专题16 坐标图像题(全国通用)-【好题汇编】2025年中考化学三模试题分类汇编
2025-06-16
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内容正文:
专题16 坐标图像题
考点概览
题型一 坐标图像的综合考察
题型二 数字化实验曲线(全题型)
坐标图像的综合考察题型一
1.(2025·重庆·三模)图像能直观反映化学反应的过程。向一定质量的溶液中滴加NaOH溶液一段时间后,改为滴加稀硫酸,所得沉淀质量随加入试剂总体积的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A.加入的NaOH溶液的总体积等于
B.段溶液的pH值保持不变
C.段(不含a点、b点)的溶质一定是和NaOH
D.c点和d点的溶液中的溶质种类不相同
【答案】C
【分析】向一定质量的溶液中滴加NaOH溶液一段时间后,改为滴加稀盐酸,所得沉淀质量随加入试剂总体积的变化趋势如图所示,0~a段沉淀质量增加是因为硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠;a~b段沉淀质量不变,是因为加入的氢氧化钠溶液过量,氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水;b~d段沉淀质量减少是因为氢氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
【详解】A、由分析可知,a~b段沉淀质量不变,是因为加入的氢氧化钠溶液过量,则加入的NaOH溶液的总体积大于,说法错误,不符合题意;
B、由分析可知,a~b段沉淀质量不变,是因为加入的氢氧化钠溶液过量,氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,氢氧化钠被消耗,所以溶液pH减小,说法错误,不符合题意;
C、由分析可知,a~b段沉淀质量不变,是因为加入的氢氧化钠溶液过量,氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,则段(不含a点、b点)的溶质一定是和NaOH,说法正确,符合题意;
D、由分析可知,b~d段沉淀质量减少是因为氢氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,c点时反应正在进行中,则c点溶液中溶质为硫酸钠、硫酸铜,d点时氢氧化铜与稀硫酸恰好完全反应,则d点溶液中溶质为硫酸钠、硫酸铜,故c点和d点的溶液中的溶质种类相同,说法错误,不符合题意。
故选:C。
2.(2025·重庆·三模)图像是化学反应过程优化的工具,下列图像正确的是
A.图⑤:浓盐酸敞口放置一段时间
B.图⑥:物质着火点为T℃。则M、N、Q点对应状态下物质能燃烧
C.图⑦:将表面生锈的一定质量的铁钉置于某容器中,再逐渐加入稀硫酸
D.图⑧:向盐酸和硫酸铜的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量
【答案】C
【详解】A、浓盐酸具有挥发性,浓盐酸敞口放置一段时间,氯化氢会挥发出去,导致溶质质量减小,溶质质量分数减小,不符合题意;
B、燃烧的条件:可燃物、与氧气(或空气)接触,温度达到可燃物的着火点,物质着火点为T℃,P点没有达到着火点,不能燃烧,M、N、Q点均达到了着火点,但是M点与氧气不接触,不能燃烧,N、Q点与氧气接触,能燃烧,不符合题意;
C、将表面生锈的一定质量的铁钉置于某容器中,再逐渐加入稀硫酸,稀硫酸先与铁锈的主要成分氧化铁反应生成硫酸铁和水,反应生成了水,且稀硫酸中本身含水,故水的质量不断增加,待铁锈完全反应后,继续加入稀硫酸,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,此时水的质量继续增加,但是增加的水的质量为稀硫酸中水的质量,故水的增加幅度变小,符合题意;
D、向盐酸和硫酸铜的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量,氢氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和水,氢氧化钡与硫酸铜反应生成硫酸钡和氢氧化铜,硫酸钡难溶于酸,故一开始就有沉淀生成,不符合题意。
故选C。
3.(2025·山东日照·三模)走进实验室,小兰同学发现了一瓶敞口放置的氢氧化钙,对其成分产生兴趣,进行了相关实验并绘制图像如下:
根据实验过程和图像提供的信息,请回答:
(1)完全反应后生成气体的质量为 g;
(2)a点溶液中的溶质是 (写化学式);稀盐酸的质量分数x%中的x数值为 。
(3)计算样品中氢氧化钙的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
【答案】(1)2.2
(2) CaCl2 14.6
(3)解:设样品中氢氧化钙的质量为y
样品中含氢氧化钙的质量为:
答:样品中含氢氧化钙的质量分数为59.7%。
【分析】氢氧化钙能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水,从而变质,加入稀盐酸,氢氧化钙能与稀盐酸反应生成氯化钙和水,碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,由图可知,加入稀盐酸后,一开始无气体生成,后生成气体,说明氢氧化钙部分变质。
【详解】(1)由图可知,完全反应后生成气体的质量为2.2g;
(2)由图可知,a点时碳酸钙和稀盐酸恰好完全反应,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故a点溶液中的溶质是:CaCl2;
解:设稀盐酸的溶质质量分数为x%
x=14.6
稀盐酸的溶质质量分数x%中的x数值为14.6;
(3)见答案。
4.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)下列实验能用所给图像表示的是
A.氢气在氧气中燃烧,反应前后分子个数不变
B.向一定量的硫酸铜溶液中加入少量的铁粉,反应前后溶液质量不变
C.铜在空气中加热,反应前后原子个数不变
D.向一定量硫酸钠溶液中加入过量的氯化钡溶液时,溶液中离子总数不变
【答案】C
【详解】A、氢气在氧气中燃烧生成水,化学方程式为,反应前后分子数目减少,与图像不符,不符合题意;
B、向一定量的硫酸铜溶液中加入少量的铁粉,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,则反应后溶液质量减少,与图像不符,不符合题意;
C、铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,根据质量守恒定律,化学反应前后原子数目不变,与图像相符,符合题意;
D、向一定量硫酸钠溶液中加入过量的氯化钡溶液,硫酸钠与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,随着反应的进行,溶液中离子数目逐渐减少,当硫酸钠与氯化钡恰好完全反应时溶液中离子数目最少,继续滴加氯化钡溶液,溶液中离子数目逐渐增加,与图像不符,不符合题意。
故选:C。
5.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)实验室有一包白色固体,可能含有硫酸铜、碳酸钾、氯化钠、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究该固体组成,某兴趣小组进行了如下实验探究:
【实验活动】
【初步结论】
(1)样品中一定含(1) ,(填化学式,下同)一定不 。
【提出问题】样品中还有哪些物质呢?同学们利用蓝色溶液A继续进行实验。
【进行实验】
【结论与解释】
(2)向蓝色溶液A中滴加过量的硝酸钡溶液,产生的现象是 ,向溶液B中滴加几滴硝酸银溶液时发生反应的化学方程式为 。滤液C中一定含有的阳离子是 (写离子符号)。
【交流与反思】
(3)经过同学们深入的交流,发现还有一种物质可能存在,而在上述实验探究中没有得到验证,所以同学们为确定固体组成设计了一个最节约且简单的实验操作是 ,观察实验现象,即可确定了可能存在的物质确实存在。
【分析评价】
(4)下图是固体样品加入上述实验(3)中的试剂后充分反应的过程中部分离子数目的变化图。请你结合图像分析:①表示的离子应该是 (填字母);
A B. C. D.
老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定,并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。
【答案】(1) 、
(2) 产生白色沉淀 、、、
(3)取少量原固体样品于试管中,加入足量的水,振荡
(4)A
【详解】(1)向固体样品中加入过量的稀硝酸,碳酸钾能与稀硝酸反应生成硝酸钾、二氧化碳和水,无气泡,说明一定不含K2CO3,得到蓝色溶液,说明一定含CuSO4,因为硫酸铜溶液是蓝色的,硫酸铜能与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化铜,不能共存,故一定不含氯化钡,故样品中一定含CuSO4,一定不含BaCl2、K2CO3;
(2)向蓝色溶液中加入过量的硝酸钡溶液,硝酸钡能与硫酸铜反应生成硫酸钡和硝酸铜,故现象是:产生白色沉淀,且过量的硝酸钡能将硫酸铜除尽;
向溶液B中滴加几滴硝酸银溶液时,产生白色沉淀,说明样品中一定含氯化钠,因为氯化钠能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钠,该反应的化学方程式为:;
由以上分析可知,样品中一定含硫酸铜、氯化钠,一定不含氯化钡、碳酸钾,无法确定是否含氢氧化钠,加入过量的稀硝酸,得到蓝色溶液A,向蓝色溶液A中加入过量的硝酸钡,硝酸钡与硫酸铜反应生成硫酸钡和硝酸铜,过滤, 除去硫酸钡,向溶液B中加入几滴硝酸银溶液,硝酸银和氯化钠反应生成氯化银和硝酸钠,故溶液C中一定含硝酸钡、硝酸铜、硝酸钠、硝酸,故滤液C中一定含有的阳离子是:Ba2+、Cu2+、Na+、H+;
(3)由以上分析可知,无法确定的物质是氢氧化钠,氢氧化钠溶于水放出大量的热,硫酸铜、氯化钠溶于水均温度变化不大,故为确定固体组成设计的实验操作是:取少量原固体样品于试管中,加入足量的水,振荡;
(4)固体样品中含硫酸铜、氯化钠、氢氧化钠,向固体样品中加水溶解,硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠,即铜离子与氢氧根离子结合生成氢氧化铜,故随着反应的进行,铜离子和氢氧根离子均逐渐减少,且参加反应的铜离子与氢氧根离子的个数比为:1:2,故①表示的离子应该是铜离子。
故选A。
6.(2025·四川南充·三模)下列图像能正确反映其对应关系的是
A.①表示分别向等质量镁粉和铝粉中加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
B.②表示常温下,向的稀盐酸中滴加的溶液
C.③表示向盛有二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
D.④表示某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰
【答案】D
【详解】A、向等量的镁粉和铝粉中加入相同溶质质量分数的稀硫酸至过量,镁的金属活动性比铝强,所以镁粉产生氢气的速率较大,镁与稀硫酸反应生成硫酸镁、氢气,关系式为:,每24份质量的镁粉产生2份质量的氢气,铝粉与稀硫酸反应生成硫酸铝、氢气,关系式为:,每18份质量的铝粉产生2份质量的氢气,则等量的镁粉和铝粉,铝粉产生的氢气更多,A错误;
B、常温下,向pH=2的稀盐酸中滴加pH=12的氢氧化钠溶液,氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,溶液的酸性减弱,pH逐渐增大,至恰好完全反应,溶液显中性,pH=7,继续加入氢氧化钠溶液,溶液碱性增强,pH逐渐增大,但是加入的氢氧化钠溶液后pH值不能等于和等于12,B错误;
C、向盛有二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液反应会一直进行,所以生成氧气的量会一直增加,不会停止,C错误;
D、石灰水的溶质为Ca(OH)2,Ca(OH)2的溶解度随温度升高而减小,一定温度时,向一定量的饱和石灰水中加入生石灰,生石灰与与饱和石灰水中的水反应生成Ca(OH)2,该过程放热,会导致饱和石灰水因Ca(OH)2溶解度减小析出溶质,同时,水减少也会导致饱和石灰水析出溶质,所以溶质质量减小,反应结束后,温度恢复初始温度,能重新溶解部分Ca(OH)2,但生石灰与水反应消耗了水,水减少,最终所能溶解的Ca(OH)2质量小于初始值,D正确。
故选D。
7.(2025·河南南阳·三模)下列四个图像分别与选项中的操作相对应,其中可能合理的是
A.水通电一段时间
B.向一定质量稀硫酸和硫酸钠的混合溶液中加入足量氢氧化钡溶液
C.向等质量的锌和铁中分别加入足量等溶质质量分数的稀盐酸
D.向等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中分别加入足量稀盐酸
【答案】B
【详解】A、将水通电电解一段时间,产生氢气和氧气的体积比为2:1,图像不合理;
B、开始氢氧化钡和硫酸反应生成硫酸钡和水,,之后硫酸钠与氢氧化钡反应:Na2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2NaOH。只要加入Ba(OH)2,立即产生BaSO4沉淀,沉淀质量从0开始增加,直至反应结束,沉淀不再增加,图像合理;
