内容正文:
题型专练3 实验题
1.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)鉴别、除杂是化学实验中常用的方法。下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别氢气和甲烷
验纯后点燃,分别在火焰上方罩冷而干的烧杯
B
鉴别硬水和软水
取样,分别加入肥皂水,振荡,观察现象
C
除去CaO中的少量CaCO3
高温煅烧至质量不再减少
D
除去CO中的少量CO2
将混合气体通过灼热的炭
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、氢气和甲烷燃烧都会生成水,验纯后点燃,分别在火焰上方罩冷而干的烧杯,烧杯内壁均有水雾生成,现象相同,不能鉴别,不能达到实验目的;
B、鉴别硬水和软水取样,分别加入适量肥皂水,振荡,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多浮渣的是硬水,现象不同,可以鉴别,能达到实验目的;
C、除去CaO中少量的CaCO3,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,能达到实验目的;
D、除去CO中的少量CO2 将混合气体通过灼热的炭,二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,能达到实验目的。
故选A。
2.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)物质的分离、检验、鉴别和除杂是基本的实验技能,下列实验方案能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
比较呼出 CO2与空气中 CO2 的含量
将燃着的木条分别插入两种气体中
B
鉴别二氧化碳和一氧化碳
加入澄清石灰水振荡
C
除去CO2中的水蒸气
将气体通过足量生石灰
D
检验蜡烛燃烧后生成水
火焰上方罩一个干燥的烧杯
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、若想比较空气和呼出气体中CO2的含量,应用澄清石灰水,而不是伸入燃着的木条,故A错误;
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能与澄清石灰水反应,无明显现象,可以鉴别,故B正确;
C、生石灰和水反应生成氢氧化钙,能与二氧化碳反应,不能用生石灰除水蒸气,故C错误;
D、点燃蜡烛后,应在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁有水雾出现,则说明蜡烛燃烧时有水生成,故D错误。
故选B。
3.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)下列两种方案都能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
方案一
方案二
A
区别空气和氧气
分别扇闻气味
分别伸入带火星木条
B
除去二氧化碳中少量的一氧化碳
在氧气中点燃
通过灼热的氧化铜
C
区别水和酒精
分别扇闻气味
分别点燃
D
除去碳酸钙中少量的氯化钠
加入足量水
加入足量盐酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、方案一:空气和氧气都是无色无味气体,分别扇闻气味不能鉴别空气和氧气,故错误;方案二:氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,而空气不能使带火星的木条复燃,现象不同,可以鉴别,故正确;故A不符合题意;
B、方案一:除去二氧化碳中少量的一氧化碳,不能在氧气中点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧且不支持燃烧)大量存在时,少量的有一氧化碳是不会燃烧的,且通入氧气引入了新的杂质,不符合除杂原则,故错误;方案二:通过灼热的氧化铜,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故正确;故B不符合题意;
C、方案一:水无味,酒精具有特殊的气味,分别扇闻气味可以鉴别,故正确;方案二:水不具有可燃性,酒精具有可燃性,分别点燃,可以燃烧的是酒精,不能燃烧的是水,可以鉴别,故正确;故C符合题意;
D、方案一:碳酸钙难溶于水,氯化钠易溶于水,除去碳酸钙中少量的氯化钠,加足量的水溶解,过滤、洗涤,干燥得到碳酸钙,故错误;方案二:加入足量盐酸,盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,盐酸和氯化钠不反应,反而除去了原物质,不符合除杂原则,故错误;故D不符合题意;
故选:C。
4.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)实验探究是进行科学探究的一种重要方式,下列实验探究方案设计不合理的是( )
A.探究在室温下不同溶剂对物质溶解性的影响
B.探究空气中氧气的体积含量
C.探究可燃物燃烧是否需要氧气
D.探究氧气的浓度是影响硫燃烧剧烈程度的因素
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、根据控制变量法,在其他条件相同的情况下,溶剂不同,则可观察食盐的溶解情况分析出室温下不同溶剂对物质溶解性的影响,选项正确;
B、研究空气中氧气的体积含量,是通过红磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强减小,在大气压的作用下使烧杯中的水进入集气瓶中,通过进入水的体积测消耗氧气的体积,选项正确;
C、如图,铜片上的白磷、红磷均能与氧气接触,白磷燃烧,红磷不燃烧,说明燃烧温度需要达到可燃物的着火点;无法得出氧气这一条件的影响,选项错误;
D、根据硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明氧气的浓度是影响硫燃烧剧烈程度的因素,选项正确;
故选:C。
5.(2023-2024·九年级上·贵州黔东南·期末)对于如图实验现象分析正确的是( )
A.打开a,试管I中产生气泡,试管II中无现象
B.打开a,液体从试管II流向试管I
C.关闭a,无法使试管I中反应停止
D.先打开a,稍后关闭,试管II中产生白色沉淀又溶解了
【答案】D
【详解】A、打开a,试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触,反应开始,产生二氧化碳,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,二氧化碳与澄清石灰水反应,生成碳酸钙白色沉淀,澄清石灰水变浑浊,错误;
B、打开a,稀盐酸与大理石开始反应,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,液体不会流动,错误;
C、关闭a,试管Ⅰ中压强增大,将稀盐酸压入导管中,稀盐酸与大理石分离,反应停止,错误;
D、先打开a,打开a,试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触,反应开始,产生二氧化碳,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,二氧化碳与澄清石灰水反应,生成碳酸钙白色沉淀;稍后关闭,试管Ⅰ内压强增大,将试管I中的稀盐酸压入试管Ⅱ中,稀盐酸与碳酸钙反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,故先打开a,稍后关闭,试管II中产生白色沉淀又溶解了,正确。故选D。
6.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)科学的进步源于发现问题、解决问题。为了达到目的,下列实验方案合理的是( )
选项
实验目的
实验方案设计
A
除去中少量的
加热固体混合物
B
鉴别和
用燃着的木条分别伸入两瓶气体中
C
除去中少量的
通入氧气后点燃
D
检验中是否含有
点燃后观察火焰颜色
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,会引入新的杂质锰酸钾,故A错误;
B.鉴别和,用燃着的木条分别伸入两瓶气体中,木条熄灭的是二氧化碳,能燃烧的气体是一氧化碳,故B正确;
C.二氧化碳不支持燃烧,除去中少量的,通入少量氧气无法点燃,通入大量氧气,会引入新的杂质氧气,欲除去中少量的,可把混合气体通过灼热的氧化铜,故C错误;
D.在空气中燃烧火焰为淡蓝色,燃烧火焰为蓝色,通过观察颜色无法检验,故D错误。
故选:B。
7.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)下列实验能验证质量守恒定律的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、双氧水在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,生成的氧气逸出,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误;
B、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,没有物质逸出,反应前后容器中物质的总质量不变,能直接用于验证质量守恒定律,故选项正确;
C、铁粉生锈是与空气中的氧气、水共同作用的结果,有气体参加反应,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误;
D、铜和稀硫酸都不发生反应,不能验证质量守恒定律,故选项错误。
故选B。
8.(2023-2024九年级上·贵州铜仁·期末)一同学对下列四个实验分别设计了两种方案,其中两种方案均能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
方案一
方案二
A
除去CuO中的木炭粉
高温灼烧
加水溶解、过滤
B
除去CO2中的CO
通过灼热的氧化铜
通过灼热的木炭层
C
鉴别N2和CO2
分别用燃着的木条放入其中.
分别加入适量澄清石灰水、振蔼荡
D
鉴别CaO和CaCO3
取样加水,检测温度
取样高温煅烧,检测气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、高温条件下,氧气和碳反应生成二氧化碳,方法错误;氧化铜和木炭都不溶于水,加水溶解、过滤,无法分离,方法错误,故选项不符合题意;
B、CO在高温下与氧化铜反应生成铜和气体二氧化碳,因此把混合气体通过灼热的氧化铜可以较彻底地除去混在二氧化碳中的少量的一氧化碳气体,方法正确;通过灼热的木炭层,碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,消耗的是二氧化碳气体而杂质气体CO“毫发未损”,方法错误,故选项不符合题意;
C、氮气和二氧化碳都不燃烧、也不支持燃烧,所以不能用燃着的木条鉴别氮气和二氧化碳,方法错误;氮气不能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以用澄清石灰水可鉴别氮气和二氧化碳,方法正确,故选项不符合题意;
D、CaO与水反应生成氢氧化钙,反应放出大量的热,碳酸钙难溶于水,可以鉴别,方法正确;氧化钙高温不分解,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,可以用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳,方法正确,故选项符合题意。
故选D。
9.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
检验某可燃性气体中是否含有碳元素
点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯
B
除去CaO中少量的CaCO3
高温煅烧
C
除去一氧化碳中的二氧化碳
通过灼热的炭层
D
鉴别硬水和软水
取样,分别加入适量肥皂水,振荡
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯,如果烧杯内壁出现水珠,说明反应生成水,水是由氢元素和氧元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,进一步说明该可燃性气体中含有氢元素,反之则不含有氢元素,不能用于检验某可燃性气体中是否含有碳元素,故A不能达到实验目的;
B、除去CaO中少量的CaCO3,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故B能达到实验目的;
C、除去一氧化碳中的二氧化碳,通过灼热的炭层,二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故C能达到实验目的;
D、鉴别硬水和软水取样,分别加入适量肥皂水,振荡,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多浮渣的是硬水,现象不同,可以鉴别,故D能达到实验目的;
故选:A。
10.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)下列除杂或鉴别操作不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
除去生石灰中的少量碳酸钙
高温煅烧混合物
B
除去二氧化碳中的少量一氧化碳
将气体点燃
C
鉴别水和双氧水
取样,加入二氧化锰,观察是否产生气泡
D
除去铜中的铁
加入足量的稀盐酸,充分反应后过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,该选项能达到实验目的;不符合题意;
B、二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧、不能支持燃烧)大量存在时,少量的一氧化碳不会燃烧,不能达到实验目的,符合题意;
C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,过程中产生气泡,而水无此性质,可以鉴别,该选项能达到实验目的;不符合题意;
D、铁粉能与足量的稀盐酸反应生成氯化亚铁,铜不能与稀盐酸反应,充分反应后过滤,可以得到纯净的铜,该选项能达到实验目的;不符合题意;
故选B。
11.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)下列除去括号中杂质的方法不正确的是( )
A.H2(O2)—通过灼热的木炭 B.N2(O2)—通过灼热的铜网
C.KCl(KClO3)—加热 D.CO2(CO)—通过灼热氧化铜
【答案】A
【详解】A、O2与灼热的木炭反应生成CO或CO2,引入杂质,H2与O2也可能发生反应生成H2O,A错误;
B、N2中混有O2时可通过灼热的铜网,氧气能与铜反应生成氧化铜而被除去,B正确;
C、KClO3在加热条件下能分解生成KCl和O2,C正确;
D、将混有CO的CO2通过灼热的氧化铜时,CO能与氧化铜反应生成铜和CO2,D正确;
故选:A。
12.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)实验是化学研究的重要手段,下列实验不能达到实验目的的是( )
A.证明呼出气体比空气中氧气含量低
B.验证氢气密度小于空气
C.证明蜡烛中含有碳元素
D.探究分子运动
【答案】C
【详解】A、图中实验,伸入呼出气体中的木条熄灭,伸入空气中的木条正常燃烧,证明呼出气体比吸入空气中O2含量低,实验能达到实验目的;
B、实验过程中,肥皂泡上升,说明氢气密度比空气小,实验能达到实验目的;
C、在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明蜡烛中含有氢元素,实验不能达到实验目的;
D、一段时间后,烧杯中的酚酞溶液变红色,而两者没有直接接触,说明氨分子运动到了酚酞溶液中,实验能达到实验目的;
答案:C。
13.(2023-2024·贵州六盘水·期末)A~D是初中化学中的四个实验,请按要求填空
(1)A实验(正确操作)中观察到的现象是
(2)B实验涉及反应的化学方程式为 ;由此实验得出水是由 组成的。
(3)写出C实验发生时的一个实验现象
(4)D实验燃烧匙中所盛药品红磷要过量,其原因是 。
【答案】蜡烛火焰由低到高依次熄灭 2H2O2H2↑+O2↑ 氢元素和氧元素 剧烈燃烧 ,火星四射、放出大量热、生成一种黑色固体物质 让集气瓶中的氧气完全反应
【详解】(1)A实验(正确操作)中观察到的现象是:蜡烛由低到高依次熄灭;(2)B实验是水在通电的条件下,生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2H2↑+O2↑,由此实验得出水是由氢元素和氧元素组成的;(3)铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体;(4)D实验燃烧匙中所盛药品红磷要过量,其原因是使氧气完全反应。
14.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)如图是实验室制取气体的常见装置。请回答下列问题。
(1)写出带标号的仪器名称① ,② 。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,在所给装置中,既能制取又能制取的发生装置是 (填序号),若用D收集二氧化碳,验满的方法是 ;
(3)若用A作发生装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,将固体粉末装入试管的操作为 。
(4)若要设计一款家用简易供氧器,可供选择的原理有:①电解水;②加热高锰酸钾;③双氧水分解:④加热氯酸钾。你将选择的原理是 (填序号),理由是 。
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2) B 将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭
(3)
试管倾斜,把盛有药品的药匙小心地送至试管底部,然后使试管直立起来
(4) ③ 操作简单,制得氧气纯净
【详解】(1)由图A可知,仪器①的名称是酒精灯;
由图E可知,仪器②的名称是酒精灯;
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸的溶质氯化氢反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:,故填写:;
实验室用石灰石和稀盐酸常温下制取二氧化碳,它与双氧水在二氧化锰催化下常温下制取氧气发生装置相同,都选择没有酒精灯的B装置,作为发生装置;
二氧化碳不助燃也不可燃,检验二氧化碳是否收集满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭,熄灭说明二氧化碳收集满,反之,则没收集满;
(3)由图A可知,A装置中有酒精灯,说明选择它作为发生装置制取气体的反应条件需要加热,但A装置试管口没有塞棉花,因此,此装置适用于氯化酸钾在二氧化锰催化下制取氧气,除了生成氧气,还生成氯化钾,化学方程式为:;
取用粉末状固体药品时,试管倾斜,把盛有药品的钥匙或纸槽伸入到试管底部,然后慢慢竖起;
(4)①电解水制取氧气,需要通电,而且产物中除了氧气还有氢气,制取气体不纯,操作繁琐,故不适合用于家用简易供氧器,②加热高锰酸钾制取氧气,需要加热,操作繁琐,故不适合用于家用简易供氧器,③双氧水分解制取氧气,不需要加热,只需催化剂,操作简单,产物中只有氧气一种气体,并且产物不污染空气,故适合用于家用简易供氧器,加热氯酸钾制取氧气,需要加热,操作繁琐,产物中可能混有污染空气的氯气,故不适合用于家用简易供氧器,故选:③;
采用双氧水分解的原理作为家用简易供氧器的原理是因为:操作简单,制得氧气纯净,产物不污染空气。
15.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)氧气是人类不可离开的物质。根据下列装置图回答问题。
Ⅰ.写出标号仪器的名称:
(1)a ;b ;c 。
Ⅱ.实验室制取氧气有多种方法。
(2)用装置A制取氧气,反应的化学方程式为 。用装置D收集氧气,检验是否集满的方法是 (写出操作、现象和结论)。
(3)用过氧化氢溶液和MnO2混合制取氧气,其发生装置可选用(填字母序号,下同): ,发生反应的化学方程式为 ,用C装置收集氧气前,将集气瓶内空气完全排尽的方法是 。
Ⅲ.氧气性质实验。
(4)某同学欲按图F所示方法做细铁丝燃烧的实验,收集所需氧气最好选用的装置是 ;由此可见,选择气体的收集方法主要应考虑气体的性质,此外往往还要考虑 。实验时可观察到的主要现象有 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)实验室常借助传感器研究气体的性质与变化。蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验可知:
①当氧气浓度变为 %时蜡烛不再燃烧,由此对燃烧条件之一“与氧气接触”应该修正为 。
②蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。
Ⅳ.如图所示,利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
(6)用红热的玻璃管引燃红磷,其燃烧过程中能观察到的现象 ,反应的化学方程式为 。
(7)待红磷熄灭后再次称量,天平不再平衡,其原因可能是_____。
A.装置漏气
B.用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
C.红磷太少
【答案】(1) 试管 锥形瓶 集气瓶
(2) 将带火星的木条靠近集气瓶口,若复燃,则已满
(3) B 将集气瓶装满水,用玻璃片盖住并倒置在水槽中
(4) D 操作是否简单方便 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成一种黑色固体
(5) 15.3 与一定浓度的氧气接触 氮气/N2
(6) 冒白烟、放热、气球膨胀
(7)AB
【详解】(1)标号仪器的名称:a是试管;b是锥形瓶;是集气瓶。
(2)装置A 属于固体加热型,且试管口没有放一团棉花,故选用加热氯酸钾和二氧化锰的方法制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:。氧气具有助燃性,装置D为向上排空气法,收集氧气时,检验是否集满的方法是将带火星的木条靠近集气瓶口,若复燃,则已满。
(3)用过氧化氢溶液和MnO2混合制取氧气,属于固液常温型,其发生装置可选用B;过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,发生反应的化学方程式为;用C装置(排水集气法)收集氧气前,将集气瓶内空气完全排尽的方法是将集气瓶装满水,用玻璃片盖住并倒置在水槽中。
(4)氧气不易溶于水可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集。某同学欲按图F所示方法做细铁丝燃烧的实验,集气瓶底部铺有一层细沙,目的是防止燃烧时生成物熔化后溅落下来炸裂瓶底,收集氧气前就必须把细沙放入瓶底,故所需氧气最好采用向上排空气法,选用的收集装置是:D;由此可见,选择气体的收集方法主要应考虑气体的性质,此外还要考虑:操作是否方便。铁和氧气在点燃条件下生成四氧化三铁,实验时可观察到的主要现象是剧烈燃烧,火星四射,放热,生成一种黑色固体,发生反应的化学方程式为。
(5)①蜡烛燃烧消耗氧气,由图示看出,当氧气浓度变为15.3%时,浓度不再变化,所以蜡烛不再燃烧,也说明蜡烛燃烧需要一定浓度的氧气,由此对燃烧条件之一“与氧气接触”应该修正为与一定浓度的氧气接触。
②空气中氮气含量最多,氧气被部分消耗,则蜡烛熄灭后瓶内含量最多的气体是氮气。
(6)用红热的玻璃管引燃红磷,红磷在瓶内空气中燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷是一种白色固体,装置中玻璃管上端套有气球,整个装置始终处于密闭状态,燃烧过程中放出大量的热,瓶内气体受热体积膨胀,故其燃烧过程中能观察到的现象是:冒白烟、放热、气球膨胀。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为。
(7)A.如果装置漏气,燃烧过程中瓶内压强增大,会有气体逸出,但冷却后不能回到瓶内,天平不再平衡,符合题意;
B.用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢,红磷燃烧产生的热使得瓶内气体体积膨胀,部分气体从瓶内逸出,冷却后不能再回到瓶内,天平不再平衡,符合题意;
C.如果装置气密性良好,红磷太少,瓶内发生的反应很快就会停止,但瓶内与瓶外没有发生物质交流,天平平衡,不符合题意。
故选AB。
16.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)某初中化学兴趣小组同学用如图装置进行气体制取实验,并诚邀你的加入,请回答问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:① ② 。
(2)用A装置制取氧气,反应的化学方程式为: ;若要用高锰酸钾制取氧气,还需在试管口塞一团棉花,请写出实验室用高锰酸钾制取氧气时发生反应的化学方程式 ;若要收集较纯净的氧气,应选用的收集装置为 (填序号。下同)
(3)实验室制取氢气时选用C装置相对于B装置的优点是 ;收集装置不选用E的原因 。使用G装置收集氢气。气体从 口进入(填“a”或“b”)。
