专题16 实验探究题(山东专用)-【好题汇编】三年(2023-2025)中考化学真题分类汇编
2025-09-28
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2份
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83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 | 实验探究与设计 |
| 使用场景 | 中考复习-真题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 山东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.41 MB |
| 发布时间 | 2025-09-28 |
| 更新时间 | 2025-09-28 |
| 作者 | zzzxhx911 |
| 品牌系列 | 好题汇编·中考真题分类汇编 |
| 审核时间 | 2025-09-28 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54138198.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专题18 实验探究题
1.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
2.(2025·山东潍坊·中考真题)某化学小组用如图所示装置,探究CO2与NaOH固体的反应。实验步骤如下:
Ⅰ.组装实验仪器,检查装置的气密性,添加药品;调节三通阀1,关闭三通阀2,将稀硫酸注入注射器2内,关闭三通阀1;
Ⅱ.……,将注射器2中气体推入注射器3,关闭三通阀2;
Ⅲ.调节三通阀2、3,将注射器3中气体推入注射器4,关闭三通阀3;一段时间后,观察到注射器4活塞上移,固体粉末成浆糊状,注射器4外壁有灼热感。
回答下列问题:
(1)将步骤Ⅱ的操作补充完整 。
(2)注射器3中棉花包裹的无水氯化钙的作用是 。
(3)步骤Ⅲ中注射器4外壁有灼热感,说明反应过程中放出大量的热。小组同学对放出热量的可能原因进行探究(不考虑注射器活塞与内壁的摩擦和CO2溶于水的热量变化)。
【作出猜想】
猜想1:CO2与NaOH反应放热;
猜想2: 。
【实验过程】
设计实验验证猜想1是否成立: 。
(4)小组同学对步骤Ⅲ注射器4中得到的浆糊状物质除水外的成分进行探究。查阅资料知,Na2CO3可发生如下反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应。
【作出猜想】
猜想1: ;
猜想2:只有Na2CO3;
猜想3:含有Na2CO3与NaHCO3;
猜想4:只有NaHCO3。
【实验过程】
取浆糊状物质溶于水配成稀溶液,取一定量溶液于试管中,向试管中滴加CaCl2稀溶液,有白色沉淀生成;继续滴加CaCl2溶液至过量,静置,取上层清液于两支试管中,向试管1中加入盐酸,无气泡产生;向试管2中加入 (填试剂名称),观察到 现象,证明猜想1成立。
【评价反思】
甲同学认为无须经实验即可判断猜想4不成立,理由是④ 。
3.(2025·山东济宁·中考真题)“双吸剂”的成分为铁粉、生石灰,是一种常用的袋装食品保鲜剂。小明同学在破损的食品包装袋中发现一包久置的“双吸剂”,于是对该固体成分进行了探究:
【提出问题】
久置后固体的成分是什么?
【初步观察】
打开“双吸剂”包装,发现固体粉末黑白相间,还有少量红棕色。
【作出猜想】
久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3中的几种。
【实验探究】
取少量固体样品研磨,置于烧杯中,用磁铁吸引,黑色粉末能被吸引,说明有铁粉存在,然后将黑色粉末完全吸引取走。用残留的固体继续进行了如图实验:
【实验分析】
(1)温度计示数变大,说明该固体样品中一定含有 ;
(2)向滤液中滴加酚酞试液后溶液变 ,说明该固体样品中一定含有Ca(OH)2;
(3)向滤渣中滴加足量稀盐酸有气泡生成,最后溶液变成黄色,说明该固体样品中一定含有CaCO3和 ;
【实验反思】
(4)学认真思考后,认为【实验分析】(2)中得到固体样品中含有Ca(OH)2的结论不合理,理由是 。
4.(2025·山东济南·中考真题)(一)小明在家中发现一包铁系食品脱氧剂,拿到实验室与小组同学进行实验探究。
【提出问题】该脱氧剂的成分是什么?
【查阅资料】铁系食品脱氧剂成分为铁粉、活性炭、氯化钠。脱氧原理为铁粉与空气中的氧气、水反应生成氧化铁,活性炭、氯化钠能增强脱氧效果。
【实验探究】①小明取少量该脱氧剂样品于试管中,加入足量稀盐酸,充分反应,观察到部分固体溶解,有大量气泡冒出,过滤后,得到滤液和滤渣。
(1)由此实验及现象可以判断出该样品中一定 (填“含有”或“不含有”)铁粉。
②欲探究该脱氧剂中是否含有氯化钠,小明取少量①中得到的滤液于另一试管中,向其中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,观察到有大量沉淀产生。由此实验及现象得出结论∶该脱氧剂中含有氯化钠。
(2)小红认为,小明的实验不能证明该脱氧剂中含有氯化钠,理由是 。
【交流反思】③经过反思后,小明另取少量该脱氧剂样品再进行实验。
(3)请帮小明完善实验操作步骤及现象∶取少量该脱氧剂固体样品, ,证明含有氯化钠。
(二)实验室里有KNO3化肥样品A,可能混入了MgCl2、NH4Cl、(NH4)2SO4三种物质中的一种或多种,另有一瓶敞口放置的NaOH固体样品B,可能是NaOH和Na2CO3的混合物或二者之一、化学小组的同学欲探究它们的成分,按如图所示进行实验探究,出现的现象如图中所述。(设过程中所有能发生的反应都恰好完全反应)
请结合上述信息进行分析推理,回答下列问题:
(4)白色沉淀C的化学式为 。
(5)步骤Ⅱ中生成白色沉淀F的化学方程式为 。
(6)在无色溶液H中,一定大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
(7)在、、三种物质中,一定没有混入化肥样品A中的是 (填化学式)。
(8)固体样品B的成分为 (填化学式)。
5.(2025·山东济南·中考真题)化学小组的同学利用实验室制取氧气以及工业炼铁的化学原理进行实验探究。请根据题目要求,回答下列问题:
制取氧气的实验原理。
(1)用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为 。
(2)收集氧气时可以用 (填“向上”或“向下”)排空气法。
催化剂对分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示,用电子秤称量0.04g、0.08g、0.12g的粉末,分别加入三只锥形瓶中,用注射器各量取8mL3%的溶液,连接装置,将溶液注入锥形瓶中,用压强传感器测量各锥形瓶中压强,压强随时间(前)的变化曲线如图2。
(3)根据图2提供的信息,从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析,催化分解的溶液制氧气时,的最佳用量为 (填“”“”“”之一)。
(4)催化制氧气时,氧气的最终产量与的用量 (填“有关”或“无关”)。
(5)金属铂也可以催化制氧气。小组同学设计如图3所示装置制取氧气,实验过程中,若观察到安全管内液面不断上升,说明锥形瓶内压强过大,此时可采取的合理安全措施是 (写出两条即可)。
用 (含少量和水蒸气)测定某样品(杂质为固体且不反应)中的质量分数。实验装置如图所示,检查装置的气密性,进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
(6)装置B的作用是 。
(7)在装置C的硬质玻璃管中加入该样品15g,充分反应后继续通至硬质玻璃管冷却,测得装置A质量增加2.2g,装置D质量增加8.8g,此时装置C的硬质玻璃管中固体的总质量为 (精确至0.1g),该样品中的质量分数为 (精确至)。
(8)从环保角度考虑,该实验装置存在的不足之处是 。
6.(2025·山东烟台·中考真题)兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
【查阅资料】①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。②氢氧化铝不溶于水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为 。如果再施加酸性物质使土壤pH为4.5~6,能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成 。
任务二:筛选合适的调色试剂
(3)小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋可以中和土壤中的碱性物质,醋酸()与氢氧化钙反应的化学方程式是 。(已知:在水溶液中能解离出和)
(4)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是 。
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
【查阅资料】①硫酸铝水溶液呈无色;②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为,还含有及不溶于稀硫酸的);③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是。
【设计并实施实验】
(5)兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
实验操作
实验现象
结论及解释
步骤I.取20g铝土矿加入锥形瓶中,向其中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤,得到滤液a和滤渣()。
滤液a显黄色。
、与稀硫酸反应。与稀硫酸反应的化学方程式是 。
步骤Ⅱ.向滤液a中加入过量 ,充分反应后过滤,得滤液b。
有黑色固体析出;
;
。
滤液b为硫酸铝溶液。
【反思评价】
(6)在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。原因:①释放出氨气,使肥效降低;② ,影响调红效果。
7.(2025·山东威海·中考真题)钙片中的化学
Ⅰ、科学食用钙片
某品牌钙片标签上部分内容如图所示(除碳酸钙外,其他成分不含钙)。
药品:钙片(若干片)、5%的稀盐酸、10%的稀盐酸
【主要原料】碳酸钙 维生素D
【功效及成分】补钙 每片碳酸钙的含量为80%
【规格】1.25g/片
【服用方法】每日2次,每次1片
(1)若按标签服用,每日可为人体补充钙元素的质量为 g。
(2)碳酸钙与胃酸反应后才能被人体吸收,发生反应的化学方程式为 。
(3)咀嚼服用可增大钙片与胃酸的接触面积,从而加快反应速率。请设计实验证明(仪器自选)。
药品:钙片(若干片)、5%的稀盐酸、10%的稀盐酸
实验方案
实验现象
实验结论
钙片与稀盐酸的接触面积越大,反应速率越快。
Ⅱ、动手制作“钙片”
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,是一种天然的钙源。小林用图所示装置和未知浓度的稀盐酸测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,通过测量产生气体的体积达到实验目的(常温常压下,的密度约为1.96g/L)。
(4)为确保实验成功,该装置气密性必须良好,检查方法是 。
(5)小林按照如下步骤进行实验(其他仪器自选),请将实验步骤补充完整。
连接仪器并检查装置气密性; ;根据实验数据进行计算。
(6)确定鸡蛋壳中碳酸钙含量后,小林用如图所示流程制备碳酸钙粉末,并将其与淀粉浆按一定比例混合,倒入模具中,烘干,制得了简易“钙片”(假设鸡蛋壳中其他成分不溶于水且不参与反应)。
溶液X中的溶质是 (填化学式);废液Y中溶质的成分可能是 (有几种情况写几种)。
8.(2025·山东烟台·中考真题)过碳酸钠()俗称“固体双氧水”,常用于特定环境供氧。它遇水能分解为碳酸钠和过氧化氢。兴趣小组对过碳酸钠的组成和性质进行以下探究。
活动一:验证过碳酸钠部分化学性质
【设计并实施实验】
(1)小组设计并实施实验如下表,完成相关内容。
实验操作
实验现象
实验结论
步骤I.取少量过碳酸钠样品和粉末于试管中,加足量水,将带火星的木条放在试管口。
。
过碳酸钠溶于水能产生氧气。
步骤Ⅱ.取步骤Ⅰ反应后的上层清液,滴加过量的稀盐酸, 。
。
上层清液与稀盐酸反应能产生二氧化碳。
活动二:测定过碳酸钠的组成
【设计并实施实验】
为测定过碳酸钠()样品中x、y的比值,兴趣小组选用下图所示装置进行实验(省略胶皮管、夹持等装置,整个装置气密性良好)。
【查阅资料】碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物;与稀不反应。
实验1:依次连接装置A、F,将盛有一定质量的过碳酸钠样品的网袋慢慢浸没在锥形瓶内的水中,待完全反应后,恢复到室温,测得量筒中进入224mL水(该实验状况下,224mL氧气质量为0.32g)。
实验2:先称量装置C、D的质量,再将“实验1”反应后的装置A小心拆下,依次连接装置A、B、C、D、E。慢慢倾斜装置A,使试管中的稀硫酸逐渐流入锥形瓶中,待反应完全后,再打开弹簧夹通入一会儿。测得装置C、D分别增重0.83g和0.05g。
(2)“实验2”中装置D增重的原因是 。
(3)根据实验数据计算,一定质量的过碳酸钠样品分解生成的碳酸钠与过氧化氢的质量比是 (填最简整数比,下同),则该过碳酸钠样品()中 。
【反思评价】
(4)“实验1”中反应生成的氧气有部分残留在装置A中,没有全部进入装置F,对测定氧气体积的影响是 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)过碳酸钠的实际组成是。如果你计算的过碳酸钠组成中的量偏大,试分析造成实验误差的原因可能是 (写1条)。
9.(2025·山东东营·中考真题)某学习小组设计实验验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。以下是他们的实验方案(如图),请补充完成实验报告。
实验报告
(1)实验名称: 。
实验目的:认识金属活动性顺序;锻炼实验基本技能;养成科学探究能力
实验过程:
(2)
实验步骤
现象
结论与解释
实验1
铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,铜丝、银丝无明显现象
反应的化学方程式:
实验2
铜比银活泼
实验结论:
(3)三种金属的活动性顺序为 。
10.(2024·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对与的反应进行了探究。回答下列问题:
(1)小组同学向盛有溶液的试管中加入溶液,观察到的实验现象为 ,反应的化学方程式为 。
为确定(1)中反应后溶液的成分,小组同学开展了如下实验探究。
【提出问题】溶液中含有的溶质有哪些?