C、锌金属活动性比铁强,反应速率快(曲线斜率大 ),时间越少;等质量锌、铁与足量盐酸反应,根据,,铁相对原子质量小(Fe:56,Zn:65 ),铁生成H2质量更多,图像不合理;
D、向等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中分别加入足量稀盐酸,反应是,,最终等质量的NaHCO3比Na2CO3生成的CO2质量多,图像不合理;
故选B。
8.(2025·陕西西安·三模)为了探究物质的化学性质,研究小组做了如下图所示实验。
(1)若取少许A所得溶液,加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,则A所得溶液中一定含有的溶质是 (写化学式)。
(2)B中所发生反应的化学方程式为 。
(3)反应结束后,小组同学将反应后A、B试管中的上层清液倒入洁净的烧杯中,最终只得到无色溶液,再向烧杯中滴加无色酚酞溶液,溶液仍为无色。为了确定滤液中溶质的成分,小组同学进行了探究。
【作出猜想】猜想一: 猜想二: 猜想三:
猜想四:
【评价交流】你认为以上猜想不合理的有 。
【实验验证】小组同学取一定量滤液于试管中,向溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量,整个过程观察到的现象是 。
【实验结论】猜想三正确。
【拓展提高】根据以上反应现象得到如图所示的图像:
小组同学对图像进行了分析,下列说法正确的是 (填字母)。
A.OA段生成了气体 B.OA段溶液的pH变小
C.点时对应的溶液中只有两种溶质 D.整个过程只发生了复分解反应
【反思交流】小组讨论如何处理烧杯中的废液问题,小明提出应该向烧杯中加入过量的 (填化学式)调节至中性,过滤,然后可将滤液倒入下水道排放。
【答案】(1)
(2)
(3) 猜想四 先产生气泡,后产生白色沉淀 AD
【详解】(1)A中盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,若取少许A所得溶液,加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,说明盐酸过量,则A所得溶液中一定含有的溶质是过量盐酸中的氯化氢和反应生成的氯化钙,化学式为;
(2)B中碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为;
(3)A中上层清液中含有氯化钙和氯化氢;
B中上层清液中一定含有氢氧化钠,可能含有碳酸钠或氢氧化钙;
由于A中过量的盐酸和碳酸钠反应会生成二氧化碳气体,A中氯化钙与碳酸钠反应会生成碳酸钙白色沉淀;
反应结束后,小组同学将反应后A、B试管中的上层清液倒入洁净的烧杯中,最终只得到无色溶液,说明B中一定不含有碳酸钠(所以说B中上层清液中一定含有氢氧化钠,可能含有氢氧化钙);再向烧杯中滴加无色酚酞溶液,溶液仍为无色,说明得到的无色溶液中一定不含有氢氧化钠、氢氧化钙;即B中的氢氧化钠一定与A中的盐酸反应生成氯化钠和水,且氢氧化钠反应完全,则得到的无色溶液中一定含有氯化钠,可能含有氯化氢,也可能存在盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水,所以说滤液中一定含有氯化钠,可能含有氯化氢、氯化钙中的一种或两种;
评价交流:以上猜想四不合理,因为氢氧化钙显碱性,能使无色酚酞溶液变红色,而无色溶液滴加无色酚酞溶液,溶液仍为无色,说明一定不含有氢氧化钙;
实验验证:根据实验结论猜想三正确,即含有氯化钠、氯化钙、氯化氢,小组同学取一定量滤液于试管中,向溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量,碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,待盐酸反应完全,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则整个过程观察到的现象是先产生气泡,后生成白色沉淀;
拓展提高:
A、OA段表示碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,即OA段生成了气体,故正确;
B、OA段表示碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,盐酸被消耗,溶液的酸性减弱,则OA段溶液的pH变大,故错误;
C、点表示氯化钙和碳酸钠恰好完全反应,对应的溶液中含有只有绿环一种溶质,故错误;
D、OA段表示碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,BC段表示碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和绿环,上述反应均是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物,属于复分解反应,故正确;
故选AD;
反思交流:滤液中含有氯化钠、氯化氢和氯化钙,碳酸钙和氯化氢反应生成氯化钙和水、二氧化碳,且碳酸钙难溶于水,可向烧杯中加入过量的碳酸钙调节至中性,过滤,然后可将滤液倒入下水道排放。
9.(2025·山东潍坊·三模)卤水的主要成分及其溶解度曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.相同温度时,的溶解度大于的溶解度
B.时,饱和溶液升高或降低温度都会变为不饱和溶液
C.时,取固体放入50g水中,能得到溶液
D.将时KCl和的饱和溶液降温至时,两溶液溶质质量分数相等
【答案】AC
【详解】A、由溶解度曲线图可知,相同温度时,的溶解度大于的溶解度,说法正确,符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,硫酸镁的溶解度随温度升高先增大后减小,则时,饱和溶液升高温度不一定会变为不饱和溶液;时,饱和溶液降低温度不会变为不饱和溶液,说法错误,不符合题意;
C、由溶解度曲线图可知,时氯化镁的溶解度为70g,则时,取固体放入50g水中,最多能溶解氯化镁,则充分溶解后能得到溶液,说法正确,符合题意;
D、将时KCl和的饱和溶液降温至,氯化钾的溶解度减小,有固体析出,饱和溶液仍为饱和溶液,溶质质量分数变为时饱和溶液中的溶质质量分数;硫酸镁的溶解度增大,没有固体析出,饱和溶液变为不饱和溶液,溶质质量分数不变,仍为时饱和溶液中的溶质质量分数,故降温后所得溶液的溶质质量分数:KCl,说法错误,不符合题意。
故选:AC。
10.(2025·云南昆明·三模)某实验小组测得稀溶液与稀盐酸反应过程中的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应属于中和反应
B.40s时,溶液中溶质为和
C.该实验的药品添加顺序是将稀盐酸加入到稀NaOH溶液中
D.60s时,向溶液中加入适量硫酸铜溶液,观察到有蓝色沉淀生成
【答案】C
【详解】A.该反应是氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,是酸与碱反应生成盐和水的反应,属于中和反应,故选项说法正确;
B.由图可知40s时溶液pH小于7,溶液显酸性,说明盐酸未完全反应,故溶液中溶质为HCl和NaCl,故选项说法正确;
C.根据pH图,反应前溶液显酸性,pH小于7,反应后溶液pH大于7,是氢氧化钠加入稀盐酸中,故选项说法错误;
D.由图可知60s时,pH大于7,所以溶液显碱性,加入适量硫酸铜溶液,氢氧化钠与硫酸铜反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀和硫酸钠,故选项说法正确;
故选:C。
11.(2025·广东深圳·三模)“侯氏制碱法”的主要反应是。如图是三种固体物质的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.时,溶于水中,形成不饱和溶液
B.溶液的溶质质量分数比溶液的溶质质量分数大
C.该反应产生沉淀的原因是在常温下的溶解度比小
D.若固体中含有少量,可用蒸发结晶的方法提纯
【答案】C
【详解】A、时,碳酸氢钠的溶解度为9g,则在20℃时,将10g碳酸氢钠溶于水中,只能溶解9g,形成109g饱和溶液,选项错误;
B、由溶解度曲线图可知,氯化钠的溶解度大于碳酸氢钠,则氯化钠饱和溶液的溶质质量分数比碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数大,选项错误;
C、由溶解度曲线图可知,“侯氏制碱法”生产纯碱的反应中产生碳酸氢钠沉淀,是因为在常温下NaHCO3溶解度比NH4Cl小,选项正确;
D、由溶解度曲线图可知,氯化铵的溶解度受温度变化影响较大,氯化钠的溶解度受温度变化影响较小,若NH4Cl溶液中含有少量NaCl,可用降温结晶的方法提纯NH4Cl,选项错误;
故选:C。
12.(2025·山东济南·三模)下列四个坐标图分别表示四个实验过程中某些量的变化,其中正确的是
A.向氢氧化钠溶液中加水 B.分别用等质量、等质量分数的过氧化氢溶液制氧气
C.通电分解水 D.向一定量硫酸铜溶液中加入锌粉
【答案】ABC
【详解】A、氢氧化钠溶液显碱性,pH>7,向氢氧化钠溶液中加水,溶液的减小减弱,pH会逐渐降低,但是溶液始终显碱性,溶液的pH会无限接近于7,但不会等于或小于7,故A正确;
B、催化剂可以加快反应速率,但不会改变生成物的质量,分别用等质量、等质量分数的过氧化氢溶液制氧气,有催化剂的反应速率快,至完全反应所需的时间短,但是最终生成氧气的质量相等,故B正确;
C、电解水生成氢气和氧气的体积比为2:1,故C正确;
D、向一定量硫酸铜溶液中加入锌粉,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,化学方程式为 ,每65份质量的锌能置换出64份质量的铜,反应后固体质量减小,则反应后溶液质量增加,开始为硫酸铜溶液,所以起始溶液的质量不为0,随着反应的进行,溶液质量会先增加,至硫酸铜反应完全,继续加入锌粉,溶液的质量保持不变,故D错误;
故选:ABC。
13.(2025·江西新余·三模)甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线如图,下列叙述正确的是
A.t1℃时,甲、丙的溶解度相等
B.t2℃时,甲、乙的饱和溶液中,溶剂质量较多的是乙
C.t2℃时,丙的饱和溶液降温至t1℃,一定有溶质析出
D.甲中含有少量乙,可以采用 的方法提纯甲
【答案】 A 降温结晶
【详解】A、由溶解度曲线图可知,℃时甲、丙的溶解度相等,说法正确,符合题意;
B、由溶解度曲线图可知,℃时甲的溶解度大于乙,则℃时等质量的甲、乙的饱和溶液中,溶剂质量较多的是乙,说法错误,不符合题意;
C、由溶解度曲线图可知,℃时丙的饱和溶液降温至℃,丙的溶解度增大,没有固体析出,说法错误,不符合题意;
D、由溶解度曲线图可知,甲、乙的溶解度均随温度升高而增大,其中甲的溶解度受温度影响较大,乙的溶解度受温度影响较小,因此甲中含有少量乙,可以采用降温结晶的方法提纯甲。
故选:A;降温结晶。
14.(2025·江西新余·三模)向盛有碳酸钠和硫酸钡固体混合物的烧杯中逐滴加入稀盐酸,该过程中固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图。下列说法正确的是
A.a点对应的溶液显酸性 B.b点时,剩余固体中只含一种物质
C.b点和c点对应的溶液溶质成分相同 D.原固体混合物中硫酸钡的质量为(m-n)g
【答案】B
【详解】A、向碳酸钠与硫酸钡固体混合物的烧杯中逐滴加入稀盐酸,只有碳酸钠和稀盐酸反应,反应产生氯化钠、水和二氧化碳,因此a点时碳酸钠剩余稀盐酸不足,a点对应的溶液显碱性,故选项错误;
B、向碳酸钠与硫酸钡固体混合物的烧杯中逐滴加入稀盐酸,只有碳酸钠和稀盐酸反应,反应产生氯化钠、水和二氧化碳,b点时,碳酸钠和稀盐酸恰好完全反应,故此时剩余固体中只含硫酸钡,故选项正确;
C、b点碳酸钠和稀盐酸恰好完全反应,此时溶液为氯化钠溶液,c点时所加稀盐酸过量,此时溶液中的溶质有氯化钠和稀盐酸,故选项错误;
D、根据图像分析可知,碳酸钠的质量为(m-n)g,原固体混合物中硫酸钡的质量ng,故选项错误。
故选:B。
15.(2025·四川达州·三模)图像能直观表达各种变化关系,加深对知识的理解。下列有关图像的描述错误的是
A.密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
B.足量的金属粉末分别加入到等质量、等浓度的稀硫酸中
C.硝酸铵和氢氧化钠固体加入到水中
D.向室温下的饱和石灰水中加入少量生石灰
【答案】B
【详解】A、红磷测氧气体积分数时,红磷燃烧产生五氧化二磷。反应前固体是红磷,反应后是五氧化二磷,固体质量因结合氧元素而增加 ,至氧气耗尽后质量不变。描述正确。
B、足量Mg、Al与等质量、等浓度稀硫酸反应,本质是H+被置换为H2。由于硫酸完全反应,H+总量固定,故最终生成H2质量相等。化学方程式与质量关系:;。横坐标为 “金属质量”,消耗等质量金属时铝比镁生成的氢气质量多。描述错误 。
C、NaOH溶于水放热 ,溶液温度先升后降(恢复室温 );NH4NO3溶于水 吸热 ,溶液温度先降后升(恢复室温 )。描述正确。
D、向饱和石灰水加生石灰,发生CaO+H2O=Ca(OH)2:消耗水→溶剂减少,Ca(OH)2析出;反应放热→温度升高,Ca(OH)2溶解度减小;温度恢复后,溶解度回升。描述正确 。
