内容正文:
专题16 科学探究题
1.(2025·四川眉山·中考真题)某化学兴趣小组为探究稀盐酸的化学性质做了如图实验。
(1)有气泡产生的是 (填字母序号)。
(2)C中观察到固体逐渐减少,溶液变为黄色,该反应的化学方程式为 。
(3)为探究D试管内反应后溶液中溶质的成分,该小组进行了以下探究。
【提出问题】
D试管内反应后溶液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想一:NaCl;猜想二:NaCl和HCl;猜想三: 。
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量D试管内的溶液,倒入盛有碳酸钠粉末的试管中
无明显现象
猜想二不成立
II.另取少量D试管内的溶液,滴加硫酸铜溶液
猜想三成立,猜想一和二不成立
【实验结论】
综上所述,猜想三正确。
【反思与评价】
①能替代步骤II中所用硫酸铜溶液也可得到相同结论的物质是 (填字母序号)。
A.无色酚酞试液 B.铁粉 C.稀硫酸 D.氯化铁溶液
②在考虑反应后溶液中溶质成分时,除生成物外还需考虑 。
2.(2025·四川凉山·中考真题)化学兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,同学们认为该瓶溶液可能已变质并对其中的成分进行探究。
(1)氢氧化钠溶液敞口放置空气中可能变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)实验探究:
【提出问题】该瓶溶液中含有哪些溶质?
【猜想与假设】猜想一:NaOH 猜想二:NaOH、Na2CO3 猜想三:Na2CO3
【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性,CaCl2溶液呈中性。
【实验一】A同学取适量该瓶溶液于试管中,加入过量稀盐酸,观察到有无色气泡产生,由此可知猜想 (选填“一”“二”或“三”)不成立。
【实验二】B、C两位同学在A同学结论的基础上分别重新取该瓶溶液进行实验。
操作
现象
结论
B同学
取少量溶液于试管中,滴入无色酚酞溶液
溶液变红
猜想二成立
C同学
①取少量溶液于试管中,滴入过量CaCl2溶液
②过滤,向滤液中滴入无色酚酞溶液
①有白色沉淀生成
②滤液不变红
猜想三成立
两位同学中,结论正确的是 (选填“B”或“C”)同学。
【反思与评价】
(3)同学们结合所学知识,经过反思,又设计了下列实验方案来确定变质氢氧化钠溶液中的溶质成分。从理论上分析,你认为其中可行的有______(选填字母代号)。
A.向溶液中加入适量Ca(OH)2溶液,过滤后向滤液中滴入无色酚酞溶液
B.向溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤后向滤液中滴入CuSO4溶液
C.向溶液中加入过量CaCl2溶液,过滤后向滤液中通入少量CO2
D.向溶液中滴入几滴无色酚酞溶液后继续加入过量CaCl2溶液
3.(2025·四川遂宁·中考真题)碳酸钠在工业生产中有广泛的用途,我国化学家侯德榜创立了侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。遂宁市某中学化学兴趣小组的同学在学习了碳酸钠性质后,做了如下2个实验:
(1)
实验编号
实验内容
实验现象
实验结论或解释
(1)
碳酸钠溶液+盐酸
碳酸钠能与盐酸反应
(2)
碳酸钠溶液+澄清石灰水
产生白色沉淀
(用化学方程式表示)
【发现问题】如何处理上述废液才能减少对环境的污染?
【思考分析】应先对废液中的溶质进行探究,再制定方案。
【实验探究】
(2)现将所有废液倒入一洁净烧杯中,静置后得到上层清液;取少量清液加入足量的氯化钡溶液(显中性),再滴加几滴无色酚酞溶液,若上层清液变红,下层产生白色沉淀,则上层清液中一定没有的离子是 (填离子符号)。
【解决问题】通过以上探究,处理上述废液的方法是在废液中加入一定量的酸性物质使废液呈中性,从而减少对环境的污染。
4.(2025·四川泸州·中考真题)某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究,并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题:安全提示:实验中应佩戴护目镜和手套,避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
(1)取的溶液于试管中,放入粘胶凝固的小球,将带火星木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡, (补充完现象)。从试管中取出小球,洗净,晾干,称量,其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
(2)为了使本探究更加严谨,小组讨论后又做了一个对照实验:向盛有4mL 的试管中,加入粘胶凝固的小球,无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各,然后都注入的的溶液,相同条件下测量不同时间产生的体积(见下表),则 催化效率更高。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
体积/mL
0
10.5
19.8
27.5
33.1
36.2
37.5
酵母
0
15.2
28.6
38.9
45.3
49.7
52.1
【探究三】跨学科实践活动
(4)查阅资料:酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂,生物细胞代谢会产生副产物。据此推测,在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是:避免累积,导致 (补充完整)。
(5)自制高原旅行的简易供氧器:为实现缓慢供氧,并能随时控制氧气的产生与停止,现有浓溶液,还应选用的试剂有 (选填编号)。
可供选择的试剂:①粘胶凝固的小球 ②粉末 ③酵母粉末 ④水。
(6)反思总结:实践学习后,部分同学交流的以下观点,你认为错误的有______。
A.解决实践中的真实问题,通常需要多学科知识
B.当设计的装置比较优秀时,没有必要组内交流
C.设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D.开展跨学科实践活动费时费力,不利于综合素养的发展
5.(2025·四川资阳·中考真题)某化学兴趣小组对草木灰的成分进行了探究。
【作出猜想】草木灰中可能含有碳酸钾、硫酸钾中的一种或两种。
【设计实验】
(1)小组同学取适量草木灰于烧杯中,加入足量蒸馏水浸泡、搅拌、过滤,得到澄清草木灰水,备用。
甲同学:取少量草木灰水置于试管中,滴加足量稀硫酸,有大量气泡产生。由此得出草木灰中含有碳酸钾,发生反应的化学方程式为 。
乙同学:取少量草木灰水于试管中,滴加足量氯化钡溶液,产生白色沉淀,结合甲同学的实验,得出草木灰中含有硫酸钾和碳酸钾的结论。
【提出质疑】
(2)丙同学认为乙同学结论不正确,理由是 (用化学方程式表示)。
【探究实验】
(3)请你和同组同学一起设计实验方案,帮助乙同学得到实验结论(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实验操作
实验现象
实验结论
草木灰中含有碳酸钾和硫酸钾
【拓展应用】
活动二:草木灰中碳酸钾含量的测定(假设草木灰中其他成分遇稀硫酸不产生气体)
(4)丁同学称取一定质量活动一剩余的草木灰,利用已检查好气密性的图1装置进行定量实验,测得草木灰中碳酸钾的质量分数为10.0%,查阅资料后,发现测得的数值偏小,可能的原因是 。
【拓展应用】
(5)漂洗剂漂洗丝帛时,脱胶率越高,所得的丝帛越顺滑亮丽,根据图2分析,选用 (填序号)洗涤剂效果更好。
①pH=8的溶液 ②pH=12的溶液
6.(2025·四川宜宾·中考真题)标有A和B的两瓶试剂,可能是Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、NaCl溶液中的某两种。实验小组对试剂A和试剂B进行了以下实验探究。回答下列问题:
实验一:鉴别试剂A和试剂B
各取5mL试剂进行如下实验,并记录实验现象。
实验现象:①和②中溶液都呈红色;③中有白色沉淀;④中无明显现象。
(1)试剂A中溶质是 (填化学式,下空同),试剂B中溶质是 。
(2)试管③中发生反应的化学方程式是 。
实验二:探究溶质的成分
实验小组将实验一①~④中的废液倒入烧杯中,充分混合后静置,取上层清液,对其中溶质的成分继续进行探究。
查阅资料:Na2CO3溶液呈碱性,NaHCO3溶液呈弱碱性,CaCl2溶液呈中性,MgCl2溶液呈弱酸性。
【问题】
上层清液中,除酚酞外还含有哪些溶质?
【预测】
预测一:NaOH;预测二:NaOH、Na2CO3;预测三:?
(3)预测三: ,作出预测的理由是 。
【设计实验】
(4)从Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、MgCl2溶液、NaHCO3溶液中选择一种合适的试剂,设计实验方案证明预测二中有NaOH。 。
7.(2025·四川广元·中考真题)某化学兴趣小组发现装满碱石灰的塑料瓶已经膨胀破裂,同学们对此产生了兴趣,在老师的指导下进行了以下探究。
【信息】①碱石灰由NaOH和CaO按一定比例混合而成,是一种常用的干燥剂;
②NaCl溶液和溶液都呈中性。
【问题】根据资料及所学知识,同学们认为,这瓶“碱石灰”已经变质。
(1)①碱石灰在空气中易变质的原因是 (用化学方程式表示,写一个即可);
②这瓶已经变质的“碱石灰”中含有哪些物质?
【预测】
(2)同学们推测,这瓶已经变质的“碱石灰”中可能含有的物质有CaO、NaOH、、 (填化学式)和。
【实验】同学们讨论后根据以下实验方案进行实验
步骤
操作
现象
结论
步骤Ⅰ
取部分样品放入烧杯中,加足量水,搅拌
无放热现象
样品中不含CaO和NaOH
步骤Ⅱ
将步骤Ⅰ烧杯中的物质过滤
滤纸上有白色固体
样品中一定含有
步骤Ⅲ
取步骤Ⅱ滤液加入试管中,向其中滴加过量溶液,振荡,静置
产生白色沉淀
样品中一定含有
步骤Ⅳ
向步骤Ⅲ的上层清液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红
【分析与结论】
(3)同学们讨论后得出仅步骤Ⅱ的结论不准确,原因是 (用化学方程式表示)。
(4)步骤Ⅳ中溶液变红的现象说明步骤Ⅲ的上层清液中含有 (填化学式)。
(5)通过上述实验得出:这瓶变质的“碱石灰”中一定含有的物质是 (填化学式)。
8.(2025·四川成都·中考真题)我国使用青铜历史悠久,学习小组对青铜冶炼及防护开展研究。
【查阅资料】
1.孔雀石高温下可分解为CuO、和。
2.铜锈分为无害锈和有害锈。氯化亚铜(CuCl,灰白色固体)和碱式氯化铜[,绿色固体]是有害锈,两者均能与稀硝酸或稀盐酸反应生成可溶的氯化铜。
3.
