题型03 科学探究题(辽宁专用)-【好题汇编】2025年中考化学二模试题分类汇编
2025-06-13
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2份
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77页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-试题汇编 |
| 知识点 | 科学探究与化学实验 |
| 使用场景 | 中考复习-二模 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 26.17 MB |
| 发布时间 | 2025-06-13 |
| 更新时间 | 2025-06-13 |
| 作者 | 钢琴上的指环 |
| 品牌系列 | 好题汇编·二模分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-06-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52563252.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
题型03 科学探究题
1.(2025·辽宁鞍山·二模)某学习小组对铁的锈蚀开展探究活动。
任务1:探究影响铁钉锈蚀速率的因素
【查阅资料】铁钉生锈过程中,铁与氧气、水共同作用,可化合生成羟基氧化铁()。
为了研究溶液中的不同离子对铁钉锈蚀速率的影响,同学们设计如图1所示装置进行实验,相同条件下,用传感器测得分别盛有等体积等浓度和溶液试管内氧气浓度变化如图2所示。
(1)由图2可知:同一溶液中,随时间延长铁钉生锈速率 。
(2)由图2分析,该条件下两种溶液中铁钉最终锈蚀程度更大的是 ,理由是 。
任务2:出土铁器文物的保护
【查阅资料】
①中铁元素化合价为+2和+3价。
②检测出土铁器文物锈蚀产物成分及性质如下表。
成分
性质
致密
疏松
疏松
疏松
文物专家修复出土铁器常通过脱氯、还原,形成保护层来实现,原理如下:
(3)脱氯过程还生成了氯化钠,写出“脱氯”过程反应的化学方程式 ;还原时铁元素的化合价 (填“部分”“全部”或“没有”)降低。
(4)取温度、溶解氧为(每升水样中含有的氧气体积)水样,当滴加酸到溶液的时,钢铁腐蚀速率明显增大,原因是 。
(5)取温度、的水样,当溶解氧超过时,钢铁腐蚀速率明显下降,原因可能是 。
【答案】(1)逐渐变慢
(2) 溶液 铁钉放入溶液中,氧气的浓度降低更多
(3) 部分
(4)时,钢铁与水样中的氢离子发生反应
(5)钢铁表面生成较致密的氧化膜,阻碍氧气、水与钢铁接触
【详解】(1)由图2可知,同一溶液中,随时间延长铁钉生锈速率逐渐变慢;
(2)由图2可知,该条件下两种溶液中铁钉最终锈蚀程度更大的是溶液,理由是铁钉放入溶液中,氧气的浓度降低更多;
(3)“脱氯”过程中发生的反应是与氢氧化钠反应生成和氯化钠,化学方程式为;
中氧元素的化合价为-2、氢元素的化合价为+1,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则中铁元素的化合价为+3,还原时,中铁元素化合价为+2和+3价,则铁元素的化合价部分降低;
(4)取温度、溶解氧为水样,当滴加酸到溶液的时,钢铁腐蚀速率明显增大,原因是时,钢铁与水样中的氢离子发生反应,所以钢铁腐蚀速率明显增大;
(5)取温度、的水样,当溶解氧超过时,钢铁腐蚀速率明显下降,原因可能是钢铁表面生成较致密的氧化膜,阻碍氧气、水与钢铁接触。
2.(2025·辽宁盘锦·二模)摩擦剂是牙膏的重要成分,能去除牙垢。化学学习小组围绕“牙膏摩擦剂”展开探究。
【探究活动一】探究牙膏中摩擦剂的成分
提出问题:该牙膏中的摩擦剂是什么?
查阅资料:某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。
氢氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。
牙膏中除了摩擦剂外,其他物质均不与酸、碱反应。
实验探究:
(1)取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。
操作
现象
结论
①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸。
产生无色气泡
该牙膏摩擦剂中含有
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水。
澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中,
该牙膏中还含有另一种摩擦剂
【探究活动二】测定牙膏中碳酸钙的含量
实验测量与计算:为测定牙膏样品中碳酸钙的含量,小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好),准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中,其他各装置中试剂皆足量,每步均完全反应或吸收。
(2)反应开始前先通入一段时间的空气,反应结束后继续通入一段时间的空气,测得反应前后C装置增重0.88g,则该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是 。
实验分析与反思:
(3)A装置的作用是 。
(4)实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用除搅拌B、C中的反应物外,还可以 。
(5)有同学指出,这套装置会导致测定结果偏大,请分析结果偏大的可能原因是 (写出1点即可)。
【探究活动三】了解摩擦剂中碳酸钙的生产
(6)步骤①中,还可得到另外一种生成物,写出该物质的一种用途: 。
(7)步骤③中,还可以选择另一种类别的物质,采用沉淀法制备出高纯度的碳酸钙,其反应原理的化学方程式是 。
(8)若步骤③采用(6)的方法,上述流程未涉及到的基本反应类型是 。
(9)石灰石中原本就含有碳酸钙,还要经历“石灰石→生石灰→石灰水→碳酸钙”的转化过程的原因是 。
【答案】(1) 碳酸钙 加入足量溶液 沉淀部分溶解
(2)20%
(3)吸收空气中的,防止干扰实验
(4)将B中生成的二氧化碳全部推入C中
(5)盐酸具有挥发性,中混有气体,氢氧化钠能与反应或外界空气中的进入C装置
(6)用于灭火或制汽水或作气体肥料
(7)
(8)置换反应
(9)除去杂质,提高纯度
【详解】(1)根据操作①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸,产生无色气泡;操作②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,说明该气体为二氧化碳,碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳,则该牙膏摩擦剂中含有碳酸钙;
根据结论该牙膏中还含有另一种摩擦剂,说明含有氢氧化铝,氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成可溶性的偏铝酸钠和水,氢氧化钠与碳酸钙不反应,则操作③另取少量沉淀于试管中,加入足量NaOH溶液,观察到沉淀部分溶解,说明该牙膏中还含有另一种摩擦剂;
(2)碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则反应前后C装置增重0.88g的质量为生成的二氧化碳气体的质量,设该牙膏样品中碳酸钙的质量为x,
则碳酸钙的质量分数为:;
(3)氢氧化钠能与二氧化碳反应,则A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳,防止干扰实验;
(4)实验过程中需持续缓缓通入空气,还可以将B中生成的二氧化碳全部推入C中;
(5)盐酸具有挥发性,中混有气体,氢氧化钠能与反应或外界空气中的进入C装置,造成装置C增大的质量偏大,使最终测得的结果偏大;
(6)石灰石主要成分是碳酸钙,碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,则步骤①中还能得到二氧化碳,其用途是用于灭火、制汽水、作气体肥料等;
(7)步骤③中,还可以选择另一种类别的物质,采用沉淀法制备出高纯度的碳酸钙,其反应原理可以是氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:;
(8)步骤①碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应;步骤②氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应;若步骤③采用(6)的方法,即氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,该反应符合两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水,属于复分解反应,则上述流程未涉及到的基本反应类型是置换反应;
(9)经历“石灰石→生石灰→石灰水→碳酸钙”的转化过程能除去杂质,提高纯度。
3.(2025·辽宁朝阳·二模)化学实验探究。
活动一:根据如图所示实验回答问题。
(1)实验一,通过对比铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实,说明可燃物燃烧的条件之一是 。
(2)实验二,将稀盐酸倒入烧杯中,充分反应后,再次称量,发现物质总质量减小,原因是 。
(3)实验三,一段时间后,观察到中铁钉生锈,、中铁钉无明显变化,通过对比A、、中的现象,可得出铁生锈的条件是铁与 等同时接触。
(4)实验四,加热蒸发食盐水过程中,当蒸发皿中出现 时,停止加热。
活动二:在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学在老师引导下围绕“酸碱中和反应”开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生应,三位同学进行了以下实验。
(5)测定溶液变化的方法。同学在实验过程中测得变化如图1所示,该同学是将 (填字母序号)
a、氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b、稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(6)测混合过程中的温度变化。乙同学在实验中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 。
(7)借助于酸碱指示剂。丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由 ,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】猜想一:只有
猜想二:有和
猜想三:有和
【进行实验】为了验证猜想,小组选用粉末、溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入粉末
______
溶液中有猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加溶液
产生白色沉淀
溶液中有猜想二正确
(8)上表中的实验现象为 。
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(9)同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
(10)向100g溶质质量分数为11.2%的溶液中,加入 的稀硫酸充分反应后。
【答案】(1)与氧气接触
(2)锌粒和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,氢气是气体,散逸到空气中
(3)氧气、水/H2O、O2
(4)较多固体
(5)a
(6) 放热 氢氧化钾溶液和稀硫酸恰好完全反应
(7)红色变成无色
(8)红棕色固体逐渐减少(或消失),溶液由无色变成黄色
(9)K2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,无法证明H2SO4一定存在
(10)98
【详解】(1)铜片上的白磷与氧气接触,温度达到了着火点,燃烧,热水中的白磷温度达到了着火点,但是隔绝氧气,不燃烧,说明燃烧需要与氧气接触;
(2)将稀盐酸倒入烧杯中,充分反应后,再次称量,发现物质总质量减小,原因是锌粒和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,氢气是气体,散逸到空气中;
(3)A中铁钉与氧气和水接触,生锈,B中铁钉只与水接触,不生锈,C中铁钉只与氧气接触,不生锈,A、B对比,说明铁生锈需要与氧气接触,A、C对比,说明铁生锈需要与水接触,故可得出铁生锈的条件是铁与氧气和水等同时接触;
(4)加热蒸发食盐水过程中,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将其蒸干;
(5)由图1可知,一开始溶液的pH<7,说明初始溶液显酸性,随着反应的进行,pH逐渐增大,说明该反应是将氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中,故选a;
(6)由图可知,反应过程中,温度升高,说明该反应是放热反应;B点时温度最高,说明B点表示的含义是:氢氧化钾溶液和稀硫酸恰好完全反应;
(7)无色酚酞溶液遇碱性溶液变红色,遇中性和酸性溶液不变色,氢氧化钾溶液显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,随着稀硫酸的加入,硫酸和氢氧化钾反应生成硫酸钾和水,当观察到溶液由红色变为无色,说明氢氧化钠被消耗,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应;
(8)方案一:根据实验结论溶液中有硫酸,猜想二正确,则取少量反应后的溶液于试管中,加入氧化铁粉末,氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,故现象是:红棕色固体逐渐减小(或消失),溶液由无色变为黄色;
(9)氢氧化钾和硫酸反应生成硫酸钾和水,硫酸钾和硫酸均能与氯化钡反应也会生成硫酸钡白色沉淀,故滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀,不能说明溶液中含硫酸;
(10)设需要加入10%的稀硫酸的质量为x,则有:
解得x=98g;
故向100g溶质质量分数为11.2%的KOH溶液中,加入98g10%的稀硫酸充分反应后pH=7。
4.(2025·辽宁朝阳·二模)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,后钢铁表面才出现红色物质表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
I、验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
II、探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入、不同温度的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
温度/℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)实验3的目的是 。
(4)根据实验2、实验3的结果,膜层外观符合要求的温度、的范围依次为 、 。
III、确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(5)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
(6)每年都有大量钢铁被氧化,请写出工业炼铁的化学方程式 。
(7)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题。答: 。
【答案】(1)
(2)腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间(或其他合理答案)
(3)探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响
(4) 60~70℃ 2.5~3.0
(5)取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间
(6)/
(7)膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响(或其他合理答案)
【详解】(1)钢是铁合金。出现红色物质的反应为铁和硫酸铜生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为;
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,说明加入的硫酸铜试剂与铁接触到需要较长时间,但最终接触到,则其原因可能是腐蚀剂将致密保护膜破坏需要一定的时间;
(3)实验3中,其他条件相同时,将薄钢片放入不同pH的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观,变量是pH,则实验目的是探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响;
(4)膜层外观致密、均匀时符合要求。从实验2结果可知,60℃、70℃膜层外观是致密、均匀的,所以温度范围可确定为60-70℃。从实验3结果可知,pH2.5、3.0时膜层外观是致密、均匀的,所以pH范围可确定为2.5~3.0;
(5)工业上炼铁是利用一氧化碳在高温的条件下还原铁的氧化物,方程式为:或;
(6)实验2中,60℃、70℃膜化处理后的钢片膜层外观符合要求。抗腐蚀性能的测定是进行滴铜实验,越迟出现红色物质的越好。所以实验方案是取60℃、70℃膜化处理后的钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现红色物质的时间;
(7)实验2、实验3分别探究了温度、pH对钢铁膜化处理效果的影响。从实验过程中可知,形成膜层需要膜化剂,且都提到了在膜化剂中浸泡20min,所以还可以探究膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响或在膜化剂中浸泡的时间对钢铁膜化处理效果有何影响等。
5.(2025·辽宁鞍山·二模)空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料:1.红磷的着火点是240℃,白磷的着火点是40℃。
2.相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
3.相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是 ,产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大,原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %(精确到0.01%)。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”,原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端,可选择的替代药品有 (写一种)。
【答案】(1) 汞液面上升 汞与氧气反应,钟罩内气体减少,气压减小
(2)④①③②
(3)氮气
(4)反应结束后,温度下降气体逐渐混合均匀/温度下降水蒸气变成液态,氧气含量增大
(5) 反应刚开始,温度升高对压强的影响比气体减少对压强的影响大 19.37
(6)反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红磷熄灭,所以氧气消耗不完(合理即可)
(7)铜粉
【详解】(1)汞与氧气反应生成氧化汞,导致钟罩内气体减少,气压减小,玻璃钟罩内汞液面上升;
(2)该实验操作的正确顺序是:检验装置的气密性。在集气瓶中加入少量水,并将水面上方空间分成5等份;用弹簧夹夹紧胶皮管;点燃红磷,立即伸入瓶中并把塞子塞紧;待红磷熄灭并冷却至室温后,打开弹簧夹;故答案为:④①③②;
(3)由于氧气占空气体积的五分之一,红磷燃烧消耗了氧气,实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是氮气;
(4)白磷燃烧消耗氧气并放出热量,而其他气体不变,氧气的含量逐渐减小,但反应结束后,温度下降,气体逐渐混合均匀或温度下降水蒸气变成液态,导致氧气的含量逐渐增大;
(5)红磷燃烧放热,温度升高,装置内压强增大,消耗氧气,装置内压强减小,温度升高所增加的气压大于氧气消耗所减小的气压,所以BC段压强增大;用如图所示数据计算,用这种方法测得的空气中氧气的体积分数是:;
(6)红磷燃烧发热,但反应一段时间后,氧气浓度下降到一定程度,燃烧放出的热量减少,温度降低到红磷着火点以下,红磷熄灭,导致氧气消耗不完;
(7)铜粉在空气中加热生成氧化铜固体,不会造成污染。
6.(2025·辽宁·二模)随着我国“资源节约型”与“环境友好型”城市的建设,城市垃圾的处理成为了一项重要工程。同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一:了解垃圾分类的意义
(1)学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是______(填字母序号)。垃圾的综合化分类可实现金属、塑料和纸屑等资源的再利用。
