(1)通常情况下,氧气是一种无色无味的气体。降温、加压就会发生状态的改变:
在过程中①、②中发生的变化都是 变化。
【探究二】
探究氧气的化学性质。
(2)实验I,可观察到的实验现象是带火星的木条 。
(3)实验Ⅱ集气瓶中少量水的作用是吸收SO2, 。请写出硫在氧气中燃烧的非基本反应类型为 。
(4)实验Ⅲ为铁丝的燃烧实验。
①步骤a中,要把光亮的细铁丝盘成 状。
②步骤c中,写出铁在氧气燃烧的符号表达式 。
③实验Ⅱ,可观察到步骤b中铁丝不能燃烧,步骤c中铁丝能燃烧,说明铁丝燃烧的剧烈程度与 有关。
(5)上述实验,说明氧气是一种化学性质 活泼的气体,能与许多物质发生反应。
21.(2023-2024九上·霍山县·期中)研究常见物质的性质据图所示实验,并阅读小资料,回答下列问题。
(1)图1集气瓶中加入水的作用是 ;铁丝下端系一根火柴的目的是: 。
(2)在图1实验中,可观察到细铁丝在氧气中燃烧的现象是:a.剧烈燃烧、火星四射;b.放出热量;c.生成了一种黑色固体。其中能证明细铁丝燃烧属于化学变化的是 (填标号)。
(3)某同学在该实验过程中,没有观察到铁丝燃烧,可能的原因有__________(填标号)。
A.铁丝太粗 B.集气瓶底部忘了留少量水
C.集气瓶中氧气的浓度太低 D.点燃系在铁丝上的火柴后,太早伸入集气瓶中
(4)图2集气瓶中加入的水的目的为 。
(5)将两个装满氧气的集气瓶,按图3所示,用带火星的木条分别以A、B两种方式迅速插入,观察到木条复燃,且在A中燃烧比在B中燃烧更旺。从以上实验现象可知氧气的性质有 、 。
22.(2023-2024九上·岳西县·期中)化学科学十分重视实证和理性思维.在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图 (填“①”或“②”)中燃烧更剧烈,说明燃烧的剧烈程度与 有关。
(2)实验二:图④中的火柴棒的作用是 ,图⑤中铁丝燃烧的符号表达式为 。
(3)图⑦中集气瓶底少量水的作用是 。
23.(2023-2024九上·肥西县·期中)同学们在学习完氧气的性质后,知道了“氧气能使带火星的木条复燃”,在此基础上,同学们提出了以下问题,并展开了项目化学习的探究。
任务一:带火星的木条复燃,能否证明氧气是纯氧?
【进行实验】同学们用数字化实验探测仪进行实验(如图),并获得了一系列数据(如下表)。
集气瓶编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
10%
20%
30%
40%
50%
带火星的木条情况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
【实验结论】
(1)分析上述实验数据可知, 。
【小组讨论】
(2)上述实验中利用带火星的木条复燃来证明氧气是否是纯氧,利用了氧气的 性。
任务二:铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度和铁丝粗细有关系吗?
同学们设计并进行了下列五组实验。
实验编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
34%
47%
60%
73%
86%
直径0.2mm的细铁丝
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
直径0.5mm的粗铁丝
不燃烧
不燃烧
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
【收集证据】
(3)实验⑤中细铁丝燃烧的现象是 。
【实验结论】
(4)其他条件相同时,氧气浓度越大,铁丝燃烧越 。
(5)其他条件相同时,铁丝燃烧与铁丝粗细的关系是 。
【小组讨论】
(6)铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。
24.(2023-2024九上·淮北相山区·期中)在做“铁在氧气里燃烧”实验时,小红等同学进行了以下探究活动,请你一同参与。
(1)实验时要用砂纸擦去铁丝表面的铁锈,这个过程属于 变化。
(2)小明同学实验时,瓶底放了少量水,但集气瓶仍炸裂了,请你帮助他分析一下可能的原因 。
(3)探究直径为0.38mm的铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验,实验现象如下表所示:
O2的体积分数
90%
70%
65%
60%
55%
实验现象
燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好
燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功
燃烧比70%弱,燃烧时间比70%短,实验成功
燃烧比65%弱,燃烧时间更短,实验成功
难以燃烧,只是发红
【实验结论】:就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数为60%,且氧气浓度越大,燃烧现象越 。(填“剧烈”或“不剧烈”);
【实验拓展】:(4)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理,请说出理由?
(填 “合理”或 “不合理”),理由: 。
(5)小红对小明的实验进行了改进,并对铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系进行了如下探究。
实验操作
实验现象
解释与结论
实验①:取直径0.20mm,含碳0.1%的铁丝,在氧气中燃烧
零星的
火星
铁丝在氧气中燃烧,“火星四射”与其含碳量的关系为 。
实验②:取直径0.20mm,含碳0.32%的铁丝,在氧气中燃烧
较明显的
火星四射
考点06 实验室制取氧气科学探究
25.(2023-2024九上·天长市·期中)以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。(过氧化氢的化学式是)
实验序号
溶液浓度%
溶液体积/mL
温度℃
的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
2
49.21
④
30
5
55
2
10.76
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验 和 对比可知,化学反应速率与温度的关系是: ;
(2)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的碰撞概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是: 。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总重量 (选填“减小”或“不变”或“增大”)。
26.(2023-2024九上·望江县·期中)实验室常用过氧化氢溶液制取氧气。实验小组同学对该反应进行探究。
实验1:验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。
(1)实验IV称得的固体质量为 g。
(2)证明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象是 。
实验2:探究催化剂种类和质量对过氧化氢分解的催化效果的影响。
【进行实验】
称取催化剂置于三颈瓶中,塞紧胶塞,用注射器将3mL5%过氧化氢溶液快速注入。测定氧气浓度达到最高值时所用的时间,实验记录如表:
序号
初始温度/℃
催化剂种类
催化剂质量/g
氧气浓度达到最高值时所用时间/s
①
30
二氧化锰
0.03
8
②
30
氯化铁
0.03
32
③
30
氯化铁
0.04
29
④
30
氯化铁
0.05
28
⑤
30
氯化铜
0.03
3364
⑥
30
氯化铜
0.04
837
⑦
30
氯化铜
0.05
464
注:①氧气浓度达到最高值时过氧化氢已完全分解。
②在可控范围内,过氧化氢分解速率越快,催化效果越好。
【解释与结论】
(3)实验2中,效果最好的催化剂是 。
(4)实验⑤⑥⑦的目的是 。
27.(2023-2024九上·定远县·期中)某化学兴趣小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
【探究一】
影响过氧化氢分解快慢的因素某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。(实验装置如图1所示,夹持仪器已略去)
【猜想与假设】
影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。
【实验记录】同学们进行6组实验,实验记录如下:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度(%)
30
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积(mL)
6
x
6
6
6
6
水槽中水的温度
20
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
----
----
----
----
0.5 gNaCl
0.5 gFeCl3
60min内产生氧气(mL)
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
【解释与结论】
(1)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是 mL。
(2)实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定 来比较过氧化氢的分解速率。
(3)写出实验⑥发生反应的文字表达式 。
(4)通过实验①、②、④可得出的结论是 。
【反思与评价】
(5)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是 。
【探究二】
硫酸铜溶液也能做过氧化氢分解反应的催化剂,小组同学在常温下,向a、b、c三个试管中分别加入等量的5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液,绘制了产生氧气的体积和时间变化的曲线如图。请你回答:
(6)若实验中所得的曲线如图中虚线所示,请推测其中可能的原因: 。
28.(2023-2024九上·芜湖戈江区·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】
①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。曲线斜率越大,说明过氧化氢分解速度越快,则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,要注意检查装置的气密性。检查图2装置气密性的方法是玻璃管右侧加橡皮管,用止水夹夹住橡皮管,再拉注射器,一段时间后,注射器 (填“能”、“不能”)回到原来的位置,则表明气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
木条不复燃
常温时过氧化氢溶液不分解
②
木条复燃
氯化铁能加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后 不变。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
曲线斜率
1
二氧化锰
0.1
10
2%
0.383
2
0.1
20
2%
2.145
3
0.3
20
5%
6.637
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.099
5
碘化钾
0.3
20
5%
0.163
(3)由实验1和2对比得出结论是 。
(4)小明认为:不采用气压传感器,还可用100mL量筒、水槽、秒表等,通过测量 ,判断过氧化氢的分解速率。
(5)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有 、 (填两种即可)。
29.(2023-2024九上·蚌埠禹会区·期中)某化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
(实验一)同学甲探究了影响双氧水分解速率的某种因素,实验数据记录如下:
双氧水的质量
双氧水的浓度
二氧化锰的质量
相同时间内产生氧气体积
Ⅰ
50.0g
1%
0.1g
9mL
Ⅱ
50.0g
2%
0.1g
16mL
Ⅲ
50.0g
4%
0.1g
31mL
(1)本实验中,测量氧气体积的装置是 (填编号)。
【实验结论】
(2)在相同条件下, ,双氧水分解得越快。
【反思】
(3)同学甲若用如图装置进行实验:
通过比较 也能达到实验目的。
(实验二)探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下(常温通常指20℃)
实验
温度
药品
氧气体积/ml
反应所需时间/s
①
常温
5% 过氧化氢溶液
0
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
②
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
热水中
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
18
③
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
常温
30% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
5
(4)通过对比实验 可知,反应物浓度大,反应速率快。
(5)除了上述的两个因素能影响化学反应快慢,你认为另一个影响因素是 ,其关系是 。
(6)由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率,实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 。
30.(2023-2024九上·合肥庐阳区·期中)小丽和她的兴趣小组探究“排水法收集氧气时机的选择”,用加热高锰酸钾进行了相关实验。
(1)装置中试管口放一团棉花的作用是 。
[提出问题]“气泡连续、均匀冒出时排出的氧气比较纯净”,事实如此吗?
[设计并实验]采用高锰酸钾加热分解产生氧气,测定不同时刻从试管排出的气体中氧气的浓度。
时段
氧气浓度变化特点
氧气浓度变化范围
加热时间
气泡特征
①
逐渐增大
21.2%~
1~11s
11~16s
不持续、不均匀
②
快速增大
28.7%-66.7%
16~34s
持续、均匀、快速
③
逐渐变缓
66.7%-86.3%
34~80s
④
趋于稳定
86.3%~88.7%
80~135s
(2)在加热药品的第①时期(11~16s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,此时排出气体中氧气的浓度最大只有 %左右。
(3)“气泡连续、均匀冒出时排出的氧气已经比较纯净”的说法是 (填“合理”或“不合理”)的。
[查阅资料]对于初中氧气性质实验而言,氧气浓度只需达到一定的数值。满足实验要求即可。
[实验探究]
①取一个集气瓶,使瓶内留有占集气瓶40%的水(余下的为空气),用玻璃片盖住,并倒扣于装有水的水槽中。
②用排水法收集氧气,小心地把瓶内的水排完用玻璃片盖住瓶口,取出正立放好。
③把带火星木条伸入集气瓶中,带火星木条复燃。
[反思与交流]
(4)①通过实验探究可知,使带火星木条复燃的氧气不一定是纯氧。
②集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占集气瓶容积的体积分数+瓶中空气所占容积的体积分数× %(空气中氧气的体积分数)。
③理论上,上述实验中“使带火星木条复燃”的氧气体积分数是 %。(计算结果保留到0.1%)
31.(2023-2024九上·合肥高新区·期中)小明同学跑步时腿部擦伤,校医用过氧化氢溶液给他清洗伤口时,他发现过氧化氢溶液接触伤口产生气泡的速度会变快,医生解释是人体有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解。他对过氧化氢酶产生了兴趣,并和同学们进行了探究。
【进行实验】
同学们用图1的密闭装置分别用1.5mg、3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰作催化剂,其他实验条件相同,用压强传感器测得装置内压强的变化曲线如图2、3:
【讨论交流】
(1)检查装置气密性时,用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气,若注射器B的活塞 ,则表明装置气密性良好。
(2)写出过氧化氢酶催化过氧化氢分解的文字表达式 。
(3)对比 mg的二氧化锰和过氧化氢酶催化过氧化氢分解的曲线,说明过氧化氢酶催化能力比二氧化锰 (填“强”或“弱”)。
(4)分析图3中三条曲线,说明过氧化氢的分解速率与 有关。
(5)由图2和图3中的曲线可知,催化剂对最终产生氧气的量 (填“有”或“无”)影响。
【拓展提升】
(6)已知过氧化氢溶液分解为放热反应,当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果。同学们推测过氧化氢酶质量过大,会导致实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。请说明理由 。
32.(2023-2024九上·巢湖市·期中)研究性学习小组选择“H2O2 生成O2 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】H2O2 生成O2 的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2 溶液中,分别加入相同质量的MnO2 和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2 所需的时间。
【进行实验】
(1)上图是他们进行实验的装置图,写出标号仪器的名称:① ;
(2)此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。
【实验记录】
实验编号
1
2
反应物
5%H2O2
5%H2O2
催化剂
1g水泥块
1gMnO2
时间
165秒
46秒
【结论】
(3)该探究过程得出的结论是 。
【反思】
(4)H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2 或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2 和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。
33.(2023-2024九上·铜陵市·期中)梦瑶同学在学习了催化剂的知识后按照老师的要求去寻找除了二氧化锰之外的催化剂,老师建议同学们从实验室和生活中寻找实验物质,推荐物质包括氧化铜、马铃薯片、铁锈(主要成份是氧化铁)、红砖粉末等,她决定和化学小组的同学一起探究:氧化铁固体(,难溶于水)在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢?
【作出猜想】
(1)I、既不是催化剂,也不是反应物,反应前后质量和化学性质都不变;
II、是反应物,会生成,反应前后质量和化学性质都改变;
III、是该反应的催化剂,反应前后 。
【进行实验】用天平称量固体,取10mL10%的双氧水于试管中,进行以下7个步骤的实验探究。
步骤⑦:步骤⑥后,将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中,重复完成实验②③,并观察现象。
【寻找证据】
(2)请完善下面表格。
步骤①现象
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
得出结论
溶液中缓慢放出气泡,带火星的木条不复燃
溶液中较快放出气泡,
固体质量为 g
溶液中较快放出气泡,木条复燃
猜想Ⅲ成立
【实验分析】
(3)步骤⑦中的重复实验,目的是证明验证氧化铁在反应前后 不变。
【表达与交流】
(4)步骤③中,试管中各物质质量随反应时间:变化曲线正确的是_______(填字母)
34.(2023-2024九上·合肥蜀山区·期中)“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧。某品牌制氧机通过制氧剂产生氧气,制氧剂甲剂为白色颗粒过碳酸钠,制氧剂乙剂为黑色粉末MnO2。某小组同学进行实验探究其制氧原理并设计组装了一套简易的氧发生器。
【查阅资料】过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠;碳酸钠易溶于水且它与MnO2混合不能生成氧气。
(1)【组装装置】根据图1制氧机简图,该小组同学利用实验室的仪器组装了一套类似功能的氧发生器(见图2),该氧发生器的连接顺序是 (填接口处字母),装置A相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。
(2)【分析解释】小组同学分别用过碳酸钠和5%过氧化氢溶液作对照制取氧气,利用数字化传感器测出产生氧气体积与时间变化的曲线,结合图像及药品状态分析,该家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液的理由是 、 。
(3)【拓展评价】通过上述探究可知,保存过碳酸钠的注意事项是 (写一条)。
35.(2023-2024九上·滁州市·期中)实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气。下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响。实验装置如图 1所示。
实验记录:每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液,采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验,测定相关数据记录于下表中,回答下列问题。
过氧化氢体积(mL)
过氧化氢浓度
CuO质量(g)
待测数据(mL)
Ⅰ
30
5%
0.1
Ⅱ
30
5%
0.2
Ⅲ
30
5%
0.3
(1)上述实验应该测定的“待测数据(mL)”可能是 。本实验中,图1的方框内收集装置应选用图 2中的 (填序号)。
(2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 。
(3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” (填“大”或“小”),说明催化剂的用量越多,反应越快。
(4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂,还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变。
36.(2023-2024九上·太湖县·期中)某兴趣小组利用H2O2溶液制取O2时,误向5mL5%的H2O2溶液中加入了2滴一定浓度的FeCl3溶液,结果立即产生了大量气泡。小组同学对此展开了如下探究。
【探究一】促进H2O2分解的微粒
【作出猜想】
(1)猜想①:可能是H2O;猜想②:可能是Fe3+;猜想③:可能是 。
【交流分析】
(2)同学们经分析一致认为猜想①不成立,理由是 。
【设计实验】
(3)请设计实验,验证猜想②成立: 。
【探究二】溶液pH对Fe3+催化H2O2分解的影响
小组同学利用相同浓度的FeCl3溶液在不同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液,测得密闭容器内的)曲线如图所示:
(4)分析图示,你能得到的结论是 。
(5)同学们认为,若要证明FeCl3是该反应的催化剂,还需要证明其质量和 在反应前后不变。
(6)市售H2O2溶液中常添加一定量的硫酸,你认为目的可能是 。
【探究三】含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液对H2O2分解的影响
小组同学分别测定含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液在相同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液,得到密闭容器内的“压强—时间”曲线如图所示。
(7)据图分析,能说明Cl-也能加快H2O2分解的实验现象是 。
(8)由图中数据能否说明促进H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好?若能,请说明理由;若不能,请改进实验方案: 。
37.(2023-2024九上·安庆大观区·期中)某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【做出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
结论及解释
I.
A中无明显现象,B产生大量气泡,带火星木条复燃
B中产生的气体是 ;
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中带火星木条又复燃滤渣质量为
淀粉的 和 在反应前后均没有发生变化,能作过氧化氢分解的催化剂
(1)B中过氧化氢分解的文字表达式: 。
(2)保持过氧化氢化学性质的最小粒子是 ,过氧化氢分解时变化的最小粒子是 。
【实验拓展】
设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20mL
淀粉 0.5g
a
Ⅱ
20mL
二氧化锰0.5g
b
(3)上述实验中“待测数据”是指 ;若a>b,则可得出的结论是 。
【拓展探究】
(4)某兴趣小组如图进行了几组实验,取几只容积完全相同的集气瓶,分别装入不同体积的水。用排水法收集氧气,恰好把几只集气瓶中的水排去。然后将带火星的木条依次插入集气瓶中,发现当集气瓶预装水体积分数最低为35%时,木条复燃。这时集气瓶中氧气的体积分数是 。(计算结果保留一位小数),以上实验证明用带火星的木条检验氧气是否纯净的做法是否可靠 (填“是”或“否”)。
38.(2023-2024九上·和县·期中)催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。
探究一:验证MnO2在过氧化氢分解前后的质量没有改变。
(1)某同学用电子天平称取1.0MnO2于试管中,加入适量过氧化氢溶液,写出发生反应的符号表达式 。
探究二:红砖粉是否也能作过氧化氢分解的催化剂?效果怎样?
小雨以收集等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
编号
过氧化氢
其他物质
待测数据
实验1
20mL5%过氧化氢溶液
无
实验2
20mL5%过氧化氢溶液
1g红砖粉
实验3
20mL5%过氧化氢溶液
1g二氧化锰
(2)上表中的“待测数据”是 。
(3)如图可用于此实验收集O2的装置是 (填字母)。
(4)通过实验2与实验 的待测数据对比,可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率。
(5)如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂,还需通过实验证明 。
39.(2023-2024九上·凤台县·期中)某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
(1)
实验步骤
实验现象
结论及解释
Ⅰ.
A中无明显现象,B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
产生的气体是氧气;①淀粉能 。
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中又产生大量使带火星木条复燃的气体;滤渣质量为ag
②淀粉的 在反应前后均没有发生变化,能过氧化氢分解的催化剂
(2)写出淀粉催化过氧化氢分解的化学方程式: 。
【实验拓展】
(3)该小组设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20mL
淀粉0.3g
a
Ⅱ
20mL
二氧化锰0.5g
b
上述实验中“待测数据”是指 ;若a>b,则可得出的结论是 。
(4)温度升高过氧化氢的分解速率会加快,某同学取足量5%的过氧化氢溶液进行加热,如图2所示,可实验中带火星的木条往往难以复燃,请解释原因 。
40.(2023-2024九上·当涂县·期中)现代化工生产中,90%以上的化工产品,是借助催化剂生产出来的。请和学习小组同学一起开展“有关催化过氧化氢分解”的实验探究。
I.验证MnO2对过氧化氢分解的作用
【实验1】利用下图装置,测得瓶内气压随时间变化的图像。
(1)甲中气压变大的原因是 。
(2)为探究MnO2在实验中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a.验证MnO2的化学性质是否改变;
b. 。
Ⅱ.探究下列物质对过氧化氢分解的作用
【实验2】分别用0.1gMnO2、CuO粉末和土豆泥,按下图所示装置进行实验,各时间收集的氧气总体积如下表:
15s
30s
45s
60s
MnO2
16
26
30
37
CuO
15
23
28
35
土豆
14
20
27
29
(3)30s-45s,产生氧气最多的物质是 。
(4)该方案中测定氧气生成速率的方法是 。
Ⅲ.探究二氧化锰的使用方法对过氧化氢分解的影响
查阅资料:3%-6%的过氧化氢溶液的密度都可近似看成水的密度;过氧化氢分解后,溶液体积、密度变化均忽略不计。
按【实验2】所示装置进行实验。
【实验3】将不同质量的MnO2,分别放入装有10mL6%的过氧化氢溶液的锥形瓶中,氧气生成速率如曲线a所示;
【实验4】将不同质量的MnO2,分别放入装有20mL3%的过氧化氢溶液的锥形瓶中,氧气生成速率如曲线b所示;
【实验5】实验3中反应完全后静置一会,往锥形瓶中再加入10mL6%的过氧化氢溶液,氧气生成速率如曲线c所示。
(5)根据上图,说明过氧化氢分解速率与 、 有关。
IV.实践反思
(6)反思上述实践活动,提出一个可能影响过氧化氢分解的其他因素。
答: 。
41.(2023-2024九上·阜阳颖州区·期中)为研究影响H2O2分解的因素,用如图装置进行实验。
实验情况下表:
已知:①室温为20℃,水浴时间均为5分钟
②
实验组号
实验序号
具支试管内的试剂
水浴温度
试管内现象
Ⅰ
1
10mL蒸馏水,1mL2%H2SO4溶液
20℃
无气泡
2
40℃
极少量气泡
Ⅱ
3
10mL30% H2O2溶液
20℃
无气泡
4
40℃
极少量气泡(比实验2略多)
Ⅲ
5
10mL30%H2O2溶液,1mL2% H2SO4溶液
20℃
无气泡
6
_____
少量气泡
Ⅳ
7
10mL30%溶液,1mL2%溶液
20℃
少量气泡
8
40℃
大量气泡
(1)实验组Ⅰ的目的是 。
(2)实验6中设置的水浴温度为 。
(3)①对比实验 和 (填序号,从1~8中选择),可知硫酸铜可以加快H2O2分解。
②从以上实验可知,除了加入硫酸铜等催化剂,还可以通过 方法加快H2O2分解。
(4)写出实验8中H2O2分解反应的化学方程式 。
迁移拓展:
实验Ⅴ:将光亮的粗铜丝灼烧后,迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2% H2SO4溶液的试管中(如图)。溶液中立即产生大量气泡,该气体能使带火星的木条复燃。
(5)仅通过实验Ⅴ,得出“Cu也能加快分解”的证据是否充足?请做出判断,并说明理由: 。
42.(2023-2024九上·界首市·期中)实验小组研究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响。
【查阅资料】
i.MnO2、FeCl3均可作为加快过氧化氢分解速率的催化剂。
ii.锥形瓶内氧气浓度达到最大值时,表明过氧化氢已完全分解。
【实验准备】组装图1所示装置夹持仪器已略,经检验,装置的气密性良好。
实验1:比较催化剂种类对过氧化氢分解速率的影响。
【进行实验】如下表所示,在锥形瓶中放入催化剂,用注射器推入过氧化氢溶液,记录实验数据。
序号
药品
氧气浓度传感器的数据
1-1
3 mL、5%过氧化氢溶液
0.03g MnO2固体
1-2
3 mL、5%过氧化氢溶液
0.03g FeCl3固体
【解释与结论】
(1)为达成实验1的目的,需要被控制成相同的变量有过氧化氢溶液的浓度、 和 。
(2)依据实验1的数据可推知MnO2催化过氧化氢分解的速率大于FeCl3,其证据是 。
实验2:继续探究FeCl3质量对过氧化氢分解速率的影响。
【进行实验】如下表所示,在锥形瓶中放入FeCl3,用注射器推入5%过氧化氢溶液,记录实验数据。
序号
FeCl3质量
过氧化氢溶液体积
过氧化氢完全分解所用时间
2-1
0.03 g
3 mL
61 s
2-2
0.04 g
3 mL
56 s
2-3
0.05 g
3 mL
49 s
【解释与结论】
(3)由实验2可得结论:过氧化氢溶液体积等条件相同时,FeCl3质量在0.03~0.05g范围内, 。
【反思与评价】
(4)实验小组用1-2的方案制备氧气,发现反应速率偏慢。根据上述实验结论,你认为可采取的改进措施有 (写出两条)。
43.(2023-2024九上·阜南县·期中)氧气是工业生产中不可或缺的原料,某小组以“制取简易制氧机”为主题开展项目式学习。
(1)工业上通过分离液态空气制取氧气属于 变化(填“物理”或“化学”)。
任务二:获得稳定的氧气来源
(2)若直接用过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,下图所示发生装置能达到最佳效果的是 (填字母序号)。