4.Cu与CuCl均能与酸化后的过氧化氢溶液反应。
【青铜冶炼】
青铜是铜锡合金,我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内,高温炼得青铜。
(1)冶炼时,生成铜的化学方程式为 。
(2)青铜中锡(Sn)含量不同,性质有差异。《周礼·考工记》记载了不同青铜铸件的锡含量如表1。
铸件
锡含量/%
编钟
15
箭镞
17
戈戟
14-24
刀剑
25
表1 青铜铸件锡含量表
结合表1和铜锡合金强度硬度图分析,选择含锡量约为25%的青铜铸造刀剑的原因是 。
【青铜防护】
实验一 探究含氯化合物和相对湿度对青铜有害锈形成的影响
在其他条件相同时,用青铜片设计并进行甲、乙两组实验,记录如表2。
实验组别
甲
乙
实验序号
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
氯化铵
有
无
相对湿度/%
35
47
58
65
70
85
90
35
47
58
65
70
85
90
实验现象
无明显锈点
均有灰白色锈点,且逐渐变成绿色疏松锈;绿色疏松锈依次增多
无明显锈点
表2 有害锈形成的影响实验记录表
用其他含氯化合物重复实验,观察到相似实验现象。
(3)结合以上实验可得出的结论是 ;甲组iii~vii号实验,相对湿度增加,绿色疏松锈依次增多的原因是 。
实验二 探究铜锈中氯元素的含量
用电子天平称取铜锈10.00g,加足量稀硝酸充分反应后过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥、称量。重复实验3次,得到沉淀的平均质量为2.87g。
(4)铜锈中氯元素的质量分数为 ;能否用稀盐酸代替稀硝酸进行实验,判断并说明理由 。
实验三 处理青铜有害锈
(5)青铜铸件有白色锈点时,可用酸化后的过氧化氢溶液擦拭,并在5~10分钟后及时清理。“及时清理”的原因是 。
【反思交流】
(6)结合以上研究,对保护青铜器提出合理建议 (写一条即可)。
9.(2025·四川德阳·中考真题)某小组同学在开展“揭秘‘暖宝宝’”的跨学科实践活动中,结合“氧气的实验室制取”开展了如下探究。
查阅资料:①“暖宝宝”袋内为黑色固体,主要成分有铁粉、活性炭、食盐、水和蛭石(一种硅酸盐矿物,化学性质不活泼,耐高温,常作保温材料)等
②碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物
【任务一】探究“暖宝宝”的发热原理
拆开“暖宝宝”的外包装,发现它的温度逐渐升高。冷却后,拆开“暖宝宝”的内包装,发现黑色粉末中掺杂有红色固体。小组同学结合钢铁的锈蚀原理分析“暖宝宝”的发热原理为铁粉与空气中的“某种气体”和H2O共同作用发生缓慢氧化放出热量。
【任务二】测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的含量
小组同学设计如图所示的实验装置测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数。
注:①实验前已排尽装置内空气,提供的试剂均足量,装置C中的活性炭全部转化为CO2;
②装置E的作用是吸收气体从装置D中带出的水,装置F的作用是阻止装置G中的水进入装置E。
回答下列问题:
(1)“任务一”中的“某种气体”是 。
(2)装置A中任意一种玻璃仪器的名称为 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(4)装置B的作用是 。
(5)装置G的作用是证明CO2已经被装置D完全吸收,装置G中盛装的“未知试剂”是 。
(6)为计算出“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数,除需要测定反应前装置C中“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)的质量,还需要测定反应前后装置 (填装置标号)增重的质量。
10.(2025·四川广安·中考真题)化学不仅研究物质变化,还研究物质变化过程中伴随的能量变化。某化学兴趣小组对下列化学反应中的能量变化开展了拓展学习活动。
【查阅资料】①。
②氨气(NH3)是一种有刺激性气味的气体。
③热量计算公式:[本实验中,c表示混合溶液比热容,,m表示混合溶液总质量,表示温度差]。
【进行实验】
实验Ⅰ:
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
将晶体研细后和晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
①闻到 气味;②烧杯与木片间的水凝结成冰
该反应吸收热量
实验Ⅱ:该兴趣小组按图1装置进行如下实验:向盛有50.0g一定溶质质量分数的稀盐酸的小烧杯中,迅速倒入50.0g一定溶质质量分数的稀氢氧化钠溶液,并迅速盖好塑料隔板,搅拌,同时用温度传感器测得小烧杯内稀溶液的温度随时间变化关系如图2所示。
实验结论:由图2分析可知,该反应放出热量。
定性分析:
(2)请写出该反应的化学方程式 。
(3)图2中a点处溶液的溶质可能情况有哪些 (填化学式)。
定量分析:
(4)计算该反应放出的热量Q= kJ。(不计热量损失)
【实验总结】化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,能量的变化通常表现为吸热或放热。
【交流讨论】
(5)在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,我们可将化学反应中产生的能量用于生产、生活和科研,请举例化学反应产生的能量在生产、生活中的应用 (任写1点即可)。
11.(2024·四川眉山)已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解。某实验小组对其分解产物进行探究。
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么?
【提出猜想】猜想一:CO
猜想二:CO2
猜想三:CO和CO2
猜想四:H2O
【提出质疑】
(1)猜想四不成立,原因是 。
【设计实验】
(2)实验装置如图:
实验现象
结论
B中观察到澄清石灰水变浑浊
非金属氧化物中有
D中观察到
非金属氧化物中有CO
【实验结论】
(3)猜想 成立,则草酸钙分解的化学方程式为 。
【交流反思】
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
12.(2024·四川广元)实验室有两瓶试剂,分别为待测液A、待测液B,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
(1)小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上,测出待测液A的pH约为3,则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
(2)为进一步确定溶液中溶质成分,小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
锌粒
BaCl2溶液
紫色石蕊溶液
Na2CO3溶液
现象
待测液A
产生白色沉淀
变红
产生气泡
待测液B
无明显现象
产生白色沉淀
变蓝
无明显现象
根据实验现象,可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中,只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
(3)小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑,经过讨论,大家一致认为待测液B已变质,写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后,溶质的成分是什么?
【猜想假设】
(4)猜想一:NaOH、Na2CO3;猜想二: 。
【设计实验】
(5)小强设计了如下实验,请你帮助他完善下表,得出正确结论。
实验方案及操作步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量变质后的NaOH溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液充分反应,过滤。
产生白色沉淀
猜想一成立
步骤二:取少量步骤一中的滤液于试管中,向其中滴加 。
溶液变红
【反思拓展】
(6)解决同一个问题的方法有很多种,上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替,产生其他的现象后,也能得到相同的结论。
a.滴加CuCl2溶液 b.滴加MgSO4溶液 c.通入CO2
13.(2024·四川南充)目前,“污渍爆炸盐”已成为广泛应用的洗涤助剂之一。其主要成分是Na2CO3·nH2O2,俗称固体双氧水,溶于水生成Na2CO3和H2O2。探究小组制得“污渍爆炸盐”的饱和水溶液,向其中加入一定量澄清石灰水,产生白色沉淀,过滤得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:NaOH;猜想二:NaOH、Ca(OH)2;猜想三:NaOH、Na2CO3;猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
(1)以上猜想中,有一个猜想是错误的,其原因是 (用化学方程式表示)。
【实验探究】
(2)
实验步骤
实验现象
实验结论
操作一
取少量滤液于试管中,滴加 溶液
产生白色沉淀
猜想二成立
操作二
另取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸
。
猜想三不成立
【拓展应用】
(3)“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外,还可用作 。
【反思交流】“污渍爆炸盐”应密封保存。
14.(2024·四川乐山)绿矾(,相对分子质量为278)是一种常用颜料和化工原料,加热时易被空气中的氧气氧化,但在隔绝空气高温条件下能分解生成四种氧化物,某同学取用绿矾样品,设计如下实验探究绿矾分解的产物.
已知:①常温下为气态.时为固态;②有漂白性,能使品红溶液褪色.
回答下列问题:
(1)点燃A处酒精喷灯前,应先向装置中缓缓通一段时间的作用是 .
实验现象
实验结论
①实验结束后,A装置中剩余固体呈红棕色,取少量固体与稀硫酸充分反应后溶液呈黄色.
绿矾的分解产物中有 .
②B装置中无水硫酸铜变蓝.
绿矾的分解产物中有 .
③C装置中U型管内 .
绿矾的分解产物中有.
④D装置中品红溶液褪色.
绿矾的分解产物中有.
(2)假设装置中每一步都进行完全,请完善以下实验现象或结论:
(3)结合(2)中的实验现象和结论回答:
①请写出隔绝空气高温加热绿矾发生反应的化学方程式 .
②实验结束后,C装置中收集到的氧化物的质量理论上为 g.
③也能使澄清石灰水变浑浊,但该实验中检验不用澄清石灰水代替品红溶液的原因是 .
15.(2024·四川宜宾)某实验小组将稀盐酸逐滴加入溶液中,观察到先无气泡,过一段时间后产生气泡。
[问题提出]为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
[实验探究]借助数字化实验进行探究。一定温度下,用的稀盐酸与饱和溶液反应,装置如图1所示。随稀盐酸逐滴加入,充分搅拌,采集到溶液的随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现A~B段对应烧杯中无气泡产生,B点后逐渐有气泡冒出,C点后几乎无气泡。
[查阅资料]溶液的约为8.2。
[实验分析]
(1)图2中A点对应溶液的颜色是 。
(2)“液滴数传感器”采集的坐标数据是 。
(3)随着稀盐酸滴入,溶液 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)图2中D点对应溶液中含有的溶质有 (填化学式)。
[实验结论]
(5)稀盐酸滴入溶液,反应分两段进行。
A~B段:反应的化学方程式是 。
B~C段:A~B段的生成物继续与稀盐酸反应转化为逸出。
16.(2024·四川达州)九年级同学在化学实验操作训练中,进行了氢氧化钠和氢氧化钙溶液的鉴别实验。为进一步探究氢氧化钠的化学性质,做了以下实验:
(1)A试管中的现象是 。
为探究B试管中反应后溶液中溶质的成分,同学们进行了以下探究。
【猜想与假设】
(2)猜想一:Na2SO4
猜想二:Na2SO4、H2SO4
猜想三: 。
【设计并进行实验】
(3)完成并记录以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量B试管中反应后的溶液,滴加碳酸钠溶液
无明显现象
猜想二不成立
②另取少量B试管中反应后的溶液,滴加硝酸镁溶液
。
猜想一不成立,猜想三成立
为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸反应过程中pH的变化,甲、乙两组同学按图2所示装置进行实验,测定出溶液pH变化如图3所示。
(4)甲组实验pH变化对应的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”)。若取M点对应溶液滴加紫色石蕊试液,现象是 。
(5)氢氧化钠溶液久置在空气中会变质,其原因是 (用化学方程式表示);向部分变质的氢氧化钠溶液中加入适量 溶液可除去杂质。
17.(2024·四川达州)气体的制取和性质是初中化学核心知识之一,结合以下实验装置回答问题。
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)氢气是最理想的能源,实验室常用锌粒和稀硫酸制取。若制取并收集较干燥的氢气,应选择的装置组合是 (从图1的A~E中选择,填字母序号)。
(3)若选用F装置制氢气,其优点是 。
炭和水蒸气在高温条件下反应也会生成氢气,同时生成碳的氧化物。为探究该反应生成气体的成分,化学兴趣小组进行了如下实验(部分步骤及装置已省略)。
【猜想与假设】
同学们讨论得出,气体成分有H2,还有CO和CO2中的一种或两种。
【查阅资料】
①H2具有还原性。
②无水硫酸铜是一种白色固体,遇水会变成蓝色。
【设计并进行实验】将反应生成的气体按图2装置进行实验:
(4)A装置的作用 。
【实验现象与结论】
(5)A、C装置中无明显现象,E装置中固体由红色变为黑色,F装置中无水硫酸铜变蓝,G装置中澄清石灰水变浑浊。写出G装置中石灰水变浑浊的化学方程式: 。
(6)由此得出:炭和水蒸气在高温条件下反应生成了H2和CO。写出CO与Fe2O3反应的化学方程式: 。
【反思与评价】
(7)从环保角度考虑,该实验存在的不足是 。
18.(2024·四川广安)“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。 。
19.(2024·四川遂宁)同学们学习了盐的相关知识后,知道BaCO3为白色固体,难溶于水;BaSO4为白色固体,难溶于水和盐酸。他们运用所学知识分组设计并完成了“检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠”的实验,请你帮助他们完成以下实验报告单并进行交流评价(温馨提示:本题中番号①~③为答题卡上的序号)。
化学实验报告单
姓名:明明 合作者:芳芳
班级:九年级一班 日期:2024.3。25
【实验名称】检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠
【实验目的】Na2CO3与Na2SO4的区别
【实验仪器】试管2支、试管架、试管刷、胶头滴管、抹布、盛放废弃物的大烧杯等
【实验药品】待测溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
【实验过程】
(1)
实验步骤
实验现象
实验结论
1、取待测溶液1-2mL于试管中,向试管中加入足量氯化钡溶液,振荡
产生白色沉淀
Na2CO3溶液中混有Na2SO4
2、向步骤1的试管中滴加少量的稀盐酸
【交流评价】
(2)其他组同学认为实验步骤2不够严谨,不能证明混合溶液中一定存在硫酸钠,其理由是 ;则步骤1中一定发生反应的化学方程式为 。
【反思拓展】
进行物质的检验时,除了根据物质的不同性质选择恰当的试剂和方法,还应充分考虑加入试剂的用量。
20.(2024·四川成都)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)。
21.(2023·四川广元)回答下列问题:
(1)某班化学第一小组同学在进行盐酸中和氢氧化钠溶液的实验时,发现两溶液混合后有气泡产生。经过讨论,他们认为该瓶氢氧化钠溶液已经变质,变质的原因是 (用化学方程式回答)。
该小组对氢氧化钠溶液的变质程度进行了如下探究:
【提出问题】氢氧化钠溶液的变质程度如何?