A. B. C. D.
任务二:学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)垃圾筛分时,可根据 区别铜和铝。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】
①SO2能使红色的品红溶液褪色,常用于检验SO2
②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色
③SO2也能使澄清石灰水变浑浊
【进行实验】
(3)设计实验方案,探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中
红色褪去
含有
②将除尘后的气体先通过图1装置后,再通入盛有澄清石灰水的试管中
含有CO2
【反思评价】
(4)步骤②中,足量高锰酸钾溶液的作用 。
(5)步骤②中,澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
(6)小组同学用图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如图,t1~t2时间段内CO体积分数出现异常的原因是 。
【实验反思】
(7)垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。下列有关说法错误的是_______。
A.流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体
B.“其它气体”的主要成分为O2
C.CO2进入海洋,使海洋酸化,发生的反应为CO2+H2O=H2CO3
D.使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源
任务四:探究废旧矿泉水瓶是否含有氧元素
同学们设计了如图所示装置进行实验,将19.2g废旧矿泉水瓶碎片在足量的干燥O2中完全燃烧后,称量B装置增重了7.2g,C装置增重了44g,回答下列问题:
已知:浓硫酸有吸水性,装置中溶液均足量。
(8)该废旧矿泉水瓶中 (填“含”或“不含”)氧元素。
任务五:设计垃圾分类回收的宣传活动
成果分享:同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们还提出了许多合理化的建议。
(9)为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是 。
【答案】(1)A
(2)颜色
(3) 二氧化硫/SO2 石灰水变浑浊
(4)除去二氧化硫
(5)
(6)氧气不足导致CO体积分数变大,鼓气导致变小
(7)B
(8)含
(9)制作小海报或学习垃圾回收法律条文(合理即可)
【详解】(1)塑料可回收再利用,属于可回收垃圾,故应投入A箱中,故选A;
(2)铜(紫红色)和铝(银白色)的颜色不同,因此垃圾筛分时,可根据颜色区分铜和铝;
(3)①根据题目中的信息,SO2能使红色的品红溶液褪色,常用于检验SO2,将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中,红色褪去,说明含有SO2;
②根据结论含有二氧化碳,氢氧化钙与二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钙和水,将除尘后的气体先通过图1装置后,再通入盛有澄清石灰水的试管中,会观察到澄清石灰水变浑浊;
(4)根据题目中的信息,紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色,常用于除去SO2;因此步骤②中,气体先通过图1装置的目的是吸收二氧化硫,防止对二氧化碳检验形成干扰;
(5)氢氧化钙与二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钙和水,反应的化学方程式为:;
(6)由图2可知,焚烧时间段内,一氧化碳体积分数出现异常,可能是因为与可燃物接触的氧气不足,导致燃烧不充分;
(7)A、流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体,该选项说法正确;
B、焚烧过程中氧气被消耗,“其它气体”的主要成分为氮气,该选项说法不正确;
C、CO2进入海洋,使海洋酸化,发生的反应为CO2+H2O=H2CO3,该选项说法正确;
D、使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源,该选项说法正确;
故选:B;
(8)浓硫酸具有吸水性,B装置增重了7.2 g水,说明生成7.2g水,氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,C装置增重了44 g,说明生成44g二氧化碳,矿泉水瓶碎片与氧气反应生成二氧化碳和水,根据质量守恒定律反应前后元素种类、元素质量不变,二氧化碳由碳、氧元素组成、水由氢、氧元素组成,反应物中氧气只提供氧元素,故矿泉水瓶一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素,且碳氢元素质量等于二氧化碳中碳元素和水中氢元素质量,7.2g水中氢元素质量为:7.2g×(×100%)=0.8g,44g二氧化碳中碳元素质量为:44g×(×100%)=12g,故19.2g矿泉水瓶碎片中含有碳氢元素总和为0.8g+12g=12.8g<19.2g,故矿泉水瓶一定含有氧元素;
(9)强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,制作小海报或学习垃圾回收法律条文(合理即可)。
7.(2025·辽宁铁岭·二模)《周礼·考工记》中介绍了古代漂洗丝帛的工艺:将木头烧成灰(草木灰的主要成分为,呈碱性),在光滑的容器里用其灰水浸泡丝帛;再将一定量蚌壳(主要成分为)灼烧成灰加入上述容器中一起浸泡去除丝织品中的胶质使其柔软。同学们对古法漂洗丝帛很感兴趣,在老师的指导下进行了如下项目式探究:
项目一:丝帛漂洗液的制取
【进行实验】同学们按古法工艺进行改进,设计如下流程:
【结论分析】
(1)蚌壳灰的主要成分是 (填化学式)。
(2)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ,烧杯乙中温度明显升高,原因是 。
(3)在上述制作过程中可循环使用的物质是 (填名称)。
项目二:丝帛漂洗液溶质成分的探究。
【提出问题】猜想1:只含有KOH:猜想2:含有KOH和;猜想3:含有KOH和;猜想4:含有KOH、和。
(4)同学们分析后一致认为猜想4不成立,理由是 (用化学方程式表示)。
【实验验证】
(5)用步骤Ⅲ所得丝帛漂洗液进行实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量丝帛漂洗液于试管中,滴加稀盐酸
猜想2不成立
②另取适量丝帛漂洗液于试管中,通入二氧化碳气体
产生白色沉淀
猜想 成立
【交流讨论】
(6)小明同学认为步骤①实验操作需要再完善,才能得出猜想2不成立,理由是 。
(7)小组的其他同学在进行步骤②时选择了不同类别的试剂,也观察到产生白色沉淀,得出正确结论,你认为她选用的试剂可能是 。
(8)古人不提前制备大量氢氧化钾的原因是 。
项目三:天然丝织品养护
(9)漂洗后的丝帛经过染整、印花和整理后得到丝织品,其具有穿着舒适、吸湿性好等优点,但天然丝织品比较娇嫩,不耐碱,应精心护理。
养护小贴士
洗涤方法
保养方法
最好用冷水手洗
洗涤后在阴凉处晾干
选用 性洗涤剂
尽量密封,防霉变、防虫蛀
【答案】(1)CaO
(2) CaO和H2O反应放出大量热
(3)碳酸钙
(4)
(5) 无明显现象 3
(6)滴加稀盐酸时,稀盐酸会先与氢氧化钾反应,稀盐酸量不足时也无明显现象
(7)碳酸钠溶液(合理即可)
(8)氢氧化钾会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钾和水而变质
(9)中
【详解】(1)将一定量蚌壳(主要成分为)灼烧成灰,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,则蚌壳灰的主要成分是氧化钙,化学式为CaO;
(2)步骤Ⅰ中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,发生反应的化学方程式为;
烧杯乙中温度明显升高,原因是CaO和H2O反应放出大量热;
(3)根据流程,再将一定量蚌壳(主要成分为)灼烧成灰,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,步骤Ⅰ中氧化钙和水反应生成氢氧化钙,步骤Ⅱ中碳酸钾和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,步骤Ⅲ过滤得到的滤渣为碳酸钙,碳酸钙既是反应物又是生成物,故在上述制作过程中可循环使用的物质是碳酸钙;
(4)氢氧化钙能与碳酸钾反应生成碳酸钙和氢氧化钾,化学方程式为,二者不能共存,故猜想4不成立;
(5)①根据实验结论猜想2不成立,即不含有碳酸钾,①取适量丝帛漂洗液于试管中,滴加稀盐酸,无明显现象,说明不含有碳酸钾;
②另取适量丝帛漂洗液于试管中,通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,即二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,说明含有氢氧化钙,则猜想3成立;
(6)小明同学认为步骤①实验操作需要再完善,才能得出猜想2不成立,理由是滴加稀盐酸时,稀盐酸会先与氢氧化钾反应,稀盐酸量不足时也无明显现象;
(7)小组的其他同学在进行步骤②时选择了不同类别的试剂,也观察到产生白色沉淀,得出正确结论,,她选用的试剂可能是碳酸钠溶液,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,也会观察到产生白色沉淀,说明含有氢氧化钙,则猜想3成立;
(8)古人不提前制备大量氢氧化钾的原因是氢氧化钾会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钾和水而变质;
(9)漂洗后的丝帛经过染整、印花和整理后得到丝织品,其具有穿着舒适、吸湿性好等优点,但天然丝织品比较娇嫩,不耐碱,应精心护理,所以可选用中性洗涤剂洗涤。
8.(2025·辽宁鞍山·二模)排放含磷废水会使水体富营养化。为除去废水中的磷,某小组开展下列研究。
Ⅰ.制备吸附剂
【实验1】往桑枝木炭中加入溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH,经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。
(1)使用 可测定溶液的pH。
(2)溶液和NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀和Na2SO4,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.研究吸附剂的性能
【实验2】为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水,将废水的pH均调至6,用两种吸附剂进行控制单一变量实验,结果如下表(吸附量是指每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)。
实验编号
实验条件
实验结果
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的
pH
吸附时间
/min
吸附率
/%
吸附量
/(mg•g-1)
①
A
0.2
6
x
75.7
1.42
②
B
y
6
260
98.1
1.84
(3)上表中x= ,y= 。
【实验3】为研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响,设计实验方案。
(4)该实验方案为 。
Ⅲ.研究吸附剂的应用
含磷废水的净化处理过程如下图所示。
(5)从实验2数据判断,“吸附剂X”应选择吸附剂 (填“A”或“B”),除磷效果较好。
(6)从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路:明确混合物中的物质→ →确定物质的分离方法。
【答案】(1)pH试纸(或其他合理答案)
(2)
(3) 260 0.2
(4)将废水的pH调成不同大小,控制其他条件相同,分别用吸附剂A进行除磷实验,测定吸附率和吸附量
(5)B
(6)分析各物质的性质差异
【详解】(1)可使用pH试纸测定溶液的pH;
(2)Fe2(SO4)3 溶液和NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀和Na2SO4,反应的化学方程式为:;
(3)实验目的是比较两种吸附剂的除磷性能,根据控制变量唯一的原则,除了吸附剂的种类不同外,其它条件要保持一致,故x=260,y=0.2;
(4)研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响,根据对比实验中控制变量唯一的原则,可设计实验为:将废水的pH调成不同大小,控制其他条件相同,分别用吸附剂A进行除磷实验,测定吸附率和吸附量;
(5)从实验2数据判断,“吸附剂X”应选择吸附剂B,其吸附率和吸附量比较大,即除磷效果较好;
(6)从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路:明确混合物中的物质→分析各物质的性质差异→确定物质的分离方法。
9.(2025·辽宁·二模)2025年5月1日,我国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有 (写一种即可)。
任务二:讨论空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化碳排放,你的一种低碳生活方式是 。有同学想到二氧化碳能使澄清石灰水 (填实验现象),补充了可以利用有碱溶液或水吸收二氧化碳。
任务三:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0.165%的NaOH溶液、质量分数为40%的NaOH溶液。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】
①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0.165%
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析
【进行实验】
步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250mL烧瓶集满纯净的二氧化碳气体。
步骤2:用4支注射器分别取60mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图1所示)。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭止水夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图2所示)
【分析讨论】
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析时间段曲线变化的原因是 。
【得出结论】
(4)结合图2数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 。
任务四:形成二氧化碳闭环的意识
(5)在老师指导下,知道上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。现处理上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后的液体,你设计的实验方案是 。
师生对其他烧瓶中的物质也进行了科学处理。
【拓展思维】我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
【答案】(1)化石燃烧的燃烧(合理即可)
(2) 乘坐公共交通工具出行(合理即可) 变浑浊
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,二氧化碳气体体积减少,使烧瓶内压强减少,振荡,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快(合理即可)
(4)相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好
(5)向待处理的液体中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀,过滤,再向溶液中逐滴加入稀盐酸,直到溶液呈中性(合理即可)
【详解】(1)空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,如化石燃烧的燃烧、含碳物质的燃烧以及人和动植物的呼吸等,故填:化石燃烧的燃烧(合理即可);
(2)低碳生活方式很多,如乘坐公共交通工具出行、随手关灯等;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,因此二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故填:乘坐公共交通工具出行(合理即可);变浑浊;
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线可知,时间段二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,二氧化碳气体体积减少,使烧瓶内压强减少;时间段压强变化更大,是因为振荡烧瓶,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快,故填:二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,二氧化碳气体体积减少,使烧瓶内压强减少,振荡,40%的氢氧化钠溶液与二氧化碳充分接触,反应速率更快(合理即可);
(4)根据图2数据,可得出的结论是相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好,故填:相同条件下,40%的氢氧化钠溶液压强变化最大,吸收二氧化碳效果最好。
(5)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,且氢氧化钠有剩余,说明待处理的液体中含有碳酸钠、氢氧化钠,为了达到零碳排放和对环境无污染,设计的实验方案是向待处理的液体中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀,过滤,再向溶液中逐滴加入稀盐酸,直到溶液呈中性,故填:向待处理的液体中逐滴加入氯化钙溶液,直至不再产生白色沉淀,过滤,再向溶液中逐滴加入稀盐酸,直到溶液呈中性(合理即可)。
10.(2025·辽宁葫芦岛·二模)某化学兴趣小组对纯碱的性质及用途等开展项目式学习。
任务一:探究纯碱的性质
【查阅资料】①氯化钙溶液呈中性;②在溶液中,氯化钙与碳酸钠发生反应的化学方程式为:
【实验与分析】
(1)将碳酸钠溶液滴加到试管A中,观察到酚酞溶液变红,说明碳酸钠溶液呈 (填“酸”或“碱”或“中”)性,B试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)常温下,向氯化钙和盐酸的混合溶液中,边搅拌边滴加溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液(如图2),先有气泡产生,后有沉淀生成,溶液的pH变化情况如图3所示,当碳酸钠溶液质量加到 g时,溶液中盐酸恰好反应完,原溶液中氯化钙的质量为 。
(3)M点对应的溶液中阳离子有 。向d点对应溶液中滴加紫色石蕊溶液,观察到 。
【实验结论】纯碱溶液不仅能使指示剂变色,还能与某些酸、碱、盐类物质发生化学反应。
任务二:探究纯碱的用途
【查阅资料】 溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,可用于生产洗涤剂。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
用不同温度的水,配制不同溶质质量分数的 溶液,并测定溶液的 pH,记录数据如表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
溶质质量分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
溶液温度(℃)
20
40
60
20
40
60
20
40
70
溶液的pH
10.90
11.18
11.26
11.08
X
11.30
11.22
11.46
11.50
【解释与结论】
(4)实验①、④、⑦对比,可得出的结论是 。
(5)在实验⑤中,测得溶液的pH值为X,分析数据推测X的范围应为 。
(6)分析本小组所测数据,其中除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是 。
【拓展与应用】
(7)下列物质能去除油污的是 (填字母序号)。
A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D. E.洗洁精
【答案】(1) 碱
(2) 20 2.22g
(3) 钠离子和钙离子 溶液变为蓝色
(4)相同条件下,碳酸钠溶液溶质质量分数越大,pH值越大,碱性越强,除油污效果越好
(5)11.18 < X < 11.30或11.18 - 11.30
(6)溶质质量分数为10%,温度为70℃
(7)BCE
【详解】(1)无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性或酸性溶液中均不变色,故将碳酸钠溶液滴加到试管A中,观察到酚酞溶液变红,说明碳酸钠溶液呈碱性;
B试管中发生反应为碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,该反应的化学方程式为:;
(2)常温下,向氯化钙和盐酸的混合溶液中,边搅拌边滴加溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液,碳酸钠先与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,盐酸被消耗,酸性减弱,pH逐渐增大,当碳酸钠和盐酸恰好完全反应时,pH=7,后碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,该阶段pH始终等于7,后碳酸钠过量,溶液显碱性,pH大于7,故当碳酸钠溶液质量加到20g时,溶液中盐酸恰好反应完;
由图可知,与氯化钙反应的碳酸钠溶液的质量为:60g-20g=40g
解:设原溶液中氯化钙的质量为x
x=2.22g
答:原溶液中氯化钙的质量是2.22g;
(3)由图可知,M点时氯化钙部分反应,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,盐酸完全反应,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,故此时溶液中的溶质是氯化钠、氯化钙,含有的阳离子是:Na+、Ca+;
d点时pH大于7,此时溶液显碱性,紫色石蕊试液在碱性溶液中变蓝,故向d点对应溶液中滴加紫色石蕊溶液,观察到溶液变为蓝色;
(4)实验①、④、⑦中,碳酸钠的溶质质量分数不同,其他因素相同,相同条件下,碳酸钠的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,碱性越强,则碳酸钠溶液的去油污效果越好,故结论是:相同条件下,碳酸钠溶液溶质质量分数越大,pH值越大,碱性越强,除油污效果越好;
(5)由实验①②③可知,温度不同,其他因素相同,且相同条件下,温度越高,溶液的pH越大,由此可知,实验⑤的pH应在11.08-11.30之间;由以上分析可知,相同条件下,碳酸钠的溶质质量分数越大,溶液的pH越大,由此可知,实验⑤的pH应在11.18-11.46之间,故实验故推测X的范围应为:11.18 < X < 11.30;
(6)溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,由表可知,实验⑨的pH值最大,碱性最强,则去油污效果最好,故除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是:溶质质量分数为10%,温度为70℃;
(7)A、氯化钠溶液显中性,与油污不反应,不能用于去除油污,不符合题意;
B、氢氧化钠显碱性,能与油污反应,可用于去除油污,符合题意;
C、碳酸钾溶液显碱性,能与油污反应,可用于去除油污,符合题意;
D、碳酸钙难溶于水,与油污不反应,不能用于去除油污,不符合题意;
E、洗洁精具有乳化作用,能将油污乳化为细小油滴随水冲走,故洗洁精可用于去除油污,符合题意。
故选BCE。
11.(2025·辽宁沈阳·二模)“上善若水,水善利万物而不争”我们应弘扬水之德,善用水之益。化学兴趣小组开展以“水的净化”为主题的项目式学习。
任务一:咨询水处理过程
【咨询专家】同学们通过数字化平台,向水处理专家进行咨询。专家介绍了两种水处理技术:
①常规处理技术:天然水→加絮凝剂反应沉淀→过滤后加活性炭→加消毒剂→自来水。
(1)其中活性炭起 作用。
②高分子膜分离技术
任务二:探究水处理中的消毒剂
【查阅资料】①Cl2通入H2O中,形成氯水,Cl2与H2O反应生成次氯酸(HClO)和HCl。
②次氯酸(HClO)具有强氧化性,可消毒杀菌。
③次氯酸(HClO)不稳定,见光易分解。
【提出问题】久置的氯水是否可以用于消毒杀菌?