故选:B。
16.(2025·江苏宿迁·三模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.电解水生成氢气与氧气质量变化关系 B.一定量硝酸铵固体投入到一定量蒸馏水中
C.等质量镁和氧气在点燃条件下充分反应 D.在密闭容器中用红磷测空气中氧气含量
【答案】D
【详解】A、电解水时,生成氢气和氧气的体积比为,而质量比不是, A 选项错误;
B、硝酸铵固体溶于水吸收热量,溶液温度先降低,随后逐渐恢复至室温,而图中温度先升高后降低,B 选项错误;
C、镁和氧气反应的化学方程式为,可知镁和氧气按照质量比进行反应,等质量的镁和氧气反应,氧气会有剩余,图像不符合实际反应情况,C 选项错误;
D、在密闭容器中用红磷测空气中氧气含量,红磷燃烧放热,容器内压强先增大;反应结束后,氧气被消耗,温度恢复至室温,容器内压强比反应前减小,D 选项正确。
故选D。
17.(2025·重庆·三模)学会识图能发展科学思维,下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的有
①分别将等质量的铝和铁放入足量的稀盐酸中反应
②向一定量的氢氧化钾和氯化钡的混合溶液中滴加硫酸
③向的稀盐酸中不断滴入的氢氧化钠溶液
④向一定量的溶液中溶液加入1克溶液作催化剂
A.1.个 B.2个 C.3个 D.4个
【答案】B
【详解】①铝的金属活动性比铁强,反应速率快,反应所需时间短;根据化学方程式、,每54份质量的铝能反应生成6份质量的氢气,即每18份质量的铝能反应生成2份质量的氢气,每56份质量的铁能反应生成2份质量的氢气,等质量的铝和铁与足量稀盐酸反应,铝生成氢气的质量比铁多,图像与反应过程变化趋势对应正确;
②向氢氧化钾和氯化钡的混合溶液中滴加硫酸,硫酸中的H+与OH-反应,同时与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,沉淀应从原点开始产生,而图像中沉淀不是从原点开始,图像与反应过程变化趋势对应错误;
③向pH=2的稀盐酸中不断滴入pH=12的氢氧化钠溶液,发生反应,酸性逐渐减弱,pH逐渐增大,恰好完全反应时pH=7,继续滴加氢氧化钠溶液,溶液显碱性,pH大于7,但最终溶液pH不会大于12,图像与反应过程变化趋势对应正确;
④向一定量的H2O2溶液中加入1克CuSO4溶液作催化剂,CuSO4是催化剂,反应前后其质量不变,但随着反应进行,H2O2分解,溶液质量减少,所以CuSO4的质量分数应增大,而图像中质量分数不变,图像与反应过程变化趋势对应错误。
综上,正确的是①③,共2个。
故选B。
18.(2025·江苏扬州·三模)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是
A.该反应为放热反应 B.此图像可以表示绿色植物的光合作用
C.该反应不需要加热就可以进行 D.此图像可以表示加入水中
【答案】A
【详解】A、从图示看,反应物的总能量大于生成物的总能量,则反应放热,故正确;
B、绿色植物光合作用的能量转化过程是将光能转化为储存在有机物中的化学能,反应物的总能量小于生成物的总能量,故错误;
C、有的放热反应需要加热,如铝热反应为放热反应,在高温下才能进行,故错误;
D、加入水中吸收热量,但没有发生化学反应,故错误;
故选A。
19.(2025·河南驻马店·三模)如图是利用数字化传感器测得的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时溶液pH的变化图像,下列说法不正确的是
A.该反应是将氢氧化钠溶液加入稀盐酸中
B.溶液呈中性时,加入的溶液的体积为12mL
C.将c点溶液加热蒸干所得固体为纯净物
D.该反应的微观实质是
【答案】A
【详解】A、氢氧化钠显碱性,pH>7,稀盐酸显酸性,pH<7,氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,氯化钠溶液pH=7。由图可知,溶液pH由大于7逐渐变小,直至小于7,所以是将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中,选项错误;
B、由图可知,b点时溶液pH=7,溶液呈中性,此时加入的溶液的体积为12mL,选项正确;
C、c点时溶液pH<7,盐酸有剩余,溶液中的溶质为氯化钠和氯化氢,加热蒸干氯化氢会变为气体逸出,所得固体为纯净的氯化钠,选项正确;
D、氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水,反应的实质是氢氧化钠中的氢氧根离子与盐酸中的氢离子结合成水分子或,选项正确;
故选A。
数字化实验曲线(全题型)题型二
20.(2025·安徽蚌埠·三模)酸雨是大气污染的危害之一。下表是某城市某日空气质量报告:
污染指数
首要污染物
空气质量级别
空气质量状况
62
SO2
11
良
某化学兴趣小组的同学对表中首要污染物SO2形成的酸雨中溶质的主要成分进行探究。
同学们收集了当日雨水,每隔1小时,通过pH计测定雨水样品的pH,测得的结果如下表:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水样品的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
【查阅资料】
Ⅰ. pH<5.6的雨水为酸雨。
Ⅱ. BaSO3不溶于水,能与盐酸反应;BaSO4不溶于水,也不溶于盐酸。
【分析讨论】
(1)正常雨水的pH范围:5.6<pH<7,偏 (填“酸”或“碱”)性。
(2)收集的酸雨样品放置一段时间后pH减小,原因是SO2与H2O反应生成的 H2SO3被氧化为 H2SO4,由表中数据可知,H2SO4比H2SO3的酸性 (填“强”或“弱”)。
【提出猜想】
(3)同学们对刚收集到的酸雨样品中的溶质提出猜想:
猜想Ⅰ:酸雨中的溶质只含有 H2SO4。
猜想Ⅱ:酸雨中的溶质含有H2SO3和 H2SO4。
猜想Ⅲ:酸雨中的溶质只含有 。
【实验探究】
(4)进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤Ⅰ:取加入酚酞的酸雨样品,向其中滴加 Ba(OH)2溶液,过滤
有白色沉淀生成,溶液变为 色
Ba(OH)2过量
步骤Ⅱ:向过滤后的沉淀中加入足量盐酸
部分沉淀溶解,且有刺激性气味的气体产生
猜想Ⅱ正确
(5)写出步骤Ⅰ中生成白色沉淀发生反应的化学方程式: 。 (任写一个)
【反思与交流】
(6)+4价的氮元素形成的氧化物也可形成酸雨,该种氧化物的化学式为 。
【拓展与延伸】煤等含硫矿物的燃烧产生SO2。碳酸钙、碱石灰等作为吸收剂可以对燃煤烟气进行脱硫处理,利用数字化实验可以测定燃煤烟气中SO2的含量,得到如图所示的SO2含量与时间的关系曲线图。
(7)由图可知,脱硫效率较高的吸收剂是 (填名称)。
(8)实验时,称取的3份原煤的质量要相等,其目的是形成 。
【答案】(1)酸
(2)强
(3)亚硫酸/H2SO3
(4)红
(5)H2SO3+Ba(OH)2=BaSO3↓+2H2O/H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O
(6)NO2
(7)碱石灰
(8)与其它两组实验形成对比
【详解】(1)由题文可知,正常雨水的pH小于7,呈酸性,故填酸。
(2)收集的酸雨样品放置一段时间后pH减小,原因是SO2与H2O反应生成的 H2SO3被氧化为 H2SO4,即H2SO4的pH比H2SO3的pH小,则H2SO4的酸性比H2SO3的酸性强,故填强。
(3)SO2与H2O反应生成H2SO3,如H2SO3全被氧化,酸雨中的溶质只含有 H2SO4,如H2SO3部分被氧化,酸雨中的溶质含有H2SO3和 H2SO4,如H2SO3不被氧化,酸雨中的溶质只含有H2SO3,故填H2SO3。
(4)氢氧化钡过量,氢氧化钡溶液呈碱性,能够使酚酞变红,故填红。
(5)向过滤后的沉淀中加入足量盐酸,部分沉淀溶解,且有刺激性气味的气体产生,则步骤I中生成的沉淀是亚硫酸钡和硫酸钡,生成亚硫酸钡的反应是亚硫酸与氢氧化钡反应生成亚硫酸钡沉淀和水,反应的化学方程式为:H2SO3+Ba(OH)2=BaSO3↓+2H2O,生成硫酸钡的反应是硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,反应的化学方程式为:H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O,故反应的化学方程式写为: H2SO3+Ba(OH)2=BaSO3↓+2H2O或H2SO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+2H2O。
(6)+4价的氮元素形成的氧化物中,氧元素的化合价为-2价,根据化合物中各元素的化合价的代数和为零,则该氧化物的化学式为NO2,故填NO2。
(7)由图可知,当脱硫剂为碱石灰时,最终烟气中的二氧化硫的含量极低,几乎为0,则脱硫效率较高的吸收剂是碱石灰,故填碱石灰。
(8)实验时,称取的3份原煤的质量要相等,其目的是形成与其它两组实验形成对比,使实验效果更显著,故填与其它两组实验形成对比。
21.(2025·山东潍坊·三模)为探究氧化铜是否能作过氧化氢分解制氧气的催化剂,某小组同学称量发现反应前后氧化铜质量不变,并运用数字化实验装置测得过氧化氢溶液在两种不同试剂作用下,装置内压强随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.该小组应增加探究实验证明反应前后氧化铜的化学性质不变
B.比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,只需要控制催化剂质量相同即可
C.比较曲线①②,在氧化铜催化作用下,过氧化氢分解速率更快
D.由曲线①推测,60s时压强瞬间回落,可能是气压过大,橡胶塞被弹出
【答案】AD
【详解】A、根据催化剂反应前后质量和化学性质均不改变的性质,该小组已知反应前后氧化铜质量不变,若要验证它是不是催化剂,还应设计实验证明反应前后化学性质不变,选项说法正确;
B、比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,除控制催化剂质量相同外,温度、过氧化氢的浓度及质量也要相同,选项说法错误;
C、比较曲线①②,可以看出,在二氧化锰催化作用下,过氧化氢分解速率更快,选项说法错误;
D、由曲线①推测,60s时压强瞬间回落,可能是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出后压强迅速降回大气压强,选项说法正确。
故选:AD。
22.(2024·山东济南·中考真题)某同学在常温下进行溶液和稀盐酸发生中和反应的实验探究,利用数字化传感器,借助计算机绘制出溶液随所滴入溶液体积变化的曲线,如图所示。下列有关说法中,合理的是
A.在点时溶液中的溶质为和 B.在段,溶液中数量逐渐增多
C.在点时溶液中大量存在的阴离子为和 D.该反应的实质是和结合生成
【答案】ACD
【详解】A、氢氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和水,a点时溶液的pH小于7,溶液显酸性,说明盐酸过量,图中a点所示溶液中,溶质是HCl和BaCl2,正确;
B、在段,随着氢氧化钡的加入,盐酸不断被消耗,溶液中数量逐渐减少,错误;
C、在点时,溶液的pH大于7,溶液显碱性,溶液中溶质是氯化钡和氢氧化钡,其中大量存在的阴离子为和,正确;
D、氢氧化钡与盐酸反应生成氯化钡和水,该反应的实质是和结合生成,正确。
故选ACD。
23.(2025·四川达州·三模)根据下列实验装置图,回答有关问题:
(1)写出装置图中标号仪器的名称:② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气选用的装置是 (填字母,下同);用A装置制取氧气时,试管中的棉花没有燃烧,根据燃烧条件分析,其主要原因是 ;选用AF装置制取氧气结束时,为防止水槽里的水倒流,应采取的操作是 。
(3)若用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳,为了得到平稳的气流,应选用的发生装置是 。
(4)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。某兴趣小组用D装置制取氢气时,用压强传感器测得试管内某段时间压强的变化如图所示,下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.a点对应的操作是关闭弹簧夹 B.ab段试管中液面逐渐上升
C.bc段锌粒和稀硫酸脱离接触 D.c点的对应操作是打开弹簧夹
【答案】(1)长颈漏斗
(2) AE或AF 温度没有达到着火点 先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯
(3)C
(4) B
【详解】(1)由图可知,仪器②的名称是:长颈漏斗;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,属于固体加热反应,发生装置可选A,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,收集装置可选E或F,故填:AE或AF;
用A装置制取氧气时,试管中的棉花是可燃物,与氧气接触,没有燃烧是因为温度没有达到着火点;
选用AF装置制取氧气结束时,为防止水槽里的水倒流,应采取的操作是:先将导管移出水面,然后熄灭酒精灯;