【作出假设】
(2)①溶液全部变质,溶液中的溶质是Na2CO3;②溶液部分变质,溶液中的溶质是 。
【设计并进行实验】
(3)该小组同学取样,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤。加入过量BaCl2溶液的目的是 。然后取滤液于试管中,滴加CuCl2溶液,观察到的现象是 ,化学方程式为 。通过上述实验得出假设②成立。
【交流反思】
(4)同学们通过探究得出氢氧化钠需要密封保存。化学药品绝大多数都需要密封保存,但原因不尽相同。请写出浓硫酸需要密封保存的原因 。
【拓展延伸】
(5)实验结束后,第二小组同学提出利用定量分析法也能判断氢氧化钠的变质程度。小王同学配制了20%的氢氧化钠溶液40.00g,在空气中敞口放置一段时间后测得其质量为40.88g(不考虑水分蒸发),试计算已变质的氢氧化钠占变质前纯氢氧化钠的质量分数(氢氧化钠的变质程度) 。
(6)第三小组同学经过讨论认为,向部分变质后的氢氧化钠溶液中加入适量的_______,充分反应后过滤就可以除去其中的杂质。
A.Ba(NO3)2溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.AlCl3溶液 D.AgNO3溶液
22.(2023·四川绵阳)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某化学兴趣小组的同学设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量X溶液的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,并滴入3滴酚酞试液,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入Y溶液,计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
回答下列问题:
(1)烧杯中的X溶液是 ,实验过程中烧杯内溶液的颜色变化: 。
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是 。若使用的NaOH溶液已经变质,则实验时还可观察到烧杯中出现的现象是 。
(3)结合图像分析上述实验,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.a点溶液显碱性 B.加入10mLY溶液时恰好完全反应
C.该反应是放热反应 D.烧杯中NaCl的质量分数一直增大
(4)从微观视角分析,酸碱中和反应的实质是:在溶液中,酸解离出的氢离子和碱解离出的 结合生成水。写出一个符合上述反应实质,产物有硫酸盐的化学方程式: 。
23.(2023·四川巴中)日常生活中经常发现开水瓶、热水壶用久后上面附着一层固体,这种固体俗称水垢,其主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,为了验证其主要成分,进行如下实验(忽略水垢中其他杂质及反应前后装置内的气体对该实验的影响).
查阅资料:①
②无水硫酸铜遇水变蓝
③碱石灰主要成分是氢氧化钠和生石灰
【实验验证】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取一定量干燥的粉末状水垢样品于试管中,按上图所示进行实验;
B装置中观察到无水硫酸铜变蓝
水垢中含有
步骤二:另取少量的水垢样品于试管中,再加入足量的稀盐酸;
水垢中含有碳酸钙
(2)请写出步骤二中涉及到的化学方程式 (任写一个).
(3)装置D在该实验中的作用 .
【定量分析】
(4)实验完全反应后,B装置增重0.9g,C装置增重4.4g,则水垢样品中碳酸钙和氢氧化镁的质量之比为 (填最简整数比).
【应用】
(5)除去热水壶中的水垢,应选下列哪种物质 .
A.酱油 B.料酒 C. 食醋 D.洗洁精
24.(2023·四川遂宁)学习了金属与盐反应的知识,思雨同学在“实验开放日”,将一定量的锌粉加入硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,她对滤液中溶质成分产生了兴趣并作进一步探究(温馨提示:本题中番号①~④为答题卡上的序号)。
【提出问题】滤液中溶质是什么?
【猜想与假设】
(1)猜想一:AgNO3;猜想二:Zn(NO3)2;猜想三:AgNO3、Zn(NO3)2;
经分析猜想一错误,其理由是① 。
【设计并进行实验】
(2)
操作
现象
结论
用化学方程式解释
取少量滤液于试管中,加入氯化钠溶液
②
猜想三正确
③
【反思与拓展】
(3)①反应物的量不同,可能导致得到的物质种类不同。
②滤渣中含有④ 。
25.(2023·四川乐山)碳酸钠是生活中常用的盐,其水溶液呈碱性。某同学在完成教材十一单元“碳酸钠溶液与稀盐酸反应”的实验后(如图),对所得溶液溶质的成分进行如下探究。
【反思讨论】
(1)猜想Ⅰ:溶质只有;
猜想Ⅱ:溶质有和 ;
猜想Ⅲ:溶质有和。
【实验探究】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取少量溶液于试管中,并向试管中加入一小段镁条。
猜想Ⅱ不正确
实验2:取少量溶液于试管中,滴加溶液。
有白色沉淀产生
猜想 正确
【反思讨论】
(3)实验2中发生反应的化学方程式为 。
(4)某同学认为只要实验2中有白色沉淀产生,不需要实验1就可以判断猜想Ⅱ不正确,其理由是 。
(5)向碳酸钠与稀硫酸反应后的溶液中进行下列操作,其现象一定能证明碳酸钠过量的是 (填序号)。
a.加入少量酚酞溶液后,溶液呈红色
b.继续加入稀硫酸,产生气泡
c.加入氢氧化钡溶液产生白色沉淀
d.加入少量铁屑后无气泡产生
26.(2023·四川雅安)化学兴趣小组课外实验时,取出镁条,发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中,倒入一定浓度的盐酸,观察到有气泡产生,试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么?
【查阅资料】(1)灰黑色“外衣”中含有
(2)无水遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一:
猜想二:和水蒸气
猜想三:、水蒸气和气体
(1)猜想三中有气体的理由是 。
【设计实验】为检测产生的气体成分,同学们设计如图所示装置进行实验(部分固定装置略去)
(2)B装置中出现白色沉淀,证明产生的气体中含有 ,写出有关的化学方程式 。
(3)C装置的作用是 。
(4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色,于是得出结论:产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑,理由是 。
(5)若颠倒装置和C装置的安装顺序, (填“能”或“不能”)达到实验目的,原因是 。
【反思与评价】
(6)从安全角度考虑,你认为实验时应注意 。
27.(2023·四川凉山)CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后,欲对剩余废液的组成进行探究,并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质?
【猜想与假设】猜想一:CaCl2猜想二:CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份,甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究:
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变成 色,证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验,将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液,测得数据如图2。
【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析,证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2,理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下,除去废液中对空气造成污染的物质,建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A.CaO B.Ca(OH)2 C.CaCO3
答案第1页,共2页
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专题16 科学探究题
1.(2025·四川眉山·中考真题)某化学兴趣小组为探究稀盐酸的化学性质做了如图实验。
(1)有气泡产生的是 (填字母序号)。
(2)C中观察到固体逐渐减少,溶液变为黄色,该反应的化学方程式为 。
(3)为探究D试管内反应后溶液中溶质的成分,该小组进行了以下探究。
【提出问题】
D试管内反应后溶液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想一:NaCl;猜想二:NaCl和HCl;猜想三: 。
【实验探究】
实验步骤
实验现象
实验结论
I.取少量D试管内的溶液,倒入盛有碳酸钠粉末的试管中
无明显现象
猜想二不成立
II.另取少量D试管内的溶液,滴加硫酸铜溶液
猜想三成立,猜想一和二不成立
【实验结论】
综上所述,猜想三正确。
【反思与评价】
①能替代步骤II中所用硫酸铜溶液也可得到相同结论的物质是 (填字母序号)。
A.无色酚酞试液 B.铁粉 C.稀硫酸 D.氯化铁溶液
②在考虑反应后溶液中溶质成分时,除生成物外还需考虑 。
【答案】(1)A
(2)
(3) NaCl和NaOH 产生蓝色沉淀 A、D 反应物是否过量
【详解】(1)A、锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,产生气泡,符合题意;
B、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜和稀盐酸不反应,不符合题意;
C、氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,无气泡产生,不符合题意;
D、氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,无气泡产生,不符合题意。
故选A;
(2)C中观察到固体逐渐减少,溶液变为黄色,该反应为氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的化学方程式为:;
(3)猜想与假设:氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水,如果恰好完全反应,则溶质为氯化钠,如果盐酸过量,则溶质为氯化钠,氯化氢,如果氢氧化钠过量,则溶质为氯化钠、氢氧化钠,故猜想三:NaCl和NaOH;
实验探究:II.另取少量D试管内的溶液,滴加硫酸铜溶液,硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜和硫酸钠,故产生蓝色沉淀,说明含氢氧化钠,说明猜想三成立;
反思与评价:①A、无色酚酞试液在碱性溶液中变红,在中性和酸性溶液中均不变色,故加入无色酚酞试液,溶液变红,说明含氢氧化钠,可以得到相同结论,符合题意;
B、铁与氢氧化钠不反应,不能得出相同的结论,不符合题意;
C、氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,无明显现象,不能得到相同结论,不符合题意;
D、氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁和氯化钠,产生红褐色沉淀,说明含氢氧化钠,可以得到相同的结论,符合题意。
故选AD;
②在考虑反应后溶液中溶质成分时,除生成物外还需考虑反应物是否过量。
2.(2025·四川凉山·中考真题)化学兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,同学们认为该瓶溶液可能已变质并对其中的成分进行探究。
(1)氢氧化钠溶液敞口放置空气中可能变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(2)实验探究:
【提出问题】该瓶溶液中含有哪些溶质?
【猜想与假设】猜想一:NaOH 猜想二:NaOH、Na2CO3 猜想三:Na2CO3
【查阅资料】Na2CO3溶液呈碱性,CaCl2溶液呈中性。
【实验一】A同学取适量该瓶溶液于试管中,加入过量稀盐酸,观察到有无色气泡产生,由此可知猜想 (选填“一”“二”或“三”)不成立。
【实验二】B、C两位同学在A同学结论的基础上分别重新取该瓶溶液进行实验。
操作
现象
结论
B同学
取少量溶液于试管中,滴入无色酚酞溶液
溶液变红
猜想二成立
C同学
①取少量溶液于试管中,滴入过量CaCl2溶液
②过滤,向滤液中滴入无色酚酞溶液
①有白色沉淀生成
②滤液不变红
猜想三成立
两位同学中,结论正确的是 (选填“B”或“C”)同学。
【反思与评价】
(3)同学们结合所学知识,经过反思,又设计了下列实验方案来确定变质氢氧化钠溶液中的溶质成分。从理论上分析,你认为其中可行的有______(选填字母代号)。
A.向溶液中加入适量Ca(OH)2溶液,过滤后向滤液中滴入无色酚酞溶液
B.向溶液中加入适量CaCl2溶液,过滤后向滤液中滴入CuSO4溶液
C.向溶液中加入过量CaCl2溶液,过滤后向滤液中通入少量CO2
D.向溶液中滴入几滴无色酚酞溶液后继续加入过量CaCl2溶液
【答案】(1)
(2) 一 C
(3)BCD
【详解】(1)空气中的二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:。
(2)A同学取适量该瓶溶液于试管中,加入过量稀盐酸,碳酸钠与盐酸反应会生成二氧化碳气体,观察到有无色气泡产生,溶液中含有碳酸钠,由此可知猜想一不成立。
B同学:滴入无色酚酞后溶液变红,说明溶液呈碱性,但Na2CO3溶液本身也呈碱性,因此无法区分是NaOH还是Na2CO3导致的碱性,不能得出结论;
C同学:①取少量溶液于试管中,滴入过量CaCl2溶液,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,有白色沉淀生成,说明含有Na2CO3;②过滤,向滤液中滴入无色酚酞溶液,滤液不变红,溶液不显碱性,不含氢氧化钠,猜想三成立,结论正确的是C同学。
(3)A、向溶液中加入适量Ca(OH)2溶液,氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,不能确定原溶液中是否含有氢氧化钠,故A不符合题意;
B、向溶液中加入适量CaCl2溶液,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,若生成白色沉淀,则含有碳酸钠,过滤后,滤液中滴入CuSO4溶液,若生成蓝色沉淀说明含NaOH,故B符合题意;
C、加入过量CaCl2溶液检验并除去碳酸钠后,通入CO2,若滤液变浑浊说明含NaOH,二氧化碳与氢氧化钠反应生成的碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀,故C符合题意;
D、向溶液中滴入几滴无色酚酞溶液,溶液变红,继续加入过量CaCl2溶液,出现白色沉淀说明有碳酸钠,若溶液褪色,则不含氢氧化钠,若溶液不褪色,则含氢氧化钠,故D符合题意。
其中可行的有BCD。
3.(2025·四川遂宁·中考真题)碳酸钠在工业生产中有广泛的用途,我国化学家侯德榜创立了侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。遂宁市某中学化学兴趣小组的同学在学习了碳酸钠性质后,做了如下2个实验:
(1)
实验编号
实验内容
实验现象
实验结论或解释
(1)
碳酸钠溶液+盐酸
碳酸钠能与盐酸反应
(2)
碳酸钠溶液+澄清石灰水
产生白色沉淀
(用化学方程式表示)
【发现问题】如何处理上述废液才能减少对环境的污染?