【作出猜想】
(2)根据反应规律和元素守恒,提出以下猜想。
猜想一:只有;
猜想二:有和;
猜想三:有和 。
【实验探究】
(3)小组成员分别取(1)中反应后的溶液少许,置于A、B两支试管中,进行了如下实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
Ⅰ
向试管A中加入 溶液
无明显现象
猜想二不成立
Ⅱ
向试管B中加入少量酚酞试液
无色溶液变红色
【交流讨论】
(4)有同学认为使用稀硫酸代替酚酞试液进行实验,也能得出与实验Ⅱ相同的结论。你是否同意这一观点: ;请阐述理由: 。
11.(2024·山东济南·中考真题)回答下列问题:
(1)小红和小刚在帮助老师整理实验室时,发现一瓶失去标签的无色溶液,根据试剂记录清单可知该无色溶液是溶液、溶液、溶液中的一种,他们为确定该溶液是哪种溶液,进行实验探究。
【实验与分析】
①小红取少许该溶液于试管中,向其中滴加适量溶液,振荡,观察到有白色沉淀产生,判断该溶液中的金属阳离子是 (填离子符号)。
②小刚另取少许该溶液于试管中,向其中滴加适量溶液,振荡,观察到也有白色沉淀产生,判断该溶液中的酸根阴离子是 (填离子符号)。
【交流与合作】
③小红和小刚经过交流讨论,应为该溶液贴上写有 (填化学式)溶液的标签。
(2)已知某固体样品可能含有、、三种物质中的一种或多种,另有一固体样品可能含有、、、四种物质中的两种或多种。按下图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)
结合上述信息进行分析推理,回答下列问题:
①常温下,气体的水溶液 7(填“>”“=”“<”之一)。
②白色沉淀H为 (填化学式)。
③步骤II中生成气体F的化学方程式为 。
④无色溶液G中,一定大量存在的阳离子为 (填离子符号)。
⑤在固体样品A里,所述三种物质中,还不能确定是否存在的是 (填化学式),要进一步确定其是否存在,另取少许样品A加水配成溶液后再进行实验,请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论: 。
12.(2024·山东青岛·中考真题)“瑞雪兆丰年”,2024年初春青岛的大雪预示着粮食大丰收。为保障市民正常出行,市政人员及时向道路撒融雪剂。“圆梦”小组开展了以“探秘融雪剂”为主题的项目式学习,请结合任务回答问题。
【任务一】了解融雪原理
查阅资料:最初我国的融雪剂主要是氯化钠型,后来又出现了氯化钙型、氯化钠和氯化钙混合型等多种融雪剂。标准大气压下,水的凝固点是0℃,加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为,加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为。
(1)表达交流:融雪剂融雪的原理是 。
【任务二】探秘融雪剂成分
(2)某品牌融雪剂主要成分可能是氯化钠和氯化钙中的一种或两种。小组同学设计了以下实验,探究其成分(忽略杂质对实验现象和数据的影响)。
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
①
取10.0g融雪剂,加适量蒸馏水充分溶解,向所得溶液中加入足量
生成白色沉淀
该融雪剂一定含有氯化钙
②
将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、 、称量,得到固体质量为5.0g
\
该融雪剂的主要成分是
(3)请计算说明你是如何确定该融雪剂成分的(根据化学方程式计算,写出计算过程)。
【任务三】选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂,收集信息如下:
融雪剂种类
融雪速率
对路面的腐蚀性
对土壤的影响
适用温度
每吨价格
氯化钠型
慢
强
土壤板结
约300元
氯化钙型
快
较强
土壤轻度板结
约500元
新型融雪剂
较快
几乎无
土壤几乎不板结
约1000元
(4)普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 (写一条即可),对路面质量要求非常高的机场融雪,你推荐使用的融雪剂是 。
13.(2024·山东枣庄·中考真题)《周礼・考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾漂白丝帛的过程。制取氢氧化钾的主要流程为:
(蚌壳、草木灰中的杂质在流程中均不反应)
【查阅资料】①蚌壳的主要成分是CaCO3。
②草木灰的主要成分是K2CO3,其水溶液显碱性。
回答下列问题:
(1)步骤一中反应的反应类型是 (填基本反应类型)。
(2)步骤二中反应的化学方程式为 。
(3)某兴趣小组对步骤三所得上层清液的溶质进行探究:
【提出问题】上层清液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想Ⅰ:KOH 猜想Ⅱ:KOH和
猜想Ⅲ:KOH和K2CO3 猜想Ⅳ:KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理,理由是 。
【实验验证】
方案
实验
现象
结论
一
取少量上层清液于试管中,加入Na2CO3溶液
猜想Ⅱ不正确
二
取少量上层清液于试管中,加入
产生气泡
猜想Ⅲ正确
【反思评价】制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是 (填化学式)。
【拓展应用】为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果,对氢氧化钾的保存提一条合理化建议: 。
14.(2024·山东潍坊·中考真题)铜制品久置在户外容易生锈,失去金属光泽,需要定期除锈、抛光。某化学兴趣小组对铜锈成分及抛光过程进行以下探究。
任务一 分析铜锈的成分
【查阅文献】常见的铜锈成分为、或两者的混合物。
【实验探究】
(1)取少量铜锈,加入足量稀硝酸,铜锈溶解,有气泡产生,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,说明铜锈成分为______(填字母序号)。
A. B. C.、
任务二 模拟的生成
【查阅文献】铜在的环境中生成CuCl,CuCl最终会转化为。
【实验探究】向蒸馏水中加入CuCl粉末,每隔2min测一次pH,结果如图。
【讨论分析】CuCl转化为分两个阶段:
(2)①前10分钟:CuCl与水生成Cu2O,化学方程式为 。
②第10~20分钟:部分Cu2O在酸性溶液中,吸收常见气体 (填化学式)生成。
任务三 探究化学抛光原理
除锈、打磨后的铜器表面仍有许多微小凸起(铜),某环保型化学抛光液中含有和,能够有效除去凸起的铜,使表面平整。
【查阅文献】抛光总反应为
【实验探究】实验操作及现象如下:
试管
试剂
现象
①
铜丝+1mL稀
无明显现象
②
钢丝+10mL 30%的
铜丝表面产生棕色氧化膜(主要成分为CuO
③
钢丝+10mL 30%的+1mL稀
铜丝表面变光亮,溶液变蓝
【讨论分析】抛光过程包含过程1和过程2,
(3)过程1产生氧化膜。反应的化学方程式为 。
过程2:除去氧化膜。除去氧化膜的物质为 (填化学式)。
任务四 探究抛光过程中,浓度对分解速率的影响
【查阅文献】易分解,分解速率与温度、(催化剂)和的浓度有关。
【实验探究】探究温度和浓度一定时,不同浓度的对分解速率的影响。向两支试管中分别加入如下试剂(见表),置于40℃水浴中,测量各时间段生成的速率,实验结果记录如下:
试管
相同试剂
不同试剂
各时间段生成的速率(mL/min)
第3min
第6min
第9min
第12min
④
10mL 30%的、1mL 14%的溶液
1mL 30%的
3.0
3.5
3.6
3.6
⑤
10mL 30%的、1mL 14%的溶液
1mL 10%的
2.0
2.3
2.4
2.4
【得出结论】
(4)不同浓度的对分解速率的影响是 。
【反思改进】
(5)某同学认为,为了更明显地观察浓度对分解速率的影响,还需要增加试管⑥实验,除了在40℃水浴中以及加入10mL 30%的、1mL 14%的溶液之外,还应该加入的试剂为 (填用量和试剂名称)。
15.(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
16.(2024·山东烟台·中考真题)《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①;②溶液呈中性;
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液。
废液中有
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中, 。
废液中有
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验,取100g废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿N2,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿N2后,测得装置C、D分别增重2.1g和0.1g。
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿,其原因是 。
(3)装置C中反应的化学方程式是 。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)。
(5)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
17.(2023·山东菏泽·中考真题)石头纸是一种低碳经济的绿色产品。2010年全国两会期间首次使用了石头纸制作的便笺和文件袋,但石头纸至今没有被广泛推广使用。某化学兴趣小组对其原因进行了探究。
任务一:石头纸成分及性质初探究。
【实验初探】
操作
现象
1.如图,取一片石头纸用砂纸打磨后,撕成碎片放入试管中,加入10%稀盐酸5mL
试管内石头纸表面有细密气泡冒出,烧杯中澄清石灰水逐渐变浑浊
2.用坩埚钳夹持石头纸,点燃
石头纸燃烧,灰烬为白色固体
3.利用与操作1相同装置,取操作2中白色灰烬少许于试管中,加入10%稀盐酸5mL
试管内固体溶解,有大量气泡产生,烧杯中澄清石灰水变浑浊
【分析解释】
(1)澄清石灰水变浑浊的原因 (用化学方程式表示)。甲同学根据上述三步操作得出结论:石头纸成分中含有可燃的物质和碳酸钙,乙同学认为不严密,理由是 。
任务二:石头纸燃烧后灰烬成分再探究
【查阅资料】石头纸的成分是碳酸钙、聚乙烯高分子化合物及少许胶合剂。
该兴趣小组的同学为了探究灰烬的成分,提出了以下猜想。
【提出猜想】
(2)猜想①CaCO3;猜想② ;猜想③CaCO3和CaO。
【实验再探】
(3)
操作
现象
结论
取少量灰烬于试管中,滴加稀盐酸
有气泡产生
一定含有CaCO3
一定含有CaO
【得出结论】猜想③正确。
任务三:了解石头纸的制作方法和性能
【查阅资料】在上世纪70年代,中国科学家就已经研制出了石头纸,它是以石头为原料,研磨成纳米级的石头粉,以高分子聚合物为辅料,经特殊工艺处理后,挤出、吹塑而成。正常石头纸的寿命在20~30年左右,在阳光的直射下不足六个月就被粉化。当石头纸被大量使用时,回收利用需要特殊设备。
【归纳总结】
(4)你认为石头纸没有被广泛推广使用的原因是 (答出一点即可)。
18.(2023·山东泰安·中考真题)为深度学习酸、碱、盐有关知识,某化学兴趣小组开展了下列探究活动。
(1)探究中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图所示。
①烧瓶内发生反应的微观实质是 ;
②图中点所示溶液中所含溶质是 (填化学式);
③下列试剂不能验证反应到达点的是 (填字母序号)。
A.锌粒 B.硝酸银溶液 C.无色酚酞试液 D.氧化铁
(2)探究碱的性质。
氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质,反应的化学方程式为 ;
【查阅资料】
I.氯化钙溶液呈中性。
Ⅱ.氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应:
为探究久置氢氧化钠溶液的变质程度,进行了如下实验:
【实验报告】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,充分反应
有 生成
说明原溶液中一定有,
②取步骤①试管中的少量上层清液,滴加无色酚酞试液
溶液变红色
说明原溶液中一定有
【实验结论】氢氧化钠溶液 (填“部分”或“全部”)变质。
【反思与评价】在上述实验步骤①中,某同学提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,你认为该方案是否可行: (填“是”或“否”);用化学方程式解释其原因 。
19.(2023·山东青岛·中考真题)科学种田能有效提高作物产量,助力乡村振兴。草莓适宜生长在弱酸性的土壤中,某地区为种植草莓,对土壤进行检测,“圆梦”活动小组积极参与、请回答下列问题。
取少量土壤样品,加入足量水,搅拌、过滤,测得滤液,说明土壤呈碱性,由此判断该土壤不适合种植草莓。
【探究一】土壤中的碱性物质是什么?
结合已有知识,小组同学猜测碱性物质可能是碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种。
【实验探究】
(1)
操作
现象
结论
取土壤浸出液少许于试管中,向其加入
产生白色沉淀
土壤中的碱性物质
只有碳酸钠
过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液
【探究二】如何改变土壤的碱性?
查阅资料:向土壤中施加硫粉,硫粉在微生物和水的共同作用下最终生成硫酸。
(2)活动小组按照用量要求向试验田中加入硫粉,3个月后,再次测得土壤,确认可以种植草莓。土壤碱性改变的原因是 (用化学方程式表示)。
【交流反思】
(3)针对该地区土壤,除改变其碱性外,还可以选种适合生长的作物。以下作物中,适合在该地区种植的是 。
作物
小麦
大豆
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0-7.0
6.5-7.5
8.0-9.2
(4)生长过程中为增加作物产量,还要合理施肥。小组同学认为原碱性土壤中不适合施用铵态氮肥,原因是 。
20.(2023·山东烟台·中考真题)某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氧化钙,猜测该氧化钙可能变质。小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究,如下表所示:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中,加水搅拌,静置,取上层清液滴加到红色石蕊试纸上
①烧杯壁变热,石蕊试纸变为蓝色
样品中含有氧化钙和氢氧化钙
②烧杯底部有白色固体
样品中含有碳酸钙
【交流讨论】小组讨论后,同学们认为:“现象”不足以证明样品中有氢氧化钙,原因是 (用化学方程式表示);“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙,原因是 。
兴趣小组同学为准确测定该瓶氧化钙的成分,进行了如下探究。
【提出问题】该瓶氧化钙中都有哪些成分,各成分的质量比是多少?