A. B.
C. D.
任务三:研究过氧化氢分解的条件
(3)已知过氧化氢在常温下分解缓慢,加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快,若要证明二氧化锰或红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和 是否改变。设计实验比较相同质量、相同颗粒大小的二氧化锰、红砖粉对过氧化氢分解产生的催化效果。写出你的设计方案 。
44.(2023-2024九上·宿州埇桥区·期中)比较氧化铜和氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3mL5%的双氧水注入试管中,再利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
(1)在检查装置的气密性后,小组同学注入双氧水开始实验。实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是: 。
(2)由氧化铜催化的反应、时间段反应速率逐渐变慢、原因是: 。根据相同时间内注射器内氧气体积的不同,可比较出两种催化剂的催化效果。
考点07分子的基本性质
45.(2023-2024九上·庐江县·期中)实验课上同学们设计了图1所示的实验探究分子运动现象。
【实验现象】
(1)开始时两烧杯中溶液均为无色,一段时间后观察到的现象是 。
【实验分析】
(2)B烧杯中的浓氨水具有 性,氨分子运动到A烧杯中形成氨水,能使无色酚酞溶液 。
【实验结论】
(3)该实验说明分子在 。
(4)小莉同学将图1中A、B烧杯内药品分别换为以下几组进行实验,其中能达到目的的是______(填序号)。
A.酚酞溶液,浓盐酸 B.石蕊溶液,浓盐酸 C.酚酞溶液,浓硫酸
(5)【装置改进】小华对图1装置进行了改进,如图2所示,与图1装置相比,该装置的优点是 。
(6)【实验拓展】同学们设计如图3所示装置进行实验,B试管中能更快地观察到现象,由此可得出 。
46.(2023-2024九上·宿松县·期中)某同学设计如图实验装置探究“分子的性质实验”。请你认真思考后回答以下问题:
【查阅资料】①浓氨水显碱性,易挥发;②酚酞溶液遇碱变红。
【进行实验】老师对图Ⅰ所示的装置进行了改进(如图Ⅱ所示),并进行了以下操作:
①取一条滤纸,在滤纸条上等距离滴加无色酚酞试液;
②将滴加了无色酚酞试液的滤纸条放入一洁净的试管中,并在试管口塞一团脱脂棉;
③在脱脂棉上滴加几滴浓氨水。
【分析讨论】
(1)观察到的现象是滤纸上的酚酞 ,实验过程中若发现滤纸条没有变红而棉花变红,可能原因是 。
【拓展延伸】同学们经过讨论后认为,图Ⅰ、图Ⅱ所示装置虽能证明分子的基本性质,但不能证明影响分子基本性质的因素,于是又设计了如图Ⅲ所示的装置。在U型管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞溶液从橡皮塞慢慢注入棉纱布上,使其润湿,从另一管口插入吸取了浓氨水的注射器。按此方法再组装好另一套相同的装置,将其中一套装置的下端放入热水中,向两支U型管A、C处的棉纱上注入浓氨水,观察几分钟。
【分析讨论】
(2)图Ⅲ装置中,可观察到纱布 (填序号,下同)中液体变为红色,且试管 变色速度更快。
(3)图Ⅲ所示的实验方法相对于图Ⅱ所示的实验方法,有何优点: 。
【实验反思】
(4)在图Ⅰ、图Ⅱ的实验中均闻到了刺激性气味的气体,因此实验室应 保存氨水。
(5)为了得到可靠的结论,在图所示的实验中还应控制相同的变量有: (写一条即可)。
47.(2023-2024九上·明光市·期中)某兴趣小组在学习了分子的性质后,做了如图两个实验。
实验一:如图1所示,将滴有酚酞的滤纸条放在试管里,平放在实验桌上。
(1)用胶头滴管吸取浓氨水,滴在脱脂棉上,胶头滴管的用途是 。
(2)实验中,观察到的现象是滤纸条上滴有酚酞试液处 依次变红;从微观角度看,此现象说明 。
(3)组内某同学在做此实验时,发现滤纸条没有变色,而试管中所塞的脱脂棉却变成了红色。导致这种现象产生的错误操作可能是 ;这一实验还说明,两种试剂中 具有挥发性,属于该物质的 (填“物理”或“化学”)性质;酚酞变色是发生了 变化(填“物理”或“化学”)。用图1的装置证明分子在不断地运动,其优点是 。
实验二:先在一支试管中装一半红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入),加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图2所示。
(4)该实验说明的分子性质有 、 。
48.(2023-2024九上·蚌埠淮上区·期中)某兴趣小组做如图实验探究分子的性质。请回答实验中的有关问题。(已知:浓氨水极易挥发,挥发产生难闻的刺激性气味的氨气,氨气密度小于空气)。
(1)图1所示实验,用A、B两支大小相同的注射器,分别吸取等体积的空气和水,用相同大小的力,将栓塞慢慢推入 。
(2)图2所示实验,先向烧杯乙中加入20mL蒸馏水,再滴入几滴酚酞溶液,然后向烧杯甲中加入3mL浓氨水,用一个大烧杯罩住甲、乙两个小烧杯。几分钟后 。
(3)图3实验中用胶头滴管吸取少许浓氨水,将其滴入T形三通管的细弯管处,然后用橡皮帽封闭管口。一会儿 (填“ba”或“bc”)段纱布条先变成红色,原因是 。
(4)图3实验与图2实验对比,改进后的优点是 (任答一条即可)。
49.(2023-2024九上·固镇县·期中)某兴趣小组设计以下实验探究分子的性质,请回答下列问题。
(1)按图I进行实验时,在A试管中倒入适量浓氨水,B试管中放入一张滴有酚酞溶液的滤纸,立即用带橡皮塞的导管连接好。
①一段时间后观察到的现象是 ,该现象说明分子 。
②将图I试管A分别放入20℃水和50℃热水中,观察现象,可得出温度越高,分子运动越 (填“快”或“慢”)。
(2)如图II所示,在玻璃管两端分别放入蘸有浓氨水和浓盐酸的棉花团,实验时观察到F处产生的白烟较多(已知氨气分子质量小于氯化氢分子质量)。由此可知,分子质量越大,分子的运动速率越 (填“快”或“慢”)。
50.(2023-2024九上·五河县·期中)化学兴趣小组进行了以下实验。
(1)图1和图2实验都是探究微粒的性质。图1是按课本进行的实验,一段时间后,可观察到的现象是 。图2与图1相比,优点是 (写一条即可)。
【实验延伸】为了探究分子的运动及影响分子运动速率的因素,兴趣小组同学设计了如图3所示的微型实验。
【查阅资料】浓氨水易挥发出氨气(NH3),浓盐酸易挥发出氯化氢(HCl)气体,二者接触会反应产生白烟,白烟是氯化铵(NH4Cl)固体。
(2)用长柄V形玻璃管进行实验,向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸,塞紧橡皮塞。稍后,在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟。由图3实验可知,相同条件下氯化氢分子的运动速率比氨分子的运动速率 (填“快”或“慢”)。
【拓展实验】
(3)再取一根V型玻璃管,开口向上竖直放置,在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉,再塞紧橡皮塞。稍后,在靠近浓氨水的一端最先出现白烟,如图4。
图4实验中,最先出现白烟的位置与图3实验相反,说明相同条件下 。
51.(2023-2024九上·长丰县·期中)小明学习了分子的性质后做了如下实验:
(1)教材实验(如图Ⅰ所示):该实验可以观察到的实验现象是 ;实验结论可以说明的分子性质是 。
(2)改进实验:先在一支试管中装一半红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入),加密封后静置,30日后再观察,现象如图2所示,此实验还可以说明的分子性质是 。
(3)如果继续完成图3实验操作,对比实验2可以得出的结论 。
(4)相比干教材中的实验设计,小明的实验改进最主要的优点有: 。
(5)做观示意图可以帮助我们认识宏观现象与变化。
如图是氢分子和氧分子运动的示意图,在A、B和C中,通过比较能得出“分子种类不同,分子运动速率也不同”的是 (填字母)。
52.(2023-2024九上·泗县·期中)如图所示是初中化学的几个实验装置图,回答下列问题。
(1)图1实验可观察到现象是 ,该实验中没有涉及的性质是 (填标号)。
A.氨分子是不断运动的
B.氨分子有一定质量
C.浓氨水具有挥发性
(2)图2为铁丝在氧气中燃烧,点燃前将铁丝绕成螺旋状,其目的是 ,该反应的文字表达式 。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进实验。实验中观察到红磷燃烧,反应结束后冷却,注射器内的蒸馏水慢慢流入Y形管的下端。实验前注射器内至少应注入 mL蒸馏水。与课本中的实验相比较,本实验的优点是 (填一个即可)。
考点08 水的组成
53.(2023-2024九上·东至县·期中)如图1为某同学进行电解水实验的装置图,试回答下列问题:
(1)图1中A端为电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)在电解水实验中,将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。
由图2看出,a气体是 。如果管C中气体的体积为10mL,则管D中气体的体积约为 。
(3)从微观上分析:下列说法正确的是___________(填字母)。
A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢原子和氧原子构成的
C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
(4)实验中用 检验管C中气体,观察到的现象是 。
54.(2023-2024九上·马鞍山市·期中)古人云“水为食之先”,它塑造了人类的历史。某兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图(图1),请将50℃时对应的微观示意图补充完整 (图中“●”表示氧原子,“。”表示氢原子)。
【任务二】探究水的电解
如图2是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后,均吸取20mL氢氧化钠水溶液,接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快。经检验气体成分后,可推知水是由 组成的,写出电解水反应的文字表达式: 。
(3)改进后装置的优点有 (写一条)。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准,记录时间和收集氧气的体积,实验数据如下表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
15
15
15
30
45
外加电压/V
6
9
12
6
6
氧气/mL
9.9
10.0
9.0
9.6
9.7
时间/s
54.6
23.4
15.0
46.2
35.4
(4)实验①②③可探究 对电解水速率的影响,欲探究温度对电解水速率的影响,应选择的实验组是 (填实验序号)。
(5)根据表中数据得出的结论是 (写1点)。
(6)除上述因素外,影响电解水速率的因素还有 (写1点),请设计实验方案验证: 。
55.(2023-2024九上·来安县·期中)电解水时常在水中加入一些氢氧化钠来增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素,某课外活动小组进行了实验探究,数据记录如下表
编号
温度
氢氧化钠浓度
H2体积/ml
O2体积/ml
时间/S
A
20
2%
20
9.8
54.0
B
20
5%
20
9.8
36.2
C
30
2%
20
9.6
46.2
D
30
5%
20
9.7
X
请回答问题:
(1)正极和负极产生气体的体积比大约为 。
(2)比较实验A和B,可得到的结论是 。
(3)比较实验A和C,可得到的结论是 。
(4)分析实验A、B、C的数据,实验D的电解时间“X”是_____。
A.37.8 B.35.4 C.50.2 D.55.6
(5)理论上,电解水产生H2、O2的体积比为2:1,但实验结果比大于理论值,请从两种气体物理性质分析,可能的原因是 。
56.(2023-2024九上·黄山屯溪·期中)如图为某同学进行电解水实验的装置图,据此回答:
(1)C试管中收集到的气体是 ,电源B是 。
(2)请写出水在通电条件下反应的符号表达式 ,上述实验得出结论:水是由 组成的。
(3)在水的电解实验中,正、负极产生的气体体积比是 。
57.(2023-2024九上·休宁县·期中)某化学兴趣小组同学在学习电解水实验时对水中增加的其他物质感到好奇。于是进行了如下探究,请回答有关问题。
【资料提示】
a.纯水每十亿个水分子中,只有约两个水分子解离成氢离子和氢氧根离子。
b.硫酸钠、硫酸、氢氧化钠、氯化钠在水中易解离出离子。离子浓度越大,导电性越好。
c.氯气是浅绿色有刺激性气味的有毒气体,可溶于水。
(1)图1中的甲应该是电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,其目的是 。
(3)从图2中可以得出的结论有 (答两点)。
【拓展探究】
氯化钠是否会增强水的导电性?
【进行实验】
兴趣小组同学用上图1装置做了以下探究。
实验
正极
负极
I.蒸馏水通电
没有气泡
没有气泡
Ⅱ.蒸馏水中加入足量氯化钠,溶解后通电
产生明显气泡
产生明显气泡,比正极气泡更多更快
(4)结论:氯化钠 (填“能”或“不能”)增强水的导电性。
考点09 水的净化
58.(2023-2024九上·泾县·期中)比较四种水样硬度的实验,向水样中边滴加肥皂水边振荡,记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量,实验操作图及结果如下表。回答下列问题
实验操作
水样
肥皂水用量/滴
市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
(1)此实验中控制为相同的量是 。
(2)硬度最大的水样是 。
(3)由上述实验可知,能将自来水硬度降低的方法有 。
(4)怀远居民常到荆山取白乳泉水,小明猜想:白乳泉水的硬度大于自来水的硬度,则他要补充的实验方案为 : ,若 ,则猜想成立。
59.(2023-2024九上·宁国市·期中)用如图简易装置可以制取少量蒸馏水。操作方法是:在如图所示烧瓶中加入约三分之一体积的自来水,再加入几粒沸石(或碎瓷片)。在确定各连接部位严密不漏气后,加热烧瓶,弃去开始馏出的部分液体,试管内收集到10mL左右蒸馏水后,停止加热。请回答下列问题:
(1)写出仪器A、B的名称:A ,B 。
(2)在水中放入几粒沸石(或碎瓷片)的作用是 ,右侧大烧杯中冷水的作用是 ,为使烧瓶受热均匀,需在烧瓶底部垫上 (填仪器名称)再加热。
60.(2023-2024九上·石台县·期中)下图所示为实验室制取蒸馏水的装置.根据此图回答下列问题:
(1)写出下列仪器的名称:a、 ,b、 ,c、 ;
(2)水在 中由液态变为气态,在 中由气态变为液态.在制取蒸馏水的过程中发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)得到的蒸馏水在 中。
(4)仔细观察b仪器,它起 作用,冷水进入b仪器的方向如图所示,如果改为从上端流入,下端流出 (填“行”或“不行”)。其原因是: 。
61.(2023-2024九上·合肥包河区·期中)水是人们日常生活中非常熟悉的物质之一,我们应该多角度进行研究。
(1)图1电解水的实验装置。若b试管中产生3mL气体,则a试管中产生气体约为 mL。试管 (选填“a”或“b”)中产生的气体使燃着的木条燃烧更旺。
(2)写出电解水的文字表达式为 ;
(3)图2是电解水的微观过程,该过程中没有发生变化的微粒是 ;
(4)下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是_____;
A.水的电解 B.水的蒸馏
C.氢气在氧气中燃烧 D.氢气在氯气中燃烧
(5)水是一种重要的资源,爱护水资源,人人有责。下列净化水的过程中,说法不正确的是_____(填字母)。
A.活性炭可吸附水中的色素和有异味的物质
B.明矾可以使硬水转化为软水
C.自来水厂净化水的方法主要有沉淀、过滤、吸附、消毒杀菌
D.可以用肥皂水检验生活中的自来水是硬水还是软水
62.(2023-2024九上·合肥45中·期中)某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图,己知两杯水的水温分别是和,则温度为的水为________(填序号)。
A. B.
【任务二】探究水的电解
(2)如上图,在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源.一段时间后,发现两电极的现象是 。
【继续探究】实验过程中,同学们发现调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值。记录如下:(保持其它条件不变,每次实验收集氧气)
(3)该实验的目的是 。
(4)分析上表数据可得出的结论 、 。(写两条)
(5)该实验采用的方法是收集相同体积的氧气比反应时间的长短,你还可以采用的方法是 。
63.(2023-2024九上·蚌埠高新区·期中)暴雨过后的河水浑浊不堪,有同学收集到一瓶浑浊的河水,经过以下净水过程,最终制成蒸馏水,实验过程如图一所示。
(1)图一中,加入的A物质是絮凝剂,该物质的名称是 。
(2)图一中操作①②③对应图二中的装置分别是(填序号) ,其中除去水样中的色素和异味,所用试剂的名称为 ,该过程主要是 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)图二中的装置(1)所得到的水属于 (填“硬水”或“软水”),如何证明(写出实验操作和现象) 。有关该实验过程的叙述正确的是 。
A.是化学变化 B.水的化学性质保持不变
C.水分子种类没有发生改变 D.水的状态保持不变
(4)若经过操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是___________(填序号)。
A.滤纸有破损 B.漏斗下端未靠在烧杯内壁 C.漏斗内液面高于滤纸的边缘
(5)下列净水方法中,生产自来水使用的方法有(填序号)___________。
A.沉淀 B.过滤 C.煮沸 D.蒸馏 E.吸附
64.(2023-2024九上·祁门县·期中)2020年“中国水周”的宣传主题为“坚持节水优先,建设幸福河湖”。以下是某化学兴趣小组对某池塘水样进行的实验探究。
(1)A同学发现试管中取回的水样浑浊且有一股臭味,于是向水中加入适量的 ,去除臭味。B同学向(1)实验的试管中加入适量的明矾,通过搅拌,静置后过滤发现水变得澄清。
【查阅资料】明矾【KAl(SO4)2·12H2O】是一种净水剂,可在水中解离出阴阳离子。
【提出问题】明矾中哪一种离子有净水作用?
【作出猜想】
(2)A同学猜想:K+;B同学猜想: ;C同学猜想:Al3+。
【设计实验】
(3)A同学进行了如下实验,请填写表中空白。
实验操作
实验现象
实验结论
①向一烧杯浑浊的水中加入少量KCl,静置
烧杯中的水仍然浑浊
。
②向一烧杯浑浊的水中加入少量Al2(SO4)3,静置
。
Al3+有净水作用
(4)B同学认为C同学的实验方案不合理,理由是 。请你改进方案并设计实验: 。
(5)经过以上处理后,再过滤得到的水 (填“是”或“不是”)纯水。
65.(2023-2024九上·滁州琅琊区·期中)某化学实验小组的同学取了一杯浑浊的河水在实验室进行简单净化。请回答下列问题:
【提出问题】河水中含有哪些杂质?采取什么方法除去杂质而得到较纯净的水?
【观察分析】
(1)观察河水略显浑浊,有固体小颗粒等不溶性杂质,该河水还应含有 、微生物等杂质。
【设计实验方案】分析除去杂质的思路与方法:
(2)除去固体颗粒,可选用 (填字母序号,下同);除去可溶性杂质,可用 。
A.沉降 B.蒸发 C.过滤 D.蒸馏
(3)上述净化水的方法,实质是将混合物分离为纯净物的过程。分离提纯混合物有以下两种基本思路:
思路一:将属于杂质的物质分离除去,如上述中的沉降、过滤等;
思路二: ,如蒸馏。
【进行实验】
(4)先向盛有河水的烧杯中加入适量 粉末,这是利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质 达到净水的目的。
(5)按照如图再进行过滤液体。
①玻璃棒的作用是 ,玻璃棒下端接触的部分是 层滤纸处;
②指出图中操作的一处错误 ;
③若滤液仍然浑浊,你认为其原因可能是 (写一条)。
(6)再用活性炭除去水中的异味,这是利用了活性炭的 作用。
(7)最后进行蒸馏所得蒸馏水是 (填“硬水”或“软水”)。
66.(2023-2024九上·安庆宜秀区·期中)净水过程中常用到絮凝剂,是因为絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,水的浊度降低。兴趣小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样,向其中加入某絮凝剂,搅拌,用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如下:
实验序号
水样的体积/mL
加絮凝剂的质量/g
静置时间/min
浊度/%
①
200
0
20
87
②
200
0.3
20
16
③
200
0.4
10
31
④
200
0.4
20
14
(1)从实验记录可以看出,所要探究的絮凝剂净水的影响因素是 和 。
(2)上述方案主要采用了对照实验,分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。
a.对比①②,可以得出的结论是 。或对比 (填实验编号)也可以获得相同的结论。
b.对比③④,可以获得的结论是 。
c.除上述外,对比 (填实验编号)还可以获得的结论是 。
67.(2023-2024九上·蚌埠经开区·期中)化学课上老师拿来一瓶水,同学们好奇这瓶水是硬水还是软水!
【提出问题】这瓶水是硬水还是软水
【猜想与假设】小彧猜想:这瓶水是硬水小鸥猜想:这瓶水是软水
【实验与探究】
(1)小彧认为可以通过蒸发溶液观察是否有固体残留的方法判断是硬水还是软水,你认同小彧的方法吗?理由是什么?请评价 。小鸥取少量水样加入 ,产生 ,于是得出这瓶水是硬水。在蒸发水的时候小鸥发现水中产生了少量固体,小彧认为固体可能含碳酸钙,为了验证小彧的猜想,小鸥将后续实验产生的足够量的固体收集起来加入试管再加入稀盐酸,按如图装置完成试验,烧杯中产生 现象,最终证明小彧的猜想是正确的。
【总结】
(2)使用硬水会给生活带来许多麻烦,如洗衣服洗不干净,时间长了还会使衣服变硬,所以在家里我们可以通过 的方法降低水的硬度;同时家中器具上的水垢,可加些 浸泡一段时间即可除去。
68.(2023-2024九上·绩溪县·期中)硬水加热时易产生水垢,很多工业用水需要对硬水进行软化处理。化学小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。
【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物;软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
Ⅰ.探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
【进行实验】向蒸馏水中加入和的混合溶液,配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验,记录如下:
组别
第1组
第2组
第3组
实验操作
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
混合溶液用量/滴
0
0
0
1
1
1
2
2
肥皂水用量/滴
5
10
20
5
10
20
5
10
20
产生泡沫量
少
多
很多
无
少
多
无
无
少
【解释与结论】
(1)在水溶液中完全以离子形式存在,其中钙离子的符号是 ;标出中氯元素的化合价 。
(2)对比②和⑧可知,肥皂水能区分软水和硬水,依据的现象是 。
(3)设计第3组实验时,为控制水的硬度相同,⑦中x应为 。
(4)利用上述实验可得到多个实验结论,其中一个结论是,其他条件相同时,当水的硬度相同, 。
Ⅱ.比较不同水样的硬度
【进行实验】用四种水样完成实验,记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。
实验操作
水样
肥皂水用量/滴
市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
【解释与结论】
(5)硬度最小的水样是 。
(6)由上述实验可知,能将自来水硬度降低的方法有 。
(7)继续其他水样实验,发现山泉水的硬度大于自来水的硬度,其实验方案为 ,(写出实验操作和所得现象),说明山泉水的硬度大于自来水的硬度。
69.(2023-2024九上·亳州市·期中)生命的孕育和维系离不开水。某校实践小组的同学们在老师的组织下,以“生命之源一水”为主题开展项目式学习。
任务一:了解自然界的水
【咨询交流】
(1)自然界中的水中含有难溶性和可溶性杂质,有些地方水质“硬”是由于水中含有较多 (填离子符号)。
任务二:制取蒸馏水
【模拟绘图】图1是同学们参观后水厂后绘制的蒸馏水制取示意图。
【小组交流】
(2)从天然水净化为蒸馏水的过程中方框B表示 。吸附过程中可用到的物质是 。
任务三:探究水的电解
【进行实验】为研究影响电解水反应速率的因素,小组利用图2装置进行了实验探究,数据记录如表所示:
实验编号
温度(℃)
氢氧化钠溶液的浓度(%)
氢气的体积(mL)
氧气的体积(mL)
电解时间(s)
A
20
2
20
9.8
54.0
B
20
5
20
9.8
36.2
C
30
2
20
9.6
46.2
D
30
5
20
9.7
35.4
【实验结论】
(3)加快电解水反应速率的可采用的方法是 (写一点)。实验过程中发生反应的文字表达式: 。
任务四:保护水资源
(4)生活和生产中的污水处理后方可排放,某污水处理厂用聚合氯化铁处理污水中的悬浮物质和还原物质,其结果如图所示。由图中数据得出污水中投放聚合氯化铁(以Fe/(mg•L)计算)的最佳范围约为 。
考点10 质量守恒定律
70.(2023-2024九上·六安裕安区·期中)某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)请写出镁条燃烧的现象 ,反应的化学方程式 。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵守质量守恒定律。我 (“同意”或“不同意”)小明的观点,因为 。
(3)小红按如图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,为什么呢?请给出合理的解释 。
71.(2023-2024九上·黟县·期中)小明在阅读相关资料时,发现二氧化氮(NO2)具有助燃性。他决定利用如下实验进行探究。
【提出问题】二氧化氮是否具有助燃性?
【查阅资料】①蓝色的硝酸铜固体在加热条件下分解,化学方程式为。
②通常状况下,NO2是一种红棕色气体,相同状况下,其密度大于氧气的密度,在低于室温时变成液态。
【实验过程】
(1)实验装置如图1,实验现象:试管内蓝色固体逐渐变成 色,有红棕色气体生成,带火显的木条 。
【实验结论】二氧化氮具有助燃性。
【反思与评价】
(2)小刚认为小明的实验不能证明NO2具有助燃性,其理由是 。
小刚认为利用如下补充实验可以证明NO2具有助燃性。
【实验改进】
(3)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤①:如图2,在试管和集气瓶之间连接冷却装置,重新进行加热硝酸铜的实验
带火星的木条复燃
硝酸铜分解产物中有 。
步骤②:取出图2中U型管,恢复到室温,待U型管内充满红棕色气体时,将带火星的木条伸入U型管中
。
NO2具有助燃性
(4)已知镁在二氧化氮气体中燃烧生成氧化镁和氮气,写出该反应的化学方程式为 。由此,你对燃烧的新认识是 。
72.(2023-2024九上·安庆迎江区·期中)对公共场所定期消毒是控制新冠肺炎的有力保障,84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动:
【查阅资料】84 消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
【实验一】取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生,然后把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,证明产生的气体是 (填化学式)。
【提出问题】在上述反应中,NaClO的作用是什么?
【作出猜想】
猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应。
猜想二:作 ,类似H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
【实验二】
(1)按如图所示组装实验装置,并检查装置的气密性。
(2)向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mLH2O2溶液。
(3)将注射器中的H2O2溶液分5次推入锥形瓶中,每次推入5mLH2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积见下表(忽略其他因素对测量结果造成的影响)。
实验编号
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
370
x
①表中的数据x= 。
②分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。
【分析讨论】NaClO与H2O2反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为 。
【拓展反思】生活中常用的消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是 (填序号)。
A.不同的消毒剂可随意混合使用 B.使用84消毒液的浓度越高越好
C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾 D.H2O2溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
73.(2023-2024九上·合肥新站区·期中)某学习小组准备设计实验验证质量守恒定律。
【实验方案】如图所示。
【进行实验】
(1)实验A,红磷燃烧,该反应的化学方程式为 ,反应后天平平衡。气球的作用是 。
(2)实验B,铁钉与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 ,反应后天平平衡。
(3)实验C,观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。反应前称量镁条的质量为,反应结束后称量残留固体物质的质量为。
【分析讨论】
(4)实验C中,若大于,可能的原因是 。
(5)由三组实验可知,实验验证质量守恒定律时应注意的是 。
【实验结论】参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和。
【实验分析】
(6)在化学反应中反应前后原子的种类、数目与 均不变,所以质量守恒。
74.(2023-2024九上·合肥经开区·期中)某研究小组在学习了燃烧后,利用蜡烛进行了以下项目式探究。
【任务】探究蜡烛中含有的元素
(1)实验1:检验蜡烛燃烧的产物。
如图所示实验,烧杯A、B中的现象分别为 。根据图示实验可推测出蜡烛中一定含有 (填元素符号)。
【任务二】探究能否用蜡烛燃烧测定空气中氧气的含量
某同学用氧气传感器和另外一种气体传感器测量密闭条件下蜡烛燃烧时氧气和另外一种气体含量的变化。测量结果如图。
(2)另一种气体不能使澄清石灰水变浑浊,你认为该气体可能是 ,产生该气体的原因是 。
【发现问题】研究小组发现抽掉烛芯的蜡烛无法正常燃烧,小组同学继续对蜡烛的燃烧进行了探究。
【查阅资料】
①缓慢加热物质至一定温度,如出现火苗,即闪火而燃烧,但瞬间熄灭,此温度就称为闪火点(也称闪点)。但如果温度继续升高,其所产生的挥发成分足以继续维持燃烧,火焰不再熄灭,此时的最低温度称为着火点。
②物质的闪点越低,就越容易被火苗点燃引起燃烧,发生火灾的危险性就越大。
③几种物质的着火点、闪点、挥发性见下表:
物质
石蜡
汽油
大豆油
乙醇
着火点/℃
190
416
351
363
闪点/℃
113
-45
220
12
挥发性
难挥发
易挥发
难挥发
易挥发
【任务三】再探蜡烛的燃烧
(3)通常用细棉线作蜡烛的烛芯,你认为烛芯的作用是: 。
(4)下列物质易引发火灾的是_____。
A.石蜡 B.汽油 C.大豆油 D.乙醇
75.(2023-2024九上·肥东县·期中)含锰化合物在工业上用途广泛。
(1)高锰酸钾不稳定,有腐蚀性。
①图中KMnO4分解的化学方程式为 ,此装置能说明氧气 (填标号)。
A.无色无味 B.密度比空气大 C.不易溶于水 D.能支持燃烧 E.属于非金属单质
②将铜片浸泡在KMnO4溶液中以探究KMnO4的腐蚀性,实验记录如下、
编号
KMnO4溶液
浓硫酸/滴
水/m L
铜片质量/g
浓度
体积/mL
实验前
18小时后
I
0.1%
25
0
0
0.54
0.54
II
0.1%
25
10
0
0.54
0.52
III
1%
25
10
0
0.54
0.43
IV
0
0
a
25
0.54
0.54
对比实验I、Ⅱ和IV可知,KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性,其中a= 。对比实验 和 (填编号)可知,KMnO4溶液越浓腐蚀性越强。已知该探究中的反应为,其中X是 (填化学式)。
(2)Mn3O4是软磁、新能源等行业的重要原料,可用MnSO4制得。
某小组煅烧MnSO4·H2O晶体时,得到煅烧温度与剩余固体质量的关系如图所示。
①为除尽固体中的氢元素,煅烧温度应不低于 ℃。(填“230” “350”“680”或“850”)
②图中x= 。(保留1位小数)
③由图像可推知,高温时Mn2O3不稳定,理由是 (填化学方程式)。
考点11 利用化学方程式计算
76.(2023-2024九上·合肥高新区·期中)“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为:。为测定某制氧剂样品中超氧化钾的含量,取20g样品加入到盛有50g足量水的烧杯中,充分反应后(杂质不与水反应),烧杯中物质总质量为65.2g。计算:
(1)产生氧气质量 g。
(2)样品中超氧化钾的质量分数。
77.(2023-2024九上·蚌埠蚌山区·期中)工业上用甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳,可以有效实现碳循环。
(1)请完成该化学方程式的配平:CH4+CO22H2+ CO
(2)请计算每消耗2.2t二氧化碳,可生成氢气的质量是多少?
78.(2023-2024九上·铜陵铜官区·期中)高锰酸钾是一种常见的消毒剂,初三化学兴趣小组在实验室对31.6g高锰酸钾进行加热,反应一段时间后停止加热。称量不同时间剩余固体质量,记录数据如表:
时间
0
t1
t2
t3
t4
质量(g)
31.6
31.3
30.8
29.2
28.4
(1)加热后固体质量减轻,是否遵守质量守恒定律 (填“是”或“否”),t4时生成气体的质量为 g。
(2)加热至t4时,参加反应的高锰酸钾质量为多少 ?(写出计算过程)
(3)高锰酸钾受热见光会分解,保存此消毒剂时应注意 。
79.(2023-2024九上·休宁县·期中)实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验中锥形瓶内非气态物质的总质量随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有哪些,分别是多少g?