【思考分析】应先对废液中的溶质进行探究,再制定方案。
【实验探究】
(2)现将所有废液倒入一洁净烧杯中,静置后得到上层清液;取少量清液加入足量的氯化钡溶液(显中性),再滴加几滴无色酚酞溶液,若上层清液变红,下层产生白色沉淀,则上层清液中一定没有的离子是 (填离子符号)。
【解决问题】通过以上探究,处理上述废液的方法是在废液中加入一定量的酸性物质使废液呈中性,从而减少对环境的污染。
【答案】(1) 有气泡产生
(2)H+、Ca2+
【详解】(1)实验编号(1):碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可观察到有气泡产生,故填:有气泡产生;
实验编号(2):碳酸钠与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙和氢氧化钠,反应的化学方程式为,故填:;
(2)加入足量氯化钡,产生沉淀,说明含有碳酸钠(碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠),且碳酸钠被完全除去,因此钙离子不存在。加入酚酞后溶液显红色,说明呈碱性,因此说明有氢氧化钠,因此不存在HCl,则上层清液中一定没有的离子是H+、Ca2+,故填:H+、Ca2+。
4.(2025·四川泸州·中考真题)某化学兴趣小组对不同催化剂催化分解的效率开展如下探究,并据此自制高原旅行的简易供氧器。回答相关问题:安全提示:实验中应佩戴护目镜和手套,避免皮肤直接接触对细胞造成损害。
【探究一】分解实验
(1)取的溶液于试管中,放入粘胶凝固的小球,将带火星木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡, (补充完现象)。从试管中取出小球,洗净,晾干,称量,其质量仍为。说明粘胶凝固的小球能催化分解产生。
(2)为了使本探究更加严谨,小组讨论后又做了一个对照实验:向盛有4mL 的试管中,加入粘胶凝固的小球,无明显现象。
【探究二】对比粉末与酵母粉末的催化效率
(3)向两支试管中分别加入粉末、酵母粉末各,然后都注入的的溶液,相同条件下测量不同时间产生的体积(见下表),则 催化效率更高。
时间/s
0
10
20
30
40
50
60
体积/mL
0
10.5
19.8
27.5
33.1
36.2
37.5
酵母
0
15.2
28.6
38.9
45.3
49.7
52.1
【探究三】跨学科实践活动
(4)查阅资料:酵母中的过氧化氢酶才是分解的催化剂,生物细胞代谢会产生副产物。据此推测,在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是:避免累积,导致 (补充完整)。
(5)自制高原旅行的简易供氧器:为实现缓慢供氧,并能随时控制氧气的产生与停止,现有浓溶液,还应选用的试剂有 (选填编号)。
可供选择的试剂:①粘胶凝固的小球 ②粉末 ③酵母粉末 ④水。
(6)反思总结:实践学习后,部分同学交流的以下观点,你认为错误的有______。
A.解决实践中的真实问题,通常需要多学科知识
B.当设计的装置比较优秀时,没有必要组内交流
C.设计方案时应综合考虑反应原理、实际需求和现有条件
D.开展跨学科实践活动费时费力,不利于综合素养的发展
【答案】(1)带火星的木条复燃
(2)水/蒸馏水/H2O
(3)酵母粉末(或酵母等)
(4)对细胞造成损害
(5)①④
(6)BD
【详解】(1)结论为粘胶凝固的小球能催化分解产生,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,故取的溶液于试管中,放入粘胶凝固的小球,将带火星木条置于试管口,观察到溶液中立即产生气泡,带火星的木条复燃;
(2)过氧化氢溶液中除了过氧化氢,还有水,故为了使本探究更加严谨,还应设置对比实验,证明粘胶凝固的小球不能催化分解水,根据控制变量法,除了液体种类不同,其他因素应相同,故向盛有4mL蒸馏水的试管中,加入粘胶凝固的小球,无明显现象;
(3)由表可知,相同条件下,使用酵母粉末作催化剂时相同时间内收集的氧气体积大,说明使用酵母粉末作催化剂时,反应速率快,故酵母粉末的催化效率更高;
(4)生物细胞代谢会产生副产物。过氧化氢具有强氧化性,故在生物体细胞内普遍存在过氧化氢酶的原因是:避免累积,导致对细胞造成损害;
(5)该实验需要实现缓慢供氧,并能随时控制氧气的产生与停止,首先需要用水,用于稀释过氧化氢溶液,防止溶液浓度过浓,反应速率过快,该实验需要控制反应的发生和停止,可能需要用到启普发生器等类似装置,故需要粘胶凝固的小球作催化剂,酵母粉末和氧化铁粉末均是粉末状,不能放在多孔隔板上,故选:①④;
(6)A、解决实践中的真实问题(如自制供氧器),需化学、生物等多学科知识,体现跨学科,不符合题意;
B、组内交流能优化设计,即使装置优秀,交流也有助于改进和知识共享,故需要组内交流,符合题意;
C、设计方案需考虑反应原理(如试剂和装置的选择)、实际需求(如缓慢供氧)、现有条件(如提供的试剂等),不符合题意;
D、跨学科活动培养综合素养(如探究能力、解决问题能力),虽耗时但有益,符合题意。
故选BD。
5.(2025·四川资阳·中考真题)某化学兴趣小组对草木灰的成分进行了探究。
【作出猜想】草木灰中可能含有碳酸钾、硫酸钾中的一种或两种。
【设计实验】
(1)小组同学取适量草木灰于烧杯中,加入足量蒸馏水浸泡、搅拌、过滤,得到澄清草木灰水,备用。
甲同学:取少量草木灰水置于试管中,滴加足量稀硫酸,有大量气泡产生。由此得出草木灰中含有碳酸钾,发生反应的化学方程式为 。
乙同学:取少量草木灰水于试管中,滴加足量氯化钡溶液,产生白色沉淀,结合甲同学的实验,得出草木灰中含有硫酸钾和碳酸钾的结论。
【提出质疑】
(2)丙同学认为乙同学结论不正确,理由是 (用化学方程式表示)。
【探究实验】
(3)请你和同组同学一起设计实验方案,帮助乙同学得到实验结论(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实验操作
实验现象
实验结论
草木灰中含有碳酸钾和硫酸钾
【拓展应用】
活动二:草木灰中碳酸钾含量的测定(假设草木灰中其他成分遇稀硫酸不产生气体)
(4)丁同学称取一定质量活动一剩余的草木灰,利用已检查好气密性的图1装置进行定量实验,测得草木灰中碳酸钾的质量分数为10.0%,查阅资料后,发现测得的数值偏小,可能的原因是 。
【拓展应用】
(5)漂洗剂漂洗丝帛时,脱胶率越高,所得的丝帛越顺滑亮丽,根据图2分析,选用 (填序号)洗涤剂效果更好。
①pH=8的溶液 ②pH=12的溶液
【答案】(1)
(2)
(3) 取草木灰水于试管中,滴加足量的稀盐酸,至不再产生气泡,再滴加氯化钡溶液(或取乙实验得到的白色沉淀与试管中,加足量的稀盐酸) 先产生大量气泡,后变浑浊(产生大量气泡,沉淀部分消失)
(4)产生的二氧化碳气体没有完全被氢氧化钠吸收
(5)②
【详解】(1)碳酸钾和稀硫酸反应,生成硫酸钾、二氧化碳和水,化学方程式为:
(2)碳酸钾也能与氯化钡反应生成白色沉淀,化学方程式为:
(3)取草木灰水于试管中,滴加足量的稀盐酸,至不再产生气泡,再滴加氯化钡溶液,先产生大量气泡,后变浑浊,用稀盐酸除去了碳酸钾,再加氯化钡产生硫酸钡沉淀,说明碳酸钾和硫酸钾都有;
(或取乙实验得到的白色沉淀与试管中,加足量的稀盐酸,产生大量气泡,沉淀部分消失,碳酸钡与稀盐酸反应,还有硫酸钡沉淀剩余,说明碳酸钾和硫酸钾都有)
(4)通过测得C装置增加的质量,确定二氧化碳的质量,从而计算出碳酸钾的质量分数,而产生的二氧化碳气体(残余在装置中)没有完全被氢氧化钠吸收,故计算出二氧化碳的质量偏小。
(5)漂洗剂漂洗丝帛时,脱胶率越高,所得的丝帛越顺滑亮丽,根据图2分析,脱胶率随pH的增大从大到小,后又增大,相比之下,②效果好。
6.(2025·四川宜宾·中考真题)标有A和B的两瓶试剂,可能是Ca(OH)2溶液、NaOH溶液、NaCl溶液中的某两种。实验小组对试剂A和试剂B进行了以下实验探究。回答下列问题:
实验一:鉴别试剂A和试剂B
各取5mL试剂进行如下实验,并记录实验现象。
实验现象:①和②中溶液都呈红色;③中有白色沉淀;④中无明显现象。
(1)试剂A中溶质是 (填化学式,下空同),试剂B中溶质是 。
(2)试管③中发生反应的化学方程式是 。
实验二:探究溶质的成分
实验小组将实验一①~④中的废液倒入烧杯中,充分混合后静置,取上层清液,对其中溶质的成分继续进行探究。
查阅资料:Na2CO3溶液呈碱性,NaHCO3溶液呈弱碱性,CaCl2溶液呈中性,MgCl2溶液呈弱酸性。
【问题】
上层清液中,除酚酞外还含有哪些溶质?
【预测】
预测一:NaOH;预测二:NaOH、Na2CO3;预测三:?
(3)预测三: ,作出预测的理由是 。
【设计实验】
(4)从Ca(OH)2溶液、CaCl2溶液、MgCl2溶液、NaHCO3溶液中选择一种合适的试剂,设计实验方案证明预测二中有NaOH。 。
【答案】(1) Ca(OH)2 NaOH
(2)
(3) NaOH、Ca(OH)2 实验①-④的废液混合后,若反应时Ca(OH)2过量,则上层清液有NaOH和剩余的Ca(OH)2
(4)取少量上层清液于试管中,加入过量CaCl2溶液,若产生白色沉淀,静置,上层清液仍为红色,则证明预测二中有NaOH
【详解】(1)Ca(OH)2溶液、NaOH溶液显碱性,能使酚酞变红,NaCl溶液显中性,不能使酚酞变红,所以试剂 A、B 分别是Ca(OH)2溶液和NaOH溶液其中一种;Ca(OH)2能与Na2CO3反应生成白色沉淀,即,NaOH与Na2CO3不反应,所以试剂 A 是Ca(OH)2溶液,试剂 B 是NaOH溶液。
(2)试管③中是Ca(OH)2与Na2CO3反应,生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,化学方程式为。
(3)实验①-④的废液混合后,Ca(OH)2与Na2CO3发生反应,若二者恰好完全反应,则溶质有NaOH;若Na2CO3过量,则溶质有NaOH、Na2CO3;若Ca(OH)2过量,则溶质有NaOH、Ca(OH)2。结合其他预测,预测三是NaOH、Ca(OH)2。
(4)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,Na2CO3溶液呈碱性,NaHCO3溶液呈弱碱性,CaCl2溶液呈中性,MgCl2溶液呈弱酸性。CaCl2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀,除去Na2CO3(避免其碱性干扰NaOH检验),若上层清液仍变红,说明有NaOH,具体方案是:取少量上层清液于试管中,加入过量CaCl2溶液,若产生白色沉淀,静置,上层清液仍为红色,则证明预测二中有NaOH。
7.(2025·四川广元·中考真题)某化学兴趣小组发现装满碱石灰的塑料瓶已经膨胀破裂,同学们对此产生了兴趣,在老师的指导下进行了以下探究。
【信息】①碱石灰由NaOH和CaO按一定比例混合而成,是一种常用的干燥剂;
②NaCl溶液和溶液都呈中性。
【问题】根据资料及所学知识,同学们认为,这瓶“碱石灰”已经变质。
(1)①碱石灰在空气中易变质的原因是 (用化学方程式表示,写一个即可);
②这瓶已经变质的“碱石灰”中含有哪些物质?