【查阅资料】氢氧化钙在一定温度下能分解:
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳
【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验(装置气密性良好)。取该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中,先通入一会空气,再称量C、D装置的质量,然后边通入空气,边用酒精喷灯加热(能达到高温),至固体不再发生变化,继续通一会空气,实验后测得装置增重,D装置增重。
【形成结论】该氧化钙样品中的成分是 ,它们的质量比是 。
【反思评价】装置的作用是 。如果没有装置,可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。
【拓展应用】为废物利用,兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应,再蒸发制取产品氯化钙固体,与变质前的氧化钙相比,变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响,为什么? 。
21.(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
22.(2023·山东潍坊·中考真题)镁被誉为“国防金属”,在航空母舰、舰载机,导弹等武器中应用广泛。某化学学习小组观察镁与硫酸铜溶液反应时,产生大量无色气体,同时有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究:
【实验一】探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后,能与水分子作用解离出或,使溶液显酸性或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒,对气体成分作出如下猜想:猜想1;;猜想2:;猜想3: 。
【实验探究】小组成员按如图装置进行实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①扇闻导管口气体的气味
无明显气味
猜想1不成立
②
带火星的木条不复燃
猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡
肥皂泡破裂,燃烧,发出爆鸣声
猜想3成立
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的,发现硫酸铜溶液的,硫酸钠溶液的。
【结论】硫酸铜溶液显酸性,是由 (填微粒符号)与水分子相互作用的结果;金属镁能与溶液中的反应生成。
【实验二】探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜为绿色固体,不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】猜想1:;猜想2:;猜想3:和。
【实验探究】向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,无气泡产生。则猜想 (填数字)错误。小明同学结合初中所学知识,认为猜想1也不合理,理由是 。
【查阅资料】某种碱式硫酸铜为蓝绿色固体,不溶于水能溶于酸。
【设计实验】请你帮助小明设计方案,验证蓝绿色不溶物中含有。简述实验操作及现象(可供选择的试剂:稀盐酸,稀硫酸,溶液): 。
【实验三】探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】
①棕褐色不溶物成分较为复杂,为和中的不确定组成;
②不溶于水,能与稀硫酸发生反应:。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中,滴加稀硫酸至过量,溶液变蓝,试管底部有亮红色固体。
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多,以下为其中两位同学的讨论:甲同学认为一定有,乙同学反对该观点,认为没有,而是 (填化学式),也能产生上述实验现象,理由是 (结合化学方程式和必要的文字说明)。
23.(2023·山东临沂·中考真题)学习完酸碱中和反应后,某化学研究小组在老师的指导下进行了下列探究活动。
(1)按图1所示进行实验,证明了稀硫酸和溶液能发生反应,依据的实验现象是 ,该反应的化学方程式是 。
(2)图2是图1反应的微观示意图,反应后“”表示的微观粒子是 (用化学符号表示)。
(3)实验结束后得到无色溶液,研究小组的同学对溶液的成分进行了进一步探究。
【提出问题】溶液中溶质的成分有哪些?
【作出猜想】猜想一:
猜想二:和
【查阅资料】难溶于水。
【进行实验】为了验证猜想,研究小组同学分别设计实验进行如下探究:
实验操作
实验现象
实验结论
方案1:向盛有少量碳酸钠粉末的试管中滴加待测溶液
溶液中含有硫酸
方案2:取少量待测溶液于试管中,滴加氯化钡溶液
有白色沉淀生成
溶液中含有硫酸
【实验结论】
通过实验探究,同学们认为猜想二正确。
【反思交流】
①研究小组同学讨论交流后,认为方案二是不合理的,理由是 。
②分析反应后所得物质的成分时,不但考虑生成物,还要考虑 。
【拓展应用】
应用中和反应,可以解决生产、生活中的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性,可加入 进行中和。
24.(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
25.(2023·山东聊城·中考真题)某化学兴趣小组在整理实验室时发现失去标签的两瓶无色溶液,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。请你和同学们一起完成探究活动(每种方案或实验的1、2号试管中,都事先分别加入等量的上述两种无色溶液);
探究一:鉴别酸溶液与碱溶液
【设计实验】
(1)为鉴别哪一瓶是酸溶液,哪一瓶是碱溶液,小明设计了下图所示的四种方案,方案不可行的是_____(填字母序号)。
A. B. C. D.
探究二:探究两瓶溶液的溶质成分
【提出问题】两瓶无色溶液的溶质成分各是什么?
【设计实验】小华为鉴别两瓶溶液的溶质成分,分别向1、2号试管中加入的试剂及实验现象如下表所示:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
镁条
BaCl2溶液
CuCl2溶液
Na2CO3溶液
现象
1号试管
产生气泡
产生白色沉淀
无明显现象
产生气泡
2号试管
无明显现象
产生白色沉淀
产生蓝色沉淀
无明显现象
【获得结论】
(2)1号试管中的溶质是 (填写化学式);以上四个实验中,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 (填实验序号)。
【讨论质疑】
(3)小强对实验二2号试管中产生白色沉淀现象提出质疑,大家一致认为2号试管中的原溶液已变质,则变质的化学方程式为 。
探究三:探究氢氧化钠溶液变质后溶质的成分
【提出问题】氢氧化钠溶液变质后溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:NaOH、Na2CO3; 猜想二:Na2CO3
【设计实验】
(4)请完善下面的表格。
实验方案及操作步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取瓶中变质后的氢氧化钠溶液少量于试管中,加入足量BaCl2溶液充分反应,过滤。
产生白色沉淀
猜想一成立
步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加 。
溶液变红色
【反思评价】
(5)小明认为可用Ba(OH)2溶液代替步骤一中的BaCl2溶液进行实验,大家一致认为此方案不可行,理由是 。
26.(2023·山东滨州·中考真题)纯碱在工业生产中用途极广,广泛应用于冶金、造纸、纺织、印染和洗涤剂生产等领域。某化学兴趣小组的同学在预习了纯碱的相关知识后,对纯碱的制备和部分化学性质展开项目式学习,并对部分实验废液进行了拓展探究。
任务一:了解纯碱的制备—“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”的主要过程是利用饱和食盐水先后吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵,再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家 ;
(2)“侯氏制碱法”的主要过程中需要吸收的两种气体是 (填字母序号);
A.Cl2 B.NH3 C.SO2 D.CO2
任务二:探究纯碱与酸、碱、盐的反应
向盛有一定量纯碱溶液的三支试管中分别加入稀盐酸、澄清石灰水、氯化钡溶液,实验现象记录如下:
试管编号
1
2
3
加入试剂
稀盐酸
澄清石灰水
氯化钡溶液
实验现象
产生白色沉淀
产生白色沉淀
任务三:对部分废液的拓展探究
化学兴趣小组的同学将实验后试管2和试管3中的物质分别进行过滤,得到滤液甲和滤液乙。
【提出问题】滤液乙中的溶质是什么?
【猜想与假设】猜想一:氯化钠;
猜想二:氯化钠和碳酸钠;
猜想三: 。
【进行实验】
实验操作
实验现象
实验结论
取少量滤液乙于试管中,加入适量稀硫酸
猜想三成立
【拓展延伸】基于以上探究结论,同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合,发现有白色沉淀产生,试写出该反应的化学方程式 。
27.(2023·山东枣庄·中考真题)某兴趣小组对某市售“简易供氧器”工作原理开展探究活动。
(一)知识回顾:实验室制取氧气
①实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,该反应的化学方程式为 。
②若用该方法制取并收集一瓶干燥的氧气,图一装置接口的正确连接顺序依次为a→ (填字母序号)。
(二)实物探究:“简易供氧器”初探
某市售“简易供氧器”主要由“初期生氧器"和“生氧罐”两部分组成,如图二所示:
兴趣小组的同学启动“初期生氧器”一段时间后,用磁铁靠近“初期生氧器”中的剩余固体,有黑色固体物质被吸引。于是,他们针对被吸引的黑色固体物质的成分开展探究。
【查阅资料】
①“简易供氧器”在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题,“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等物质。
②氯酸钾制取氧气的化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑;
③Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为:Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
【提出问题】黑色固体物质的成分是什么?
【作出假设】猜想一:铁粉;猜想二:铁粉和四氧化三铁;猜想三:四氧化三铁
【实验探究】
实验操作
实验现象
得出结论
操作一:取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的硫酸铜溶液,过滤
滤渣中有 色固体
黑色固体物质中一定含有铁粉
操作二:取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的稀硫酸
固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液
黑色固体物质中一定含有
【实验结论】猜想 正确。
【交流反思】
(1)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 (填“吸收热量”或“放出热量”),从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
(2)有同学认为不做操作二的实验也可得到相同结论。理由是 。
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专题18 实验探究题
1.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
【答案】(1)稀硫酸或稀盐酸
(2) 检验装置气密性 ②③④① 相同
(3)B
(4)
铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
【解析】(1)铁能被磁铁吸引,实验步骤I中部分黑色粉末被磁铁吸引,说明原料中可能含有铁粉。 步骤Ⅱ 铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气,会观察到黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色。所以应向被磁铁吸引的黑色粉末中加入适量稀盐酸或稀硫酸振荡。
(2)步骤I:有气体参与的反应,在实验开始前需要检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。所以组装好仪器后,需进行的操作为检查装置的气密性。
步骤III:要探究发热包的发热原理与铁钉生锈原理是否相同,需要先排除其他气体的干扰,所以充满干燥的空气,空气包含多种成分,观察整体情况,即操作②;然后充满干燥的二氧化碳,观察在没有氧气和水时装置内的情况,即操作③;单独探究氧气的影响,即操作④;最后注入蒸馏水,探究水和氧气共同作用的情况,即操作①。所以正确的操作顺序为②③④①;由实验中装置内氧气的体积分数下降且温度升高,这与铁钉生锈时消耗氧气并放热的现象一致,所以发热包的发热原理与铁钉生锈的原理相同。
(3)加入未使用的发热包中原料并注入少量蒸馏水后,装置内O2的体积分数降至2.8%,说明该原料能消耗氧气,因此可作脱氧剂(B)。除味剂一般利用吸附性,该原料不具备此性质;补铁剂需要含有能被人体吸收的铁元素,此处原料并非用于补铁,所以A、C不符合。故选B。
(4)铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
2.(2025·山东潍坊·中考真题)某化学小组用如图所示装置,探究CO2与NaOH固体的反应。实验步骤如下:
Ⅰ.组装实验仪器,检查装置的气密性,添加药品;调节三通阀1,关闭三通阀2,将稀硫酸注入注射器2内,关闭三通阀1;
Ⅱ.……,将注射器2中气体推入注射器3,关闭三通阀2;
Ⅲ.调节三通阀2、3,将注射器3中气体推入注射器4,关闭三通阀3;一段时间后,观察到注射器4活塞上移,固体粉末成浆糊状,注射器4外壁有灼热感。
回答下列问题:
(1)将步骤Ⅱ的操作补充完整 。
(2)注射器3中棉花包裹的无水氯化钙的作用是 。
(3)步骤Ⅲ中注射器4外壁有灼热感,说明反应过程中放出大量的热。小组同学对放出热量的可能原因进行探究(不考虑注射器活塞与内壁的摩擦和CO2溶于水的热量变化)。
【作出猜想】
猜想1:CO2与NaOH反应放热;
猜想2: 。
【实验过程】
设计实验验证猜想1是否成立: 。
(4)小组同学对步骤Ⅲ注射器4中得到的浆糊状物质除水外的成分进行探究。查阅资料知,Na2CO3可发生如下反应:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应。
【作出猜想】
猜想1: ;
猜想2:只有Na2CO3;
猜想3:含有Na2CO3与NaHCO3;
猜想4:只有NaHCO3。
【实验过程】
取浆糊状物质溶于水配成稀溶液,取一定量溶液于试管中,向试管中滴加CaCl2稀溶液,有白色沉淀生成;继续滴加CaCl2溶液至过量,静置,取上层清液于两支试管中,向试管1中加入盐酸,无气泡产生;向试管2中加入 (填试剂名称),观察到 现象,证明猜想1成立。
【评价反思】
甲同学认为无须经实验即可判断猜想4不成立,理由是④ 。
【答案】(1)调节三通阀1、2,关闭三通阀3
(2)干燥二氧化碳
(3) NaOH溶解放热 取相同质量的NaOH固体于两个相同的容器中,一个容器中通入CO2气体,另一个容器中加入等体积的水,分别测量反应前后的温度变化
(4) NaOH与Na2CO3 酚酞溶液 溶液由无色变成红色(合理即可,但需与上一空所加试剂对应) 稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应,向浆糊状物质的稀溶液中加入CaCl2稀溶液有白色沉淀产生,说明浆糊状物质中一定有Na2CO3
【解析】(1)在进行步骤II时,要在步骤I的基础上,将注射器2中气体推入注射器3,由于步骤I中关闭了三通阀1、2,所以步骤Ⅱ需补充的操作为调节三通阀1、2,关闭三通阀3。
(2)稀硫酸与碳酸钠溶液反应生成的二氧化碳中含有水蒸气,水蒸气对后续实验会产生干扰,氯化钙具有吸水性,注射器3中棉花包裹的无水氯化钙的作用是干燥二氧化碳。
(3)由题中所给“一段时间后,固体粉末成浆糊状”可知,放出热量除可能是CO2与NaOH反应放热之外,也可能是NaOH固体溶解放热,所以猜想2:NaOH溶解放热。
要验证猜想1是否成立,可设计对比实验,即取相同质量的NaOH固体于两个相同的容器中,一个容器中通入CO2气体,另一个容器中加入等体积的水,分别测量反应前后的温度变化,然后由温度变化对比确定猜想1是否成立。
(4)CO2与NaOH反应产生Na2CO3和H2O,当CO2过量时Na2CO3、CO2、H2O反应生成NaHCO3,当CO2不足时,NaOH可能部分反应,结合其他猜想可知,猜想1为含有NaOH与Na2CO3。
浆糊状物质配成稀溶液,取一定量溶液于试管中,向试管中滴加CaCl2稀溶液,有白色沉淀生成,因稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应,由此说明溶液中一定含Na2CO3,加入CaCl2溶液至过量,Na2CO3完全反应,试管1、2中取反应后清液,试管1中加稀盐酸,无气泡产生,NaHCO3与酸反应会产生二氧化碳气体,则说明溶液中不含NaHCO3,试管2中加入酚酞溶液,观察到溶液变红色,则可证明溶液中含NaOH,即猜想1成立。
稀溶液中NaHCO3与CaCl2不反应,向浆糊状物质的稀溶液中加入CaCl2稀溶液有白色沉淀产生,说明浆糊状物质中一定有Na2CO3,所以无须经实验即可判断猜想4不成立。
3.(2025·山东济宁·中考真题)“双吸剂”的成分为铁粉、生石灰,是一种常用的袋装食品保鲜剂。小明同学在破损的食品包装袋中发现一包久置的“双吸剂”,于是对该固体成分进行了探究:
【提出问题】
久置后固体的成分是什么?