(3)若用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳,属于固液不加热反应,为了得到平稳的气流,应选用的发生装置是C,C装置可通过注射器控制液体的滴加速率,从而控制反应速率;
(4)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,该反应的化学方程式为:;
A、从a点开始压强逐渐增大,故a点对应的操作是关闭弹簧夹,装置内气体增多,压强增大,不符合题意;
B、ab段压强逐渐增大,则液体被压入长颈漏斗中,试管内液面下降,长颈漏斗内液面上升,符合题意;
C、bc段锌粒和稀硫酸脱离接触,反应停止,故压强不再变化,不符合题意;
D、c点的对应操作是打开弹簧夹,气体导出,故压强减小,不符合题意。
故选B。
24.(2023·黑龙江大庆·中考真题)下列选项与图示中所反映的变化关系不相符的是
A.等质量且过量的锌粉、锌粒分别与等质量、等浓度的稀盐酸反应
B.向一定量与的混合溶液中逐渐通入至过量
C.在相同温度下,等质量等浓度的溶液分解制
D.向一定体积的溶液中,逐滴滴入一定浓度的稀硫酸
【答案】B
【详解】A、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素,因为酸的量相同,金属锌过量,最终生成的氢气应该相等,最终剩余固体的质量相等;但锌粉与稀盐酸反应的速率快(接触面积更大),至完全反应所需时间短,故选项图像正确。
B、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水、二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠;二氧化碳和碳酸钙、水反应生成易溶于水的碳酸氢钙,沉淀的先增加后逐渐减少;,,由质量守恒定律,由于二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,生成碳酸钙沉淀的过程中消耗的二氧化碳的质量大于沉淀消失时消耗的二氧化碳的质量,故选项图像错误。
C、在相同温度下,等质量等浓度的H2O2溶液分解制O2,催化剂只能影响反应速率,不影响产生氧气的质量,有催化剂的反应速率快,至完全反应所需时间短,故选项图像正确。
D、向一定体积的Ba(OH)2溶液中,逐滴滴入一定浓度的稀硫酸,硫酸和氢氧化钡反应生成硫酸钡沉淀和水,随着反应的进行,溶液中的离子数量减少,溶液的带电能力逐渐减小,至完全反应减小至0,继续滴加稀硫酸,溶液的导电能力又逐渐增强,故选项图像正确。
故选B。
25.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)实验室中有必要的药品和下列装置,结合所学知识回答下列问题。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)实验室用A装置制取氧气,写出反应的化学方程式 ;
(2)如果利用图1装置研究H2O2的分解反应,所得结果如图2所示。下列说法不正确的是________。
A.图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B.对比b点和e点不能验证反应速率与H2O2的浓度有关
C.对比c点和e点可以验证反应速率与H2O2的浓度有关
D.该实验不能证明MnO2对H2O2的分解起催化作用
Ⅱ.实验室制取二氧化碳
(3)下列是实验室制取二氧化碳的部分操作步骤:①向锥形瓶中加入大理石②向长颈漏斗中注入稀盐酸③将导管伸入集气瓶④收集气体。从节约药品角度考虑,步骤③应该在步骤② (填“之前”或“之后”)。
(4)实验室若需控制反应的发生和停止来制取二氧化碳,应选图中的 (填字母)做发生装置。
(5)如下图所示,在制取过程中,开始长颈漏斗内液面高于锥形瓶中的液面,一段时间后,长颈漏斗内液面逐渐下降,此过程中锥形瓶内气压逐渐 (填“变大”或者“变小”)
Ⅲ.实验室制取氢气
(6)为了检验收集到的氢气的纯度,应在装置E (填“a”或“b”)导管口收集一小试管气体。
(7)按图G装置进行验纯,若 ,表示氢气较纯。
【答案】(1)
(2)B
(3)之前
(4)F
(5)变小
(6)b
(7)发出微弱的爆鸣声
【详解】(1)A装置为固固加热型,且试管口有棉花,故为高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气,制取原理是高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学方程式为:;
(2)A、由图2可知,a点时氧气浓度开始逐渐增大,说明a点对应的操作是推动注射器活塞,过氧化氢溶液进入锥形瓶中,过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,氧气浓度增大,说法正确;
B、由图2可知,b、e点是收集相同体积分数氧气所需的时间①小于②,①②的过氧化氢溶液浓度不同,则对比b点和e点能验证反应速率与的浓度有关,说法错误;
C、由图2可知,c、e点是相同时间内收集氧气的体积分数①大于②,①②的过氧化氢溶液浓度不同,则对比c点和e点能验证反应速率与的浓度有关,说法正确;
D、该实验的变量是过氧化氢溶液的浓度,两组实验均有二氧化锰,故该实验不能证明二氧化锰对过氧化氢的分解起催化作用,说法正确。
故选B。
(3)从节约药品的角度考虑,步骤③将导管伸入集气瓶应该在步骤②向长颈漏斗中注入稀盐酸之前,因为若先向长颈漏斗中注入稀盐酸,再伸入导管,会导致部分气体从导管逸散到空气中,浪费药品;
(4)装置F能够通过止水夹控制固体与液体的接触与分离,从而控制反应的发生与停止,故选F;
(5)开始时长颈漏斗内液面高于锥形瓶中的液面,一段时间后,长颈漏斗内液面逐渐下降,说明此过程中锥形瓶内气压的变化情况是逐渐变小;
(6)因为氢气密度小于空气,故应在装置E的b导管口收集一小试管气体;
(7)氢气具有可燃性,故点燃氢气,若发出微弱的爆鸣声,则表示氢气较纯。
26.(2025·湖南衡阳·三模)科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1装置对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究,并基于证据进行推理分析。
I.实验探究
(1)图1中仪器a的名称是 。
(2)利用图1装置测定空气中氧气含量并结合传感器技术,测得实验过程中容器装置内的压强、温度和氧气浓度,得到3条曲线,变化趋势如图2所示。X曲线表示 (填“温度”或“氧气浓度”)变化趋势。压强曲线中,引起段气体压强变化的操作是 。
II.证据推理
(3)兴趣小组分析氧气浓度的曲线,得出了“氧气浓度过低,红磷也不能燃烧”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验: (填物质名称)在空气中不能点燃,但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。
【答案】(1)烧杯
(2) 温度 打开弹簧夹
(3)铁
【详解】(1)仪器a的名称是烧杯。
(2)红磷燃烧放热,开始温度升高,消耗氧气,开始氧气浓度下降。X曲线开始时升高,则是温度。
D点压强最低,DE段压强快速升高,最后和开始压强基本相同,所以操作是打开弹簧夹。
(3)课本中在氧气中燃烧实验的物质有红磷、镁、蜡烛、木炭、硫、铁等。只有铁在空气中不能点燃,在氧气中剧烈燃烧。
27.(2025·内蒙古赤峰·三模)小明同学在做家庭实验时,不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上,发现土豆丝上立即冒气泡,激发了小明的探究欲望,请你参与小明的探究。
【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂。
【实验】
(一)化学实验准备:
做化学实验时有许多先后顺序需注意:
(1)例如若用下图A、B发生装置制取气体时需要先检查装置的气密性再装药品
实验室若用B装置制取二氧化碳时,在完成气密性检验良好的基础上,应先向B装置加入 药品(填字母),发生的化学方程式是 ;其基本反应类型是 。
(2)在使用氢气(或甲烷)等可燃气体时,一定先 如图E
(二)设计并完成下表所示的探究实验:
(3)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。
实验操作
实验现象
实验结论
总结
实验一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条
有气泡产生,带火星的木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气,但是产生速率慢
土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
实验二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入土豆丝,伸入带火星的木条
,
土豆丝能加快过氧化氢的分解
【反思】
(4)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完全证明猜想是正确的。
第一补充实验:在实验二前后,各对土豆丝进行一次称量,其目的是证明:反应前后土豆丝的质量没变。
第二补充实验:倾倒掉实验二反应后的液体,向试管中余下的土豆丝中重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡产生,说明土豆丝的 没变。
【结论】
(5)通过上述同学所做的实验,我们知道了土豆丝可以作为过氧化氢制取氧气的催化剂。请写出该反应的化学方程式 。
【实验拓展】
查阅资料可知,二氧化锰或氧化铜可以是分解过氧化氢溶液的催化剂,小明分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜,按图1所示装置进行实验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触,测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。
(6)对比分析图2中的 (填字母)点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(7)请从催化剂的角度解释在实验过程中,上述两个反应虽化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同的原因 。
【答案】(1) C 复分解反应
(2)验纯/检验纯度
(3) 有气泡产生 带火星的木条复燃
(4)化学性质
(5)
(6)ac/bd
(7)催化剂不能增加产物的最终质量,两份等质量的过氧化氢分解产生的氧气量相等
【详解】(1)实验室若用B装置制取二氧化碳,在完成气密性检验良好的基础上,应先向B装置加入固体药品(大理石或石灰石),再加入液体药品(稀盐酸),这样可以避免加入固体药品时液体药品溅出,故填C;
碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,该反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物的反应,属于复分解反应;
(2)在使用氢气(或甲烷)等可燃气体时,为防止发生爆炸,一定先检验气体的纯度;
(3)取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入土豆丝,伸入带火星的木条,实验结论是土豆丝能加快过氧化氢的分解,则过氧化氢在土豆丝作用下快速分解生成水、氧气,现象是有气泡产生,带火星的木条复燃;
(4)倾倒掉实验二反应后的液体,向试管中余下的土豆丝中重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡产生,说明土豆丝在反应前后化学性质没变,因为催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变;
(5)过氧化氢在土豆丝(作催化剂)的作用下分解生成水和氧气,化学方程式为质;
(6)过氧化氢分解生成水、氧气,导致装置内气压增大。探究催化剂的催化效果,可以比较相同时间内气压的上升幅度,上升幅度越大,说明催化效果越好;也可以比较达到相同气压所需的时间,时间越短,说明催化效果越好。对比分析图2中的ac,达到相同气压所需的时间不同,或bd,相同时间内气压的上升幅度不同,可知化学反应速率与催化剂的种类有关;
(7)反应生成的氧气来源于过氧化氢,催化剂能改变化学反应速率,但不能增加产物的最终质量,两份等质量的过氧化氢分解产生的氧气量相等,因此完全反应后两个装置内压强相同。
28.(2025·湖南株洲·三模)化学反应通常伴有吸热、放热、发光等现象,这些现象可以帮助我们判断是否发生了化学反应。但有些化学反应往往没有明显的现象。化学兴趣小组同学对此进行了探究。
(1)下列实验操作,均没有明显的现象,其中有化学反应发生的是_________。
A.氧气通入水 B.氮气通入水中
C.通入水中 D.稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中
【查阅资料】二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,没有明显的现象。
【提出问题】如何证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应呢?