【进行实验】在教师的指导下,同学们设计实验方案,利用左下图装置探究新制氯水在光照下溶液的pH、氯离子浓度随时间的变化,通过实验,最终获得如下图(1)(2)所示数据。
【数据处理】
(2)通过图(1)(2)数据分析,氯水在光照下pH变小的原因是HClO见光分解生成了 ,使溶液酸性增强。
【得出结论】
(3)通过讨论,同学们得出的结论是 。
【分享交流】
(4)若将Cl2通入水中,再加入NaOH溶液,可制得一种新的消毒剂。其中次氯酸(HClO)与NaOH反应的化学方程式为 。
任务三:自制纯净水
【设计制作】通过查阅资料,同学们设计如下图所示装置对自来水再次净化获得纯净水。
(5)当自来水通过上图所示阳、阴离子交换柱后,与通入前相比,水分子数目将增多,简述其理由。 。
【答案】(1)吸附
(2)盐酸/HCl/氯化氢
(3)久置的氯水不可以用于消毒杀菌
(4)
(5)自来水中的OH-和H+结合生成了水分子
【详解】(1)活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,故其中活性炭起吸附作用,可吸附色素和异味;
(2)图(1)中氯水的pH逐渐减小,酸性逐渐增强,图(2)中氯离子的浓度逐渐增大,故通过图(1)(2)数据分析,氯水在光照下pH变小的原因是HClO见光分解生成了酸性更强的盐酸(HCl),使溶液酸性增强;
(3)根据提出问题:久置的氯水是否可以用于消毒杀菌;次氯酸(HClO)具有强氧化性,可消毒杀菌,而次氯酸(HClO)不稳定,见光易分解,根据图示可知,次氯酸分解生成氯化氢,所以可得出的结论为久置的氯水不可以用于消毒杀菌;
(4)氢氧化钠和次氯酸反应生成次氯酸钠和水,化学方程式为:;
(5)当自来水通过上图所示阳、阴离子交换柱后,与通入前相比,水分子数目将增多,是因为自来水中的OH-和H+结合生成了水分子,导致水分子数目增多。
12.(2025·辽宁·二模)小明观察到敞口水草缸(水草和鱼共存)中不断有气体通入,如图所示,他对此很感兴趣,于是跟小组同学进行了如下探究。
探究Ⅰ:向水草缸中通入的气体是什么?
【作出猜想】可能是空气或。
【实验1】将气体细化器从水中取出,收集一瓶通入的气体,将燃着的木条伸入瓶内,发现木条立即熄灭,说明猜想不成立。
【提出新猜想】可能是或。
【实验2】
(1)将该气体通入 中,根据现象确定通入的气体是。
【交流讨论】
(2)通入有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为 。
探究Ⅱ:利用生活中的物质自制简易发生器并应用于水草缸中。
【回忆旧知】
(3)实验室制取的反应原理为 (用化学方程式表示)。
【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。
【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料,设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置(乙中的夹持装置已省略)。
【分析讨论】
(4)装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳,拧紧瓶塞,使反应发生的具体操作为 。
(5)与甲相比,装置乙既可控制反应的速率,又可得到持续稳定的气流,故选择乙与图所示装置(用于除杂和观察气泡)组装成发生器。下列分析正确的是_______(选填字母)。
A.乙中的b口应与图中的c口相连接
B.为除去中混有的醋酸,X可以是溶液
C.可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器
【实践应用】
(6)小组同学用自制的发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体,实践效果很好。使用气体细化器的作用是 。
【反思拓展】
(7)发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存,请写出使用时的一条注意事项: 。
【答案】(1)澄清石灰水
(2)氧气/O2
(3)
(4)挤压塑料瓶下端,使白醋与鸡蛋壳接触
(5)AC
(6)细化气泡,提高气体的溶解效率
(7)定期维护和检查、控制二氧化碳浓度、避免与其他化学物质混合
【详解】(1)将该气体通入澄清石灰水中,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可根据现象确定通入的气体是;
(2)光合作用放出的气体为氧气;
(3)实验室制取的反应原理为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,化学方程式为;
(4)向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳,拧紧瓶塞,使反应发生的具体操作为挤压塑料瓶下端,使白醋与鸡蛋壳接触;
(5)A、该万用瓶用于除杂和观察气泡,所以乙中的b口应与图中的c口相连接,说法正确,符合题意;
B、氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,不能用氢氧化钠溶液除去中混有的醋酸,说法错误,不符合题意;
C、可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器,说法正确,符合题意。
故选:AC;
(6)用自制的发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体,实践效果很好,使用气体细化器的作用是细化气泡,提高气体的溶解效率;
(7)发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存,使用时需注意:定期维护和检查、控制二氧化碳浓度、避免与其他化学物质混合等。
13.(2025·辽宁鞍山·二模)氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣,他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。
任务一:调查氢能制取方法
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询,知道了氢气可用多种工艺过程制备,方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。
【模型构建】用可再生能源电解水制氢,将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如图:
【交流讨论】
(1)近年来,能用来发电的可再生能源有 。
(2)化石燃料也可用于氢的制取,但不足之处有 。
任务二:探究氢能应用优势
【提出问题】氢气作为理想能源的原因是什么?
【进行实验】
(3)设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验
实验步骤
实验现象
实验结论
①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气,在火焰上方罩一个干冷的小烧杯
均有水生成
②迅速把①中的烧杯倒过来,分别注入少量澄清石灰水,振荡
罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊,而氢气火焰上方的烧杯内无变化
【反思评价】
(4)通过上述实验对比,氢气作为燃料的优点是 。
(5)在理想状态下,小组同学通过图1实验,将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示,分析图像,可得出的结论是 。
任务三:调研氢能储存手段
【查阅资料】
(6)我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障,为了进行大量储存,通常将氢气转化为液氢,从微观角度分析,发生改变的是 。
任务四:展望氢能发展前景
【市场调研】
(7)目前,氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟,其工作原理如图3所示,发生反应的化学方程式为 ,未来,氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。
成果分享:通过问题探究,大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源,其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此,降本增效、规模化发展,将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。
【答案】(1)太阳能等(合理即可)
(2)会产生大量污染物
(3) 烧杯内壁均有水雾生成 氢气燃烧不生成二氧化碳,天然气燃烧生成二氧化碳
(4)燃烧产物只有水,不会对环境造成污染
(5)相同质量的可燃物,氢气燃烧的热值比天然气高
(6)分子间的间隔
(7)
【详解】(1)近年来,能用来发电的可再生能源有太阳能等(合理即可);
(2)化石燃料也可用于氢的制取,但不足之处为会产生大量污染物,污染环境;
(3)①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气,在火焰上方罩一个干冷的小烧杯,烧杯内壁均有水雾产生,则说明氢气和天然气燃烧均有水生成;
②迅速把①中的烧杯倒过来,分别注入少量澄清石灰水,振荡罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊,而氢气火焰上方的烧杯内无变化,说明天然气燃烧生成了二氧化碳,氢气燃烧不生成二氧化碳;
(4)通过上述实验对比,氢气作为燃料的优点是只生成水,不会对环境造成污染;
(5)分析图像,相同质量的可燃物,氢气燃烧的热值比天然气高;
(6)为了进行大量储存,通常将氢气转化为液氢,从微观角度分析,发生改变的是分子间的间隔;
(7)根据图示,氢气和氧气在催化剂的作用下反应生成水,化学方程式为:。
14.(2025·辽宁沈阳·二模)学习小组同学对洗衣剂的变迁产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:谈古——古代洗衣剂“灰”
【资料卡片】
资料一:“灰”就是草木灰,其主要成分为碳酸钾。
资料二:碱性溶液可清洗油污,碱性越强,去油污效果越好。
活动一:获得草木灰
【小组实验】在实验室里焚烧秸秆,获得草木灰。
活动二:了解草木灰
【实验准备】称取a克草木灰,用一定温度的热水浸泡并过滤,将滤液平均分成两份。
【探究实验一】
(1)草木灰浸出液的酸碱性。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量滤液于试管中,滴加 溶液
溶液变红色
草木灰浸出液显碱性
【探究实验二】草木灰中碳酸钾的含量。
对另一份滤液进行了实验,部分实验过程如下图所示:
【实验反思】
(2)为了干燥气体,B装置中盛放的试剂是 (填名称)。
(3)实验测定C装置质量增重了b克,原因是吸收了 。
(4)查阅资料分析,发现测得的草木灰中碳酸钾的含量偏低,可能的原因是________(填字母序号)。
A.用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验
B.装置中残留的二氧化碳没有被吸收
C.氢氧化钠溶液与空气直接接触
【拓展延伸】
小组同学对常见的不同植物制得的草木灰都进行了测定,最终得知向日葵秸秆灰中碳酸钾含量较高,更适合作为洗衣剂使用。
任务二:论今——现代洗衣剂“爆炸盐”
超市出售的爆炸盐洗衣剂能轻松洗去顽固污渍,小组同学继续进行探究。
【查阅资料】
爆炸盐是一种含有过碳酸钠的洗涤用品,过碳酸钠遇水后发生分解,生成过氧化氢和一种碳酸盐,洗涤效果与这两种物质的性质相关。
(5)根据以上信息,写出碳酸盐中的阳离子 (用符号表示)。
(6)为了验证生成的过氧化氢,进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取适量爆炸盐于试管中,加水、振荡。将少量二氧化锰加入上述试管中,并将带火星的木条伸入试管内。
有气泡产生,且
爆炸盐遇水后有过氧化氢生成
【交流讨论】
(7)写出实验操作中过氧化氢分解的化学方程式 。
爆炸盐应该密封存放。
【答案】(1)无色酚酞
(2)浓硫酸
(3)二氧化碳/CO2
(4)B
(5)
(6)木条复燃
(7)
【详解】(1)根据实验结论草木灰浸出液显碱性,碱性溶液遇无色酚酞溶液变红,则取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,溶液变红色,说明草木灰浸出液显碱性;
(2)稀硫酸与碳酸钾反应生成硫酸钾、二氧化碳和水,浓硫酸具有吸水性且不与二氧化碳反应,则为了干燥气体,B装置中盛放的试剂是浓硫酸;
(3)实验测定C装置质量增重了b克,原因是吸收了二氧化碳,氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水;
(4)A、用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验,浓盐酸具有挥发性,会挥发出氯化氢气体,氢氧化钠能与氯化氢反应生成氯化钠和水,会导致C装置增重的质量偏大,则根据增重的质量计算出的草木灰中碳酸钾的含量偏高,不符合题意;
B、装置中残留的二氧化碳没有被吸收,使得C装置增重的质量偏小,则根据增重的质量计算出的草木灰中碳酸钾的含量偏低,符合题意;
C、氢氧化钠溶液与空气直接接触,氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,会导致C装置增重的质量偏大,则根据增重的质量计算出的草木灰中碳酸钾的含量偏高,不符合题意。
故选:B;
(5)过碳酸钠遇水后发生分解,生成过氧化氢和碳酸钠,则碳酸钠中的阳离子是钠离子,其离子符号为;
(6)根据实验结论爆炸盐遇水后有过氧化氢生成,则取适量爆炸盐于试管中,加水、振荡,将少量二氧化锰加入上述试管中,并将带火星的木条伸入试管内,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,氧气能使带火星的木条复燃,故实验现象为有气泡产生,且木条复燃;
(7)过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为。
15.(2025·辽宁·二模)是治疗胃酸过多症的一种抗酸药。某学习小组在室温下,对是否适合作为抗酸药进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)①俗称小苏打,俗称 。
②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5.体温约37℃。
③抗酸药的标准之一:药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5之间最宜,pH过高会导致胃痛等不适症状。
【提出猜想】
(2)猜想甲:适合作为抗酸药。其理由是 (用化学方程式表示)。
猜想乙:不适合作为抗酸药。其原因可能是碱性较强。
【实验探究1】探究与碱性的强弱
(3)依次测量等浓度的溶液和溶液的pH,结果分别为11和9。溶液的碱性比溶液 (填“强”或“弱”)。
【实验探究2】探究作为抗酸药的适应性
先向500mL烧杯中加入的盐酸,用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入的盐酸模拟人体分泌胃液,再加入固体,并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。
将上述实验中换成,重复实验过程。所得两条曲线如下图所示。
【分析数据】
(4)由图可知,与相比:①反应时造成胃液pH远大于5;② 。
【得出结论】不适合作为抗酸药,猜想乙正确。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验探究2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是 。
【拓展延伸】
(6)也是一种常用的抗酸药。相比,从与胃酸反应的产物分析,抗酸药存在的不足是 。
【答案】(1)纯碱/苏打
(2)
(3)强
(4)的持续时间过长,会导致胃部不适
(5)实验没有模拟人体的温度
(6)与胃酸反应产生气体,可能造成胃胀
【详解】(1)碳酸钠俗称纯碱、苏打;
(2)碳酸钠与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,该反应的化学方程式为:Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O;
(3)当pH值大于7时,溶液呈碱性,越大于7,碱性越强,等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别为11和9,故碳酸钠溶液碱性比碳酸氢钠溶液强;
(4)由图可知,pH>5的持续时间过长,会导致胃部不适;
(5)该实验模拟人体分泌胃液进行实验,实验没有模拟人体的温度;
(6)碳酸氢钠会与胃酸中的盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳,产生气体会造成腹胀。
16.(2025·辽宁铁岭·二模)“叶脉书签”(如图)的制作过程是将洗干净的树叶放在一定浓度的氢氧化钠溶液中煮沸,再加以处理,除去表皮和叶肉,只余清晰的叶脉,就能得到“叶脉书签”。实验小组同学对该制作过程及氢氧化钠的性质进行了研究。
I.探究制作“叶脉书签”的最佳条件
【查阅资料】氢氧化钠溶液有腐蚀性。
【进行实验】
实验1:相同煮沸时间内,将洗干净的树叶放在不同浓度的氢氧化钠溶液里,处理后叶片变化如下表。
NaOH溶液浓度
1%
5%
10%
叶片变化
留有很多叶肉
留有较多叶肉
残留很少叶肉
实验2:在10%的氢氧化钠溶液里,将洗干净的树叶进行不同时间的煮沸,处理后叶片变化如下表。
煮沸时间
5min
15min
20min
叶片变化
留有很多叶肉
残留很少叶肉
叶片卷起来,叶肉与叶脉不易分离
【解释与结论】
(1)实验1的实验目的是 。
(2)实验小组同学选择了10%的氢氧化钠溶液制作“叶脉书签”,原因是 。
(3)通过实验2可知,制作“叶脉书签”的最佳煮沸时间是________(填字母序号)。
A.5min B.15min C.20minII.探究氢氧化钠的性质
【查阅资料】
a.氢氧化钠与氢氧化钙化学性质相似