80.(2023-2024九上·宿州市·期中)化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为(见图1)。验证质量守恒定律后,待白烟完全沉降取下橡胶塞,片刻后再一起称量,电子天平示数稳定为(见图2)。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 (填“锥形瓶”或“烧杯”)。
(2)计算参加反应红磷的质量(结果精确到)。
(
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综合 压轴80题
内容概览
考点01 科普短文阅读———————————————————————————P1
考点02 实验基本操作———————————————————————————P6
考点03 蜡烛燃烧探究———————————————————————————P10
考点04空气中氧气含量测定————————————————————————P15
考点05氧气的化学性质———————————————————————————P22
考点06 实验室制取氧气科学探究———————————————————————P31
考点07 分子的基本性质———————————————————————————P64
考点08 水的组成—————————————————————————————P73
考点09 水的净化—————————————————————————————P80
考点10 质量守恒定律———————————————————————————P98
考点11利用化学方程式计算—————————————————————————P106
考点01科普短文阅读
1.(2023-2024九上·宿州市·期中)阅读下面科普短文。
二氧化氯是一种环保型杀菌消毒剂。在生活中主要用于饮用水的消毒和食品保鲜。
通常状况下,二氧化氯是一种黄绿色,有刺激性气味,密度比空气大,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水,且与水反应得到酸性溶液。二氧化氯极其不稳定,受热或见光易发生爆炸性分解,产生氧气和氯气,直接造成氯气泄漏而污染环境。该气体具有强烈的腐蚀性,吸入一定浓度的二氧化氯气体会引起咳嗽和呼吸道黏膜的损伤。
请依据文章回答下列问题:
(1)描述二氧化氯的一种物理性质 ,一种化学性质 。
(2)写出上述信息中的一个化学反应的文字表达式 。
(3)发生二氧化氯泄漏时,紧急处理方法是 。
【答案】(1) 有刺激性气味或黄绿色气体或易溶于水(合理即可) 具有很强的腐蚀性(合理即可)
(2)二氧化氯氧气+氯气
(3)喷洒水
【详解】(1)通常状况下,二氧化氯是一种黄绿色,有刺激性气味,密度比空气大,其熔点为-59℃,沸点为11.0℃,易溶于水,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质;二氧化氯极其不稳定,受热或见光易发生爆炸性分解,具有很强的腐蚀性,需要通过化学变化才能表现出来,属于化学性质,故填:有刺激性气味或黄绿色气体或易溶于水(合理即可) ;具有很强的腐蚀性(合理即可);
(2)二氧化氯受热分解生成氧气和氯气,反应的文字表达式为二氧化氯氧气+氯气,故填:二氧化氯氧气+氯气;
(3)二氧化氯易溶于水,且与水反应得到酸性溶液,发生二氧化氯泄漏时,紧急处理方法是喷洒大量的水,故填:喷洒水。
2.(2023-2024九上·濉溪县·期中)阅读下列科普短文,然后回答问题。
臭氧的化学式是,在通常状况下是淡蓝色、有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定,一旦受热极易转化成,并放出大量的热,臭氧的氧化能力比氧气()强得多。若将通过臭氧发生器,在无声放电条件下,从臭氧发生器出来的中含有3%的。
臭氧在地面附近的大气层中含量极少,在离地面25km处有一个厚度极薄的臭氧层。臭氧层能吸收太阳辐射中的大量紫外线,使地球上的生物免遭紫外线的伤害。它是一切生命的保护层。超音速飞机排出的废气中的一氧化碳(CO)、二氧化碳()、一氧化氮(NO)等气体、家用电冰箱中使用的制冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用,会使臭氧层形成空洞,从而使更多的紫外线照射到地球表面,导致皮肤癌的发病率大大增加,如不采取措施,后果不堪设想。
(1)将带火星的木条伸入到盛有的集气瓶中,可以看到 的现象。
(2)可采取 的方法保护臭氧层。
(3)二氧化硫()遇到微热,即被迅速氧化成三氧化硫(),跟水反应生成硫酸,这是除去废气中的理想方法。写出与反应的文字表达式 。该反应从反应物、生成物的物质种类看是 反应,从物质与氧结合的角度看是 反应。
【答案】(1)带火星的木条复燃
(2)使用无氟冰箱,减少氟利昂的排放
(3) 化合 氧化
【详解】(1)臭氧不稳定,一旦受热极易转化成氧气,氧气具有助燃性,故将带火星的木条伸入到盛有O3的集气瓶中,可以看到带火星的木条复燃;
(2)家用电冰箱中使用的制冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用,会使臭氧层形成空洞,故保护臭氧层,可采取使用无氟冰箱,减少氟利昂的排放的方法;
(3)二氧化硫和臭氧在微热的条件下反应生成三氧化硫,该反应的文字表达式为:;
该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;
从物质与氧结合的角度看,该反应是物质与氧的反应,属于氧化反应。
3.(2023-2024九上·南陵县·期中)某家快递公司在卸载环节中造成危险化学品氟乙酸甲酯泄露。现收集到有关氟乙酸甲酯的下列信息:
①氟乙酸甲酯是一种无色透明液体,②其沸点为104.5℃;③可溶于酒精,不溶于水;④易燃烧;⑤在空气中燃烧生成氟化氢(HF)、二氧化碳和水;⑥有毒性;⑦有腐蚀性,会刺激眼睛、呼吸系统和皮肤;⑧氟乙酸甲酯在燃料、医药、农药等领域有广泛的用途,是制造抗肿瘤药物和抗菌药物的原料。(填序号):
(1)描述氟乙酸甲酯物理性质的是 ;
(2)描述氟乙酸甲酯化学性质的是 ;
(3)描述氟乙酸甲酯发生化学变化的是 ;
(4)描述氟乙酸甲酯用途的是 。
【答案】(1)①②③
(2)④⑥⑦
(3)⑤
(4)⑧
【分析】没有生成其他物质的变化叫做物理变化,生成其他物质的变化叫做化学变化。
物质在化学变化中表现出来的性质叫做化学性质,如可燃性、氧化性、还原性、毒性等。物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫做物理性质,如颜色状态、气味、熔点、沸点、密度、硬度、导电性、溶解性等。
【详解】(1)①氟乙酸甲酯是一种无色透明液体,②其沸点为104.5℃;③可溶于酒精,不溶于水;这些性质是不需要发生化学变化就表现出来的性质,属于氟乙酸甲酯的物理性质。故填:①②③;
(2)④易燃烧;⑥有毒性;⑦有腐蚀性,会刺激眼睛、呼吸系统和皮肤;这些性质是需要发生化学变化就表现出来的性质,属于氟乙酸甲酯的物化学性质。故填:④⑥⑦;
(3)生成其他物质的变化叫做化学变化,⑤氟乙酸甲酯在空气中燃烧生成氟化氢(HF)、二氧化碳和水,属于化学变化。故填:⑤;
(4)⑧氟乙酸甲酯在燃料、医药、农药等领域有广泛的用途,是制造抗肿瘤药物和抗菌药物的原料,描述的是氟乙酸甲酯的用途。故填:⑧。
4.(2023-2024九上·桐城市·期中)阅读科普短文,回答下列问题:
镁(Mg)是一种年轻的金属,1808年英国化学家戴维用电解法最早制得少量的镁。
镁呈银白色,熔点为649℃,质轻、密度为。镁的化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应,镁在氧气中燃烧生成氧化镁,镁在氮气中燃烧生成氮化镁,镁在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁。工业上主要利用电解熔融的氯化镁制取金属镁,同时生成氯气。
烟花和照明弹里都含有镁粉,是利用了镁在空气中燃烧能发出耀眼的白光,金属镁与战争有着密切的关系,除照明弹里有镁粉外,燃烧弹里也装有镁粉。每架飞机的外表是用耗费近半吨镁的铝镁合金制成的。世界上镁产量最高的年份,往往就是发生战争的年份。因此,镁产量就成了战争的晴雨表和指示剂,人们常把镁称为“国防金属”。
(1)镁是一种年轻的金属,金属镁发现和冶炼比较晚,其原因是 ,镁与第9号元素形成的化合物的化学式是 。
(2)在化学反应中,镁原子容易形成镁离子 (填离子符号)。
(3)写出镁在二氧化碳中燃烧的化学方程式 。
(4)在测定空气中氧气含量的实验中,不能用镁代替红磷,其原因是 。
【答案】(1) 镁的化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应 MgF2
(2)Mg2+
(3)
(4)镁在空气中燃烧时不仅和氧气反应,还与空气中氮气和二氧化碳反应
【详解】(1)由题干可知,镁的化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应,所以,镁发现和冶炼比较晚,第9号元素是氟元素,氟和氯最外层电子数都是7,在化学反应中容易得到1个电子,形成1个带1个单位负电荷的阴离子,在化合物中化合价一般显-1价,镁元素一般显+2价, 依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知:镁与第9号元素形成的化合物的化学式是MgF2。
(2)由离子的表示方法可知,在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省;镁离子的离子符号是Mg2+。
(3)镁在二氧化碳中燃烧生成碳和氧化镁,该反应化学方程式:。
(4)测定空气中氧气体积分数的实验中最适合物质应该具备的条件是:只和氧气反应,能把空气中的氧气消耗掉,不和空气中的其它成分反应,反应后的生成物是固体,不需要占很大的空间,由题干可知,镁不仅能和氧气反应,也能和空气中的氮气、二氧化碳反应,测量不出空气中氧气的含量,故不能用镁条代替红磷。
5.(2023-2024九上·枞阳县·期中)阅读下面科普短文并回答问题。
潜水员背着的瓶子叫做“水肺”。“水肺”中常见的潜水呼吸气有:压缩空气、高压氨氧混合气、高压氖氧混合气等。
压缩空气是用空气压缩而成的,潜水员潜水时若采用压缩空气呼吸,可能会出现“氮麻醉”的情况,因此需限制潜水的时间。用氦气代替氮气(即高压氦氧混合气),可以避免“氮麻醉”,但由于氦气热传导系数高,潜水员会出现体温过低的症状。采用高压氖氧混合气作为潜水呼吸气可以避免上述问题。
(1)“水肺”中三种常见呼吸气中一定含有的气体名称为 。
(2)压缩空气与空气的成份 (填“相同”或不相同),其含量最多的是 (填物质的化学式),体积分数约为 。
(3)用高压氖氧混合气作潜水呼吸气,可以避免 ,还可以避免潜水员出现 症状。
(4)氦气在生活中还有很多用途,如用氦气代替氢气填充飞艇,利用了氦气的物理性质是 。
【答案】(1)氧气
(2) 相同 N2 78%
(3) 潜水员出现“氮麻醉” 体温过低
(4)密度比空气小
【详解】(1)氧气能够支持呼吸,“水肺”中三种常见呼吸气中一定含有的气体名称为氧气;
(2)压缩空气是用空气压缩而成的,压缩空气与空气的成份相同,其含量最多的是N2;体积分数约为78%;
(3)用高压氖氧混合气作潜水呼吸气,可以避免潜水员出现“氮麻醉”,还可以避免潜水员出现体温过低的症状;
(4)氦气在生活中还有很多用途,如用氦气代替氢气填充飞艇,利用了氦气的密度比空气小。
考点02实验基本操作
6.(2023-2024九上·无为市·期中)下列是化学实验中常见的基本操作,请回答下列问题。
(1)如图1所示,将一根火柴梗横放在酒精灯的火焰中,1~2秒后取出,观察到火焰 (填“a”、“b”或“c”)处对应的火柴梗部分最先变黑。
(2)对于图2操作造成的后果,可以采取的措施是 。
(3)如图3是持试管的几个不同角度,用字母填空:
①用纸槽向试管中加入固体粉末,试管应为 。
②加热试管内的液体时,试管应为 。
③洗干净的试管放置到试管架上,试管应为 。
【答案】(1)a
(2)用湿抹布盖灭
(3) D C B
【详解】(1)根据图像:a是外焰,b是内焰,c是焰心,酒精灯外焰温度最高,因此与外焰接触的火柴梗最先变黑,故填:a;
(2)用燃着的酒精灯点燃另一盏酒精灯,容易导致酒精洒出并起火,酒精着火可用湿抹布盖灭,故填:用湿抹布盖灭;
(3) ①取用固体粉末要先将试管平放,用纸槽将药品送达试管的底部,然后将试管慢慢竖起,完成操作,故填:D;
②加热试管内的液体时,试管口应与桌面呈45°倾斜,故填:C;
③洗干净的试管倒立放置到试管架上,故填:B;
7.(2023-2024九上·淮南市·期中)请用下图所示化学仪器的序号或名称填空。
(1)仪器e的名称 ;
(2)用于收集和贮存少量气体的是 ;
(3)取用少量粉末状固体时用 ;
(4)量取8mL液体时用 。
(5)在实验室加热约150mL液体,可以使用的仪器是 。
(6)实验中滴管使用出现了如下图所示的四种常见错误操作,请你从这四幅图中任意选择一幅(请写明所选图的序号),具体说明改正错误的方法: 。
【答案】(1)试管
(2)g
(3)i
(4)h
(5)acdfk
(6)①取液时挤出空气应将胶头滴管拿出试剂瓶后再挤出空气,避免空气与药剂反应使得药剂变质(或②胶头滴管不能平放,应保持橡胶帽在上放置于烧杯中;或③胶头滴管不能用水清晰以免稀释药品或④橡胶帽应保持在上)
【详解】(1)由图可知,仪器e的名称是试管;
(2)用于收集和贮存少量气体的是集气瓶,故填g;
(3)取用少量粉末状固体时用药匙,故填i;
(4)量取8mL液体时用10mL规格的量筒,若使用100mL量筒,误差较大,故填h;
(5)在实验室加热约150mL液体,可以使用的仪器是量筒、烧杯、酒精灯,陶土网和铁架台,量筒用于量取待加热液体体积,烧杯用于盛放液体然后进行直接加热,酒精灯用于加热提供热量,故填acdfk;
(6)①取液时挤出空气应将胶头滴管拿出试剂瓶后再挤出空气,避免空气与药剂反应使得药剂变质;
②胶头滴管不能倒置,不能平放于桌面上,否则会污染药品、腐蚀胶头;
③因为冲洗会使得原来试剂中混进多余的水分,使得与标识的浓度不符,因此滴瓶上的滴管不要用水冲洗;
④取液后的滴管应保持橡胶头在上方,不要平放或倒置,防止药剂倒流而腐蚀橡胶头。
8.(2023-2024九上·合肥瑶海·期中)检查装置气密性时,应先完成的操作是 (填序号)。
A.双手捂住容器外壁
B.导管一端伸入水中,若装置的气密性良好,则可观察到烧杯内导管处(画圈部分)的现象是 (填序号,下同),过一会松手后可观察到的现象是 。
选项
A
B
C
现象较大图
【答案】B B C
【详解】检查装置气密性时,先将导管一端伸入水中,后用双手捂住容器外壁,利用手上的热量使试管内的气体膨胀,若装置的气密性良好,则可观察到烧杯内导管处有气泡冒出,即现象较大图的B,过一会松手后可观察到导管末端上升一段水柱,且不下降,即现象较大图的C;故答案为:B;B;C。
9.(2023-2024九上·安庆外国语学校·期中)化学是一门以实验为基础的学科,请根据图回答问题。
(1)图1中甲:仪器a的名称是 ;
(2)在连接c和d时,使d较容易插入c的措施是 ;如果采用乙的操作,可能造成的后果之一是 。
(3)图2是某同学称取氯化钠的操作,请你指出该同学的错误操作是 ,该同学称取氯化钠的实际质量是 g。
(4)图3中你认为三位同学中读数正确的是 ,量筒内实际液体体积为 mL。
【答案】(1)试管
(2) 导管插入的一端用水润湿 试管破裂
(3) 砝码与药品的位置放反了 12
(4) 小刚 82
【详解】(1)a为试管;
(2)导管插入的一端用水润湿比较好插入胶塞中,在试管上加塞子时不能将试管抵放在桌子或其它硬物上以免试管破裂。
(3)天平称量药品时要“左物右码”,该实验把药品与砝码位置颠倒了;当“左码右物”时,物质的质量=砝码的质量-游码的质量,所以该同学称取氯化钠的实际质量是10g+5g-3g=12g.故答案为:砝码与药品的位置放反了;12;
(4)用量筒量取液体时视线要与凹液面最低处保持水平,因此小刚对数正确;量筒的分度值是1ml,液柱在82ml处,液体的体积是82ml.故答案为:小刚;82。
10.(2023-2024九上·合肥42中·期中)化学是一门以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段,许多重大的化学发现都是通过实验得到的。某兴趣小组在化学实验室进行了科学实验探究。
【任务一】认识实验室安全图标
(1)化学是一门以实验为基础的科学,认识并了解与实验有关的图标,对安全进行化学实验具有重要意义。小明在学习《物质的变化和性质》时,接触到以下图标,请你帮助他认识相关图标的意义。
图标①的目的是 ;图标⑥表示做完实验后应 。
【任务二】探究蜡烛的燃烧
(2)小明点燃蜡烛后,观察到烛心周围的石蜡熔化,该变化为 (填“物理变化”或“化学变化”)。
(3)小明用内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,若 ,则说明蜡烛燃烧时有二氧化碳生成。
(4)小红将点燃的蜡烛吹灭后,产生了一缕白烟,小红用燃着的木条点燃白烟,发现蜡烛复燃,此现象说明白烟具有的化学性质为 。
【答案】(1) 保护眼睛 洗手
(2)物理变化
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)可燃性
【详解】(1)图标①护目镜可以保护眼睛,可以有效地防止眼睛受到碎片、颗粒物、液体飞溅、辐射、火花等有害物质的侵害;
图标⑥表示做完实验后应将水洗干净,因为有些东西混在一起会产生化学反应,还有会让一些微生物进入你的体内,危害人类的健康,有可能还会传染给别人,所以需要通过洗手来消灭细菌;
(2)石蜡熔化,只是状态发生改变,没有新物质生成,属于物理变化;
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,小明用内壁沾有澄清石灰水的烧杯罩在火焰上,若澄清石灰水变浑浊,则说明蜡烛燃烧时有二氧化碳生成;
(4)白烟能被重新点燃,说明白烟具有可燃性。
考点03 蜡烛燃烧探究
11.(2023-2024九上·肥东县·期中)化学兴趣小组同学在一起探究蜡烛燃烧,他们将短玻璃管插入焰心,发现另一端也可以点燃,也称“母子火焰”,如图所示。对此他们进行实验探究:
【提出问题】导管里一定有可燃性气体,气体成分可能会是什么呢?
【猜想假设】
(1)猜想1:可能是蜡烛燃烧产生的水蒸气;
猜想2:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳;
猜想3:可能是 ;
猜想4:可能是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳和蜡烛受热后产生的石蜡蒸气的混合气体。
【查阅资料】一氧化碳能够燃烧。
【交流讨论】
(2)同学们一致认为猜想1错误,原因是 。
【实验探究】
(3)兴趣小组同学换一根较长的导管插入焰心,并用湿毛巾包住导管,然后在另一端导管口做点火实验。
可能观察到的实验现象
实验结论
若导管口能点燃,去掉毛巾,导管内壁看不到冷凝的固体
正确
若导管口不能点燃,去掉毛巾,导管内壁看到冷凝的固体
正确
若导管口能点燃,但火焰较小,去掉毛巾,导管内壁
猜想4正确
【表达交流】
(4)实验中湿毛巾的作用是 。
【答案】(1)蜡烛受热后产生的石蜡蒸气
(2)水蒸气不能燃烧
(3) 猜想2 猜想3 看到冷凝的固体
(4)降低导管的温度,加速石蜡蒸气冷凝
【详解】(1)由于导管里一定有可燃性气体,石蜡可以燃烧,因此猜想3:可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气;
(2)水蒸气不能燃烧,所以同学们一致认为猜想1错误;
(3)用湿毛巾包住导管,石蜡蒸气会冷凝成固体,一氧化碳能燃烧,若导管口能点燃,说明含有一氧化碳,去掉毛巾,导管内壁看不到冷凝的固体,说明没有石蜡蒸气,故猜想2正确;
用湿毛巾包住导管,石蜡蒸气会冷凝成固体,一氧化碳能燃烧,若导管口不能点燃,说明不含有一氧化碳,去掉毛巾,导管内壁看到冷凝的固体,说明含有石蜡蒸气,故猜想3正确;
因为猜想4正确,是蜡烛不完全燃烧产生的一氧化碳和蜡烛受热后产生的石蜡蒸气的混合气体,用湿毛巾包住导管,石蜡蒸气冷凝成固体,但一氧化碳还能燃烧,所以导管口能点燃,但火焰较小,去掉毛巾,导管内壁看到冷凝的固体;
(4)实验中湿毛巾能起到降低导管的温度,加速石蜡蒸气冷凝的作用。
12.(2023-2024九上·临泉县·期中)化学小组对蜡烛的燃烧进行科学探究。
I.对蜡烛的部分物理性质探究
(1)【实施实验】西西同学取一支蜡烛,用小刀切下一小块石蜡,把它放入水中,石蜡浮在水面上。
【得出结论】石蜡的硬度 ,密度比水的 。
(2)【实施实验】光光同学点燃蜡烛,把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中(如图A),约1s后取出,火柴梗a处最先烧焦。
【得出结论】蜡烛火焰的 (填“外焰”“内焰”或“焰心”)处温度最高。
II.烛燃烧的产物探究
【查阅资料】硫酸铜是一种白色粉末,吸水后变为蓝色。
【实施实验】
(3)实验二,用一个大烧杯罩住一支点燃的小蜡烛,并在烧杯内靠近顶部的位置放置适量的硫酸铜粉末和澄清石灰水。一段时间后,蜡烛熄灭,并观察到硫酸铜粉末变蓝,澄清石灰水变浑浊。
【得出结论】石蜡燃烧后生成的产物是 和 。
【反思评价】①硫酸铜粉末的作用是 。
②若只想验证蜡烛燃烧的产物中有水生成,可以选用下列哪个实验 。
③与实验一所示实验相比较,实验二具有的优点是 。
【答案】(1) 小 小
(2)外焰
(3) 水 二氧化碳 验证水的生成(答案合理即可) D 能够同时检验水和二氧化碳的生成
【详解】(1)由石蜡可用小刀切割,说明石蜡的硬度小;由石蜡浮在水面上可知,石蜡的密度比水小。故填:小;小。
(2)火柴梗与外焰接触a处最先烧焦,说明蜡烛火焰的外焰处温度最高。故填:外焰。
(3)硫酸铜吸水变蓝,观察到硫酸铜粉末变蓝,说明有水生成;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成。故填:水;二氧化碳。
①硫酸铜粉末的作用是验证水的生成。故填:验证水的生成(答案合理即可)。
②A实验蜡烛燃烧放热,生成的水会以气体形式逃逸,不易观察,而且蜡烛会很快熄灭,B实验可观察到白瓷板下面有黑色物质出现,可验证蜡烛中含有碳元素,不能验证蜡烛燃烧的产物中有水生成,C实验可验证蜡烛三层火焰温度的高低,不能验证蜡烛燃烧的产物中有水生成,D实验在蜡烛火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯,可观察到烧杯内壁有水雾出现,可验证蜡烛燃烧的产物中有水生成。故填:D。
③与实验一所示实验相比较,实验二具有的优点是能够同时检验水和二氧化碳的生成。故填:能够同时检验水和二氧化碳的生成。
13.(2023-2024九上·怀宁县·期中)化学变化中通常有明显现象,如有气泡产生。有气体产生变化一定是化学变化吗?化学兴趣小组展开了探究。
【提出问题】有气体产生的变化都是化学变化吗?
【猜想假设】
(1)猜想1.一定是化学变化;猜想2. ;
【实验探究】
(2)完成填空;
实验现象
实验分析
实验一:水的沸腾
水沸腾变成水蒸气,玻璃片上有
水沸腾没有产生新物质,属于 变化。
实验二:石灰石与盐酸反应
颗状石灰石表面有气泡产生,且石灰石变小,烧杯中澄清石灰水 。
石灰石与盐酸反应产生了新物质,属于 变化。
【实验结论】
(3)猜想 (填“一”或“二”)正确。
【实验拓展】
(4)有气体产生的物理变化除汽化外,还有 。
【答案】(1)不一定是化学变化
(2) 水珠 物理 变浑浊 化学
(3)二
(4)升华
【详解】(1)猜想1:一定是化学变化,那么我们可以反向思维,故可以判定猜想2:不一定是化学变化;
(2)在实验一水沸腾实验中,水沸腾产生水蒸气,要想验证水蒸气的产生,可在试管口放一块玻璃片,水蒸气遇冷变成液态水,故可观察到玻璃片有水珠生成,此过程中水发生了形态的变化,没有新物质产生,故该变化属于物理变化;
在实验二中石灰石与盐酸反应生成水、二氧化碳等,由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故观察到澄清石灰水变浑浊;石灰石与盐酸反应产生了新物质,说明石灰石与盐酸反应属于化学变化;
(3)对比两个实验可知,水沸腾有气体产生但没有新物质产生,属于物理变化,故有气体产生的变化不一定是化学变化,故猜想二正确;
(4)物体由有气体产生的物理变化除汽化外,还有升华(升华是固态物质不经液态直接变为气态)。
考点04 空气中氧气含量测定
14.(2023-2024九上·潜山市·期中)化学兴趣小组对空气中氧气的含量进行测定:
【探究实验一】:用如图两套装置进行实验,回答下列问题:
(1)检查图Ⅰ装置气密性的方法是先连接好仪器,打开弹簧夹,将导管放入水中,接下来的操作是 ,若观察到水中导管口有气泡冒出,说明气密性好。
(2)图Ⅱ实验时,打开弹簧夹,然后对红磷加热使其燃烧,可以观察到注射器活塞来回移动,待试管冷却后,注射器活塞将停留在15mL刻度 (填“左”或“右”)侧。
(3)图Ⅱ装置和图Ⅰ装置对比,其优点是 (写一条)。
【探究实验二】:为了准确测定空气中氧气的含量,用气体压力传感器检测密闭体系内的气压变化,并以曲线形式显示出来。
连接好图1中实验装置,将压力传感器接入电脑并打开,点燃红磷进行实验,集气瓶内气压与时间关系如图2所示。
(4)图2中CD段气压减小的原因是 。
【答案】(1)双手紧握集气瓶/用热毛巾捂住集气瓶(合理即可)
(2)左
(3)操作简单/不污染空气/实验结果更准确/更环保(合理即可)
(4)集气瓶中氧气被消耗;同时氧气完全反应后,温度逐渐降低,压强减小(合理即可)
【详解】(1)根据图Ⅰ装置的特点,检查图Ⅰ装置气密性的方法是:先连接好仪器,打开弹簧夹,将导管放入水中,双手紧握集气瓶或用热毛巾捂住集气瓶,若观察到水中导管口有气泡冒出,说明气密性好;
(2)打开弹簧夹,然后对红磷加热使其燃烧,消耗氧气体积为:(45mL+15mL)×= 12mL,冷却至室温后再向左移动12mL;
(3)对照图I实验,图Ⅱ实验是密封的,实验时生成的五氧化二磷不会逸散到空气中,因此优点有:更环保、实验结果更准确等;
(4)CD段气压减少是因为反应结束后,温度降低使得集气瓶内气体分子间间隔变小,还有一个原因是由于红磷与空气中的氧气反应使得集气瓶中氧气量减少,使得集气瓶内气压减小。
15.(2023-2024九上·灵壁县·期中)化学兴趣小组在完成“测定空气里氧气含量”(如图1)的实验后,想对该实验可选用的药品进行继续探究,他们进行了如下实验:
【回顾旧知】
(1)红磷燃烧产生的明显现象是 。
(2)该实验的原理:红磷燃烧消耗了空气中的氧气,瓶内的气压 (填“增大”或“减小”)。烧杯中的水倒吸进入瓶内,进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积。
【提出问题】能不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量?
【查阅资料】相同条件下气体的压强与气体所占的体积成正比。
【设计与实验】
小组同学按图2装置进行实验,分别将红磷、硫放入集气瓶中燃烧,采集数据如图3、图4(注:装置气密性良好,是瓶内初始气压,和是反应结束恢复到室温时瓶内的气压)。
【问题与现象分析】
(3)开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是 .