【设计方案】同学们经过讨论设计了如下两种方案。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
如图所示,用软塑料瓶收集一瓶,倒入少量的氢氧化钠溶液,盖紧瓶盖,振荡
软塑料瓶变瘪
二氧化碳和氢氧化钠发生反应
方案二
如图所示,向溶液中通入一段时间,再滴入足量的X溶液
有气泡产生
(2)请你写出方案一中发生反应的化学方程式: 。
(3)有同学对实验方案一有质疑,原因是 。
(4)方案二中,有气泡产生滴入的X溶液是________。
A.稀盐酸 B.溶液 C.溶液
(5)上述方案验证发生化学反应的原理是验证反应物的减少或新物质的 。
【拓展探究】同学们在老师的指导下,设计了如图1所示的装置继续进行探究实验。向集满的三颈烧瓶中先挤入水,振荡,用压强传感器测定瓶中气压变化曲线如图2。
(6)请解释图2中段首先压强增大的原因: 。
【答案】(1)CD
(2)
(3)溶液中的水也能吸收导致塑料瓶变瘪
(4)A
(5)生成
(6)挤入水瓶内气体被压缩,压强增大
【详解】(1)A、氧气通入水中,没有明显现象,没有发生化学反应,故A不符合题意;
B、氮气通入水中,没有明显现象,没有发生化学反应,故B不符合题意;
C、CO2通入水中,没有明显现象,发生化学反应,二氧化碳和水反应生成碳酸,故C符合题意;
D、稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,没有明显现象,发生化学反应,稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水,故D符合题意;
故选:CD;
(2)方案一发生的反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为
(3)由于NaOH溶液中含有水,CO2能溶于水且与水反应,也能使软塑料瓶变瘪,所以同学对实验方案一有质疑;
(4)向NaOH溶液中通入一段时间CO2,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,碳酸钠和KCl溶液不反应,碳酸钠和Ba(OH)2溶液反应生成氢氧化钠和白色沉淀碳酸钡,实验现象是有气泡产生,故选:A;
(5)上述方案验证发生化学反应的原理是验证反应物的消失(减少)或新物质生成;
(6)段首先压强增大是因为挤入水瓶内气体被压缩,压强增大。
29.(2025·江西景德镇·三模)市实验学校化学兴趣小组尝试用以下装置来探究“与NaOH能否发生化学反应”(实验装置中夹持仪器、电脑均已略去)。经老师指点,兴趣小组的同学将从反应物是否减少及是否有新物质生成这两个维度来研究这个问题。
实验一:证明反应物减少。按图1所示装置进行实验,实验前 U 型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,待试管中反应后恢复到室温,观察到 U 型管中的液面情况为左高右低。
(1)小明同学认为出现上述现象的原因就是氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,小李同学提出了反对意见,他认为可能是二氧化碳溶解在水中,还可能是 (请用化学方程式表示)造成了上述现象。
实验二:证明新物质生成。为获得充足的证据,兴趣小组设计了图2所示装置进行实验探究,并利用压强传感器测定实验过程中三颈瓶内压强的变化:打开压强传感器,观察到三颈瓶内初始压强为101kPa,将滴有酚酞试剂的适量氢氧化钠溶液快速推入瓶内,振荡充分反应。待压强不再减小后,再将适量的稀盐酸快速推入瓶内,振荡充分反应。待压强不再增大后,将两个注射器活塞先后拉回原位(不进行活塞操作时,活塞不能自主移动)。瓶内压强变化如图3所示。
(2)AB段压强上升的原因是 ;FG段压强上升的原因是 。
(3)压强不再增大后,将两个注射器活塞拉回原位的目的是 。
【拓展延伸】
(4)将充满二氧化碳的试管倒扣在过量NaOH溶液中,可观察到的实验现象是 ,请在方形框中画出实验后溶液中增加的主要微粒 (粒子数目不作要求:不考虑空气)。
【答案】(1)
(2) 将氢氧化钠溶液快速推入瓶内,瓶内气体被压缩 稀盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,使瓶内气体增多,压强增大
(3)使瓶内压强恢复到初始状态,便于对比压强变化
(4) 试管内液面上升
【详解】(1)二氧化碳既能溶于水 ,也能与水发生反应生成碳酸(),所以除了二氧化碳溶解在水中使装置内压强变化外,二氧化碳与水反应也可能造成压强变化出现上述现象。
(2)AB 段是将氢氧化钠溶液快速推入瓶内,此时瓶内气体被压缩,气体体积减小,压强增大;
FG 段是加入稀盐酸后,稀盐酸与之前氢氧化钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠发生反应,生成二氧化碳气体,使瓶内气体增多,压强增大。
(3)实验中加入试剂会使瓶内压强改变,将两个注射器活塞拉回原位,可使瓶内压强恢复到初始状态,排除加入试剂体积对压强的影响,便于对比不同反应阶段压强变化情况。
(4)二氧化碳与氢氧化钠反应() ,二氧化碳被消耗,试管内气体减少,压强减小,在外界大气压作用下,试管内液面上升;
氢氧化钠在溶液中电离出Na+和OH-,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠在溶液中电离出Na+和,所以溶液中增加的主要微粒是和H2O,作图为。
30.(2025·湖南邵阳·三模)实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。某兴趣小组围绕的制备、性质、吸收等问题展开探究。
Ⅰ.的制备与性质:我国海上二氧化碳封存示范工程项目是将油田开发伴生的二氧化碳捕获、分离、加压至气液混合状态再回注海底。小组同学由此灵感设计并制作了喷气船,气体从罐底小孔喷出使船前进,如图1所示。
(1)喷气船产生气体的原理是 (用化学方程式表示)。
(2)为便于改变航行方向,小组同学在船身A处安上桅杆,桅杆如图2所示。一段时间后,可观察到 现象。
(3)二氧化碳封存示范工程项目有利于改善 (写一种环境问题)。
Ⅱ.的吸收:利用压强传感器研究溶液吸收的情况。用3个的烧瓶收集满纯净的,连接压强传感器,用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的溶液各后,同时振荡烧瓶。采集的数据如图3所示。
(4)曲线a、b、c所示的实验中,时导致压强瞬间降低的原因是 ,时被吸收的的体积由大到小的顺序是 。
为探究是否还有其他试剂可以吸收,兴趣小组进行网络检索,得到相关资料:
【查阅资料】
a.选择捕集的吸收剂时,还需要考虑与吸收剂反应的产物能否在一定条件下分解重新释放,从而实现的利用。
b.有科学家提出选用饱和溶液来捕集二氧化碳,具体过程如图4所示,吸收池中发生的化学反应方程式为(具有受热易分解的性质)。
(5)你认为科学家提出用饱和碳酸钾溶液捕集的原因是 。
【答案】(1)
(2)湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸无明显变化
(3)温室效应
(4) 振荡烧瓶,使CO2与NaOH溶液充分接触,加快反应速率,导致压强瞬间降低 c>b>a
(5)KHCO3受热易分解,能在一定条件下分解重新释放CO2,从而实现CO2的利用(合理即可)
【详解】(1)喷气船中是碳酸钙粉末与稀盐酸反应产生二氧化碳气体,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。
(2)二氧化碳本身不能使干燥的石蕊试纸变色,二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使紫色石蕊试纸变红。所以一段时间后,可观察到湿润的紫色石蕊试纸变红,干燥的紫色石蕊试纸无明显变化。
(3)二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一,二氧化碳封存示范工程项目将二氧化碳捕集、分离并回注海底,减少了大气中二氧化碳的含量,有利于改善温室效应。
(4)t2时进行振荡操作,增大了CO2与NaOH溶液的接触面积,使反应加快,更多的CO2被吸收,瓶内压强瞬间降低;
由图 3 可知,在t3时,曲线c对应的压强最低,说明瓶内CO2被吸收得最多,曲线a对应的压强最高,说明瓶内CO2被吸收得最少,所以被吸收的CO2体积由大到小的顺序是c>b>a。
(5)根据查阅资料可知,选择捕集的吸收剂时,需要考虑与吸收剂反应的产物能否在一定条件下分解重新释放,饱和碳酸钾溶液与CO2、H2O反应生成的KHCO3受热易分解,能满足这一要求,所以科学家提出用饱和碳酸钾溶液捕集CO2。
31.(2025·上海·模拟预测)学习小组利用数字化实验对二氧化碳的性质进行了探究。
【活动一】制取二氧化碳及含量的探究
(1)利用装置A制备二氧化碳气体,分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用,其中用排空气法收集时,选用的装置是 (填“B”或“C”)。
(2)利用图D装置,分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中,采集数据,得到如图1所示的时间-压强曲线。该实验说明用 (填“排水法”或“排空气法”)收集到的二氧化碳含量高,理由是 。
【活动二】对比探究二氧化碳的性质
改用3个250mL的烧瓶均收集满二氧化碳气体,按图2分别组装好装置(85mL液体分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液),打开活塞,三位同学同时迅速将注射器内85mL不同液体注入各自烧瓶中,关闭活塞,同步采集数据;一段时间后,同时振荡烧瓶,整个过程所得数据绘制出图3所示的时间-压强曲线。
(3)曲线3代表的是加入的液体为 (填编号)。
a.水 b.饱和石灰水 c.40%的氢氧化钠溶液
(4)导致曲线1中CD段压强急速降低的原因是 。
(5)曲线2和曲线3差异较大的原因是 。
(6)根据图3所得曲线可以得出的结论是 (填编号)。
①二氧化碳能溶于水 ②二氧化碳能与水反应
③饱和澄清石灰水可以用于检验二氧化碳 ④二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应
⑤可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳
【答案】(1)B
(2) 排水法 注入氢氧化钠溶液后,用排水法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中,压强下降的多
(3)c
(4)振荡烧瓶,增大了二氧化碳与水的接触面积,加快了二氧化碳的溶解速率
(5)氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水,相同质量的溶液,氢氧化钠能吸收更多二氧化碳,压强减小更多
(6)①④
【详解】(1)二氧化碳的密度比空气大,用排空气法收集时,应用向上排空气法收集,选用的装置是B;
(2)分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,二氧化碳被消耗,装置内气体减少,压强减小,由图可知,注入氢氧化钠溶液后,用排水法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中,压强下降的多,说明该锥形瓶中二氧化碳含量多,则用排水法收集到的二氧化碳含量高;
(3)氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水,故饱和石灰水的浓度较低,40%的氢氧化钠溶液浓度高,故40%的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力比饱和石灰水强,饱和石灰水吸收二氧化碳的能力比水强,曲线3压强下降的最多,说明该物质吸收二氧化碳的能力最强,则加入的液体是40%的氢氧化钠溶液。
故选c;
(4)由图可知,曲线1中CD段压强急速降低,原因可能是振荡烧瓶,增大了二氧化碳与水的接触面积,加快了二氧化碳的溶解速率,从而导致压强急速降低;
(5)由以上分析可知,曲线3加入的液体是40%的氢氧化钠溶液,曲线2加入的液体是饱和石灰水,氢氧化钠易溶于水,氢氧化钙微溶于水,相同质量的溶液,氢氧化钠溶液能吸收更多二氧化碳,压强减小更多,故曲线2和曲线3差异较大
(6)①由曲线1可知,加入水后,压强最终和起始几乎相同,说明一体积水几乎能溶解一体积的二氧化碳,故可以说明二氧化碳能溶于水,能得出结论,符合题意;
②由曲线1可知,加入水后,压强减小,但是二氧化碳能溶于水,也能导致气体减少,压强减小,不能说明二氧化碳能与水反应,不能得出结论,不符合题意;
③由图可知,曲线2中压强下降的比曲线1多,说明二氧化碳与氢氧化钙发生了反应,但是该实验只能得出压强变化,无法得出二氧化碳与氢氧化钙反应的现象,不能得出饱和澄清石灰水可以用于检验二氧化碳,不符合题意;
④由二氧化碳与氢氧化钠溶液对应的曲线压强变化最大,可得出二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,能得出结论,符合题意;
⑤二氧化碳与氢氧化钠溶液反应,没有明显现象,且图中只有压强变化,不能得出可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳,不能得出结论,不符合题意。
故选①④。
32.(2025·陕西西安·三模)许多化学反应发生时,伴随有发光、放热、有沉淀析出、有颜色改变等实验现象,但也有的化学变化发生时无明显现象,同学们进行了如下探究活动。
查阅资料:其他条件相同时,溶液中离子浓度越大,溶液电导率越大。
【实验探究一】氢氧化钠溶液与盐酸能否发生化学反应
(1)如图,下列物质中,可以证明该反应发生的是________(填字母)
A.酚酞 B. C.溶液 D.溶液
(2)小组利用如图1研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,从图2可知,该反应过程 (填“吸收”或“放出”)热量,并用和电导率传感器测定反应过程中和电导率的变化(如图3和图4),下列说法正确的是 (填字母)。
A.图1中滴加的a溶液为稀盐酸
B.图3中能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应
C.图3中所示溶液中的质量不断增加
D.图4中90s之前电导率下降是因为溶液中的离子数量逐渐减少
【实验探究二】氢氧化钠与二氧化碳能否发生化学反应
方案一:
(3)借助压强传感器,先后向三颈烧瓶内推入等体积的两种液体,测得瓶内压强变化情况如图所示,首先注入瓶中液体是 (填“水”或“氢氧化钠溶液”),对比曲线中bc段和 段,可证明二氧化碳能与发生反应。
方案二:
(4)已知:通常状况下1体积水中最多溶解0.76体积二氧化碳。装置气密性良好,集气瓶容积均为,图中溶液是澄清石灰水。由此实验判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 。