(4)氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体,实验室制取氨气常用氯化铵固体与碱石灰固体共热。制取并收集氨气。应选用上述装置中的 组合。
【答案】(1) 试管 长颈漏斗
(2) D
(3) 可以控制反应的发生和停止 氢气的密度比空气小 b
(4)AF或AG
【详解】(1)由图可知,仪器①为试管;仪器②为长颈漏斗;
(2)A装置适用于固体加热反应制取气体,适用于加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的氧气比较纯净,故收集装置可选D;
(3)与B装置相比,C装置可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
收集装置不选用E的原因是:氢气的密度比空气小;
使用G装置收集氢气,氢气的密度比空气小,则气体从b端进入;
(4) 实验室制取氨气常用氯化铵固体与碱石灰固体共热,属于固体加热反应,发生装置可选A,氨气密度比空气小,极易溶于水,可用向下排空气法收集,收集装置可选F或G,故填:AF或AG。
17.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)通过对化学的学习,同学们初步掌握了实验室制取气体的知识与技能,请结合下列装置图1回答问题。
(1)序号①的仪器名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气,可选择的装置为 (填字母),反应的化学方程式为 。
(3)实验室用A装置制取二氧化碳反应的化学方程式为 ,若用E装置收集二氧化碳,进气口为 (填a或b),验满方法为 。
(4)如图2所示家用制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,分别加入过碳酸钠固体和少量二氧化锰。
查阅文献得知:过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2 )溶于水会分解生成Na2CO3和H2O2 。
根据图2所示,反应仓中生成氧气的化学方程式为 。根据图3数据分析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 。
【答案】(1)酒精灯
(2) BC或BE或BF
(3) b 将燃着的木条放在a端,木条熄灭,说明已经集满
(4) 相同时间内过碳酸钠产生的氧气比5%的过氧化氢产生的氧气多,且过碳酸钠是固体便于携带,过碳酸钠在常温下稳定易保存
【详解】(1)由图可知,序号①的仪器名称是:酒精灯;
(2)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B,氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,收集装置可选C或E或F,故填:BC或BE或BF;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
若用E装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,则进气口为b;
二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在a端,木条熄灭,说明已经集满;
(4)反应仓中生成氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的化学方程式为:;
由图3可知,相同时间内过碳酸钠产生的氧气比5%的过氧化氢产生的氧气多,且过碳酸钠是固体便于携带,过碳酸钠在常温下稳定易保存,故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。
18.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)蔗糖是生活中常见的一种物质,某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
查阅文献得知:①蔗糖属于有机化合物,可以燃烧,受热易分解。
②蔗糖隔绝空气受热时可以发生分解反应。
兴趣小组同学设计了下述两种不同的实验方案并进行实验。
方案一:将蔗糖放在氧气中燃烧,检验生成物。
(1)小组同学将蔗糖放在氧气中燃烧,检验有 生成,得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。有同学认为该方案不合理,实验只能说明蔗糖中一定含有 元素(填元素符号,下同),不能确定是否含有 元素。
方案二:用如图所示装置进行实验,先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加热。
(2)先通入一会儿氮气的原因 。
实验时观察到干冷的小烧杯内壁有水雾出现,说明蔗糖中含有氢、氧元素。
待蔗糖完全反应后,玻璃管中残留有黑色固体,老师告诉同学们该黑色固体是单质碳,并继续利用如图所示装置,将氮气换成纯氧进行实验验证。
(3)实验方案如下表:
实验操作
实验现象
实验结论
向小烧杯中加入 ,再往玻璃管中通入纯氧,点燃酒精灯加热。
黑色固体是单质碳
(4)根据上述实验现象分析,蔗糖(C12H22O11 )完全分解时反应的化学方程式 。
(5)综合分析两个方案的实验现象可知,蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的,得出此结论的依据是
【答案】(1) 二氧化碳、水 C、H O
(2)排出玻璃管中空气(或氧气)防止干扰实验
(3) 澄清石灰水或氢氧化钙溶液 黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊或澄清石灰水变浑浊或溶液变浑浊
(4)
(5)化学反应前后元素的种类不变
【详解】(1)由于蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的,所以将蔗糖放在氧气中燃烧,检验有二氧化碳和水生成,但氧气能够提供氧元素,根据质量守恒定律可知,实验只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素。故填:二氧化碳、水;C、H;O。
(2)为排出玻璃管中空气(或氧气)防止蔗糖在玻璃管中燃烧,用如图所示装置进行实验,先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加热。故填:排出玻璃管中空气(或氧气)防止干扰实验。
(3)碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水不浑浊。所以向小烧杯中加入澄清石灰水,实验现象是黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊。故填:澄清石灰水或氢氧化钙溶液;黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊或澄清石灰水变浑浊或溶液变浑浊。
(4)根据上述实验现象分析可知,蔗糖完全分解生成碳和水,化学方程式。故填:。
(5)由于化学反应前后元素的种类不变,综合分析两个方案的实验现象可知,蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。故填:化学反应前后元素的种类不变。
19.(2023-2024·贵州六盘水·期末)天然气是一种重要的燃料,其主要成分是甲烷(CH4),某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,参与探究。
(提出问题):甲烷燃烧后生成哪些物质?
(查阅资料):含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
(猜想与假设):
猜想甲:CO2、H2O;
猜想乙:CO2、CO、H2O;
猜想丙:
(实验探究):为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(1)甲、乙装置的顺序能否颠倒? (填“能“或“否”),理由是 。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。
(3)实验中观察到甲中无水CuSO4变蓝,乙、戊中澄清石灰水变浑浊,丁中红色粉末变成黑色,由此推断 同学猜想成立。
(4)装置乙的作用是 ,写出丁中发生的化学反应化学方程式: 。
(反思与交流):为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。
实验结束,对相关装置进行称量(忽略空气成分对实验的干扰):甲装置增重3.6g,乙装置增重2.2g。那么燃烧甲烷的质量为 g,并写出该实验中甲烷燃烧的化学方程式 。
【答案】CO、H2O 否 若先通过澄清石灰水会带出水蒸气,影响对产物的检验 空气中含有水和二氧化碳,干扰实验结果 乙 检验并除去二氧化碳 提供充足的氧气 1.6
【详解】猜想与假设:根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变,反应物是甲烷和氧气,如果甲烷不完全燃烧生成的是一氧化碳和水;故填:CO、H2O。
(1)甲装置是用无水硫酸铜检验产物是否含有水,乙装置是用澄清石灰水检验产物是否含有二氧化碳,甲、乙装置的顺序不能颠倒,这是因为先通过澄清石灰水时会带出水蒸气,影响对产物的检验,就不能证明混合气体中是否有水。故分别填:否;若先通过澄清石灰水会带出水蒸气,影响对产物的检验。
(2)由于空气中含有水分和二氧化碳,用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳,无法证明是混合气体中的水和二氧化碳,还是空气中的水和二氧化碳,干扰实验结果;故填:空气中含有水和二氧化碳,干扰实验结果。
(3)甲中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水,乙中澄清石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳,乙中足量澄清石灰水有两个作用:验证二氧化碳的存在,完全除去混合气体中的二氧化碳;戊中澄清石灰水变浑浊,丁中红色粉末变成黑色说明混合气体中具有还原性气体,且与氧化铁反应能生成二氧化碳,所以说明混合气体中含有一氧化碳,由此推断乙同学猜想成立。故填:乙。
(4)乙中足量澄清石灰水有两个作用:验证二氧化碳的存在,和完全除去混合气体中的二氧化碳;丁中红色粉末变成黑色的反应物是:一氧化碳和氧化铁在高温下生成铁和二氧化碳,其化学方程式为:。故分别填:检验并除去二氧化碳; 。
反思与交流:由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳,污染环境,所以要让可燃物完全燃烧,所以需要充足的氧气;故填:提供充足的氧气。
甲装置增重3.6g,即产生水的质量为3.6g,乙装置增重2.2g,即产生二氧化碳的质量为2.2g;3.6g水中氢元素的质量为:,甲烷中氢元素的质量完全转化到水中,因此甲烷的质量为: ;故填:1.6。
则甲烷中碳元素的质量为:,2.2g二氧化碳中碳元素的质量为:;甲烷燃烧同时生成了一氧化碳,一氧化碳中碳元素的质量为: ;则生成一氧化碳的质量为: ;在点燃的条件下,甲烷和氧气反应生成水、一氧化碳和二氧化碳,则参加反应的氧气质量为: 。则反应物甲烷、氧气和生成物二氧化碳、一氧化碳、水的分子个数比为: ;所以甲烷燃烧的化学方程式为: 。
20.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质和用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷利用到石墨的性质是___________。(填字母序号)。
A.稳定性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】碳还原氧化铜实验的探究
某化学兴趣小组对碳和氧化铜在高温下反应的产物进行了如下探究
【查阅资料】
①氧化亚铜为红色固体;
②氮气不与碳反应、也不与氧化铜发生反应。
③氧化亚铜能和稀硫酸反应:,硫酸铜溶于水形成蓝色溶液
【实验探究】
(3)加热前,通入纯净干燥的氮气,其目的是 。
(4)点燃酒精喷灯,请写出碳和氧化铜反应的化学方程式 。
(5)实验中,方框内试管里观察到的现象 。
探究一:探究生成的气体
反应前
氧化铜4.80,碳粉3.00g混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
反应后
称得硬质玻璃管和固体总质量54.36g
【提出问题1】生成的气体中是否有一氧化碳?数据记录如下(假设固体生成物只有铜):
【数据处理】
(6)经测算,参加反应的碳元素质量为0.64g,因此气体生成物是 。
探究二:探究产物的固体成分
【提出问题2】红色固体中是否有Cu2O?
【设计实验】
(7)取少量反应后的暗红色固体,加入足量稀硫酸,观察到 现象,说明暗红色固体含。
(8)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳粉还原氧化铜实验,数字化仪器绘制出的密闭容器中气体质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
Ⅰ
3
200目
40
a
Ⅱ
3
1000目
40
b
Ⅲ
3
2000目
40
c
分析a、b、c三条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉目数与反应速率之间的关系为 。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)ABD
(3)排净玻璃钢内的空气
(4)
(5)澄清石灰水变浑浊
(6)一氧化碳和二氧化碳
(7)红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色
(8)碳粉的目数越大,反应速率越快
【详解】(1)金刚石、石墨都是碳原子构成的碳单质,其物理性质差异很大的原因是两种物质中碳原子的排列方式不同,故填碳原子的排列方式不同;
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷利用到石墨的性质是石墨具有导电性、滑腻感且化学性质稳定,故填ABD;
(3)加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气,目的是排尽装置中的空气,避免加热不纯的一氧化碳发生爆炸,故填排尽装置中的空气;
(4)碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:;
(5)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故实验中,方框内试管里观察到的现象为澄清石灰水变浑浊;
(6)反应后生成的气体的质量=4.80g+3.00g+ 48.48g−54.36g=1.92g,参加反应的碳元素质量为0.64g,则生成的气体中氧元素的质量=1.92g−0.64g=1.28g,生成的气体中碳元素与氧元素的质量比=0.64g:1.28g=1:2,二氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:(16×2)=3:8<1:2,一氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:16=3:4>1:2,所以生成的气体是二氧化碳含有一氧化碳,故填二氧化碳和一氧化碳;
(7)由题文可知,氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,取少量反应后暗红色固体,加入足量稀硫酸,观察到红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色,说明暗红色固体含Cu2O,故填红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色;
(8)分析a、b、c两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉目数与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大,反应速率越快,故填碳粉的目数越大,反应速率越快。
21.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①金属锰是难溶于水的灰白色固体。
②金属锰在水溶液中反应通常显+2价,使溶液呈肉色。
③锰钢板中锰元素的含量一般在11%至14%之间。
(1)锰钢常用作高铁轨道,写一条锰钢具有的性质 。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Ag三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(2)根据金属活动性顺序(Fe>Ag),对Mn的活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ: ;
猜想Ⅱ:Fe>Mn>Ag;
猜想Ⅲ:Fe>Ag>Mn。
(3)进行实验
实验
实验操作
主要实验现象
结论及化学方程式
①
灰白色固体表面有银白色固体析出,溶液由无色变为肉色
结论:Mn>Ag。
化学方程式为 。
②
将打磨好粗细相同的锰片、铁片,分别插入两份相同的稀盐酸中
结论:Mn>Fe。
写出其中一个反应的化学方程式 。
根据上述实验现象分析,猜想Ⅰ正确。
(4)小组同学通过交流,将足量的铁、锰(Fe-Mn)合金加入一定量的硝酸银溶液中观察、分析实验现象,也能得出猜想Ⅰ正确,实验现象为 。
(5)充分反应后固体总质量增加,原因是 。
【答案】(1)硬度大、耐磨、耐腐蚀等(合理即可)
(2)Mn>Fe>Ag
(3) 将打磨好的锰片放入硝酸银溶液中 锰片上产生的气泡的速率比铁片上快 或
(4)有银白色固体析出,溶液先由无色变为肉色,一段时间后变为浅绿色
(5)生成的银的质量大于参加反应的铁、锰的质量
【详解】(1)锰钢常用作高铁轨道,说明锰钢具有硬度大、耐腐蚀,耐磨等性质;
(2)金属活动性顺序:Fe>Ag,锰的金属活动性未知,故可作出猜想:Fe>Mn>Ag或Fe>Ag>Mn或Mn>Fe>Ag,故猜想Ⅰ:Mn>Fe>Ag;
(3)①由资料可知,金属锰是难溶于水的灰白色固体,金属锰在水溶液中反应通常显+2价,使溶液呈肉色,故该实验是将打磨好的锰片放入硝酸银溶液中,灰白色固体表面有银白色固体析出,溶液由无色变为肉色,说明锰能与硝酸银反应生成硝酸锰和银,则锰比银活泼,该反应的化学方程式为:;
②结论为锰比铁活泼,故将打磨好粗细相同的锰片、铁片,分别插入两份相同的稀盐酸中,锰、铁均能与稀盐酸反应生成氢气,且锰片上产生的气泡的速率比铁片上快,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:,锰与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气,该反应的化学方程式为:;
(4)猜想Ⅰ正确,即金属活动性顺序为:Mn>Fe>Ag,故将足量的铁、锰(Fe-Mn)合金加入一定量的硝酸银溶液中,锰先与硝酸银反应生成硝酸锰和银,待锰完全反应后,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,故现象是:有银白色固体析出,溶液先由无色变为肉色,一段时间后变为浅绿色;
(5)锰与硝酸银反应:,55份质量的锰置换出216份质量的银,固体质量增加,铁与硝酸银反应:,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,生成的银的质量大于参加反应的铁、锰的质量,故充分反应后固体总质量增加。
22.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)化学在能源、环境、生命科学等方面发挥着其他学科所不能替代的作用,化学使世界变得更加绚丽多彩。
(1)氢气被称为最理想的燃料,理由是 (写一条)。
(2)煤、石油、天然气被称为“三大”化石燃料。水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,可在高温条件下由碳与水蒸气反应制得,写出制取水煤气的化学方程式: 。
(3)可燃冰外观很像冰,主要含有甲烷水合物(由甲烷分子和水分子组成),可燃冰属于 (填“可再生资源”或“不可再生资源”),甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
(4)乙醇俗称酒精,可通过高粱、玉米等发酵、蒸馏而得,酒精是实验室常用的燃料之一,为进一步验证酒精的元素组成,同学们按下列步骤开展探究。
①点燃酒精,在酒精燃烧的火焰上罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾;迅速将烧杯倒转过来,并倒入澄清石灰水,观察到 。
得出结论:酒精中含有碳元素和氢元素。
②进一步探究酒精中是否含有氧元素。
a.查阅资料:CO2能被NaOH溶液吸收;浓硫酸具有吸水性。
b.设计了下列实验,按照实验步骤进行探究。
步骤:
Ⅰ.按下列装置连接好仪器,从A装置先通入一会儿氮气,再点燃酒精灯;
Ⅱ.将n克酒精燃烧后的产物(不考虑酒精的挥发性)通入装置内;
Ⅲ.待充分反应后,再向装置内通入一会儿氮气。
反应前后分别称量装置A、C、D的质量,如下表所示(已知):
装置名称
装置A
装置C
装置D
步骤Ⅰ通氮气后质量(g)
m1
m3
m5
步骤Ⅲ通氮气后质量(g)
m2
m4
m6
c.分析得出结论:探究过程中,装置D的作用是 。酒精中碳、氢元素的质量比是 (用含m1、m2、m3、m4的代数式表示)。
d.评价:你认为该装置的设计是否合理,并说明理由: 。
【答案】(1)同等质量的氢气燃烧时放出的热量较其他燃料高或产物无污染或资源丰富等
(2)
(3) 不可再生资源
(4) 澄清石灰水变浑浊 检验CO2是否被完全吸收,同时防止空气中的CO2进入,干扰实验结果 不合理,未对尾气进行处理
【详解】(1)氢气在氧气是燃烧生成水,可从水中制取,氢气被称为最理想的燃料,理由是同等质量的氢气燃烧时放出的热量较其他燃料高、产物无污染、资源丰富等;
(2)根据“水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,可在高温条件下由碳与水蒸气反应制得”可知,制取水煤气发生的化学反应是水和碳在高温条件下生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:;
(3)可燃冰的形成需很长时间,属于不可再生资源,甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(4)①二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,点燃酒精,在酒精燃烧的火焰上罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾;迅速将烧杯倒转过来,并倒入澄清石灰水,观察到澄清石灰水变浑浊;
②c.浓硫酸具有吸水性,装置A在反应前后的质量差为酒精燃烧后产生的水质量,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,装置C在反应前后的质量差为酒精燃烧后产生的二氧化碳质量,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,装置D的作用是检验CO2是否被完全吸收,同时防止空气中的CO2进入,干扰实验结果;
反应生成二氧化碳质量=(m4−m3),其中碳元素质量=,反应生成水质量=(m2-m1),其中氢元素质量=,根据质量守恒定律,酒精中碳、氢元素的质量分别为:、,质量比=27(m4−m3):11(m2−m1);
d.酒精燃烧过程可能生一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排放到空气,该装置的设计是合理,理由:未对尾气进行处理。
23.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)2023年12月22日,联合国将我国春节定为联合国假日。燃放烟花爆竹是庆祝春节的传统方式之一。烟花爆竹在燃放过程中会产生大量气体。经初步研究,某品牌爆竹燃放产生的气体成分中含有二氧化碳和二氧化硫中的一种或两种,学习小组继续进行探究:
环节一:分析物质组成
(1)从元素组成的角度,二氧化碳和二氧化硫均属于 (填物质类别)。
环节二:查阅资料
①SO2和CO2具有某些相似的性质,两者都能与H2O、Ca(OH)2反应。
(H2SO3能使紫色石蕊试液变红)
②SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。
环节三:验证SO2的性质
(2)SO2与Ca(OH)2反应:将SO2通入澄清石灰水中,现象为 。
(3)SO2与H2O反应:将SO2通入水中,无明显现象,还应完成的实验操作是 。
通过相关实验确认,SO2具有上述性质。
环节四:探究气体成分
(4)方案设计
实验操作
实验现象
实验结论
将气体通入高锰酸钾溶液
无明显现象
。
。
成分为SO2或SO2和CO2
(5)依据上述方案进行实验得出的结论是:气体成分为SO2或SO2和CO2。通过进一步设计并进行实验,确认了气体成分为SO2和CO2,采用的实验方法是 ,实验现象是 。
环节五:实验反思
(6)燃放爆竹对环境的影响有 (写一条即可)。
【答案】(1)化合物/氧化物
(2)澄清石灰水变浑浊
(3)滴加几滴紫色石蕊试液并振荡,观察溶液是否变红
(4) 只有二氧化碳 溶液褪色
(5) 将气体通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶后,再通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶,最后通入盛有足量的澄清石灰水的洗气瓶,观察现象可确定气体的成分 第一个瓶中高锰酸钾溶液褪色;第二个瓶中高锰酸钾溶液无明显现象;澄清石灰水变浑浊