(4)图4中,与几乎相等是因为 。
(5)由实验可知, (填“能”或“不能”)用硫代替红磷测定空气中氧气的含量。
【答案】(1)产生大量白烟
(2)减小
(3)燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大
(4)硫燃烧消耗氧气,生成二氧化硫气体,生成的气体体积和消耗氧气的体积相同
(5)不能
【详解】(1)红磷燃烧产生的明显现象是:产生大量白烟;
(2)该实验中,红磷燃烧消耗氧气,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,瓶内气压减小,打开弹簧夹,烧杯中的水倒吸进入瓶内,进入瓶内水的体积就是被消耗的氧气的体积;
(3)开始反应时瓶内压强瞬间变大的主要原因是:燃烧放出热量,装置内气体受热膨胀,压强增大;
(4)硫燃烧生成二氧化硫,装置消耗氧气,但生成的二氧化硫正好补充消耗的氧气的体积,则装置中的压强几乎不变,故填:硫燃烧消耗氧气,生成二氧化硫气体,生成的气体体积和消耗氧气的体积相同;
(5)硫在空气中燃烧生成二氧化硫,化学反应前后,压强几乎不变,故不能用硫代替红磷测定空气中氧气的含量。
16.(2023-2024九上·全椒县·期中)对于“测定空气中氧气的含量”实验的再认识。认真分析回答下列问题。
【经典赏析】
(1)拉瓦锡用装置A定量研究了空气的成分。通过玻璃钟罩中汞上升的体积确定了装置中 体积。
【思路启迪】
(2)我们沿着科学家的足迹,对反应物和装置进行了优化,如上图装置B、C所示,其原理都是 ,从而测量出空气中氧气的体积分数。
【实验回顾】课堂上老师和同学们利用装置B,按课本上的方法测定氧气的含量:
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时,要不断推拉注射器活塞,目的是 。
(4)反应前后,测得数据如下,请完成表格:
硬质玻璃管中空气的体积
反应前注射器中空气体积
反应后注射器中气体体积
空气中氧气的体积分数
30mL
20mL
11mL
%
出现此实验结果的原因可能是 (写一条即可)。
【拓展实验】兴趣小组的同学们在实验室用装置C进行了氧气含量的探究。
(5)集气瓶中空气的体积为45mL,量筒中水的体积为50mL。能证明氧气约占空气体积五分之一的现象是 。
【答案】(1)空气中氧气
(2)反应物只与空气中氧气反应,生成固体,反应前后形成压强差
(3)为使空气中的氧气充分反应
(4) 18 铜粉不足(答案不唯一,合理即可)
(5)量筒中水倒吸入集气瓶中,最终量筒中水的体积剩余41mL
【详解】(1)装置中的汞只与空气中氧气的反应,生成固体,因此,通过玻璃钟罩中汞上升的体积确定了装置中空气中氧气体积,故填写:空气中氧气。
(2)分别用铜粉、红磷等进行实验,其原理都是只与空气中氧气反应,生成固体,反应前后形成压强差,从而测量出空气中氧气的体积分数,故填写:反应物只与空气中氧气反应,生成固体,反应前后形成压强差。
(3)在用酒精灯加热铜粉部位时,要不断推拉注射器活塞的目的是使装置中的氧气完全反应,故填写:为使空气中的氧气充分反应。
(4)测得空气中氧气的体积分数为:,故填写:18;
实验结果偏小,原因可能是铜粉不足、装置漏气、没有冷却至室温就读数等,故填写:铜粉不足。
(5)红磷与集气瓶中空气中氧气反应,生成固体五氧化二磷,使反应后集气瓶中压强减小,打开弹簧夹,量筒中水倒吸入集气瓶中,进入的水的体积应为:,则量筒中水的体积剩余50mL-9mL=41mL,故填写:量筒中水倒吸入集气瓶中,最终量筒中水的体积剩余41mL。
17.(2023-2024九上·涡阳县·期中)根据所学知识作答:
(1)图1装置是用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量。已知金属镁会与空气中的氧气和氮气反应,如果用镁条代替红磷进行此实验,则进入集气瓶中的水会 瓶内空气总体积的五分之一(填写“>”、“=”或“<”)。
(2)食品脱氧剂(以铁粉为主的物质组成)能通过化学反应除去密闭包装袋中的氧气,使食品处于无氧状态。用图2装置进行测定空气中氧气含量的实验。如表是有关数据:
所需要的时间
0
5
10
30
35
45
量筒中液面的刻度
50
35
27.5
19.7
19.7
19.7
①脱氧剂发生复杂的化学反应,首先是铁粉与氧气,水反应生成氢氧化亚铁固体,该反应文字表达式: ,属于 反应(填基本反应类型)。
②根据表格数据,计算得出图2装置空气中氧气的体积分数为 。
【答案】(1)>
(2) 化合 20.2%
【详解】(1)用镁条代替红磷进行此实验,镁燃烧同时消耗氧气和氮气,则进入集气瓶中的水会>瓶内空气总体积的五分之一。
(2)①铁粉与氧气,水反应生成氢氧化亚铁,反应的文字表达式为:,该反应是由三种物质生成一种物质的反应,属于化合反应。
②30分钟后,量筒中的液面不再下降。根据表中实验数据进行推算,广口瓶中氧气的体积分数是。
18.(2023-2024九上·合肥经开区·期中)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量的两套实验装置,请结合图示回答下列问题:
(1)图一方法中,在组装好装置装入药品前必须进行的操作是 ,图二中小气球的作用是 。
(2)由图一实验可推知反应后剩余气体的化学性质是 。
(3)图二装置的硬质玻璃管中空气体积为24mL,反应前注射器活塞位于16mL刻度处,反应完毕后,最终注射器活塞停留于9mL刻度处,则该实验测得空气中氧气的体积分数为 。小明分析该实验结果与理论值有差异的可能原因是 。(答出一条即可)
(4)图二实验中,为了使氧气反应更充分,实验中采取的措施合理的是_______(填序号)。
A.铜粉平铺在玻璃管中 B.反复推拉注射器的活塞
C.减少加热时间节省燃料 D.铜粉要足量
(5)某兴趣小组的同学在老师指导下,对于图一的实验原理进行了进一步探究,过程如下:将装有足量红磷的燃烧匙置于瓶内中间,并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水下。图乙表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。他们用激光笔点燃红磷。
①曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
②根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是否精确并说明理由 。
【答案】(1) 检查装置的气密性 缓冲压力
(2)不可燃、不助燃或化学性质稳定
(3) 17.5% 装置漏气/铜粉的量不足/装置未冷却就读数
(4)ABD
(5) 白磷燃烧继续消耗氧气 不精确,红磷燃烧并不能将氧气完全消耗
【详解】(1)图一方法中,在组装好装置装入药品前必须进行的操作是检查装置的气密性,避免装置漏气导致实验结果不准确,故填检查装置的气密性;
图二中小气球能够缓冲压力,避免实验过程中装置中的压强太大导致橡皮塞弹出,故填缓冲压力。
(2)图一实验中,最终进入瓶内的水只占瓶容积的五分之一,可推知反应后剩余气体的化学性质是不能燃烧,也不支持红磷燃烧,即化学性质稳定,故填不可燃、不助燃或化学性质稳定。
(3)实验前空气的体积=24mL+16mL=40mL,消耗氧气的体积=16mL−9mL=7mL,则该实验测得空气中氧气的体积分数=×100%=17.5%,故填17.5%;
该实验结果与理论值偏小,可能原因是装置漏气,或铜粉的量不足,导致氧气有剩余,或装置未冷却就读数,剩余气体的体积数偏大,故填装置漏气或铜粉的量不足或装置未冷却就读数等。
(4)A 铜粉平铺在玻璃管中,能够增大铜粉与氧气的接触面积,使氧气充分反应,实验结果更准确,选项正确;
B 反复推拉注射器的活塞,使氧气充分反应,实验结果更准确,选项正确;
C 减少加热时间节省燃料,但氧气反应不充分,会导致氧气剩余,实验结果偏小,选项错误;
D 铜粉要足量,能够使氧气完全反应,实验结果更准确,选项正确,故填ABD。
(5)①曲线DE段氧气浓度变化较大,主要原因是白磷燃烧继续消耗氧气,使氧气急剧减少,故填白磷燃烧继续消耗氧气。
②由图可知,该实验不精确,因为实验后气体中氧气的浓度不为零,即红磷燃烧并不能将氧气完全消耗,故填不精确,红磷燃烧并不能将氧气完全消耗。
考点05氧气的化学性质
19.(2023-2024九上·广德县·期中)实验是科学探究的重要途径,下面是有关氧气性质的探究实验。
(1)实验一:硫在氧气中燃烧的文字表达式是 。
(2)实验二:铁丝在氧气中剧烈燃烧,该反应的文字表达式为 。铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧,说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与 有关。
(3)实验三:木炭在氧气中燃烧后,验证产物的方法是 。
(4)实验四:数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析,相较于传统实验,可以对实验过程中的数据进行详细记录并图表化,更利于后期的数据分析。下图是利用数字化实验仪器测定空气中氧气含量的示意图及压强图,请你根据所学知识进行分析:
①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大,其原因是 ;
②根据t2时刻的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的 ;
③t3时刻气压上升约至原压强,对应的操作是 。
【答案】(1)硫+氧气二氧化硫
(2) 铁+氧气 四氧化三铁 氧气的浓度
(3)将适量的澄清石灰水倒入瓶中,振荡,观察澄清灰石水是否变浑浊,若变浑浊,则生成了二氧化碳
(4) 红磷燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀 20%或 打开弹簧夹
【详解】(1)硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,反应的文字表达式是:硫+氧气二氧化硫;
(2)铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式是:铁+氧气 四氧化三铁;氧气和空气的不同之处是氧气的浓度不同,铁丝在空气中不能燃烧却可以在氧气中燃烧,说明物质在空气中燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关;
(3)二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,常用澄清石灰水检验二氧化碳;木炭在氧气中燃烧后,验证产物的方法是将适量的澄清石灰水倒入瓶中,振荡,观察澄清灰石水是否变浑浊,若变浑浊,则生成了二氧化碳;
(4)①t1时刻后的一段时间内瓶内气压增大,其原因是红磷燃烧放热,使瓶内气体受热膨胀;
②磷与空气中氧气反应生成五氧化二磷固体,使容器内压强减小,根据图示可知,反应前装置内气压为100kp,反应后装置内气压为80kp,消耗的氧气气压减少了100kp-80kp=20kp,装置内压强减小的比例就是消耗氧气的含量,根据t2时刻的气压值,可以计算得出氧气约占空气体积的20%或(或);
③t3时刻气压上升约至原压强,对应的操作是打开弹簧夹,在大气压作用下,烧杯中水进入瓶中,气体体积变小,气压增大至原压强。
20.(2023-2024九上·蒙城县·期中)如下图有关探究氧气的性质的实验,请回答:
【探究一】
探究氧气的物理性质。
(1)通常情况下,氧气是一种无色无味的气体。降温、加压就会发生状态的改变:
在过程中①、②中发生的变化都是 变化。
【探究二】
探究氧气的化学性质。
(2)实验I,可观察到的实验现象是带火星的木条 。
(3)实验Ⅱ集气瓶中少量水的作用是吸收SO2, 。请写出硫在氧气中燃烧的非基本反应类型为 。
(4)实验Ⅲ为铁丝的燃烧实验。
①步骤a中,要把光亮的细铁丝盘成 状。
②步骤c中,写出铁在氧气燃烧的符号表达式 。
③实验Ⅱ,可观察到步骤b中铁丝不能燃烧,步骤c中铁丝能燃烧,说明铁丝燃烧的剧烈程度与 有关。
(5)上述实验,说明氧气是一种化学性质 活泼的气体,能与许多物质发生反应。
【答案】(1)物理
(2)复燃
(3) 防止污染空气 氧化反应
(4) 螺旋 氧气的浓度
(5)比较
【详解】(1)在过程①、②中,只是氧气状态的变化,没有新物质生成,属于物理变化;
(2)氧气具有助燃性,实验Ⅰ中可观察到的实验现象是带火星的木条复燃;
(3)实验Ⅱ为硫在氧气中燃烧的实验,硫燃烧产生有刺激性气味的二氧化硫二碳,二氧化硫有毒,会污染空气,集气瓶中少量水的作用是吸收二氧化硫,防止污染空气;硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,该反应是物质与氧的反应,属于氧化反应;
(4)步骤a中,要把光亮的细铁丝盘成螺旋状,目的是增大铁丝与氧气的接触面,尽快提高铁丝局部的温度;
步骤c中,铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,该反应的符号表达式为:;
实验Ⅱ,可观察到步骤b中因为空气中氧气含量少,铁丝不能燃烧,步骤c中铁丝在氧气中能燃烧,说明铁丝燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关;
(5)上述实验,说明氧气是一种化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应。
21.(2023-2024九上·霍山县·期中)研究常见物质的性质据图所示实验,并阅读小资料,回答下列问题。
(1)图1集气瓶中加入水的作用是 ;铁丝下端系一根火柴的目的是: 。
(2)在图1实验中,可观察到细铁丝在氧气中燃烧的现象是:a.剧烈燃烧、火星四射;b.放出热量;c.生成了一种黑色固体。其中能证明细铁丝燃烧属于化学变化的是 (填标号)。
(3)某同学在该实验过程中,没有观察到铁丝燃烧,可能的原因有__________(填标号)。
A.铁丝太粗 B.集气瓶底部忘了留少量水
C.集气瓶中氧气的浓度太低 D.点燃系在铁丝上的火柴后,太早伸入集气瓶中
(4)图2集气瓶中加入的水的目的为 。
(5)将两个装满氧气的集气瓶,按图3所示,用带火星的木条分别以A、B两种方式迅速插入,观察到木条复燃,且在A中燃烧比在B中燃烧更旺。从以上实验现象可知氧气的性质有 、 。
【答案】(1) 防止反应生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂 引燃铁丝
(2)c
(3)ACD
(4)吸收生成的二氧化硫,防止污染空气
(5) 支持燃烧 密度比空气大
【详解】(1)细铁丝在氧气中燃烧放出大量的热,生成物的温度较高;图1实验集气瓶内放少量水的目的是防止反应生成的固体物质溅落瓶底,致使集气瓶炸裂;铁丝下端系一根火柴的目的是引燃铁丝;
(2)有新物质生成是化学变化的本质特征;能证明细铁丝燃烧属于化学变化的是 生成了一种黑色固体,故填c;
(3)某同学在该实验过程中,没有观察到铁丝燃烧,可能的原因有铁丝太粗(铁丝太粗可能导致不易达到着火点)、集气瓶中氧气的浓度太低(氧气浓度低,不足以支持铁丝剧烈燃烧)、点燃系在铁丝上的火柴后,太早伸入集气瓶中(会使火柴燃烧消耗过多氧气,导致铁丝不能燃烧);根据第(1)分析可知,集气瓶底部忘了留少量水,不会影响铁丝的燃烧。
故选ACD;
(4)硫和氧气反应生成二氧化硫,二氧化硫对空气有污染,能溶于水且能与水反应,图 2 集气瓶中加入的水的目的为吸收生成的二氧化硫,防止污染空气;
(5)将两个装满氧气的集气瓶,按图3所示,用带火星的木条分别以A、B两种方式迅速插入,观察到木条复燃,说明氧气能支持燃烧,A瓶口朝上,B瓶口朝下,在A中燃烧比在B中燃烧更旺,说明A中氧气浓度高于B,从而说明了氧气密度比空气大,B中氧气从瓶口逸出,浓度降低。
22.(2023-2024九上·岳西县·期中)化学科学十分重视实证和理性思维.在课堂学习中,通过选用典型物质进行实验,来探究物质的有关性质。如图所示是探究氧气化学性质的实验,请回答:
(1)实验一:木炭在图 (填“①”或“②”)中燃烧更剧烈,说明燃烧的剧烈程度与 有关。
(2)实验二:图④中的火柴棒的作用是 ,图⑤中铁丝燃烧的符号表达式为 。
(3)图⑦中集气瓶底少量水的作用是 。
【答案】(1) ② 氧气浓度
(2) 引燃铁丝
(3)吸收二氧化硫,防止空气污染
【详解】(1)氧气能支持燃烧,氧气浓度越大,燃烧越剧烈。空气中氧气约占21%,所以木炭在图②氧气中燃烧比在图①空气中燃烧更剧烈,说明燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关。
(2)图④中的火柴棒燃烧放出热量,作用是引燃铁丝。
图⑤中铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,符号表达式为:。
(3)图⑦硫在氧气中燃烧生成有刺激性气味且有毒的二氧化硫气体,水可以吸收二氧化硫,集气瓶底放少量水的作用是:吸收二氧化硫,防止空气污染。
23.(2023-2024九上·肥西县·期中)同学们在学习完氧气的性质后,知道了“氧气能使带火星的木条复燃”,在此基础上,同学们提出了以下问题,并展开了项目化学习的探究。
任务一:带火星的木条复燃,能否证明氧气是纯氧?
【进行实验】同学们用数字化实验探测仪进行实验(如图),并获得了一系列数据(如下表)。
集气瓶编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
10%
20%
30%
40%
50%
带火星的木条情况
微亮
亮
很亮
复燃
复燃
【实验结论】
(1)分析上述实验数据可知, 。
【小组讨论】
(2)上述实验中利用带火星的木条复燃来证明氧气是否是纯氧,利用了氧气的 性。
任务二:铁丝在氧气中的燃烧与氧气浓度和铁丝粗细有关系吗?
同学们设计并进行了下列五组实验。
实验编号
①
②
③
④
⑤
氧气浓度(体积分数)
34%
47%
60%
73%
86%
直径0.2mm的细铁丝
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
剧烈燃烧
直径0.5mm的粗铁丝
不燃烧
不燃烧
不燃烧
稍有燃烧
剧烈燃烧
【收集证据】
(3)实验⑤中细铁丝燃烧的现象是 。
【实验结论】
(4)其他条件相同时,氧气浓度越大,铁丝燃烧越 。
(5)其他条件相同时,铁丝燃烧与铁丝粗细的关系是 。
【小组讨论】
(6)铁丝在空气中不能燃烧的原因是 。
【答案】(1)带火星的木条复燃,不能证明氧气是纯氧
(2)助燃
(3)剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
(4)剧烈
(5)铁丝越细,铁丝燃烧越剧烈
(6)空气中氧气浓度较低
【详解】(1)任务一从实验数据来看,氧气的浓度达到40%时就可以使带火星的木条复燃,所以带火星的木条复燃不能说明氧气是纯氧;
(2)氧气能使带火星的木条复燃,是因为氧气具有助燃性;
(3)细铁丝燃烧的实验现象:剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体;
(4)任务二从实验数据来看,氧气浓度越大,反应越剧烈;
(5)对比不同直径的铁丝在相同氧气浓度中燃烧的现象可知,细铁丝越细,燃烧越剧烈;
(6)对比①实验可知,空气中氧气含量21%,氧气浓度较低,不足以使铁丝燃烧。
24.(2023-2024九上·淮北相山区·期中)在做“铁在氧气里燃烧”实验时,小红等同学进行了以下探究活动,请你一同参与。
(1)实验时要用砂纸擦去铁丝表面的铁锈,这个过程属于 变化。
(2)小明同学实验时,瓶底放了少量水,但集气瓶仍炸裂了,请你帮助他分析一下可能的原因 。
(3)探究直径为0.38mm的铁丝燃烧是否需要纯氧
【实验内容】取0.38mm的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验,实验现象如下表所示:
O2的体积分数
90%
70%
65%
60%
55%
实验现象
燃烧剧烈、燃烧时间长,效果好
燃烧比90%弱,燃烧时间短,实验成功
燃烧比70%弱,燃烧时间比70%短,实验成功
燃烧比65%弱,燃烧时间更短,实验成功
难以燃烧,只是发红
【实验结论】:就0.38mm铁丝而言,燃烧所需氧气的最低体积分数为60%,且氧气浓度越大,燃烧现象越 。(填“剧烈”或“不剧烈”);
【实验拓展】:(4)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论是否合理,请说出理由?
(填 “合理”或 “不合理”),理由: 。
(5)小红对小明的实验进行了改进,并对铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系进行了如下探究。
实验操作
实验现象
解释与结论
实验①:取直径0.20mm,含碳0.1%的铁丝,在氧气中燃烧
零星的
火星
铁丝在氧气中燃烧,“火星四射”与其含碳量的关系为 。
实验②:取直径0.20mm,含碳0.32%的铁丝,在氧气中燃烧
较明显的
火星四射
【答案】物理变化 燃着的铁丝碰到了集气瓶内壁 剧烈 不合理 铁丝可能在氧气的浓度为55%到60%的范围内燃烧 含碳量越高,燃烧越剧烈
【详解】(1)实验时要用砂纸擦去铁丝表面的铁锈,这个过程没有新物质生成,属于物理变化;
(2)小明同学实验时,瓶底放了少量水,但集气瓶仍炸裂了,可能的原因是燃着的铁丝碰到了集气瓶内壁;
实验结论:通过观察实验内容的现象可知,氧气浓度越大,燃烧现象越剧烈;
实验拓展:
(4)上述关于铁丝燃烧所需氧气最低浓度的结论不合理,理由是铁丝可能在氧气的浓度为55%到60%的范围内燃烧;
(5)实验二:通过两个实验进行对比可知,铁丝在氧气中燃烧,“火星四射”与其含碳量的关系为含碳量越高,燃烧越剧烈。
考点06 实验室制取氧气科学探究
25.(2023-2024九上·天长市·期中)以下是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。(过氧化氢的化学式是)
实验序号
溶液浓度%
溶液体积/mL
温度℃
的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
2
49.21
④
30
5
55
2
10.76
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验 和 对比可知,化学反应速率与温度的关系是: ;
(2)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的碰撞概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是: 。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总重量 (选填“减小”或“不变”或“增大”)。
【答案】(1) 反应物浓度 ③ ④ 在其他条件相同的条件下,温度越高,化学反应速率越大
(2)反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多.反应温度越高微粒运动速率越大.这都将使微粒间碰撞的概率增大,导致化学反应速率越大
(3)不变
【详解】(1)从表中分析可知:实验①、②是过氧化氢浓度不同,其他条件相同,可知通过实验①和②对比可知,化学反应速率与反应物的浓度有关;
实验③、④则是温度不同,其他条件相同,明显是对温度影响化学反应速率的探究;从实验③和④对比可知,温度越高,反应所需的时间越短,说明化学反应速率与温度的关系是:在其他条件相同的条件下,温度越高,化学反应速率越大;
(2)反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多.反应温度越高微粒运动速率越大.这都将使微粒间碰撞的概率增大,导致化学反应速率越大;
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总质量不变,因为过氧化氢分解产生氧气,与水的多少没有关系,只是浓度小了,反应的速度慢。
26.(2023-2024九上·望江县·期中)实验室常用过氧化氢溶液制取氧气。实验小组同学对该反应进行探究。
实验1:验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。
(1)实验IV称得的固体质量为 g。
(2)证明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象是 。
实验2:探究催化剂种类和质量对过氧化氢分解的催化效果的影响。
【进行实验】
称取催化剂置于三颈瓶中,塞紧胶塞,用注射器将3mL5%过氧化氢溶液快速注入。测定氧气浓度达到最高值时所用的时间,实验记录如表:
序号
初始温度/℃
催化剂种类
催化剂质量/g
氧气浓度达到最高值时所用时间/s
①
30
二氧化锰
0.03
8
②
30
氯化铁
0.03
32
③
30
氯化铁
0.04
29
④
30
氯化铁
0.05
28
⑤
30
氯化铜
0.03
3364
⑥
30
氯化铜
0.04
837
⑦
30
氯化铜
0.05
464
注:①氧气浓度达到最高值时过氧化氢已完全分解。
②在可控范围内,过氧化氢分解速率越快,催化效果越好。
【解释与结论】
(3)实验2中,效果最好的催化剂是 。
(4)实验⑤⑥⑦的目的是 。
【答案】(1)0.1
(2)I中带火星的木条不复燃,III中带火星的木条复燃
(3)二氧化锰
(4)探究氯化铜的质量对过氧化氢分解的催化效果的影响
【详解】(1)二氧化锰作为催化剂在反应前后的质量和化学性质不变,因此实验IV称得的固体质量为0.1g;
(2)证明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象是:I中带火星的木条不复燃,III中带火星的木条复燃;
(3)已知在可控范围内,过氧化氢分解速率越快,催化效果越好,由表格数据可知,实验①②⑤中其他条件相同下,二氧化锰作为催化剂时,氧气浓度达到最高值时所用时间最短,因此实验2中效果最好的催化剂是二氧化锰;
(4)由表格数据可知,实验⑤⑥⑦中初始温度、催化剂种类是相同的,变量是氯化铜的质量,则实验⑤⑥⑦的目的是探究氯化铜的质量对过氧化氢分解的催化效果的影响。
27.(2023-2024九上·定远县·期中)某化学兴趣小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
【探究一】
影响过氧化氢分解快慢的因素某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。(实验装置如图1所示,夹持仪器已略去)
【猜想与假设】
影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。
【实验记录】同学们进行6组实验,实验记录如下:
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
过氧化氢溶液的浓度(%)
30
30
15
30
30
30
过氧化氢溶液的体积(mL)
6
x
6
6
6
6
水槽中水的温度
20
90
70
70
20
20
锥形瓶中的物质
----
----
----
----
0.5 gNaCl
0.5 gFeCl3
60min内产生氧气(mL)
0.0
41.0
4.5
12.1
2.0
650.0
【解释与结论】
(1)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是 mL。
(2)实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定 来比较过氧化氢的分解速率。
(3)写出实验⑥发生反应的文字表达式 。
(4)通过实验①、②、④可得出的结论是 。
【反思与评价】
(5)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是 。
【探究二】
硫酸铜溶液也能做过氧化氢分解反应的催化剂,小组同学在常温下,向a、b、c三个试管中分别加入等量的5%的过氧化氢溶液,在其他条件相同时,各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液,绘制了产生氧气的体积和时间变化的曲线如图。请你回答:
(6)若实验中所得的曲线如图中虚线所示,请推测其中可能的原因: 。
【答案】(1)6
(2)产生相同体积的氧气所需的时间
(3)
(4)温度越高,过氧化氢分解速率越快
(5)相同时间内实验②产生氧气少(或需要加热,水蒸气含量高)
(6)过氧化氢溶液浓度大于5%(合理即可)
【详解】(1)由于实验探究影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类,所以要保证过氧化氢溶液的体积相同,所以x=6。故填:6。
(2)比较过氧化氢的分解速率可通过测定相同时间内产生氧气的体积,相同时间内产生氧气的体积多,说明反应速率快;或产生相同体积的氧气所需的时间,产生相同体积的氧气所需的时间短,说明反应速率快。故填:产生相同体积的氧气所需的时间。
(3)实验⑥过氧化氢溶液在FeCl3催化作用下生成水和氧气,文字表达式为。
(4)实验①、②、④的变量为水槽中水的温度,发现温度越高,过氧化氢分解速率越快。故填:温度越高,过氧化氢分解速率越快。
(5)相同时间内实验②产生氧气少,速率太慢,不能得出明显的结论,且由于水温过高,水蒸气含量高,误差较大。故填:相同时间内实验②产生氧气少(或实验②需要加热,水蒸气含量高)。
(6)由于过氧化氢溶液浓度越大,反应速度越快,所以若实验中所得的曲线如图中虚线所示,可推测其中可能的原因是过氧化氢溶液浓度大于5%。故填:过氧化氢溶液浓度大于5%。
28.(2023-2024九上·芜湖戈江区·期中)小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有大量气泡产生。
【查阅资料】
①水泥块中含有的氯化铁,二氧化锰,碘化钾都可以作过氧化氢分解的催化剂。
②气压传感器能描绘出密闭容器中压强随时间的变化曲线(如图1)。曲线斜率越大,说明过氧化氢分解速度越快,则该条件对过氧化氢分解速率影响越大。
实验一:探究氯化铁能否做过氧化氢分解的催化剂。
(1)在进行实验前,要注意检查装置的气密性。检查图2装置气密性的方法是玻璃管右侧加橡皮管,用止水夹夹住橡皮管,再拉注射器,一段时间后,注射器 (填“能”、“不能”)回到原来的位置,则表明气密性良好。
实验步骤
实验现象
实验结论
①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条
木条不复燃
常温时过氧化氢溶液不分解
②
木条复燃
氯化铁能加快过氧化氢的分解速率
(2)小芳认为:仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,她觉得还需要证明它在化学反应前后 不变。
实验二:探究过氧化氢分解速率的影响因素。
将体积相同、浓度不同的过氧化氢溶液和不同质量的二氧化锰、氯化铁、碘化钾分别放在如图2的密闭容器中,并用气压传感器采集数据:
实验序号
催化剂种类
催化剂质量/g
温度/℃
过氧化氢浓度
曲线斜率
1
二氧化锰
0.1
10
2%
0.383
2
0.1
20
2%
2.145
3
0.3
20
5%
6.637
4
氯化铁
0.3
20
5%
0.099
5
碘化钾
0.3
20
5%
0.163
(3)由实验1和2对比得出结论是 。
(4)小明认为:不采用气压传感器,还可用100mL量筒、水槽、秒表等,通过测量 ,判断过氧化氢的分解速率。
(5)分析上表,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有 、 (填两种即可)。
【答案】(1) 能 向装有过氧化氢溶液的试管中加入氯化铁,再伸入带火星的木条
(2) 质量和化学性质
(3)相同条件下,温度越高过氧化氢的分解速率越快
(4)收集相同体积气体所需的时间
(5) 催化剂种类 过氧化氢溶液浓度
【详解】(1)检查图2装置气密性的方法是玻璃管右侧加橡皮管,用止水夹夹住橡皮管,再拉注射器,锥形瓶内压强减小,装置不漏气,一段时间后,注射器能回到原来的位置,则表明气密性良好;
②根据实验结论氯化铁能加快过氧化氢的分解速率,即加快氧气的生成速率,根据实验现象为木条复燃,则实验操作为向装有过氧化氢溶液的试管中加入氯化铁,再伸入带火星的木条;
(2)由于催化剂是在化学反应里能改变化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质,所以仅凭上述两个实验不能证明氯化铁为过氧化氢分解的催化剂,还需要证明它在化学反应前后质量和化学性质不变;
(3)根据表格可以看出,实验1温度为10℃,实验2温度为20℃,所以由实验1和2对比得出在其他条件相同时,温度越高,过氧化氢溶液分解速率越快的结论;
(4)不采用气压传感器,还可用100mL量筒、水槽、秒表等,通过测量收集相同气体体积所需的时间等,可判断过氧化氢的分解速率;
(5) 经过分析表格可知,过氧化氢分解速率的影响因素,除了温度,还有催化剂种类(过氧化氢浓度、催化剂质量等合理即可)。
29.(2023-2024九上·蚌埠禹会区·期中)某化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究实验。
(实验一)同学甲探究了影响双氧水分解速率的某种因素,实验数据记录如下:
双氧水的质量
双氧水的浓度
二氧化锰的质量
相同时间内产生氧气体积
Ⅰ
50.0g
1%
0.1g
9mL
Ⅱ
50.0g
2%
0.1g
16mL
Ⅲ
50.0g
4%
0.1g
31mL
(1)本实验中,测量氧气体积的装置是 (填编号)。
【实验结论】
(2)在相同条件下, ,双氧水分解得越快。
【反思】
(3)同学甲若用如图装置进行实验:
通过比较 也能达到实验目的。
(实验二)探究影响双氧水分解速度的某种因素。实验数据记录如下(常温通常指20℃)
实验
温度
药品
氧气体积/ml
反应所需时间/s
①
常温
5% 过氧化氢溶液
0
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
②
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
热水中
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
18
③
常温
5% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
20
常温
30% 过氧化氢溶液
二氧化锰
125
5
(4)通过对比实验 可知,反应物浓度大,反应速率快。
(5)除了上述的两个因素能影响化学反应快慢,你认为另一个影响因素是 ,其关系是 。
(6)由上述实验可知温度、浓度、催化剂等都是影响化学反应速率,实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 。
【答案】(1)C
(2)双氧水浓度越大
(3)相同时间内,电子天平示数的变化大小
(4)③
(5) 温度 温度越高反应速度越快,温度越低反应速度越慢
(6)20℃时,5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰
【详解】(1)氧气不易溶于水,且先在顶部聚集,排出水的体积即为生成的氧气的体积,产生的气体将瓶中的水排入量筒,应选C装置,故选C;
(2)根据实验数据可以看出,在相同条件下,双氧水浓度越大,相同时间内收集氧气体积变多,说明反应速率越快,故填:双氧水浓度越大;
(3)反应产生氧气,逸出到空气中,质量减少,因此也可以通过比较相同时间内,电子天平示数的变化大小,来比较反应速率,故填:相同时间内,电子天平示数的变化大小;
(4)实验③是过氧化氢浓度不同其他条件相同,通过对比实验③可知,反应物浓度大,反应速率越快,故填:③;
(5)实验①的影响因素是催化剂(二氧化锰),且加二氧化锰做催化剂会加快反应速度,实验②是温度不同其他条件相同,探究温度对化学反应速度的影响;从结果看温度越高,反应所用的时间较短,既反应的速度较快,温度低时反应的速度慢,故填:温度;温度越高反应速度越快,温度越低反应速度越慢;
(6)实验室用过氧化氢制取氧气要求反应简便易操作,所以采用不加热而加催化剂的方法进行较合适,从易于收集的角度,反应的速度不能太快也不能太慢,所以最合适的条件是20℃时,5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰,故填:20℃时,5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰。
30.(2023-2024九上·合肥庐阳区·期中)小丽和她的兴趣小组探究“排水法收集氧气时机的选择”,用加热高锰酸钾进行了相关实验。
(1)装置中试管口放一团棉花的作用是 。
[提出问题]“气泡连续、均匀冒出时排出的氧气比较纯净”,事实如此吗?