【初步观察】
打开“双吸剂”包装,发现固体粉末黑白相间,还有少量红棕色。
【作出猜想】
久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3中的几种。
【实验探究】
取少量固体样品研磨,置于烧杯中,用磁铁吸引,黑色粉末能被吸引,说明有铁粉存在,然后将黑色粉末完全吸引取走。用残留的固体继续进行了如图实验:
【实验分析】
(1)温度计示数变大,说明该固体样品中一定含有 ;
(2)向滤液中滴加酚酞试液后溶液变 ,说明该固体样品中一定含有Ca(OH)2;
(3)向滤渣中滴加足量稀盐酸有气泡生成,最后溶液变成黄色,说明该固体样品中一定含有CaCO3和 ;
【实验反思】
(4)学认真思考后,认为【实验分析】(2)中得到固体样品中含有Ca(OH)2的结论不合理,理由是 。
【答案】(1)氧化钙/
(2)红色(或红)
(3)氧化铁/
(4)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,无法确定固体中是否含有氢氧化钙
【解析】(1)取少量残留固体加水搅拌,温度计示数变大,说明放出大量热,说明固体中含有氧化钙,这是因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙,同时放出大量的热。故填:氧化钙或。
(2)氢氧化钙溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红色。故填:红色(或红)。
(3)向滤渣中滴加足量稀盐酸有气泡生成,最后溶液变成黄色,碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体,氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水,氯化铁溶液为黄色,说明该固体样品中一定含有碳酸钙和氧化铁。故填:氧化铁或。
(4)向滤液中滴加酚酞试液后溶液变红色,不能说明固体中一定含有氢氧化钙,因为氧化钙与水反应生成氢氧化钙,无法确定固体中是否含有氢氧化钙。故填:氧化钙与水反应生成氢氧化钙,无法确定固体中是否含有氢氧化钙。
4.(2025·山东济南·中考真题)(一)小明在家中发现一包铁系食品脱氧剂,拿到实验室与小组同学进行实验探究。
【提出问题】该脱氧剂的成分是什么?
【查阅资料】铁系食品脱氧剂成分为铁粉、活性炭、氯化钠。脱氧原理为铁粉与空气中的氧气、水反应生成氧化铁,活性炭、氯化钠能增强脱氧效果。
【实验探究】①小明取少量该脱氧剂样品于试管中,加入足量稀盐酸,充分反应,观察到部分固体溶解,有大量气泡冒出,过滤后,得到滤液和滤渣。
(1)由此实验及现象可以判断出该样品中一定 (填“含有”或“不含有”)铁粉。
②欲探究该脱氧剂中是否含有氯化钠,小明取少量①中得到的滤液于另一试管中,向其中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,观察到有大量沉淀产生。由此实验及现象得出结论∶该脱氧剂中含有氯化钠。
(2)小红认为,小明的实验不能证明该脱氧剂中含有氯化钠,理由是 。
【交流反思】③经过反思后,小明另取少量该脱氧剂样品再进行实验。
(3)请帮小明完善实验操作步骤及现象∶取少量该脱氧剂固体样品, ,证明含有氯化钠。
(二)实验室里有KNO3化肥样品A,可能混入了MgCl2、NH4Cl、(NH4)2SO4三种物质中的一种或多种,另有一瓶敞口放置的NaOH固体样品B,可能是NaOH和Na2CO3的混合物或二者之一、化学小组的同学欲探究它们的成分,按如图所示进行实验探究,出现的现象如图中所述。(设过程中所有能发生的反应都恰好完全反应)
请结合上述信息进行分析推理,回答下列问题:
(4)白色沉淀C的化学式为 。
(5)步骤Ⅱ中生成白色沉淀F的化学方程式为 。
(6)在无色溶液H中,一定大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
(7)在、、三种物质中,一定没有混入化肥样品A中的是 (填化学式)。
(8)固体样品B的成分为 (填化学式)。
【答案】(1)含有
(2)步骤①中加入了稀盐酸,稀盐酸中含有氯离子,后续加入硝酸银溶液产生沉淀,无法确定氯离子是来自氯化钠还是稀盐酸
(3)加入足量水溶解,过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,若有白色沉淀产生
(4)BaSO4
(5)
(6)、
(7)MgCl2
(8)NaOH、Na2CO3
【解析】(1)铁粉能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,而活性炭、氯化钠与稀盐酸不反应,实验中加入足量稀盐酸后有大量气泡冒出,所以该样品中一定含有铁粉。
(2)步骤①中加入了稀盐酸,稀盐酸中含有氯离子,后续加入硝酸银溶液产生沉淀,无法确定氯离子是来自氯化钠还是稀盐酸,所以不能证明该脱氧剂中含有氯化钠。
(3)取少量该脱氧剂固体样品,加入足量水溶解,过滤,向滤液中滴加硝酸银溶液和稀硝酸,若有白色沉淀产生,证明含有氯化钠。
(4)样品 A 中加入硝酸钡溶液产生白色沉淀 C,且沉淀不溶于稀硝酸,所以步骤 Ⅰ 一定发生反应,白色沉淀 C 是硫酸钡,化学式为BaSO4。
(5)样品 B 可能是NaOH和Na2CO3的混合物或二者之一,步骤 Ⅱ 加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,说明发生反应。
(6)步骤 Ⅳ 无色滤液D和无色滤液E混合微热后产生无色气体 G,说明无色滤液 D 中含有,无色滤液E中含有,那么样品 B 中一定含有NaOH,样品 A 中一定不含MgCl2,否则步骤 Ⅳ 中会与反应产生Mg(OH)2白色沉淀。步骤 Ⅰ 中KNO3不参与反应,步骤 Ⅱ 中NaOH不参与反应,则在无色溶液H中,一定大量存在的金属阳离子是、。
(7)在、、三种物质中,一定没有混入化肥样品A中的是MgCl2,否则步骤 Ⅳ 中会与反应产生Mg(OH)2白色沉淀。
(8)步骤 Ⅱ 加入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,说明发生反应,可知样品 B 含有Na2CO3;步骤 Ⅳ 无色滤液 D 和无色滤液 E 混合微热后产生无色气体 G,说明无色滤液 D 中含有,无色滤液 E 中含有,那么样品 B 中一定含有NaOH,可知固体样品 B 的成分为NaOH、Na2CO3。
5.(2025·山东济南·中考真题)化学小组的同学利用实验室制取氧气以及工业炼铁的化学原理进行实验探究。请根据题目要求,回答下列问题:
制取氧气的实验原理。
(1)用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为 。
(2)收集氧气时可以用 (填“向上”或“向下”)排空气法。
催化剂对分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示,用电子秤称量0.04g、0.08g、0.12g的粉末,分别加入三只锥形瓶中,用注射器各量取8mL3%的溶液,连接装置,将溶液注入锥形瓶中,用压强传感器测量各锥形瓶中压强,压强随时间(前)的变化曲线如图2。
(3)根据图2提供的信息,从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析,催化分解的溶液制氧气时,的最佳用量为 (填“”“”“”之一)。
(4)催化制氧气时,氧气的最终产量与的用量 (填“有关”或“无关”)。
(5)金属铂也可以催化制氧气。小组同学设计如图3所示装置制取氧气,实验过程中,若观察到安全管内液面不断上升,说明锥形瓶内压强过大,此时可采取的合理安全措施是 (写出两条即可)。
用 (含少量和水蒸气)测定某样品(杂质为固体且不反应)中的质量分数。实验装置如图所示,检查装置的气密性,进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
(6)装置B的作用是 。
(7)在装置C的硬质玻璃管中加入该样品15g,充分反应后继续通至硬质玻璃管冷却,测得装置A质量增加2.2g,装置D质量增加8.8g,此时装置C的硬质玻璃管中固体的总质量为 (精确至0.1g),该样品中的质量分数为 (精确至)。
(8)从环保角度考虑,该实验装置存在的不足之处是 。
【答案】(1)
(2)向上
(3)0.08g
(4)无关
(5)将铂丝向上提起,使其与溶液脱离接触;或将锥形瓶浸入冷水中
(6)吸收中的水蒸气,防止对实验结果产生干扰
(7) 11.8g 77.3%
(8)没有尾气处理装置
【解析】(1)用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为: ;
(2)氧气密度比空气大,可以用向上排空气法;
(3)从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析,需要找反应速率适中且用量少的情况。观察图2,0.08 g催化时,反应速率比较合适,同时比较节约试剂,故的最佳用量为0.08 g;
(4)根据催化剂的定义,催化剂能改变其他物质的反应速率,但不能改变生成物的质量,生成物的质量与反应物的质量有关,即在本题中氧气的最终产量只与的量有关,与的用量无关;
(5)安全管内液面不断上升,说明锥形瓶内压强过大,为了安全,可采取的措施有:一是可将铂丝向上提起,使其与溶液脱离接触,这样可以极大的减缓产生氧气的速率;二是可将锥形瓶浸入冷水中,降低温度,使气体体积收缩,压强减小;
(6)装置B中的浓硫酸具有吸水性,作用是吸收中的水蒸气,防止对实验结果产生干扰;
(7)装置D质量增加8.8g,增加的质量是反应生成的的质量。以的质量作为已知量,分别计算生成的铁和参加反应的的质量,即可按题意逐一解答。
解:设参加反应的的质量为,生成的质量为。
装置C的硬质玻璃管中固体总质量为生成的铁和样品中杂质的质量,即:8.4g+(15g-11.6g)=11.8g
该样品中的质量分数为:;
(8)是有毒气体,直接排放到空气中会污染环境,而该实验装置中没有对尾气 进行处理的装置。
6.(2025·山东烟台·中考真题)兴趣小组进行跨学科实践活动——探究土壤酸碱性对绣球花颜色的影响。
任务一:探究调控绣球花变色措施
【查阅资料】①绣球花从土壤中吸收铝盐与色素作用,花瓣呈现蓝色;土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色。土壤的酸碱度影响其铝盐的含量,当土壤pH为4.5~6时,绣球花为最艳丽的蓝色。②氢氧化铝不溶于水。
小组同学根据资料确定绣球花调色措施:
(1)调蓝:向土壤中施加铝盐,铝盐的溶解性应为 。如果再施加酸性物质使土壤pH为4.5~6,能实现绣球花呈最艳丽的蓝色。
(2)调红:向土壤中施加碱性物质使铝盐生成 。
任务二:筛选合适的调色试剂
(3)小组同学选择了硫酸铝作调蓝试剂,白醋(主要成分醋酸)作为土壤酸化试剂。白醋可以中和土壤中的碱性物质,醋酸()与氢氧化钙反应的化学方程式是 。(已知:在水溶液中能解离出和)
(4)因NaOH碱性强、有强腐蚀性,调红时,稍有不慎就会造成绣球花死亡,故小组同学选用石灰乳或纯碱溶液作为调红试剂,但二者不能混合施用,原因是 。
任务三:制备用于调蓝的硫酸铝溶液
【查阅资料】①硫酸铝水溶液呈无色;②工业上制备硫酸铝常用的原料是铝土矿(主要成分为,还含有及不溶于稀硫酸的);③过量的铝粉与硫酸铁溶液反应的化学方程式是。
【设计并实施实验】
(5)兴趣小组以铝土矿为原料,在实验室制取硫酸铝。
实验操作
实验现象
结论及解释
步骤I.取20g铝土矿加入锥形瓶中,向其中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤,得到滤液a和滤渣()。
滤液a显黄色。
、与稀硫酸反应。与稀硫酸反应的化学方程式是 。
步骤Ⅱ.向滤液a中加入过量 ,充分反应后过滤,得滤液b。
有黑色固体析出;
;
。
滤液b为硫酸铝溶液。
【反思评价】
(6)在用熟石灰调红时,不能与铵态氮肥一起施用。原因:①释放出氨气,使肥效降低;② ,影响调红效果。
【答案】(1)易溶
(2)氢氧化铝
(3)
(4)石灰乳主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠(也生成了氢氧化钠)
(5) 铝粉 溶液由黄色变为无色 产生气泡
(6)若和铵态氮肥使用,氢氧根离子被消耗,不能吸收铝离子
【解析】(1)向土壤中施加铝盐,铝离子被植物根系吸收,则铝盐的溶解性应为易溶;
(2)铝盐中含有铝离子,与碱性物质中的氢氧根离子结合产生氢氧化铝沉淀;
(3)醋酸和氢氧化钙反应产生醋酸钙和水,化学方程式为:;
(4)石灰乳主要成分是氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应会产生碳酸钙沉淀和氢氧化钠(也生成了氢氧化钠),故不能混合使用;
(5)氧化铁和稀硫酸反应化学方程式为:;
溶液a中含有氧化铁和稀硫酸反应的产物硫酸铁,过量的硫酸,氧化铝和稀硫酸反应的产物硫酸铝,结论中得到了硫酸铝溶液,根据查阅资料可知,可以加入过量的铝粉(铝和硫酸铁反应产生硫酸铝和铁、铝和硫酸反应产生硫酸铝和氢气);
铝和硫酸铁反应产生硫酸铝和铁,现象为有黑色固体析出,溶液由黄色变为无色、铝和硫酸反应产生硫酸铝和氢气,现象为产生气泡,故填溶液由黄色变为无色、产生气泡;
(6)土壤中铝盐不足时,花瓣呈现粉色、红色等颜色,要用氢氧化钙中的氢氧根离子和铝离子结合,从而降低铝盐含量,用来调红,若和铵态氮肥使用,氢氧根离子被消耗,不能吸收铝离子,影响调红效果。
7.(2025·山东威海·中考真题)钙片中的化学
Ⅰ、科学食用钙片
某品牌钙片标签上部分内容如图所示(除碳酸钙外,其他成分不含钙)。
药品:钙片(若干片)、5%的稀盐酸、10%的稀盐酸
【主要原料】碳酸钙 维生素D
【功效及成分】补钙 每片碳酸钙的含量为80%
【规格】1.25g/片
【服用方法】每日2次,每次1片
(1)若按标签服用,每日可为人体补充钙元素的质量为 g。
(2)碳酸钙与胃酸反应后才能被人体吸收,发生反应的化学方程式为 。