b.稀盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为:
c.通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳
【猜想与假设】
(4)氢氧化钠能与二氧化碳发生反应,其化学方程式为: 。
【进行实验】
实验一:实验小组同学将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的大试管中,结果同学们没有观察到明显的现象。
对此甲同学产生疑问:两种物质是否发生了化学反应?在老师的帮助下,通过对比实验二、三证明NaOH与二氧化碳发生了反应。
实验二:如图1取适量实验一所得溶液于试管A中,滴加适量的稀盐酸,观察到有大量气泡产生;产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管B中,观察现象。
实验三:按图2装置设计实验,结果观察到无明显现象。
【解释与结论】
(5)实验二中通过B中 的现象,可知稀盐酸加入到实验一所得溶液中有二氧化碳产生。
(6)实验三的目的是排除 的干扰。
(7)乙同学认为用软塑料瓶也可以验证氢氧化钠与二氧化碳的反应,需要对比的实验装置有 (填字母序号)。
III.探究氢氧化钠的应用
(8)实验室中的应用:
①实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母序号)。
a.二氧化碳 b.水蒸气 c.氯化氢 d.氧气
②吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
(9)工业中的应用:
氢氧化钠常用于制造人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。某造纸厂废水中NaOH的质量分数为1.6%,现有废硫酸4.9t(的质量分数为20%),可以处理的废水质量是 。
【答案】(1)探究制作“叶脉书签”的最佳氢氧化钠溶液浓度
(2)叶片上残留叶肉很少
(3)B
(4)
(5)澄清石灰水变浑浊
(6)水/H2O
(7)AB
(8) ac 溶解性
(9)50t
【详解】(1)实验1中氢氧化钠溶液的浓度不同,其它因素相同,故目的是:探究制作“叶脉书签”的最佳氢氧化钠溶液浓度。
(2)根据表中内容可知,氢氧化钠溶液浓度为10%时,叶片上残留叶肉很少,较适合制成“叶脉书签”。
(3)由实验2可知,在10%的氢氧化钠溶液里,煮沸时间为15min时,残留很少叶肉,比较适合制成“叶脉书签”,故选B。
(4)氢氧化钠与氢氧化钙化学性质相似,故二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:。
(5)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故步骤②中通过B中澄清石灰水变浑浊的现象,可知稀盐酸加入到步骤①所得溶液中有二氧化碳产生。
(6)氢氧化钠溶液中含水,水也能与二氧化碳反应,故实验③的目的是排除水的干扰。
(7)氢氧化钠溶液中本身含水,二氧化碳能溶于水,且能与水反应,导致装置内气体减少,压强减小,导致软塑料瓶变瘪,故要想验证氢氧化钠与二氧化碳的反应,应排除水的干扰,根据控制变量法,除了一个加入氢氧化钠溶液,一个加入水,其它因素相同,即氢氧化钠溶液和蒸馏水的体积应相同,故需要对比的实验装置有AB。
(8)①a、氢氧化钠能和二氧化碳反应,则可吸收二氧化碳,符合题意;
b、氢氧化钠溶液不能吸水,不符合题意;
c、氢氧化钠和氯化氢反应生成氯化钠和水,则能吸收氯化氢,符合题意;
c、氢氧化钠不能和氧气反应,不能吸收氧气,不符合题意。
故选ac。
②氢氧化钙溶解度比较小,则一般不用氢氧化钙溶液吸收。
(9)设可处理废水的质量为x,则
解得x=50t
则可以处理的废水质量是50t。
17.(2025·辽宁大连·二模)人的胃液中含有盐酸,可帮助消化。胃酸过多 ,会造成胃部不适,可服用抗酸药来治疗。小组同学对抗酸药的药理及药效开展下列探究。
【任务一】抗酸药的药理研究
(1)抗酸药的主要作用为减少过多的胃酸。下列物质中不与胃酸发生反应的是___________(填字母序号)。
A.氢氧化镁 B.碳酸钙 C.氯化钠 D.氧化镁
(2)氢氧化钠也能与盐酸反应 ,但它不能作为抗酸药服用,原因之一是 。
【任务二】市售抗酸药的疗效比较
查阅资料:服用抗酸药后使胃酸的pH保持在3~5之间为宜,若pH过高或过低均会导致胃部不适。
模拟患者服药实验:按使用剂量取下列两种抗酸药分别加入等量稀盐酸中 ,并缓慢滴入一定浓度的稀盐酸(模拟人体分泌胃酸),获得数据如下。
抗酸药有效成分
用量
到达 的时间
维持pH在3~5的时间
最大pH
碳酸氢钠
2片
2秒
5.5分钟
6.83
氢氧化铝
4 片
307秒
大于1.5 小时
4.32
(3)起效速率 :两种抗酸药中起效较快的是碳酸氢钠 ,常用于急性胃酸过高患者的治疗 ,但由表中数据可知,服用此药存在的不足有 、 。除此之外,对于伴有胃溃疡(胃黏膜变薄)的患者,也不适宜服用碳酸氢钠,原因是 。
(4)降酸能力:氢氧化铝中和胃酸的原理是 (用化学方程式表示)。中和等量胃酸,所需氢氧化铝与碳酸氢钠的质量比为 。
【任务三】市售抗酸药中有效成分含量的测定
(5)某抗酸药主要成分是碳酸氢钠,还含有少量淀粉等其他物质(其他物质与酸混合不产生气体)。小组同学利用如图所示装置,测定其中碳酸氢钠的质量分数。(资料 :无水氯化钙可干燥二氧化碳气体)
①为使测定结果更准确,实验中用稀硫酸而不用稀盐酸的原因是 ;锥形瓶内反应结束后,需向装置中通入足量空气,作用是 。
②为达成实验目的 ,需要称量的数据有:所取抗酸药的质量、 。
【答案】(1)C
(2)氢氧化钠碱性太强,具有腐蚀性
(3) 维持时间太短 服用碳酸氢钠pH会调至6.83,不在正常范围内 碳酸氢钠和盐酸反应会产生二氧化碳气体,加重病情
(4) 13:42
(5) 稀盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体可能会被无水氯化钙吸收,导致测定的二氧化碳质量偏大,从而使测定结果不准确 将装置内残留的二氧化碳全部赶入无水氯化钙中,使其被完全吸收,从而使测定结果更准确 反应前后无水氯化钙的质量
【详解】(1)A、胃液主要成分为盐酸,氢氧化镁可以和盐酸反应,故正确;
B、碳酸钙可以和盐酸反应,故正确;
C、氯化钠不可以和盐酸反应,故错误;
D、氧化镁可以和盐酸反应,故正确;
故选C;
(2)氢氧化钠碱性太强,具有腐蚀性;
(3)由表中数据可知,服用碳酸氢钠存在的不足有维持时间太短;
胃酸的pH保持在3~5之间为宜,若pH过高或过低均会导致胃部不适,服用碳酸氢钠pH会调至6.83,不在正常范围内;
伴有胃溃疡(胃黏膜变薄)的患者,也不适宜服用碳酸氢钠,原因是碳酸氢钠和盐酸反应会产生二氧化碳气体,加重病情;
(4)氢氧化铝中和胃酸反应的化学方程式为:;
设胃酸质量为x。
x:y=:=13:42;
(5)实验中用稀硫酸而不用稀盐酸的原因是稀盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体可能会被无水氯化钙吸收,导致测定的二氧化碳质量偏大,从而使测定结果不准确;
锥形瓶内反应结束后,需向装置中通入足量空气,作用是将装置内残留的二氧化碳全部赶入无水氯化钙中,使其被完全吸收,从而使测定结果更准确;
为达成实验目的,需要称量的数据有:所取抗酸药的质量、反应前后无水氯化钙的质量(反应后无水氯化钙增加的质量就是反应生成二氧化碳的质量,根据二氧化碳的质量可以计算出碳酸氢钠的质量,进而计算出碳酸氢钠的质量分数)。
18.(2025·辽宁抚顺·二模)实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取,应选用的发生装置是 (填字母序号,下同),实验室加热高锰酸钾固体制取,应选用的发生装置是 。
(3)实验室制取和,均不能选用的收集装置是 。
(4)“捕集”技术为实现的资源化利用提供支持。下图为“氨法”捕集生产甲醇的流程图。
资料:a.氨气极易溶于水,水溶液呈碱性;b.受热分解为和
①“吸收室”中为了提高的吸收率,应该先通入的是 (填“”或“”)。
②“合成室”中除了生成甲醇外,还生成水。该反应的化学方程式是 。
(5)氢气被誉为未来的理想燃料。
①CO与在高温、高压、催化剂条件下,生成和,反应的化学方程式为 。
②氢气发热量高,燃烧时排放量为零,氢能的开发与利用也面临着一些困难。在氢气作为能源的其他优点或面临困难中选择一个视角,写出一点: 。
【答案】(1)分液漏斗
(2) B A
(3)D
(4)
(5) 氢气运输、储存困难
【详解】(1)装置B中仪器①的名称是分液漏斗;
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取,该反应中反应物为固体和液体,反应条件为常温,应选择固液常温型发生装置,即装置B;
实验室加热高锰酸钾固体制取,该反应中反应物为固体,反应条件为加热,应选择固体加热型发生装置,即装置A;
(3)二氧化碳密度比空气大、能溶于水且与水反应,应采用向上排空气法收集;氧气密度比空气略大、不易溶于水且不与水反应,可采用向上排空气法或排水法收集,故实验室制取和,均不能选用向下排空气法收集装置,即装置D;
(4)①已知氨气极易溶于水且水溶液呈碱性,而二氧化碳易与碱性溶液发生反应,所以先通入氨气,使溶液呈碱性,更有利于二氧化碳的吸收,故“吸收室”中为了提高的吸收率,应该先通入的是;
②由流程图可知,“合成室”中二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为;
(5)①CO与在高温、高压、催化剂条件下,生成和,化学方程式为;
②氢能的开发与利用面临的困难:氢气属于可燃性气体,与空气混合遇明火易发生爆炸,故氢气运输、储存困难。
19.(2025·辽宁沈阳·二模)皮蛋不仅营养美味,还具有一定药用价值。加工皮蛋所需的皮蛋粉中含有纯碱、生石灰、氯化钠等,皮蛋的制作方法主要分为液浸法和涂泥法。
【制作过程】某兴趣小组模拟制作过程进行了下列实验:
(1)③中滴入酚酞溶液后的现象为 。
(2)④中白色沉淀和白色固体A 的成分 (填“相同”或“不同”)。
实验室中模拟制作皮蛋粉:
【初步探究】同学在实验室使用碳酸钠、氧化钙、氯化钠三种物质代替皮蛋粉进行实验,将三种物质加入烧杯后,加足量水溶解,过滤得到滤液,滤液中的溶质一定有NaOH、NaCl,可能还含有或中的一种。
【进行实验】
(3)同学们分组进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
①取适量滤液于试管中,滴加足量碳酸钠溶液
不含
②取适量滤液于试管中,滴加足量
产生白色沉淀
含有
③取适量滤液于试管中,滴加少量稀盐酸
无明显现象
不含
【交流讨论】
(4)实验②中反应的化学方程式为 。
(5)同学们发现实验②与实验③得到的结论相悖,经研究分析后认为实验③结论不正确,可能的原因是 。
(6)皮蛋的一种加工工艺的主要原料配方:鸭蛋20kg,水20kg,生石灰若干千克,纯碱1.06kg,食盐0.7kg。现行配方中,生石灰和纯碱作用生成烧碱,若加工20kg的鸭蛋,需要烧碱的质量是 kg。
【食用皮蛋】
(7)制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味,食用时可以醮少量 去除涩味。
【反思拓展】
(8)制作皮蛋后的废水显碱性,直接排放该废水会污染环境,应进行中和后再排放;若用稀盐酸来中和该废液,写出该反应的化学方程式: 。
【答案】(1)溶液变为红色
(2)相同
(3) 无明显变化 氯化钡溶液(合理即可)
(4)BaCl2+Na2CO3=2NaCl+BaCO3↓(与上一步加入的溶液保持一致)
(5)滤液中一定含NaOH,滴加少量稀盐酸,先与NaOH反应,未与NaOH反应完全时,不会产生气泡
(6)0.8
(7)食醋
(8)NaOH+HClNaCl+H2O
【详解】(1)皮蛋粉中含有纯碱、生石灰,生石灰与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与纯碱反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤后滤液中含有氢氧化钠等碱性物质,碱性溶液能使酚酞溶液变红,所以③中滴入酚酞溶液后的现象为溶液变红;
(2)白色固体A是氢氧化钙与碳酸钠反应生成的碳酸钙沉淀,④中白色沉淀也是碳酸钠与滤液中钙离子反应生成的碳酸钙沉淀,所以④中白色沉淀和白色固体A的成分相同;
(3)①取适量滤液于试管中,滴加足量碳酸钠溶液,若不含Ca(OH)2,则无明显现象(因为碳酸钠与氢氧化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀);
②要证明含有Na2CO3,可滴加足量的氯化钙溶液,碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙白色沉淀;
(4)实验②中是碳酸钠与氯化钙反应,反应的化学方程式为 Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;
(5)实验③结论不正确,可能的原因是滴加少量稀盐酸时,稀盐酸先与滤液中的氢氧化钠反应,没有与碳酸钠反应,所以无明显现象,不能得出不含Na2CO3的结论;
(6)设需要烧碱的质量为x。
,解得x=0.8kg;
(7)制作过程中碱液会渗入皮蛋使之略带涩味,食用时可以加少量食醋(或醋、酸性物质等)去除涩味,因为酸能与碱发生中和反应;
(8)制作皮蛋后的废水显碱性,主要是含有氢氧化钠等碱性物质,用稀盐酸来中和该废液,氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,化学方程式为NaOH+HCl=NaCl+H2O。
20.(2025·辽宁沈阳·二模)为探究金属与酸反应,某实验小组进行如下四组实验。
实验一:探究铜、锌两种金属的活动性强弱。
如下表所示,取经过打磨,且形状、大小相同的铜、锌片于试管中,分别同时加入9.8mL溶质质量分数为18%的稀硫酸,对比观察实验现象。
实验编号
I
II
实验操作
实验现象
产生气泡,速率较快
无明显现象
(1)实验编号I中的金属是 。
(2)实验一的结论是 。
实验二:探究锌与稀硫酸反应。另取一块锌片与质量分数为18%的稀硫酸反应,随着反应的进行,测得产生H2的总体积与反应时间关系如表。在如表测量时间内随着反应进行溶液温度升高。
反应时间(s)
20
40
60
80
100
H2体积(mL)
5
15
30
50
60
(3)20-40s产生H2的平均速率是 mLs(平均速率指单位时间内H2体积的变化量)。
(4)产生H2的体积:40~60s大于20~40s,主要原因是 ;80~100s小于60~80s,主要原因是 (写一条即可)。
实验三:探究在锌和稀硫酸反应中加入硫酸铜溶液能否加快化学反应速度。
实验步骤:I.在规格相同的A、B试管中分别放入大小相同、质量相同的足量锌粒,胶头滴管吸入等量的液体,图甲所示。塞紧橡胶塞。II.将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。III.约100s后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
(5)写出A管中发生反应的化学方程式: 。
(6)图甲中试管B的药品为0.1mL5%的硫酸铜溶液和0.4mL10%的 ,A试管中加入0.1mL水的目的是 。
(7)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的 。
(8)在锌和稀硫酸的反应中,加人硫酸铜溶液可以加快反应速度,简述判断依据 。
实验四:测定稀硫酸的pH、处理酸性废水。
(9)某同学欲粗略测定溶质质量分数为0.49%的稀硫酸样品的pH,其检测方法为:在洁净干燥的玻璃片上放一片pH试纸, ,待试纸颜色稳定后,立即把试纸呈现的颜色与标准比色卡进行对照,测出该稀硫酸样品的pH为1。
(10)实验后有100g溶质质量分数为0.49%的稀硫酸的废水,处理这些酸性废水至中性后排放理论上需要氢氧化钙的质量为 g。
【答案】(1)锌/Zn
(2)锌的金属活动性比铜强
(3)0.5
(4) 反应放热,40~60s溶液温度更高 稀硫酸的浓度越来越小
(5)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(6) 稀硫酸 对照
(7)气密性
(8)相同时间内B试管中气压增加的更大
(9)用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上
(10)0.37
【详解】(1)实验编号 I 中产生气泡,速率较快,在金属活动性顺序中,锌排在氢前面,能与稀硫酸反应产生氢气,铜排在氢后面,不能与稀硫酸反应,所以实验编号 I 中的金属是锌(Zn);
(2)实验一中锌能与稀硫酸反应产生氢气,铜与稀硫酸不反应,结论是 锌的金属活动性比铜强;
(3)20−40s产生H2的体积变化量为15−5=10mL,时间变化量为40−20=20s,则20−40s产生H2的平均速率是。
(4)产生H2的体积:40~60s大于20~40s,主要原因是该反应是放热反应,随着反应进行,溶液温度升高,反应速率加快;80~100s小于60~80s,主要原因是随着反应进行,稀硫酸的溶质质量分数减小,反应速率减慢;
(5)A 管中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(6)探究在锌和稀硫酸反应中加入硫酸铜溶液能否加快化学反应速度,所以变量为硫酸铜溶液,图甲中试管B的试剂除了0.1mL 5%的硫酸铜溶液外,还需要加入0.4mL 10%的稀硫酸。A试管中加入0.1mL水的目的是与B试管形成对照;
(7)为确保实验成功,实验前应检查反应装置的气密性,以防止气体泄漏,影响实验结果的准确性;
(8)根据图乙所示的气压p随时间t变化的关系图,试管B(加入硫酸铜溶液)的气压上升速度明显快于试管A(未加入硫酸铜溶液),说明试管B中反应速率更快;
(9)用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,待试纸颜色稳定后,立即把试纸呈现的颜色与标准比色卡进行对照来确定pH;
(10)100g含硫酸0.49%的废水,该废水含有硫酸的质量=100g×0.49%=0.49g;设需要熟石灰的质量为x;
x=0.37g。
21.(2025·辽宁鞍山·二模)学完“浓盐酸敞口放置一段时间后浓度会变小”,化学社团对稀盐酸是否会发生类似情况产生了兴趣,并进行以下探究。
【提出问题】稀盐酸敞口放置一段时间后浓度会如何变化?