(6)污染空气(合理即可)
【详解】(1)二氧化碳和二氧化硫都是由氧元素和另一种元素组成的纯净物,属于化合物中的氧化物;
(2)根据可知,将SO2通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊;
(3),H2SO3能使紫色石蕊试液变红,将SO2通入水中,无明显现象,还应完成的实验操作是滴加几滴紫色石蕊试液并振荡,观察溶液是否变红;
(4)SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。将气体通入高锰酸钾溶液,无明显现象,说明只有二氧化碳;将气体通入高锰酸钾溶液,若溶液褪色,说明一定有二氧化硫,可能有二氧化碳;
(5)SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。两种气体都能使澄清石灰水变浑浊。气体成分为SO2和CO2,实验方案如下:将气体通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶后,再通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶,最后通入盛有足量的澄清石灰水的洗气瓶,观察现象可确定气体的成分;实验现象为:第一个瓶中高锰酸钾溶液褪色;第二个瓶中高锰酸钾溶液无明显现象;澄清石灰水变浑浊;
(6)放爆竹时能生成二氧化硫等空气的污染气体,燃放爆竹对环境的影响是污染空气(合理即可)。
24.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)数字化实验能更好地解决化学反应中的疑难问题。化学兴趣小组用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳,在实验中使用了压强和温度两种传感器。
【查阅资料】
①贝壳的主要成分为碳酸钙,贝壳中的其他杂质对实验的影响可以忽略不计;
②浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体。
【探究实验一】分别取等质量块状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1所示的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3所示的图像。
(1)贝壳和稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)根据图2回答:
I.对比分析a、b点可知,曲线 (填“①”或“②”)表示块状贝壳与稀盐酸反应。
II.最终粉末状贝壳产生的CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)块状贝壳产生的CO2的质量。
(3)据图3分析,影响该实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是 。
(4)同学们实验时发现,盐酸与块状贝壳样品反应时会挥发出HCl气体,影响实验的准确性,于是又将盐酸更换成稀硫酸进行实验,但加入足量的稀硫酸后发现反应很快就停止了,原因是 。
【探究实验二】优化发生装置。
(5)图4装置(不包括传感器)制二氧化碳的优点是 ;为了解装置具有该优点的原因,在装置中连接压强传感器。在实验中测定试管内气体压强变化的情况(如图4)。下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.ab段试管中液面逐渐上升
B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触
C.c点的对应操作是打开活塞
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2) ② =
(3)温度的升高
(4)碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行
(5) 可以控制反应的发生和停止 BC
【详解】(1)贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)I. 对比分析a、b点可知,相同时间内,曲线①产生二氧化碳速度大于曲线②,粉状的贝壳与盐酸接触面积大于块状与盐酸接触面积,反应速度较快,因此曲线②表示块状贝壳与稀盐酸反应,故填:②;
Ⅱ.根据图示可知,最终两曲线相交,说明粉末状贝壳产生二氧化碳的质量等于块状贝壳产生二氧化碳的质量,故填:=;
(3)在密闭容器内,气体压强与温度高低有关,根据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是温度的升高,气体受热膨胀,故填:温度的升高;
(4)加入足量的稀硫酸后发现反应很快就停止了,其原因是碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行,故填:碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行;
(5)图4装置中,固体药品放在多孔隔板上,液体药品从长颈漏斗中加入。反应开始后,关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止,打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行。因此该装置制取二氧化碳的优点是可以控制反应发生和停止;
A、ab段压强增大,关闭活塞,将液体药品压回长颈漏斗,试管中液面逐渐下降,故选项说法不正确;
B、bc段压强不变,说明不生成气体,石灰石与稀盐酸脱离接触,故选项说法正确;
C、cd段压强减小,c点的对应操作是打开活塞,气体排出,压强减小,故选项说法正确;
故填:可以控制反应的发生和停止;BC。
25.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图 1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。小组同学对产生的气体成分进行如下探究实验。
【猜想与假设】
(1)小继说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
小娇说:不可能含有 N2,因为 。
小芳说:不可能含有 CO 和 H2,因为从药品安全角度考虑,CO和 H2均易燃易爆,且CO有毒。
经讨论分析,小组同学认为:该气体可能含有 CO2、O2中的一种或两种。
【实验探究】
(2)请完善下面表格。
实验编号
实验操作
实验现象
实验结论
①
将气体通入澄清石灰水中
有 CO2
②
将带火星的木条伸入该气体中
无 O2
【反思交流】
(3)实验①中反应的化学方程式为 。
(4)小组同学完成实验后又继续讨论他们得出的结论,发现实验②的结论不一定正确,请你分析不一定正确的理由是 。
【拓展延伸】
(5)CO 和 H2均为易燃易爆气体,像这 类气体在点燃之前定要 。
【答案】(1)因为反应物中没有氮元素
(2) 澄清石灰水变浑浊 带火星木条不复燃
(3)
(4)氧气的浓度低时,带火星木条也不能复燃
(5)检验纯度
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变可知:标签所示的反应物中不含氮元素,则生成物中也不含氮元素,所以不可能含有N2;
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,由实验结论有CO2可知,实验现象为石灰水变浑浊;
②氧气具有助燃性,能使带火星的小木条放热,由实验结论无O2可知,实验现象为带火星木条不复燃;
(3)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,方程式为:;
(4)氧气的浓度低时,带火星木条也不能复燃,如空气中含有氧气但不能使带火星的小木条复燃,故实验②的结论不一定正确;
(5)可燃性气体与空气或氧气混合点燃可能发生爆炸,故在点燃之前定要检验可燃性气体的纯度。
26.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)用实验的方法研究CO2的制取和性质是初中化学的重要学习内容。
【活动一】探究CO2的实验室制法。
(1)在实验室不利用碳的燃烧来制取CO2,其主要原因是 (答出1条)。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,我们通常采用 法收集二氧化碳。
【活动二】探究CO2在水中的溶解。
(3)探究溶解速率:该小组用排水法收集CO2(如图1),待收集100mLCO2后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2的体积。重复实验,所测数据平均值如下表。
时间/h
0
0.5
6
12
CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
小组同学分析上表数据,得出也能用排水法收集CO2,写出判断依据: 。
(4)探究溶解能力:如图2所示,用大号针筒抽取200mL二氧化碳气体,试剂瓶中加入200mL水(恰好加满),塞紧双孔橡皮塞,连接大号针筒和试剂瓶,缓慢推动活塞,将二氧化碳注入水中。当向水中注入CO2气体体积达到120mL时,红色油柱开始向上移动,实验表明在该条件下,1体积水中能溶解 体积二氧化碳。
【活动三】探究CO2的重要性质。
(5)将二氧化碳气体缓慢通入如图3所示装置,并观察实验现象。
①实验中观察到 ,说明使紫色石蕊纸条变红的物质不是CO2而是 。
②通入二氧化碳一段时间后,观察到烧杯中的下层蜡烛比上层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有的性质有 。
【答案】(1)用碳的燃烧来制取CO2时,反应物中有氧气参加,氧气的量不易控制,氧气过量,收集的气体是二氧化碳和氧气的混合物,氧气不足收集的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物
(2) 向上排空气
(3)二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度
(4)0.6
(5) 干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润紫色石蕊试纸变红 碳酸/H2CO3 密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧
【详解】(1)在实验室不利用碳的燃烧来制取CO2,其主要原因是用碳的燃烧来制取CO2时,反应物中有氧气参加,氧气的量不易控制,氧气过量,收集气体是二氧化碳和氧气的混合物,氧气不足收集的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物;
(2)实验室利用石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:;
二氧化碳能溶于水且能与水,不能选择排水法收集,二氧化碳密度大于空气且不和空气反应,通常采用向上排空气法收集;
(3)由表中数据可知,二氧化碳溶于水的速度较慢,12h才溶解了100mL-77mL=23mL,所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度;
(4)当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时,红色油柱开始向上移动,说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳,实验表明在该条件下,1体积水中能溶解二氧化碳的体积是:=0.6;
(5)①紫色石蕊遇酸性物质变红,缓慢通入二氧化碳时,干燥的紫色石蕊试纸不变红,说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色;二氧化碳与湿润紫色石蕊试纸中的水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使湿润紫色石蕊试纸变红;因此实验中观察到干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润紫色石蕊试纸变红,说明使紫色石蕊纸条变红的物质不是CO2而是二氧化碳与水反应生成的碳酸;
②通入二氧化碳一段时间后,观察到烧杯中的下层蜡烛比上层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有的性质密度比空气大,不能燃烧且不支持燃烧的性质。
27.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)某同学用下图1所示装置验证空气中氧气的体积分数,图2表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。
【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后,瓶中是否有氧气剩余?
【猜想假设】猜想:①有氧气剩余;②无氧气剩余。
【进行实验】按图1装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的足量红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有足量白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷燃烧。
【得出结论】
(1)分析上述实验现象,猜想 正确。
【反思交流】
(2)写出红磷燃烧的化学方程式 。根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法不够准确,理由是 。
(3)在图2中 点(填曲线上“A、B、C、D、E”)时红磷燃烧熄灭;曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
【答案】(1)①
(2) 足量红磷不能把装置中的氧气消耗尽
(3) C 白磷燃烧消耗氧气
【详解】(1)由于将装有足量白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷燃烧,说明装置内含有氧气,即红磷没有把氧气消耗尽,因此猜想①正确;
(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应方程式为;
根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法不够准确,理由足量红磷不能把装置中的氧气消耗尽;
(3)AB 段激光笔的加热温度还未达到红磷着火点,红磷未燃烧,红磷只能发生缓慢氧化,消耗少量的氧气,当红磷点燃时,氧气浓度骤然降低,此时应该是B点,红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固态,当红磷熄灭时,氧气应该被消耗掉较多,此时氧气浓度较低位置,所以C点时红磷燃烧熄灭;
DE段时白磷被点燃,燃烧发生,消耗氧气,所以浓度出现较大变化。
28.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)燃烧是人类最早利用的化学反应之一。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题展开探究活动。请你参与。
【探究一】认识燃烧。
(1)可燃物燃烧一般伴随的现象有 。
(2)人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,举出化学反应中的热量变化用于生活或生产的一个例子 。
【探究二】燃烧的条件。
利用如图所示实验探究可燃物燃烧的条件。已知:白磷的着火点为40℃。
(3)通过上述实验可以得到可燃物燃烧的条件是 。
(4)木炭是可燃物,但日常堆放的木炭一般不会燃烧,原因是 。
【探究三】燃烧产物的探究。
(5)2023年9月21日,“天宫课堂”航天员在太空舱点燃蜡烛,我们看到,与地面蜡烛的锥形火焰不同,太空舱中燃烧的蜡烛火焰呈现蓝色,形状近似球形,如图1所示。蜡烛在太空舱与地面充分燃烧的产物 (填“相同”或“不相同”),理由是 。
【探究四】燃烧的调控。
(6)图2所示实验中,用传感器测得氧气含量的变化曲线如图3。由此,使燃料充分燃烧通常应考虑 。
(7)由以上探究可知,化学反应发生需要一定的条件,为此我们可以合理利用和调控化学反应。通常调控化学反应的手段有 。
【答案】(1)发光、放热
(2)利用天然气燃烧放出的热量做饭(合理即可)
(3)与氧气接触、温度达到着火点以上
(4)温度没有达到着火点以上
(5) 相同 反应前后元素的种类不变
(6)氧气的浓度
(7)控制反应条件
【详解】(1)可燃物燃烧一般伴随有发光、放热现象。
(2)燃烧放热,生活中常利用燃烧放出的热量,如用天然气燃烧做饭等。
(3)将白磷放在20℃水中,通入氧气时不燃烧,但将白磷放在80℃水中,通入氧气后燃烧,说明燃烧需要温度达到着火点,且放在80℃的水中,不通氧气时不燃烧,通氧气后燃烧,对比可知燃烧需要与氧气接触。
(4)堆放的木炭不会燃烧,是因为木炭温度没有达到着火点以上。
(5)根据反应前后元素的种类不变,则蜡烛在太空舱与地面充分燃烧的产物相同。
(6)燃烧过程中,氧气的体积分数越来越小,蜡烛燃烧越来越弱,则说明使燃料充分燃烧通常应考虑氧气的浓度。
(7)结合前面探究可知,通过控制反应的条件,从而能控制反应。
29.(2023-2024九年级上·贵州安顺·期末)人类的生产、生活离不开金属材料。金属材料的应用推动了社会发展。
(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理: (用化学方程式表示)。
(2)甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜,黄铜属于 (填“混合物”或“纯净物”)。用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的 优点。
(3)乙同学通过实验研究铁的性质,如图1所示。
①做如图A的实验,未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因可能是 (写一条)。
②若B中为稀盐酸,反应的化学方程式为 。
③若B中为水,一周后,观察到的现象是 。
(4)丙同学通过实验研究Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与盐酸反应状况的示意图。
①不能与盐酸反应的金属是 。
②图中四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。
③“铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中的胆矾水是指硫酸铜溶液,请用化学方程式表示该反应的原理 。
丁同学通过实验探究镁和铜的活动性
操作
主要现象
结论
镁条表面有红色固体析出,
镁条表面有气泡产生
活动性Mg>Cu
丁同学查阅资料获知:配制硫酸铜溶液时,常加入少量硫酸。
【拓展提升】
(5)若实验前加入的镁条质量为αg,反应一段时间后过滤,将所得固体洗涤、干燥,称其质量仍为αg。则生成的气体与铜的质量比为 。
【答案】(1)
(2) 混合物 硬度大、耐腐蚀性强
(3) 没有除去铁表面的锈或氧气浓度较小 水表面附近的铁锈蚀最厉害
(4) 铜/Cu Mg、Zn、Fe、Cu
(5)5:96
【详解】(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式:;
(2)黄铜是锌、铜合金属于混合物,用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的具有硬度大、耐腐蚀性强的优点
(3)①未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因是没有达到燃料的条件,可能是没有除去铁表面的锈、氧气浓度较小等;
②铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:;
③铁生锈是铁与氧气、水共同反应的结果;若B中为水,一周后,观察到的现象是水表面附近的铁锈蚀最厉害;
(4)①由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知,没有气泡生成的金属是铜;
②由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知,铜不能与酸反应金属活动性最弱,镁与酸反应产生的气泡最多,镁最活泼,其次是锌,产生的气泡最慢的是铁,所以,四种金属的金属活动性由强到弱的顺序为Mg、Zn、Fe、Cu;
③“铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中的胆矾水是指硫酸铜溶液,该反应的原理是硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式:;
(5)镁和稀硫酸反应生成氢气和硫酸镁,根据化学方程式Mg+ H2SO4 = MgSO4 + H2↑可知,每24份质量镁能生成2份质量氢气,固体质量减小;镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,根据化学方程式Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu可知,每24份质量的镁生成64份质量的铜,生成固体质量大于溶解镁质量,固体质量变大;若实验前加入的纯镁条质量为ag,反应一段时间后过滤,将所得固体洗涤、干燥,称其质量仍为ag,则镁和稀硫酸反应固体减少质量等于镁和硫酸铜反应固体增加质量;
设:与硫酸反应的镁的质量为24g,则镁和硫酸铜反应固体增加质量也为24g。
由化学方程式体现的质量关系可知,如果24份质量镁和稀硫酸反应固体减少质量24份、生成氢气质量2份;则镁和硫酸铜反应固体增加质量24份,设反应生成铜质量为x,则有:,生成铜的质量;则生成的气体与铜的质量比为。
30.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)水是生命之源,人类从未停止过对水的探究
(1)图1所示是电解水实验,以研究水的组成,发生反应的化学方程式为 。下列有关实验说法,正确的是 (填序号)。
①管A中生成的气体能使带火星木条复燃 ②管B中生成的气体具有可燃性
③装置实现了电能转变为化学能 ④管A和管B的气体体积比为1:8
(2)对水的探究可追湖到1783年,拉瓦锡利用如图2所示装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过购热的铁管时发生汽化,水蒸气与铁在高温条件下反应,生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”(氢气),将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去 。
②水蒸气与铁在高温条件下反应的化学方程式是 。
(3)为测定水中氢、氧元素质量比,设计下图所示装置进行实验(夹持装置略)。
【查阅资料】CaO与无水硫酸铜均可作为干燥剂,白色无水硫酸铜吸水后会变成蓝色。
【实验探究】当A中生成气体通入一段时间后点燃C处酒精灯,一段时间后,停止加热,待装置冷却后称量,相关数据记录如下(C装置质量不含加热装置部分):
序号
B
C
D
E
反应前后的质量差(单位:g)
m1
m2
m3
m4
①C处玻璃管中可观察到的现象为 ,发生的化反应化学方程式为 。
②如E装置只有其中b端变成蓝色,水中氢、氧元素的质量比是 (用含字母的式子表示)。
(4)自制净水器。物品:空塑料饮料瓶、①纱布、②活性炭、③小卵石、④石英砂。若要得到一个简易净水器,在下列图示的瓶中按顺序,用序号填上合适的内容(纱布有多块可用)。
【答案】(1) ①②③
(2) 降低温度除去气体中的水蒸气
(3) 黑色固体变成红色
(4)
【详解】(1)水在通电条件下反应生成水,该反应的化学方程式:;
①管A与电源正极相连,产生气体是氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,说法正确;
②管B与电源负极相连,产生气体是氢气,氢气具有可燃性,说法正确;
③水在通电条件下反应生成水,实现了电能转变为化学能,说法正确;
④管A产生的氧气和管B产生的氢气的气体体积比=1:2,说法错误;
答案:①②③;
(2)①将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去气体中的水蒸气;
②水蒸气与铁在高温条件下反应,生成四氧化三铁和氢气,该反应化学方程式:;
(3)①C处玻璃管氢气与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,该反应化学方程式,可观察到的现象为黑色固体变成红色;
②锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,进入B装置中的氢气混有水蒸气,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,B的作用是除去氢气中混有的水蒸气,氢气进入装置C与氧化铜在加热条件下反应生成水和铜,由化学方程式可知:装置C反应前后质量变化即减少氧元素的质量,氧元素的质量=m2,反应生成的水与装置D中的氧化钙反应生成氢氧化钙,由化学方程式可知:装置D反应前后质量变化即吸收水中氢、氧元素的质量,如E装置只有其中b端变成蓝色,水中氢、氧元素的质量比是=;
(4)纱布起到分层作用,防止石英沙、鹅卵石、活性炭在水的作用下发生混乱,鹅卵石、石英沙起过滤作用,可以除去水中的不溶物,活性炭起吸附作用,可以除去水中的颜色、气味,图示的瓶中按顺序,用序号填上合适的内容如图:
。
31.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)化学兴趣小组的同学设计了如下图实验装置(天平略)验证质量守恒定律。
(1)A中气球的作用是 ,请写出A中发生反应的化学方程式为 。
(2)上述四个实验装置中,只有A能直接用于验证质量守恒定律,B、C、D装置则不能。
B装置不能验证质量守恒定律的理由: 。
C装置和D装置也不能验证质量守恒定律的理由: 。
(3)通过上述实验,同学们得出结论:当有气体参加或生成的反应,验证质量守恒定律必须在 装置中进行。
(4)从微观角度分析,在化学反应前后,一定不变的是 (选填序号),所以质量守恒。
①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤原子质量 ⑥分子质量
(5)根据质量守恒定律推理,2021年从三星堆出土了大量表面有一层“绿色物质”的青铜器,研究人员将“绿色物质”隔绝空气加热,分解生成氧化铜、水和二氧化碳,由此得出该“绿色物质”一定由 种元素组成。
【答案】(1)平衡装置内外压强,防止瓶塞飞出;
(2) 没有发生化学反应 反应产生了气体,没有在密闭容器中进行
(3)密闭
(4)①③⑤
(5)四
【详解】(1)(1)图A所示实验中红磷燃烧生成五氧化二磷,发生反应的化学方程式为:;气球的作用是:平衡装置内外压强,防止瓶塞飞出;
(2)①否定B装置的理由是蒸馏水和酒精混合没有发生化学变化。故填:不是化学变化;
②否定C装置的理由是要验证质量守恒定律,若反应有气体产生,则实验应是在密闭容器中进行,以防止气体逸出装置。故填:没有在密闭容器中进行;
(3)通过上述实验,同学们得出结论:当有气体参加或生成的反应,验证质量守恒定律必须在密闭容器中进行;
(4)从微观角度分析,在化学反应前后,一定不变的是:原子种类、数目、质量,故选①③⑤;
(5)将“绿色物质”隔绝空气加热,分解生成氧化铜、水和二氧化碳,反应后有铜元素、氧元素,氢元素、碳元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变可知该“绿色物质”一定由四种元素组成。
32.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)金属及金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)2022年神舟十四号载人飞船成功发射。人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的。镍()元素在化合物中常见的化合价为+2价,写出金属镍与稀盐酸发生置换反应的化学方程式: 。
(2)锂——因智能手机而出名的金属,智能手机里装的几乎都是锂电池。锂是一种活泼的金属,极易与空气中的氮气和氧气反应生成氮化锂()和氧化锂();还能与水反应,生成氢氧化锂和氢气。锂能燃烧,1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。常封存在固体石蜡中。锂作为火箭燃料主要利用其化学性质: 。金属锂通常保存在固体石蜡中的原因是: 。
(3)小新同学家有一个废旧的水龙头,通过查阅资料得知该水龙头是由铝、铜、铬组成的合金,为了解该水龙头中铜的含量,小新进行了如下探究活动:
[查阅资料]铬()是银白色光泽的金属,在空气中其表面能形成具有抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬()和氢气。
铬与稀硫酸反应的化学方程式为: 。
小新猜想铝、铜、铬的金属活动性顺序为:铝>铬>铜或 。如要对其活动性顺序进行实验探究,需要准备的药品是 (合理即可)。
[进行实验]小新向打磨过的水龙头里分批次加入等体积等浓度的稀硫酸,除观察到有气泡产生外,还测出了如下的变化数据(其他杂质成分忽略不计):
酸的体积剩余固体
50mL
50mL
50mL
50mL
50mL
100g
90
80
70
69
a
[数据分析]上表中a的值为 ,请计算该水龙头中所含成分铜的质量分数为 。
【答案】(1)
(2) 可燃性 锂易与空气中的氮气和氧气反应,也能与水反应,保存在固体石蜡中,可以隔绝空气和水
(3) 铬>铝>铜 Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液 69 69%
【详解】(1)金属镍与稀盐酸发生置换反应生成氯化镍和氢气,化学方程式为:;
(2)锂能燃烧,1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一,所以锂作为火箭燃料主要利用其可燃性;
根据锂是一种活泼的金属,极易与空气中的氮气和氧气反应生成氮化锂( Li3N )和氧化锂( Li2O );还能与水反应,生成氢氧化锂和氢气,所以金属锂通常保存在固体石蜡中,目的是隔绝水和空气,防止锂与空气中的成分和水发生反应;
(3)铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬( CrSO4 )和氢气,化学方程式为:;
根据铬能与硫酸反应,说明铬排在氢前,即比铜活泼,又因为铝排在氢前,则铬可能比铝活泼,也可能铝比铬活泼,故猜想铝、铜、铬的金属活动性顺序为:铝>铬>铜或铬>铝>铜;
如要对其活动性顺序进行实验探究,可以通过硫酸铝、铬、硫酸铜或铝、硫酸铬、铜;
[进行实验]
由表格数据可知,第一次加入50mL酸时,反应的固体的质量为100g-90g=10g;第二次加入50mL酸时,参加反应的固体的质量为90mL-80mL=10mL;第三次加入50mL酸时,参加反应的固体的质量为80mL-70mL=10mL,说明每50mL的酸完全反应消耗固体的质量为10g,而第四次加入50mL酸时,消耗固体的质量为70g-69g=1g<10g,说明此时酸过量,固体中的铝和铬反应完全,则第五次加入50酸,固体质量不会变化,则上表中a的值为69;
铝和铬均能与酸反应,铜不能与酸反应,则剩余固体的质量即为该水龙头中所含成分铜的质量,则铜的质量分数为。
33.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)为防止金属制品被腐蚀,常在金属表面加上镀层。含铁5%~20%的Zn-Fe合金镀层,具有良好的可焊性、加工性,防护装饰性比镀锌层好,广泛应用于航天航空、船舶、电子电工、机械等领域。
(1)Zn-Fe合金的硬度比纯锌的硬度 。
(2)含铁20%的Zn-Fe合金中,数目最多的微粒是 。
(3)自然界中铁元素常以化合物形式存在于矿物中,铁的矿物有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。模拟工业上用赤铁矿炼铁的实验如图所示:
①为确保实验安全,应先 (填“通入CO”或“加热”)。
②硬质玻璃管内发生的主要反应为 (用化学方程式表示)。
③观察到澄清石灰水变浑浊,可推测硬质玻璃管内固体质量的变化是 ,理由是 。
(4)某机构调研得出,钢铁工业碳排放量能达到全球碳排放量的5%,为减少碳排放,下列炼铁工艺的改进方法,理论上可行的是 。
A.选择菱铁矿作为炼铁原料
B.用氢气代替焦炭
C.将产生的CO2注入地下进行地质封存
D.将产生的CO2转化为化工产品
(5)Zn-Fe合金在使用过程中也会被氧化,首先被氧化的是锌。未被完全氧化的Zn-Fe合金可与CuSO4溶液反应制备Cu,可能发生的反应为 (写一个化学方程式即可)。为研究含铁10%的Zn-Fe合金的氧化规律,取28g合金放置一段时间,加入足量的稀盐酸,测得产生0.6g氢气,通过分析,锌未完全氧化,分析思路是 。
【答案】(1)大
(2)锌原子
(3) 通入CO 减小
硬质玻璃管内固体减少的质量就是参加反应的氧化铁中氧元素的质量
(4)BCD
(5) / 假设铁没有氧化,根据铁的质量求出生成氢气的质量,如果小于0.6g,说明部分氢气来自于锌和稀盐酸反应
【详解】(1)合金的硬度大于纯金属的硬度,Zn-Fe合金比金属锌的硬度大;
(2)含铁20%的Zn-Fe合金中,锌占80%,Zn、Fe的原子数目为:、,所以锌原子数目最多;
(3)①实验前应先通入CO,将装置内的空气排出,防止加热时,一氧化碳和空气的混合气点燃发生爆炸;
②一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
③一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,故观察到澄清石灰水变浑浊;根据质量守恒定律可知,反应后,硬质玻璃管内固体减少的质量就是参加反应的氧化铁中氧元素的质量;
(4)A、菱铁矿(FeCO3)中含有碳元素,冶炼过程中可能产生二氧化碳,故错误;
B、氢气和金属化合物反应后生成水,减少了二氧化碳的排放,故正确;
C、将产生的CO2注入地下进行地质封存,减少了二氧化碳的排放,故正确;
D、将产生的CO2转化为化工产品,减少了二氧化碳的排放,故正确;
故选BCD;
(5)锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:、;Zn-Fe合金在使用过程中也会被氧化,首先被氧化的是锌。28g含铁10%的Zn-Fe合金中铁的质量为28g×10%=2.8g,根据可知,铁完全反应最多生成0.1g氢气,所以其它氢气来自于锌和稀盐酸反应;故分析思路是:假设铁没有氧化,根据铁的质量求出生成氢气的质量,如果小于0.6g,说明部分氢气来自于锌和稀盐酸反应。
34.(2023-2024九年级上·贵州铜仁·期末)金属材料在我们的生活中有着广泛的应用。“蒸汽眼罩”是一种内部含有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质的眼保健品。其原理是借助铁生锈产生热量.使内部物质的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。一兴趣小组同学对“蒸汽眼罩"进行研究学习。
(1)“蒸汽眼罩"中的铁粉是黑色的,这是对 (填“物理”或“化学”)性质的描述,工业上用赤铁矿与焦炭来冶炼铁,请写出发生的化学方程式 。
(2)任务1:验证蒸汽眼罩发热体中是否含有铁粉
实验操作
实验现象
实验结论
用磁铁吸引部分发热体中内的固体粉末放入试管中,滴加硫酸铜溶液
,溶液由蓝色变为浅绿色
写出发生的化学方程式 。
(3)任务2:请你设计实验,利用获取的相应数据求出蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数。(温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用m1、m2、m3、m4等来表示。)你的实验方案及数据 ;蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数为 。
(4)铁生锈是铁与空气中的氧气和 共同作用的结果,该反应放热缓慢,在蒸汽眼罩中加入活性炭、氯化钠的目的是 ,通过该研究学习你对铁生锈新的认识是 。
【答案】(1) 物理 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2) 出现红色固体 蒸汽眼罩发热体中含有铁粉 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)①取质量为m1的蒸汽眼罩内部物质于烧杯1中,称量总质量为m2;②在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中;④待完全反应后,称量烧杯1内的剩余物、烧杯1和烧杯2的总质量为m4
(4) 水蒸气 加快铁的生锈 铁生锈有弊也有利(合理即可)
【详解】(1)颜色不需要经过化学变化就能表现出来,属于物理性质;赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(2)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的现象是:有红色物质出现,溶液由蓝色变成浅绿色,证明蒸汽眼罩发热体中含有铁粉,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数,实验方案是:①取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中,称量总质量为m2;②在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中;④待完全反应后,称量烧杯1内的剩余物、烧杯1和烧杯2的总质量为m4,处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数;设参加反应的铁的质量为x,
x=,
蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数为:;
(4)铁和氧气、水共同接触时会生锈;活性炭、氯化钠可加快铁的生锈,能使蒸汽眼罩快速发热;对铁生锈的辩证认识是有利也有弊,利:利用反应产生的能量,弊:造成金属锈蚀,浪费资源。
35.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)根据所学知识回答下列问题:
(1)下图是老师在课堂上演示的几个有关二氧化碳的性质实验:
查阅资料:碳酸钠与稀硫酸反应能生成二氧化碳:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。
①B实验观察到的现象是 ,实验说明CO2具有 的性质。
②A实验中,a处滤纸条最终会变 色,原因是 (用化学方程式解释)。
③C实验中,迅速盖紧瓶塞并振荡后不会观察到的实验现象有 (填字母)。
A 软塑料瓶变瘪 B 瓶内溶液慢慢变红 C 瓶内澄清石灰水变浑浊
(2)某同学对一氧化碳性质的实验进行了整合和改进,如D图所示。
①丁处可观察到澄清石灰水变浑浊,该现象能否证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳?理由是 。
②从环保角度考虑,指出该装置的不足之处 。
③下列关于二氧化碳与一氧化碳的比较,不正确的是 (填字母)。
A 组成:均由碳元素和氧元素组成
B 性质:都可以使澄清石灰水变浑浊
C 用途:干冰可用于人工降雨;一氧化碳气体可作燃料
【答案】(1) 两只蜡烛均熄灭,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭 不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大 红 CO2+H2O=H2CO3 B
(2) 不能,通入丙的一氧化碳中混有二氧化碳 装置未对尾气进行处理 B
【详解】(1)B实验中二氧化碳倒进阶梯蜡烛烧杯中,会看到的现象是下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,该实验说明二氧化碳不燃烧且不支持燃烧,而且密度大于空气;
A实验中,由于a处是湿润的滤纸条,二氧化碳与水发生化学反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊变成红色,故a处滤纸条最终会变红,用化学方程式解释为:;
C实验中二氧化碳与澄清石灰水发生反应,瓶内气压变小,软塑料瓶变瘪,同时澄清石灰水变浑浊,不会看到溶液变红,故选B;
(2)丁处澄清石灰水变浑浊,不能证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳,因为经过丙处的气体中有剩余的二氧化碳,干扰了对结论的判断;
尾气中可能混有未反应的一氧化碳,从环保角度考虑,装置未对尾气进行处理;
二氧化碳与一氧化碳均由碳元素和氧元素组成,在用途方面干冰升华吸热可用于人工降雨,一氧化碳气体具有可燃性可作燃料,但是一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊,故不正确的是B。
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题型专练3 实验题
1.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)鉴别、除杂是化学实验中常用的方法。下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别氢气和甲烷
验纯后点燃,分别在火焰上方罩冷而干的烧杯
B
鉴别硬水和软水
取样,分别加入肥皂水,振荡,观察现象
C
除去CaO中的少量CaCO3
高温煅烧至质量不再减少
D
除去CO中的少量CO2
将混合气体通过灼热的炭
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、氢气和甲烷燃烧都会生成水,验纯后点燃,分别在火焰上方罩冷而干的烧杯,烧杯内壁均有水雾生成,现象相同,不能鉴别,不能达到实验目的;
B、鉴别硬水和软水取样,分别加入适量肥皂水,振荡,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多浮渣的是硬水,现象不同,可以鉴别,能达到实验目的;
C、除去CaO中少量的CaCO3,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,能达到实验目的;
D、除去CO中的少量CO2 将混合气体通过灼热的炭,二氧化碳与碳反应生成一氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,能达到实验目的。
故选A。
2.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)物质的分离、检验、鉴别和除杂是基本的实验技能,下列实验方案能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
比较呼出 CO2与空气中 CO2 的含量
将燃着的木条分别插入两种气体中
B
鉴别二氧化碳和一氧化碳
加入澄清石灰水振荡
C
除去CO2中的水蒸气
将气体通过足量生石灰
D
检验蜡烛燃烧后生成水
火焰上方罩一个干燥的烧杯
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、若想比较空气和呼出气体中CO2的含量,应用澄清石灰水,而不是伸入燃着的木条,故A错误;
B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,一氧化碳不能与澄清石灰水反应,无明显现象,可以鉴别,故B正确;
C、生石灰和水反应生成氢氧化钙,能与二氧化碳反应,不能用生石灰除水蒸气,故C错误;
D、点燃蜡烛后,应在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁有水雾出现,则说明蜡烛燃烧时有水生成,故D错误。
故选B。
3.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)下列两种方案都能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
方案一
方案二
A
区别空气和氧气
分别扇闻气味
分别伸入带火星木条
B
除去二氧化碳中少量的一氧化碳
在氧气中点燃
通过灼热的氧化铜
C
区别水和酒精
分别扇闻气味
分别点燃
D
除去碳酸钙中少量的氯化钠
加入足量水
加入足量盐酸
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、方案一:空气和氧气都是无色无味气体,分别扇闻气味不能鉴别空气和氧气,故错误;方案二:氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,而空气不能使带火星的木条复燃,现象不同,可以鉴别,故正确;故A不符合题意;
B、方案一:除去二氧化碳中少量的一氧化碳,不能在氧气中点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧且不支持燃烧)大量存在时,少量的有一氧化碳是不会燃烧的,且通入氧气引入了新的杂质,不符合除杂原则,故错误;方案二:通过灼热的氧化铜,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故正确;故B不符合题意;
C、方案一:水无味,酒精具有特殊的气味,分别扇闻气味可以鉴别,故正确;方案二:水不具有可燃性,酒精具有可燃性,分别点燃,可以燃烧的是酒精,不能燃烧的是水,可以鉴别,故正确;故C符合题意;
D、方案一:碳酸钙难溶于水,氯化钠易溶于水,除去碳酸钙中少量的氯化钠,加足量的水溶解,过滤、洗涤,干燥得到碳酸钙,故错误;方案二:加入足量盐酸,盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水,盐酸和氯化钠不反应,反而除去了原物质,不符合除杂原则,故错误;故D不符合题意;
故选:C。
4.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)实验探究是进行科学探究的一种重要方式,下列实验探究方案设计不合理的是( )
A.探究在室温下不同溶剂对物质溶解性的影响
B.探究空气中氧气的体积含量
C.探究可燃物燃烧是否需要氧气
D.探究氧气的浓度是影响硫燃烧剧烈程度的因素
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、根据控制变量法,在其他条件相同的情况下,溶剂不同,则可观察食盐的溶解情况分析出室温下不同溶剂对物质溶解性的影响,选项正确;
B、研究空气中氧气的体积含量,是通过红磷燃烧消耗氧气,使瓶内压强减小,在大气压的作用下使烧杯中的水进入集气瓶中,通过进入水的体积测消耗氧气的体积,选项正确;
C、如图,铜片上的白磷、红磷均能与氧气接触,白磷燃烧,红磷不燃烧,说明燃烧温度需要达到可燃物的着火点;无法得出氧气这一条件的影响,选项错误;
D、根据硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧更剧烈,说明氧气的浓度是影响硫燃烧剧烈程度的因素,选项正确;
故选:C。
5.(2023-2024·九年级上·贵州黔东南·期末)对于如图实验现象分析正确的是( )
A.打开a,试管I中产生气泡,试管II中无现象
B.打开a,液体从试管II流向试管I
C.关闭a,无法使试管I中反应停止
D.先打开a,稍后关闭,试管II中产生白色沉淀又溶解了
【答案】D
【详解】A、打开a,试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触,反应开始,产生二氧化碳,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,二氧化碳与澄清石灰水反应,生成碳酸钙白色沉淀,澄清石灰水变浑浊,错误;
B、打开a,稀盐酸与大理石开始反应,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,液体不会流动,错误;
C、关闭a,试管Ⅰ中压强增大,将稀盐酸压入导管中,稀盐酸与大理石分离,反应停止,错误;
D、先打开a,打开a,试管Ⅰ中稀盐酸与大理石接触,反应开始,产生二氧化碳,生成的二氧化碳气体由试管Ⅰ进入试管Ⅱ,二氧化碳与澄清石灰水反应,生成碳酸钙白色沉淀;稍后关闭,试管Ⅰ内压强增大,将试管I中的稀盐酸压入试管Ⅱ中,稀盐酸与碳酸钙反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,故先打开a,稍后关闭,试管II中产生白色沉淀又溶解了,正确。故选D。
6.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)科学的进步源于发现问题、解决问题。为了达到目的,下列实验方案合理的是( )
选项
实验目的
实验方案设计
A
除去中少量的
加热固体混合物
B
鉴别和
用燃着的木条分别伸入两瓶气体中
C
除去中少量的
通入氧气后点燃
D
检验中是否含有
点燃后观察火焰颜色
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,会引入新的杂质锰酸钾,故A错误;
B.鉴别和,用燃着的木条分别伸入两瓶气体中,木条熄灭的是二氧化碳,能燃烧的气体是一氧化碳,故B正确;
C.二氧化碳不支持燃烧,除去中少量的,通入少量氧气无法点燃,通入大量氧气,会引入新的杂质氧气,欲除去中少量的,可把混合气体通过灼热的氧化铜,故C错误;
D.在空气中燃烧火焰为淡蓝色,燃烧火焰为蓝色,通过观察颜色无法检验,故D错误。
故选:B。
7.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)下列实验能验证质量守恒定律的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A、双氧水在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,生成的氧气逸出,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误;
B、氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,没有物质逸出,反应前后容器中物质的总质量不变,能直接用于验证质量守恒定律,故选项正确;
C、铁粉生锈是与空气中的氧气、水共同作用的结果,有气体参加反应,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项错误;
D、铜和稀硫酸都不发生反应,不能验证质量守恒定律,故选项错误。
故选B。
8.(2023-2024九年级上·贵州铜仁·期末)一同学对下列四个实验分别设计了两种方案,其中两种方案均能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
方案一
方案二
A
除去CuO中的木炭粉
高温灼烧
加水溶解、过滤
B
除去CO2中的CO
通过灼热的氧化铜
通过灼热的木炭层
C
鉴别N2和CO2
分别用燃着的木条放入其中.