(3)咀嚼服用可增大钙片与胃酸的接触面积,从而加快反应速率。请设计实验证明(仪器自选)。
药品:钙片(若干片)、5%的稀盐酸、10%的稀盐酸
实验方案
实验现象
实验结论
钙片与稀盐酸的接触面积越大,反应速率越快。
Ⅱ、动手制作“钙片”
鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙,是一种天然的钙源。小林用图所示装置和未知浓度的稀盐酸测定鸡蛋壳中碳酸钙的含量,通过测量产生气体的体积达到实验目的(常温常压下,的密度约为1.96g/L)。
(4)为确保实验成功,该装置气密性必须良好,检查方法是 。
(5)小林按照如下步骤进行实验(其他仪器自选),请将实验步骤补充完整。
连接仪器并检查装置气密性; ;根据实验数据进行计算。
(6)确定鸡蛋壳中碳酸钙含量后,小林用如图所示流程制备碳酸钙粉末,并将其与淀粉浆按一定比例混合,倒入模具中,烘干,制得了简易“钙片”(假设鸡蛋壳中其他成分不溶于水且不参与反应)。
溶液X中的溶质是 (填化学式);废液Y中溶质的成分可能是 (有几种情况写几种)。
【答案】(1)0.8
(2)
(3) 室温下,取2片钙片,将其中一片研碎,分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象 研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快
(4)关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度
(5)称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数
(6) NaOH;NaOH、;NaOH、
【解析】(1)根据表中内容,若按标签服用,每日可为人体补充钙元素的质量为。
(2)胃酸的主要成分为盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
(3)若想证明咀嚼服用可增大钙片与胃酸的接触面积,从而加快反应速率,则在室温下,取2片钙片,将其中一片研碎(模拟咀嚼后的钙片),分别加入2支试管中,再分别加入等体积5%(或10%)的稀盐酸,观察现象;
观察到研碎的钙片与稀盐酸反应产生气泡快,则说明钙片与稀盐酸的接触面积越大,反应速率越快。
(4)检查该装置气密性时,关闭分液漏斗活塞,拉动注射器活塞,松手后注射器活塞回到原刻度,则说明装置气密性良好。
(5)检查装置气密性后,称量一定质量的鸡蛋壳加入锥形瓶中,向分液漏斗中加入足量稀盐酸,打开活塞逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡为止,关闭活塞,记录注射器读数,根据注射器移动的体积则可知道产生的二氧化碳的体积。
(6)氧化钙和水反应生成氢氧化钙,则溶液X中的溶质为Ca(OH)2;
氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,恰好完全反应后,废液Y中溶质的成分为NaOH;若氢氧化钙过量,则废液Y中溶质的成分为NaOH、Ca(OH)2;若碳酸钠过量,则废液Y中溶质的成分为NaOH、Na2CO3。
8.(2025·山东烟台·中考真题)过碳酸钠()俗称“固体双氧水”,常用于特定环境供氧。它遇水能分解为碳酸钠和过氧化氢。兴趣小组对过碳酸钠的组成和性质进行以下探究。
活动一:验证过碳酸钠部分化学性质
【设计并实施实验】
(1)小组设计并实施实验如下表,完成相关内容。
实验操作
实验现象
实验结论
步骤I.取少量过碳酸钠样品和粉末于试管中,加足量水,将带火星的木条放在试管口。
。
过碳酸钠溶于水能产生氧气。
步骤Ⅱ.取步骤Ⅰ反应后的上层清液,滴加过量的稀盐酸, 。
。
上层清液与稀盐酸反应能产生二氧化碳。
活动二:测定过碳酸钠的组成
【设计并实施实验】
为测定过碳酸钠()样品中x、y的比值,兴趣小组选用下图所示装置进行实验(省略胶皮管、夹持等装置,整个装置气密性良好)。
【查阅资料】碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的固体混合物;与稀不反应。
实验1:依次连接装置A、F,将盛有一定质量的过碳酸钠样品的网袋慢慢浸没在锥形瓶内的水中,待完全反应后,恢复到室温,测得量筒中进入224mL水(该实验状况下,224mL氧气质量为0.32g)。
实验2:先称量装置C、D的质量,再将“实验1”反应后的装置A小心拆下,依次连接装置A、B、C、D、E。慢慢倾斜装置A,使试管中的稀硫酸逐渐流入锥形瓶中,待反应完全后,再打开弹簧夹通入一会儿。测得装置C、D分别增重0.83g和0.05g。
(2)“实验2”中装置D增重的原因是 。
(3)根据实验数据计算,一定质量的过碳酸钠样品分解生成的碳酸钠与过氧化氢的质量比是 (填最简整数比,下同),则该过碳酸钠样品()中 。
【反思评价】
(4)“实验1”中反应生成的氧气有部分残留在装置A中,没有全部进入装置F,对测定氧气体积的影响是 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(5)过碳酸钠的实际组成是。如果你计算的过碳酸钠组成中的量偏大,试分析造成实验误差的原因可能是 (写1条)。
【答案】(1) 带火星的木条复燃 将产生的气体通入澄清石灰水 有气泡产生,澄清石灰水变浑浊
(2)吸收气流从装置C中带出的二氧化碳
(3) 53:17 1:1
(4)无影响
(5)装置A拆卸、连接时,空气中的CO2 被装置C吸收(合理即可 )
【解析】(1)步骤 I:过碳酸钠遇水分解生成碳酸钠和过氧化氢,过氧化氢在MnO2催化下分解产生氧气,氧气能使带火星木条复燃,所以现象为带火星的木条复燃。
步骤 II:步骤 I 反应后上层清液含碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊,则操作是将产生的气体通入澄清石灰水,现象为有气泡产生,澄清石灰水变浑浊。
(2)装置A中碳酸钠与稀硫酸反应生成CO2,CO2经装置B(浓硫酸)干燥后进入装置C(NaOH溶液),NaOH溶液吸收CO2 ,未完全被吸收的会被D中的碱石灰吸收,故D会增重。
(3)① 由实验 1,m(O2)=0.32g,设有过氧化氢的质量为x。
,,解得x=0.68g ;实验 2 中,装置C、D分别增重0.83g和0.05g,根据2问的分析,CO2质量=0.83g+0.05g=0.88g,设碳酸钠的质量为y,由,,算出y=2.12g ,则碳酸钠与过氧化氢质量比2.12g:0.68g=53:17。② 过碳酸钠样品中x:y==1:1,故x:y=1:1。
(4)实验 1 用排水法测氧气体积,恢复室温后,装置内压强与外界平衡,装置A中残留氧气不影响进入量筒水的体积,原来A中的空气被排出到F中,F中是有气体进入才会排出水,则是等体积替换,所以对测定氧气体积无影响 。
(5)若的偏大,根据质量守恒定律,即是二氧化碳的质量偏大;可能是 “实验 1” 后装置A拆卸、连接 “实验 2” 装置时,空气进入装置内,空气中的CO2 被装置C吸收,CO2质量偏大(或B装置中的空气未排出,合理即可 )。
9.(2025·山东东营·中考真题)某学习小组设计实验验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。以下是他们的实验方案(如图),请补充完成实验报告。
实验报告
(1)实验名称: 。
实验目的:认识金属活动性顺序;锻炼实验基本技能;养成科学探究能力
实验过程:
(2)
实验步骤
现象
结论与解释
实验1
铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,铜丝、银丝无明显现象
反应的化学方程式:
实验2
铜比银活泼
实验结论:
(3)三种金属的活动性顺序为 。
【答案】(1)验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序
(2) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色变为蓝色
(3)铁>铜>银/Fe>Cu>Ag
【解析】(1)根据实验目的和实验方案可知,实验名称是:验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。
(2)实验1:金属活动性顺序中,氢前的金属可与稀硫酸反应生成氢气,观察到铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,铜丝、银丝无明显现象,说明铁丝与稀硫酸发生反应生成了氢气,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。
实验2:金属活动性顺序中,排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来,该实验结论是铜比银活泼,说明铜丝与硝酸银溶液发生了反应:Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2,可推测实验现象是:铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色变为蓝色。
(3)根据以上探究可知,三种金属的活动性顺序为:铁>铜>银。
10.(2024·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对与的反应进行了探究。回答下列问题:
(1)小组同学向盛有溶液的试管中加入溶液,观察到的实验现象为 ,反应的化学方程式为 。
为确定(1)中反应后溶液的成分,小组同学开展了如下实验探究。
【提出问题】溶液中含有的溶质有哪些?
【作出猜想】
(2)根据反应规律和元素守恒,提出以下猜想。
猜想一:只有;
猜想二:有和;
猜想三:有和 。
【实验探究】
(3)小组成员分别取(1)中反应后的溶液少许,置于A、B两支试管中,进行了如下实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
Ⅰ
向试管A中加入 溶液
无明显现象
猜想二不成立
Ⅱ
向试管B中加入少量酚酞试液
无色溶液变红色
【交流讨论】
(4)有同学认为使用稀硫酸代替酚酞试液进行实验,也能得出与实验Ⅱ相同的结论。你是否同意这一观点: ;请阐述理由: 。
【答案】(1)产生白色沉淀
(2)/氢氧化钡
(3)(合理即可) 猜想三成立
(4)不同意 和均可与稀硫酸反应,生成白色沉淀
【解析】(1)向盛有Ba(OH)2溶液的试管中加入MgCl2溶液,Ba(OH)2与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀、BaCl2,现象是产生白色沉淀,该反应的化学方程式为:。
(2)Ba(OH)2与MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀、BaCl2,若刚好完全反应,则所得溶液的溶质只有BaCl2;若MgCl2过量,则所得溶液的溶质有BaCl2、MgCl2;若Ba(OH)2过量,则所得溶液的溶质有BaCl2、Ba(OH)2。猜想一:只有BaCl2;猜想二:有BaCl2和MgCl2;则猜想三:有BaCl2和Ba(OH)2。
(3)实验Ⅰ:结论是猜想二不成立,说明溶液中不含MgCl2,加入的试剂是检验Mg2+的,可以是Ba(OH)2溶液等含有OH-的溶液;
实验Ⅱ:酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。向试管B中加入少量酚酞试液,无色溶液变红色,说明试管溶液呈碱性,由于BaCl2溶液、MgCl2溶液都是中性的,可知溶液中含有Ba(OH)2,则实验结论是猜想三成立。
(4)由于BaCl2和Ba(OH)2均可与稀硫酸反应,生成白色沉淀,无法确定溶液中是否含有Ba(OH)2,故不能用稀硫酸代替酚酞溶液进行实验。
11.(2024·山东济南·中考真题)回答下列问题:
(1)小红和小刚在帮助老师整理实验室时,发现一瓶失去标签的无色溶液,根据试剂记录清单可知该无色溶液是溶液、溶液、溶液中的一种,他们为确定该溶液是哪种溶液,进行实验探究。
【实验与分析】
①小红取少许该溶液于试管中,向其中滴加适量溶液,振荡,观察到有白色沉淀产生,判断该溶液中的金属阳离子是 (填离子符号)。
②小刚另取少许该溶液于试管中,向其中滴加适量溶液,振荡,观察到也有白色沉淀产生,判断该溶液中的酸根阴离子是 (填离子符号)。
【交流与合作】
③小红和小刚经过交流讨论,应为该溶液贴上写有 (填化学式)溶液的标签。
(2)已知某固体样品可能含有、、三种物质中的一种或多种,另有一固体样品可能含有、、、四种物质中的两种或多种。按下图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)
结合上述信息进行分析推理,回答下列问题:
①常温下,气体的水溶液 7(填“>”“=”“<”之一)。
②白色沉淀H为 (填化学式)。
③步骤II中生成气体F的化学方程式为 。
④无色溶液G中,一定大量存在的阳离子为 (填离子符号)。
⑤在固体样品A里,所述三种物质中,还不能确定是否存在的是 (填化学式),要进一步确定其是否存在,另取少许样品A加水配成溶液后再进行实验,请简要说明实验操作步骤、发生的现象及结论: 。
【答案】(1)Mg2+ MgSO4
(2)> BaSO4 Mg2+、Na+、K+ KCl 另取少许样品A加水配成溶液后,向溶液中加入过量硝酸钡,过滤后,滤液再加入硝酸银,若产生产生沉淀则含有氯化钾,反之则不含氯化钾。
【解析】(1)能与氢氧化钠反应产生白色沉淀的是Mg(NO3)2、MgSO4,故含有的金属阳离子是镁离子,符号为Mg2+;
能与氯化钡反应产生白色沉淀的是硫酸钠和硫酸镁,故溶液中含有的酸根离子是硫酸根,符号为;
由上述分析可知,溶液中含有的物质是硫酸镁,化学式为MgSO4;
(2)能与氢氧化钠反应产生气体的是硝酸铵,产生的气体是氨气,氨气的水溶液为氨水显碱性,pH>7;
步骤Ⅲ中加入硝酸钡,又加入了稀硝酸,产生了不溶于稀硝酸的沉淀则该物质的是硫酸钡,化学式为BaSO4;