【作出猜想】猜想Ⅰ:变小;猜想Ⅱ:不变;猜想Ⅲ:变大。
【进行实验】
(1)取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸,分别标记为A溶液和B溶液,A溶液密封保存,B溶液敞口放置在空气中,两周后分组进行如下实验。请完成表格。
组号
操作
现象
分析
结论
甲组
取样,用pH计分别测量A、B溶液的pH
测得A溶液pH为0.6,B溶液pH为0.5
酸性更强的是 (填“A”或“B”)溶液
猜想Ⅲ正确
乙组
取两支相同的试管盛足量的碳酸氢钠粉末,用规格相同的注射器将等体积的A、B溶液全部快速注入试管(如图)
试管内均产生气泡,固体减少,反应结束后,盛B溶液的注射器活塞上升的高度更 (填“高”或“低”)
相关反应的基本反应类型为
丙组
分别取5mL等浓度的NaOH溶液于两支试管中,各滴加2滴酚酞溶液,振荡
观察到
相关反应的化学方程式为
将A、B溶液分别滴入上述两支试管中并振荡,当溶液恰好变为无色时,记录所加溶液的滴数
所加滴数更多的是 (选填“A”或“B”)溶液
【微观探析】用微观角度解释下列问题:
(2)氧气降温加压可由气态变为液态 。
(3)丙组实验的反应实质是氢离子和氢氧根离子反应生成了 。
(4)稀盐酸长时间敞口放置后浓度变大的原因是:在该条件下水分子与氯化氢分子相比, 。
【答案】(1) B 高 复分解反应 两支试管中溶液变红 A
(2)氧分子间有间隔,降温加压后,分子间间隔变小
(3)水分子
(4)水分子运动速率更快
【详解】(1)取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸,分别标记为A溶液和B溶液,A溶液密封保存,B溶液敞口放置在空气中,一段时间后取样,用pH计分别测量A、B溶液的pH,测得A溶液pH为0.6,B溶液pH为0.5,说明酸性更强的是B溶液;
取两支相同的试管盛足量的碳酸氢钠粉末,用规格相同的注射器将等体积的A、B溶液全部快速注入试管,HCl与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,由甲组实验可知,B溶液的酸性更强,则B溶液所含氢离子更多,即溶质HCl更多,则B溶液注入试管中生成的二氧化碳更多,因此试管内均产生气泡,固体减少,反应结束后,盛B溶液的注射器活塞上升的高度更高;该反应符合两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水,属于基本反应类型中的复分解反应;
分别取5mL等浓度的NaOH溶液于两支试管中,各滴加2滴酚酞溶液,振荡,氢氧化钠溶液显碱性,因此观察到两支试管中溶液变红;
将A、B溶液分别滴入上述两支试管中并振荡,当溶液恰好变为无色时,记录所加溶液的滴数,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,化学方程式为,由甲组实验可知,B溶液的酸性更强,则B溶液所含氢离子更多,即溶质HCl更多,因此当溶液恰好变为无色时,B溶液所加滴数更少,所加滴数更多的是A溶液;
(2)氧气降温加压可由气态变为液态,从微观角度解释是因为氧分子间有间隔,降温加压后,分子间间隔变小;
(3)丙组实验的反应实质是氢离子和氢氧根离子反应生成了水分子;
(4)稀盐酸长时间敞口放置后浓度变大的原因是:在该条件下水分子与氯化氢分子相比,水分子蒸发的速率比氯化氢分子挥发的速率快,导致稀盐酸浓度变大,故填:水分子运动速率更快。
22.(2025·辽宁锦州·二模)香甜的味道备受人们喜爱,糖是从古至今餐桌上必不可少的调味品。
I.糖类的作用
(1)糖类在人体中有多种功能,其中最重要的是提供机体活动所需的能量。成年人每天需摄入上百克糖类,早餐中的 等食物富含糖类。
Ⅱ.代糖的生产
(2)代糖是一类替代蔗糖等天然糖的甜味剂,木糖醇是一种常见的代糖。由木糖制备木糖醇的反应方程式为:C5H10O5+H2C5H12O5。用含木糖75%的原料40t合成木糖醇,理论上可制得木糖醇的质量为 t。
Ⅲ.糖与代糖的探究
经调查发现近几年最受市场青睐的代糖是赤藓糖醇。在制作糖果或糕点时,由于赤藓糖醇甜度较低,常与蔗糖一同使用。
查阅资料:
①蔗糖(C12H22O11)为白色固体,加热后熔化为透明液体,同时颜色逐渐变为深褐色,温度过高时会变成黑色固体。
②赤藓糖醇为白色固体,易溶于水,入口有清凉感。加热后熔化,其耐热性很强,不会发生变色。
(3)赤藓糖醇入口有清凉感,产生这种现象的可能原因是 (写出一种即可)。
(4)赤藓糖醇和蔗糖的溶解度曲线如图1所示。据图回答下列问题:
①下列说法正确的有 (填标号)。
A.赤藓糖醇和蔗糖的溶解度都随温度的升高而增大
B.t2℃时,欲将50g水配制成最甜的蔗糖溶液,至少需加入181g蔗糖
C.t2℃时,将赤藓糖醇的饱和溶液降温至t1℃,一定会析出194g晶体
D.t3℃时,将相同质量的赤藓糖醇和蔗糖配制成饱和溶液,所得蔗糖溶液质量更小
② 现有t3℃时赤藓糖醇和蔗糖的两种饱和溶液,欲使它们变成溶质质量分数相等的饱和溶液,可采取的方法是 (写出一种方法即可)。
(5)为验证某赤藓糖醇甜味剂中添加了蔗糖,需进行的实验操作是 ,观察到的现象是 。
IV.拓展实验
取10g小苏打和40g蔗糖混合均匀,堆放在盛有细沙的蒸发皿中间,其周围倒上适量75%酒精溶液,点燃,观察到从火焰中慢慢“爬出”一条体积逐渐膨胀的黑“蛇”,如图2所示。
查阅资料:
①小苏打受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体。
②蔗糖、小苏打、酒精相互之间不反应。
(6)黑“蛇”中黑色的物质可能是 。
(7)实验中酒精的作用是 。
(8)掰开得到的黑“蛇”,发现其内部蓬松多孔。请解释产生蓬松多孔现象的原因 。
【答案】(1)馒头(合理即可)
(2)30.4
(3)赤藓糖醇溶于水吸热
(4) AB 将两种物质的饱和溶液降温至t2℃(合理即可)
(5) 取适量甜味剂于试管中,加热 甜味剂变色
(6)碳/C
(7)为小苏打分解和蔗糖变黑提供热量
(8)小苏打受热分解生成二氧化碳气体,故其内部蓬松多孔
【详解】(1)植物种子或块茎中富含糖类,故早餐中的馒头、包子等富含糖类;
(2)解:设理论上可制得木糖醇的质量为x
x=30.4t
答:理论上可制得木糖醇的质量为30.4t;
(3)赤藓糖醇入口有清凉感,产生这种现象的可能原因是:赤藓糖醇溶于水吸收热量,温度降低;
(4)①A、由图可知,赤藓糖醇和蔗糖的溶解度都随温度的升高而增大,符合题意;
B、t2℃时,蔗糖的溶解度为362g,即该温度下,100g水中最多可溶解362g蔗糖,则该温度下,欲将50g水配制成最甜的蔗糖溶液,即应配成饱和溶液,则至少需要加入蔗糖的质量为:181g,符合题意;
C、t2℃时,将赤藓糖醇的饱和溶液降温至t1℃,降温后,赤藓糖醇的溶解度减小,有溶质析出,但是溶液质量未知,析出晶体的质量无法确定,不符合题意;
D、t3℃时,溶解度:赤藓糖醇大于蔗糖,则该温度下,将相同质量的赤藓糖醇和蔗糖配制成饱和溶液,所需水的质量为:蔗糖大于赤藓糖醇,则所得赤藓糖醇溶液的质量更小,不符合题意。
故选AB;
②现有t3℃时赤藓糖醇和蔗糖的两种饱和溶液,欲使它们变成溶质质量分数相等的饱和溶液,由图可知,t2℃时,赤藓糖醇和蔗糖的溶解度相等,则该温度下,它们饱和溶液的溶质质量分数相等,故可采取的方法是:将两种饱和溶液降温至t2℃,降温后,两种溶液的溶解度均减小,均有溶质析出,均是饱和溶液,且t2℃时,两种物质的溶解度相等,饱和溶液的溶质质量分数相等;
(5)蔗糖加热后熔化为透明液体,同时颜色逐渐变为深褐色,温度过高时会变成黑色固体,赤藓糖醇加热后熔化,其耐热性很强,不会发生变色,故为验证某赤藓糖醇甜味剂中添加了蔗糖,需进行的实验操作是:取适量甜味剂于试管中,加热,现象是:甜味剂变色,说明赤藓糖醇甜味剂中添加了蔗糖;
(6)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,蔗糖中含碳元素,故生成的黑色的物质可能是碳;
(7)酒精燃烧放出热量,故酒精的作用是:为小苏打分解或蔗糖变黑提供热量;
(8)小苏打受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体,反应生成了气体,故其内部蓬松多孔。
23.(2025·辽宁本溪·二模)某兴趣小组开展“钢铁腐蚀原理及防护方法”项目式研究。
任务一:分析钢铁的腐蚀
(1)潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和 共同作用造成的。小组同学发现钢铁制品比铜制品易生锈,其原因是 。
任务二:调查并验证钢铁防护方法
【查阅资料】膜化处理是钢铁防护的重要方法。操作时将钢材放入膜化剂中浸泡,其表面会形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能的方法要做“滴铜实验”,即向钢铁表面滴加含CuSO4的腐蚀剂,若60s后钢铁表面才出现红色物质,则抗腐蚀性能达标。
【实验1】分别取其它条件相同的膜化后和未膜化的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的含CuSO4的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。进行三组实验,结果如图所示。
(2)由图1可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能 (填“达标”或“不达标”)。出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
任务三:探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下表所示:
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知pH≥3.5时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
pH
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)根据以上实验结果,膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
(4)设计实验3的目的是 。
(5)根据上述实践活动,再提出一个可能影响膜层外观的因素 。
任务四:确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
(6)依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片做对比实验,进行“滴铜实验”时,出现红色物质的时间 (填“越长”或“越短”),抗腐蚀性能越好,则该条件为膜化处理更适宜的温度、pH。
【实践反思】
(7)研究钢铁防护方法的现实意义是 (写一条)。
【答案】(1) 水蒸气/水/H2O 铁比铜活泼
(2) 达标 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3) 60℃~70℃ 2.5~3.0
(4)探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响
(5)浸泡时间(合理即可)
(6)越长
(7)节约金属资源(合理即可)
【详解】(1)潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和水蒸气(或水、H2O)共同作用造成的;小组同学发现钢铁制品比铜制品易生锈,其原因是铁比铜活泼,更容易与其他物质反应;
(2)由图 1 可知,膜化后的薄钢片出现红色物质所用时间大于 60s,所以膜化后的薄钢片抗腐蚀性能达标;出现红色物质是因为铁与硫酸铜发生置换反应,化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;
(3)根据实验 2,膜层外观符合要求(致密、均匀)的温度范围是60℃~70℃;根据实验 3,膜层外观符合要求(致密、均匀)的 pH 范围是 2.5~3.0 ;
(4)设计实验 3 是在其他条件相同,改变膜化剂的 pH,观察钢片表面形成的膜层外观,目的是探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响;
(5)根据上述实践活动,可能影响膜层外观的因素还有浸泡时间(合理即可);
(6)依次选取实验 2、实验 3 膜层外观符合要求的钢片做对比实验,进行 “滴铜实验” 时,出现红色物质的时间越长,抗腐蚀性能越好,则该条件为膜化处理更适宜的温度、pH。
(7)研究钢铁防护方法的现实意义:研究钢铁防护方法的现实意义是节约金属资源或减少环境污染等 。
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题型03 科学探究题
1.(2025·辽宁鞍山·二模)某学习小组对铁的锈蚀开展探究活动。
任务1:探究影响铁钉锈蚀速率的因素
【查阅资料】铁钉生锈过程中,铁与氧气、水共同作用,可化合生成羟基氧化铁()。
为了研究溶液中的不同离子对铁钉锈蚀速率的影响,同学们设计如图1所示装置进行实验,相同条件下,用传感器测得分别盛有等体积等浓度和溶液试管内氧气浓度变化如图2所示。
(1)由图2可知:同一溶液中,随时间延长铁钉生锈速率 。
(2)由图2分析,该条件下两种溶液中铁钉最终锈蚀程度更大的是 ,理由是 。
任务2:出土铁器文物的保护
【查阅资料】
①中铁元素化合价为+2和+3价。
②检测出土铁器文物锈蚀产物成分及性质如下表。
成分
性质
致密
疏松
疏松
疏松
文物专家修复出土铁器常通过脱氯、还原,形成保护层来实现,原理如下:
(3)脱氯过程还生成了氯化钠,写出“脱氯”过程反应的化学方程式 ;还原时铁元素的化合价 (填“部分”“全部”或“没有”)降低。
(4)取温度、溶解氧为(每升水样中含有的氧气体积)水样,当滴加酸到溶液的时,钢铁腐蚀速率明显增大,原因是 。
(5)取温度、的水样,当溶解氧超过时,钢铁腐蚀速率明显下降,原因可能是 。
2.(2025·辽宁盘锦·二模)摩擦剂是牙膏的重要成分,能去除牙垢。化学学习小组围绕“牙膏摩擦剂”展开探究。
【探究活动一】探究牙膏中摩擦剂的成分
提出问题:该牙膏中的摩擦剂是什么?