分别加入适量澄清石灰水、振蔼荡
D
鉴别CaO和CaCO3
取样加水,检测温度
取样高温煅烧,检测气体
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、高温条件下,氧气和碳反应生成二氧化碳,方法错误;氧化铜和木炭都不溶于水,加水溶解、过滤,无法分离,方法错误,故选项不符合题意;
B、CO在高温下与氧化铜反应生成铜和气体二氧化碳,因此把混合气体通过灼热的氧化铜可以较彻底地除去混在二氧化碳中的少量的一氧化碳气体,方法正确;通过灼热的木炭层,碳与二氧化碳反应生成一氧化碳,消耗的是二氧化碳气体而杂质气体CO“毫发未损”,方法错误,故选项不符合题意;
C、氮气和二氧化碳都不燃烧、也不支持燃烧,所以不能用燃着的木条鉴别氮气和二氧化碳,方法错误;氮气不能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,所以用澄清石灰水可鉴别氮气和二氧化碳,方法正确,故选项不符合题意;
D、CaO与水反应生成氢氧化钙,反应放出大量的热,碳酸钙难溶于水,可以鉴别,方法正确;氧化钙高温不分解,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,可以用澄清石灰水检验是否生成二氧化碳,方法正确,故选项符合题意。
故选D。
9.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)下列实验方案不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验方案
A
检验某可燃性气体中是否含有碳元素
点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯
B
除去CaO中少量的CaCO3
高温煅烧
C
除去一氧化碳中的二氧化碳
通过灼热的炭层
D
鉴别硬水和软水
取样,分别加入适量肥皂水,振荡
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯,如果烧杯内壁出现水珠,说明反应生成水,水是由氢元素和氧元素组成的,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,进一步说明该可燃性气体中含有氢元素,反之则不含有氢元素,不能用于检验某可燃性气体中是否含有碳元素,故A不能达到实验目的;
B、除去CaO中少量的CaCO3,碳酸钙高温煅烧生成氧化钙和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故B能达到实验目的;
C、除去一氧化碳中的二氧化碳,通过灼热的炭层,二氧化碳和碳高温下反应生成一氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,故C能达到实验目的;
D、鉴别硬水和软水取样,分别加入适量肥皂水,振荡,产生较多泡沫的是软水,产生较少泡沫、较多浮渣的是硬水,现象不同,可以鉴别,故D能达到实验目的;
故选:A。
10.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)下列除杂或鉴别操作不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
除去生石灰中的少量碳酸钙
高温煅烧混合物
B
除去二氧化碳中的少量一氧化碳
将气体点燃
C
鉴别水和双氧水
取样,加入二氧化锰,观察是否产生气泡
D
除去铜中的铁
加入足量的稀盐酸,充分反应后过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、高温条件下碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,该选项能达到实验目的;不符合题意;
B、二氧化碳中的一氧化碳不能够点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧、不能支持燃烧)大量存在时,少量的一氧化碳不会燃烧,不能达到实验目的,符合题意;
C、过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,过程中产生气泡,而水无此性质,可以鉴别,该选项能达到实验目的;不符合题意;
D、铁粉能与足量的稀盐酸反应生成氯化亚铁,铜不能与稀盐酸反应,充分反应后过滤,可以得到纯净的铜,该选项能达到实验目的;不符合题意;
故选B。
11.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)下列除去括号中杂质的方法不正确的是( )
A.H2(O2)—通过灼热的木炭 B.N2(O2)—通过灼热的铜网
C.KCl(KClO3)—加热 D.CO2(CO)—通过灼热氧化铜
【答案】A
【详解】A、O2与灼热的木炭反应生成CO或CO2,引入杂质,H2与O2也可能发生反应生成H2O,A错误;
B、N2中混有O2时可通过灼热的铜网,氧气能与铜反应生成氧化铜而被除去,B正确;
C、KClO3在加热条件下能分解生成KCl和O2,C正确;
D、将混有CO的CO2通过灼热的氧化铜时,CO能与氧化铜反应生成铜和CO2,D正确;
故选:A。
12.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)实验是化学研究的重要手段,下列实验不能达到实验目的的是( )
A.证明呼出气体比空气中氧气含量低
B.验证氢气密度小于空气
C.证明蜡烛中含有碳元素
D.探究分子运动
【答案】C
【详解】A、图中实验,伸入呼出气体中的木条熄灭,伸入空气中的木条正常燃烧,证明呼出气体比吸入空气中O2含量低,实验能达到实验目的;
B、实验过程中,肥皂泡上升,说明氢气密度比空气小,实验能达到实验目的;
C、在火焰上方罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾,说明生成了水,证明蜡烛中含有氢元素,实验不能达到实验目的;
D、一段时间后,烧杯中的酚酞溶液变红色,而两者没有直接接触,说明氨分子运动到了酚酞溶液中,实验能达到实验目的;
答案:C。
13.(2023-2024·贵州六盘水·期末)A~D是初中化学中的四个实验,请按要求填空
(1)A实验(正确操作)中观察到的现象是
(2)B实验涉及反应的化学方程式为 ;由此实验得出水是由 组成的。
(3)写出C实验发生时的一个实验现象
(4)D实验燃烧匙中所盛药品红磷要过量,其原因是 。
【答案】蜡烛火焰由低到高依次熄灭 2H2O2H2↑+O2↑ 氢元素和氧元素 剧烈燃烧 ,火星四射、放出大量热、生成一种黑色固体物质 让集气瓶中的氧气完全反应
【详解】(1)A实验(正确操作)中观察到的现象是:蜡烛由低到高依次熄灭;(2)B实验是水在通电的条件下,生成氢气和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2H2↑+O2↑,由此实验得出水是由氢元素和氧元素组成的;(3)铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体;(4)D实验燃烧匙中所盛药品红磷要过量,其原因是使氧气完全反应。
14.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)如图是实验室制取气体的常见装置。请回答下列问题。
(1)写出带标号的仪器名称① ,② 。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,在所给装置中,既能制取又能制取的发生装置是 (填序号),若用D收集二氧化碳,验满的方法是 ;
(3)若用A作发生装置制取氧气,反应的化学方程式为 ,将固体粉末装入试管的操作为 。
(4)若要设计一款家用简易供氧器,可供选择的原理有:①电解水;②加热高锰酸钾;③双氧水分解:④加热氯酸钾。你将选择的原理是 (填序号),理由是 。
【答案】(1)酒精灯 水槽
(2) B 将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭
(3)
试管倾斜,把盛有药品的药匙小心地送至试管底部,然后使试管直立起来
(4) ③ 操作简单,制得氧气纯净
【详解】(1)由图A可知,仪器①的名称是酒精灯;
由图E可知,仪器②的名称是酒精灯;
(2)实验室用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙与稀盐酸的溶质氯化氢反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:,故填写:;
实验室用石灰石和稀盐酸常温下制取二氧化碳,它与双氧水在二氧化锰催化下常温下制取氧气发生装置相同,都选择没有酒精灯的B装置,作为发生装置;
二氧化碳不助燃也不可燃,检验二氧化碳是否收集满的方法是:将燃着的木条放在集气瓶口,观察木条是否熄灭,熄灭说明二氧化碳收集满,反之,则没收集满;
(3)由图A可知,A装置中有酒精灯,说明选择它作为发生装置制取气体的反应条件需要加热,但A装置试管口没有塞棉花,因此,此装置适用于氯化酸钾在二氧化锰催化下制取氧气,除了生成氧气,还生成氯化钾,化学方程式为:;
取用粉末状固体药品时,试管倾斜,把盛有药品的钥匙或纸槽伸入到试管底部,然后慢慢竖起;
(4)①电解水制取氧气,需要通电,而且产物中除了氧气还有氢气,制取气体不纯,操作繁琐,故不适合用于家用简易供氧器,②加热高锰酸钾制取氧气,需要加热,操作繁琐,故不适合用于家用简易供氧器,③双氧水分解制取氧气,不需要加热,只需催化剂,操作简单,产物中只有氧气一种气体,并且产物不污染空气,故适合用于家用简易供氧器,加热氯酸钾制取氧气,需要加热,操作繁琐,产物中可能混有污染空气的氯气,故不适合用于家用简易供氧器,故选:③;
采用双氧水分解的原理作为家用简易供氧器的原理是因为:操作简单,制得氧气纯净,产物不污染空气。
15.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)氧气是人类不可离开的物质。根据下列装置图回答问题。
Ⅰ.写出标号仪器的名称:
(1)a ;b ;c 。
Ⅱ.实验室制取氧气有多种方法。
(2)用装置A制取氧气,反应的化学方程式为 。用装置D收集氧气,检验是否集满的方法是 (写出操作、现象和结论)。
(3)用过氧化氢溶液和MnO2混合制取氧气,其发生装置可选用(填字母序号,下同): ,发生反应的化学方程式为 ,用C装置收集氧气前,将集气瓶内空气完全排尽的方法是 。
Ⅲ.氧气性质实验。
(4)某同学欲按图F所示方法做细铁丝燃烧的实验,收集所需氧气最好选用的装置是 ;由此可见,选择气体的收集方法主要应考虑气体的性质,此外往往还要考虑 。实验时可观察到的主要现象有 ,发生反应的化学方程式为 。
(5)实验室常借助传感器研究气体的性质与变化。蜡烛在充满空气的密闭集气瓶内燃烧,稍后熄灭,同时用氧气传感器采集瓶内氧气浓度变化的数据,如图所示。分析该实验可知:
①当氧气浓度变为 %时蜡烛不再燃烧,由此对燃烧条件之一“与氧气接触”应该修正为 。
②蜡烛熄灭后集气瓶中含量最多的气体是 。
Ⅳ.如图所示,利用红磷与空气中的氧气反应验证质量守恒定律。
(6)用红热的玻璃管引燃红磷,其燃烧过程中能观察到的现象 ,反应的化学方程式为 。
(7)待红磷熄灭后再次称量,天平不再平衡,其原因可能是_____。
A.装置漏气
B.用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢
C.红磷太少
【答案】(1) 试管 锥形瓶 集气瓶
(2) 将带火星的木条靠近集气瓶口,若复燃,则已满
(3) B 将集气瓶装满水,用玻璃片盖住并倒置在水槽中
(4) D 操作是否简单方便 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成一种黑色固体
(5) 15.3 与一定浓度的氧气接触 氮气/N2
(6) 冒白烟、放热、气球膨胀
(7)AB
【详解】(1)标号仪器的名称:a是试管;b是锥形瓶;是集气瓶。
(2)装置A 属于固体加热型,且试管口没有放一团棉花,故选用加热氯酸钾和二氧化锰的方法制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化作用和加热条件下分解生成氯化钾和氧气,反应的化学方程式为:。氧气具有助燃性,装置D为向上排空气法,收集氧气时,检验是否集满的方法是将带火星的木条靠近集气瓶口,若复燃,则已满。
(3)用过氧化氢溶液和MnO2混合制取氧气,属于固液常温型,其发生装置可选用B;过氧化氢溶液在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,发生反应的化学方程式为;用C装置(排水集气法)收集氧气前,将集气瓶内空气完全排尽的方法是将集气瓶装满水,用玻璃片盖住并倒置在水槽中。
(4)氧气不易溶于水可用排水法收集,氧气密度比空气略大,可用向上排空气法收集。某同学欲按图F所示方法做细铁丝燃烧的实验,集气瓶底部铺有一层细沙,目的是防止燃烧时生成物熔化后溅落下来炸裂瓶底,收集氧气前就必须把细沙放入瓶底,故所需氧气最好采用向上排空气法,选用的收集装置是:D;由此可见,选择气体的收集方法主要应考虑气体的性质,此外还要考虑:操作是否方便。铁和氧气在点燃条件下生成四氧化三铁,实验时可观察到的主要现象是剧烈燃烧,火星四射,放热,生成一种黑色固体,发生反应的化学方程式为。
(5)①蜡烛燃烧消耗氧气,由图示看出,当氧气浓度变为15.3%时,浓度不再变化,所以蜡烛不再燃烧,也说明蜡烛燃烧需要一定浓度的氧气,由此对燃烧条件之一“与氧气接触”应该修正为与一定浓度的氧气接触。
②空气中氮气含量最多,氧气被部分消耗,则蜡烛熄灭后瓶内含量最多的气体是氮气。
(6)用红热的玻璃管引燃红磷,红磷在瓶内空气中燃烧生成五氧化二磷,五氧化二磷是一种白色固体,装置中玻璃管上端套有气球,整个装置始终处于密闭状态,燃烧过程中放出大量的热,瓶内气体受热体积膨胀,故其燃烧过程中能观察到的现象是:冒白烟、放热、气球膨胀。红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为。
(7)A.如果装置漏气,燃烧过程中瓶内压强增大,会有气体逸出,但冷却后不能回到瓶内,天平不再平衡,符合题意;
B.用橡胶塞塞紧锥形瓶速度太慢,红磷燃烧产生的热使得瓶内气体体积膨胀,部分气体从瓶内逸出,冷却后不能再回到瓶内,天平不再平衡,符合题意;
C.如果装置气密性良好,红磷太少,瓶内发生的反应很快就会停止,但瓶内与瓶外没有发生物质交流,天平平衡,不符合题意。
故选AB。
16.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)某初中化学兴趣小组同学用如图装置进行气体制取实验,并诚邀你的加入,请回答问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:① ② 。
(2)用A装置制取氧气,反应的化学方程式为: ;若要用高锰酸钾制取氧气,还需在试管口塞一团棉花,请写出实验室用高锰酸钾制取氧气时发生反应的化学方程式 ;若要收集较纯净的氧气,应选用的收集装置为 (填序号。下同)
(3)实验室制取氢气时选用C装置相对于B装置的优点是 ;收集装置不选用E的原因 。使用G装置收集氢气。气体从 口进入(填“a”或“b”)。
(4)氨气(NH3)是一种无色、有刺激性气味、密度比空气小、极易溶于水的气体,实验室制取氨气常用氯化铵固体与碱石灰固体共热。制取并收集氨气。应选用上述装置中的 组合。
【答案】(1) 试管 长颈漏斗
(2) D
(3) 可以控制反应的发生和停止 氢气的密度比空气小 b
(4)AF或AG
【详解】(1)由图可知,仪器①为试管;仪器②为长颈漏斗;
(2)A装置适用于固体加热反应制取气体,适用于加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气,氯酸钾在二氧化锰的催化下受热分解生成氯化钾和氧气,该反应的化学方程式为:;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
氧气不易溶于水,密度比空气略大,可用排水法或向上排空气法收集,排水法收集的氧气比较纯净,故收集装置可选D;
(3)与B装置相比,C装置可将固体置于多孔隔板上,关闭弹簧夹,通过长颈漏斗添加液体,固液接触,生成气体,装置内压强增大,将液体压入长颈漏斗中,固液分离,反应停止,打开弹簧夹,气体导出,固液接触,反应开始,故优点是:可以控制反应的发生和停止;
收集装置不选用E的原因是:氢气的密度比空气小;
使用G装置收集氢气,氢气的密度比空气小,则气体从b端进入;
(4) 实验室制取氨气常用氯化铵固体与碱石灰固体共热,属于固体加热反应,发生装置可选A,氨气密度比空气小,极易溶于水,可用向下排空气法收集,收集装置可选F或G,故填:AF或AG。
17.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)通过对化学的学习,同学们初步掌握了实验室制取气体的知识与技能,请结合下列装置图1回答问题。
(1)序号①的仪器名称是 。
(2)用高锰酸钾制取氧气,可选择的装置为 (填字母),反应的化学方程式为 。
(3)实验室用A装置制取二氧化碳反应的化学方程式为 ,若用E装置收集二氧化碳,进气口为 (填a或b),验满方法为 。
(4)如图2所示家用制氧机制氧时,在反应仓中加入适量水,分别加入过碳酸钠固体和少量二氧化锰。
查阅文献得知:过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2 )溶于水会分解生成Na2CO3和H2O2 。
根据图2所示,反应仓中生成氧气的化学方程式为 。根据图3数据分析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 。
【答案】(1)酒精灯
(2) BC或BE或BF
(3) b 将燃着的木条放在a端,木条熄灭,说明已经集满
(4) 相同时间内过碳酸钠产生的氧气比5%的过氧化氢产生的氧气多,且过碳酸钠是固体便于携带,过碳酸钠在常温下稳定易保存
【详解】(1)由图可知,序号①的仪器名称是:酒精灯;
(2)用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选B,氧气不易溶于水,密度比空气大,可用排水法或向上排空气法收集,收集装置可选C或E或F,故填:BC或BE或BF;
高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)实验室通常用石灰石(或大理石)与稀盐酸反应制取二氧化碳,石灰石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:;
若用E装置收集二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,则进气口为b;
二氧化碳不燃烧、不支持燃烧,二氧化碳验满:将燃着的木条放在a端,木条熄灭,说明已经集满;
(4)反应仓中生成氧气的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,该反应的化学方程式为:;
由图3可知,相同时间内过碳酸钠产生的氧气比5%的过氧化氢产生的氧气多,且过碳酸钠是固体便于携带,过碳酸钠在常温下稳定易保存,故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。
18.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)蔗糖是生活中常见的一种物质,某化学兴趣小组同学在老师的指导下对“糖的组成元素”进行了探究。
查阅文献得知:①蔗糖属于有机化合物,可以燃烧,受热易分解。
②蔗糖隔绝空气受热时可以发生分解反应。
兴趣小组同学设计了下述两种不同的实验方案并进行实验。
方案一:将蔗糖放在氧气中燃烧,检验生成物。
(1)小组同学将蔗糖放在氧气中燃烧,检验有 生成,得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。有同学认为该方案不合理,实验只能说明蔗糖中一定含有 元素(填元素符号,下同),不能确定是否含有 元素。
方案二:用如图所示装置进行实验,先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加热。
(2)先通入一会儿氮气的原因 。
实验时观察到干冷的小烧杯内壁有水雾出现,说明蔗糖中含有氢、氧元素。
待蔗糖完全反应后,玻璃管中残留有黑色固体,老师告诉同学们该黑色固体是单质碳,并继续利用如图所示装置,将氮气换成纯氧进行实验验证。
(3)实验方案如下表:
实验操作
实验现象
实验结论
向小烧杯中加入 ,再往玻璃管中通入纯氧,点燃酒精灯加热。
黑色固体是单质碳
(4)根据上述实验现象分析,蔗糖(C12H22O11 )完全分解时反应的化学方程式 。
(5)综合分析两个方案的实验现象可知,蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的,得出此结论的依据是
【答案】(1) 二氧化碳、水 C、H O
(2)排出玻璃管中空气(或氧气)防止干扰实验
(3) 澄清石灰水或氢氧化钙溶液 黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊或澄清石灰水变浑浊或溶液变浑浊
(4)
(5)化学反应前后元素的种类不变
【详解】(1)由于蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的,所以将蔗糖放在氧气中燃烧,检验有二氧化碳和水生成,但氧气能够提供氧元素,根据质量守恒定律可知,实验只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素。故填:二氧化碳、水;C、H;O。
(2)为排出玻璃管中空气(或氧气)防止蔗糖在玻璃管中燃烧,用如图所示装置进行实验,先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加热。故填:排出玻璃管中空气(或氧气)防止干扰实验。
(3)碳与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳使澄清石灰水不浑浊。所以向小烧杯中加入澄清石灰水,实验现象是黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊。故填:澄清石灰水或氢氧化钙溶液;黑色固体减少,澄清石灰水变浑浊或澄清石灰水变浑浊或溶液变浑浊。
(4)根据上述实验现象分析可知,蔗糖完全分解生成碳和水,化学方程式。故填:。
(5)由于化学反应前后元素的种类不变,综合分析两个方案的实验现象可知,蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。故填:化学反应前后元素的种类不变。
19.(2023-2024·贵州六盘水·期末)天然气是一种重要的燃料,其主要成分是甲烷(CH4),某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,参与探究。
(提出问题):甲烷燃烧后生成哪些物质?