[设计并实验]采用高锰酸钾加热分解产生氧气,测定不同时刻从试管排出的气体中氧气的浓度。
时段
氧气浓度变化特点
氧气浓度变化范围
加热时间
气泡特征
①
逐渐增大
21.2%~
1~11s
11~16s
不持续、不均匀
②
快速增大
28.7%-66.7%
16~34s
持续、均匀、快速
③
逐渐变缓
66.7%-86.3%
34~80s
④
趋于稳定
86.3%~88.7%
80~135s
(2)在加热药品的第①时期(11~16s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,此时排出气体中氧气的浓度最大只有 %左右。
(3)“气泡连续、均匀冒出时排出的氧气已经比较纯净”的说法是 (填“合理”或“不合理”)的。
[查阅资料]对于初中氧气性质实验而言,氧气浓度只需达到一定的数值。满足实验要求即可。
[实验探究]
①取一个集气瓶,使瓶内留有占集气瓶40%的水(余下的为空气),用玻璃片盖住,并倒扣于装有水的水槽中。
②用排水法收集氧气,小心地把瓶内的水排完用玻璃片盖住瓶口,取出正立放好。
③把带火星木条伸入集气瓶中,带火星木条复燃。
[反思与交流]
(4)①通过实验探究可知,使带火星木条复燃的氧气不一定是纯氧。
②集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占集气瓶容积的体积分数+瓶中空气所占容积的体积分数× %(空气中氧气的体积分数)。
③理论上,上述实验中“使带火星木条复燃”的氧气体积分数是 %。(计算结果保留到0.1%)
【答案】(1)防止加热时,高锰酸钾粉末进入导管
(2)28.7
(3)不合理
(4) 21 52.6
【详解】(1)装置中试管口放一团棉花的作用是:防止加热时,高锰酸钾粉末随气流进入导管;
(2)分析表中数据可知,①氧气浓度变化范围为:21.2%~28.7%,故在加热药品的第①时期(11~16s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,此时排出气体中氧气的浓度最大只有28.7%左右;
(3)由(2)可知,在加热药品的第①时期(11~16s),气泡已经连续、均匀且快速冒出,但此时排出气体中氧气的浓度最大只有28.7%左右,氧气并不纯净,所以“气泡连续、均匀冒出时排出的氧气已经比较纯净”的说法是不合理的;
(4)空气中氧气的体积分数约为21%;理论上,上述实验中“使带火星木条复燃”的氧气体积分数是:40%+60%×21%=52.6%。
31.(2023-2024九上·合肥高新区·期中)小明同学跑步时腿部擦伤,校医用过氧化氢溶液给他清洗伤口时,他发现过氧化氢溶液接触伤口产生气泡的速度会变快,医生解释是人体有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解。他对过氧化氢酶产生了兴趣,并和同学们进行了探究。
【进行实验】
同学们用图1的密闭装置分别用1.5mg、3.1mg、5.6mg过氧化氢酶及1.5mg、5.6mg、10.7mg二氧化锰作催化剂,其他实验条件相同,用压强传感器测得装置内压强的变化曲线如图2、3:
【讨论交流】
(1)检查装置气密性时,用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气,若注射器B的活塞 ,则表明装置气密性良好。
(2)写出过氧化氢酶催化过氧化氢分解的文字表达式 。
(3)对比 mg的二氧化锰和过氧化氢酶催化过氧化氢分解的曲线,说明过氧化氢酶催化能力比二氧化锰 (填“强”或“弱”)。
(4)分析图3中三条曲线,说明过氧化氢的分解速率与 有关。
(5)由图2和图3中的曲线可知,催化剂对最终产生氧气的量 (填“有”或“无”)影响。
【拓展提升】
(6)已知过氧化氢溶液分解为放热反应,当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果。同学们推测过氧化氢酶质量过大,会导致实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。请说明理由 。
【答案】(1)向外移动1mL
(2)
(3) 1、5/5、6 强
(4)二氧化锰(或催化剂)的用量(或质量)
(5)无
(6)过氧化氢酶质量过大,导致过氧化氢分解速率过快,单位时间内放热太多,温度过高,过氧化氢酶的活性会突然降低
【详解】(1)检查装置气密性时,用注射器A向锥形瓶内注入1mL空气,若注射B的活塞向外移动1mL,表明装置气密性好.
(2))过氧化氢酶催化过氧化氢分解,生成水和氧气,反应的文字表达式为.
(3)对比实验要求变量唯一,图2、图3中都有催化剂1.5mg或5.6mg时对分解速率的影响,则对比1.5mg或5.6mg的二氧化锰和过氧化氢酶催化过氧化氢分解曲线可知,压强变化相等(即产生气体体积相等)时,过氧化氢酶所需时间短,说明过氧化氢酶催化能力比二氧化锰强。
(4)图3中三条曲线中二氧化锰质量不同,说明过氧化氢的分解速率与二氧化锰的质量有关。
(5)由图2和图3中的曲线可知,最终生成氧气的量相等,则催化剂对最终产生氧气的量无影响。
(6)由题中所给信息“已知过氧化氢溶液分解为放热反应,当温度过高时过氧化氢酶会失去催化效果”,可推测当过氧化氢酶过大,导致过氧化氢分解速率过快,单位时间内放热太多,温度过高,过氧化氢酶的催化活性会突然降低,使实验过程中过氧化氢溶液分解速率突然变慢。
32.(2023-2024九上·巢湖市·期中)研究性学习小组选择“H2O2 生成O2 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】H2O2 生成O2 的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2 溶液中,分别加入相同质量的MnO2 和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2 所需的时间。
【进行实验】
(1)上图是他们进行实验的装置图,写出标号仪器的名称:① ;
(2)此实验中B处宜采用的气体收集方法是 。
【实验记录】
实验编号
1
2
反应物
5%H2O2
5%H2O2
催化剂
1g水泥块
1gMnO2
时间
165秒
46秒
【结论】
(3)该探究过程得出的结论是 。
【反思】
(4)H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2 或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2 和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。
【答案】(1)长颈漏斗
(2)排水法
(3)过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂种类有关,二氧化锰的催化效果比水泥块好
(4) 质量 化学性质
【详解】(1)由图可知,仪器①为长颈漏斗;
(2)需要比较收集一瓶氧气所需的时间,需要有明显的现象判断是否收集满,排水法通过瓶口有气泡冒出可知已收集一瓶氧气,现象明显及时,故填:排水法;
(3)通过探究过程可知催化剂种类不同,对催化效果有影响,二氧化锰催化效果更快,故填:过氧化氢生成氧气的快慢与催化剂种类有关,二氧化锰的催化效果比水泥块好;
(4)根据催化剂的定义可知,催化剂除了能改变化学反应速率,化学反应前后,其质量和化学性质不变,故还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变。
33.(2023-2024九上·铜陵市·期中)梦瑶同学在学习了催化剂的知识后按照老师的要求去寻找除了二氧化锰之外的催化剂,老师建议同学们从实验室和生活中寻找实验物质,推荐物质包括氧化铜、马铃薯片、铁锈(主要成份是氧化铁)、红砖粉末等,她决定和化学小组的同学一起探究:氧化铁固体(,难溶于水)在过氧化氢溶液制氧气的反应中能否起到类似二氧化锰的催化作用呢?
【作出猜想】
(1)I、既不是催化剂,也不是反应物,反应前后质量和化学性质都不变;
II、是反应物,会生成,反应前后质量和化学性质都改变;
III、是该反应的催化剂,反应前后 。
【进行实验】用天平称量固体,取10mL10%的双氧水于试管中,进行以下7个步骤的实验探究。
步骤⑦:步骤⑥后,将所得的固体再次放入等量的过氧化氢溶液中,重复完成实验②③,并观察现象。
【寻找证据】
(2)请完善下面表格。
步骤①现象
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
得出结论
溶液中缓慢放出气泡,带火星的木条不复燃
溶液中较快放出气泡,
固体质量为 g
溶液中较快放出气泡,木条复燃
猜想Ⅲ成立
【实验分析】
(3)步骤⑦中的重复实验,目的是证明验证氧化铁在反应前后 不变。
【表达与交流】
(4)步骤③中,试管中各物质质量随反应时间:变化曲线正确的是_______(填字母)
【答案】(1)质量和化学性质都不变
(2) 带火星的木条复燃 1
(3) 化学性质
(4)B
【详解】(1)催化剂能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质都不变;
(2)由实验结论知,氧化铁是该反应的催化剂,所以步骤③中,加入氧化铁后的实验现象是:溶液中较快放出气泡,带火星的木条复燃;氧化铁是该反应的催化剂,所以在反应前后氧化铁的质量不变,仍然是1g;
(3)步骤⑦的目的是为了证明回收的氧化铁化学性质是否改变(或者回收的氧化铁还能否加快过氧化氢的反应速率);重复实验步骤③中产生大量气泡,木条复燃,则证明氧化铁在反应前后化学性质不变;
(4)A、过氧化氢在常温会缓慢产生氧气,加入二氧化锰就开始生成氧气,故A不符合题意;
B、过氧化氢溶液中本身就有水,过氧化氢分解也生成了水,当过氧化氢完全反应后,水的质量就不再增加,故B符合题意;
C、氧化铁是催化剂,化学反应前后氧化铁的质量不变,故C不符合题意;
D、随着过氧化氢的分解,过氧化氢的质量逐渐减小到零,故D不符合题意;
故选B。
34.(2023-2024九上·合肥蜀山区·期中)“便携式制氧机”可用于家庭保健供氧。某品牌制氧机通过制氧剂产生氧气,制氧剂甲剂为白色颗粒过碳酸钠,制氧剂乙剂为黑色粉末MnO2。某小组同学进行实验探究其制氧原理并设计组装了一套简易的氧发生器。
【查阅资料】过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠;碳酸钠易溶于水且它与MnO2混合不能生成氧气。
(1)【组装装置】根据图1制氧机简图,该小组同学利用实验室的仪器组装了一套类似功能的氧发生器(见图2),该氧发生器的连接顺序是 (填接口处字母),装置A相当于制氧机中的 (填“反应仓”或“加湿过滤仓”)。
(2)【分析解释】小组同学分别用过碳酸钠和5%过氧化氢溶液作对照制取氧气,利用数字化传感器测出产生氧气体积与时间变化的曲线,结合图像及药品状态分析,该家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液的理由是 、 。
(3)【拓展评价】通过上述探究可知,保存过碳酸钠的注意事项是 (写一条)。
【答案】(1) cab 加湿过滤仓
(2) 过碳酸钠便于携带、运输和储存 相同时间内,过碳酸钠比5%过氧化氢溶液生成氧气更多
(3)保持干燥
【详解】(1)根据图示可知,B为反应的发生装置,氧气从A装置的a口进入,加湿后从b口排出。则该氧发生器的连接顺序是cab;由于氧气从A装置的a口进入,所以装置A相当于制氧机中的加湿过滤仓。故填:cab;加湿过滤仓。
(2)由于过碳酸钠便于携带,便于运输和储存;据图可知,相同时间内,过碳酸钠比5%过氧化氢溶液产生氧气更多。所以家用制氧机的制氧剂选择过碳酸钠而不选择5%过氧化氢溶液。故填:过碳酸钠便于携带,便于运输和储存;相同时间内,过碳酸钠比5%过氧化氢溶液产生氧气更多。
(3)由于过碳酸钠遇水可分解生成过氧化氢和碳酸钠。所以保存过碳酸钠时,应注意保持干燥。故填:保持干燥。
35.(2023-2024九上·滁州市·期中)实验室可用氧化铜粉末催化双氧水制取氧气。下面探究氧化铜的用量对反应速率是否有影响。实验装置如图 1所示。
实验记录:每次用30mL浓度为5%的过氧化氢溶液,采用不同质量的氧化铜粉末做催化剂进行实验,测定相关数据记录于下表中,回答下列问题。
过氧化氢体积(mL)
过氧化氢浓度
CuO质量(g)
待测数据(mL)
Ⅰ
30
5%
0.1
Ⅱ
30
5%
0.2
Ⅲ
30
5%
0.3
(1)上述实验应该测定的“待测数据(mL)”可能是 。本实验中,图1的方框内收集装置应选用图 2中的 (填序号)。
(2)三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是 。
(3)若第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的“待测数据” (填“大”或“小”),说明催化剂的用量越多,反应越快。
(4)若要完全证明氧化铜是该反应的催化剂,还要证明氧化铜在反应前后 和 不改变。
【答案】(1) 相同时间内收集到的氧气(或排出水)的体积 c
(2)控制变量
(3)小
(4) 质量 化学性质
【详解】(1)该实验是探究做催化剂氧化铜的用量对反应速率是否有影响,判断的依据应该是相同时间内产生的氧气体积,即实验应该测定的“待测数据(mL)”可能是相同时间内收集到的氧气(或排出水)的体积,故①填:相同时间内收集到的氧气(或排出水)的体积。
待测数据是相同时间内产生的氧气体积,氧气不易溶于水且氧气的密度小于水的密度,则测定氧气体积的装置中,氧气应该从短管进入,使水沿长管从瓶中排出,进而测出其体积,故②填:c。
(2)对比实验需要注意控制变量,三次实验均用 30mL5%的过氧化氢溶液的目的是为了控制变量,保证只有氧化铜质量不同这一个变量,故填:控制变量。
(3)催化剂的用量越多,反应越快,第Ⅱ次实验中二氧化锰的质量为0.2g,第Ⅲ次实验中二氧化锰的质量为0.3g,则第Ⅱ次实验比第Ⅲ次实验的待测数据,即相同时间内产生的氧气体积要小,故填:小。
(4)根据催化剂的概念可知,催化剂在化学反应前后的质量与化学性质保持不变,氧化铜作为反应的催化剂,则反应前后氧化铜的质量和化学性质不改变,故①填:质量,②填:化学性质。
36.(2023-2024九上·太湖县·期中)某兴趣小组利用H2O2溶液制取O2时,误向5mL5%的H2O2溶液中加入了2滴一定浓度的FeCl3溶液,结果立即产生了大量气泡。小组同学对此展开了如下探究。
【探究一】促进H2O2分解的微粒
【作出猜想】
(1)猜想①:可能是H2O;猜想②:可能是Fe3+;猜想③:可能是 。
【交流分析】
(2)同学们经分析一致认为猜想①不成立,理由是 。
【设计实验】
(3)请设计实验,验证猜想②成立: 。
【探究二】溶液pH对Fe3+催化H2O2分解的影响
小组同学利用相同浓度的FeCl3溶液在不同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液,测得密闭容器内的)曲线如图所示:
(4)分析图示,你能得到的结论是 。
(5)同学们认为,若要证明FeCl3是该反应的催化剂,还需要证明其质量和 在反应前后不变。
(6)市售H2O2溶液中常添加一定量的硫酸,你认为目的可能是 。
【探究三】含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液对H2O2分解的影响
小组同学分别测定含相同浓度Fe3+、Cu2+的不同溶液在相同pH环境下催化分解相同浓度的H2O2溶液,得到密闭容器内的“压强—时间”曲线如图所示。
(7)据图分析,能说明Cl-也能加快H2O2分解的实验现象是 。
(8)由图中数据能否说明促进H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好?若能,请说明理由;若不能,请改进实验方案: 。
【答案】(1)氯离子或Cl-
(2)H2O2溶液中含有水分子
(3)取两支试管,分别加入5mL5%的H2O2溶液,再分别滴加等体积、Cl-浓度相同的FeCl3和NaCl溶液,观察到滴加FeCl3溶液的试管中产生气泡的速率比滴加NaCl溶液的试管快
(4)其他条件相同时,在一定pH范围内,pH越大,Fe3+催化分解H2O2的速率越快(合理即可)
(5)化学性质
(6)作为稳定剂,减缓H2O2在常温下的分解速率(合理即可)
(7)相同时间内,加入CuCl2溶液的装置内气体压强大于加入CuSO4溶液的装置
(8)不能,取相同体积含相同浓度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液,再向CuCl2溶液中加入适量NaCl固体,使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-浓度与FeCl3溶液中Cl-浓度相同,重新进行探究三实验,观察现象
【详解】(1)FeCl3溶液中含有H2O、Fe3+、Cl-,因此还可能是Cl-促进了H2O2分解。
(2)H2O2溶液中含有水分子,并未促进H2O2的分解,因此猜想①不成立。
(3)若要验证猜想②正确,需要设计对比实验:取两支试管,分别加入5mL5%的H2O2溶液,再分别滴加等体积、Cl-浓度相同的FeCl3和NaCl溶液,观察到滴加FeCl3溶液的试管产生气泡的速率比滴加NaCl溶液的试管快。
(4)分析题图可知,其他条件相同时,在一定pH范围内,pH越大,Fe3+催化分解H2O2的速率越快。
(5)在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂(又叫触媒)。催化剂的特点可以概括为“一变二不变”,一变是能够改变化学反应速率,二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变。若要证明FeCl3是该反应的催化剂,还需要证明其质量和化学性质在反应前后不变。
(6)分析题图可知,pH越小,溶液酸性越强,H2O2的分解速率越慢。
(7)分析题图可知,相同时间内,加入CuCl2溶液的装置内气体压强大于加入CuSO4溶液的装置,由此可说明Cl-也能加快H2O2的分解。
(8)含相同浓度Fe2+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液中所含Cl-的浓度不同,FeCl3溶液中所含Cl-浓度更大,而Cl-也能加快H2O2分解,因此根据题图不能说明促进H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好,需要控制Cl-浓度相同的情况下重新进行实验,改进方案如下:取相同体积含相同浓度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液,再向CuCl2溶液中加入适量NaCl固体,使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-浓度与FeCl3溶液中Cl-浓度相同,重新进行探究三实验,观察现象。
37.(2023-2024九上·安庆大观区·期中)某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【做出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤
实验现象
结论及解释
I.
A中无明显现象,B产生大量气泡,带火星木条复燃
B中产生的气体是 ;
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中带火星木条又复燃滤渣质量为
淀粉的 和 在反应前后均没有发生变化,能作过氧化氢分解的催化剂
(1)B中过氧化氢分解的文字表达式: 。
(2)保持过氧化氢化学性质的最小粒子是 ,过氧化氢分解时变化的最小粒子是 。
【实验拓展】
设计了如图所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20mL
淀粉 0.5g
a
Ⅱ
20mL
二氧化锰0.5g
b
(3)上述实验中“待测数据”是指 ;若a>b,则可得出的结论是 。
【拓展探究】
(4)某兴趣小组如图进行了几组实验,取几只容积完全相同的集气瓶,分别装入不同体积的水。用排水法收集氧气,恰好把几只集气瓶中的水排去。然后将带火星的木条依次插入集气瓶中,发现当集气瓶预装水体积分数最低为35%时,木条复燃。这时集气瓶中氧气的体积分数是 。(计算结果保留一位小数),以上实验证明用带火星的木条检验氧气是否纯净的做法是否可靠 (填“是”或“否”)。
【答案】氧气 ag 质量 化学性质 过氧化氢分子 氢原子和氧原子 生成25mL气体所需要的时间 二氧化锰的催化效率比淀粉高 48.7% 否
【分析】本题考查催化剂。
【详解】实验验证:
根据题意,木条复燃,该气体的氧气;向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液后发现固体质量不变仍然是ag,可以证明淀粉是催化剂,催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变;
(1)过氧化氢分解生成水和氧气:;
(2)保持过氧化氢化学性质的最小粒子是过氧化氢分子,化学变化中的最小粒子是原子,过氧化氢分解时的最小粒子是氢原子和氧原子;
(3)实验的目的是以25mL气体为准,因此需要测定的量是生成25mL气体所需要的时间,a>b,说明二氧化锰加入后产生氧气的时间比加入淀粉短,说明二氧化锰的催化效率比淀粉高;
(4)空气中氧气的体积分数是21%,所以木条复燃时氧气的体积分数是:,因为该体积分数下的氧气也可以使带火星的木条复燃,所以用带火星的木条检验氧气是否纯净的方法不可靠。
38.(2023-2024九上·和县·期中)催化剂在生产、生活和科研中的地位越来越重要。
探究一:验证MnO2在过氧化氢分解前后的质量没有改变。
(1)某同学用电子天平称取1.0MnO2于试管中,加入适量过氧化氢溶液,写出发生反应的符号表达式 。
探究二:红砖粉是否也能作过氧化氢分解的催化剂?效果怎样?
小雨以收集等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
编号
过氧化氢
其他物质
待测数据
实验1
20mL5%过氧化氢溶液
无
实验2
20mL5%过氧化氢溶液
1g红砖粉
实验3
20mL5%过氧化氢溶液
1g二氧化锰
(2)上表中的“待测数据”是 。
(3)如图可用于此实验收集O2的装置是 (填字母)。
(4)通过实验2与实验 的待测数据对比,可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率。
(5)如需证明红砖粉可作过氧化氢分解的催化剂,还需通过实验证明 。
【答案】(1)
(2)收集等体积的氧气所需的时间
(3)C
(4)1
(5)红砖粉在反应前后的质量和化学性质不发生改变
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的符号表达式为:;
(2)该实验以收集等体积的氧气为标准,故上表中的“待测数据”是:收集等体积的氧气所需的时间;
(3)用图中装置收集氧气,氧气的密度比水小,氧气应从短管通入,水从长管排出,用量筒测量排出水的体积,排出水的体积就是收集氧气的体积。
故选C;
(4)实验1中未加红砖粉,实验2中加入红砖粉,其它因素均相同,故通过实验2与实验1的待测数据对比,可说明红砖粉能改变过氧化氢分解速率;
(5)催化剂的概念:能改变其他物质的反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后的质量和化学性质不发生改变。所以除了证明红砖粉能改变过氧化氢的反应速率外,还需证明红砖粉在反应前后的质量和化学性质不发生改变。故答案为:红砖粉在反应前后的质量和化学性质不发生改变。
39.(2023-2024九上·凤台县·期中)某研究小组发现,将适量淀粉放入过氧化氢溶液中,过氧化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】淀粉能否作过氧化氢分解的催化剂?
【作出猜想】淀粉能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
(1)
实验步骤
实验现象
结论及解释
Ⅰ.