样品B中加入稀盐酸有气泡产生,则B中含有碳酸钠,稀盐酸和碳酸钠反应化学方程式为:;
步骤Ⅰ中加入氢氧化钠产生了气体,则一定含有硝酸铵,两者反应产生硝酸钠和水和氨气,步骤Ⅲ中加入硝酸钡,又加入了稀硝酸,产生了不溶于稀硝酸的沉淀则该物质的是硫酸钡,则一定有硫酸钾,不能确定氯化钾的存在;步骤Ⅱ中加入稀盐酸,恰好完全反应,产生了气体一定含有碳酸钠,且为无色溶液,一定没有硫酸铜,无法确定氧化镁和氢氧化镁的存在,但是只要有一种存在,则一定含有的阳离子是钠离子和钾离子,镁离子,符号为Mg2+、Na+、K+;
有上述分析可知步骤Ⅰ中不能确定氯化钾的存在,化学式为KCl;
要证明氯化钾的存在,另取少许样品A加水配成溶液后,向溶液中加入过量硝酸钡,过滤后,滤液再加入硝酸银,若产生产生沉淀则含有氯化钾,反之则不含氯化钾。
12.(2024·山东青岛·中考真题)“瑞雪兆丰年”,2024年初春青岛的大雪预示着粮食大丰收。为保障市民正常出行,市政人员及时向道路撒融雪剂。“圆梦”小组开展了以“探秘融雪剂”为主题的项目式学习,请结合任务回答问题。
【任务一】了解融雪原理
查阅资料:最初我国的融雪剂主要是氯化钠型,后来又出现了氯化钙型、氯化钠和氯化钙混合型等多种融雪剂。标准大气压下,水的凝固点是0℃,加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为,加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为。
(1)表达交流:融雪剂融雪的原理是 。
【任务二】探秘融雪剂成分
(2)某品牌融雪剂主要成分可能是氯化钠和氯化钙中的一种或两种。小组同学设计了以下实验,探究其成分(忽略杂质对实验现象和数据的影响)。
实验步骤
实验操作
实验现象
实验结论
①
取10.0g融雪剂,加适量蒸馏水充分溶解,向所得溶液中加入足量
生成白色沉淀
该融雪剂一定含有氯化钙
②
将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、 、称量,得到固体质量为5.0g
\
该融雪剂的主要成分是
(3)请计算说明你是如何确定该融雪剂成分的(根据化学方程式计算,写出计算过程)。
【任务三】选择融雪剂
小组同学调查了市面上几种类型的融雪剂,收集信息如下:
融雪剂种类
融雪速率
对路面的腐蚀性
对土壤的影响
适用温度
每吨价格
氯化钠型
慢
强
土壤板结
约300元
氯化钙型
快
较强
土壤轻度板结
约500元
新型融雪剂
较快
几乎无
土壤几乎不板结
约1000元
(4)普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 (写一条即可),对路面质量要求非常高的机场融雪,你推荐使用的融雪剂是 。
【答案】(1)盐溶液的凝固点低,溶解融雪剂后降低了凝固点
(2)碳酸钠溶液(合理即可) 干燥(或烘干等) 氯化钠、氯化钙
(3)氯化钠、氯化钙
(4)融雪速率快,且价格相对较低 新型融雪剂
【解析】(1)由题干资料可知,标准大气压下,水的凝固点是0℃,加入氯化钠后形成的溶液最低凝固点为 −21℃ ,加入氯化钙后形成的溶液最低凝固点为 −50℃,故融雪剂融雪的原理是:盐溶液的凝固点低,溶解融雪剂后降低了凝固点;
(2)①氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故取10.0g融雪剂,加适量蒸馏水充分溶解,向所得溶液中加入足量碳酸钠溶液,产生白色沉淀,说明含氯化钙;
②将步骤①所得沉淀过滤、洗涤、干燥、称量,可得到沉淀的质量;
由(3)的分析可知,该融雪剂的主要成分是氯化钠、氯化钙;
(3)解:设10.0g融雪剂中氯化钙的质量为x
x=5.55g小于10.0g
故该融雪剂的成分为氯化钠、氯化钙
答:该融雪剂的成分为氯化钠、氯化钙
(4)由表可知,氯化钙型融雪剂融雪速率快,且价格相对较低,故普通道路主要选用氯化钙型融雪剂;
新型融雪剂融雪速率加快,且对路面几乎无腐蚀性,土壤几乎不板结,故对路面质量要求非常高的机场融雪,推荐使用的融雪剂是:新型融雪剂。
13.(2024·山东枣庄·中考真题)《周礼・考工记》记载了我国劳动人民制取氢氧化钾漂白丝帛的过程。制取氢氧化钾的主要流程为:
(蚌壳、草木灰中的杂质在流程中均不反应)
【查阅资料】①蚌壳的主要成分是CaCO3。
②草木灰的主要成分是K2CO3,其水溶液显碱性。
回答下列问题:
(1)步骤一中反应的反应类型是 (填基本反应类型)。
(2)步骤二中反应的化学方程式为 。
(3)某兴趣小组对步骤三所得上层清液的溶质进行探究:
【提出问题】上层清液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想Ⅰ:KOH 猜想Ⅱ:KOH和
猜想Ⅲ:KOH和K2CO3 猜想Ⅳ:KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理,理由是 。
【实验验证】
方案
实验
现象
结论
一
取少量上层清液于试管中,加入Na2CO3溶液
猜想Ⅱ不正确
二
取少量上层清液于试管中,加入
产生气泡
猜想Ⅲ正确
【反思评价】制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是 (填化学式)。
【拓展应用】为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果,对氢氧化钾的保存提一条合理化建议: 。
【答案】(1)分解反应
(2)CaO+H2O=Ca(OH)2
(3)Ca(OH)2 K2CO3和Ca(OH)2不共存等 无明显现象 足量稀盐酸等 CaCO3 密封保存
【解析】(1)蚌壳的主要成分是CaCO3,碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳气体,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,草木灰的主要成分是K2CO3,氢氧化钙与碳酸钾反应生成氢氧化钾和碳酸钙沉淀。步骤一中反应是指碳酸钙高温生成氧化钙和二氧化碳气体,一种物质反应生成多种物质的反应叫做分解反应。
(2)步骤二中反应是指氧化钙与水反应生成氢氧化钙,该反应化学方程式:CaO+H2O=Ca(OH)2。
(3)[作出猜想]
猜想Ⅰ:KOH,氢氧化钙与碳酸钾恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,过滤得到氢氧化钾;
猜想Ⅱ:KOH和Ca(OH)2,此时氢氧化钙过量;
猜想Ⅲ:KOH和K2CO3,此时碳酸钾过量;
猜想Ⅳ:KOH、Ca(OH)2和K2CO3
有同学认为猜想Ⅳ不合理,理由是氢氧化钙与碳酸钾恰好完全反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾,K2CO3和Ca(OH)2不共存。
[实验验证]
方案一、取少量上层清液于试管中,加入Na2CO3溶液,猜想Ⅱ不正确,即上层清液中不含氢氧化钙,实验现象:没有明显现象。
方案二、取少量上层清液于试管中,加入某种试剂,产生气泡,猜想Ⅲ正确,说明溶液中含有碳酸钾,某种试剂和碳酸钾反应有气泡生成,则加入试剂是足量稀盐酸等。
[反思评价]步骤一消耗碳酸钙、步骤三有碳酸钙生成,制取氢氧化钾的主要流程中能够循环利用的物质是CaCO3。
[拓展应用]氢氧化钾易于空气中二氧化碳气体发生反应,为保证氢氧化钾较好的漂白丝帛的效果,对氢氧化钾的保存提一条合理化建议:密封保存。
14.(2024·山东潍坊·中考真题)铜制品久置在户外容易生锈,失去金属光泽,需要定期除锈、抛光。某化学兴趣小组对铜锈成分及抛光过程进行以下探究。
任务一 分析铜锈的成分
【查阅文献】常见的铜锈成分为、或两者的混合物。
【实验探究】
(1)取少量铜锈,加入足量稀硝酸,铜锈溶解,有气泡产生,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,说明铜锈成分为______(填字母序号)。
A. B. C.、
任务二 模拟的生成
【查阅文献】铜在的环境中生成CuCl,CuCl最终会转化为。
【实验探究】向蒸馏水中加入CuCl粉末,每隔2min测一次pH,结果如图。
【讨论分析】CuCl转化为分两个阶段:
(2)①前10分钟:CuCl与水生成Cu2O,化学方程式为 。
②第10~20分钟:部分Cu2O在酸性溶液中,吸收常见气体 (填化学式)生成。
任务三 探究化学抛光原理
除锈、打磨后的铜器表面仍有许多微小凸起(铜),某环保型化学抛光液中含有和,能够有效除去凸起的铜,使表面平整。
【查阅文献】抛光总反应为
【实验探究】实验操作及现象如下:
试管
试剂
现象
①
铜丝+1mL稀
无明显现象
②
钢丝+10mL 30%的
铜丝表面产生棕色氧化膜(主要成分为CuO
③
钢丝+10mL 30%的+1mL稀
铜丝表面变光亮,溶液变蓝
【讨论分析】抛光过程包含过程1和过程2,
(3)过程1产生氧化膜。反应的化学方程式为 。
过程2:除去氧化膜。除去氧化膜的物质为 (填化学式)。
任务四 探究抛光过程中,浓度对分解速率的影响
【查阅文献】易分解,分解速率与温度、(催化剂)和的浓度有关。
【实验探究】探究温度和浓度一定时,不同浓度的对分解速率的影响。向两支试管中分别加入如下试剂(见表),置于40℃水浴中,测量各时间段生成的速率,实验结果记录如下:
试管
相同试剂
不同试剂
各时间段生成的速率(mL/min)
第3min
第6min
第9min
第12min
④
10mL 30%的、1mL 14%的溶液
1mL 30%的
3.0
3.5
3.6
3.6
⑤
10mL 30%的、1mL 14%的溶液
1mL 10%的
2.0
2.3
2.4
2.4
【得出结论】
(4)不同浓度的对分解速率的影响是 。
【反思改进】
(5)某同学认为,为了更明显地观察浓度对分解速率的影响,还需要增加试管⑥实验,除了在40℃水浴中以及加入10mL 30%的、1mL 14%的溶液之外,还应该加入的试剂为 (填用量和试剂名称)。
【答案】(1)C
(2) O2
(3)
(4)相同条件下,硫酸浓度越大,过氧化氢溶液分解速率越快
(5)1mL 50%的硫酸(合理即可)
【解析】(1)常见的铜锈成分为、或两者的混合物。取少量铜锈,加入足量稀硝酸,铜锈溶解,有气泡产生,说明铜锈中含有碳酸根,再加入硝酸银溶液,有白色沉淀产生,说明铜锈中含有氯离子,铜锈成分为、;
故选:C。
(2)①前10分钟:依据质量守恒定律可知:CuCl与水生成Cu2O和HCl,该反应化学方程式为。
②依据质量守恒定律可知:化学变化前后元素的种类不变,第10~20分钟:部分Cu2O在酸性溶液中,吸收常见气体氧气生成。
(3)抛光过程包含过程1和过程2,过程1产生氧化膜,是指铜和过氧化氢溶液反应生成氧化铜和水,该反应化学方程式:。
过程2:除去氧化膜。过氧化氢溶液与铜反应生成氧化铜和水,硫酸和氧化铜反应生成可溶于水的硫酸铜和水,除去氧化膜的物质为。
(4)分析实验④和⑤,过氧化氢溶液、硫酸铜溶液体积相同,浓度相等,硫酸溶液体积相等,浓度不同,变量是硫酸的浓度,硫酸浓度越大,过氧化氢溶液分解生成氧气的速率越快,不同浓度的对分解速率的影响是相同条件下,硫酸浓度越大,过氧化氢溶液分解速率越快。
(5)为了更明显地观察浓度对分解速率的影响,还需要增加试管⑥实验,除了在40℃水浴中以及加入10mL 30%的、1mL 14%的溶液之外,此时变量是硫酸的浓度,相同条件下,硫酸浓度越高,反应速率越快,为了使观察更直观,反应速率要始终,可使实验⑤和⑥作对比,比较硫酸浓度对过氧化氢分解速率的影响,还应该加入的试剂为1mL 50%的硫酸(合理即可)。
15.(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
【答案】(1)
(2)损耗 采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件
(3)c 、b、e
(4)用熟石灰与酸性废液反应 食品的保鲜剂
(5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等
【解析】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,用酸除铁锈,可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:;
(2)酸除铁锈时有产生,这是酸和钢铁反应生成的,这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗;为了避免“氢脆”现象,影响钢铁强度,可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中,不断打捞确定铁锈是否除尽;采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件;除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗;适当延迟烘干时间,让钢铁基体中的气体尽可能的逸出;
(3)实际除锈防锈中,应先“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈,再水洗、烘干,最后刷漆或涂油防锈,故操作顺序应为d→a→c→b→e;
(4)废液呈酸性,根据酸碱中和的化学性质可知:可用廉价的熟石灰(氢氧化钙)与酸反应,处理酸性废液;铁会与氧气、水反应而生锈,所以如果将“铁生锈”原理应用得当,同样可以造福人类,如:食品的保鲜剂;
(5)结合实际,设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有:操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。
16.(2024·山东烟台·中考真题)《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载,利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动,在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后,为处理剩余的废液进行如下探究活动。