(查阅资料):含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
(猜想与假设):
猜想甲:CO2、H2O;
猜想乙:CO2、CO、H2O;
猜想丙:
(实验探究):为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(1)甲、乙装置的顺序能否颠倒? (填“能“或“否”),理由是 。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。
(3)实验中观察到甲中无水CuSO4变蓝,乙、戊中澄清石灰水变浑浊,丁中红色粉末变成黑色,由此推断 同学猜想成立。
(4)装置乙的作用是 ,写出丁中发生的化学反应化学方程式: 。
(反思与交流):为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是 。
实验结束,对相关装置进行称量(忽略空气成分对实验的干扰):甲装置增重3.6g,乙装置增重2.2g。那么燃烧甲烷的质量为 g,并写出该实验中甲烷燃烧的化学方程式 。
【答案】CO、H2O 否 若先通过澄清石灰水会带出水蒸气,影响对产物的检验 空气中含有水和二氧化碳,干扰实验结果 乙 检验并除去二氧化碳 提供充足的氧气 1.6
【详解】猜想与假设:根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变,反应物是甲烷和氧气,如果甲烷不完全燃烧生成的是一氧化碳和水;故填:CO、H2O。
(1)甲装置是用无水硫酸铜检验产物是否含有水,乙装置是用澄清石灰水检验产物是否含有二氧化碳,甲、乙装置的顺序不能颠倒,这是因为先通过澄清石灰水时会带出水蒸气,影响对产物的检验,就不能证明混合气体中是否有水。故分别填:否;若先通过澄清石灰水会带出水蒸气,影响对产物的检验。
(2)由于空气中含有水分和二氧化碳,用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳,无法证明是混合气体中的水和二氧化碳,还是空气中的水和二氧化碳,干扰实验结果;故填:空气中含有水和二氧化碳,干扰实验结果。
(3)甲中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水,乙中澄清石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳,乙中足量澄清石灰水有两个作用:验证二氧化碳的存在,完全除去混合气体中的二氧化碳;戊中澄清石灰水变浑浊,丁中红色粉末变成黑色说明混合气体中具有还原性气体,且与氧化铁反应能生成二氧化碳,所以说明混合气体中含有一氧化碳,由此推断乙同学猜想成立。故填:乙。
(4)乙中足量澄清石灰水有两个作用:验证二氧化碳的存在,和完全除去混合气体中的二氧化碳;丁中红色粉末变成黑色的反应物是:一氧化碳和氧化铁在高温下生成铁和二氧化碳,其化学方程式为:。故分别填:检验并除去二氧化碳; 。
反思与交流:由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳,污染环境,所以要让可燃物完全燃烧,所以需要充足的氧气;故填:提供充足的氧气。
甲装置增重3.6g,即产生水的质量为3.6g,乙装置增重2.2g,即产生二氧化碳的质量为2.2g;3.6g水中氢元素的质量为:,甲烷中氢元素的质量完全转化到水中,因此甲烷的质量为: ;故填:1.6。
则甲烷中碳元素的质量为:,2.2g二氧化碳中碳元素的质量为:;甲烷燃烧同时生成了一氧化碳,一氧化碳中碳元素的质量为: ;则生成一氧化碳的质量为: ;在点燃的条件下,甲烷和氧气反应生成水、一氧化碳和二氧化碳,则参加反应的氧气质量为: 。则反应物甲烷、氧气和生成物二氧化碳、一氧化碳、水的分子个数比为: ;所以甲烷燃烧的化学方程式为: 。
20.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)碳单质在生产生活中有着重要的用途。某学习小组以碳单质为主题,开展项目式学习。
【任务一】认识碳单质的性质和用途
(1)金刚石、石墨都是常见的碳单质,其物理性质差异很大的原因是 。
(2)中国制造的高铁走在世界的前列。高铁动车与电路连接的石墨电刷利用到石墨的性质是___________。(填字母序号)。
A.稳定性 B.滑腻感 C.还原性 D.导电性
【任务二】碳还原氧化铜实验的探究
某化学兴趣小组对碳和氧化铜在高温下反应的产物进行了如下探究
【查阅资料】
①氧化亚铜为红色固体;
②氮气不与碳反应、也不与氧化铜发生反应。
③氧化亚铜能和稀硫酸反应:,硫酸铜溶于水形成蓝色溶液
【实验探究】
(3)加热前,通入纯净干燥的氮气,其目的是 。
(4)点燃酒精喷灯,请写出碳和氧化铜反应的化学方程式 。
(5)实验中,方框内试管里观察到的现象 。
探究一:探究生成的气体
反应前
氧化铜4.80,碳粉3.00g混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
反应后
称得硬质玻璃管和固体总质量54.36g
【提出问题1】生成的气体中是否有一氧化碳?数据记录如下(假设固体生成物只有铜):
【数据处理】
(6)经测算,参加反应的碳元素质量为0.64g,因此气体生成物是 。
探究二:探究产物的固体成分
【提出问题2】红色固体中是否有Cu2O?
【设计实验】
(7)取少量反应后的暗红色固体,加入足量稀硫酸,观察到 现象,说明暗红色固体含。
(8)实验室在真空密闭容器内、相同温度下,按照表中的数据进行碳粉还原氧化铜实验,数字化仪器绘制出的密闭容器中气体质量随反应时间变化的曲线如图所示。(备注:“目数”是指固体的粗细度,目数越大颗粒越小)
实验编号
碳粉质量/g
目数规格
氧化铜粉质量/g
对应曲线
Ⅰ
3
200目
40
a
Ⅱ
3
1000目
40
b
Ⅲ
3
2000目
40
c
分析a、b、c三条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉目数与反应速率之间的关系为 。
【答案】(1)碳原子排列方式不同
(2)ABD
(3)排净玻璃钢内的空气
(4)
(5)澄清石灰水变浑浊
(6)一氧化碳和二氧化碳
(7)红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色
(8)碳粉的目数越大,反应速率越快
【详解】(1)金刚石、石墨都是碳原子构成的碳单质,其物理性质差异很大的原因是两种物质中碳原子的排列方式不同,故填碳原子的排列方式不同;
(2)高铁动车与电路连接的石墨电刷利用到石墨的性质是石墨具有导电性、滑腻感且化学性质稳定,故填ABD;
(3)加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气,目的是排尽装置中的空气,避免加热不纯的一氧化碳发生爆炸,故填排尽装置中的空气;
(4)碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:;
(5)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故实验中,方框内试管里观察到的现象为澄清石灰水变浑浊;
(6)反应后生成的气体的质量=4.80g+3.00g+ 48.48g−54.36g=1.92g,参加反应的碳元素质量为0.64g,则生成的气体中氧元素的质量=1.92g−0.64g=1.28g,生成的气体中碳元素与氧元素的质量比=0.64g:1.28g=1:2,二氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:(16×2)=3:8<1:2,一氧化碳中碳元素与氧元素的质量比=12:16=3:4>1:2,所以生成的气体是二氧化碳含有一氧化碳,故填二氧化碳和一氧化碳;
(7)由题文可知,氧化亚铜与稀硫酸反应生成硫酸铜、铜和水,取少量反应后暗红色固体,加入足量稀硫酸,观察到红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色,说明暗红色固体含Cu2O,故填红色固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色;
(8)分析a、b、c两条曲线,在所用碳粉质量相同的情况下,碳粉目数与反应速率之间的关系为碳粉的目数越大,反应速率越快,故填碳粉的目数越大,反应速率越快。
21.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)锰钢(含Fe、Mn、C等)是具有优良金属性能的合金,在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知:①金属锰是难溶于水的灰白色固体。
②金属锰在水溶液中反应通常显+2价,使溶液呈肉色。
③锰钢板中锰元素的含量一般在11%至14%之间。
(1)锰钢常用作高铁轨道,写一条锰钢具有的性质 。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Ag三种金属的活动性顺序,进行了如下探究。
(2)根据金属活动性顺序(Fe>Ag),对Mn的活动性提出了三种猜想:
猜想Ⅰ: ;
猜想Ⅱ:Fe>Mn>Ag;
猜想Ⅲ:Fe>Ag>Mn。
(3)进行实验
实验
实验操作
主要实验现象
结论及化学方程式
①
灰白色固体表面有银白色固体析出,溶液由无色变为肉色
结论:Mn>Ag。
化学方程式为 。
②
将打磨好粗细相同的锰片、铁片,分别插入两份相同的稀盐酸中
结论:Mn>Fe。
写出其中一个反应的化学方程式 。
根据上述实验现象分析,猜想Ⅰ正确。
(4)小组同学通过交流,将足量的铁、锰(Fe-Mn)合金加入一定量的硝酸银溶液中观察、分析实验现象,也能得出猜想Ⅰ正确,实验现象为 。
(5)充分反应后固体总质量增加,原因是 。
【答案】(1)硬度大、耐磨、耐腐蚀等(合理即可)
(2)Mn>Fe>Ag
(3) 将打磨好的锰片放入硝酸银溶液中 锰片上产生的气泡的速率比铁片上快 或
(4)有银白色固体析出,溶液先由无色变为肉色,一段时间后变为浅绿色
(5)生成的银的质量大于参加反应的铁、锰的质量
【详解】(1)锰钢常用作高铁轨道,说明锰钢具有硬度大、耐腐蚀,耐磨等性质;
(2)金属活动性顺序:Fe>Ag,锰的金属活动性未知,故可作出猜想:Fe>Mn>Ag或Fe>Ag>Mn或Mn>Fe>Ag,故猜想Ⅰ:Mn>Fe>Ag;
(3)①由资料可知,金属锰是难溶于水的灰白色固体,金属锰在水溶液中反应通常显+2价,使溶液呈肉色,故该实验是将打磨好的锰片放入硝酸银溶液中,灰白色固体表面有银白色固体析出,溶液由无色变为肉色,说明锰能与硝酸银反应生成硝酸锰和银,则锰比银活泼,该反应的化学方程式为:;
②结论为锰比铁活泼,故将打磨好粗细相同的锰片、铁片,分别插入两份相同的稀盐酸中,锰、铁均能与稀盐酸反应生成氢气,且锰片上产生的气泡的速率比铁片上快,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:,锰与稀盐酸反应生成氯化锰和氢气,该反应的化学方程式为:;
(4)猜想Ⅰ正确,即金属活动性顺序为:Mn>Fe>Ag,故将足量的铁、锰(Fe-Mn)合金加入一定量的硝酸银溶液中,锰先与硝酸银反应生成硝酸锰和银,待锰完全反应后,铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,故现象是:有银白色固体析出,溶液先由无色变为肉色,一段时间后变为浅绿色;
(5)锰与硝酸银反应:,55份质量的锰置换出216份质量的银,固体质量增加,铁与硝酸银反应:,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,生成的银的质量大于参加反应的铁、锰的质量,故充分反应后固体总质量增加。
22.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)化学在能源、环境、生命科学等方面发挥着其他学科所不能替代的作用,化学使世界变得更加绚丽多彩。
(1)氢气被称为最理想的燃料,理由是 (写一条)。
(2)煤、石油、天然气被称为“三大”化石燃料。水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,可在高温条件下由碳与水蒸气反应制得,写出制取水煤气的化学方程式: 。
(3)可燃冰外观很像冰,主要含有甲烷水合物(由甲烷分子和水分子组成),可燃冰属于 (填“可再生资源”或“不可再生资源”),甲烷完全燃烧的化学方程式为 。
(4)乙醇俗称酒精,可通过高粱、玉米等发酵、蒸馏而得,酒精是实验室常用的燃料之一,为进一步验证酒精的元素组成,同学们按下列步骤开展探究。
①点燃酒精,在酒精燃烧的火焰上罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾;迅速将烧杯倒转过来,并倒入澄清石灰水,观察到 。
得出结论:酒精中含有碳元素和氢元素。
②进一步探究酒精中是否含有氧元素。
a.查阅资料:CO2能被NaOH溶液吸收;浓硫酸具有吸水性。
b.设计了下列实验,按照实验步骤进行探究。
步骤:
Ⅰ.按下列装置连接好仪器,从A装置先通入一会儿氮气,再点燃酒精灯;
Ⅱ.将n克酒精燃烧后的产物(不考虑酒精的挥发性)通入装置内;
Ⅲ.待充分反应后,再向装置内通入一会儿氮气。
反应前后分别称量装置A、C、D的质量,如下表所示(已知):
装置名称
装置A
装置C
装置D
步骤Ⅰ通氮气后质量(g)
m1
m3
m5
步骤Ⅲ通氮气后质量(g)
m2
m4
m6
c.分析得出结论:探究过程中,装置D的作用是 。酒精中碳、氢元素的质量比是 (用含m1、m2、m3、m4的代数式表示)。
d.评价:你认为该装置的设计是否合理,并说明理由: 。
【答案】(1)同等质量的氢气燃烧时放出的热量较其他燃料高或产物无污染或资源丰富等
(2)
(3) 不可再生资源
(4) 澄清石灰水变浑浊 检验CO2是否被完全吸收,同时防止空气中的CO2进入,干扰实验结果 不合理,未对尾气进行处理
【详解】(1)氢气在氧气是燃烧生成水,可从水中制取,氢气被称为最理想的燃料,理由是同等质量的氢气燃烧时放出的热量较其他燃料高、产物无污染、资源丰富等;
(2)根据“水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,可在高温条件下由碳与水蒸气反应制得”可知,制取水煤气发生的化学反应是水和碳在高温条件下生成一氧化碳和氢气,反应的化学方程式为:;
(3)可燃冰的形成需很长时间,属于不可再生资源,甲烷完全燃烧生成水和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(4)①二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,点燃酒精,在酒精燃烧的火焰上罩一个干冷的烧杯,烧杯内壁出现水雾;迅速将烧杯倒转过来,并倒入澄清石灰水,观察到澄清石灰水变浑浊;
②c.浓硫酸具有吸水性,装置A在反应前后的质量差为酒精燃烧后产生的水质量,氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,装置C在反应前后的质量差为酒精燃烧后产生的二氧化碳质量,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,装置D的作用是检验CO2是否被完全吸收,同时防止空气中的CO2进入,干扰实验结果;
反应生成二氧化碳质量=(m4−m3),其中碳元素质量=,反应生成水质量=(m2-m1),其中氢元素质量=,根据质量守恒定律,酒精中碳、氢元素的质量分别为:、,质量比=27(m4−m3):11(m2−m1);
d.酒精燃烧过程可能生一氧化碳,一氧化碳有毒,不能直接排放到空气,该装置的设计是合理,理由:未对尾气进行处理。
23.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)2023年12月22日,联合国将我国春节定为联合国假日。燃放烟花爆竹是庆祝春节的传统方式之一。烟花爆竹在燃放过程中会产生大量气体。经初步研究,某品牌爆竹燃放产生的气体成分中含有二氧化碳和二氧化硫中的一种或两种,学习小组继续进行探究:
环节一:分析物质组成
(1)从元素组成的角度,二氧化碳和二氧化硫均属于 (填物质类别)。
环节二:查阅资料
①SO2和CO2具有某些相似的性质,两者都能与H2O、Ca(OH)2反应。
(H2SO3能使紫色石蕊试液变红)
②SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。
环节三:验证SO2的性质
(2)SO2与Ca(OH)2反应:将SO2通入澄清石灰水中,现象为 。
(3)SO2与H2O反应:将SO2通入水中,无明显现象,还应完成的实验操作是 。
通过相关实验确认,SO2具有上述性质。
环节四:探究气体成分
(4)方案设计
实验操作
实验现象
实验结论
将气体通入高锰酸钾溶液
无明显现象
。
。
成分为SO2或SO2和CO2
(5)依据上述方案进行实验得出的结论是:气体成分为SO2或SO2和CO2。通过进一步设计并进行实验,确认了气体成分为SO2和CO2,采用的实验方法是 ,实验现象是 。
环节五:实验反思
(6)燃放爆竹对环境的影响有 (写一条即可)。
【答案】(1)化合物/氧化物
(2)澄清石灰水变浑浊
(3)滴加几滴紫色石蕊试液并振荡,观察溶液是否变红
(4) 只有二氧化碳 溶液褪色
(5) 将气体通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶后,再通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶,最后通入盛有足量的澄清石灰水的洗气瓶,观察现象可确定气体的成分 第一个瓶中高锰酸钾溶液褪色;第二个瓶中高锰酸钾溶液无明显现象;澄清石灰水变浑浊
(6)污染空气(合理即可)
【详解】(1)二氧化碳和二氧化硫都是由氧元素和另一种元素组成的纯净物,属于化合物中的氧化物;
(2)根据可知,将SO2通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊;
(3),H2SO3能使紫色石蕊试液变红,将SO2通入水中,无明显现象,还应完成的实验操作是滴加几滴紫色石蕊试液并振荡,观察溶液是否变红;
(4)SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。将气体通入高锰酸钾溶液,无明显现象,说明只有二氧化碳;将气体通入高锰酸钾溶液,若溶液褪色,说明一定有二氧化硫,可能有二氧化碳;
(5)SO2可与高锰酸钾溶液反应,能使高锰酸钾溶液褪色,且被吸收,CO2不能。两种气体都能使澄清石灰水变浑浊。气体成分为SO2和CO2,实验方案如下:将气体通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶后,再通入盛有足量的高锰酸钾溶液的洗气瓶,最后通入盛有足量的澄清石灰水的洗气瓶,观察现象可确定气体的成分;实验现象为:第一个瓶中高锰酸钾溶液褪色;第二个瓶中高锰酸钾溶液无明显现象;澄清石灰水变浑浊;
(6)放爆竹时能生成二氧化硫等空气的污染气体,燃放爆竹对环境的影响是污染空气(合理即可)。