方案三:
(5)打开,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶内,反应结束后,关闭打开,观察到烧杯内液体倒吸入锥形瓶,锥形瓶内有白色沉淀产生,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,产生白色沉淀的化学方程式为 。
【实验总结】对于没有明显现象的化学变化,可以从反应物的消失或减少和有新的生成物两个角度加以证明。
【答案】(1)ABD
(2) 放出 AB/BA
(3) 氢氧化钠溶液 de
(4)无明显现象
(5)
【详解】(1)氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水。
A、酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。NaOH溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,稀盐酸呈酸性,氯化钠溶液呈中性,都不能使酚酞变红,向NaOH溶液中滴加酚酞溶液,然后再滴加足量稀盐酸,若发现溶液由红色变为无色,说明NaOH已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故A正确;
B、Fe与NaOH、氯化钠都不反应,Fe能与稀盐酸反应生成FeCl2、H2,有气泡产生。向NaOH溶液中滴加适量稀盐酸,然后加入少量Fe,若没有气泡产生,说明稀盐酸已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故B正确;
C、氢氧化钠在溶液电离出Na+、OH-,HCl在溶液中电离出H+、Cl-。氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水,反应实质是H+、OH-结合生成H2O,稀盐酸中的Cl-不参与反应,不管氢氧化钠与盐酸是否发生反应,加入AgNO3,Cl-一定会与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,利用AgNO3溶液无法证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故C错误;
D、Na2CO3与NaOH、氯化钠都不反应,Na2CO3能与稀盐酸反应生成NaCl、CO2、H2O,有气泡产生。向NaOH溶液中滴加适量稀盐酸,然后加入少量Na2CO3溶液,若没有气泡产生,说明稀盐酸已发生反应转化为其它物质,证明氢氧化钠溶液能与盐酸反应,故D正确;
故选ABD;
(2)由图示可知,随着加入盐酸的加入,溶液温度逐渐升高,说明氢氧化钠和盐酸反应放热,故填放出;
A、稀盐酸呈酸性,pH小于7;氢氧化钠溶液呈碱性,pH大于7。根据图2,滴加a溶液后,烧杯中溶液的pH不断减小,说明滴加的溶液为稀盐酸,A选项正确;
B、氢氧化钠溶液呈碱性,pH大于7,图2中b→e过程中溶液pH不断减小且最终小于7,说明氢氧化钠不断减少,能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应,B选项正确;
C、图2中d点pH=7,说明稀盐酸与氢氧化钠溶液刚好完全反应,d→e过程中,加入稀盐酸,没有发生反应,NaCl的质量保持不变,C选项错误;
D、盐酸与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、水,则溶液中溶质由NaOH逐渐变为NaCl,NaOH在溶液中电离出Na+、OH-,NaCl在溶液中电离出Na+、Cl-,溶液中离子的数量没有改变,图3中90S之前电导率下降是因为OH-的导电能力比Cl-强,D选项错误。
故选AB。
(3)氢氧化钠溶液中含有氢氧化钠、水,若要证明氢氧化钠与二氧化碳能发生化学反应,则实验变量是氢氧化钠,需先注入水,再注入氢氧化钠溶液并观察实验现象。若先注入氢氧化钠溶液,则无法控制变量。故填氢氧化钠溶液;
根据图2,bc段瓶内压强小幅下降,de段压强明显下降,先注入的液体是水,后注入的液体是氢氧化钠溶液,对比bc、de段,可证明NaOH能与二氧化碳发生反应,消耗更多的二氧化碳。故填de;
(4)通常状况下1体积水中溶解1体积二氧化碳,集气瓶容积为250mL,甲集气瓶中氢氧化钠溶液体积为100mL,若氢氧化钠不能与二氧化碳反应,则通入的300mLCO2过量,最终有CO2进入乙集气瓶,若氢氧化钠能与CO2反应,则CO2不能进入乙集气瓶。因此乙集气瓶中溶液的作用是检验CO2,而CO2能使澄清石灰水变浑浊。若要证明集气瓶中二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,则二氧化碳气体因被氢氧化钠吸收而不能进入乙装置,则乙装置中无明显现象。故填无明显现象。
(5)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,而在打开K2后,氯化钙被吸入碳酸钠溶液中,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,其化学方程式为,故填;
33.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 产生气泡 硫酸铜
(2) 软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)
(5)可以与盐酸反应生成,不需要进行分离
(6)、
(7)稀盐酸
(8)<
【详解】(1)根据结论②中是铁与稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,故实验现象为固体逐渐减少,有气泡产生,溶液变成浅绿色;③中固体表面出现红色固体,再根据结论脱氧剂中含有铁单质,结合金属与盐溶液的反应,固体表面出现红色固体应为被铁置换出来的铜,故加入硫酸铜溶液(其它合理答案均可),铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:,故填:产生气泡;硫酸铜;。
(2)软塑料瓶中放一整袋脱氧剂,脱氧剂中铁单质与软塑料瓶中氧气、水蒸气反应产生铁锈,瓶内气体体积减小,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪现象,这是从反应物消失的视角,验证了该反应的发生;故填:软塑料瓶变瘪;反应物消失。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能防止食物腐败;故填:防止食物腐败。
(4)脱氧剂样品中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:,故填:。
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的,故填:可以与盐酸反应生成,不需要进行分离。
(6)碳酸钠和盐酸生成氯化钠二氧化碳和水,氧化铁、铁和盐酸反应,反应生成氯化铁和氯化亚铁,在和过量锌反应后转化为氯化锌,故溶液3中的溶质是氯化钠和氯化锌,故填:NaCl、ZnCl2。
(7)根据图2,溶液pH降低,图1中的溶液B是稀盐酸,故填:稀盐酸。
(8)c点pH小于7,盐酸过量,溶质为NaCl、HCl,故所示的溶液中个数与个数关系是n(Na+) <n(Cl−),故填:<。
34.(2025·安徽淮北·三模)在“铁钉与硫酸铜溶液反应”的实验中,铁钉的表面会出现黑色物质,且溶液很难在短时间内变成浅绿色,某兴趣小组决定对上述异常现象展开探究。
【查阅资料】①氧化铜呈黑色,能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
②易水解生成氢氧化铜[],新生成的氢氧化铜极不稳定,容易分解。
活动一:验证黑色物质的成分
(1)刮取铁钉表面的黑色物质置于试管中,加入足量稀硫酸,观察到 (填现象),证明黑色物质是氧化铜,发生反应的化学方程式为 。
活动二:探究黑色物质的生成
【作出猜想】猜想Ⅰ:置换出的铜被氧气氧化。猜想Ⅱ:新生成的氢氧化铜分解。
【进行实验】称取无水硫酸铜固体5份,分别加入不同质量的水,充分溶解,再放入用砂纸打磨过的光亮铁钉。后观察现象,实验记录如下表所示。
硫酸铜与水的质量比
析出固体的颜色
亮红色
红色
暗红色
暗黑色
暗黑色
(2)①由上述实验现象可得出的结论为 (写一个即可)。
②将实验中表面出现亮红色物质的铁钉取出,用蒸馏水洗净后置于空气中,一段时间后,观察到颜色无明显变化,证明猜想 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是错误的。
活动三:探究影响反应快慢的因素
取等体积、等浓度的氯化铜溶液和硫酸铜溶液若干份,分别放入用砂纸打磨过的光亮铁钉,记录溶液变为浅绿色所需的时间,实验记录如下表所示。
实验序号
选用试剂
其他操作
析出固体的颜色
所需时间
①
氯化铜溶液
无
红色
②
硫酸铜溶液
无
红色(带有少量黑色)
③
硫酸铜溶液
加入少量氯化钠
红色
④
硫酸铜溶液
加热溶液至接近沸腾
红色
(3)由实验①~③可知, (填离子符号)的存在会加快反应。
(4)对比实验②和④,可以得出影响反应快慢的因素是 。
【拓展延伸】该小组将打磨光亮的铁钉放入溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色固体出现,且有气泡产生,该小组对“产生气泡”这一异常现象展开探究。
【查阅资料】①硫酸铜溶液呈酸性,铁与酸性溶液反应会产生氢气。
②硫酸亚铁溶液与氧气反应会产生氢离子。
【进行实验】将打磨光亮的铁钉放入溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,用传感器测定溶液的变化,用氧气传感器测定密闭容器内氧气含量的变化,结果分别如图1、图2所示。
(5)由图1和图2可知,铁与硫酸铜溶液反应的过程中,溶液的酸性增强,其原因是 。为验证该原因,你的实验方案是 。
【答案】(1) 黑色固体溶解,溶液变成蓝色
(2) 硫酸铜溶液浓度较低时,与铁反应会生成黑色固体或当水的质量越大时,越容易出现黑色物质 Ⅰ
(3)
(4)温度
(5) 硫酸亚铁溶液与氧气反应会产生氢离子 用去氧的蒸馏水配制溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液,放入打磨光亮的铁钉,用传感器测定溶液的
【详解】(1)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜溶液显蓝色,则可观察到黑色物质溶解,溶液变为蓝色。发生反应的化学方程式为。
(2)①根据表中内容可知,当硫酸铜溶液浓度较低时,与铁反应会生成黑色固体或当水的质量越大时,越容易出现黑色物质。
②由于放置空气一段时间后,颜色无明显变化,则说明铜不易生锈,即猜想Ⅰ错误。
(3)对比实验①~③,实验①所需时间最短,实验②所需时间最长,而①③中均含有氯离子,则说明氯离子的存在会加快反应的速率,符号为Cl-。
(4)实验④中温度较高,所需时间更短,则说明温度也能影响反应快慢。
(5)该实验是在密闭容器中进行的,容器中含有空气,铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁,硫酸亚铁溶液与空气中的氧气发生反应从而产生氢离子,溶液中氢离子浓度越大,酸性就越强,因此铁与硫酸铜溶液反应过程中,溶液的酸性增强。
为验证该原因,根据对比实验的原则,变量应为氧气,故可设计方案:用去氧的蒸馏水配制溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液,放入打磨光亮的铁钉,用传感器测定溶液的。
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专题16 坐标图像题
考点概览
题型一 坐标图像的综合考察
题型二 数字化实验曲线(全题型)
坐标图像的综合考察题型一
1.(2025·重庆·三模)图像能直观反映化学反应的过程。向一定质量的溶液中滴加NaOH溶液一段时间后,改为滴加稀硫酸,所得沉淀质量随加入试剂总体积的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A.加入的NaOH溶液的总体积等于
B.段溶液的pH值保持不变
C.段(不含a点、b点)的溶质一定是和NaOH
D.c点和d点的溶液中的溶质种类不相同
2.(2025·重庆·三模)图像是化学反应过程优化的工具,下列图像正确的是
A.图⑤:浓盐酸敞口放置一段时间
B.图⑥:物质着火点为T℃。则M、N、Q点对应状态下物质能燃烧
C.图⑦:将表面生锈的一定质量的铁钉置于某容器中,再逐渐加入稀硫酸
D.图⑧:向盐酸和硫酸铜的混合溶液中滴加氢氧化钡溶液至过量
3.(2025·山东日照·三模)走进实验室,小兰同学发现了一瓶敞口放置的氢氧化钙,对其成分产生兴趣,进行了相关实验并绘制图像如下:
根据实验过程和图像提供的信息,请回答:
(1)完全反应后生成气体的质量为 g;
(2)a点溶液中的溶质是 (写化学式);稀盐酸的质量分数x%中的x数值为 。
(3)计算样品中氢氧化钙的质量分数。(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)
4.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)下列实验能用所给图像表示的是
A.氢气在氧气中燃烧,反应前后分子个数不变
B.向一定量的硫酸铜溶液中加入少量的铁粉,反应前后溶液质量不变
C.铜在空气中加热,反应前后原子个数不变
D.向一定量硫酸钠溶液中加入过量的氯化钡溶液时,溶液中离子总数不变
5.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)实验室有一包白色固体,可能含有硫酸铜、碳酸钾、氯化钠、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究该固体组成,某兴趣小组进行了如下实验探究:
【实验活动】
【初步结论】
(1)样品中一定含(1) ,(填化学式,下同)一定不 。
【提出问题】样品中还有哪些物质呢?同学们利用蓝色溶液A继续进行实验。
【进行实验】
【结论与解释】
(2)向蓝色溶液A中滴加过量的硝酸钡溶液,产生的现象是 ,向溶液B中滴加几滴硝酸银溶液时发生反应的化学方程式为 。滤液C中一定含有的阳离子是 (写离子符号)。
【交流与反思】
(3)经过同学们深入的交流,发现还有一种物质可能存在,而在上述实验探究中没有得到验证,所以同学们为确定固体组成设计了一个最节约且简单的实验操作是 ,观察实验现象,即可确定了可能存在的物质确实存在。
【分析评价】
(4)下图是固体样品加入上述实验(3)中的试剂后充分反应的过程中部分离子数目的变化图。请你结合图像分析:①表示的离子应该是 (填字母);
A B. C. D.