【预测】
(2)同学们推测,这瓶已经变质的“碱石灰”中可能含有的物质有CaO、NaOH、、 (填化学式)和。
【实验】同学们讨论后根据以下实验方案进行实验
步骤
操作
现象
结论
步骤Ⅰ
取部分样品放入烧杯中,加足量水,搅拌
无放热现象
样品中不含CaO和NaOH
步骤Ⅱ
将步骤Ⅰ烧杯中的物质过滤
滤纸上有白色固体
样品中一定含有
步骤Ⅲ
取步骤Ⅱ滤液加入试管中,向其中滴加过量溶液,振荡,静置
产生白色沉淀
样品中一定含有
步骤Ⅳ
向步骤Ⅲ的上层清液中滴加无色酚酞溶液
溶液变红
【分析与结论】
(3)同学们讨论后得出仅步骤Ⅱ的结论不准确,原因是 (用化学方程式表示)。
(4)步骤Ⅳ中溶液变红的现象说明步骤Ⅲ的上层清液中含有 (填化学式)。
(5)通过上述实验得出:这瓶变质的“碱石灰”中一定含有的物质是 (填化学式)。
【答案】(1)CaO + H2O = Ca(OH)2/2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
(2)Na2CO3
(3)Ca(OH)2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH
(4)NaOH
(5)Ca(OH)2、Na2CO3
【详解】(1)碱石灰的主要成分是氧化钙(CaO)和氢氧化钠(NaOH)。氧化钙会与空气中的水反应,化学方程式为CaO + H2O = Ca(OH)2;氢氧化钠会与空气中的二氧化碳反应,化学方程式为2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O。
(2)因为碱石灰中的成分会与空气中物质反应,CaO与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3,NaOH与CO2反应生成Na2CO3,所以可能含有的物质有CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和CaCO3。
(3)仅步骤Ⅱ得出样品中一定含有CaCO3不准确,因为若样品中有Ca(OH)2和Na2CO3,它们会反应生成CaCO3沉淀,化学方程式为Ca(OH)2+ Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH。
(4) 步骤Ⅳ中向步骤Ⅲ的上层清液中滴加无色酚酞溶液变红,说明溶液显碱性,步骤Ⅲ中加入过量CaCl2溶液将Na2CO3完全反应,此时溶液显碱性是因为含有NaOH。
(5) 结合(3),步骤Ⅰ中无放热现象,说明样品中不含CaO和NaOH;步骤Ⅲ中产生白色沉淀,说明样品中一定含有 Na2CO3 ;步骤Ⅳ中溶液变红,说明步骤Ⅱ过滤后的滤液中有NaOH,而这个NaOH是由Ca(OH)2和Na2CO3反应生成的,所以样品中一定含有Ca(OH)2。所以这瓶变质的“碱石灰”中一定含有的物质是Ca(OH)2、Na2CO3。
8.(2025·四川成都·中考真题)我国使用青铜历史悠久,学习小组对青铜冶炼及防护开展研究。
【查阅资料】
1.孔雀石高温下可分解为CuO、和。
2.铜锈分为无害锈和有害锈。氯化亚铜(CuCl,灰白色固体)和碱式氯化铜[,绿色固体]是有害锈,两者均能与稀硝酸或稀盐酸反应生成可溶的氯化铜。
3.
4.Cu与CuCl均能与酸化后的过氧化氢溶液反应。
【青铜冶炼】
青铜是铜锡合金,我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内,高温炼得青铜。
(1)冶炼时,生成铜的化学方程式为 。
(2)青铜中锡(Sn)含量不同,性质有差异。《周礼·考工记》记载了不同青铜铸件的锡含量如表1。
铸件
锡含量/%
编钟
15
箭镞
17
戈戟
14-24
刀剑
25
表1 青铜铸件锡含量表
结合表1和铜锡合金强度硬度图分析,选择含锡量约为25%的青铜铸造刀剑的原因是 。
【青铜防护】
实验一 探究含氯化合物和相对湿度对青铜有害锈形成的影响
在其他条件相同时,用青铜片设计并进行甲、乙两组实验,记录如表2。
实验组别
甲
乙
实验序号
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
i
ii
iii
iv
v
vi
vii
氯化铵
有
无
相对湿度/%
35
47
58
65
70
85
90
35
47
58
65
70
85
90
实验现象
无明显锈点
均有灰白色锈点,且逐渐变成绿色疏松锈;绿色疏松锈依次增多
无明显锈点
表2 有害锈形成的影响实验记录表
用其他含氯化合物重复实验,观察到相似实验现象。
(3)结合以上实验可得出的结论是 ;甲组iii~vii号实验,相对湿度增加,绿色疏松锈依次增多的原因是 。
实验二 探究铜锈中氯元素的含量
用电子天平称取铜锈10.00g,加足量稀硝酸充分反应后过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液至不再产生沉淀,过滤、洗涤、干燥、称量。重复实验3次,得到沉淀的平均质量为2.87g。
(4)铜锈中氯元素的质量分数为 ;能否用稀盐酸代替稀硝酸进行实验,判断并说明理由 。
实验三 处理青铜有害锈
(5)青铜铸件有白色锈点时,可用酸化后的过氧化氢溶液擦拭,并在5~10分钟后及时清理。“及时清理”的原因是 。
【反思交流】
(6)结合以上研究,对保护青铜器提出合理建议 (写一条即可)。
【答案】(1)(或)
(2)硬度和拉伸强度均比较高
(3) 在其他条件相同时,有含氯化合物且相对湿度达到一定值可形成有害锈 相对湿度越大,氯化亚铜转化为碱式氯化铜的量越多
(4) 7.1% 不能,理由是增加了溶液中氯离子含量,使测得的氯元素质量分数偏大
(5)防止酸化后的过氧化氢溶液与CuCl反应完后继续与Cu反应
(6)隔绝含氯化合物(或降低保存环境的相对湿度)
【详解】(1)我国古代将孔雀石、锡石、木炭投入炉内,高温炼得青铜,孔雀石高温下可分解为CuO、和,所以冶炼时是木炭或木炭不完全燃烧产生的一氧化碳与孔雀石分解生成的CuO发生还原反应生成铜,反应的化学方程式为:或;
(2)铸造刀剑要求材料的硬度、韧性、强度、耐磨性等性质都要好,含锡量约为25%的青铜硬度和拉伸强度均比较高,所以是铸造刀剑的好选择,故填:硬度和拉伸强度均比较高;
(3)结合如表2实验记录,可得出在其他条件相同时,有含氯化合物且相对湿度达到一定值可形成有害锈,故填:在其他条件相同时,有含氯化合物且相对湿度达到一定值可形成有害锈;
甲组iii~vii号实验,相对湿度增加,绿色疏松锈依次增多,是因为相对湿度越大,氯化亚铜转化为碱式氯化铜的量越多,故填:相对湿度越大,氯化亚铜转化为碱式氯化铜的量越多;
(4)设与硝酸银反应的氯化铜的质量为x,
1.35g氯化铜中所含氯元素的质量为
氯化铜中的氯元素完全来自铜锈中,所以10g铜锈中氯元素的质量也为0.71g,所以铜锈中氯元素的质量分数为
不能用稀盐酸代替稀硝酸,因为稀盐酸中含有氯离子,会使测得的氯元素质量分数偏大,故填:不能,理由是增加了溶液中氯离子含量,使测得的氯元素质量分数偏大;
(5)因为Cu与CuCl均能与酸化后的过氧化氢溶液反应,及时擦掉防止酸化后的过氧化氢溶液与CuCl反应完后继续与Cu反应,腐蚀金属铜,故填:防止酸化后的过氧化氢溶液与CuCl反应完后继续与Cu反应;
(6)结合以上实验,保护青铜器应隔绝含氯化合物或降低保存环境的相对湿度,故填:隔绝含氯化合物(或降低保存环境的相对湿度,其他合理答案均可)。
9.(2025·四川德阳·中考真题)某小组同学在开展“揭秘‘暖宝宝’”的跨学科实践活动中,结合“氧气的实验室制取”开展了如下探究。
查阅资料:①“暖宝宝”袋内为黑色固体,主要成分有铁粉、活性炭、食盐、水和蛭石(一种硅酸盐矿物,化学性质不活泼,耐高温,常作保温材料)等
②碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物
【任务一】探究“暖宝宝”的发热原理
拆开“暖宝宝”的外包装,发现它的温度逐渐升高。冷却后,拆开“暖宝宝”的内包装,发现黑色粉末中掺杂有红色固体。小组同学结合钢铁的锈蚀原理分析“暖宝宝”的发热原理为铁粉与空气中的“某种气体”和H2O共同作用发生缓慢氧化放出热量。
【任务二】测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的含量
小组同学设计如图所示的实验装置测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数。
注:①实验前已排尽装置内空气,提供的试剂均足量,装置C中的活性炭全部转化为CO2;
②装置E的作用是吸收气体从装置D中带出的水,装置F的作用是阻止装置G中的水进入装置E。
回答下列问题:
(1)“任务一”中的“某种气体”是 。
(2)装置A中任意一种玻璃仪器的名称为 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(4)装置B的作用是 。
(5)装置G的作用是证明CO2已经被装置D完全吸收,装置G中盛装的“未知试剂”是 。
(6)为计算出“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数,除需要测定反应前装置C中“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)的质量,还需要测定反应前后装置 (填装置标号)增重的质量。
【答案】(1)氧气/O2
(2)锥形瓶(或分液漏斗、导管)
(3)
(4)吸收水分/干燥气体
(5)澄清的石灰水/Ca(OH)2溶液
(6)D、E
【详解】(1)铁在氧气和水共同作用下会发生缓慢氧化,也就是生锈,此过程会放出热量,所以 “某种气体” 是氧气(O2)。
(2)装置A中的玻璃仪器有锥形瓶、分液漏斗、导管,任选其一作答即可。
(3)装置A中是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。
(4)过氧化氢溶液分解产生的氧气通常混有水蒸气,浓硫酸具有吸水性,装置B中装有浓硫酸,其作用是吸收氧气中的水蒸气,对氧气进行干燥。
(5)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,常用澄清石灰水检验二氧化碳。装置G的作用是证明CO2已被装置D完全吸收,所以其中盛装的 “未知试剂” 是澄清石灰水[即Ca(OH)2溶液],若澄清石灰水不变浑浊,说明CO2已被完全吸收。
(6)装置C中活性炭与氧气反应生成二氧化碳,装置D中的氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳,但气体经过装置D会带出水分,带出的水分会被装置E中浓硫酸吸收,因此反应前后装置D和装置E增重的质量即为反应生成二氧化碳的质量,再根据化学方程式计算出活性炭的质量,进而算出活性炭的质量分数 。
10.(2025·四川广安·中考真题)化学不仅研究物质变化,还研究物质变化过程中伴随的能量变化。某化学兴趣小组对下列化学反应中的能量变化开展了拓展学习活动。
【查阅资料】①。
②氨气(NH3)是一种有刺激性气味的气体。
③热量计算公式:[本实验中,c表示混合溶液比热容,,m表示混合溶液总质量,表示温度差]。
【进行实验】
实验Ⅰ:
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
将晶体研细后和晶体一起放入烧杯中,并将烧杯放在滴有几滴水的木片上,用玻璃棒快速搅拌,闻到气味后迅速用玻璃片盖上烧杯
①闻到 气味;②烧杯与木片间的水凝结成冰
该反应吸收热量
实验Ⅱ:该兴趣小组按图1装置进行如下实验:向盛有50.0g一定溶质质量分数的稀盐酸的小烧杯中,迅速倒入50.0g一定溶质质量分数的稀氢氧化钠溶液,并迅速盖好塑料隔板,搅拌,同时用温度传感器测得小烧杯内稀溶液的温度随时间变化关系如图2所示。
实验结论:由图2分析可知,该反应放出热量。
定性分析:
(2)请写出该反应的化学方程式 。
(3)图2中a点处溶液的溶质可能情况有哪些 (填化学式)。
定量分析:
(4)计算该反应放出的热量Q= kJ。(不计热量损失)
【实验总结】化学反应在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化,能量的变化通常表现为吸热或放热。
【交流讨论】
(5)在当今社会,人类需要的大部分能量是由化学反应产生的,我们可将化学反应中产生的能量用于生产、生活和科研,请举例化学反应产生的能量在生产、生活中的应用 (任写1点即可)。
【答案】(1)刺激性
(2)
(3)①NaCl;②NaCl、HCl;③NaCl、NaOH
(4)1.26
(5)火力发电、发射火箭、生火煮饭等(合理即可)
【详解】(1)根据查阅资料可知与反应会生成氨气,氨气是一种有刺激性气味的气体,所以能闻到刺激性气味。
(2)稀盐酸和稀氢氧化钠溶液发生中和反应,生成氯化钠和水,化学方程式为。
(3)稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,a点温度刚好达到最高值,说明至少一种反应物完全反应。若二者恰好完全反应,溶质只有NaCl;若稀盐酸过量,溶质为NaCl和HCl;若氢氧化钠过量,溶质为NaCl和NaOH,因此共有3种情况:①NaCl;②NaCl、HCl;③NaCl、NaOH。
(4)由图可知温度变化,混合溶液总质量,比热容c=4.2kJ/(kg⋅℃) 。根据热量计算公式,。
(5)燃料燃烧是常见的化学反应,例如生活中煤炭、天然气等燃料燃烧释放热量用于生火煮饭;发电厂利用煤炭进行火力发电;汽车发动机中汽油燃烧产生能量为汽车行驶提供动力;利用高能燃料发射火箭等,这些都是化学反应产生的能量在生产、生活中的应用。
11.(2024·四川眉山)已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解。某实验小组对其分解产物进行探究。
【查阅资料】草酸钙加热分解产生金属氧化物和非金属氧化物。
【提出问题】非金属氧化物的成分是什么?