【查阅资料】①;②溶液呈中性;
③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳。
【任务一】废液成分分析
【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种
【实验设计与实施】
(1)
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液。
废液中有
步骤2:取少量步骤1中的上层清液于试管中, 。
废液中有
【任务二】废液中碳酸钠含量测定
兴趣小组设计了如下图所示的实验,取100g废液样品放入装置A的锥形瓶中,先通入一会儿N2,然后称量装置C、D的质量,再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸,至不再产生气体,继续通一会儿N2后,测得装置C、D分别增重2.1g和0.1g。
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿,其原因是 。
(3)装置C中反应的化学方程式是 。
(4)废液中碳酸钠的溶质质量分数是 (保留到)。
(5)如果缺少装置B,会使测定的碳酸钠含量 (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】废液的处理
(6)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,需根据废液中碳酸钠的含量,加入一定量的某种物质,该物质与碳酸钠反应的化学方程式是 。
【答案】(1)产生白色沉淀 加入适量无色酚酞试液 溶液变红
(2)使反应生成的二氧化碳全部被吸收,防止部分气体残留在装置中,影响实验结果
(3)
(4)5.3%
(5)偏大
(6)
【解析】(1)步骤1:取少量废液于试管中,加入足量的氯化钡稀溶液,氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠,产生白色沉淀,说明废液中含碳酸钠,且足量的氯化钡溶液能将碳酸钠除尽;
步骤2:氢氧化钠溶液显碱性,能使无色酚酞试液变红,故取少量步骤1中的上层清液于试管中,加入适量无色酚酞试液,溶液变红,说明废液中含氢氧化钠;
(2)锥形瓶中不再产生气体后,需要继续通一会儿氮气,原因是:使反应生成的二氧化碳全部被吸收,防止部分气体残留在装置中,影响实验结果;
(3)装置C中发生反应为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:;
(4)装置C、D中增加的质量为反应生成二氧化碳的质量,则生成二氧化碳的质量为:2.1g+0.1g=2.2g
解:设废液中碳酸钠的溶质质量分数是x
x=5.3%
答:废液中碳酸钠的溶质质量分数是5.3%;
(5)如果缺少装置B,气体从A装置中携带出的水蒸气会被D装置吸收,导致测得的二氧化碳的质量偏大,则计算出的碳酸钠的含量偏大;
(6)氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠,故可加入适量的氢氧化钙溶液将碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用,该反应的化学方程式为:。
17.(2023·山东菏泽·中考真题)石头纸是一种低碳经济的绿色产品。2010年全国两会期间首次使用了石头纸制作的便笺和文件袋,但石头纸至今没有被广泛推广使用。某化学兴趣小组对其原因进行了探究。
任务一:石头纸成分及性质初探究。
【实验初探】
操作
现象
1.如图,取一片石头纸用砂纸打磨后,撕成碎片放入试管中,加入10%稀盐酸5mL
试管内石头纸表面有细密气泡冒出,烧杯中澄清石灰水逐渐变浑浊
2.用坩埚钳夹持石头纸,点燃
石头纸燃烧,灰烬为白色固体
3.利用与操作1相同装置,取操作2中白色灰烬少许于试管中,加入10%稀盐酸5mL
试管内固体溶解,有大量气泡产生,烧杯中澄清石灰水变浑浊
【分析解释】
(1)澄清石灰水变浑浊的原因 (用化学方程式表示)。甲同学根据上述三步操作得出结论:石头纸成分中含有可燃的物质和碳酸钙,乙同学认为不严密,理由是 。
任务二:石头纸燃烧后灰烬成分再探究
【查阅资料】石头纸的成分是碳酸钙、聚乙烯高分子化合物及少许胶合剂。
该兴趣小组的同学为了探究灰烬的成分,提出了以下猜想。
【提出猜想】
(2)猜想①CaCO3;猜想② ;猜想③CaCO3和CaO。
【实验再探】
(3)
操作
现象
结论
取少量灰烬于试管中,滴加稀盐酸
有气泡产生
一定含有CaCO3
一定含有CaO
【得出结论】猜想③正确。
任务三:了解石头纸的制作方法和性能
【查阅资料】在上世纪70年代,中国科学家就已经研制出了石头纸,它是以石头为原料,研磨成纳米级的石头粉,以高分子聚合物为辅料,经特殊工艺处理后,挤出、吹塑而成。正常石头纸的寿命在20~30年左右,在阳光的直射下不足六个月就被粉化。当石头纸被大量使用时,回收利用需要特殊设备。
【归纳总结】
(4)你认为石头纸没有被广泛推广使用的原因是 (答出一点即可)。
【答案】(1)CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O 甲同学的实验只能证明石头纸成分中含有碳酸盐或碳酸氢盐,无法证明含有碳酸钙
(2)CaO
(3)另取取少量灰烬于试管中,加入少量的水,用手触摸试管外壁温度 试管外壁发烫
(4)石头纸的主要原料石灰石是有限的,是不可再生的(或在阳光的直射下保存时间短,大量使用时回收利用需要特殊设备等,合理即可)
【解析】(1)澄清石灰水变浑浊,是因为生成的二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O。甲同学的实验只能证明石头纸中含有碳酸盐或碳酸氢盐,不能证明石头纸中含有碳酸钙,也可能是含其它碳酸盐或碳酸氢盐,故乙同学认为实验方案不严密;
(2)石头纸的成分是碳酸钙,碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳,碳酸钙可能是完全分解,还可猜想灰烬成分是氧化钙;
(3)一定含有CaO,氧化钙和水反应放热,则可以设计:另取取少量灰烬于试管中,加入少量的水,用手触摸试管外壁温度;现象是:试管外壁发烫;说明一定含有CaO;
(4)由题意可知,石头纸是以石头为原料,研磨成纳米级的石头粉,以高分子聚合物为辅料,经特殊工艺处理后,挤出、吹塑而成。正常石头纸的寿命在20~30年左右,在阳光的直射下不足六个月就被粉化。当石头纸被大量使用时,回收利用需要特殊设备,故填:石头纸的主要原料石灰石是有限的,是不可再生的(或在阳光的直射下保存时间短;大量使用时回收利用需要特殊设备等,合理即可)。
18.(2023·山东泰安·中考真题)为深度学习酸、碱、盐有关知识,某化学兴趣小组开展了下列探究活动。
(1)探究中和反应。
实验开始后将注射器内的液体缓慢地全部注入烧瓶内,用pH传感器测得烧瓶内溶液的pH变化如图所示。
①烧瓶内发生反应的微观实质是 ;
②图中点所示溶液中所含溶质是 (填化学式);
③下列试剂不能验证反应到达点的是 (填字母序号)。
A.锌粒 B.硝酸银溶液 C.无色酚酞试液 D.氧化铁
(2)探究碱的性质。
氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质,反应的化学方程式为 ;
【查阅资料】
I.氯化钙溶液呈中性。
Ⅱ.氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应:
为探究久置氢氧化钠溶液的变质程度,进行了如下实验:
【实验报告】
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,充分反应
有 生成
说明原溶液中一定有,
②取步骤①试管中的少量上层清液,滴加无色酚酞试液
溶液变红色
说明原溶液中一定有
【实验结论】氢氧化钠溶液 (填“部分”或“全部”)变质。
【反思与评价】在上述实验步骤①中,某同学提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,你认为该方案是否可行: (填“是”或“否”);用化学方程式解释其原因 。
【答案】(1)和结合生成 /HCl、NaCl BC/CB
(2) 白色沉淀 /氢氧化钠 部分 否 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
【解析】(1)①烧瓶内发生反应为氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水也就是酸碱中和反应,中和反应的微观实质是和结合生成;
②图中点所示溶液pH<7,说明溶液显酸性那就是盐酸过量了,所以c中所含溶质是,氯化钠是氢氧化钠和盐酸反应生成的;
③能验证反应到达点的是也就是盐酸过量的点,那就是检验盐酸。
A.锌粒:锌会与稀盐酸反应生成氢气,会看到气泡,可以验证,不符合题意;
B.硝酸银溶液既会与盐酸反应生成氯化银沉淀,也会与氯化钠反应生成氯化银沉淀,所以不能验证,符合题意;
C.无色酚酞试液遇到碱性溶液会变红,但是遇酸性物质或者中性物质均不变色,所以不能验证,符合题意;
D.氧化铁会与盐酸反应生成黄色的氯化铁,所以盐酸过量会看到固体溶解和溶液变成黄色的现象,可以验证,不符合题意。
故选:BC。
(2)氢氧化钠溶液变质是因为氢氧化钠和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为。
实验报告:
①氯化钙溶液能与碳酸钠溶液反应:,所以根据实验结论:原溶液中一定有,加入过量的氯化钙溶液,充分反应,会看到有白色沉淀生成的实验现象;
②取步骤①试管中的少量上层清液,滴加无色酚酞试液,溶液变红色说明溶液显碱性,所以说明氢氧化钠还有剩余未变质的,所以说明原溶液中一定有氢氧化钠;
实验结论:
氢氧化钠溶液中既有氢氧化钠也有碳酸钠,所以说明其部分变质;
反思与评价:
在上述实验步骤①中,某同学提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,我认为该方案不可行;因为氢氧化钙会与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,生成的氢氧化钠以及过量的氢氧化钙都是碱性物质会干扰原溶液中氢氧化钠的检验,对应的化学方程式为。
19.(2023·山东青岛·中考真题)科学种田能有效提高作物产量,助力乡村振兴。草莓适宜生长在弱酸性的土壤中,某地区为种植草莓,对土壤进行检测,“圆梦”活动小组积极参与、请回答下列问题。
取少量土壤样品,加入足量水,搅拌、过滤,测得滤液,说明土壤呈碱性,由此判断该土壤不适合种植草莓。
【探究一】土壤中的碱性物质是什么?
结合已有知识,小组同学猜测碱性物质可能是碳酸钠或氢氧化钠中的一种或两种。
【实验探究】
(1)
操作
现象
结论
取土壤浸出液少许于试管中,向其加入
产生白色沉淀
土壤中的碱性物质
只有碳酸钠
过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液
【探究二】如何改变土壤的碱性?
查阅资料:向土壤中施加硫粉,硫粉在微生物和水的共同作用下最终生成硫酸。
(2)活动小组按照用量要求向试验田中加入硫粉,3个月后,再次测得土壤,确认可以种植草莓。土壤碱性改变的原因是 (用化学方程式表示)。
【交流反思】
(3)针对该地区土壤,除改变其碱性外,还可以选种适合生长的作物。以下作物中,适合在该地区种植的是 。
作物
小麦
大豆
海水稻
适宜生长的pH范围
6.0-7.0
6.5-7.5
8.0-9.2
(4)生长过程中为增加作物产量,还要合理施肥。小组同学认为原碱性土壤中不适合施用铵态氮肥,原因是 。
【答案】(1)过量氯化钙溶液 无明显现象
(2)
(3)海水稻
(4)铵态氮肥与碱性物质反应产生氨气,降低肥效
【解析】(1)实验结论是土壤中的碱性物质只有碳酸钠,实验现象是产生白色沉淀,碳酸钠与氯化钙溶液反应生成氯化钠和白色沉淀碳酸钙,碳酸钠溶液和氢氧化钠溶液都显碱性,若要检验是否有氢氧化钠,需先除去碳酸钠,则取土壤浸出液少许于试管中,向其加入过量的氯化钙溶液;
又氢氧化钠溶液显碱性,能使无色的酚酞溶液变红,土壤中不含有氢氧化钠,则过滤后,向滤液中滴加无色酚酞试液,实验现象为无明显现象;
(2)查阅资料可知,向土壤中施加硫粉,硫粉在微生物和水的共同作用下最终生成硫酸,则活动小组按照用量要求向试验田中加入硫粉,3个月后,再次测得土壤pH=6.3,土壤碱性改变的原因是硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为;
(3)取少量土壤样品,加入足量水,搅拌、过滤,测得滤液pH=8.2,说明土壤呈碱性,小麦的适宜生长的pH范围6.0-7.0,大豆适宜生长的pH范围6.5-7.5,则小麦和大豆都不适合在该地区种植,而海水稻适宜生长的pH范围8.0-9.2,则海水稻适合在该地区种植;
(4)铵态氮肥与碱性物质反应产生氨气,降低肥效,故小组同学认为原碱性土壤中不适合施用铵态氮肥,原因是铵态氮肥与碱性物质反应产生氨气,降低肥效。
20.(2023·山东烟台·中考真题)某兴趣小组在实验室发现一瓶敞口放置的氧化钙,猜测该氧化钙可能变质。小明为确定该瓶氧化钙的成分进行了实验探究,如下表所示:
实验步骤
实验现象
实验结论
取少量该氧化钙样品于烧杯中,加水搅拌,静置,取上层清液滴加到红色石蕊试纸上
①烧杯壁变热,石蕊试纸变为蓝色
样品中含有氧化钙和氢氧化钙
②烧杯底部有白色固体
样品中含有碳酸钙
【交流讨论】小组讨论后,同学们认为:“现象”不足以证明样品中有氢氧化钙,原因是 (用化学方程式表示);“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙,原因是 。
兴趣小组同学为准确测定该瓶氧化钙的成分,进行了如下探究。
【提出问题】该瓶氧化钙中都有哪些成分,各成分的质量比是多少?