查阅资料:某品牌牙膏的摩擦剂中可能有碳酸钙、氢氧化铝中的一种或两种。
氢氧化铝能与氢氧化钠溶液反应生成可溶性的偏铝酸钠和水。
牙膏中除了摩擦剂外,其他物质均不与酸、碱反应。
实验探究:
(1)取少量牙膏样品,加入足量水,搅拌、过滤,得到沉淀。
操作
现象
结论
①取少量沉淀于试管中,加入足量稀盐酸。
产生无色气泡
该牙膏摩擦剂中含有
②将步骤①中产生的气体通入澄清石灰水。
澄清石灰水变浑浊
③另取少量沉淀于试管中,
该牙膏中还含有另一种摩擦剂
【探究活动二】测定牙膏中碳酸钙的含量
实验测量与计算:为测定牙膏样品中碳酸钙的含量,小组同学又进一步设计了如图所示的实验方案(装置气密性良好),准确称取10.0g牙膏样品加入锥形瓶中,其他各装置中试剂皆足量,每步均完全反应或吸收。
(2)反应开始前先通入一段时间的空气,反应结束后继续通入一段时间的空气,测得反应前后C装置增重0.88g,则该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是 。
实验分析与反思:
(3)A装置的作用是 。
(4)实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用除搅拌B、C中的反应物外,还可以 。
(5)有同学指出,这套装置会导致测定结果偏大,请分析结果偏大的可能原因是 (写出1点即可)。
【探究活动三】了解摩擦剂中碳酸钙的生产
(6)步骤①中,还可得到另外一种生成物,写出该物质的一种用途: 。
(7)步骤③中,还可以选择另一种类别的物质,采用沉淀法制备出高纯度的碳酸钙,其反应原理的化学方程式是 。
(8)若步骤③采用(6)的方法,上述流程未涉及到的基本反应类型是 。
(9)石灰石中原本就含有碳酸钙,还要经历“石灰石→生石灰→石灰水→碳酸钙”的转化过程的原因是 。
3.(2025·辽宁朝阳·二模)化学实验探究。
活动一:根据如图所示实验回答问题。
(1)实验一,通过对比铜片上的白磷燃烧而热水中的白磷不燃烧的事实,说明可燃物燃烧的条件之一是 。
(2)实验二,将稀盐酸倒入烧杯中,充分反应后,再次称量,发现物质总质量减小,原因是 。
(3)实验三,一段时间后,观察到中铁钉生锈,、中铁钉无明显变化,通过对比A、、中的现象,可得出铁生锈的条件是铁与 等同时接触。
(4)实验四,加热蒸发食盐水过程中,当蒸发皿中出现 时,停止加热。
活动二:在学习了常见的酸和碱后,某化学兴趣小组的同学在老师引导下围绕“酸碱中和反应”开展实验探究活动,请你参与下列活动。
【实验探究】将氢氧化钾溶液与稀硫酸混合,观察不到明显现象,为证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生应,三位同学进行了以下实验。
(5)测定溶液变化的方法。同学在实验过程中测得变化如图1所示,该同学是将 (填字母序号)
a、氢氧化钾溶液滴入稀硫酸中 b、稀硫酸滴入氢氧化钾溶液中
(6)测混合过程中的温度变化。乙同学在实验中测得反应混合溶液的温度变化如图2所示,说明稀硫酸与氢氧化钾溶液发生的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。图2中B点表示的含义是 。
(7)借助于酸碱指示剂。丙同学通过图3所示实验,他观察到溶液由 ,也证明氢氧化钾溶液与稀硫酸发生了化学反应。
【提出问题】针对反应后溶液中溶质的成分,大家纷纷提出了猜想。
【猜想与假设】猜想一:只有
猜想二:有和
猜想三:有和
【进行实验】为了验证猜想,小组选用粉末、溶液,进行如下探究:
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
取少量反应后的溶液于试管中,加入粉末
______
溶液中有猜想二正确
方案二
取少量反应后的溶液于试管中,滴加溶液
产生白色沉淀
溶液中有猜想二正确
(8)上表中的实验现象为 。
【实验结论】通过探究,同学们一致确定猜想二是正确的。
【评价与反思】
(9)同学针对上述方案提出疑问,认为方案二是不合理的,理由是 。
(10)向100g溶质质量分数为11.2%的溶液中,加入 的稀硫酸充分反应后。
4.(2025·辽宁朝阳·二模)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,后钢铁表面才出现红色物质表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
I、验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 。
II、探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入、不同温度的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
温度/℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同的膜化剂中浸泡,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)实验3的目的是 。
(4)根据实验2、实验3的结果,膜层外观符合要求的温度、的范围依次为 、 。
III、确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(5)实验4中,确定适宜温度的实验方案是 。
(6)每年都有大量钢铁被氧化,请写出工业炼铁的化学方程式 。
(7)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题。答: 。
5.(2025·辽宁鞍山·二模)空气中含有多少氧气呢?学习小组开展“测定空气里氧气含量”的探究活动。
资料:1.红磷的着火点是240℃,白磷的着火点是40℃。
2.相同的温度和体积下,气体压强与分子数成正比。
3.相同的温度和压强下,气体体积与分子数成正比。
【史料研究】
二百多年前,化学家拉瓦锡利用汞能和氧气发生反应的原理,采用图1装置测出氧气约占空气体积的1/5。
(1)加热时,曲颈甑内液态汞表面产生红色粉末,玻璃钟罩内的现象是 ,产生该现象的原因是 。
【设计与实验】
设计并利用图2装置测空气里氧气含量。
(2)主要步骤如下,正确的顺序为 (填序号)。
①弹簧夹夹紧胶皮管
②红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹
③点燃红磷后立即伸入瓶中并塞紧塞子
④在集气瓶中加入少量水,将水面上方空间分成5等份
(3)实验结束,集气瓶中剩余气体的主要成分是 。
【优化与实验】
同学们利用图2装置多次实验,水面均未上升到刻度“1”。经讨论后,分别取足量红磷、白磷采用图3装置进行实验,记录并处理数据分别如图4、图5。
(4)图4中氧气含量从8.05%上升到9.26%,原因可能是 。
(5)图5中BC段压强增大,原因是 。计算白磷消耗的氧气占空气体积的 %(精确到0.01%)。
【反思与交流】
(6)图2实验水面未达到刻度“1”,原因是装置中的氧气未消耗完。红磷燃烧不能将氧气消耗完的主要原因是 。
(7)上述实验中汞、白磷和五氧化二磷有毒,对环境“不友好”。结合实验原理和药品弊端,可选择的替代药品有 (写一种)。
6.(2025·辽宁·二模)随着我国“资源节约型”与“环境友好型”城市的建设,城市垃圾的处理成为了一项重要工程。同学们在老师的组织下,带着极大的兴趣对垃圾的分类、处理、焚烧产物及宣传活动等展开了项目化学习。
任务一:了解垃圾分类的意义
(1)学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是______(填字母序号)。垃圾的综合化分类可实现金属、塑料和纸屑等资源的再利用。
A. B. C. D.
任务二:学习垃圾分类处理的方法
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)垃圾筛分时,可根据 区别铜和铝。
任务三:探究垃圾焚烧产生的气体成分
【提出问题】垃圾焚烧产生的气体中是否含有SO2、CO、CO2?
【查阅资料】
①SO2能使红色的品红溶液褪色,常用于检验SO2
②紫红色酸性高锰酸钾溶液可与SO2反应而褪色
③SO2也能使澄清石灰水变浑浊
【进行实验】
(3)设计实验方案,探究垃圾焚烧产生的气体成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
①将除尘后的气体通入盛有少量品红溶液的试管中
红色褪去
含有
②将除尘后的气体先通过图1装置后,再通入盛有澄清石灰水的试管中
含有CO2
【反思评价】
(4)步骤②中,足量高锰酸钾溶液的作用 。
(5)步骤②中,澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 。
(6)小组同学用图2装置测得焚烧垃圾产生的气体中CO体积分数变化如图,t1~t2时间段内CO体积分数出现异常的原因是 。
【实验反思】
(7)垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如图所示。下列有关说法错误的是_______。
A.流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体
B.“其它气体”的主要成分为O2
C.CO2进入海洋,使海洋酸化,发生的反应为CO2+H2O=H2CO3
D.使用P2G技术的优点是二氧化碳转化为甲烷,被重复利用,节约资源
任务四:探究废旧矿泉水瓶是否含有氧元素
同学们设计了如图所示装置进行实验,将19.2g废旧矿泉水瓶碎片在足量的干燥O2中完全燃烧后,称量B装置增重了7.2g,C装置增重了44g,回答下列问题:
已知:浓硫酸有吸水性,装置中溶液均足量。
(8)该废旧矿泉水瓶中 (填“含”或“不含”)氧元素。
任务五:设计垃圾分类回收的宣传活动
成果分享:同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们还提出了许多合理化的建议。
(9)为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是 。
7.(2025·辽宁铁岭·二模)《周礼·考工记》中介绍了古代漂洗丝帛的工艺:将木头烧成灰(草木灰的主要成分为,呈碱性),在光滑的容器里用其灰水浸泡丝帛;再将一定量蚌壳(主要成分为)灼烧成灰加入上述容器中一起浸泡去除丝织品中的胶质使其柔软。同学们对古法漂洗丝帛很感兴趣,在老师的指导下进行了如下项目式探究:
项目一:丝帛漂洗液的制取
【进行实验】同学们按古法工艺进行改进,设计如下流程:
【结论分析】
(1)蚌壳灰的主要成分是 (填化学式)。
(2)步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ,烧杯乙中温度明显升高,原因是 。
(3)在上述制作过程中可循环使用的物质是 (填名称)。
项目二:丝帛漂洗液溶质成分的探究。
【提出问题】猜想1:只含有KOH:猜想2:含有KOH和;猜想3:含有KOH和;猜想4:含有KOH、和。
(4)同学们分析后一致认为猜想4不成立,理由是 (用化学方程式表示)。
【实验验证】
(5)用步骤Ⅲ所得丝帛漂洗液进行实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取适量丝帛漂洗液于试管中,滴加稀盐酸
猜想2不成立
②另取适量丝帛漂洗液于试管中,通入二氧化碳气体
产生白色沉淀
猜想 成立
【交流讨论】
(6)小明同学认为步骤①实验操作需要再完善,才能得出猜想2不成立,理由是 。
(7)小组的其他同学在进行步骤②时选择了不同类别的试剂,也观察到产生白色沉淀,得出正确结论,你认为她选用的试剂可能是 。
(8)古人不提前制备大量氢氧化钾的原因是 。
项目三:天然丝织品养护
(9)漂洗后的丝帛经过染整、印花和整理后得到丝织品,其具有穿着舒适、吸湿性好等优点,但天然丝织品比较娇嫩,不耐碱,应精心护理。
养护小贴士
洗涤方法
保养方法
最好用冷水手洗
洗涤后在阴凉处晾干
选用 性洗涤剂
尽量密封,防霉变、防虫蛀
8.(2025·辽宁鞍山·二模)排放含磷废水会使水体富营养化。为除去废水中的磷,某小组开展下列研究。
Ⅰ.制备吸附剂
【实验1】往桑枝木炭中加入溶液,浸泡后再加入NaOH溶液,调节溶液的pH,经系列操作制得吸附剂A和吸附剂B。
(1)使用 可测定溶液的pH。
(2)溶液和NaOH溶液反应生成Fe(OH)3沉淀和Na2SO4,反应的化学方程式为 。
Ⅱ.研究吸附剂的性能
【实验2】为比较两种吸附剂的除磷性能,25℃时,分别取含磷浓度为的两份等量含磷废水,将废水的pH均调至6,用两种吸附剂进行控制单一变量实验,结果如下表(吸附量是指每克吸附剂吸附的废水中磷元素的质量)。
实验编号
实验条件
实验结果
吸附剂
吸附剂质量/g
废水的
pH
吸附时间
/min
吸附率
/%
吸附量
/(mg•g-1)
①
A
0.2
6
x
75.7
1.42
②
B
y
6
260
98.1
1.84
(3)上表中x= ,y= 。
【实验3】为研究废水的pH对吸附剂A除磷性能的影响,设计实验方案。
(4)该实验方案为 。
Ⅲ.研究吸附剂的应用
含磷废水的净化处理过程如下图所示。
(5)从实验2数据判断,“吸附剂X”应选择吸附剂 (填“A”或“B”),除磷效果较好。
(6)从以上净水过程可以归纳出物质分离的一般思路:明确混合物中的物质→ →确定物质的分离方法。
9.(2025·辽宁·二模)2025年5月1日,我国利用船舶加装的碳捕捉系统回收首罐液态二氧化碳的卸船,标志着远洋航行船舶从燃油消耗到二氧化碳回收利用形成闭环。同学们对“二氧化碳回收利用形成闭环”非常感兴趣,开展有关二氧化碳的项目式学习。
任务一:调查空气中二氧化碳含量增加的原因
(1)同学们调查到空气中二氧化碳含量增加的原因有很多,你认为有 (写一种即可)。
任务二:讨论空气中二氧化碳含量减少的方法
(2)同学们讨论了空气中二氧化碳含量减少的方法,知道低碳生活方式可以减少二氧化碳排放,你的一种低碳生活方式是 。有同学想到二氧化碳能使澄清石灰水 (填实验现象),补充了可以利用有碱溶液或水吸收二氧化碳。
任务三:探究实验室中不同试剂吸收二氧化碳的效果
实验室提供4种试剂:水、饱和石灰水、质量分数为0.165%的NaOH溶液、质量分数为40%的NaOH溶液。
【提出问题】上述4种试剂吸收二氧化碳的效果如何?