【提出猜想】猜想一:CO
猜想二:CO2
猜想三:CO和CO2
猜想四:H2O
【提出质疑】
(1)猜想四不成立,原因是 。
【设计实验】
(2)实验装置如图:
实验现象
结论
B中观察到澄清石灰水变浑浊
非金属氧化物中有
D中观察到
非金属氧化物中有CO
【实验结论】
(3)猜想 成立,则草酸钙分解的化学方程式为 。
【交流反思】
(4)从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是 。
【答案】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中不含氢元素,不可能生成水
(2) 二氧化碳/CO2 黑色固体逐渐变为红色
(3) 三
(4)缺少尾气处理装置
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ca、C、O,不含氢元素,不可能生成水,故猜想四不成立,故填:根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中不含氢元素,不可能生成水;
(2)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,能使澄清石灰水变浑浊,故B中观察到澄清石灰水变浑浊,说明非金属氧化物中有二氧化碳;
结论为非金属氧化物中有CO,一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,故D中观察到黑色固体逐渐变为红色;
(3)由以上分析可知,非金属氧化物的成分是一氧化碳和二氧化碳,则猜想三成立;
根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Ca元素,则草酸钙加热分解生成的金属氧化物是氧化钙,还生成了一氧化碳和二氧化碳,则该反应的化学方程式为:;
(4)一氧化碳有毒,未反应的一氧化碳散逸到空气中,会污染空气,故从环保的角度考虑,该实验装置的不足之处是:缺少尾气处理装置。
12.(2024·四川广元)实验室有两瓶试剂,分别为待测液A、待测液B,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是NaOH溶液或Ca(OH)2溶液。同学们对待测液的成分进行了探究。
(1)小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上,测出待测液A的pH约为3,则待测液A是 溶液(填“酸”或“碱”)。
(2)为进一步确定溶液中溶质成分,小芳又做了四组实验。请你帮助她完善如表并分析:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
锌粒
BaCl2溶液
紫色石蕊溶液
Na2CO3溶液
现象
待测液A
产生白色沉淀
变红
产生气泡
待测液B
无明显现象
产生白色沉淀
变蓝
无明显现象
根据实验现象,可推测出待测液A是 (填化学式)溶液。以上四组实验中,只根据其中一组的实验现象即可证明待测液B为NaOH溶液的是 (填实验序号)。
【质疑讨论】
(3)小强对实验二中待测液B产生白色沉淀的现象提出质疑,经过讨论,大家一致认为待测液B已变质,写出待测液B变质的化学方程式 。
【提出问题】NaOH溶液变质后,溶质的成分是什么?
【猜想假设】
(4)猜想一:NaOH、Na2CO3;猜想二: 。
【设计实验】
(5)小强设计了如下实验,请你帮助他完善下表,得出正确结论。
实验方案及操作步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取少量变质后的NaOH溶液于试管中,加入过量BaCl2溶液充分反应,过滤。
产生白色沉淀
猜想一成立
步骤二:取少量步骤一中的滤液于试管中,向其中滴加 。
溶液变红
【反思拓展】
(6)解决同一个问题的方法有很多种,上表步骤二还可以用下列 (填字母代号)方案代替,产生其他的现象后,也能得到相同的结论。
a.滴加CuCl2溶液 b.滴加MgSO4溶液 c.通入CO2
【答案】(1)酸
(2) 产生气泡 H2SO4 实验四
(3)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(4)Na2CO3/碳酸钠
(5)
2~3滴无色滴酚酞溶液
(6)ab
【详解】(1)pH<7,溶液呈酸性,小芳用玻璃棒蘸取待测液A滴于pH试纸上,测出待测液A的pH约为3,则待测液A是酸溶液,故填:酸;
(2)锌粒与碱不反应,与酸溶液反应生成氢气,则可观察到的现象是产生气泡,故填:产生气泡;
实验二中BaCl2溶液与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,则可推测待测液A是H2SO4溶液,故填:H2SO4;
氢氧化钠溶液与碳酸钠不反应,而盐酸、硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,所以四个实验中,只根据其中一个实验的现象即可证明2号试管中原溶液为氢氧化钠溶液的是实验四,故填:实验四;
(3)氢氧化钠变质,即氢氧化钠与空气中二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,变质后的碳酸钠可以和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡,故填:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(4)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,若氢氧化钠部分变质,猜想一:NaOH、Na2CO3,若氢氧化钠完全变质,则猜想二:Na2CO3,故填:Na2CO3;
(5)猜想一成立,即变质后溶质的成分是NaOH、Na2CO3,碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,余下的溶液中含有氢氧化钠,滴加无色酚酞溶液,溶液变红,则步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加2~3无色滴酚酞溶液,故填;2~3无色滴酚酞溶液;
(6)a、滴加CuCl2溶液,氯化铜溶液和氢氧化钠反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和氯化钠,有蓝色沉淀生成,该方案可行,故a符合题意;
b、滴加MgSO4溶液,MgSO4溶液和氢氧化钠反应生成白色沉淀氢氧化镁和硫酸钠,有白色沉淀产生,该方案可行,故b符合题意;
c、通入CO2,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,无明显现象,该方案不可行,故c不符合题意;
故答案为:ab。
13.(2024·四川南充)目前,“污渍爆炸盐”已成为广泛应用的洗涤助剂之一。其主要成分是Na2CO3·nH2O2,俗称固体双氧水,溶于水生成Na2CO3和H2O2。探究小组制得“污渍爆炸盐”的饱和水溶液,向其中加入一定量澄清石灰水,产生白色沉淀,过滤得到滤液和滤渣。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】猜想一:NaOH;猜想二:NaOH、Ca(OH)2;猜想三:NaOH、Na2CO3;猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
(1)以上猜想中,有一个猜想是错误的,其原因是 (用化学方程式表示)。
【实验探究】
(2)
实验步骤
实验现象
实验结论
操作一
取少量滤液于试管中,滴加 溶液
产生白色沉淀
猜想二成立
操作二
另取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸
。
猜想三不成立
【拓展应用】
(3)“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外,还可用作 。
【反思交流】“污渍爆炸盐”应密封保存。
【答案】(1)
(2) Na2CO3(或NaHCO3等其它可溶性碳酸盐) 无气泡产生(或无明显现象)
(3)供氧剂(其他合理答案的情给分)
【详解】(1)碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,则滤液中的溶质一定含有生成的氢氧化钠;
猜想一:当二者恰好完全反应时,溶质为NaOH;
猜想二:当氢氧化钙过量时,溶质为NaOH、Ca(OH)2;
猜想三:当碳酸钠过量时,溶质为NaOH、Na2CO3;
由于碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,二者不能共存,所以猜想④是错误的,化学方程式为:;
(2)操作一:根据实验结论猜想二成立,即滤液中的溶质为氢氧化钠和氢氧化钙。取少量滤液于试管中,滴加碳酸钠溶液,碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,观察到产生白色沉淀,则说明猜想二成立;
操作二:根据实验结论猜想三不成立,即滤液中的溶质为不含有碳酸钠;则另取少量滤液于试管中,滴加过量稀盐酸,稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,可观察到无气泡产生(或无明显现象),说明猜想三不成立;
(3)“污渍爆炸盐”主要成分是Na2CO3·nH2O2,俗称固体双氧水,溶于水生成Na2CO3和H2O2,过氧化氢分解生成水和氧气,所以“污渍爆炸盐”除用作洗涤助剂之外,还可用作供氧剂等(合理即可)。
14.(2024·四川乐山)绿矾(,相对分子质量为278)是一种常用颜料和化工原料,加热时易被空气中的氧气氧化,但在隔绝空气高温条件下能分解生成四种氧化物,某同学取用绿矾样品,设计如下实验探究绿矾分解的产物.
已知:①常温下为气态.时为固态;②有漂白性,能使品红溶液褪色.
回答下列问题:
(1)点燃A处酒精喷灯前,应先向装置中缓缓通一段时间的作用是 .
实验现象
实验结论
①实验结束后,A装置中剩余固体呈红棕色,取少量固体与稀硫酸充分反应后溶液呈黄色.
绿矾的分解产物中有 .
②B装置中无水硫酸铜变蓝.
绿矾的分解产物中有 .
③C装置中U型管内 .
绿矾的分解产物中有.
④D装置中品红溶液褪色.
绿矾的分解产物中有.
(2)假设装置中每一步都进行完全,请完善以下实验现象或结论:
(3)结合(2)中的实验现象和结论回答:
①请写出隔绝空气高温加热绿矾发生反应的化学方程式 .
②实验结束后,C装置中收集到的氧化物的质量理论上为 g.
③也能使澄清石灰水变浑浊,但该实验中检验不用澄清石灰水代替品红溶液的原因是 .
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止绿矾被空气或氧气氧化
(2) /三氧化二铁 H2O/水 有固体析出
(3) 2.0 排空时装置内空气中的也能使澄清石灰水变浑浊,干扰的检验
【详解】(1)绿矾加热时易被空气中的氧气氧化,点燃A处酒精喷灯前,应先向装置中缓缓通一段时间的作用是排尽装置内的空气,防止绿矾被空气或氧气氧化。
(2)①绿矾()在隔绝空气高温条件下能分解生成四种氧化物,依据质量守恒定律可知:产物中有铁的氧化物、硫的氧化物和水,实验结束后,A装置中剩余固体呈红棕色,取少量固体与稀硫酸充分反应后溶液呈黄色,溶液显黄色,说明绿矾的分解产物中含有氧化铁,氧化铁与稀硫酸反应溶液显黄色。
②无水硫酸铜遇水变蓝,B装置中无水硫酸铜变蓝,说明绿矾的分解产物有水。
③绿矾的分解产物中有,常温下为气态.时为固态,则C装置中U型管内有固体析出。
(3)①隔绝空气高温加热绿矾,生成氧化铁、二氧化硫、三氧化硫和水,该反应化学方程式:。
②实验结束后,C装置中收集到的氧化物三氧化硫,设生成三氧化硫的质量为
答:C装置中收集到的氧化物的质量理论上为2.0g。
③也能使澄清石灰水变浑浊,但该实验中检验不用澄清石灰水代替品红溶液的原因是空时装置内空气中的也能使澄清石灰水变浑浊,干扰的检验。
15.(2024·四川宜宾)某实验小组将稀盐酸逐滴加入溶液中,观察到先无气泡,过一段时间后产生气泡。
[问题提出]为什么滴入稀盐酸没有立即产生气泡?