24.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)数字化实验能更好地解决化学反应中的疑难问题。化学兴趣小组用贝壳和一定浓度的稀盐酸制取二氧化碳,在实验中使用了压强和温度两种传感器。
【查阅资料】
①贝壳的主要成分为碳酸钙,贝壳中的其他杂质对实验的影响可以忽略不计;
②浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体。
【探究实验一】分别取等质量块状和粉末状的贝壳样品与等体积、等浓度的稀盐酸在如图1所示的三颈烧瓶中反应,采集数据,形成如图2和图3所示的图像。
(1)贝壳和稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)根据图2回答:
I.对比分析a、b点可知,曲线 (填“①”或“②”)表示块状贝壳与稀盐酸反应。
II.最终粉末状贝壳产生的CO2的质量 (填“>”、“<”或“=”)块状贝壳产生的CO2的质量。
(3)据图3分析,影响该实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是 。
(4)同学们实验时发现,盐酸与块状贝壳样品反应时会挥发出HCl气体,影响实验的准确性,于是又将盐酸更换成稀硫酸进行实验,但加入足量的稀硫酸后发现反应很快就停止了,原因是 。
【探究实验二】优化发生装置。
(5)图4装置(不包括传感器)制二氧化碳的优点是 ;为了解装置具有该优点的原因,在装置中连接压强传感器。在实验中测定试管内气体压强变化的情况(如图4)。下列说法正确的是 (填字母序号)。
A.ab段试管中液面逐渐上升
B.bc段石灰石与稀盐酸脱离接触
C.c点的对应操作是打开活塞
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(2) ② =
(3)温度的升高
(4)碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行
(5) 可以控制反应的发生和停止 BC
【详解】(1)贝壳的主要成分是碳酸钙,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,故填:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)I. 对比分析a、b点可知,相同时间内,曲线①产生二氧化碳速度大于曲线②,粉状的贝壳与盐酸接触面积大于块状与盐酸接触面积,反应速度较快,因此曲线②表示块状贝壳与稀盐酸反应,故填:②;
Ⅱ.根据图示可知,最终两曲线相交,说明粉末状贝壳产生二氧化碳的质量等于块状贝壳产生二氧化碳的质量,故填:=;
(3)在密闭容器内,气体压强与温度高低有关,根据图3分析,影响实验测定准确性的原因:一是水蒸气含量增加;二是温度的升高,气体受热膨胀,故填:温度的升高;
(4)加入足量的稀硫酸后发现反应很快就停止了,其原因是碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行,故填:碳酸钙与硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙,附着在贝壳样品表面阻止反应的进行;
(5)图4装置中,固体药品放在多孔隔板上,液体药品从长颈漏斗中加入。反应开始后,关闭开关时,试管中的气体增多,压强增大,把液体压入长颈漏斗,固体和液体分离,反应停止,打开开关时,气体导出,试管中的气体减少,压强减小,液体和固体混合,反应进行。因此该装置制取二氧化碳的优点是可以控制反应发生和停止;
A、ab段压强增大,关闭活塞,将液体药品压回长颈漏斗,试管中液面逐渐下降,故选项说法不正确;
B、bc段压强不变,说明不生成气体,石灰石与稀盐酸脱离接触,故选项说法正确;
C、cd段压强减小,c点的对应操作是打开活塞,气体排出,压强减小,故选项说法正确;
故填:可以控制反应的发生和停止;BC。
25.(2023-2024九年级上·贵州黔东南·期末)某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图 1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。小组同学对产生的气体成分进行如下探究实验。
【猜想与假设】
(1)小继说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
小娇说:不可能含有 N2,因为 。
小芳说:不可能含有 CO 和 H2,因为从药品安全角度考虑,CO和 H2均易燃易爆,且CO有毒。
经讨论分析,小组同学认为:该气体可能含有 CO2、O2中的一种或两种。
【实验探究】
(2)请完善下面表格。
实验编号
实验操作
实验现象
实验结论
①
将气体通入澄清石灰水中
有 CO2
②
将带火星的木条伸入该气体中
无 O2
【反思交流】
(3)实验①中反应的化学方程式为 。
(4)小组同学完成实验后又继续讨论他们得出的结论,发现实验②的结论不一定正确,请你分析不一定正确的理由是 。
【拓展延伸】
(5)CO 和 H2均为易燃易爆气体,像这 类气体在点燃之前定要 。
【答案】(1)因为反应物中没有氮元素
(2) 澄清石灰水变浑浊 带火星木条不复燃
(3)
(4)氧气的浓度低时,带火星木条也不能复燃
(5)检验纯度
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变可知:标签所示的反应物中不含氮元素,则生成物中也不含氮元素,所以不可能含有N2;
(2)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,由实验结论有CO2可知,实验现象为石灰水变浑浊;
②氧气具有助燃性,能使带火星的小木条放热,由实验结论无O2可知,实验现象为带火星木条不复燃;
(3)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊是二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,方程式为:;
(4)氧气的浓度低时,带火星木条也不能复燃,如空气中含有氧气但不能使带火星的小木条复燃,故实验②的结论不一定正确;
(5)可燃性气体与空气或氧气混合点燃可能发生爆炸,故在点燃之前定要检验可燃性气体的纯度。
26.(2023-2024九年级上·贵州黔南·期末)用实验的方法研究CO2的制取和性质是初中化学的重要学习内容。
【活动一】探究CO2的实验室制法。
(1)在实验室不利用碳的燃烧来制取CO2,其主要原因是 (答出1条)。
(2)实验室制取二氧化碳的化学方程式为 ,我们通常采用 法收集二氧化碳。
【活动二】探究CO2在水中的溶解。
(3)探究溶解速率:该小组用排水法收集CO2(如图1),待收集100mLCO2后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内CO2的体积。重复实验,所测数据平均值如下表。
时间/h
0
0.5
6
12
CO2体积/mL
100
98.5
85.5
77
小组同学分析上表数据,得出也能用排水法收集CO2,写出判断依据: 。
(4)探究溶解能力:如图2所示,用大号针筒抽取200mL二氧化碳气体,试剂瓶中加入200mL水(恰好加满),塞紧双孔橡皮塞,连接大号针筒和试剂瓶,缓慢推动活塞,将二氧化碳注入水中。当向水中注入CO2气体体积达到120mL时,红色油柱开始向上移动,实验表明在该条件下,1体积水中能溶解 体积二氧化碳。
【活动三】探究CO2的重要性质。
(5)将二氧化碳气体缓慢通入如图3所示装置,并观察实验现象。
①实验中观察到 ,说明使紫色石蕊纸条变红的物质不是CO2而是 。
②通入二氧化碳一段时间后,观察到烧杯中的下层蜡烛比上层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有的性质有 。
【答案】(1)用碳的燃烧来制取CO2时,反应物中有氧气参加,氧气的量不易控制,氧气过量,收集的气体是二氧化碳和氧气的混合物,氧气不足收集的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物
(2) 向上排空气
(3)二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度
(4)0.6
(5) 干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润紫色石蕊试纸变红 碳酸/H2CO3 密度比空气大、不能燃烧且不支持燃烧
【详解】(1)在实验室不利用碳的燃烧来制取CO2,其主要原因是用碳的燃烧来制取CO2时,反应物中有氧气参加,氧气的量不易控制,氧气过量,收集气体是二氧化碳和氧气的混合物,氧气不足收集的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物;
(2)实验室利用石灰石或大理石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸制取二氧化碳,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为:;
二氧化碳能溶于水且能与水,不能选择排水法收集,二氧化碳密度大于空气且不和空气反应,通常采用向上排空气法收集;
(3)由表中数据可知,二氧化碳溶于水的速度较慢,12h才溶解了100mL-77mL=23mL,所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度;
(4)当向水中注入CO2气体体积达到120毫升时,红色油柱开始向上移动,说明200毫升水中最多能溶解120毫升二氧化碳,实验表明在该条件下,1体积水中能溶解二氧化碳的体积是:=0.6;
(5)①紫色石蕊遇酸性物质变红,缓慢通入二氧化碳时,干燥的紫色石蕊试纸不变红,说明二氧化碳不能使紫色石蕊变红色;二氧化碳与湿润紫色石蕊试纸中的水反应生成碳酸,碳酸显酸性,使湿润紫色石蕊试纸变红;因此实验中观察到干燥的紫色石蕊试纸不变红,湿润紫色石蕊试纸变红,说明使紫色石蕊纸条变红的物质不是CO2而是二氧化碳与水反应生成的碳酸;
②通入二氧化碳一段时间后,观察到烧杯中的下层蜡烛比上层蜡烛先熄灭,说明二氧化碳具有的性质密度比空气大,不能燃烧且不支持燃烧的性质。
27.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)某同学用下图1所示装置验证空气中氧气的体积分数,图2表示用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线图。
【提出问题】红磷在烧瓶内熄灭后,瓶中是否有氧气剩余?
【猜想假设】猜想:①有氧气剩余;②无氧气剩余。
【进行实验】按图1装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的足量红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有足量白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷燃烧。
【得出结论】
(1)分析上述实验现象,猜想 正确。
【反思交流】
(2)写出红磷燃烧的化学方程式 。根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法不够准确,理由是 。
(3)在图2中 点(填曲线上“A、B、C、D、E”)时红磷燃烧熄灭;曲线DE段氧气浓度变化的主要原因是 。
(2) 足量红磷不能把装置中的氧气消耗尽
(3) C 白磷燃烧消耗氧气
【详解】(1)由于将装有足量白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射白磷,白磷燃烧,说明装置内含有氧气,即红磷没有把氧气消耗尽,因此猜想①正确;
(2)红磷燃烧生成五氧化二磷,该反应方程式为;
根据本实验的结论,用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法不够准确,理由足量红磷不能把装置中的氧气消耗尽;
(3)AB 段激光笔的加热温度还未达到红磷着火点,红磷未燃烧,红磷只能发生缓慢氧化,消耗少量的氧气,当红磷点燃时,氧气浓度骤然降低,此时应该是B点,红磷燃烧消耗氧气,生成五氧化二磷固态,当红磷熄灭时,氧气应该被消耗掉较多,此时氧气浓度较低位置,所以C点时红磷燃烧熄灭;
DE段时白磷被点燃,燃烧发生,消耗氧气,所以浓度出现较大变化。
28.(2023-2024九年级上·贵州贵阳·期末)燃烧是人类最早利用的化学反应之一。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题展开探究活动。请你参与。
【探究一】认识燃烧。
(1)可燃物燃烧一般伴随的现象有 。
(2)人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,举出化学反应中的热量变化用于生活或生产的一个例子 。
【探究二】燃烧的条件。
利用如图所示实验探究可燃物燃烧的条件。已知:白磷的着火点为40℃。
(3)通过上述实验可以得到可燃物燃烧的条件是 。
(4)木炭是可燃物,但日常堆放的木炭一般不会燃烧,原因是 。
【探究三】燃烧产物的探究。
(5)2023年9月21日,“天宫课堂”航天员在太空舱点燃蜡烛,我们看到,与地面蜡烛的锥形火焰不同,太空舱中燃烧的蜡烛火焰呈现蓝色,形状近似球形,如图1所示。蜡烛在太空舱与地面充分燃烧的产物 (填“相同”或“不相同”),理由是 。
【探究四】燃烧的调控。
(6)图2所示实验中,用传感器测得氧气含量的变化曲线如图3。由此,使燃料充分燃烧通常应考虑 。
(7)由以上探究可知,化学反应发生需要一定的条件,为此我们可以合理利用和调控化学反应。通常调控化学反应的手段有 。
【答案】(1)发光、放热
(2)利用天然气燃烧放出的热量做饭(合理即可)
(3)与氧气接触、温度达到着火点以上
(4)温度没有达到着火点以上
(5) 相同 反应前后元素的种类不变
(6)氧气的浓度
(7)控制反应条件
【详解】(1)可燃物燃烧一般伴随有发光、放热现象。
(2)燃烧放热,生活中常利用燃烧放出的热量,如用天然气燃烧做饭等。
(3)将白磷放在20℃水中,通入氧气时不燃烧,但将白磷放在80℃水中,通入氧气后燃烧,说明燃烧需要温度达到着火点,且放在80℃的水中,不通氧气时不燃烧,通氧气后燃烧,对比可知燃烧需要与氧气接触。
(4)堆放的木炭不会燃烧,是因为木炭温度没有达到着火点以上。
(5)根据反应前后元素的种类不变,则蜡烛在太空舱与地面充分燃烧的产物相同。
(6)燃烧过程中,氧气的体积分数越来越小,蜡烛燃烧越来越弱,则说明使燃料充分燃烧通常应考虑氧气的浓度。
(7)结合前面探究可知,通过控制反应的条件,从而能控制反应。
29.(2023-2024九年级上·贵州安顺·期末)人类的生产、生活离不开金属材料。金属材料的应用推动了社会发展。
(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理: (用化学方程式表示)。
(2)甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜,黄铜属于 (填“混合物”或“纯净物”)。用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的 优点。
(3)乙同学通过实验研究铁的性质,如图1所示。
①做如图A的实验,未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因可能是 (写一条)。
②若B中为稀盐酸,反应的化学方程式为 。
③若B中为水,一周后,观察到的现象是 。
(4)丙同学通过实验研究Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与盐酸反应状况的示意图。
①不能与盐酸反应的金属是 。
②图中四种金属活泼性由强到弱的顺序是 。
③“铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中的胆矾水是指硫酸铜溶液,请用化学方程式表示该反应的原理 。
丁同学通过实验探究镁和铜的活动性
操作
主要现象
结论
镁条表面有红色固体析出,
镁条表面有气泡产生
活动性Mg>Cu
丁同学查阅资料获知:配制硫酸铜溶液时,常加入少量硫酸。
【拓展提升】
(5)若实验前加入的镁条质量为αg,反应一段时间后过滤,将所得固体洗涤、干燥,称其质量仍为αg。则生成的气体与铜的质量比为 。
【答案】(1)
(2) 混合物 硬度大、耐腐蚀性强
(3) 没有除去铁表面的锈或氧气浓度较小 水表面附近的铁锈蚀最厉害
(4) 铜/Cu Mg、Zn、Fe、Cu
(5)5:96
【详解】(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理是氧化铁与一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式:;
(2)黄铜是锌、铜合金属于混合物,用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的具有硬度大、耐腐蚀性强的优点
(3)①未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因是没有达到燃料的条件,可能是没有除去铁表面的锈、氧气浓度较小等;
②铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:;
③铁生锈是铁与氧气、水共同反应的结果;若B中为水,一周后,观察到的现象是水表面附近的铁锈蚀最厉害;
(4)①由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知,没有气泡生成的金属是铜;
②由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知,铜不能与酸反应金属活动性最弱,镁与酸反应产生的气泡最多,镁最活泼,其次是锌,产生的气泡最慢的是铁,所以,四种金属的金属活动性由强到弱的顺序为Mg、Zn、Fe、Cu;
③“铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中的胆矾水是指硫酸铜溶液,该反应的原理是硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式:;
(5)镁和稀硫酸反应生成氢气和硫酸镁,根据化学方程式Mg+ H2SO4 = MgSO4 + H2↑可知,每24份质量镁能生成2份质量氢气,固体质量减小;镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,根据化学方程式Mg + CuSO4 = MgSO4 + Cu可知,每24份质量的镁生成64份质量的铜,生成固体质量大于溶解镁质量,固体质量变大;若实验前加入的纯镁条质量为ag,反应一段时间后过滤,将所得固体洗涤、干燥,称其质量仍为ag,则镁和稀硫酸反应固体减少质量等于镁和硫酸铜反应固体增加质量;