【查阅资料】
①室温下,饱和石灰水中氢氧化钙的质量分数约为0.165%
②利用压强传感器及信息处理终端可将实验数据进行记录、呈现和分析
【进行实验】
步骤1:各装置气密性良好(夹持装置已省略),同学们用4只250mL烧瓶集满纯净的二氧化碳气体。
步骤2:用4支注射器分别取60mL上述提供的4种试剂,将烧瓶分别连接压强传感器和注射器(如图1所示)。
步骤3:待烧瓶内气压平稳后,迅速将4支注射器内试剂分别全部注入相对应的烧瓶中,关闭止水夹,观察压强变化。一段时间后,振荡烧瓶,继续观察压强变化。小组合作完成实验,并展示烧瓶内压强随时间变化的曲线图(如图2所示)
【分析讨论】
(3)根据40%NaOH溶液对应的曲线,分析时间段曲线变化的原因是 。
【得出结论】
(4)结合图2数据,从压强和吸收效果两个角度对比分析,得到的结论是 。
任务四:形成二氧化碳闭环的意识
(5)在老师指导下,知道上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后,氢氧化钠有剩余。为了达到零碳排放和对环境无污染,形成二氧化碳闭环的意识。现处理上述实验中40%NaOH溶液吸收二氧化碳后的液体,你设计的实验方案是 。
师生对其他烧瓶中的物质也进行了科学处理。
【拓展思维】我国已经实现了利用二氧化碳合成淀粉、甲醇和负碳纤维等,“二氧化碳回收利用形成闭环”是未来碳科学和技术发展的探索方向。
10.(2025·辽宁葫芦岛·二模)某化学兴趣小组对纯碱的性质及用途等开展项目式学习。
任务一:探究纯碱的性质
【查阅资料】①氯化钙溶液呈中性;②在溶液中,氯化钙与碳酸钠发生反应的化学方程式为:
【实验与分析】
(1)将碳酸钠溶液滴加到试管A中,观察到酚酞溶液变红,说明碳酸钠溶液呈 (填“酸”或“碱”或“中”)性,B试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)常温下,向氯化钙和盐酸的混合溶液中,边搅拌边滴加溶质质量分数为5.3%的碳酸钠溶液(如图2),先有气泡产生,后有沉淀生成,溶液的pH变化情况如图3所示,当碳酸钠溶液质量加到 g时,溶液中盐酸恰好反应完,原溶液中氯化钙的质量为 。
(3)M点对应的溶液中阳离子有 。向d点对应溶液中滴加紫色石蕊溶液,观察到 。
【实验结论】纯碱溶液不仅能使指示剂变色,还能与某些酸、碱、盐类物质发生化学反应。
任务二:探究纯碱的用途
【查阅资料】 溶液可清洗油污,且溶液碱性越强,效果越好,可用于生产洗涤剂。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
用不同温度的水,配制不同溶质质量分数的 溶液,并测定溶液的 pH,记录数据如表:
实验编号
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
溶质质量分数
2%
2%
2%
6%
6%
6%
10%
10%
10%
溶液温度(℃)
20
40
60
20
40
60
20
40
70
溶液的pH
10.90
11.18
11.26
11.08
X
11.30
11.22
11.46
11.50
【解释与结论】
(4)实验①、④、⑦对比,可得出的结论是 。
(5)在实验⑤中,测得溶液的pH值为X,分析数据推测X的范围应为 。
(6)分析本小组所测数据,其中除油污效果最好的碳酸钠溶液具备的条件是 。
【拓展与应用】
(7)下列物质能去除油污的是 (填字母序号)。
A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D. E.洗洁精
11.(2025·辽宁沈阳·二模)“上善若水,水善利万物而不争”我们应弘扬水之德,善用水之益。化学兴趣小组开展以“水的净化”为主题的项目式学习。
任务一:咨询水处理过程
【咨询专家】同学们通过数字化平台,向水处理专家进行咨询。专家介绍了两种水处理技术:
①常规处理技术:天然水→加絮凝剂反应沉淀→过滤后加活性炭→加消毒剂→自来水。
(1)其中活性炭起 作用。
②高分子膜分离技术
任务二:探究水处理中的消毒剂
【查阅资料】①Cl2通入H2O中,形成氯水,Cl2与H2O反应生成次氯酸(HClO)和HCl。
②次氯酸(HClO)具有强氧化性,可消毒杀菌。
③次氯酸(HClO)不稳定,见光易分解。
【提出问题】久置的氯水是否可以用于消毒杀菌?
【进行实验】在教师的指导下,同学们设计实验方案,利用左下图装置探究新制氯水在光照下溶液的pH、氯离子浓度随时间的变化,通过实验,最终获得如下图(1)(2)所示数据。
【数据处理】
(2)通过图(1)(2)数据分析,氯水在光照下pH变小的原因是HClO见光分解生成了 ,使溶液酸性增强。
【得出结论】
(3)通过讨论,同学们得出的结论是 。
【分享交流】
(4)若将Cl2通入水中,再加入NaOH溶液,可制得一种新的消毒剂。其中次氯酸(HClO)与NaOH反应的化学方程式为 。
任务三:自制纯净水
【设计制作】通过查阅资料,同学们设计如下图所示装置对自来水再次净化获得纯净水。
(5)当自来水通过上图所示阳、阴离子交换柱后,与通入前相比,水分子数目将增多,简述其理由。 。
12.(2025·辽宁·二模)小明观察到敞口水草缸(水草和鱼共存)中不断有气体通入,如图所示,他对此很感兴趣,于是跟小组同学进行了如下探究。
探究Ⅰ:向水草缸中通入的气体是什么?
【作出猜想】可能是空气或。
【实验1】将气体细化器从水中取出,收集一瓶通入的气体,将燃着的木条伸入瓶内,发现木条立即熄灭,说明猜想不成立。
【提出新猜想】可能是或。
【实验2】
(1)将该气体通入 中,根据现象确定通入的气体是。
【交流讨论】
(2)通入有利于水草进行光合作用。光合作用放出的气体为 。
探究Ⅱ:利用生活中的物质自制简易发生器并应用于水草缸中。
【回忆旧知】
(3)实验室制取的反应原理为 (用化学方程式表示)。
【选择药品】小组讨论后选择了鸡蛋壳、小苏打和白醋等。
【设计装置】利用塑料瓶、输液管等材料,设计并制作了如图所示的甲、乙两套发生装置(乙中的夹持装置已省略)。
【分析讨论】
(4)装置甲可随时控制反应的发生与停止。向装有白醋的瓶中加入鸡蛋壳,拧紧瓶塞,使反应发生的具体操作为 。
(5)与甲相比,装置乙既可控制反应的速率,又可得到持续稳定的气流,故选择乙与图所示装置(用于除杂和观察气泡)组装成发生器。下列分析正确的是_______(选填字母)。
A.乙中的b口应与图中的c口相连接
B.为除去中混有的醋酸,X可以是溶液
C.可根据X中冒出气泡的快慢来调节乙中的流速调节器
【实践应用】
(6)小组同学用自制的发生器连接气体细化器向水草缸中通入气体,实践效果很好。使用气体细化器的作用是 。
【反思拓展】
(7)发生器的不合理使用会影响缸中鱼类生存,请写出使用时的一条注意事项: 。
13.(2025·辽宁鞍山·二模)氢能作为极具发展潜力的多元化能源,在我国经济发展中具有重要的地位。某校实践小组的同学们对此产生了浓厚的兴趣,他们对氢气的制取方法、应用优势、储存手段和发展前景等展开了项目式问题探究。
任务一:调查氢能制取方法
【咨询专家】小组同学通过数字化平台向专家进行咨询,知道了氢气可用多种工艺过程制备,方法有电解水制氢和工业副产品制氢等。
【模型构建】用可再生能源电解水制氢,将是应用广泛、技术成熟的一种手段。过程如图:
【交流讨论】
(1)近年来,能用来发电的可再生能源有 。
(2)化石燃料也可用于氢的制取,但不足之处有 。
任务二:探究氢能应用优势
【提出问题】氢气作为理想能源的原因是什么?
【进行实验】
(3)设计纯净氢气与天然气燃烧的对比实验
实验步骤
实验现象
实验结论
①分别在带尖嘴的导管口点燃氢气和天然气,在火焰上方罩一个干冷的小烧杯
均有水生成
②迅速把①中的烧杯倒过来,分别注入少量澄清石灰水,振荡
罩在天然气火焰上方烧杯内的澄清石灰水变浑浊,而氢气火焰上方的烧杯内无变化
【反思评价】
(4)通过上述实验对比,氢气作为燃料的优点是 。
(5)在理想状态下,小组同学通过图1实验,将测得的实验数据绘制成的图像如图2所示,分析图像,可得出的结论是 。
任务三:调研氢能储存手段
【查阅资料】
(6)我国绿氢规模化储存是商业化应用的基本保障,为了进行大量储存,通常将氢气转化为液氢,从微观角度分析,发生改变的是 。
任务四:展望氢能发展前景
【市场调研】
(7)目前,氢燃料电池在公共交通中应用已较为成熟,其工作原理如图3所示,发生反应的化学方程式为 ,未来,氢能将在航空、航天、电力和建筑领域大力推广。
成果分享:通过问题探究,大家对氢能有了较为全面的认识。氢气作为一种理想的新型能源,其产业链包括“制—储—输—用”四个主要环节。因此,降本增效、规模化发展,将是我国经济增长和服务民生的一项重要举措。
14.(2025·辽宁沈阳·二模)学习小组同学对洗衣剂的变迁产生了兴趣,开展探究性活动。
任务一:谈古——古代洗衣剂“灰”
【资料卡片】
资料一:“灰”就是草木灰,其主要成分为碳酸钾。
资料二:碱性溶液可清洗油污,碱性越强,去油污效果越好。
活动一:获得草木灰
【小组实验】在实验室里焚烧秸秆,获得草木灰。
活动二:了解草木灰
【实验准备】称取a克草木灰,用一定温度的热水浸泡并过滤,将滤液平均分成两份。
【探究实验一】
(1)草木灰浸出液的酸碱性。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量滤液于试管中,滴加 溶液
溶液变红色
草木灰浸出液显碱性
【探究实验二】草木灰中碳酸钾的含量。
对另一份滤液进行了实验,部分实验过程如下图所示:
【实验反思】
(2)为了干燥气体,B装置中盛放的试剂是 (填名称)。
(3)实验测定C装置质量增重了b克,原因是吸收了 。
(4)查阅资料分析,发现测得的草木灰中碳酸钾的含量偏低,可能的原因是________(填字母序号)。
A.用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验
B.装置中残留的二氧化碳没有被吸收
C.氢氧化钠溶液与空气直接接触
【拓展延伸】
小组同学对常见的不同植物制得的草木灰都进行了测定,最终得知向日葵秸秆灰中碳酸钾含量较高,更适合作为洗衣剂使用。
任务二:论今——现代洗衣剂“爆炸盐”
超市出售的爆炸盐洗衣剂能轻松洗去顽固污渍,小组同学继续进行探究。
【查阅资料】
爆炸盐是一种含有过碳酸钠的洗涤用品,过碳酸钠遇水后发生分解,生成过氧化氢和一种碳酸盐,洗涤效果与这两种物质的性质相关。
(5)根据以上信息,写出碳酸盐中的阳离子 (用符号表示)。
(6)为了验证生成的过氧化氢,进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
取适量爆炸盐于试管中,加水、振荡。将少量二氧化锰加入上述试管中,并将带火星的木条伸入试管内。
有气泡产生,且
爆炸盐遇水后有过氧化氢生成
【交流讨论】
(7)写出实验操作中过氧化氢分解的化学方程式 。
爆炸盐应该密封存放。
15.(2025·辽宁·二模)是治疗胃酸过多症的一种抗酸药。某学习小组在室温下,对是否适合作为抗酸药进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)①俗称小苏打,俗称 。
②人体胃液(含有盐酸)通常约100mL,pH约1.5.体温约37℃。
③抗酸药的标准之一:药物发生疗效时,胃液的pH保持在3~5之间最宜,pH过高会导致胃痛等不适症状。
【提出猜想】
(2)猜想甲:适合作为抗酸药。其理由是 (用化学方程式表示)。
猜想乙:不适合作为抗酸药。其原因可能是碱性较强。
【实验探究1】探究与碱性的强弱
(3)依次测量等浓度的溶液和溶液的pH,结果分别为11和9。溶液的碱性比溶液 (填“强”或“弱”)。
【实验探究2】探究作为抗酸药的适应性
先向500mL烧杯中加入的盐酸,用自动注射器向烧杯中以1mL/min的速度滴入的盐酸模拟人体分泌胃液,再加入固体,并持续搅拌。用pH传感器记录溶液pH随时间的变化曲线。
将上述实验中换成,重复实验过程。所得两条曲线如下图所示。
【分析数据】
(4)由图可知,与相比:①反应时造成胃液pH远大于5;② 。
【得出结论】不适合作为抗酸药,猜想乙正确。
【反思评价】
(5)有小组成员提出,从控制变量和对比实验的角度看,“实验探究2”设计不够严谨,你认为不严谨之处是 。
【拓展延伸】
(6)也是一种常用的抗酸药。相比,从与胃酸反应的产物分析,抗酸药存在的不足是 。
16.(2025·辽宁铁岭·二模)“叶脉书签”(如图)的制作过程是将洗干净的树叶放在一定浓度的氢氧化钠溶液中煮沸,再加以处理,除去表皮和叶肉,只余清晰的叶脉,就能得到“叶脉书签”。实验小组同学对该制作过程及氢氧化钠的性质进行了研究。
I.探究制作“叶脉书签”的最佳条件
【查阅资料】氢氧化钠溶液有腐蚀性。
【进行实验】
实验1:相同煮沸时间内,将洗干净的树叶放在不同浓度的氢氧化钠溶液里,处理后叶片变化如下表。
NaOH溶液浓度
1%
5%
10%
叶片变化
留有很多叶肉
留有较多叶肉
残留很少叶肉
实验2:在10%的氢氧化钠溶液里,将洗干净的树叶进行不同时间的煮沸,处理后叶片变化如下表。
煮沸时间
5min
15min
20min
叶片变化
留有很多叶肉
残留很少叶肉
叶片卷起来,叶肉与叶脉不易分离
【解释与结论】
(1)实验1的实验目的是 。
(2)实验小组同学选择了10%的氢氧化钠溶液制作“叶脉书签”,原因是 。
(3)通过实验2可知,制作“叶脉书签”的最佳煮沸时间是________(填字母序号)。
A.5min B.15min C.20minII.探究氢氧化钠的性质
【查阅资料】
a.氢氧化钠与氢氧化钙化学性质相似
b.稀盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为:
c.通常状况下,1体积的水约能溶解1体积二氧化碳
【猜想与假设】
(4)氢氧化钠能与二氧化碳发生反应,其化学方程式为: 。
【进行实验】
实验一:实验小组同学将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的大试管中,结果同学们没有观察到明显的现象。
对此甲同学产生疑问:两种物质是否发生了化学反应?在老师的帮助下,通过对比实验二、三证明NaOH与二氧化碳发生了反应。
实验二:如图1取适量实验一所得溶液于试管A中,滴加适量的稀盐酸,观察到有大量气泡产生;产生的气体通入盛有澄清石灰水的试管B中,观察现象。