A中无明显现象,B中产生大量能使带火星木条复燃的气体
产生的气体是氧气;①淀粉能 。
Ⅱ.向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣
B中又产生大量使带火星木条复燃的气体;滤渣质量为ag
②淀粉的 在反应前后均没有发生变化,能过氧化氢分解的催化剂
(2)写出淀粉催化过氧化氢分解的化学方程式: 。
【实验拓展】
(3)该小组设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据见表:
实验编号
3%过氧化氢溶液的体积
其他物质质量
待测数据
Ⅰ
20mL
淀粉0.3g
a
Ⅱ
20mL
二氧化锰0.5g
b
上述实验中“待测数据”是指 ;若a>b,则可得出的结论是 。
(4)温度升高过氧化氢的分解速率会加快,某同学取足量5%的过氧化氢溶液进行加热,如图2所示,可实验中带火星的木条往往难以复燃,请解释原因 。
【答案】(1) 加快反应速率 质量和化学性质
(2)
(3) 产生25mL氧气所需时间 在其他条件相同的条件下二氧化锰的催化效果比淀粉好
(4)过氧化氢浓度过低,分解生成氧气较少(或者氧气中混有较多的水蒸气)
【详解】(1)①加热淀粉后生成使带火星木条复燃的气体氧气,说明淀粉能加快过氧化氢制氧气反应速率,故填:加快反应速率;
②通过实验现象,B中又产生大量使带火星木条复燃的气体,滤渣质量为ag,说明淀粉化学性质和质量在反应前后不变,能做过氧化氢分解的催化剂,故填:质量和化学性质;
(2)淀粉催化过氧化氢分解生成氧气和水,化学方程式:,故填:;
(3)设计了如图1所示装置对比淀粉与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,则“待测数据”是指产生25mL氧气所需时间;若a>b,说明二氧化锰催化过氧化氢的反应速率快,可得出的结论是在其他条件相同的条件下二氧化锰的催化效果比淀粉好,故填:产生25mL氧气所需时间;在其他条件相同的条件下二氧化锰的催化效果比淀粉好;
(4)温度升高过氧化氢的分解速率会加快,取足量5%的过氧化氢溶液进行加热,实验中带火星的木条往往难以复燃,原因可能是过氧化氢浓度过低,分解生成氧气较少(或氧气中混有较多的水蒸气),故填:过氧化氢浓度过低,分解生成氧气较少(或者氧气中混有较多的水蒸气)。
40.(2023-2024九上·当涂县·期中)现代化工生产中,90%以上的化工产品,是借助催化剂生产出来的。请和学习小组同学一起开展“有关催化过氧化氢分解”的实验探究。
I.验证MnO2对过氧化氢分解的作用
【实验1】利用下图装置,测得瓶内气压随时间变化的图像。
(1)甲中气压变大的原因是 。
(2)为探究MnO2在实验中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a.验证MnO2的化学性质是否改变;
b. 。
Ⅱ.探究下列物质对过氧化氢分解的作用
【实验2】分别用0.1gMnO2、CuO粉末和土豆泥,按下图所示装置进行实验,各时间收集的氧气总体积如下表:
15s
30s
45s
60s
MnO2
16
26
30
37
CuO
15
23
28
35
土豆
14
20
27
29
(3)30s-45s,产生氧气最多的物质是 。
(4)该方案中测定氧气生成速率的方法是 。
Ⅲ.探究二氧化锰的使用方法对过氧化氢分解的影响
查阅资料:3%-6%的过氧化氢溶液的密度都可近似看成水的密度;过氧化氢分解后,溶液体积、密度变化均忽略不计。
按【实验2】所示装置进行实验。
【实验3】将不同质量的MnO2,分别放入装有10mL6%的过氧化氢溶液的锥形瓶中,氧气生成速率如曲线a所示;
【实验4】将不同质量的MnO2,分别放入装有20mL3%的过氧化氢溶液的锥形瓶中,氧气生成速率如曲线b所示;
【实验5】实验3中反应完全后静置一会,往锥形瓶中再加入10mL6%的过氧化氢溶液,氧气生成速率如曲线c所示。
(5)根据上图,说明过氧化氢分解速率与 、 有关。
IV.实践反思
(6)反思上述实践活动,提出一个可能影响过氧化氢分解的其他因素。
答: 。
【答案】(1)过氧化氢溶液分解产生氧气
(2)验证二氧化锰的反应前后质量是否改变
(3)土豆
(4)测定单位时间内气体产生的体积
(5) 二氧化锰的质量 过氧化氢的浓度
(6)温度或压强等
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰作用下分解产生氧气;
(2)催化剂的特点是改变反应速率,反应前后化学性质和质量不变,故填验证二氧化锰前后质量是否改变;
(3)根据数据分析30-45s内二氧化锰产生氧气,氧化铜产生氧气,土豆产生氧气,故填土豆;
(4)根据上述图示可知利用排水法测定氧气的体积,故方案中测定氧气生成速率的方法是测定单位时间内产生气体的体积;
(5)观察曲线a或b或c可以看出过氧化氢的分解速率随二氧化锰的质量增大而成增大的趋势,故①填二氧化锰的质量;
比较曲线ab可知过氧化氢分解速率跟过氧化氢浓度有关,故②填过氧化氢的浓度;
(6)影响反应速率的因素可以是温度或压强,故填温度或压强等。
41.(2023-2024九上·阜阳颖州区·期中)为研究影响H2O2分解的因素,用如图装置进行实验。
实验情况下表:
已知:①室温为20℃,水浴时间均为5分钟
②
实验组号
实验序号
具支试管内的试剂
水浴温度
试管内现象
Ⅰ
1
10mL蒸馏水,1mL2%H2SO4溶液
20℃
无气泡
2
40℃
极少量气泡
Ⅱ
3
10mL30% H2O2溶液
20℃
无气泡
4
40℃
极少量气泡(比实验2略多)
Ⅲ
5
10mL30%H2O2溶液,1mL2% H2SO4溶液
20℃
无气泡
6
_____
少量气泡
Ⅳ
7
10mL30%溶液,1mL2%溶液
20℃
少量气泡
8
40℃
大量气泡
(1)实验组Ⅰ的目的是 。
(2)实验6中设置的水浴温度为 。
(3)①对比实验 和 (填序号,从1~8中选择),可知硫酸铜可以加快H2O2分解。
②从以上实验可知,除了加入硫酸铜等催化剂,还可以通过 方法加快H2O2分解。
(4)写出实验8中H2O2分解反应的化学方程式 。
迁移拓展:
实验Ⅴ:将光亮的粗铜丝灼烧后,迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2% H2SO4溶液的试管中(如图)。溶液中立即产生大量气泡,该气体能使带火星的木条复燃。
(5)仅通过实验Ⅴ,得出“Cu也能加快分解”的证据是否充足?请做出判断,并说明理由: 。
【答案】(1)作对照实验,排除蒸馏水和硫酸溶液在实验条件下生成氧气的可能
(2)40℃
(3) 3 7(或4和8) 加热(合理即可)
(4)
(5)铜加热后和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,双氧水大量分解生成氧气,不能确定是铜的作用还是硫酸铜的作用
【详解】(1)实验I的目的是作对照实验,排除蒸馏水和硫酸溶液在实验条件下生成氧气的可能;
(2)根据实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ的数据可知,实验6中设置的水浴温度为40℃;
(3)①根据对比实验Ⅱ、Ⅳ(3、7或4、8)其他条件相同时,可知硫酸铜可以加快H2O2分解;
②从以上实验数据可知,还可以通过加热的方法加快H2O2分解;
(4)H2O2在硫酸铜催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:;
(5)仅通过实验V,不能得出“Cu也能加快H2O2分解”,铜加热后和氧气反应生成氧化铜,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,双氧水大量分解生成氧气,不能确定是铜的作用还是硫酸铜的作用。
42.(2023-2024九上·界首市·期中)实验小组研究不同催化剂对过氧化氢分解速率的影响。
【查阅资料】
i.MnO2、FeCl3均可作为加快过氧化氢分解速率的催化剂。
ii.锥形瓶内氧气浓度达到最大值时,表明过氧化氢已完全分解。
【实验准备】组装图1所示装置夹持仪器已略,经检验,装置的气密性良好。
实验1:比较催化剂种类对过氧化氢分解速率的影响。
【进行实验】如下表所示,在锥形瓶中放入催化剂,用注射器推入过氧化氢溶液,记录实验数据。
序号
药品
氧气浓度传感器的数据
1-1
3 mL、5%过氧化氢溶液
0.03g MnO2固体
1-2
3 mL、5%过氧化氢溶液
0.03g FeCl3固体
【解释与结论】
(1)为达成实验1的目的,需要被控制成相同的变量有过氧化氢溶液的浓度、 和 。
(2)依据实验1的数据可推知MnO2催化过氧化氢分解的速率大于FeCl3,其证据是 。
实验2:继续探究FeCl3质量对过氧化氢分解速率的影响。
【进行实验】如下表所示,在锥形瓶中放入FeCl3,用注射器推入5%过氧化氢溶液,记录实验数据。
序号
FeCl3质量
过氧化氢溶液体积
过氧化氢完全分解所用时间
2-1
0.03 g
3 mL
61 s
2-2
0.04 g
3 mL
56 s
2-3
0.05 g
3 mL
49 s
【解释与结论】
(3)由实验2可得结论:过氧化氢溶液体积等条件相同时,FeCl3质量在0.03~0.05g范围内, 。
【反思与评价】
(4)实验小组用1-2的方案制备氧气,发现反应速率偏慢。根据上述实验结论,你认为可采取的改进措施有 (写出两条)。
【答案】(1) 过氧化氢溶液的体积 催化剂的质量
(2)相同条件下,产生同等浓度的氧气,二氧化锰所需时间比氯化铁短
(3)氯化铁质量越大,过氧化氢分解速率越快
(4)增加氯化铁的质量,将氯化铁换成二氧化锰
【详解】(1)实验1的目的是比较催化剂种类对过氧化氢分解速率的影响,根据控制变量法,该实验中,催化剂种类不同,其它因素均相同,故为达成实验1的目的,需要被控制成相同的变量有过氧化氢溶液的浓度、过氧化氢溶液的体积,催化剂的质量;
(2)依据实验1中氧气浓度传感器的数据可知,相同条件下,产生同等浓度的氧气,二氧化锰所需时间比氯化铁短,说明MnO2催化过氧化氢分解的速率大于FeCl3;
(3)由实验2可得结论:过氧化氢溶液体积等条件相同时,FeCl3质量在0.03~0.05g范围内,氯化铁的质量越大,过氧化氢完全分解所用的时间越短,说明过氧化氢溶液体积等条件相同时,FeCl3质量在0.03~0.05g范围内,氯化铁的质量越大,过氧化氢分解速率越快;
(4)由以上分析可知,相同条件下,二氧化锰催化过氧化氢分解的速率大于氯化铁,且过氧化氢溶液体积等条件相同时,FeCl3质量在0.03~0.05g范围内,氯化铁的质量越大,过氧化氢分解速率越快,故实验小组用1-2的方案制备氧气,发现反应速率偏慢,可采取的改进措施有:增加氯化铁的质量,将氯化铁换成二氧化锰。
43.(2023-2024九上·阜南县·期中)氧气是工业生产中不可或缺的原料,某小组以“制取简易制氧机”为主题开展项目式学习。
(1)工业上通过分离液态空气制取氧气属于 变化(填“物理”或“化学”)。
任务二:获得稳定的氧气来源
(2)若直接用过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快。为获得平稳的气流,下图所示发生装置能达到最佳效果的是 (填字母序号)。
A. B.
C. D.
任务三:研究过氧化氢分解的条件
(3)已知过氧化氢在常温下分解缓慢,加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快,若要证明二氧化锰或红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和 是否改变。设计实验比较相同质量、相同颗粒大小的二氧化锰、红砖粉对过氧化氢分解产生的催化效果。写出你的设计方案 。
【答案】(1)物理
(2)C
(3) 化学性质 分别取相同质量、相同颗粒大小的二氧化锰、红砖粉,放进相同体积、相同浓度的过氧化氢溶液中,测量相同时间内收集到的氧气体积
【详解】(1)工业上通过分离液态空气制取氧气是利用物质沸点不同进行分离物质的一个过程,没有生成新物质,属于物理变化。
(2)直接用过氧化氢溶液制取氧气,反应速率太快,为获得平稳的气流,需要使用分液漏斗控制过氧化氢溶液的滴加速率来控制反应的速率,D装置中双氧水和二氧化锰已经接触,反应发生,不能控制反应速率。故发生装置能达到最佳效果的是C。
(3)催化剂改变反应速率,本身质量和化学性质不变;故还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变。
设计实验比较相同质量、相同颗粒大小的二氧化锰、红砖粉对过氧化氢分解产生的催化效果。设计方案需要控制的变量为催化剂种类,其它条件要完全相同;故实验设计可以为:分别取相同质量、相同颗粒大小的二氧化锰、红砖粉,放进相同体积、相同浓度的过氧化氢溶液中,测量相同时间内收集到的氧气体积。
44.(2023-2024九上·宿州埇桥区·期中)比较氧化铜和氧化锰对过氧化氢分解的催化效果。用如图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的3mL5%的双氧水注入试管中,再利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
(1)在检查装置的气密性后,小组同学注入双氧水开始实验。实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的原因是: 。
(2)由氧化铜催化的反应、时间段反应速率逐渐变慢、原因是: 。根据相同时间内注射器内氧气体积的不同,可比较出两种催化剂的催化效果。
【答案】(1) 反应生成气体,装置内压强增大
(2)随着反应的进行,过氧化氢溶液的浓度逐渐减小
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰做催化剂条件分解生成氧气,装置内气体增多,压强增大,大于外界压强后,U形管内红墨水液面左低右高;
(2)反应物浓度越大对反应速率越快,分析图像可知,随着反应的进行过氧化氢被消耗,t1~t2时间段过氧化氢浓度较低,所以由氧化铜催化的反应,t1~t2时间段反应速率逐渐变慢。
考点07分子的基本性质
45.(2023-2024九上·庐江县·期中)实验课上同学们设计了图1所示的实验探究分子运动现象。
【实验现象】
(1)开始时两烧杯中溶液均为无色,一段时间后观察到的现象是 。
【实验分析】
(2)B烧杯中的浓氨水具有 性,氨分子运动到A烧杯中形成氨水,能使无色酚酞溶液 。
【实验结论】
(3)该实验说明分子在 。
(4)小莉同学将图1中A、B烧杯内药品分别换为以下几组进行实验,其中能达到目的的是______(填序号)。
A.酚酞溶液,浓盐酸 B.石蕊溶液,浓盐酸 C.酚酞溶液,浓硫酸
(5)【装置改进】小华对图1装置进行了改进,如图2所示,与图1装置相比,该装置的优点是 。
(6)【实验拓展】同学们设计如图3所示装置进行实验,B试管中能更快地观察到现象,由此可得出 。
【答案】(1)A烧杯中的溶液变红色
(2) 挥发 变红
(3)不断运动
(4)B
(5)节约药品、环保
(6)温度越高,分子运动速率越快
【详解】(1)B中的浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子不断运动,运动到A烧杯中,与水分子结合形成氨水,氨水显碱性,可以使无色酚酞溶液变红,故一段时间后,可观察到A烧杯中的溶液变红色;
(2)B烧杯中的浓氨水具有挥发性,氨分子运动到A烧杯中形成氨水,氨水显碱性,能使无色酚酞溶液变红;
(3)氨分子从B烧杯运动到A烧杯中,该实验说明分子在不断运动;
(4)若想能达到实验目的,则A、B烧杯内药品需要满足条件:一种药品具有挥发性,可以使另一种药品发生颜色变化。
A、浓盐酸具有挥发性,但不能使无色酚酞溶液变色,不符合题意;
B、浓盐酸具有挥发性,可以使石蕊溶液变红,符合题意;
C、浓硫酸不具有挥发性,也不能使酚酞溶液变色,不符合题意;
故选B;
(5)小华对图1装置进行了改进,如图2所示,使用试管代替了烧杯,可以节约药品。且图2装置气密性更好,可以有效减少氨分子挥发进入空气,更加环保;
(6)对比图3,B装置浸在热水中,温度高些,且能更快地观察到现象,说明:温度越高,分子运动速率越快。
46.(2023-2024九上·宿松县·期中)某同学设计如图实验装置探究“分子的性质实验”。请你认真思考后回答以下问题:
【查阅资料】①浓氨水显碱性,易挥发;②酚酞溶液遇碱变红。
【进行实验】老师对图Ⅰ所示的装置进行了改进(如图Ⅱ所示),并进行了以下操作:
①取一条滤纸,在滤纸条上等距离滴加无色酚酞试液;
②将滴加了无色酚酞试液的滤纸条放入一洁净的试管中,并在试管口塞一团脱脂棉;
③在脱脂棉上滴加几滴浓氨水。
【分析讨论】
(1)观察到的现象是滤纸上的酚酞 ,实验过程中若发现滤纸条没有变红而棉花变红,可能原因是 。
【拓展延伸】同学们经过讨论后认为,图Ⅰ、图Ⅱ所示装置虽能证明分子的基本性质,但不能证明影响分子基本性质的因素,于是又设计了如图Ⅲ所示的装置。在U型管的两个管口分别放入卷成筒状的棉纱布,并用橡皮塞塞紧。用注射器吸取2mL酚酞溶液从橡皮塞慢慢注入棉纱布上,使其润湿,从另一管口插入吸取了浓氨水的注射器。按此方法再组装好另一套相同的装置,将其中一套装置的下端放入热水中,向两支U型管A、C处的棉纱上注入浓氨水,观察几分钟。
【分析讨论】
(2)图Ⅲ装置中,可观察到纱布 (填序号,下同)中液体变为红色,且试管 变色速度更快。
(3)图Ⅲ所示的实验方法相对于图Ⅱ所示的实验方法,有何优点: 。
【实验反思】
(4)在图Ⅰ、图Ⅱ的实验中均闻到了刺激性气味的气体,因此实验室应 保存氨水。
(5)为了得到可靠的结论,在图所示的实验中还应控制相同的变量有: (写一条即可)。
【答案】(1) 由右向左依次变红 将酚酞滴到棉花上,浓氨水滴到滤纸上
(2) B、D D
(3)防止氨气污染环境,可以验证温度对分子运动速率的影响
(4)密封
(5)AC两处注入的浓氨水的体积要相同或应同时向AC处的棉花上注入浓氨水
【详解】(1)浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子不断运动,当运动到滤纸条上的酚酞溶液处时,氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使无色酚酞试液变红,故观察到的现象是滤纸上的酚酞由右向左依次变红;
实验过程中若发现滤纸条没有变红而棉花变红,可能原因是:将酚酞滴到棉花上,浓氨水滴到滤纸上;
(2)浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子不断运动,当运动到酚酞溶液处时,氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使无色酚酞试液变红,且温度越高,分子的运动速率越快,故图Ⅲ装置中,可观察到纱布B、D中液体变为红色,且试管D变红速度更快;
(3)由以上分析可知,图Ⅲ所示的实验方法相对于图Ⅱ所示的实验方法,优点是:图Ⅲ实验在密闭容器中进行,可以防止氨气污染环境,且可以验证温度对分子运动速率的影响;
(4)在图Ⅰ、图Ⅱ的实验中均闻到了刺激性气味的气体,说明氨水易挥发,因此实验室应密封保存氨水;
(5)图Ⅲ变量是温度,其它因素应相同,故为了得到可靠的结论,在图所示的实验中还应控制相同的变量有:AC两处注入的浓氨水的体积要相同或应同时向AC处的棉花上注入浓氨水等。
47.(2023-2024九上·明光市·期中)某兴趣小组在学习了分子的性质后,做了如图两个实验。
实验一:如图1所示,将滴有酚酞的滤纸条放在试管里,平放在实验桌上。
(1)用胶头滴管吸取浓氨水,滴在脱脂棉上,胶头滴管的用途是 。
(2)实验中,观察到的现象是滤纸条上滴有酚酞试液处 依次变红;从微观角度看,此现象说明 。
(3)组内某同学在做此实验时,发现滤纸条没有变色,而试管中所塞的脱脂棉却变成了红色。导致这种现象产生的错误操作可能是 ;这一实验还说明,两种试剂中 具有挥发性,属于该物质的 (填“物理”或“化学”)性质;酚酞变色是发生了 变化(填“物理”或“化学”)。用图1的装置证明分子在不断地运动,其优点是 。
实验二:先在一支试管中装一半红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入),加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图2所示。
(4)该实验说明的分子性质有 、 。
【答案】(1)吸取和滴加少量液体
(2) 由右向左 分子在不断运动
(3) 酚酞试液和浓氨水滴反了 浓氨水 物理 化学 节约药品(合理即可)
(4) 分子在不断运动 分子间有间隔
【详解】(1)胶头滴管可吸取和滴加少量液体。
(2)由于浓氨水具有挥发性,挥发的氨分子在不断运动,由右边运动到左边,溶于酚酞溶液中形成氨水,氨水能使酚酞溶液变红色,则可观察到滤纸条上滴有酚酞试液处由右向左依次变红;
说明分子在不断运动。
(3)若滤纸条没有变色,而试管中所塞的脱脂棉却变成了红色,说明酚酞试液和浓氨水滴反了;
结合前面分析可知,浓氨水具有挥发性;
挥发性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质;
酚酞变色过程中有新物质生成,属于化学变化;
图1装置需要的药品较少,节约药品。
(4)30日后,混合液颜色均匀且体积变小,说明分子在不断运动,且分子间有间隔。
48.(2023-2024九上·蚌埠淮上区·期中)某兴趣小组做如图实验探究分子的性质。请回答实验中的有关问题。(已知:浓氨水极易挥发,挥发产生难闻的刺激性气味的氨气,氨气密度小于空气)。
(1)图1所示实验,用A、B两支大小相同的注射器,分别吸取等体积的空气和水,用相同大小的力,将栓塞慢慢推入 。
(2)图2所示实验,先向烧杯乙中加入20mL蒸馏水,再滴入几滴酚酞溶液,然后向烧杯甲中加入3mL浓氨水,用一个大烧杯罩住甲、乙两个小烧杯。几分钟后 。
(3)图3实验中用胶头滴管吸取少许浓氨水,将其滴入T形三通管的细弯管处,然后用橡皮帽封闭管口。一会儿 (填“ba”或“bc”)段纱布条先变成红色,原因是 。
(4)图3实验与图2实验对比,改进后的优点是 (任答一条即可)。
【答案】(1)空气中分子之间的间隔比水中分子之间的间隔大
(2)乙中溶液变红色
(3) ba 氨气密度比空气小
(4)节约药品或更环保等
【详解】分子的定义与分子的特性
【解答】(1)根据图1 ,分子间有间隔,吸取空气的注射器的栓塞更容易推入,是因为空气中分子之间的间隔比水中分子之间的间隔大。
(2)几分钟后,观察到的现象是乙中溶液变红色,是因为甲中氨分子是不断运动的快,运动到乙中时,和水结合生成氨水,氨水显碱性,能使酚酞试液变红色。
(3)一会儿,观察到ba段纱布条先变成红色,原因是氨气密度比空气的密度小。
(4)图3实验与图2实验对比,改进后的优点是节约药品、更环保等。
【分析】微观粒子之间有间隔,是不断运动的;
氨水显碱性,碱性溶液能使酚酞试液变红色。
49.(2023-2024九上·固镇县·期中)某兴趣小组设计以下实验探究分子的性质,请回答下列问题。
(1)按图I进行实验时,在A试管中倒入适量浓氨水,B试管中放入一张滴有酚酞溶液的滤纸,立即用带橡皮塞的导管连接好。
①一段时间后观察到的现象是 ,该现象说明分子 。
②将图I试管A分别放入20℃水和50℃热水中,观察现象,可得出温度越高,分子运动越 (填“快”或“慢”)。
(2)如图II所示,在玻璃管两端分别放入蘸有浓氨水和浓盐酸的棉花团,实验时观察到F处产生的白烟较多(已知氨气分子质量小于氯化氢分子质量)。由此可知,分子质量越大,分子的运动速率越 (填“快”或“慢”)。
【答案】(1) B试管中滴有酚酞溶液的滤纸,滴有酚酞处变红,且由管口向管内延伸 在不断运动 快
(2)慢
【详解】(1)①由于浓氨水的挥发,氨分子由近向远运动,所以一段时间后观察到的现象是:B试管中滴有酚酞溶液的滤纸,滴有酚酞处变红,且由管口向管内延伸,该现象说明分子在不断运动。故填:B试管中滴有酚酞溶液的滤纸,滴有酚酞处变红,且由管口向管内延伸;在不断运动。
②将图I试管A分别放入20℃水和50℃热水中,观察现象是试管A放入20℃水中酚酞变红较慢,试管A放入50℃热水中酚酞变红较快,说明温度越高,分子运动越快。故填:快。
(2)浓氨水挥发出氨气,浓盐酸挥发出氯化氢,二者接触反应在F处产生的白烟较多。由于F处距浓氨水较远,距浓盐酸较近,氨气分子质量小于氯化氢分子质量,所以分子质量越大,分子的运动速率越慢。故填:慢。
50.(2023-2024九上·五河县·期中)化学兴趣小组进行了以下实验。
(1)图1和图2实验都是探究微粒的性质。图1是按课本进行的实验,一段时间后,可观察到的现象是 。图2与图1相比,优点是 (写一条即可)。
【实验延伸】为了探究分子的运动及影响分子运动速率的因素,兴趣小组同学设计了如图3所示的微型实验。
【查阅资料】浓氨水易挥发出氨气(NH3),浓盐酸易挥发出氯化氢(HCl)气体,二者接触会反应产生白烟,白烟是氯化铵(NH4Cl)固体。
(2)用长柄V形玻璃管进行实验,向左、右两端的V形玻璃管口分别同时滴入等量的浓氨水和浓盐酸,塞紧橡皮塞。稍后,在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟。由图3实验可知,相同条件下氯化氢分子的运动速率比氨分子的运动速率 (填“快”或“慢”)。
【拓展实验】
(3)再取一根V型玻璃管,开口向上竖直放置,在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉,再塞紧橡皮塞。稍后,在靠近浓氨水的一端最先出现白烟,如图4。
图4实验中,最先出现白烟的位置与图3实验相反,说明相同条件下 。
【答案】(1) A中的酚酞溶液变红色 环保(或节约药品)
(2)慢
(3)氯化氢的密度比氨气大
【详解】(1)浓氨水具有挥发性,挥发出的氨分子在不断运动,进入A烧杯中形成氨水,氨水能使酚酞溶液变红色,则现象为A烧杯中的酚酞溶液变红色;
图2为密闭装置,可防止氨气扩散到空气中,环保,且该实验用的药品较少,节约药品。
(2)由于在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟,则说明氯化氢分子的运动速率比氨分子的运动速率慢。
(3)图4实验中,最先出现白烟的位置与图3实验相反,是因为氯化氢的密度比空气大,氨气密度比空气小,氯化氢密度比氨气大,则氯化氢在下面。
51.(2023-2024九上·长丰县·期中)小明学习了分子的性质后做了如下实验:
(1)教材实验(如图Ⅰ所示):该实验可以观察到的实验现象是 ;实验结论可以说明的分子性质是 。
(2)改进实验:先在一支试管中装一半红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入),加密封后静置,30日后再观察,现象如图2所示,此实验还可以说明的分子性质是 。
(3)如果继续完成图3实验操作,对比实验2可以得出的结论 。
(4)相比干教材中的实验设计,小明的实验改进最主要的优点有: 。
(5)做观示意图可以帮助我们认识宏观现象与变化。
如图是氢分子和氧分子运动的示意图,在A、B和C中,通过比较能得出“分子种类不同,分子运动速率也不同”的是 (填字母)。
【答案】(1) A中无明显现象,B中液体变红色 分子是不断运动的
(2)分子之间有间隔
(3)温度越高,分子运动速率越快
(4)更环保或节约药品(合理即可)
(5)AB
【详解】(1)浓氨水易挥发,挥发出的氨分子不断运动,运动到B烧杯中,与水形成氨水,使酚酞溶液变为红色,故图1观察到的实验现象是B中液体变红色,实验结论可以说明的分子性质是分子是在不断运动的。
(2)酒精和红墨水混合后,体积变小,还可以说明的分子性质是分子之间有间隔。
(3)图3和图2实验对比,图3中红墨水和热水混匀速度更快,说明温度越高,分子运动速率越快。
(4)小明的实验装置为密闭装置,且使用的药品对环境没有污染,试管容积比烧杯小,用到的药品更少,故实验改进最主要的优点有更环保,节约药品。
(5)A、B、C中,AB温度都为27℃,且A中含有氢分子,B中含有氧分子,分子种类不同,通过二者比较可以得出“分子种类不同,分子运动速率也不同”的结论,故填:AB。
52.(2023-2024九上·泗县·期中)如图所示是初中化学的几个实验装置图,回答下列问题。
(1)图1实验可观察到现象是 ,该实验中没有涉及的性质是 (填标号)。
A.氨分子是不断运动的
B.氨分子有一定质量
C.浓氨水具有挥发性
(2)图2为铁丝在氧气中燃烧,点燃前将铁丝绕成螺旋状,其目的是 ,该反应的文字表达式 。
(3)图3为测定空气中氧气含量的改进实验。实验中观察到红磷燃烧,反应结束后冷却,注射器内的蒸馏水慢慢流入Y形管的下端。实验前注射器内至少应注入 mL蒸馏水。与课本中的实验相比较,本实验的优点是 (填一个即可)。
【答案】(1) 蘸酚酞试液的纸条变红色 B
(2) 增大受热面积
(3) 6 环保或结果更准确等
【详解】(1)浓氨水具有挥发性,挥发的氨分子在不断运动,溶于酚酞试液中形成氨水,氨水能使酚酞溶液变红色,则可观察到纸条变红色;
该实验能说明氨分子在不断运动及浓氨水具有挥发性,不能证明氨分子有一定质量,故选B。