设:与硫酸反应的镁的质量为24g,则镁和硫酸铜反应固体增加质量也为24g。
由化学方程式体现的质量关系可知,如果24份质量镁和稀硫酸反应固体减少质量24份、生成氢气质量2份;则镁和硫酸铜反应固体增加质量24份,设反应生成铜质量为x,则有:,生成铜的质量;则生成的气体与铜的质量比为。
30.(2022-2023九年级上·贵州贵阳·期末)水是生命之源,人类从未停止过对水的探究
(1)图1所示是电解水实验,以研究水的组成,发生反应的化学方程式为 。下列有关实验说法,正确的是 (填序号)。
①管A中生成的气体能使带火星木条复燃 ②管B中生成的气体具有可燃性
③装置实现了电能转变为化学能 ④管A和管B的气体体积比为1:8
(2)对水的探究可追湖到1783年,拉瓦锡利用如图2所示装置探究水的组成:往A杯中滴加少量的水,水通过购热的铁管时发生汽化,水蒸气与铁在高温条件下反应,生成一种黑色固体四氧化三铁和“可燃空气”(氢气),将气体通过放在冷水中的铜管,在B装置中收集到纯净的“可燃空气”。最终拉瓦锡证明了水的组成。
①将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去 。
②水蒸气与铁在高温条件下反应的化学方程式是 。
(3)为测定水中氢、氧元素质量比,设计下图所示装置进行实验(夹持装置略)。
【查阅资料】CaO与无水硫酸铜均可作为干燥剂,白色无水硫酸铜吸水后会变成蓝色。
【实验探究】当A中生成气体通入一段时间后点燃C处酒精灯,一段时间后,停止加热,待装置冷却后称量,相关数据记录如下(C装置质量不含加热装置部分):
序号
B
C
D
E
反应前后的质量差(单位:g)
m1
m2
m3
m4
①C处玻璃管中可观察到的现象为 ,发生的化反应化学方程式为 。
②如E装置只有其中b端变成蓝色,水中氢、氧元素的质量比是 (用含字母的式子表示)。
(4)自制净水器。物品:空塑料饮料瓶、①纱布、②活性炭、③小卵石、④石英砂。若要得到一个简易净水器,在下列图示的瓶中按顺序,用序号填上合适的内容(纱布有多块可用)。
【答案】(1) ①②③
(2) 降低温度除去气体中的水蒸气
(3) 黑色固体变成红色
(4)
【详解】(1)水在通电条件下反应生成水,该反应的化学方程式:;
①管A与电源正极相连,产生气体是氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,说法正确;
②管B与电源负极相连,产生气体是氢气,氢气具有可燃性,说法正确;
③水在通电条件下反应生成水,实现了电能转变为化学能,说法正确;
④管A产生的氧气和管B产生的氢气的气体体积比=1:2,说法错误;
答案:①②③;
(2)①将气体通过放在冷水中的铜管,目的是除去气体中的水蒸气;
②水蒸气与铁在高温条件下反应,生成四氧化三铁和氢气,该反应化学方程式:;
(3)①C处玻璃管氢气与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,该反应化学方程式,可观察到的现象为黑色固体变成红色;
②锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,进入B装置中的氢气混有水蒸气,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,B的作用是除去氢气中混有的水蒸气,氢气进入装置C与氧化铜在加热条件下反应生成水和铜,由化学方程式可知:装置C反应前后质量变化即减少氧元素的质量,氧元素的质量=m2,反应生成的水与装置D中的氧化钙反应生成氢氧化钙,由化学方程式可知:装置D反应前后质量变化即吸收水中氢、氧元素的质量,如E装置只有其中b端变成蓝色,水中氢、氧元素的质量比是=;
(4)纱布起到分层作用,防止石英沙、鹅卵石、活性炭在水的作用下发生混乱,鹅卵石、石英沙起过滤作用,可以除去水中的不溶物,活性炭起吸附作用,可以除去水中的颜色、气味,图示的瓶中按顺序,用序号填上合适的内容如图:
。
31.(2023-2024九年级上·贵州毕节·期末)化学兴趣小组的同学设计了如下图实验装置(天平略)验证质量守恒定律。
(1)A中气球的作用是 ,请写出A中发生反应的化学方程式为 。
(2)上述四个实验装置中,只有A能直接用于验证质量守恒定律,B、C、D装置则不能。
B装置不能验证质量守恒定律的理由: 。
C装置和D装置也不能验证质量守恒定律的理由: 。
(3)通过上述实验,同学们得出结论:当有气体参加或生成的反应,验证质量守恒定律必须在 装置中进行。
(4)从微观角度分析,在化学反应前后,一定不变的是 (选填序号),所以质量守恒。
①原子种类 ②分子种类 ③原子数目 ④分子数目 ⑤原子质量 ⑥分子质量
(5)根据质量守恒定律推理,2021年从三星堆出土了大量表面有一层“绿色物质”的青铜器,研究人员将“绿色物质”隔绝空气加热,分解生成氧化铜、水和二氧化碳,由此得出该“绿色物质”一定由 种元素组成。
【答案】(1)平衡装置内外压强,防止瓶塞飞出;
(2) 没有发生化学反应 反应产生了气体,没有在密闭容器中进行
(3)密闭
(4)①③⑤
(5)四
【详解】(1)(1)图A所示实验中红磷燃烧生成五氧化二磷,发生反应的化学方程式为:;气球的作用是:平衡装置内外压强,防止瓶塞飞出;
(2)①否定B装置的理由是蒸馏水和酒精混合没有发生化学变化。故填:不是化学变化;
②否定C装置的理由是要验证质量守恒定律,若反应有气体产生,则实验应是在密闭容器中进行,以防止气体逸出装置。故填:没有在密闭容器中进行;
(3)通过上述实验,同学们得出结论:当有气体参加或生成的反应,验证质量守恒定律必须在密闭容器中进行;
(4)从微观角度分析,在化学反应前后,一定不变的是:原子种类、数目、质量,故选①③⑤;
(5)将“绿色物质”隔绝空气加热,分解生成氧化铜、水和二氧化碳,反应后有铜元素、氧元素,氢元素、碳元素,根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变可知该“绿色物质”一定由四种元素组成。
32.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)金属及金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)2022年神舟十四号载人飞船成功发射。人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的。镍()元素在化合物中常见的化合价为+2价,写出金属镍与稀盐酸发生置换反应的化学方程式: 。
(2)锂——因智能手机而出名的金属,智能手机里装的几乎都是锂电池。锂是一种活泼的金属,极易与空气中的氮气和氧气反应生成氮化锂()和氧化锂();还能与水反应,生成氢氧化锂和氢气。锂能燃烧,1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一。常封存在固体石蜡中。锂作为火箭燃料主要利用其化学性质: 。金属锂通常保存在固体石蜡中的原因是: 。
(3)小新同学家有一个废旧的水龙头,通过查阅资料得知该水龙头是由铝、铜、铬组成的合金,为了解该水龙头中铜的含量,小新进行了如下探究活动:
[查阅资料]铬()是银白色光泽的金属,在空气中其表面能形成具有抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬()和氢气。
铬与稀硫酸反应的化学方程式为: 。
小新猜想铝、铜、铬的金属活动性顺序为:铝>铬>铜或 。如要对其活动性顺序进行实验探究,需要准备的药品是 (合理即可)。
[进行实验]小新向打磨过的水龙头里分批次加入等体积等浓度的稀硫酸,除观察到有气泡产生外,还测出了如下的变化数据(其他杂质成分忽略不计):
酸的体积剩余固体
50mL
50mL
50mL
50mL
50mL
100g
90
80
70
69
a
[数据分析]上表中a的值为 ,请计算该水龙头中所含成分铜的质量分数为 。
【答案】(1)
(2) 可燃性 锂易与空气中的氮气和氧气反应,也能与水反应,保存在固体石蜡中,可以隔绝空气和水
(3) 铬>铝>铜 Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液 69 69%
【详解】(1)金属镍与稀盐酸发生置换反应生成氯化镍和氢气,化学方程式为:;
(2)锂能燃烧,1kg锂燃烧后可释放42998kJ的热量,因此锂是用来作为火箭燃料的最佳金属之一,所以锂作为火箭燃料主要利用其可燃性;
根据锂是一种活泼的金属,极易与空气中的氮气和氧气反应生成氮化锂( Li3N )和氧化锂( Li2O );还能与水反应,生成氢氧化锂和氢气,所以金属锂通常保存在固体石蜡中,目的是隔绝水和空气,防止锂与空气中的成分和水发生反应;
(3)铬能与稀硫酸反应,生成硫酸亚铬( CrSO4 )和氢气,化学方程式为:;
根据铬能与硫酸反应,说明铬排在氢前,即比铜活泼,又因为铝排在氢前,则铬可能比铝活泼,也可能铝比铬活泼,故猜想铝、铜、铬的金属活动性顺序为:铝>铬>铜或铬>铝>铜;
如要对其活动性顺序进行实验探究,可以通过硫酸铝、铬、硫酸铜或铝、硫酸铬、铜;
[进行实验]
由表格数据可知,第一次加入50mL酸时,反应的固体的质量为100g-90g=10g;第二次加入50mL酸时,参加反应的固体的质量为90mL-80mL=10mL;第三次加入50mL酸时,参加反应的固体的质量为80mL-70mL=10mL,说明每50mL的酸完全反应消耗固体的质量为10g,而第四次加入50mL酸时,消耗固体的质量为70g-69g=1g<10g,说明此时酸过量,固体中的铝和铬反应完全,则第五次加入50酸,固体质量不会变化,则上表中a的值为69;
铝和铬均能与酸反应,铜不能与酸反应,则剩余固体的质量即为该水龙头中所含成分铜的质量,则铜的质量分数为。
33.(2023-2024九年级上·贵州遵义·期末)为防止金属制品被腐蚀,常在金属表面加上镀层。含铁5%~20%的Zn-Fe合金镀层,具有良好的可焊性、加工性,防护装饰性比镀锌层好,广泛应用于航天航空、船舶、电子电工、机械等领域。
(1)Zn-Fe合金的硬度比纯锌的硬度 。
(2)含铁20%的Zn-Fe合金中,数目最多的微粒是 。
(3)自然界中铁元素常以化合物形式存在于矿物中,铁的矿物有赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、菱铁矿(FeCO3)等。模拟工业上用赤铁矿炼铁的实验如图所示:
①为确保实验安全,应先 (填“通入CO”或“加热”)。
②硬质玻璃管内发生的主要反应为 (用化学方程式表示)。
③观察到澄清石灰水变浑浊,可推测硬质玻璃管内固体质量的变化是 ,理由是 。
(4)某机构调研得出,钢铁工业碳排放量能达到全球碳排放量的5%,为减少碳排放,下列炼铁工艺的改进方法,理论上可行的是 。
A.选择菱铁矿作为炼铁原料
B.用氢气代替焦炭
C.将产生的CO2注入地下进行地质封存
D.将产生的CO2转化为化工产品
(5)Zn-Fe合金在使用过程中也会被氧化,首先被氧化的是锌。未被完全氧化的Zn-Fe合金可与CuSO4溶液反应制备Cu,可能发生的反应为 (写一个化学方程式即可)。为研究含铁10%的Zn-Fe合金的氧化规律,取28g合金放置一段时间,加入足量的稀盐酸,测得产生0.6g氢气,通过分析,锌未完全氧化,分析思路是 。
【答案】(1)大
(2)锌原子
(3) 通入CO 减小
硬质玻璃管内固体减少的质量就是参加反应的氧化铁中氧元素的质量
(4)BCD
(5) / 假设铁没有氧化,根据铁的质量求出生成氢气的质量,如果小于0.6g,说明部分氢气来自于锌和稀盐酸反应
【详解】(1)合金的硬度大于纯金属的硬度,Zn-Fe合金比金属锌的硬度大;
(2)含铁20%的Zn-Fe合金中,锌占80%,Zn、Fe的原子数目为:、,所以锌原子数目最多;
(3)①实验前应先通入CO,将装置内的空气排出,防止加热时,一氧化碳和空气的混合气点燃发生爆炸;
②一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
③一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,故观察到澄清石灰水变浑浊;根据质量守恒定律可知,反应后,硬质玻璃管内固体减少的质量就是参加反应的氧化铁中氧元素的质量;
(4)A、菱铁矿(FeCO3)中含有碳元素,冶炼过程中可能产生二氧化碳,故错误;
B、氢气和金属化合物反应后生成水,减少了二氧化碳的排放,故正确;
C、将产生的CO2注入地下进行地质封存,减少了二氧化碳的排放,故正确;
D、将产生的CO2转化为化工产品,减少了二氧化碳的排放,故正确;
故选BCD;
(5)锌和硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为:、;Zn-Fe合金在使用过程中也会被氧化,首先被氧化的是锌。28g含铁10%的Zn-Fe合金中铁的质量为28g×10%=2.8g,根据可知,铁完全反应最多生成0.1g氢气,所以其它氢气来自于锌和稀盐酸反应;故分析思路是:假设铁没有氧化,根据铁的质量求出生成氢气的质量,如果小于0.6g,说明部分氢气来自于锌和稀盐酸反应。
34.(2023-2024九年级上·贵州铜仁·期末)金属材料在我们的生活中有着广泛的应用。“蒸汽眼罩”是一种内部含有铁粉、活性炭、氯化钠、水等物质的眼保健品。其原理是借助铁生锈产生热量.使内部物质的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。一兴趣小组同学对“蒸汽眼罩"进行研究学习。
(1)“蒸汽眼罩"中的铁粉是黑色的,这是对 (填“物理”或“化学”)性质的描述,工业上用赤铁矿与焦炭来冶炼铁,请写出发生的化学方程式 。
(2)任务1:验证蒸汽眼罩发热体中是否含有铁粉
实验操作
实验现象
实验结论
用磁铁吸引部分发热体中内的固体粉末放入试管中,滴加硫酸铜溶液
,溶液由蓝色变为浅绿色
写出发生的化学方程式 。
(3)任务2:请你设计实验,利用获取的相应数据求出蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数。(温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用m1、m2、m3、m4等来表示。)你的实验方案及数据 ;蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数为 。
(4)铁生锈是铁与空气中的氧气和 共同作用的结果,该反应放热缓慢,在蒸汽眼罩中加入活性炭、氯化钠的目的是 ,通过该研究学习你对铁生锈新的认识是 。
【答案】(1) 物理 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2) 出现红色固体 蒸汽眼罩发热体中含有铁粉 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)①取质量为m1的蒸汽眼罩内部物质于烧杯1中,称量总质量为m2;②在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中;④待完全反应后,称量烧杯1内的剩余物、烧杯1和烧杯2的总质量为m4
(4) 水蒸气 加快铁的生锈 铁生锈有弊也有利(合理即可)
【详解】(1)颜色不需要经过化学变化就能表现出来,属于物理性质;赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
(2)铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的现象是:有红色物质出现,溶液由蓝色变成浅绿色,证明蒸汽眼罩发热体中含有铁粉,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数,实验方案是:①取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中,称量总质量为m2;②在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中;④待完全反应后,称量烧杯1内的剩余物、烧杯1和烧杯2的总质量为m4,处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数;设参加反应的铁的质量为x,
x=,
蒸汽眼罩内部物质中铁粉的质量分数为:;
(4)铁和氧气、水共同接触时会生锈;活性炭、氯化钠可加快铁的生锈,能使蒸汽眼罩快速发热;对铁生锈的辩证认识是有利也有弊,利:利用反应产生的能量,弊:造成金属锈蚀,浪费资源。
35.(2023-2024九年级上·贵州六盘水·期末)根据所学知识回答下列问题:
(1)下图是老师在课堂上演示的几个有关二氧化碳的性质实验:
查阅资料:碳酸钠与稀硫酸反应能生成二氧化碳:Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑。
①B实验观察到的现象是 ,实验说明CO2具有 的性质。
②A实验中,a处滤纸条最终会变 色,原因是 (用化学方程式解释)。
③C实验中,迅速盖紧瓶塞并振荡后不会观察到的实验现象有 (填字母)。
A 软塑料瓶变瘪 B 瓶内溶液慢慢变红 C 瓶内澄清石灰水变浑浊
(2)某同学对一氧化碳性质的实验进行了整合和改进,如D图所示。
①丁处可观察到澄清石灰水变浑浊,该现象能否证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳?理由是 。
②从环保角度考虑,指出该装置的不足之处 。
③下列关于二氧化碳与一氧化碳的比较,不正确的是 (填字母)。
A 组成:均由碳元素和氧元素组成
B 性质:都可以使澄清石灰水变浑浊
C 用途:干冰可用于人工降雨;一氧化碳气体可作燃料
【答案】(1) 两只蜡烛均熄灭,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭 不能燃烧,也不支持燃烧,密度比空气大 红 CO2+H2O=H2CO3 B
(2) 不能,通入丙的一氧化碳中混有二氧化碳 装置未对尾气进行处理 B
【详解】(1)B实验中二氧化碳倒进阶梯蜡烛烧杯中,会看到的现象是下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,该实验说明二氧化碳不燃烧且不支持燃烧,而且密度大于空气;
A实验中,由于a处是湿润的滤纸条,二氧化碳与水发生化学反应生成碳酸,碳酸使紫色石蕊变成红色,故a处滤纸条最终会变红,用化学方程式解释为:;
C实验中二氧化碳与澄清石灰水发生反应,瓶内气压变小,软塑料瓶变瘪,同时澄清石灰水变浑浊,不会看到溶液变红,故选B;
(2)丁处澄清石灰水变浑浊,不能证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳,因为经过丙处的气体中有剩余的二氧化碳,干扰了对结论的判断;
尾气中可能混有未反应的一氧化碳,从环保角度考虑,装置未对尾气进行处理;
二氧化碳与一氧化碳均由碳元素和氧元素组成,在用途方面干冰升华吸热可用于人工降雨,一氧化碳气体具有可燃性可作燃料,但是一氧化碳不能使澄清石灰水变浑浊,故不正确的是B。
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