[实验探究]借助数字化实验进行探究。一定温度下,用的稀盐酸与饱和溶液反应,装置如图1所示。随稀盐酸逐滴加入,充分搅拌,采集到溶液的随滴入稀盐酸体积的变化关系如图2所示。实验中发现A~B段对应烧杯中无气泡产生,B点后逐渐有气泡冒出,C点后几乎无气泡。
[查阅资料]溶液的约为8.2。
[实验分析]
(1)图2中A点对应溶液的颜色是 。
(2)“液滴数传感器”采集的坐标数据是 。
(3)随着稀盐酸滴入,溶液 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)图2中D点对应溶液中含有的溶质有 (填化学式)。
[实验结论]
(5)稀盐酸滴入溶液,反应分两段进行。
A~B段:反应的化学方程式是 。
B~C段:A~B段的生成物继续与稀盐酸反应转化为逸出。
【答案】(1)红色
(2)稀盐酸体积
(3)减小
(4)HCl、NaCl
(5)
【详解】(1)A点pH>7,溶液呈碱性,酚酞遇碱变红,所以对应溶液的颜色是红色。
(2)根据图2可知,需要采集pH和稀盐酸体积数据,pH传感器采集溶液pH,则“液滴数传感器”采集的坐标数据是稀盐酸体积。
(3)从图2可知,随着稀盐酸的滴入(稀盐酸体积变大),溶液的pH减小。
(4)D点对应pH=2,小于7,溶液呈酸性。则盐酸过量。碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以D点对应溶液中含有的溶质有HCl、NaCl。
(5)B点溶液pH=8.2,而碳酸氢钠溶液的pH约为8.2,则推测B点溶质中有碳酸氢钠。则碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、碳酸氢钠,无气泡产生,化学方程式为。
16.(2024·四川达州)九年级同学在化学实验操作训练中,进行了氢氧化钠和氢氧化钙溶液的鉴别实验。为进一步探究氢氧化钠的化学性质,做了以下实验:
(1)A试管中的现象是 。
为探究B试管中反应后溶液中溶质的成分,同学们进行了以下探究。
【猜想与假设】
(2)猜想一:Na2SO4
猜想二:Na2SO4、H2SO4
猜想三: 。
【设计并进行实验】
(3)完成并记录以下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量B试管中反应后的溶液,滴加碳酸钠溶液
无明显现象
猜想二不成立
②另取少量B试管中反应后的溶液,滴加硝酸镁溶液
。
猜想一不成立,猜想三成立
为探究氢氧化钠溶液与稀硫酸反应过程中pH的变化,甲、乙两组同学按图2所示装置进行实验,测定出溶液pH变化如图3所示。
(4)甲组实验pH变化对应的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”)。若取M点对应溶液滴加紫色石蕊试液,现象是 。
(5)氢氧化钠溶液久置在空气中会变质,其原因是 (用化学方程式表示);向部分变质的氢氧化钠溶液中加入适量 溶液可除去杂质。
【答案】(1)溶液变红
(2)Na2SO4、NaOH
(3)产生白色沉淀
(4) Ⅱ 溶液变红
(5) 氢氧化钙(合理即可)
【详解】(1)A试管中氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故现象是:溶液变红;
(2)氢氧化钠和硫酸反应生成硫酸钠和水,如果恰好完全反应,则溶质为硫酸钠,如果氢氧化钠过量,则溶质为硫酸钠、氢氧化钠,如果硫酸过量,则溶质为硫酸钠、硫酸,故猜想三:Na2SO4、NaOH;
(3)②另取少量B试管中反应后的溶液,滴加硝酸镁溶液,硝酸镁能与氢氧化钠反应生成氢氧化镁和硝酸钠,故产生白色沉淀,说明含氢氧化钠,说明猜想三成立;
(4)不同溶质质量分数的稀硫酸与相同的氢氧化钠溶液反应,稀硫酸的溶质质量分数越大,恰好完全反应,即pH=7时,消耗稀硫酸的体积越小,故甲组实验pH变化对应的曲线是Ⅱ;
M点pH<7,溶液显酸性,能使紫色石蕊试液变红;
(5)氢氧化钠溶液久置在空气中会变质,其原因是氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,故向部分变质的氢氧化钠溶液中加入适量氢氧化钙溶液可除去杂质。
17.(2024·四川达州)气体的制取和性质是初中化学核心知识之一,结合以下实验装置回答问题。
(1)标号①的仪器名称是 。
(2)氢气是最理想的能源,实验室常用锌粒和稀硫酸制取。若制取并收集较干燥的氢气,应选择的装置组合是 (从图1的A~E中选择,填字母序号)。
(3)若选用F装置制氢气,其优点是 。
炭和水蒸气在高温条件下反应也会生成氢气,同时生成碳的氧化物。为探究该反应生成气体的成分,化学兴趣小组进行了如下实验(部分步骤及装置已省略)。
【猜想与假设】
同学们讨论得出,气体成分有H2,还有CO和CO2中的一种或两种。
【查阅资料】
①H2具有还原性。
②无水硫酸铜是一种白色固体,遇水会变成蓝色。
【设计并进行实验】将反应生成的气体按图2装置进行实验:
(4)A装置的作用 。
【实验现象与结论】
(5)A、C装置中无明显现象,E装置中固体由红色变为黑色,F装置中无水硫酸铜变蓝,G装置中澄清石灰水变浑浊。写出G装置中石灰水变浑浊的化学方程式: 。
(6)由此得出:炭和水蒸气在高温条件下反应生成了H2和CO。写出CO与Fe2O3反应的化学方程式: 。
【反思与评价】
(7)从环保角度考虑,该实验存在的不足是 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)BC/CB
(3)可以控制反应的发生和停止
(4)检验气体成分中是否含有二氧化碳
(5)
(6)
(7)缺少尾气处理装置
【详解】(1)根据图示,标号①的仪器名称是长颈漏斗;
(2)实验室常用锌粒和稀硫酸制取氢气,属于固液常温型,所以选择B来制取,氢气难溶于水且不与水发生反应,可以用排水法收集,此方法收集的气体较纯净;同时氢气的密度比空气小,所以可用向下排空气法来收集,此方法收集的气体较干燥,故若制取并收集较干燥的氢气,应选择的装置组合是BC;
(3)若选用装置F制氢气,在多孔隔板上方放置反应的固体块状药品,再注入液体药品使液体与固体接触发生反应,打开导气管的弹簧夹,收集气体;若想停止反应时,关闭弹簧夹,内部因继续反应产生气体使压强增大,会把液体压到隔板以下使其不与固体接触,故优点是可以控制反应的发生和停止;
(4)常用澄清石灰水检验二氧化碳。根据同学们的猜想和假设,A装置的作用是检验气体成分中是否含有二氧化碳;
(5)A、C装置中无明显现象,说明生成的气体中没有二氧化碳;E装置中固体由红色变为黑色,说明生成的气体具有还原性,能使氧化铁还原为铁;F装置中无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,进而说明有氢气参与了氧化铁的还原反应;G装置中澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,进而说明有一氧化碳参与了氧化铁的还原反应。二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:;
(6)一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成二氧化碳和铁,反应的化学方程式为:;
(7)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染空气,所以从环保角度考虑,该实验存在的不足是没有尾气处理装置。
18.(2024·四川广安)“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。
19.(2024·四川遂宁)同学们学习了盐的相关知识后,知道BaCO3为白色固体,难溶于水;BaSO4为白色固体,难溶于水和盐酸。他们运用所学知识分组设计并完成了“检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠”的实验,请你帮助他们完成以下实验报告单并进行交流评价(温馨提示:本题中番号①~③为答题卡上的序号)。
化学实验报告单
姓名:明明 合作者:芳芳
班级:九年级一班 日期:2024.3。25
【实验名称】检验碳酸钠溶液中是否混有硫酸钠
【实验目的】Na2CO3与Na2SO4的区别
【实验仪器】试管2支、试管架、试管刷、胶头滴管、抹布、盛放废弃物的大烧杯等
【实验药品】待测溶液、氯化钡溶液、稀盐酸
【实验过程】
(1)
实验步骤
实验现象
实验结论
1、取待测溶液1-2mL于试管中,向试管中加入足量氯化钡溶液,振荡
产生白色沉淀
Na2CO3溶液中混有Na2SO4
2、向步骤1的试管中滴加少量的稀盐酸
【交流评价】
(2)其他组同学认为实验步骤2不够严谨,不能证明混合溶液中一定存在硫酸钠,其理由是 ;则步骤1中一定发生反应的化学方程式为 。
【反思拓展】
进行物质的检验时,除了根据物质的不同性质选择恰当的试剂和方法,还应充分考虑加入试剂的用量。
【答案】(1)白色沉淀部分溶解
(2) 滴加少量稀盐酸,生成碳酸钡可能没有反应完全
【详解】(1)1、实验步骤:取待测溶液1-2mL于试管中,向试管中加入足量氯化钡溶液,振荡,实验现象:产生白色沉淀;
2、实验步骤:向步骤1的试管中滴加少量的稀盐酸,实验结论:Na2CO3溶液中混有Na2SO4,碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,硫酸钠溶液和氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,碳酸钡与稀盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳,实验现象:白色沉淀部分溶解。
(2)其他组同学认为实验步骤2不够严谨,不能证明混合溶液中一定存在硫酸钠,其理由是滴加少量稀盐酸,生成碳酸钡可能没有反应完全,假设碳酸钠溶液中没有混有硫酸钠,碳酸钠溶液和氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀,碳酸钡与少量稀盐酸反应,碳酸钡有剩余,此时白色沉淀部分溶解。溶液中一定含有碳酸钠、不一定含有硫酸钠,碳酸钠溶液与氯化钡溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,该反应化学方程式:。
20.(2024·四川成都)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。
21.(2023·四川广元)回答下列问题:
(1)某班化学第一小组同学在进行盐酸中和氢氧化钠溶液的实验时,发现两溶液混合后有气泡产生。经过讨论,他们认为该瓶氢氧化钠溶液已经变质,变质的原因是 (用化学方程式回答)。
该小组对氢氧化钠溶液的变质程度进行了如下探究:
【提出问题】氢氧化钠溶液的变质程度如何?
【作出假设】
(2)①溶液全部变质,溶液中的溶质是Na2CO3;②溶液部分变质,溶液中的溶质是 。
【设计并进行实验】
(3)该小组同学取样,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤。加入过量BaCl2溶液的目的是 。然后取滤液于试管中,滴加CuCl2溶液,观察到的现象是 ,化学方程式为 。通过上述实验得出假设②成立。
【交流反思】
(4)同学们通过探究得出氢氧化钠需要密封保存。化学药品绝大多数都需要密封保存,但原因不尽相同。请写出浓硫酸需要密封保存的原因 。
【拓展延伸】
(5)实验结束后,第二小组同学提出利用定量分析法也能判断氢氧化钠的变质程度。小王同学配制了20%的氢氧化钠溶液40.00g,在空气中敞口放置一段时间后测得其质量为40.88g(不考虑水分蒸发),试计算已变质的氢氧化钠占变质前纯氢氧化钠的质量分数(氢氧化钠的变质程度) 。
(6)第三小组同学经过讨论认为,向部分变质后的氢氧化钠溶液中加入适量的_______,充分反应后过滤就可以除去其中的杂质。
A.Ba(NO3)2溶液 B.Ca(OH)2溶液 C.AlCl3溶液 D.AgNO3溶液
【答案】(1)
(2)Na2CO3、NaOH
(3) 检验并完全除去碳酸钠 产生蓝色沉淀
(4)浓硫酸具有吸水性
(5)20%
(6)B
【详解】(1)氢氧化钠的变质是氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为:;
(2)①溶液全部变质,溶液中的溶质是Na2CO3;
②溶液部分变质,溶液中的溶质是碳酸钠和氢氧化钠(Na2CO3、NaOH);
(3)根据实验结论假设②成立,即溶液部分变质,含有氢氧化钠和碳酸钠;
取样,加入过量BaCl2溶液,充分反应后过滤。加入过量BaCl2溶液的目的是检验并完全除去碳酸钠;
然后取滤液于试管中,滴加CuCl2溶液,氯化铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠,可观察到的现象是产生蓝色沉淀,化学方程式为:;
(4)浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸需要密封保存;
(5)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,则增加的质量即为吸收二氧化碳的质量40.88g-40.00g=0.88g;
设变质的氢氧化钠的质量为x,
x=1.6g
则已变质的氢氧化钠占变质前纯氢氧化钠的质量分数;
(6)部分变质的氢氧化钠溶液中含有碳酸钠;
A、硝酸钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和硝酸钠,除去了杂质碳酸钠,但是引入了新的杂质硝酸钠,不符合除杂原则,故错误;
B、氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,过滤除去碳酸钙沉淀,可达到除杂目的,故正确;
C、氯化铝与氢氧化钠也会发生反应,不符合除杂原则,故错误;
D、硝酸银和碳酸钠反应生成碳酸银沉淀和硝酸钠,除去了杂质碳酸钠,但是引入了新的杂质硝酸钠,不符合除杂原则,故错误;
故选:B。
22.(2023·四川绵阳)氢氧化钠溶液和稀盐酸混合没有明显现象,它们是否发生了反应呢?某化学兴趣小组的同学设计如图甲所示实验进行探究。他们在盛有一定量X溶液的烧杯中放置pH传感器和温度传感器,并滴入3滴酚酞试液,然后开启电磁搅拌器,从滴定管中逐滴加入Y溶液,计算机显示两种传感器所得的数据曲线如图乙和图丙。
回答下列问题:
(1)烧杯中的X溶液是 ,实验过程中烧杯内溶液的颜色变化: 。
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是 。若使用的NaOH溶液已经变质,则实验时还可观察到烧杯中出现的现象是 。
(3)结合图像分析上述实验,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.a点溶液显碱性 B.加入10mLY溶液时恰好完全反应
C.该反应是放热反应 D.烧杯中NaCl的质量分数一直增大
(4)从微观视角分析,酸碱中和反应的实质是:在溶液中,酸解离出的氢离子和碱解离出的 结合生成水。写出一个符合上述反应实质,产物有硫酸盐的化学方程式: 。
【答案】(1) 稀盐酸 由无色变为红色
(2) 溶液中冒气泡
(3)BC
(4) 氢氧根离子(或) (合理均给分)
【详解】(1)由图乙可知,烧杯中溶液初始pH<7,显酸性,故填:稀盐酸;酚酞遇酸呈无色,遇碱变红,实验过程中烧杯内溶液由酸性变为碱性,故填:由无色变为红色;
(2)实验过程中发生反应的化学方程式是:HCl+NaOH=NaCl+H2O;若使用的NaOH溶液已经变质,则生成碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应产生二氧化碳气体,故填:溶液中冒气泡;
(3)A、a点pH<7,显酸性,错误;
B、由图丙可知,加入10mLY溶液时温度最高,说明此时恰好完全反应,正确;
C、由图丙可知,反应过程中温度逐渐升高,故该反应是放热反应,正确;
D、在反应过程中,NaCl逐渐增多,质量分数增大,恰好完全反应后继续加入Y溶液,氯化钠质量不变,但溶液总质量增加,氯化钠质量分数减小,错误;
故选BC。
(4)从微观视角分析,酸碱中和反应的实质是:在溶液中,酸解离出的氢离子和碱解离出的氢氧根离子(或OH−)结合生成水;符合上述反应实质,产物有硫酸盐的化学方程式:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(合理均给分)
23.(2023·四川巴中)日常生活中经常发现开水瓶、热水壶用久后上面附着一层固体,这种固体俗称水垢,其主要成分是碳酸钙和氢氧化镁,为了验证其主要成分,进行如下实验(忽略水垢中其他杂质及反应前后装置内的气体对该实验的影响).