(2)铁丝燃烧实验中,将铁丝绕成螺旋状,能增大铁丝的受热面积;
铁燃烧生成四氧化三铁,反应的文字表达式为:。
(3)红磷燃烧消耗氧气,装置中的气体减少,冷却后,注射器中的水会进入装置中,且进入的水的体积即为氧气的体积,由于氧气约占空气体积的五分之一,则进入的水的体积为,则注射器内至少应注入6mL蒸馏水;
该实验为密闭装置,能防止产生的白烟扩散到空气中,污染环境,且防止气体受热膨胀逸出,结果更准确。
考点08 水的组成
53.(2023-2024九上·东至县·期中)如图1为某同学进行电解水实验的装置图,试回答下列问题:
(1)图1中A端为电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)在电解水实验中,将两极产生的气体的体积与时间的关系绘制成如图2所示的图像。
由图2看出,a气体是 。如果管C中气体的体积为10mL,则管D中气体的体积约为 。
(3)从微观上分析:下列说法正确的是___________(填字母)。
A.水是由氢气和氧气组成的
B.水是由氢原子和氧原子构成的
C.每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的
(4)实验中用 检验管C中气体,观察到的现象是 。
【答案】(1)正
(2) H2/氢气 20mL
(3)C
(4) 带火星的木条 带火星的木条复燃
【详解】(1)在电解水实验中,与电源正极相连的一端产生氧气,与电源负极相连的一端产生氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1,则图1中A端为电源的正极;
(2)在电解水实验中,与电源正极相连的一端产生氧气,与电源负极相连的一端产生氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1,则由图2可知,a气体是氢气;
由上述分析可知,C中产生气体为氧气,D中产生气体为氢气,产生氢气与氧气的体积比约为2:1,因此如果管C中气体的体积为10mL,则管D中气体的体积约为;
(3)A、水是由氢元素和氧元素组成的,说法错误,不符合题意;
B、水是是由水分子构成的,水分子由氢原子和氧原子构成,说法错误,不符合题意;
C、水是是由水分子构成的,每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的,说法正确,符合题意。
故选:C;
(4)由上述分析可知,C中产生气体为氧气,氧气具有助燃性,则实验中用带火星的木条检验管C中气体,观察到的现象是带火星的木条复燃,说明该气体为氧气。
54.(2023-2024九上·马鞍山市·期中)古人云“水为食之先”,它塑造了人类的历史。某兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图反映烧杯内的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图(图1),请将50℃时对应的微观示意图补充完整 (图中“●”表示氧原子,“。”表示氢原子)。
【任务二】探究水的电解
如图2是兴趣小组利用注射器改装的电解水实验装置。两支注射器排尽空气后,均吸取20mL氢氧化钠水溶液,接通电源。
(2)实验中观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快。经检验气体成分后,可推知水是由 组成的,写出电解水反应的文字表达式: 。
(3)改进后装置的优点有 (写一条)。
【任务三】探究影响电解水速率的因素
以收集20mL氢气为标准,记录时间和收集氧气的体积,实验数据如下表:
实验序号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
15
15
15
30
45
外加电压/V
6
9
12
6
6
氧气/mL
9.9
10.0
9.0
9.6
9.7
时间/s
54.6
23.4
15.0
46.2
35.4
(4)实验①②③可探究 对电解水速率的影响,欲探究温度对电解水速率的影响,应选择的实验组是 (填实验序号)。
(5)根据表中数据得出的结论是 (写1点)。
(6)除上述因素外,影响电解水速率的因素还有 (写1点),请设计实验方案验证: 。
【答案】(1)
(2) 氢氧元素 水氢气+氧气
(3)材料简便易得、操作简单
(4) 外加电压 ①④⑤
(5)其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快,或对比实验①④⑤可知,其他条件相同时,反应温度越高,电解速率越快
(6) 氢氧化钠溶液的浓度 15℃时,外加电压为6V条件下,分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液进行实验,测收集到10mL氧气所需的时间
【详解】(1)温度越高,分子运动速率越快,蒸发越快,与20℃时对应的微观示意图相比,50℃时对应的微观示意图为,空气中的水分子更多;
(2)水通电后,观察到两支注射器内均有气泡产生,且左侧液面下降得比右侧液面快,则左侧产生的是氢气,右侧产生的是氧气,根据质量守恒定律,反应前后元素质量不变,所以水是由氢氧元素组成的;
水通电生成氢气和氧气,则电解水反应的文字表达式为水氢气+氧气;
(3)改进后装置的优点有材料简便易得(注射器、烧杯相对于电解水反应装置更容易得到)、操作简单;
(4)实验①②③的温度相同,外加电压不同,可探究外加电压对电解水速率的影响;
实验①④⑤的外加电压均为6V,温度不相同,可用于探究温度对电解水速率的影响;
(5)对比实验①②③可知,其他条件相同时,外加电压越大,电解速率越快;或对比实验①④⑤可知,其他条件相同时,反应温度越高,电解速率越快;
(6)除温度和外加电压外,所用氢氧化钠溶液的浓度也可影响电解水速率;
验证实验方案:15℃时,外加电压为6V条件下,分别配制不同浓度的氢氧化钠溶液进行实验,测收集到10mL氧气所需的时间(合理即可)。
55.(2023-2024九上·来安县·期中)电解水时常在水中加入一些氢氧化钠来增强水的导电性。为研究影响电解水反应速率的因素,某课外活动小组进行了实验探究,数据记录如下表
编号
温度
氢氧化钠浓度
H2体积/ml
O2体积/ml
时间/S
A
20
2%
20
9.8
54.0
B
20
5%
20
9.8
36.2
C
30
2%
20
9.6
46.2
D
30
5%
20
9.7
X
请回答问题:
(1)正极和负极产生气体的体积比大约为 。
(2)比较实验A和B,可得到的结论是 。
(3)比较实验A和C,可得到的结论是 。
(4)分析实验A、B、C的数据,实验D的电解时间“X”是_____。
A.37.8 B.35.4 C.50.2 D.55.6
(5)理论上,电解水产生H2、O2的体积比为2:1,但实验结果比大于理论值,请从两种气体物理性质分析,可能的原因是 。
【答案】(1)1:2
(2)温度相同时,氢氧化钠溶液浓度越高,电解水的速率越快
(3)氢氧化钠溶液浓度相同时,温度越高,电解水的速率越快
(4)B
(5)相同条件下,氢气比氧气更难溶于水(合理即可)
【详解】(1)分析表中数据可知,四组实验生成氢气的体积平均值是20mL,生成氧气气的体积平均值是,根据电解水时,“正氧负氢”,所以负极和正极产生气体的体积比大约为20mL:9.7 mL2:1,正极和负极产生气体的体积比大约为1:2;
(2)比较实验A和B可知,温度相同,氢氧化钠溶液浓度不同,电解时间不同,所以得到的结论是:温度相同时,氢氧化钠溶液浓度越高,电解水的速率越快;
(3)比较实验A和C可知,溶液浓度相同,温度不同,得到相同的氢气电解水的时间不同,所以得到的结论是:氢氧化钠溶液浓度相同时,温度越高,电解水的速率越快;
(4)分析实验A、B、C的数据可知,氢氧化钠溶液浓度越大,温度越高,水分解速率越快,由B、D可知,氢氧化钠溶液浓度相同,D中温度比B中高,因此D的反应时间比B短,实验D温度为30°C,5%的溶液电解时间应小于36.2s,故选B;
(5)相同条件下,氢气难溶于水,氧气不易溶于水,部分氧气溶解在水中,因此理论上,电解水产生H2、O2 的体积比为2:1,但实验结果比大于理论值。
56.(2023-2024九上·黄山屯溪·期中)如图为某同学进行电解水实验的装置图,据此回答:
(1)C试管中收集到的气体是 ,电源B是 。
(2)请写出水在通电条件下反应的符号表达式 ,上述实验得出结论:水是由 组成的。
(3)在水的电解实验中,正、负极产生的气体体积比是 。
【答案】(1) 氧气/O2 负极
(2)
氢元素、氧元素
(3)1:2
【详解】(1)由电解水实验的装置图可知,C试管中收集到的气体较少是氧气,D试管中收集到的气体较多是氢气,连接的应是电源B是负极;
(2)水在通电条件下生成了氢气和氧气,反应的符号表达式是:上述实验得出结论:水是氢元素和氧元素组成的;
(3)电解水时,正极产生的是氧气,负极产生的是氢气,氧气和氢气的体积比约为1:2。
57.(2023-2024九上·休宁县·期中)某化学兴趣小组同学在学习电解水实验时对水中增加的其他物质感到好奇。于是进行了如下探究,请回答有关问题。
【资料提示】
a.纯水每十亿个水分子中,只有约两个水分子解离成氢离子和氢氧根离子。
b.硫酸钠、硫酸、氢氧化钠、氯化钠在水中易解离出离子。离子浓度越大,导电性越好。
c.氯气是浅绿色有刺激性气味的有毒气体,可溶于水。
(1)图1中的甲应该是电源的 (填“正”或“负”)极。
(2)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,其目的是 。
(3)从图2中可以得出的结论有 (答两点)。
【拓展探究】
氯化钠是否会增强水的导电性?
【进行实验】
兴趣小组同学用上图1装置做了以下探究。
实验
正极
负极
I.蒸馏水通电
没有气泡
没有气泡
Ⅱ.蒸馏水中加入足量氯化钠,溶解后通电
产生明显气泡
产生明显气泡,比正极气泡更多更快
(4)结论:氯化钠 (填“能”或“不能”)增强水的导电性。
【答案】(1)负
(2)增强水的导电性
(3)相同条件下,电解水时加稀硫酸的导电性增强效果比较好
相同条件下,所加物质的溶液浓度越大,导电性(或产生的气体的速率等)不一定越好(或所加的物质溶液浓度在一定范围内,浓度越大,导电性越好等)
(4)能
【详解】(1)电解水:正极产生氧气,负极产生氢气,生成氢气和氧气的体积比为2:1,则图1中甲应该是电源的负极;
(2)氢氧化钠溶液、稀硫酸中存在自由移动的离子,具有导电性,则电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸,其目的是增强水的导电性;
(3)由图2可知:相同条件下,电解水时加稀硫酸的导电性增强效果比较好。相同条件下,所加物质的溶液浓度越大,导电性(或产生的气体的速率等)不一定越好。所加的物质溶液浓度在一定范围内,浓度越大,导电性越好等。
(4)由表格数据可知,加入氯化钠后反应明显变快,因此氯化钠能增强水的导电性。
考点09 水的净化
58.(2023-2024九上·泾县·期中)比较四种水样硬度的实验,向水样中边滴加肥皂水边振荡,记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量,实验操作图及结果如下表。回答下列问题
实验操作
水样
肥皂水用量/滴
市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
(1)此实验中控制为相同的量是 。
(2)硬度最大的水样是 。
(3)由上述实验可知,能将自来水硬度降低的方法有 。
(4)怀远居民常到荆山取白乳泉水,小明猜想:白乳泉水的硬度大于自来水的硬度,则他要补充的实验方案为 : ,若 ,则猜想成立。
【答案】(1)水样的体积
(2)湖水
(3)煮沸
(4) 取5mL的白乳泉水于试管中,向水样中边滴加肥皂水边振荡,记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量(其他合理答案也可) 肥皂水大于9滴
【详解】(1)根据控制变量法的特点,控制单一变量,肥皂水用量不相同,则水样的体积相同;
(2)生活中常用肥皂水鉴别硬水和软水,加入肥皂水产生泡沫少,浮渣多为硬水,从表可知,湖水中泡沫产生时所需肥皂水的用量最大,则湖水的硬度最大;
(3)生活中可用加热煮沸的方法将水中部分钙镁离子沉淀下来来降低水的硬度;
(4)继续实验,比较白乳泉水和自来水的硬度,故除了水样不同,其他因素均相同,故实验方案为:取5mL的白乳泉水于试管中,向水样中边滴加肥皂水边振荡;观察到泡沫产生时所需肥皂水的滴数大于9滴,说明白乳泉水的硬度大于自来水的硬度。
59.(2023-2024九上·宁国市·期中)用如图简易装置可以制取少量蒸馏水。操作方法是:在如图所示烧瓶中加入约三分之一体积的自来水,再加入几粒沸石(或碎瓷片)。在确定各连接部位严密不漏气后,加热烧瓶,弃去开始馏出的部分液体,试管内收集到10mL左右蒸馏水后,停止加热。请回答下列问题:
(1)写出仪器A、B的名称:A ,B 。
(2)在水中放入几粒沸石(或碎瓷片)的作用是 ,右侧大烧杯中冷水的作用是 ,为使烧瓶受热均匀,需在烧瓶底部垫上 (填仪器名称)再加热。
【答案】(1) 酒精灯 铁架台
(2) 防止暴沸 使形成的水蒸气冷凝形成液态水 陶土网
【详解】(1)仪器A是酒精灯,B是铁架台。
(2)在水中放入几粒沸石(或碎瓷片)的作用是防止液体暴沸,右侧大烧杯中冷水的作用是使形成的水蒸气冷凝形成液态水,为使烧瓶受热均匀,需在烧瓶底部垫上陶土网再加热。
60.(2023-2024九上·石台县·期中)下图所示为实验室制取蒸馏水的装置.根据此图回答下列问题:
(1)写出下列仪器的名称:a、 ,b、 ,c、 ;
(2)水在 中由液态变为气态,在 中由气态变为液态.在制取蒸馏水的过程中发生的是 (填“物理”或“化学”)变化。
(3)得到的蒸馏水在 中。
(4)仔细观察b仪器,它起 作用,冷水进入b仪器的方向如图所示,如果改为从上端流入,下端流出 (填“行”或“不行”)。其原因是: 。
【答案】(1) 蒸馏瓶 冷凝管 锥形瓶
(2) a b 物理
(3)c
(4) 冷凝 不行 冷凝效果不好
【详解】(1)根据图示辨识常见仪器,仪器名称:a蒸馏瓶,b冷凝管,c锥形瓶;
(2)水在烧瓶a内被加热汽化为水蒸气,冷凝管b为水蒸气液化为液态的场所,整个过程没有新物质生成,是物理变化,故答案为:a;b;物理;
(3)水蒸气在冷凝管内液化为液态水流入c锥形瓶内收集起来,故答:c;
(4)冷水从下部流入冷凝管,可以使管内充满冷水且停留较长时间,然后从上面流出,让热的水蒸气得到充分冷凝,故填:冷凝;不行;冷凝效果不好。
61.(2023-2024九上·合肥包河区·期中)水是人们日常生活中非常熟悉的物质之一,我们应该多角度进行研究。
(1)图1电解水的实验装置。若b试管中产生3mL气体,则a试管中产生气体约为 mL。试管 (选填“a”或“b”)中产生的气体使燃着的木条燃烧更旺。
(2)写出电解水的文字表达式为 ;
(3)图2是电解水的微观过程,该过程中没有发生变化的微粒是 ;
(4)下列实验能证明水是由氢、氧两种元素组成的是_____;
A.水的电解 B.水的蒸馏
C.氢气在氧气中燃烧 D.氢气在氯气中燃烧
(5)水是一种重要的资源,爱护水资源,人人有责。下列净化水的过程中,说法不正确的是_____(填字母)。
A.活性炭可吸附水中的色素和有异味的物质
B.明矾可以使硬水转化为软水
C.自来水厂净化水的方法主要有沉淀、过滤、吸附、消毒杀菌
D.可以用肥皂水检验生活中的自来水是硬水还是软水
【答案】(1) 6 b
(2)
(3)氢原子和氧原子
(4)AC
(5)B
【详解】(1)图1电解水的实验装置。b试管中产生气体较少,若为3mL气体,由电解水实验结论“正氧一,负氢二”可知,则a试管中产生气体约为6mL;试管b中产生的气体为氧气,具有助燃性,能使燃着的木条燃烧更旺;
(2)水在通电条件下生成氢气和氧气,反应的文字表达式为:;
(3)图2是电解水的微观过程,原子是化学变化中的最小粒子,故该过程中没有发生变化的微粒是氢原子和氧原子;
(4)A、电解水生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,说明水是由氢、氧两种元素组成的,故选项正确;
B、水的蒸馏是物理变化,不能证明水的组成,故选项错误;
C、氢气在氧气中燃烧生成水,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,化学反应前后元素的种类不变,可以说明水是由氢、氧两种元素组成的,故选项正确;
D、氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氢气由氢元素组成,氯气由氯元素组成,不能证明水的组成,故选项错误;
故选:AC;
(5)A、活性炭具有疏松多孔的结构,具有吸附性,可吸附水中的色素和有异味的物质,选项A正确;
B、明矾具有吸附性,可以吸附水中悬浮颗粒形成较大颗粒而沉降,不可以使硬水转化为软水,选项B错误;
C、自来水厂净化水的方法主要有静置沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒杀菌,选项C正确;
D、向等量的硬水和软水中加入等量的肥皂水,产生泡沫较多的是软水,泡沫较少且有浮渣的是硬水,故可以用肥皂水检验生活中的自来水是硬水还是软水,选项D正确;
故选:B。
62.(2023-2024九上·合肥45中·期中)某化学兴趣小组以“生命之源——水”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识水的蒸发
(1)如图是两杯等体积的水在不同温度下放置时发生变化的微观示意图,己知两杯水的水温分别是和,则温度为的水为________(填序号)。
A. B.
【任务二】探究水的电解
(2)如上图,在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源.一段时间后,发现两电极的现象是 。
【继续探究】实验过程中,同学们发现调节电压或在水中加入少量氢氧化钠都会改变电解速率。于是他进行了多次实验,将实验数据取平均值。记录如下:(保持其它条件不变,每次实验收集氧气)
(3)该实验的目的是 。
(4)分析上表数据可得出的结论 、 。(写两条)
(5)该实验采用的方法是收集相同体积的氧气比反应时间的长短,你还可以采用的方法是 。
【答案】(1)A
(2)有气泡产生,左右两侧玻璃管中的液面都有下降,气体的体积比约为1:2。
(3)探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响
(4) 电压一定时,氢氧化钠浓度越大,电解速率越快 氢氧化钠浓度一定时,电压越大,电解速率越快
(5)相同反应时间内,比较收集氧气的体积多少
【详解】(1)温度越高,分子之间的间隔越大,根据图示可知,A中水分子间隔比B中水分子间隔小,故A为20℃的水。
(2)在水电解器的玻璃管中注满水,接通直流电源.一段时间后,发现两电极的现象是有气泡产生,左右两侧玻璃管中的液面都有下降,气体体积比约为1:2。
(3)根据表中提供的信息可知,该实验探究了两种不同浓度的氢氧化钠溶液及三个不同电压对电解水速率的影响,故该实验的目的是探究电压和氢氧化钠浓度对电解水速率的影响。
(4)分析上表数据可得出的结论是电压一定时,氢氧化钠浓度越大,收集10mL氧气所需时间越短,说明电解速率越快;氢氧化钠浓度一定时,电压越大,收集10mL氧气所需时间越短,电解速率越快。
(5)该实验采用的方法是收集相同体积的氧气比较反应时间的长短,还可以采用的方法是相同反应时间内,比较收集氧气的体积多少。
63.(2023-2024九上·蚌埠高新区·期中)暴雨过后的河水浑浊不堪,有同学收集到一瓶浑浊的河水,经过以下净水过程,最终制成蒸馏水,实验过程如图一所示。
(1)图一中,加入的A物质是絮凝剂,该物质的名称是 。
(2)图一中操作①②③对应图二中的装置分别是(填序号) ,其中除去水样中的色素和异味,所用试剂的名称为 ,该过程主要是 变化(填“物理”或“化学”)。
(3)图二中的装置(1)所得到的水属于 (填“硬水”或“软水”),如何证明(写出实验操作和现象) 。有关该实验过程的叙述正确的是 。
A.是化学变化 B.水的化学性质保持不变
C.水分子种类没有发生改变 D.水的状态保持不变
(4)若经过操作①后,所得液体C中仍有浑浊,其原因可能是___________(填序号)。
A.滤纸有破损 B.漏斗下端未靠在烧杯内壁 C.漏斗内液面高于滤纸的边缘
(5)下列净水方法中,生产自来水使用的方法有(填序号)___________。
A.沉淀 B.过滤 C.煮沸 D.蒸馏 E.吸附
【答案】(1)明矾
(2) Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ 活性炭 物理
(3) 软水 取少量液体于试管中,滴加几滴肥皂水振荡,产生大量泡沫 BC
(4)AC
(5)ABE
【详解】(1)常见的絮凝剂为明矾,则A为明矾。
(2)①结合流程和净化水的过程可知,操作①②③分别为过滤、吸附、蒸馏,而图二的装置分别为蒸馏、吸附和过滤,则操作①②③对应图二中的装置分别是Ⅲ、Ⅱ、Ⅰ;
②活性炭具有吸附性,能除去水中的色素和异味;
③活性炭吸附过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(3)①装置(1)是蒸馏,所得到的水是蒸馏水,蒸馏水是纯水因此属于软水;
②取适量装置(1)产生的蒸馏水于试管中,在试管中加入肥皂水进行振荡检验,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多浮渣的是硬水;
③A、装置Ⅰ为蒸馏,蒸馏过程中没有新物质生成,属于物理变化,该选项叙述不正确;
B、蒸馏过程中,只是水的状态发生改变,但水分子不变,则水的化学性质不变,该选项叙述正确;
C、结合前面分析可知,水分子种类没有发生改变,该选项叙述正确;
D、蒸馏过程中,水的状态发生改变,由液态变成气态,再由气态变为液态,该选项叙述不正确。
故选BC。
(4)A、滤纸破损,会使滤液直接流入烧杯中,使滤液仍浑浊,该选项符合题意;
B、漏斗下端未靠在烧杯内壁,可能会引起液滴飞溅,但不影响过滤效果,该选项不符合题意;
C、漏斗内液面高于滤纸边缘,会使液体直接从滤纸与漏斗之间流出,则滤液仍浑浊,该选项符合题意。
故选AC。
(5)自来水厂净化水的方法有沉淀、过滤、吸附、消毒,故选ABE。
64.(2023-2024九上·祁门县·期中)2020年“中国水周”的宣传主题为“坚持节水优先,建设幸福河湖”。以下是某化学兴趣小组对某池塘水样进行的实验探究。
(1)A同学发现试管中取回的水样浑浊且有一股臭味,于是向水中加入适量的 ,去除臭味。B同学向(1)实验的试管中加入适量的明矾,通过搅拌,静置后过滤发现水变得澄清。
【查阅资料】明矾【KAl(SO4)2·12H2O】是一种净水剂,可在水中解离出阴阳离子。
【提出问题】明矾中哪一种离子有净水作用?
【作出猜想】
(2)A同学猜想:K+;B同学猜想: ;C同学猜想:Al3+。
【设计实验】
(3)A同学进行了如下实验,请填写表中空白。
实验操作
实验现象
实验结论
①向一烧杯浑浊的水中加入少量KCl,静置
烧杯中的水仍然浑浊
。
②向一烧杯浑浊的水中加入少量Al2(SO4)3,静置
。
Al3+有净水作用
(4)B同学认为C同学的实验方案不合理,理由是 。请你改进方案并设计实验: 。
(5)经过以上处理后,再过滤得到的水 (填“是”或“不是”)纯水。
【答案】(1)活性炭
(2)/硫酸根离子
(3) K+没有净水作用 烧杯中的水变澄清
(4) 加入少量A12(SO4)3后烧杯中的水变澄清,有可能是硫酸根离子具有净水作用 一烧杯浑浊的水中加入少量A1Cl3,静置(合理即可)
(5)不是
【详解】(1)活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附色素和异味,A同学发现取回的水样浑浊且有一股臭味,往水中加入适量的活性炭,去除臭味;
(2)明矾溶于水时解离出钾离子、铝离子和硫酸根离子,根据已知猜想,则B同学的猜想为硫酸根离子;
(3)①向一烧杯浑浊的水中加入少量KCl,烧杯中的水仍然浑浊,氯化钾溶于水时解离出钾离子和氯离子,说明钾离子没有净水作用;
②在一杯浑浊的水中加入少量硫酸铝,静置,硫酸铝溶于水时解离出铝离子和硫酸根离子,根据实验结论铝离子有净水作用,实验现象应该是烧杯中的水变澄清;
(4)硫酸铝溶于水时解离出铝离子和硫酸根离子,烧杯中的水变澄清,不能肯定铝离子有净水作用,可能是硫酸根离子有净水作用。改进实验方案为:一烧杯浑浊的水中加入少量A1Cl3,静置,观察现象;
(5)经过以上处理后,再过滤得到的水不是纯水,水中还含有一些可溶性杂质。
65.(2023-2024九上·滁州琅琊区·期中)某化学实验小组的同学取了一杯浑浊的河水在实验室进行简单净化。请回答下列问题:
【提出问题】河水中含有哪些杂质?采取什么方法除去杂质而得到较纯净的水?
【观察分析】
(1)观察河水略显浑浊,有固体小颗粒等不溶性杂质,该河水还应含有 、微生物等杂质。
【设计实验方案】分析除去杂质的思路与方法:
(2)除去固体颗粒,可选用 (填字母序号,下同);除去可溶性杂质,可用 。
A.沉降 B.蒸发 C.过滤 D.蒸馏
(3)上述净化水的方法,实质是将混合物分离为纯净物的过程。分离提纯混合物有以下两种基本思路:
思路一:将属于杂质的物质分离除去,如上述中的沉降、过滤等;
思路二: ,如蒸馏。
【进行实验】
(4)先向盛有河水的烧杯中加入适量 粉末,这是利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质 达到净水的目的。
(5)按照如图再进行过滤液体。
①玻璃棒的作用是 ,玻璃棒下端接触的部分是 层滤纸处;
②指出图中操作的一处错误 ;
③若滤液仍然浑浊,你认为其原因可能是 (写一条)。
(6)再用活性炭除去水中的异味,这是利用了活性炭的 作用。
(7)最后进行蒸馏所得蒸馏水是 (填“硬水”或“软水”)。
【答案】(1)溶于水的物质
(2) C D
(3)将水蒸发出来
(4) 明矾 分离出来
(5) 引流 三/3 漏斗末端没有紧靠烧杯内壁 滤纸破损(合理即可)
(6)吸附
(7)软水
【详解】(1)观察河水略显浑浊,有固体小颗粒等不溶性杂质,该河水还应含有溶于水的物质、微生物等杂质;
(2)过滤能将固体与液体分离,蒸馏能除去水中所有的杂质;除去固体颗粒,可选用过滤;除去可溶性杂质,可用蒸馏;
(3)蒸馏可将水和固体混合物中的沸点较低的水蒸发出来,再将水蒸气液化成液态的水;思路二:将水蒸发出来,如蒸馏;
(4)先向盛有河水的烧杯中加入适量明矾粉末,这是利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的吸附,使杂质分离出来 来达到净水的目的;
(5)①玻璃棒的作用是引流,防止液体溅出;玻璃棒下端接触的部分是三层滤纸处;
②图中操作的一处错误:漏斗末端没有紧靠烧杯内壁,液体可能溅出;
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;
(6)用活性炭除去水中的异味,这是利用了活性炭的吸附作用;
(7)蒸馏可以除去水中的所有杂质,因此最后进行蒸馏所得蒸馏水是软水。
66.(2023-2024九上·安庆宜秀区·期中)净水过程中常用到絮凝剂,是因为絮凝剂溶于水后能够吸附水中悬浮物并发生沉降,水的浊度降低。兴趣小组探究用絮凝剂净水时影响净化效果(浊度)的因素。取水样,向其中加入某絮凝剂,搅拌,用数字浊度计测定水样上层的浊度。记录如下:
实验序号
水样的体积/mL
加絮凝剂的质量/g
静置时间/min
浊度/%
①
200
0
20
87
②
200
0.3
20
16
③
200
0.4
10
31
④
200
0.4
20
14
(1)从实验记录可以看出,所要探究的絮凝剂净水的影响因素是 和 。
(2)上述方案主要采用了对照实验,分析对照实验数据可以帮助我们获得结论。
a.对比①②,可以得出的结论是 。或对比 (填实验编号)也可以获得相同的结论。
b.对比③④,可以获得的结论是 。
c.除上述外,对比 (填实验编号)还可以获得的结论是 。
【答案】(1) 加入絮凝剂的质量 静置时间
(2) 在相同条件下,水样加入絮凝剂会大大降低浊度 ①④ 在相同条件下,等体积的水样加入等质量絮凝剂后静置时间越长,浊度越低 ②④ 在相同的静置时间下,等体积的水样加入絮凝剂质量越大,浊度越低
【详解】(1)根据实验记录可知,实验中的变量是加入絮凝剂的质量和静置时间,探究的絮凝剂净水的影响因素是加入絮凝剂的质量和静置时间;
(2)a、对比①②,改变的只有是否加入絮凝剂,得到的结论是:在相同条件下,水样加入絮凝剂溶液会大大降低浊度;①④也只是改变了是否加入絮凝剂,所以可以通过对比①④,得到相同的结论;
b、对比③④,改变的是加入絮凝剂后静置的时间,得到的结论是:在相同条件下,等体积的水样加入等质量絮凝剂后静置时间越长,浊度越低。
c、②④除了加入絮凝剂质量发生改变,其余变量不变,还可以获得的结论是,在相同的静置时间下,等体积的水样加入絮凝剂质量越大,浊度越低。
67.(2023-2024九上·蚌埠经开区·期中)化学课上老师拿来一瓶水,同学们好奇这瓶水是硬水还是软水!