老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定,并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。
6.(2025·四川南充·三模)下列图像能正确反映其对应关系的是
A.①表示分别向等质量镁粉和铝粉中加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸
B.②表示常温下,向的稀盐酸中滴加的溶液
C.③表示向盛有二氧化锰的烧杯中加入过氧化氢溶液
D.④表示某温度时,向一定量的饱和石灰水中加入少量生石灰
7.(2025·河南南阳·三模)下列四个图像分别与选项中的操作相对应,其中可能合理的是
A.水通电一段时间
B.向一定质量稀硫酸和硫酸钠的混合溶液中加入足量氢氧化钡溶液
C.向等质量的锌和铁中分别加入足量等溶质质量分数的稀盐酸
D.向等质量的碳酸钠和碳酸氢钠固体中分别加入足量稀盐酸
8.(2025·陕西西安·三模)为了探究物质的化学性质,研究小组做了如下图所示实验。
(1)若取少许A所得溶液,加入紫色石蕊溶液,溶液显红色,则A所得溶液中一定含有的溶质是 (写化学式)。
(2)B中所发生反应的化学方程式为 。
(3)反应结束后,小组同学将反应后A、B试管中的上层清液倒入洁净的烧杯中,最终只得到无色溶液,再向烧杯中滴加无色酚酞溶液,溶液仍为无色。为了确定滤液中溶质的成分,小组同学进行了探究。
【作出猜想】猜想一: 猜想二: 猜想三:
猜想四:
【评价交流】你认为以上猜想不合理的有 。
【实验验证】小组同学取一定量滤液于试管中,向溶液中逐滴加入碳酸钠溶液至过量,整个过程观察到的现象是 。
【实验结论】猜想三正确。
【拓展提高】根据以上反应现象得到如图所示的图像:
小组同学对图像进行了分析,下列说法正确的是 (填字母)。
A.OA段生成了气体 B.OA段溶液的pH变小
C.点时对应的溶液中只有两种溶质 D.整个过程只发生了复分解反应
【反思交流】小组讨论如何处理烧杯中的废液问题,小明提出应该向烧杯中加入过量的 (填化学式)调节至中性,过滤,然后可将滤液倒入下水道排放。
9.(2025·山东潍坊·三模)卤水的主要成分及其溶解度曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.相同温度时,的溶解度大于的溶解度
B.时,饱和溶液升高或降低温度都会变为不饱和溶液
C.时,取固体放入50g水中,能得到溶液
D.将时KCl和的饱和溶液降温至时,两溶液溶质质量分数相等
10.(2025·云南昆明·三模)某实验小组测得稀溶液与稀盐酸反应过程中的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应属于中和反应
B.40s时,溶液中溶质为和
C.该实验的药品添加顺序是将稀盐酸加入到稀NaOH溶液中
D.60s时,向溶液中加入适量硫酸铜溶液,观察到有蓝色沉淀生成
11.(2025·广东深圳·三模)“侯氏制碱法”的主要反应是。如图是三种固体物质的溶解度曲线。下列说法正确的是
A.时,溶于水中,形成不饱和溶液
B.溶液的溶质质量分数比溶液的溶质质量分数大
C.该反应产生沉淀的原因是在常温下的溶解度比小
D.若固体中含有少量,可用蒸发结晶的方法提纯
12.(2025·山东济南·三模)下列四个坐标图分别表示四个实验过程中某些量的变化,其中正确的是
A.向氢氧化钠溶液中加水 B.分别用等质量、等质量分数的过氧化氢溶液制氧气
C.通电分解水 D.向一定量硫酸铜溶液中加入锌粉
13.(2025·江西新余·三模)甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线如图,下列叙述正确的是
A.t1℃时,甲、丙的溶解度相等
B.t2℃时,甲、乙的饱和溶液中,溶剂质量较多的是乙
C.t2℃时,丙的饱和溶液降温至t1℃,一定有溶质析出
D.甲中含有少量乙,可以采用 的方法提纯甲
14.(2025·江西新余·三模)向盛有碳酸钠和硫酸钡固体混合物的烧杯中逐滴加入稀盐酸,该过程中固体质量随加入稀盐酸质量的变化关系如图。下列说法正确的是
A.a点对应的溶液显酸性 B.b点时,剩余固体中只含一种物质
C.b点和c点对应的溶液溶质成分相同 D.原固体混合物中硫酸钡的质量为(m-n)g
15.(2025·四川达州·三模)图像能直观表达各种变化关系,加深对知识的理解。下列有关图像的描述错误的是
A.密闭容器中用红磷测定空气中氧气的含量
B.足量的金属粉末分别加入到等质量、等浓度的稀硫酸中
C.硝酸铵和氢氧化钠固体加入到水中
D.向室温下的饱和石灰水中加入少量生石灰
16.(2025·江苏宿迁·三模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.电解水生成氢气与氧气质量变化关系 B.一定量硝酸铵固体投入到一定量蒸馏水中
C.等质量镁和氧气在点燃条件下充分反应 D.在密闭容器中用红磷测空气中氧气含量
17.(2025·重庆·三模)学会识图能发展科学思维,下列图像与反应过程的变化趋势对应正确的有
①分别将等质量的铝和铁放入足量的稀盐酸中反应
②向一定量的氢氧化钾和氯化钡的混合溶液中滴加硫酸
③向的稀盐酸中不断滴入的氢氧化钠溶液
④向一定量的溶液中溶液加入1克溶液作催化剂
A.1.个 B.2个 C.3个 D.4个
18.(2025·江苏扬州·三模)如图是某化学反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是
A.该反应为放热反应 B.此图像可以表示绿色植物的光合作用
C.该反应不需要加热就可以进行 D.此图像可以表示加入水中
19.(2025·河南驻马店·三模)如图是利用数字化传感器测得的稀盐酸和氢氧化钠溶液反应时溶液pH的变化图像,下列说法不正确的是
A.该反应是将氢氧化钠溶液加入稀盐酸中
B.溶液呈中性时,加入的溶液的体积为12mL
C.将c点溶液加热蒸干所得固体为纯净物
D.该反应的微观实质是
数字化实验曲线(全题型)题型二
20.(2025·安徽蚌埠·三模)酸雨是大气污染的危害之一。下表是某城市某日空气质量报告:
污染指数
首要污染物
空气质量级别
空气质量状况
62
SO2
11
良
某化学兴趣小组的同学对表中首要污染物SO2形成的酸雨中溶质的主要成分进行探究。
同学们收集了当日雨水,每隔1小时,通过pH计测定雨水样品的pH,测得的结果如下表:
测定时间/h
0
1
2
3
4
雨水样品的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
【查阅资料】
Ⅰ. pH<5.6的雨水为酸雨。
Ⅱ. BaSO3不溶于水,能与盐酸反应;BaSO4不溶于水,也不溶于盐酸。
【分析讨论】
(1)正常雨水的pH范围:5.6<pH<7,偏 (填“酸”或“碱”)性。
(2)收集的酸雨样品放置一段时间后pH减小,原因是SO2与H2O反应生成的 H2SO3被氧化为 H2SO4,由表中数据可知,H2SO4比H2SO3的酸性 (填“强”或“弱”)。
【提出猜想】
(3)同学们对刚收集到的酸雨样品中的溶质提出猜想:
猜想Ⅰ:酸雨中的溶质只含有 H2SO4。
猜想Ⅱ:酸雨中的溶质含有H2SO3和 H2SO4。
猜想Ⅲ:酸雨中的溶质只含有 。
【实验探究】
(4)进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
步骤Ⅰ:取加入酚酞的酸雨样品,向其中滴加 Ba(OH)2溶液,过滤
有白色沉淀生成,溶液变为 色
Ba(OH)2过量
步骤Ⅱ:向过滤后的沉淀中加入足量盐酸
部分沉淀溶解,且有刺激性气味的气体产生
猜想Ⅱ正确
(5)写出步骤Ⅰ中生成白色沉淀发生反应的化学方程式: 。 (任写一个)
【反思与交流】
(6)+4价的氮元素形成的氧化物也可形成酸雨,该种氧化物的化学式为 。
【拓展与延伸】煤等含硫矿物的燃烧产生SO2。碳酸钙、碱石灰等作为吸收剂可以对燃煤烟气进行脱硫处理,利用数字化实验可以测定燃煤烟气中SO2的含量,得到如图所示的SO2含量与时间的关系曲线图。
(7)由图可知,脱硫效率较高的吸收剂是 (填名称)。
(8)实验时,称取的3份原煤的质量要相等,其目的是形成 。
21.(2025·山东潍坊·三模)为探究氧化铜是否能作过氧化氢分解制氧气的催化剂,某小组同学称量发现反应前后氧化铜质量不变,并运用数字化实验装置测得过氧化氢溶液在两种不同试剂作用下,装置内压强随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.该小组应增加探究实验证明反应前后氧化铜的化学性质不变
B.比较二氧化锰和氧化铜的催化效果时,只需要控制催化剂质量相同即可
C.比较曲线①②,在氧化铜催化作用下,过氧化氢分解速率更快
D.由曲线①推测,60s时压强瞬间回落,可能是气压过大,橡胶塞被弹出
22.(2024·山东济南·中考真题)某同学在常温下进行溶液和稀盐酸发生中和反应的实验探究,利用数字化传感器,借助计算机绘制出溶液随所滴入溶液体积变化的曲线,如图所示。下列有关说法中,合理的是
A.在点时溶液中的溶质为和 B.在段,溶液中数量逐渐增多
C.在点时溶液中大量存在的阴离子为和 D.该反应的实质是和结合生成
23.(2025·四川达州·三模)根据下列实验装置图,回答有关问题:
(1)写出装置图中标号仪器的名称:② 。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气选用的装置是 (填字母,下同);用A装置制取氧气时,试管中的棉花没有燃烧,根据燃烧条件分析,其主要原因是 ;选用AF装置制取氧气结束时,为防止水槽里的水倒流,应采取的操作是 。
(3)若用碳酸钠粉末和稀盐酸反应来制取二氧化碳,为了得到平稳的气流,应选用的发生装置是 。
(4)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。某兴趣小组用D装置制取氢气时,用压强传感器测得试管内某段时间压强的变化如图所示,下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.a点对应的操作是关闭弹簧夹 B.ab段试管中液面逐渐上升
C.bc段锌粒和稀硫酸脱离接触 D.c点的对应操作是打开弹簧夹
24.(2023·黑龙江大庆·中考真题)下列选项与图示中所反映的变化关系不相符的是
A.等质量且过量的锌粉、锌粒分别与等质量、等浓度的稀盐酸反应
B.向一定量与的混合溶液中逐渐通入至过量
C.在相同温度下,等质量等浓度的溶液分解制
D.向一定体积的溶液中,逐滴滴入一定浓度的稀硫酸
25.(2025·黑龙江哈尔滨·三模)实验室中有必要的药品和下列装置,结合所学知识回答下列问题。
Ⅰ.实验室制取氧气
(1)实验室用A装置制取氧气,写出反应的化学方程式 ;
(2)如果利用图1装置研究H2O2的分解反应,所得结果如图2所示。下列说法不正确的是________。
A.图2中的a点对应的操作是推动注射器活塞
B.对比b点和e点不能验证反应速率与H2O2的浓度有关
C.对比c点和e点可以验证反应速率与H2O2的浓度有关
D.该实验不能证明MnO2对H2O2的分解起催化作用
Ⅱ.实验室制取二氧化碳
(3)下列是实验室制取二氧化碳的部分操作步骤:①向锥形瓶中加入大理石②向长颈漏斗中注入稀盐酸③将导管伸入集气瓶④收集气体。从节约药品角度考虑,步骤③应该在步骤② (填“之前”或“之后”)。
(4)实验室若需控制反应的发生和停止来制取二氧化碳,应选图中的 (填字母)做发生装置。
(5)如下图所示,在制取过程中,开始长颈漏斗内液面高于锥形瓶中的液面,一段时间后,长颈漏斗内液面逐渐下降,此过程中锥形瓶内气压逐渐 (填“变大”或者“变小”)
Ⅲ.实验室制取氢气
(6)为了检验收集到的氢气的纯度,应在装置E (填“a”或“b”)导管口收集一小试管气体。
(7)按图G装置进行验纯,若 ,表示氢气较纯。
26.(2025·湖南衡阳·三模)科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。化学兴趣小组利用图1装置对“测定空气中氧气的含量”实验进行探究,并基于证据进行推理分析。
I.实验探究
(1)图1中仪器a的名称是 。
(2)利用图1装置测定空气中氧气含量并结合传感器技术,测得实验过程中容器装置内的压强、温度和氧气浓度,得到3条曲线,变化趋势如图2所示。X曲线表示 (填“温度”或“氧气浓度”)变化趋势。压强曲线中,引起段气体压强变化的操作是 。
II.证据推理
(3)兴趣小组分析氧气浓度的曲线,得出了“氧气浓度过低,红磷也不能燃烧”的结论。同学们由此联想到课本上的一个实验: (填物质名称)在空气中不能点燃,但在氧气中能点燃并剧烈燃烧。
27.(2025·内蒙古赤峰·三模)小明同学在做家庭实验时,不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上,发现土豆丝上立即冒气泡,激发了小明的探究欲望,请你参与小明的探究。
【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂。
【实验】
(一)化学实验准备:
做化学实验时有许多先后顺序需注意:
(1)例如若用下图A、B发生装置制取气体时需要先检查装置的气密性再装药品
实验室若用B装置制取二氧化碳时,在完成气密性检验良好的基础上,应先向B装置加入 药品(填字母),发生的化学方程式是 ;其基本反应类型是 。
(2)在使用氢气(或甲烷)等可燃气体时,一定先 如图E
(二)设计并完成下表所示的探究实验:
(3)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格。
实验操作
实验现象
实验结论
总结
实验一
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条
有气泡产生,带火星的木条不复燃
过氧化氢分解产生氧气,但是产生速率慢
土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
实验二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入土豆丝,伸入带火星的木条
,
土豆丝能加快过氧化氢的分解
【反思】
(4)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完全证明猜想是正确的。
第一补充实验:在实验二前后,各对土豆丝进行一次称量,其目的是证明:反应前后土豆丝的质量没变。
第二补充实验:倾倒掉实验二反应后的液体,向试管中余下的土豆丝中重新加入过氧化氢溶液,又有大量气泡产生,说明土豆丝的 没变。
【结论】
(5)通过上述同学所做的实验,我们知道了土豆丝可以作为过氧化氢制取氧气的催化剂。请写出该反应的化学方程式 。
【实验拓展】
查阅资料可知,二氧化锰或氧化铜可以是分解过氧化氢溶液的催化剂,小明分别取10mL5%过氧化氢溶液、1g二氧化锰、1g氧化铜,按图1所示装置进行实验,实验时倾斜锥形瓶使过氧化氢溶液与催化剂完全接触,测得相同条件下瓶内气压的变化如图2所示。
(6)对比分析图2中的 (填字母)点,可知化学反应速率与催化剂的种类有关。
(7)请从催化剂的角度解释在实验过程中,上述两个反应虽化学反应速率不同,但完全反应后两个装置内压强相同的原因 。
28.(2025·湖南株洲·三模)化学反应通常伴有吸热、放热、发光等现象,这些现象可以帮助我们判断是否发生了化学反应。但有些化学反应往往没有明显的现象。化学兴趣小组同学对此进行了探究。
(1)下列实验操作,均没有明显的现象,其中有化学反应发生的是_________。
A.氧气通入水 B.氮气通入水中
C.通入水中 D.稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中
【查阅资料】二氧化碳和氢氧化钠溶液反应,没有明显的现象。
【提出问题】如何证明二氧化碳和氢氧化钠溶液反应呢?