实验三:按图2装置设计实验,结果观察到无明显现象。
【解释与结论】
(5)实验二中通过B中 的现象,可知稀盐酸加入到实验一所得溶液中有二氧化碳产生。
(6)实验三的目的是排除 的干扰。
(7)乙同学认为用软塑料瓶也可以验证氢氧化钠与二氧化碳的反应,需要对比的实验装置有 (填字母序号)。
III.探究氢氧化钠的应用
(8)实验室中的应用:
①实验室中能用氢氧化钠溶液吸收的气体是 (填字母序号)。
a.二氧化碳 b.水蒸气 c.氯化氢 d.氧气
②吸收上述所选气体,一般不用氢氧化钙溶液,主要是因为氢氧化钠和氢氧化钙的 不同。
(9)工业中的应用:
氢氧化钠常用于制造人造丝、造纸、炼油、纺织、印染与橡胶工业。某造纸厂废水中NaOH的质量分数为1.6%,现有废硫酸4.9t(的质量分数为20%),可以处理的废水质量是 。
17.(2025·辽宁大连·二模)人的胃液中含有盐酸,可帮助消化。胃酸过多 ,会造成胃部不适,可服用抗酸药来治疗。小组同学对抗酸药的药理及药效开展下列探究。
【任务一】抗酸药的药理研究
(1)抗酸药的主要作用为减少过多的胃酸。下列物质中不与胃酸发生反应的是___________(填字母序号)。
A.氢氧化镁 B.碳酸钙 C.氯化钠 D.氧化镁
(2)氢氧化钠也能与盐酸反应 ,但它不能作为抗酸药服用,原因之一是 。
【任务二】市售抗酸药的疗效比较
查阅资料:服用抗酸药后使胃酸的pH保持在3~5之间为宜,若pH过高或过低均会导致胃部不适。
模拟患者服药实验:按使用剂量取下列两种抗酸药分别加入等量稀盐酸中 ,并缓慢滴入一定浓度的稀盐酸(模拟人体分泌胃酸),获得数据如下。
抗酸药有效成分
用量
到达 的时间
维持pH在3~5的时间
最大pH
碳酸氢钠
2片
2秒
5.5分钟
6.83
氢氧化铝
4 片
307秒
大于1.5 小时
4.32
(3)起效速率 :两种抗酸药中起效较快的是碳酸氢钠 ,常用于急性胃酸过高患者的治疗 ,但由表中数据可知,服用此药存在的不足有 、 。除此之外,对于伴有胃溃疡(胃黏膜变薄)的患者,也不适宜服用碳酸氢钠,原因是 。
(4)降酸能力:氢氧化铝中和胃酸的原理是 (用化学方程式表示)。中和等量胃酸,所需氢氧化铝与碳酸氢钠的质量比为 。
【任务三】市售抗酸药中有效成分含量的测定
(5)某抗酸药主要成分是碳酸氢钠,还含有少量淀粉等其他物质(其他物质与酸混合不产生气体)。小组同学利用如图所示装置,测定其中碳酸氢钠的质量分数。(资料 :无水氯化钙可干燥二氧化碳气体)
①为使测定结果更准确,实验中用稀硫酸而不用稀盐酸的原因是 ;锥形瓶内反应结束后,需向装置中通入足量空气,作用是 。
②为达成实验目的 ,需要称量的数据有:所取抗酸药的质量、 。
18.(2025·辽宁抚顺·二模)实验探究是学习化学的重要方法。请根据下列实验装置图回答问题。
(1)装置B中仪器①的名称是 。
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取,应选用的发生装置是 (填字母序号,下同),实验室加热高锰酸钾固体制取,应选用的发生装置是 。
(3)实验室制取和,均不能选用的收集装置是 。
(4)“捕集”技术为实现的资源化利用提供支持。下图为“氨法”捕集生产甲醇的流程图。
资料:a.氨气极易溶于水,水溶液呈碱性;b.受热分解为和
①“吸收室”中为了提高的吸收率,应该先通入的是 (填“”或“”)。
②“合成室”中除了生成甲醇外,还生成水。该反应的化学方程式是 。
(5)氢气被誉为未来的理想燃料。
①CO与在高温、高压、催化剂条件下,生成和,反应的化学方程式为 。
②氢气发热量高,燃烧时排放量为零,氢能的开发与利用也面临着一些困难。在氢气作为能源的其他优点或面临困难中选择一个视角,写出一点: 。
19.(2025·辽宁沈阳·二模)皮蛋不仅营养美味,还具有一定药用价值。加工皮蛋所需的皮蛋粉中含有纯碱、生石灰、氯化钠等,皮蛋的制作方法主要分为液浸法和涂泥法。
【制作过程】某兴趣小组模拟制作过程进行了下列实验:
(1)③中滴入酚酞溶液后的现象为 。
(2)④中白色沉淀和白色固体A 的成分 (填“相同”或“不同”)。
实验室中模拟制作皮蛋粉:
【初步探究】同学在实验室使用碳酸钠、氧化钙、氯化钠三种物质代替皮蛋粉进行实验,将三种物质加入烧杯后,加足量水溶解,过滤得到滤液,滤液中的溶质一定有NaOH、NaCl,可能还含有或中的一种。
【进行实验】
(3)同学们分组进行如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
①取适量滤液于试管中,滴加足量碳酸钠溶液
不含
②取适量滤液于试管中,滴加足量
产生白色沉淀
含有
③取适量滤液于试管中,滴加少量稀盐酸
无明显现象
不含
【交流讨论】
(4)实验②中反应的化学方程式为 。
(5)同学们发现实验②与实验③得到的结论相悖,经研究分析后认为实验③结论不正确,可能的原因是 。
(6)皮蛋的一种加工工艺的主要原料配方:鸭蛋20kg,水20kg,生石灰若干千克,纯碱1.06kg,食盐0.7kg。现行配方中,生石灰和纯碱作用生成烧碱,若加工20kg的鸭蛋,需要烧碱的质量是 kg。
【食用皮蛋】
(7)制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味,食用时可以醮少量 去除涩味。
【反思拓展】
(8)制作皮蛋后的废水显碱性,直接排放该废水会污染环境,应进行中和后再排放;若用稀盐酸来中和该废液,写出该反应的化学方程式: 。
20.(2025·辽宁沈阳·二模)为探究金属与酸反应,某实验小组进行如下四组实验。
实验一:探究铜、锌两种金属的活动性强弱。
如下表所示,取经过打磨,且形状、大小相同的铜、锌片于试管中,分别同时加入9.8mL溶质质量分数为18%的稀硫酸,对比观察实验现象。
实验编号
I
II
实验操作
实验现象
产生气泡,速率较快
无明显现象
(1)实验编号I中的金属是 。
(2)实验一的结论是 。
实验二:探究锌与稀硫酸反应。另取一块锌片与质量分数为18%的稀硫酸反应,随着反应的进行,测得产生H2的总体积与反应时间关系如表。在如表测量时间内随着反应进行溶液温度升高。
反应时间(s)
20
40
60
80
100
H2体积(mL)
5
15
30
50
60
(3)20-40s产生H2的平均速率是 mLs(平均速率指单位时间内H2体积的变化量)。
(4)产生H2的体积:40~60s大于20~40s,主要原因是 ;80~100s小于60~80s,主要原因是 (写一条即可)。
实验三:探究在锌和稀硫酸反应中加入硫酸铜溶液能否加快化学反应速度。
实验步骤:I.在规格相同的A、B试管中分别放入大小相同、质量相同的足量锌粒,胶头滴管吸入等量的液体,图甲所示。塞紧橡胶塞。II.将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。III.约100s后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
(5)写出A管中发生反应的化学方程式: 。
(6)图甲中试管B的药品为0.1mL5%的硫酸铜溶液和0.4mL10%的 ,A试管中加入0.1mL水的目的是 。
(7)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的 。
(8)在锌和稀硫酸的反应中,加人硫酸铜溶液可以加快反应速度,简述判断依据 。
实验四:测定稀硫酸的pH、处理酸性废水。
(9)某同学欲粗略测定溶质质量分数为0.49%的稀硫酸样品的pH,其检测方法为:在洁净干燥的玻璃片上放一片pH试纸, ,待试纸颜色稳定后,立即把试纸呈现的颜色与标准比色卡进行对照,测出该稀硫酸样品的pH为1。
(10)实验后有100g溶质质量分数为0.49%的稀硫酸的废水,处理这些酸性废水至中性后排放理论上需要氢氧化钙的质量为 g。
21.(2025·辽宁鞍山·二模)学完“浓盐酸敞口放置一段时间后浓度会变小”,化学社团对稀盐酸是否会发生类似情况产生了兴趣,并进行以下探究。
【提出问题】稀盐酸敞口放置一段时间后浓度会如何变化?
【作出猜想】猜想Ⅰ:变小;猜想Ⅱ:不变;猜想Ⅲ:变大。
【进行实验】
(1)取两份等体积的质量分数为1%的稀盐酸,分别标记为A溶液和B溶液,A溶液密封保存,B溶液敞口放置在空气中,两周后分组进行如下实验。请完成表格。
组号
操作
现象
分析
结论
甲组
取样,用pH计分别测量A、B溶液的pH
测得A溶液pH为0.6,B溶液pH为0.5
酸性更强的是 (填“A”或“B”)溶液
猜想Ⅲ正确
乙组
取两支相同的试管盛足量的碳酸氢钠粉末,用规格相同的注射器将等体积的A、B溶液全部快速注入试管(如图)
试管内均产生气泡,固体减少,反应结束后,盛B溶液的注射器活塞上升的高度更 (填“高”或“低”)
相关反应的基本反应类型为
丙组
分别取5mL等浓度的NaOH溶液于两支试管中,各滴加2滴酚酞溶液,振荡
观察到
相关反应的化学方程式为
将A、B溶液分别滴入上述两支试管中并振荡,当溶液恰好变为无色时,记录所加溶液的滴数
所加滴数更多的是 (选填“A”或“B”)溶液
【微观探析】用微观角度解释下列问题:
(2)氧气降温加压可由气态变为液态 。
(3)丙组实验的反应实质是氢离子和氢氧根离子反应生成了 。
(4)稀盐酸长时间敞口放置后浓度变大的原因是:在该条件下水分子与氯化氢分子相比, 。
率比氯化氢分子挥发的速率快,导致稀盐酸浓度变大,故填:水分子运动速率更快。
22.(2025·辽宁锦州·二模)香甜的味道备受人们喜爱,糖是从古至今餐桌上必不可少的调味品。
I.糖类的作用
(1)糖类在人体中有多种功能,其中最重要的是提供机体活动所需的能量。成年人每天需摄入上百克糖类,早餐中的 等食物富含糖类。
Ⅱ.代糖的生产
(2)代糖是一类替代蔗糖等天然糖的甜味剂,木糖醇是一种常见的代糖。由木糖制备木糖醇的反应方程式为:C5H10O5+H2C5H12O5。用含木糖75%的原料40t合成木糖醇,理论上可制得木糖醇的质量为 t。
Ⅲ.糖与代糖的探究
经调查发现近几年最受市场青睐的代糖是赤藓糖醇。在制作糖果或糕点时,由于赤藓糖醇甜度较低,常与蔗糖一同使用。
查阅资料:
①蔗糖(C12H22O11)为白色固体,加热后熔化为透明液体,同时颜色逐渐变为深褐色,温度过高时会变成黑色固体。
②赤藓糖醇为白色固体,易溶于水,入口有清凉感。加热后熔化,其耐热性很强,不会发生变色。
(3)赤藓糖醇入口有清凉感,产生这种现象的可能原因是 (写出一种即可)。
(4)赤藓糖醇和蔗糖的溶解度曲线如图1所示。据图回答下列问题:
①下列说法正确的有 (填标号)。
A.赤藓糖醇和蔗糖的溶解度都随温度的升高而增大
B.t2℃时,欲将50g水配制成最甜的蔗糖溶液,至少需加入181g蔗糖
C.t2℃时,将赤藓糖醇的饱和溶液降温至t1℃,一定会析出194g晶体
D.t3℃时,将相同质量的赤藓糖醇和蔗糖配制成饱和溶液,所得蔗糖溶液质量更小
② 现有t3℃时赤藓糖醇和蔗糖的两种饱和溶液,欲使它们变成溶质质量分数相等的饱和溶液,可采取的方法是 (写出一种方法即可)。
(5)为验证某赤藓糖醇甜味剂中添加了蔗糖,需进行的实验操作是 ,观察到的现象是 。
IV.拓展实验
取10g小苏打和40g蔗糖混合均匀,堆放在盛有细沙的蒸发皿中间,其周围倒上适量75%酒精溶液,点燃,观察到从火焰中慢慢“爬出”一条体积逐渐膨胀的黑“蛇”,如图2所示。
查阅资料:
①小苏打受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳气体。
②蔗糖、小苏打、酒精相互之间不反应。
(6)黑“蛇”中黑色的物质可能是 。
(7)实验中酒精的作用是 。
(8)掰开得到的黑“蛇”,发现其内部蓬松多孔。请解释产生蓬松多孔现象的原因 。
23.(2025·辽宁本溪·二模)某兴趣小组开展“钢铁腐蚀原理及防护方法”项目式研究。
任务一:分析钢铁的腐蚀
(1)潮湿空气中钢铁制品的锈蚀主要是铁与空气中氧气和 共同作用造成的。小组同学发现钢铁制品比铜制品易生锈,其原因是 。
任务二:调查并验证钢铁防护方法
【查阅资料】膜化处理是钢铁防护的重要方法。操作时将钢材放入膜化剂中浸泡,其表面会形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能的方法要做“滴铜实验”,即向钢铁表面滴加含CuSO4的腐蚀剂,若60s后钢铁表面才出现红色物质,则抗腐蚀性能达标。
【实验1】分别取其它条件相同的膜化后和未膜化的薄钢片于表面皿中,滴加等体积、等浓度的含CuSO4的腐蚀剂,记录出现红色物质所用的时间。进行三组实验,结果如图所示。
(2)由图1可知,膜化后的薄钢片抗腐蚀性能 (填“达标”或“不达标”)。出现红色物质的原因是 (用化学方程式表示)。
任务三:探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下表所示:
温度℃
50
60
70
80
膜层外观
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
粗糙
【实验3】已知pH≥3.5时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60℃、不同pH的膜化剂中浸泡20min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
pH
1.5
2.0
2.5
3.0
膜层外观
易脱落
粗糙
致密、均匀
致密、均匀
(3)根据以上实验结果,膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为 、 。
(4)设计实验3的目的是 。
(5)根据上述实践活动,再提出一个可能影响膜层外观的因素 。
任务四:确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
(6)依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片做对比实验,进行“滴铜实验”时,出现红色物质的时间 (填“越长”或“越短”),抗腐蚀性能越好,则该条件为膜化处理更适宜的温度、pH。
【实践反思】
(7)研究钢铁防护方法的现实意义是 (写一条)。
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