【提出问题】这瓶水是硬水还是软水
【猜想与假设】小彧猜想:这瓶水是硬水小鸥猜想:这瓶水是软水
【实验与探究】
(1)小彧认为可以通过蒸发溶液观察是否有固体残留的方法判断是硬水还是软水,你认同小彧的方法吗?理由是什么?请评价 。小鸥取少量水样加入 ,产生 ,于是得出这瓶水是硬水。在蒸发水的时候小鸥发现水中产生了少量固体,小彧认为固体可能含碳酸钙,为了验证小彧的猜想,小鸥将后续实验产生的足够量的固体收集起来加入试管再加入稀盐酸,按如图装置完成试验,烧杯中产生 现象,最终证明小彧的猜想是正确的。
【总结】
(2)使用硬水会给生活带来许多麻烦,如洗衣服洗不干净,时间长了还会使衣服变硬,所以在家里我们可以通过 的方法降低水的硬度;同时家中器具上的水垢,可加些 浸泡一段时间即可除去。
【答案】(1) 不认同,蒸干后的固体残留物特别少,不易判断,且软水中也含有少量的钙镁化合物,蒸发后也会有固体残留 肥皂水 浮渣 导管口冒出气泡,澄清石灰水变白色浑浊
(2) 煮沸 醋
【详解】(1)我不认同小彧的方法,是因为蒸干后的固体残留物特别少,不易判断,且软水中也含有少量的钙镁化合物,蒸发后也会有固体残留;
通常用肥皂水来鉴别硬水和软水,肥皂水在硬水中易起浮渣,在软水中泡沫较多,小鸥取少量水样加入肥皂水,产生大量浮渣,说明该水属于硬水;
碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,小鸥将后续实验产生的足够量的固体收集起来加入试管再加入稀盐酸,按如图装置完成试验,烧杯中导管口冒出气泡,澄清石灰水变白色浑浊,说明小彧的猜想是正确的;
(2)使用硬水会给生活带来许多麻烦,如洗衣服洗不干净,时间长了还会使衣服变硬,所以在家里我们可以通过煮沸的方法降低水的硬度;食醋中含有醋酸,醋酸也可与碳酸钙反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,所以家中器具上的水垢,可加些醋浸泡一段时间即可除去。
68.(2023-2024九上·绩溪县·期中)硬水加热时易产生水垢,很多工业用水需要对硬水进行软化处理。化学小组同学利用1.5%的肥皂水比较水的硬度。
【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物;软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
Ⅰ.探究水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系
【进行实验】向蒸馏水中加入和的混合溶液,配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验,记录如下:
组别
第1组
第2组
第3组
实验操作
实验序号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
混合溶液用量/滴
0
0
0
1
1
1
2
2
肥皂水用量/滴
5
10
20
5
10
20
5
10
20
产生泡沫量
少
多
很多
无
少
多
无
无
少
【解释与结论】
(1)在水溶液中完全以离子形式存在,其中钙离子的符号是 ;标出中氯元素的化合价 。
(2)对比②和⑧可知,肥皂水能区分软水和硬水,依据的现象是 。
(3)设计第3组实验时,为控制水的硬度相同,⑦中x应为 。
(4)利用上述实验可得到多个实验结论,其中一个结论是,其他条件相同时,当水的硬度相同, 。
Ⅱ.比较不同水样的硬度
【进行实验】用四种水样完成实验,记录观察到泡沫产生时所需肥皂水的用量。
实验操作
水样
肥皂水用量/滴
市售纯净水
2
煮沸后的自来水
6
自来水
9
湖水
14
【解释与结论】
(5)硬度最小的水样是 。
(6)由上述实验可知,能将自来水硬度降低的方法有 。
(7)继续其他水样实验,发现山泉水的硬度大于自来水的硬度,其实验方案为 ,(写出实验操作和所得现象),说明山泉水的硬度大于自来水的硬度。
【答案】(1)
(2)②中的泡沫比⑧中的泡沫多
(3)2
(4)滴加的肥皂水越多,产生的泡沫越多
(5)市售纯净水
(6)煮沸
(7)取山泉水于试管中,滴加1.5%的肥皂水,观察到泡沫产生时所需肥皂水的滴数大于9滴
【详解】(1)离子的表示方法:在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负号在后,带一个电荷时,1通常省略,多个离子,就是在元素符号前面加上相应的数字;故钙离子表示为:Ca2+;
氯化镁中氯元素显-1价,元素化合价的表示方法是在化学式该元素的上方用正负号和数字表示,正负号标在数字前面。故氯化镁中氯元素的化合价表示为:;
(2)②中未加混合溶液,不含可溶性钙、镁化合物,属于软水,⑧中加入2滴混合溶液,含有钙离子、镁离子,硬度比②大,其它因素相同,②中产生泡沫多,⑧中无泡沫产生,②中的泡沫比⑧中的泡沫多,说明肥皂水能区分硬水和软水,肥皂水在软水中泡沫较多,在硬水中泡沫较少;
(3)设计第3组实验时,为控制水的硬度相同,加入混合溶液的用量应相同,故x应为2;
(4)由表中数据可知,其他条件相同时,当水的硬度相同,滴加的肥皂水越多,产生的泡沫越多;
(5)由表可知,观察到泡沫产生时,市售纯净水所需肥皂水的用量最少,说明硬度最小的水样是:市售纯净水;
(6)由表可知,将自来水煮沸后,观察到泡沫产生时,所需的肥皂水的用量变少,说明能将自来水硬度降低的方法有煮沸;
(7)继续实验,发现山泉水的硬度大于自来水的硬度,根据控制变量法,水样不同,其它因素相同,故其实验方案为:取5mL山泉水于试管中,滴加1.5%的肥皂水,观察到泡沫产生时所需肥皂水的滴数大于9滴。
69.(2023-2024九上·亳州市·期中)生命的孕育和维系离不开水。某校实践小组的同学们在老师的组织下,以“生命之源一水”为主题开展项目式学习。
任务一:了解自然界的水
【咨询交流】
(1)自然界中的水中含有难溶性和可溶性杂质,有些地方水质“硬”是由于水中含有较多 (填离子符号)。
任务二:制取蒸馏水
【模拟绘图】图1是同学们参观后水厂后绘制的蒸馏水制取示意图。
【小组交流】
(2)从天然水净化为蒸馏水的过程中方框B表示 。吸附过程中可用到的物质是 。
任务三:探究水的电解
【进行实验】为研究影响电解水反应速率的因素,小组利用图2装置进行了实验探究,数据记录如表所示:
实验编号
温度(℃)
氢氧化钠溶液的浓度(%)
氢气的体积(mL)
氧气的体积(mL)
电解时间(s)
A
20
2
20
9.8
54.0
B
20
5
20
9.8
36.2
C
30
2
20
9.6
46.2
D
30
5
20
9.7
35.4
【实验结论】
(3)加快电解水反应速率的可采用的方法是 (写一点)。实验过程中发生反应的文字表达式: 。
任务四:保护水资源
(4)生活和生产中的污水处理后方可排放,某污水处理厂用聚合氯化铁处理污水中的悬浮物质和还原物质,其结果如图所示。由图中数据得出污水中投放聚合氯化铁(以Fe/(mg•L)计算)的最佳范围约为 。
【答案】(1)Ca2+、Mg2+/Mg2+、Ca2+
(2) 蒸馏 活性炭
(3) 增大氢氧化钠溶液的浓度(合理即可) 水氢气+氧气
(4)18~20mg/L
【详解】(1)自然界中的水中含有难溶性和可溶性杂质,有些地方水质“硬”是由于水中含有较多Ca2+、Mg2+,故填:Ca2+、Mg2+或Mg2+、Ca2+;
(2)从天然水净化为蒸馏水的过程中,能除去可溶性杂质的步骤是蒸馏,净水过程中常用活性炭吸附色素和异味,故填:蒸馏、活性炭;
(3)比较实验A和C,温度越高产生相同体积氢气,所需时间越短,比较实验A和B,氢氧化钠溶液的浓度越高产生相同体积氢气,所需时间越短,故加快电解水反应速率的可采用的方法是增大氢氧化钠溶液的浓度或提高水的温度,电解水生成氢气和氧气,文字表达式水氢气+氧气,故填:增大氢氧化钠溶液的浓度或提高水的温度、水 氢气+氧气;
(4)由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为18~20mg·L-1,此时杂质的去除率达到最大,故填:18~20mg/L。
考点10 质量守恒定律
70.(2023-2024九上·六安裕安区·期中)某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)请写出镁条燃烧的现象 ,反应的化学方程式 。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵守质量守恒定律。我 (“同意”或“不同意”)小明的观点,因为 。
(3)小红按如图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;②镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。
【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,为什么呢?请给出合理的解释 。
【答案】(1) 发出耀眼白光,放出热量,生成白色固体
(2) 不同意 该反应属于化学变化,一切化学反应均遵守质量守恒定律
(3)氧气的化学性质比氮气活泼,镁条更容易与氧气发生反应
【详解】(1)镁条燃烧,发出耀眼白光,放出热量,生成白色固体;
镁条燃烧生成氧化镁,该反应的化学方程式为:;
(2)镁条和氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,有新物质生成,属于化学变化,遵守质量守恒定律,燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,是因为生成物的质量等于参加反应的镁条的质量与参加反应的氧气的质量之和,故不同意小明的观点;
(3)空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,是因为氧气的化学性质比氮气活泼,镁条更容易与氧气发生反应。
71.(2023-2024九上·黟县·期中)小明在阅读相关资料时,发现二氧化氮(NO2)具有助燃性。他决定利用如下实验进行探究。
【提出问题】二氧化氮是否具有助燃性?
【查阅资料】①蓝色的硝酸铜固体在加热条件下分解,化学方程式为。
②通常状况下,NO2是一种红棕色气体,相同状况下,其密度大于氧气的密度,在低于室温时变成液态。
【实验过程】
(1)实验装置如图1,实验现象:试管内蓝色固体逐渐变成 色,有红棕色气体生成,带火显的木条 。
【实验结论】二氧化氮具有助燃性。
【反思与评价】
(2)小刚认为小明的实验不能证明NO2具有助燃性,其理由是 。
小刚认为利用如下补充实验可以证明NO2具有助燃性。
【实验改进】
(3)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤①:如图2,在试管和集气瓶之间连接冷却装置,重新进行加热硝酸铜的实验
带火星的木条复燃
硝酸铜分解产物中有 。
步骤②:取出图2中U型管,恢复到室温,待U型管内充满红棕色气体时,将带火星的木条伸入U型管中
。
NO2具有助燃性
(4)已知镁在二氧化氮气体中燃烧生成氧化镁和氮气,写出该反应的化学方程式为 。由此,你对燃烧的新认识是 。
【答案】(1) 黑 复燃
(2)硝酸铜分解生成氧气,氧气也具有助燃性
(3) 氧气 带火星木条复燃
(4) 不是只有氧气可以支持燃烧(合理即可)
【详解】(1)因硝酸铜分解生成氧化铜,所以试管内蓝色固体逐渐变成黑色,根据实验结论“二氧化氮具有助燃性”及硝酸铜分解生成氧气,氧气具有助燃性可知带火星的木条复燃。
(2)因为硝酸铜分解生成氧气,氧气也具有助燃性,所以不能证明NO2具有助燃性。
(3)步骤①:因为NO2在低于室温时变成液态,所以NO2在U型管内变为液体,进入集气瓶中的气体能使带火星的木条复燃,说明这种气体具有助燃性,是氧气。说明硝酸钾分解生成氧气。
步骤②:根据结论NO2具有助燃性,则实验现象为带火星的木条复燃。
(4)反应物是镁和二氧化氮,反应条件是点燃,生成物是氧化镁和氮气,所以化学方程式为;
根据题意,镁能在二氧化氮气体中被点燃说明不是只有氧气可以支持燃烧(合理即可)
72.(2023-2024九上·安庆迎江区·期中)对公共场所定期消毒是控制新冠肺炎的有力保障,84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动:
【查阅资料】84 消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
【实验一】取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生,然后把带火星的木条伸入试管中,带火星的木条复燃,证明产生的气体是 (填化学式)。
【提出问题】在上述反应中,NaClO的作用是什么?
【作出猜想】
猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应。
猜想二:作 ,类似H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
【实验二】
(1)按如图所示组装实验装置,并检查装置的气密性。
(2)向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mLH2O2溶液。
(3)将注射器中的H2O2溶液分5次推入锥形瓶中,每次推入5mLH2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积见下表(忽略其他因素对测量结果造成的影响)。
实验编号
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
收集气体的总体积/mL
140
280
365
370
x
①表中的数据x= 。
②分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 。
【分析讨论】NaClO与H2O2反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为 。
【拓展反思】生活中常用的消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精、过氧乙酸等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是 (填序号)。
A.不同的消毒剂可随意混合使用 B.使用84消毒液的浓度越高越好
C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾 D.H2O2溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
【答案】 O2 催化剂 375 加入相同质量过氧化氢溶液,产生气体体积不同
NaClO+H2O2=NaCl+H2O+O2↑
CD
【详解】实验一:此气体可使带火星的木条复燃,说明气体具有助燃性,符合氧气性质,故答案为:O2;
作出猜想:二氧化锰在过氧化氢制氧气时,作为催化剂使用,所以推断次氯酸钠作为催化剂使用;
实验二:根据前两次数据可以看出,加入相同质量过氧化氢溶液,产生气体体积相同,而在第三次加入后气体减少,说明反应物减少了,过氧化氢加入后产生气体减少,次氯酸钠消耗完毕,在第四次加入过氧化氢溶液后,体积为5毫升,此时只能排出相应内部残留的气体体积,所以此时就是在第四次基础上加上5毫升,所以x=375,加入相同质量过氧化氢溶液,产生气体体积不同,说明次氯酸钠参与了反应,不符合催化剂性质,因此猜想一正确,故答案为:加入相同质量过氧化氢溶液,产生气体体积不同;
分析讨论:次氯酸钠与过氧化氢反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水,化学方程式为NaClO+H2O2=NaCl+H2O+O2↑ ;
拓展反思:A、次氯酸钠与过氧化氢溶液可以反应,所以不同消毒液不能混合使用,不符合题意;
B、84消毒液具有腐蚀性,浓度越高腐蚀性增强,不符合题意;
C、酒精易挥发,遇明火容易燃烧,产生火灾或爆炸,所以使用时需要远离明火,符合题意;
D、过氧化氢易分解,酒精易挥发,因此都需要密封保存,符合题意。
故选:CD。
73.(2023-2024九上·合肥新站区·期中)某学习小组准备设计实验验证质量守恒定律。
【实验方案】如图所示。
【进行实验】
(1)实验A,红磷燃烧,该反应的化学方程式为 ,反应后天平平衡。气球的作用是 。
(2)实验B,铁钉与硫酸铜溶液反应的化学方程式为 ,反应后天平平衡。
(3)实验C,观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。反应前称量镁条的质量为,反应结束后称量残留固体物质的质量为。
【分析讨论】
(4)实验C中,若大于,可能的原因是 。
(5)由三组实验可知,实验验证质量守恒定律时应注意的是 。
【实验结论】参加化学反应的各物质质量总和,等于反应后生成的各物质质量总和。
【实验分析】
(6)在化学反应中反应前后原子的种类、数目与 均不变,所以质量守恒。
【答案】(1) 缓冲压强
(2)
(3) 镁条燃烧,发出耀眼的白光,产生白烟,放热,
(4)逸散的白烟的质量小于消耗的氧气的质量
(5)对于有气体参加或生成的反应,装置需要密闭
(6)质量
【详解】(1)红磷燃烧,生成五氧化二磷,该反应化学方程式:,红磷燃烧放热,装置中的压强增大,气球膨胀,但当红磷熄灭并冷却后,装置中的气体减小,气球又变瘪,则气球的作用为缓解压强。
(2)铁钉与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,该反应化学方程式:。
(3)实验C,观察到的现象是镁条燃烧,发出耀眼的白光,产生白烟,放热,镁在空气中燃烧生成氧化镁,该反应化学方程式:。
(4)实验C中,若大于,可能的原因是若逸散的白烟的质量大于消耗的氧气的质量,则反应后质量减小。
(5)气体的质量无法称量,则验证质量守恒定律时,若反应有气体参加或生成,装置需要密闭。
(6)在化学反应中反应前后原子的种类、数目与质量均不变,所以化学反应都遵循质量守恒定律。
74.(2023-2024九上·合肥经开区·期中)某研究小组在学习了燃烧后,利用蜡烛进行了以下项目式探究。
【任务】探究蜡烛中含有的元素
(1)实验1:检验蜡烛燃烧的产物。
如图所示实验,烧杯A、B中的现象分别为 。根据图示实验可推测出蜡烛中一定含有 (填元素符号)。
【任务二】探究能否用蜡烛燃烧测定空气中氧气的含量
某同学用氧气传感器和另外一种气体传感器测量密闭条件下蜡烛燃烧时氧气和另外一种气体含量的变化。测量结果如图。
(2)另一种气体不能使澄清石灰水变浑浊,你认为该气体可能是 ,产生该气体的原因是 。
【发现问题】研究小组发现抽掉烛芯的蜡烛无法正常燃烧,小组同学继续对蜡烛的燃烧进行了探究。
【查阅资料】
①缓慢加热物质至一定温度,如出现火苗,即闪火而燃烧,但瞬间熄灭,此温度就称为闪火点(也称闪点)。但如果温度继续升高,其所产生的挥发成分足以继续维持燃烧,火焰不再熄灭,此时的最低温度称为着火点。
②物质的闪点越低,就越容易被火苗点燃引起燃烧,发生火灾的危险性就越大。
③几种物质的着火点、闪点、挥发性见下表:
物质
石蜡
汽油
大豆油
乙醇
着火点/℃
190
416
351
363
闪点/℃
113
-45
220
12
挥发性
难挥发
易挥发
难挥发
易挥发
【任务三】再探蜡烛的燃烧
(3)通常用细棉线作蜡烛的烛芯,你认为烛芯的作用是: 。
(4)下列物质易引发火灾的是_____。
A.石蜡 B.汽油 C.大豆油 D.乙醇
【答案】(1) 烧杯A中澄清的石灰水变浑浊,烧杯B内壁有水珠 C、H/H、C
(2) 一氧化碳/CO 氧气不充足
(3)引燃蜡烛,吸收蜡油
(4)BD
【详解】(1)蜡烛燃烧生成水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,水蒸气遇冷会凝结成小水珠,如图所示实验,烧杯A、B中的现象分别为澄清的石灰水变浑浊,烧杯内壁有水珠;化学反应前后,元素种类不发生改变,二氧化碳是由碳元素与氧元素组成的,水由氢元素和氧元素组成的,所以该实验结论可以推断石蜡中一定含有碳元素(C)和氢元素(H);
(2)碳在氧气不充分的条件下会生成一氧化碳,一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊,因此蜡烛在氧气不充足的条件下会生成一氧化碳,故该气体可能是一氧化碳(CO);
(3)通常用细棉线做蜡烛的烛芯,棉线着火点低,同时可以吸收熔化的蜡油,使蜡烛持续燃烧;
(4)物质闪点越低,就越容易被火苗点燃引起燃烧,火灾的危险性越大,从表格中的数据可以看出,汽油和乙醇的闪点低,且易挥发,易引发火灾;故选:BD。
75.(2023-2024九上·肥东县·期中)含锰化合物在工业上用途广泛。
(1)高锰酸钾不稳定,有腐蚀性。
①图中KMnO4分解的化学方程式为 ,此装置能说明氧气 (填标号)。
A.无色无味 B.密度比空气大 C.不易溶于水 D.能支持燃烧 E.属于非金属单质
②将铜片浸泡在KMnO4溶液中以探究KMnO4的腐蚀性,实验记录如下、
编号
KMnO4溶液
浓硫酸/滴
水/m L
铜片质量/g
浓度
体积/mL
实验前
18小时后
I
0.1%
25
0
0
0.54
0.54
II
0.1%
25
10
0
0.54
0.52
III
1%
25
10
0
0.54
0.43
IV
0
0
a
25
0.54
0.54
对比实验I、Ⅱ和IV可知,KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性,其中a= 。对比实验 和 (填编号)可知,KMnO4溶液越浓腐蚀性越强。已知该探究中的反应为,其中X是 (填化学式)。
(2)Mn3O4是软磁、新能源等行业的重要原料,可用MnSO4制得。
某小组煅烧MnSO4·H2O晶体时,得到煅烧温度与剩余固体质量的关系如图所示。
①为除尽固体中的氢元素,煅烧温度应不低于 ℃。(填“230” “350”“680”或“850”)
②图中x= 。(保留1位小数)
③由图像可推知,高温时Mn2O3不稳定,理由是 (填化学方程式)。
【答案】(1) C 10 Ⅱ Ⅲ K2SO4
(2) 350 7.6
【详解】(1)①高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方程式为:,用排水法收集氧气,说明氧气不易溶于水,故选:C;
②对比实验Ⅰ、Ⅱ和Ⅳ可知,KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性,溶液的体积应相同,则中a=10,要得到KMnO4溶液越浓腐蚀性越强的结论,变量为高锰酸钾的浓度,其他条件应相同,则对比实验Ⅱ和Ⅲ;
根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前有5个铜原子,2个钾原子,2个锰原子,40个氧原子,16个氢原子,8个硫原子,反应后有5个铜原子,7个硫原子,36个氧原子,2个锰原子,16个氢原子,则X中含有2个钾原子,1个硫原子和4个氧原子,则X是K2SO4;
(2)①某小组煅烧MnSO4·H2O晶体时,由图可知,当温度为350℃时,得到的固体为MnSO4,故为除尽固体中的氢元素,煅烧温度应不低于350℃;
②根据反应前后锰元素的质量不变可得16.9g××100%=x××100%,则x≈7.6g;
③由图像可知,Mn2O3在高温下分解生成Mn3O4和氧气,反应的化学方程式为:。
考点11 利用化学方程式计算
76.(2023-2024九上·合肥高新区·期中)“化学氧自救呼吸器”是一种在缺氧环境中通过制氧剂临时供氧的装置。制氧剂的主要成分是超氧化钾(KO2),产生氧气的主要原理是超氧化钾与人体呼出的水汽反应,其化学方程式为:。为测定某制氧剂样品中超氧化钾的含量,取20g样品加入到盛有50g足量水的烧杯中,充分反应后(杂质不与水反应),烧杯中物质总质量为65.2g。计算:
(1)产生氧气质量 g。
(2)样品中超氧化钾的质量分数。
【答案】(1)4.8
(2)解:设样品中超氧化钾的质量为x,
x=14.2g
则样品中超氧化钾的质量分数为,
答:样品中超氧化钾的质量分数为71%。
【详解】(1)由质量守恒定律可知,生成氧气的质量为:20g+50g-65.2g=4.8g;
(2)见答案。
77.(2023-2024九上·蚌埠蚌山区·期中)工业上用甲烷和二氧化碳在一定条件下反应生成氢气和一氧化碳,可以有效实现碳循环。
(1)请完成该化学方程式的配平:CH4+CO22H2+ CO
(2)请计算每消耗2.2t二氧化碳,可生成氢气的质量是多少?
【答案】(1)2
(2)解:设生成氢气的质量为x
x=0.2t
答:可生成氢气的质量是0.2t。
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,反应物中含2个C、2个O,生成物中也应含2个C、2个O,故CO的化学计量数为2;
(2)见答案。
78.(2023-2024九上·铜陵铜官区·期中)高锰酸钾是一种常见的消毒剂,初三化学兴趣小组在实验室对31.6g高锰酸钾进行加热,反应一段时间后停止加热。称量不同时间剩余固体质量,记录数据如表:
时间
0
t1
t2
t3
t4
质量(g)
31.6
31.3
30.8
29.2
28.4
(1)加热后固体质量减轻,是否遵守质量守恒定律 (填“是”或“否”),t4时生成气体的质量为 g。
(2)加热至t4时,参加反应的高锰酸钾质量为多少 ?(写出计算过程)
(3)高锰酸钾受热见光会分解,保存此消毒剂时应注意 。
【答案】(1) 是 3.2
(2)解:设参加反应的高锰酸钾的质量为x。
解得:x = 31.6g
答:参加反应的高锰酸钾的质量为31.6g。
(3)低温避光密封保存
【详解】(1)所有化学反应都遵守质量守恒定律;根据质量守恒定律,t4时生成气体的质量为,故填:是;3.2;
(2)详见答案;
(3)高锰酸钾受热见光会分解,应密封后避光保存在低温环境下,故填:低温避光密封保存。
79.(2023-2024九上·休宁县·期中)实验室用68g过氧化氢溶液和2g二氧化锰制取氧气,实验中锥形瓶内非气态物质的总质量随时间变化如图所示。
回答下列问题:
(1)过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有哪些,分别是多少g?
【答案】(1)解:设过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量为x。
生成氧气的质量为3.2g
答:过氧化氢溶液中的过氧化氢的质量为6.8g。
(2)反应结束后锥形瓶内剩余物质有H2O 和MnO2 ,其中水的质量为,二氧化锰的质量为2g
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,根据质量守恒定律可知,化学反应前后物质的总质量不变,由于氧气是气体会逸散到空气中,所以反应后物质总质量减少,减少的质量为生成氧气的质量,即,计算过程见答案;
(2)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,二氧化锰作为催化剂在反应前后的质量和化学性质不变,因此反应结束后锥形瓶内剩余物质有水和二氧化锰,过氧化氢溶液由过氧化氢和水组成,所以水的总质量为过氧化氢溶液中水的质量和生成的水的质量之和,即过氧化氢溶液的质量减去生成氧气的质量,即,二氧化锰的质量为2g。
80.(2023-2024九上·宿州市·期中)化学项目小组用图1所示装置验证质量守恒定律。点燃红磷前电子天平示数为(见图1)。验证质量守恒定律后,待白烟完全沉降取下橡胶塞,片刻后再一起称量,电子天平示数稳定为(见图2)。
回答下列问题:
(1)仪器甲的名称为 (填“锥形瓶”或“烧杯”)。
(2)计算参加反应红磷的质量(结果精确到)。
【答案】(1)锥形瓶
(2)解:该实验中,红磷燃烧消耗氧气,待完全反应后,逐渐冷却至室温,由于消耗了氧气,装置内压强减小,打开橡胶塞,空气进入装置中,进入装置内空气的质量约等于消耗氧气的质量
参加反应的氧气的质量为:106.28g-106.23g=0.05g
设参加反应的红磷的质量为x
x≈0.04g
答:参加反应的红磷的质量为0.04g。
【详解】(1)由图可知,仪器甲的名称为:锥形瓶;
(2)见答案。
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