【设计方案】同学们经过讨论设计了如下两种方案。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
方案一
如图所示,用软塑料瓶收集一瓶,倒入少量的氢氧化钠溶液,盖紧瓶盖,振荡
软塑料瓶变瘪
二氧化碳和氢氧化钠发生反应
方案二
如图所示,向溶液中通入一段时间,再滴入足量的X溶液
有气泡产生
(2)请你写出方案一中发生反应的化学方程式: 。
(3)有同学对实验方案一有质疑,原因是 。
(4)方案二中,有气泡产生滴入的X溶液是________。
A.稀盐酸 B.溶液 C.溶液
(5)上述方案验证发生化学反应的原理是验证反应物的减少或新物质的 。
【拓展探究】同学们在老师的指导下,设计了如图1所示的装置继续进行探究实验。向集满的三颈烧瓶中先挤入水,振荡,用压强传感器测定瓶中气压变化曲线如图2。
(6)请解释图2中段首先压强增大的原因: 。
29.(2025·江西景德镇·三模)市实验学校化学兴趣小组尝试用以下装置来探究“与NaOH能否发生化学反应”(实验装置中夹持仪器、电脑均已略去)。经老师指点,兴趣小组的同学将从反应物是否减少及是否有新物质生成这两个维度来研究这个问题。
实验一:证明反应物减少。按图1所示装置进行实验,实验前 U 型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,待试管中反应后恢复到室温,观察到 U 型管中的液面情况为左高右低。
(1)小明同学认为出现上述现象的原因就是氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,小李同学提出了反对意见,他认为可能是二氧化碳溶解在水中,还可能是 (请用化学方程式表示)造成了上述现象。
实验二:证明新物质生成。为获得充足的证据,兴趣小组设计了图2所示装置进行实验探究,并利用压强传感器测定实验过程中三颈瓶内压强的变化:打开压强传感器,观察到三颈瓶内初始压强为101kPa,将滴有酚酞试剂的适量氢氧化钠溶液快速推入瓶内,振荡充分反应。待压强不再减小后,再将适量的稀盐酸快速推入瓶内,振荡充分反应。待压强不再增大后,将两个注射器活塞先后拉回原位(不进行活塞操作时,活塞不能自主移动)。瓶内压强变化如图3所示。
(2)AB段压强上升的原因是 ;FG段压强上升的原因是 。
(3)压强不再增大后,将两个注射器活塞拉回原位的目的是 。
【拓展延伸】
(4)将充满二氧化碳的试管倒扣在过量NaOH溶液中,可观察到的实验现象是 ,请在方形框中画出实验后溶液中增加的主要微粒 (粒子数目不作要求:不考虑空气)。
30.(2025·湖南邵阳·三模)实现2030年碳达峰、2060年碳中和,是我国政府对国际社会的重要承诺。某兴趣小组围绕的制备、性质、吸收等问题展开探究。
Ⅰ.的制备与性质:我国海上二氧化碳封存示范工程项目是将油田开发伴生的二氧化碳捕获、分离、加压至气液混合状态再回注海底。小组同学由此灵感设计并制作了喷气船,气体从罐底小孔喷出使船前进,如图1所示。
(1)喷气船产生气体的原理是 (用化学方程式表示)。
(2)为便于改变航行方向,小组同学在船身A处安上桅杆,桅杆如图2所示。一段时间后,可观察到 现象。
(3)二氧化碳封存示范工程项目有利于改善 (写一种环境问题)。
Ⅱ.的吸收:利用压强传感器研究溶液吸收的情况。用3个的烧瓶收集满纯净的,连接压强传感器,用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的溶液各后,同时振荡烧瓶。采集的数据如图3所示。
(4)曲线a、b、c所示的实验中,时导致压强瞬间降低的原因是 ,时被吸收的的体积由大到小的顺序是 。
为探究是否还有其他试剂可以吸收,兴趣小组进行网络检索,得到相关资料:
【查阅资料】
a.选择捕集的吸收剂时,还需要考虑与吸收剂反应的产物能否在一定条件下分解重新释放,从而实现的利用。
b.有科学家提出选用饱和溶液来捕集二氧化碳,具体过程如图4所示,吸收池中发生的化学反应方程式为(具有受热易分解的性质)。
(5)你认为科学家提出用饱和碳酸钾溶液捕集的原因是 。
31.(2025·上海·模拟预测)学习小组利用数字化实验对二氧化碳的性质进行了探究。
【活动一】制取二氧化碳及含量的探究
(1)利用装置A制备二氧化碳气体,分别用排水法和排空气法收集两锥形瓶气体备用,其中用排空气法收集时,选用的装置是 (填“B”或“C”)。
(2)利用图D装置,分别将过量的NaOH溶液注入用排水法和排空气法收集的二氧化碳气体的锥形瓶中,采集数据,得到如图1所示的时间-压强曲线。该实验说明用 (填“排水法”或“排空气法”)收集到的二氧化碳含量高,理由是 。
【活动二】对比探究二氧化碳的性质
改用3个250mL的烧瓶均收集满二氧化碳气体,按图2分别组装好装置(85mL液体分别是水、饱和石灰水、40%的氢氧化钠溶液),打开活塞,三位同学同时迅速将注射器内85mL不同液体注入各自烧瓶中,关闭活塞,同步采集数据;一段时间后,同时振荡烧瓶,整个过程所得数据绘制出图3所示的时间-压强曲线。
(3)曲线3代表的是加入的液体为 (填编号)。
a.水 b.饱和石灰水 c.40%的氢氧化钠溶液
(4)导致曲线1中CD段压强急速降低的原因是 。
(5)曲线2和曲线3差异较大的原因是 。
(6)根据图3所得曲线可以得出的结论是 (填编号)。
①二氧化碳能溶于水 ②二氧化碳能与水反应
③饱和澄清石灰水可以用于检验二氧化碳 ④二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应
⑤可用氢氧化钠溶液检验二氧化碳
32.(2025·陕西西安·三模)许多化学反应发生时,伴随有发光、放热、有沉淀析出、有颜色改变等实验现象,但也有的化学变化发生时无明显现象,同学们进行了如下探究活动。
查阅资料:其他条件相同时,溶液中离子浓度越大,溶液电导率越大。
【实验探究一】氢氧化钠溶液与盐酸能否发生化学反应
(1)如图,下列物质中,可以证明该反应发生的是________(填字母)
A.酚酞 B. C.溶液 D.溶液
(2)小组利用如图1研究稀盐酸与氢氧化钠溶液反应的过程,从图2可知,该反应过程 (填“吸收”或“放出”)热量,并用和电导率传感器测定反应过程中和电导率的变化(如图3和图4),下列说法正确的是 (填字母)。
A.图1中滴加的a溶液为稀盐酸
B.图3中能证明稀盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应
C.图3中所示溶液中的质量不断增加
D.图4中90s之前电导率下降是因为溶液中的离子数量逐渐减少
【实验探究二】氢氧化钠与二氧化碳能否发生化学反应
方案一:
(3)借助压强传感器,先后向三颈烧瓶内推入等体积的两种液体,测得瓶内压强变化情况如图所示,首先注入瓶中液体是 (填“水”或“氢氧化钠溶液”),对比曲线中bc段和 段,可证明二氧化碳能与发生反应。
方案二:
(4)已知:通常状况下1体积水中最多溶解0.76体积二氧化碳。装置气密性良好,集气瓶容积均为,图中溶液是澄清石灰水。由此实验判断氢氧化钠与二氧化碳发生反应依据的现象是 。
方案三:
(5)打开,将分液漏斗中的氢氧化钠溶液全部注入锥形瓶内,反应结束后,关闭打开,观察到烧杯内液体倒吸入锥形瓶,锥形瓶内有白色沉淀产生,也可证明二氧化碳能与氢氧化钠发生反应,产生白色沉淀的化学方程式为 。
【实验总结】对于没有明显现象的化学变化,可以从反应物的消失或减少和有新的生成物两个角度加以证明。
33.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
34.(2025·安徽淮北·三模)在“铁钉与硫酸铜溶液反应”的实验中,铁钉的表面会出现黑色物质,且溶液很难在短时间内变成浅绿色,某兴趣小组决定对上述异常现象展开探究。
【查阅资料】①氧化铜呈黑色,能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水。
②易水解生成氢氧化铜[],新生成的氢氧化铜极不稳定,容易分解。
活动一:验证黑色物质的成分
(1)刮取铁钉表面的黑色物质置于试管中,加入足量稀硫酸,观察到 (填现象),证明黑色物质是氧化铜,发生反应的化学方程式为 。
活动二:探究黑色物质的生成
【作出猜想】猜想Ⅰ:置换出的铜被氧气氧化。猜想Ⅱ:新生成的氢氧化铜分解。
【进行实验】称取无水硫酸铜固体5份,分别加入不同质量的水,充分溶解,再放入用砂纸打磨过的光亮铁钉。后观察现象,实验记录如下表所示。
硫酸铜与水的质量比
析出固体的颜色
亮红色
红色
暗红色
暗黑色
暗黑色
(2)①由上述实验现象可得出的结论为 (写一个即可)。
②将实验中表面出现亮红色物质的铁钉取出,用蒸馏水洗净后置于空气中,一段时间后,观察到颜色无明显变化,证明猜想 (选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)是错误的。
活动三:探究影响反应快慢的因素
取等体积、等浓度的氯化铜溶液和硫酸铜溶液若干份,分别放入用砂纸打磨过的光亮铁钉,记录溶液变为浅绿色所需的时间,实验记录如下表所示。
实验序号
选用试剂
其他操作
析出固体的颜色
所需时间
①
氯化铜溶液
无
红色
②
硫酸铜溶液
无
红色(带有少量黑色)
③
硫酸铜溶液
加入少量氯化钠
红色
④
硫酸铜溶液
加热溶液至接近沸腾
红色
(3)由实验①~③可知, (填离子符号)的存在会加快反应。
(4)对比实验②和④,可以得出影响反应快慢的因素是 。
【拓展延伸】该小组将打磨光亮的铁钉放入溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,铁钉表面有红色固体出现,且有气泡产生,该小组对“产生气泡”这一异常现象展开探究。
【查阅资料】①硫酸铜溶液呈酸性,铁与酸性溶液反应会产生氢气。
②硫酸亚铁溶液与氧气反应会产生氢离子。
【进行实验】将打磨光亮的铁钉放入溶质质量分数为4%的硫酸铜溶液中,用传感器测定溶液的变化,用氧气传感器测定密闭容器内氧气含量的变化,结果分别如图1、图2所示。
(5)由图1和图2可知,铁与硫酸铜溶液反应的过程中,溶液的酸性增强,其原因是 。为验证该原因,你的实验方案是 。
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