查阅资料:①
②无水硫酸铜遇水变蓝
③碱石灰主要成分是氢氧化钠和生石灰
【实验验证】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一:取一定量干燥的粉末状水垢样品于试管中,按上图所示进行实验;
B装置中观察到无水硫酸铜变蓝
水垢中含有
步骤二:另取少量的水垢样品于试管中,再加入足量的稀盐酸;
水垢中含有碳酸钙
(2)请写出步骤二中涉及到的化学方程式 (任写一个).
(3)装置D在该实验中的作用 .
【定量分析】
(4)实验完全反应后,B装置增重0.9g,C装置增重4.4g,则水垢样品中碳酸钙和氢氧化镁的质量之比为 (填最简整数比).
【应用】
(5)除去热水壶中的水垢,应选下列哪种物质 .
A.酱油 B.料酒 C. 食醋 D.洗洁精
【答案】 氢氧化镁/ 固体溶解,有气泡冒出(答案合理即可) 或 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,对实验结果造成干扰 100∶29/ C
【详解】[实验验证]
(1)无水硫酸铜变蓝,说明水垢加热后生成了水,氢氧化镁加热后生成氧化镁和水,故水垢中含有氢氧化镁;
若结论为水垢中含有碳酸钙,则碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳,则实验现象为固体溶解,有气泡冒出。
(2)步骤二中是水垢与稀盐酸发生反应,故为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,以及氢氧化镁和盐酸反应生成氯化镁和水,化学方程式为:和。
(3)D中的足量碱石灰是为了防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置C,对实验结果造成干扰。
[定量分析]
(4)B装置质量增加了0.9g是氢氧化镁加热生成的水的质量,C装置增重4.4g是碳酸钙和盐酸反应生成的二氧化碳的质量。
设氢氧化镁的质量为x,
根据比例式
可算出氢氧化镁的质量x=2.9g;
设碳酸钙的质量为y,
根据比例式
可算出碳酸钙的质量y=10g,
所以水垢样品中碳酸钙和氢氧化镁的质量之比为100:29。
[应用]
(5)碳酸钙和氢氧化镁都能与酸反应生成可溶性物质,若除去热水瓶胆内壁常附着的水垢,可以用厨房中的食醋,故选C。
24.(2023·四川遂宁)学习了金属与盐反应的知识,思雨同学在“实验开放日”,将一定量的锌粉加入硝酸银溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,她对滤液中溶质成分产生了兴趣并作进一步探究(温馨提示:本题中番号①~④为答题卡上的序号)。
【提出问题】滤液中溶质是什么?
【猜想与假设】
(1)猜想一:AgNO3;猜想二:Zn(NO3)2;猜想三:AgNO3、Zn(NO3)2;
经分析猜想一错误,其理由是① 。
【设计并进行实验】
(2)
操作
现象
结论
用化学方程式解释
取少量滤液于试管中,加入氯化钠溶液
②
猜想三正确
③
【反思与拓展】
(3)①反应物的量不同,可能导致得到的物质种类不同。
②滤渣中含有④ 。
【答案】(1)在金属活动性顺序中,锌排在银前面,故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来,而锌会以锌离子的形式存在于溶液中,故滤液中的溶质不可能只有硝酸银
(2) 产生白色沉淀 AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
(3)Ag或Ag、Zn
【详解】(1)在金属活动性顺序中,锌排在银前面,故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来,锌会以锌离子的形式存在于溶液中,滤液中的溶质不可能只有硝酸银,故猜想一错误;故答案为:在金属活动性顺序中,锌排在银前面,故锌粉可以将银从银的盐溶液中置换出来,锌会以锌离子的形式存在于溶液中,滤液中的溶质不可能只有硝酸银;
(2)猜想三正确,说明锌粉并不能与硝酸银恰好完全反应,锌粉少量,故滤液中会有未反应的硝酸银,检验硝酸银的办法就是使用含有氯离子的溶液与其反应如果产生白色沉淀,则说明滤液中的溶质含有硝酸银;反之,则不含硝酸银不可能只有硝酸银;硝酸银可与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,故化学方程式为:AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3;答案为:②产生白色沉淀③AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3;
(3)当加入的锌粉的量较少时,会置换出银溶液中的单质银,故此时滤渣中含有银单质;而当加入的锌粉的量很多时,过量的锌粉也会保留在滤渣中,故此滤渣的成分为银单质和锌单质;故答案为:④Ag或Ag、Zn。
25.(2023·四川乐山)碳酸钠是生活中常用的盐,其水溶液呈碱性。某同学在完成教材十一单元“碳酸钠溶液与稀盐酸反应”的实验后(如图),对所得溶液溶质的成分进行如下探究。
【反思讨论】
(1)猜想Ⅰ:溶质只有;
猜想Ⅱ:溶质有和 ;
猜想Ⅲ:溶质有和。
【实验探究】
(2)
实验操作
实验现象
实验结论
实验1:取少量溶液于试管中,并向试管中加入一小段镁条。
猜想Ⅱ不正确
实验2:取少量溶液于试管中,滴加溶液。
有白色沉淀产生
猜想 正确
【反思讨论】
(3)实验2中发生反应的化学方程式为 。
(4)某同学认为只要实验2中有白色沉淀产生,不需要实验1就可以判断猜想Ⅱ不正确,其理由是 。
(5)向碳酸钠与稀硫酸反应后的溶液中进行下列操作,其现象一定能证明碳酸钠过量的是 (填序号)。
a.加入少量酚酞溶液后,溶液呈红色
b.继续加入稀硫酸,产生气泡
c.加入氢氧化钡溶液产生白色沉淀
d.加入少量铁屑后无气泡产生
【答案】(1)/盐酸
(2) 无明显现象 Ⅲ
(3)
(4)和不能共存
(5)ab
【详解】(1)碳酸钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,若碳酸钠溶液与稀盐酸恰好完全反应,则猜想 I :溶质只有 NaCl ,若稀盐酸过量,则猜想 II :溶质有 NaCl 和 HCl ,若碳酸钠过量,则猜想 III :溶质有 NaCl 和Na2CO3,故填:HCl(或盐酸);
(2)镁条与稀盐酸反应生成氢气,而猜想 II 不正确,说明没有盐酸,故观察到的实验现象是无明显现象,故填:无明显现象;
氯化钙能与碳酸钠反应生成白色沉淀,所以观察到有白色沉淀产生,说明溶液中有碳酸钠,故填:III;
(3)氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,化学反应方程式为,故填:;
(4)实验2验证有碳酸钠存在,而 HCl 和Na2CO3不能共存即可判断溶液中无盐酸,故填: HCl 和Na2CO3不能共存;
(5) a.碳酸钠溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,向反应后的溶液中加入少量酚酞溶液后,溶液呈红色,说明溶液中含有碳酸钠,故 a 符合题意;
b.碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,向反应后的溶液中继续加入稀硫酸,产生气泡,说明溶液中含有碳酸钠,故 b 符合题意;
c .碳酸钠与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,氢氧化钡溶液与硫酸钠反应生成白色沉淀硫酸钡,则向反应后的溶液中加入氢氧化钡溶液产生白色沉淀,不能证明溶液中含有碳酸钠,故 c 不符合题意;
d.加入少量铁屑后无气泡产生,说明反应后的溶液中无稀硫酸,不能证明溶液中含有碳酸钠,故 d 不符合题意;
故选: ab 。
26.(2023·四川雅安)化学兴趣小组课外实验时,取出镁条,发现久置的镁条有一层灰黑色的“外衣”他们把该镁条放入试管中,倒入一定浓度的盐酸,观察到有气泡产生,试管壁发烫。同学们对此气体成分产生了兴趣。
【提出问题】产生的气体是什么?
【查阅资料】(1)灰黑色“外衣”中含有
(2)无水遇水由白色变为蓝色
【猜想假设】猜想一:
猜想二:和水蒸气
猜想三:、水蒸气和气体
(1)猜想三中有气体的理由是 。
【设计实验】为检测产生的气体成分,同学们设计如图所示装置进行实验(部分固定装置略去)
(2)B装置中出现白色沉淀,证明产生的气体中含有 ,写出有关的化学方程式 。
(3)C装置的作用是 。
(4)甲同学观察到装置中无水由白色变为蓝色,于是得出结论:产生的气体中一定含有。乙同学对此提出质疑,理由是 。
(5)若颠倒装置和C装置的安装顺序, (填“能”或“不能”)达到实验目的,原因是 。
【反思与评价】
(6)从安全角度考虑,你认为实验时应注意 。
【答案】(1)盐酸易挥发
(2) HCl/氯化氢 HCl+AgNO3=HNO3+AgCl
(3)检验并除尽CO2
(4)气体通过C装置会带出水蒸气,也会使无水硫酸铜由白色变为蓝色,干扰对氢气的检验
(5) 不能 混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收,因此无法判断混合气体中是否含有HCl
(6)实验开始前,先通一段时间氮气,再将产生的气体通入该装置,防止发生爆炸
【详解】(1)根据盐酸具有挥发性,因此猜想三中有HCl气体;
(2)根据盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,B装置AgNO3可用于检验混合气体中的HCl,出现白色沉淀,说明混合气体中含有氯化氢,硝酸银与盐酸反应生成氯化银沉淀,其化学方程式表示为:;
(3)二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故可用C装置澄清石灰水检验并除尽CO2;
(4)气体通入C装置,会带出部分水蒸气到D、E装置,可观察到E装置中无水CuSO4由白色变为蓝色,并不能判断是D装置中发生氢气还原氧化铜的的反应;故甲同学观察到 E 装置中无水 CuSO4 由白色变为蓝色,于是得出结论:产生的气体中一定含有 H2 。乙同学对此提出质疑,理由是:气体通过C装置会带出水蒸气,也会使无水硫酸铜由白色变为蓝色,干扰对氢气的检验;
(5)B、C装置颠倒,混合气体中的HCl、CO2均会被氢氧化钙吸收,因此无法判断混合气体中是否含有HCl;
(6)该气体中含有可燃性气体氢气,故实验开始前,先通一段时间氮气,再将产生的气体通入该装置,防止发生爆炸。
27.(2023·四川凉山)CaCl2可用于冷冻剂、干燥剂、融雪剂、医药及冶金工业等。化学兴趣小组在完成实验室制取二氧化碳的实验后,欲对剩余废液的组成进行探究,并制定回收CaCl2的方案。
【提出问题】实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质?
【猜想与假设】猜想一:CaCl2猜想二:CaCl2和HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【探究活动一】取少量废液等分成2份,甲、乙两组同学分别利用其中一份进行如下探究:
甲组同学向废液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变成 色,证明猜想二成立。
乙组同学用图1装置进行实验,将80mL一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液,测得数据如图2。
【数据分析】乙组同学对图2数据进行讨论分析,证明猜想二成立。
I.a点的实验现象为 。
Ⅱ.b点发生反应的化学方程式为 。
Ⅲ.c点对应溶液中全部溶质的化学式为 。
【探究活动二】丙组同学提出直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2,理由是 。
【交流与反思】甲组同学认为丙组同学提出的方法会对空气造成污染。在不借助其它试剂和仪器的情况下,除去废液中对空气造成污染的物质,建议最好先在废液中加入下面 (填选项序号)试剂。
A.CaO B.Ca(OH)2 C.CaCO3
【答案】 红 有气泡产生 NaCl Na2CO3 盐酸易挥发 C
【详解】①、紫色石蕊溶液遇酸变成红色,故猜想二CaCl2和HCl成立;
②、在a点时碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,故实验现象是有气泡产生;
③、b点时盐酸被消耗完全,碳酸钠和氯化钙反应生成氯化钠和碳酸钙沉淀,化学方程式是;
④、c点时,盐酸和氯化钙都被反应完全,溶液内只剩下氯化钠和碳酸钠了,故全部溶质的化学式为NaCl和Na2CO3;
⑤、盐酸具有挥发性,所以直接蒸发溶剂可从剩余废液中回收纯净CaCl2;
⑥、碳酸钙会和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,故可除去废液中的盐酸。
答案第1页,共2页
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