【查阅资料】氢氧化钙在一定温度下能分解:
碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物,能吸收水和二氧化碳
【设计并实施实验】兴趣小组设计了如图所示的实验(装置气密性良好)。取该氧化钙样品放在装置B的玻璃管中,先通入一会空气,再称量C、D装置的质量,然后边通入空气,边用酒精喷灯加热(能达到高温),至固体不再发生变化,继续通一会空气,实验后测得装置增重,D装置增重。
【形成结论】该氧化钙样品中的成分是 ,它们的质量比是 。
【反思评价】装置的作用是 。如果没有装置,可能会导致氧化钙样品成分中的 测定结果偏大。
【拓展应用】为废物利用,兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应,再蒸发制取产品氯化钙固体,与变质前的氧化钙相比,变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量是否会有影响,为什么? 。
【答案】 氢氧化钙微溶于水,白色固体也可能是没有溶解的氢氧化钙 氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙 38∶37∶25 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置 氢氧化钙、碳酸钙 没有影响,是因为无论是否变质,最终钙元素完全转化到氯化钙中
【解析】交流讨论:
小组讨论后,同学们认为:“现象①”不足以证明样品中有氢氧化钙,原因是氧化钙能和水反应生成氢氧化钙,化学方程式是;“现象②”不足以证明样品中有碳酸钙,原因是氢氧化钙微溶于水,白色固体也可能是没有溶解的氢氧化钙;
形成结论:
实验后测得装置增重,说明氢氧化钙分解生成水,即样品中含有氢氧化钙,装置增重,说明碳酸钙分解生成二氧化碳,即样品中含有碳酸钙,该氧化钙样品中的成分是氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙,反应的化学方程式及其质量关系:
氧化钙质量=,氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的质量比是。
反思评价:
装置的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置。如果没有装置,空气中的水蒸气、二氧化碳能被浓硫酸、碱石灰吸收,可能会导致氧化钙样品成分中氢氧化钙、碳酸钙的测定结果偏大;
拓展应用:
为废物利用,兴趣小组打算用这瓶变质的氧化钙与足量的稀盐酸反应,再蒸发制取产品氯化钙固体,与变质前的氧化钙相比,变质后的氧化钙对产品氯化钙的产量没有影响,是因为无论是否变质,最终钙元素完全转化到氯化钙中。
21.(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
【答案】 一 铜/ 节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)
【解析】实验一:[提出猜想]由于锌的活动性比铜强,再结合其它猜想,则猜想三为Ni>Zn>Cu。
[进行实验]根据现象可知,锌、镍均能与硫酸反应,铜不能与硫酸反应,且锌反应比镍快,则说明金属活动性顺序Zn>Ni>Cu,即猜想一成立;
镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为。
实验二:[设计方案]锌、镍的活动性比氢强,铜的活动性比氢弱,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸;
由于锌的活动性比镍的活动性强,锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍,反应的化学方程式为。
[反思评价]合理开发城市“金属矿山”可以节约金属资源,减少对环境的污染,故答案为:节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)。
22.(2023·山东潍坊·中考真题)镁被誉为“国防金属”,在航空母舰、舰载机,导弹等武器中应用广泛。某化学学习小组观察镁与硫酸铜溶液反应时,产生大量无色气体,同时有蓝绿色不溶物和棕褐色不溶物生成。学习小组对生成物展开以下探究:
【实验一】探究无色气体的成分
【查阅资料】部分盐溶于水后,能与水分子作用解离出或,使溶液显酸性或碱性。
【作出猜想】根据文献资料和元素守恒,对气体成分作出如下猜想:猜想1;;猜想2:;猜想3: 。
【实验探究】小组成员按如图装置进行实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①扇闻导管口气体的气味
无明显气味
猜想1不成立
②
带火星的木条不复燃
猜想2不成立
③用燃着的木条靠近肥皂泡
肥皂泡破裂,燃烧,发出爆鸣声
猜想3成立
【深化探究】分别测量上述硫酸铜溶液和相同溶质质量分数的硫酸钠溶液的,发现硫酸铜溶液的,硫酸钠溶液的。
【结论】硫酸铜溶液显酸性,是由 (填微粒符号)与水分子相互作用的结果;金属镁能与溶液中的反应生成。
【实验二】探究蓝绿色不溶物的成分
【查阅资料】碱式碳酸铜为绿色固体,不溶于水但能溶于酸。
【作出猜想】猜想1:;猜想2:;猜想3:和。
【实验探究】向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,无气泡产生。则猜想 (填数字)错误。小明同学结合初中所学知识,认为猜想1也不合理,理由是 。
【查阅资料】某种碱式硫酸铜为蓝绿色固体,不溶于水能溶于酸。
【设计实验】请你帮助小明设计方案,验证蓝绿色不溶物中含有。简述实验操作及现象(可供选择的试剂:稀盐酸,稀硫酸,溶液): 。
【实验三】探究棕褐色不溶物的成分
【查阅资料】
①棕褐色不溶物成分较为复杂,为和中的不确定组成;
②不溶于水,能与稀硫酸发生反应:。
【实验探究】取少量棕褐色不溶物于试管中,滴加稀硫酸至过量,溶液变蓝,试管底部有亮红色固体。
【交流讨论】对棕褐色不溶物成分的推测较多,以下为其中两位同学的讨论:甲同学认为一定有,乙同学反对该观点,认为没有,而是 (填化学式),也能产生上述实验现象,理由是 (结合化学方程式和必要的文字说明)。
【答案】 将带火星的木条放在导管口 Cu2+ 2、3 氢氧化铜能与酸性物质反应 先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中,再向其中滴加少量溶液,产生白色沉淀,证明蓝绿色不溶物中含有 ,溶液变蓝,铜不与稀硫酸反应,试管底部有亮红色固体
【详解】实验一:
{作出猜想}部分盐溶于水后,能与水分子作用解离出H+,铜离子会有少量水解,生成氢氧化铜及氢离子,这样溶液就呈现出酸性,所以硫酸铜溶液显酸性,金属镁能与溶液中的H+反应生成氢气,则猜想3为H2,故填H2。
{实验探究}猜想2不成立,即生成的气体不是氧气,氧气具有助燃性,能够使带火星的木条复燃,则实验步骤为将带火星的木条放在导管口,实验现象是带火星的木条不复燃,故填将带火星的木条放在导管口。
{结论}由题文可知,部分盐溶于水后,能与水分子作用解离出H+,溶液呈酸性,铜离子会有少量水解,生成氢氧化铜及氢离子,这样溶液就呈现出酸性,故硫酸铜溶液显酸性,故填Cu2+。
实验二:
{实验探究}碱式碳酸铜为绿色固体,能与酸反应生成二氧化碳气体,向蓝绿色不溶物滴加足量稀硫酸,不溶物溶解,无气泡产生,即该绿色固体中不含碱式碳酸铜,则猜想2、3错误,故填2、3;
由上述可知,硫酸铜溶液呈酸性,氢氧化铜能够与酸反应,所以小明认为猜想1也不合理,理由是氢氧化铜能与酸性物质反应,故填氢氧化铜能与酸性物质反应。
{设计实验}验证蓝绿色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4的方法是先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中,再向其中滴加少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明蓝绿色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4,故填先将蓝绿色不溶物溶于足量稀盐酸中,再向其中滴加少量BaCl2溶液,产生白色沉淀,证明蓝绿色不溶物中含有Cu2(OH)2SO4。
实验三
{交流讨论}根据资料可知,Cu2O不溶于水,能与稀硫酸发生反应,反应的化学方程式为,则取少量棕褐色不溶物于试管中,滴加稀硫酸至过量,溶液变蓝,试管底部有亮红色固体,说明不溶物成分可能为,也可能是和的混合物,故填Cu、CuO;
也能产生上述实验现象,理由是CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,溶液变蓝,铜不与稀硫酸反应,试管底部有亮红色固体,故填CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,溶液变蓝,铜不与稀硫酸反应,试管底部有亮红色固体。
23.(2023·山东临沂·中考真题)学习完酸碱中和反应后,某化学研究小组在老师的指导下进行了下列探究活动。
(1)按图1所示进行实验,证明了稀硫酸和溶液能发生反应,依据的实验现象是 ,该反应的化学方程式是 。
(2)图2是图1反应的微观示意图,反应后“”表示的微观粒子是 (用化学符号表示)。
(3)实验结束后得到无色溶液,研究小组的同学对溶液的成分进行了进一步探究。
【提出问题】溶液中溶质的成分有哪些?
【作出猜想】猜想一:
猜想二:和
【查阅资料】难溶于水。
【进行实验】为了验证猜想,研究小组同学分别设计实验进行如下探究:
实验操作
实验现象
实验结论
方案1:向盛有少量碳酸钠粉末的试管中滴加待测溶液
溶液中含有硫酸
方案2:取少量待测溶液于试管中,滴加氯化钡溶液
有白色沉淀生成
溶液中含有硫酸
【实验结论】
通过实验探究,同学们认为猜想二正确。
【反思交流】
①研究小组同学讨论交流后,认为方案二是不合理的,理由是 。
②分析反应后所得物质的成分时,不但考虑生成物,还要考虑 。
【拓展应用】
应用中和反应,可以解决生产、生活中的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性,可加入 进行中和。
【答案】(1)溶液由红色变为无色
(2)H2O
(3)有气泡产生 硫酸钠也会与氯化钡反应生成白色沉淀 反应物是否过量 熟石灰(合理即可)
【解析】(1)氢氧化钠显碱性,可使无色酚酞溶液变红色,滴入了稀硫酸变成了无色,观察到溶液由红色变为无色,证明了稀硫酸和 NaOH 溶液能发生反应;
氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,该反应的化学方程式为:;
(2)氢氧化钠与硫酸反应生成硫酸钠和水,由图示可知,反应前有氢离子、氢氧根离子、钠离子和硫酸根离子,氢离子和氢氧根离子结合生成水,故反应后应该有水分子、钠离子和硫酸根离子,故反应后“ ”表示的微观粒子是水分子,化学符号表示为H2O;
(3)[进行实验]
方案1:根据实验结论溶液中含有硫酸,向盛有少量碳酸钠粉末的试管中滴加待测溶液,硫酸与碳酸钠反应生成硫酸钠、二氧化碳和水,所以可观察到有气泡产生;
[反思交流]
①由于硫酸钠也会与氯化钡反应生成白色的硫酸钡沉淀,所以取少量待测溶液于试管中,滴加氯化钡溶液有白色沉淀生成,不能说明溶液中含有硫酸,故方案二是不合理的;
②分析反应后所得物质的成分时,不但考虑生成物,还要考虑反应物是否过量;
[拓展应用]
应用中和反应,可以解决生产、生活中的实际问题。如某工厂排放的废水呈酸性,可加入熟石灰(合理即可)进行中和。
24.(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
【答案】(1)稀硫酸/稀盐酸 有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(2)水、氧气 能形成对照,变量是活性炭 不能形成对照,变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
(3)取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中,称量总质量为m2,在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4 温度(其它答案合理也可)
密封保存
既有利又有弊。利:利用反应产生的能量;弊:造成金属锈蚀,资源浪费。
【解析】(1)由于铁能与盐酸或硫酸反应生成亚铁盐和氢气,则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中,可观察到有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,反应的化学方程式为或。
(2)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二和方案四中一个有活性炭,一个没有,其它条件均相同,对比可知活性炭对反应的影响。
方案一和方案四中有两个变量,则不能形成对照。
对比方案一、二,只加入氯化钠对反应没有影响,对比方案一、三,只加入活性炭对反应也没有影响,但对比二、三、四,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热。
(3)由于铁能与硫酸反应生成氢气,则可通过产生氢气的质量计算铁的质量,从而计算铁的质量分数,则可取质量为m1的蒸气网罩内壁材料于烧杯1中,称量总质量为m2,然后在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为 m4,根据质量守恒,m2+m3-m4的质量即为产生的氢气的质量,然后根据氢气的质量求出铁的质量,再结合m1即可求出蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
[反思评价]①影响铁生锈的因素除以上探究因素外,应还受温度等影响。
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈,则蒸汽眼罩需要密封保存。
③铁生锈有利有弊,可根据铁生锈产生的能量,但铁生锈会造成金属锈蚀,浪费资源。
25.(2023·山东聊城·中考真题)某化学兴趣小组在整理实验室时发现失去标签的两瓶无色溶液,已知一瓶是稀盐酸或稀硫酸,另一瓶是氢氧化钠溶液或氢氧化钙溶液。请你和同学们一起完成探究活动(每种方案或实验的1、2号试管中,都事先分别加入等量的上述两种无色溶液);
探究一:鉴别酸溶液与碱溶液
【设计实验】
(1)为鉴别哪一瓶是酸溶液,哪一瓶是碱溶液,小明设计了下图所示的四种方案,方案不可行的是_____(填字母序号)。
A. B. C. D.
探究二:探究两瓶溶液的溶质成分
【提出问题】两瓶无色溶液的溶质成分各是什么?
【设计实验】小华为鉴别两瓶溶液的溶质成分,分别向1、2号试管中加入的试剂及实验现象如下表所示:
实验序号
实验一
实验二
实验三
实验四
所加试剂
镁条
BaCl2溶液
CuCl2溶液
Na2CO3溶液
现象
1号试管
产生气泡
产生白色沉淀
无明显现象
产生气泡
2号试管
无明显现象
产生白色沉淀
产生蓝色沉淀
无明显现象
【获得结论】
(2)1号试管中的溶质是 (填写化学式);以上四个实验中,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 (填实验序号)。
【讨论质疑】
(3)小强对实验二2号试管中产生白色沉淀现象提出质疑,大家一致认为2号试管中的原溶液已变质,则变质的化学方程式为 。
探究三:探究氢氧化钠溶液变质后溶质的成分
【提出问题】氢氧化钠溶液变质后溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:NaOH、Na2CO3; 猜想二:Na2CO3
【设计实验】
(4)请完善下面的表格。
实验方案及操作步骤
实验现象
实验结论
步骤一:取瓶中变质后的氢氧化钠溶液少量于试管中,加入足量BaCl2溶液充分反应,过滤。
产生白色沉淀
猜想一成立
步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加 。
溶液变红色
【反思评价】
(5)小明认为可用Ba(OH)2溶液代替步骤一中的BaCl2溶液进行实验,大家一致认为此方案不可行,理由是 。
【答案】(1)C
(2)H2SO4 实验四
(3)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(4)2~3滴酚酞溶液
(5)Ba(OH)2溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,由于生成了氢氧化钠,无法验证原溶液中是否有氢氧化钠。
【解析】(1)A、酸使紫色石蕊溶液变红,碱使紫色石蕊溶液变蓝。A方案可行,不符合题意;
B、镁和酸反应生成盐和氢气,和碱不反应。B方案可行,不符合题意;
C、酸、碱与氯化钠溶液均不发生反应,无法鉴别。C方案不可行,符合题意;
D、酸与碳酸钠反应由二氧化碳生成,氢氧化钠与碳酸钠不反应,氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠。所以D方案可行,不符合题意。
综上所述:选择C。
(2)根据实验一、1号试管与镁条反应生成氢气,则1号试管为酸,实验二,BaCl2溶液与硫酸反应生成硫酸钡白色沉淀,所以1号试管中的溶液是硫酸溶液,1号试管中的溶质是硫酸,化学式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。
(3)氢氧化钠变质,即氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠,化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。变质后的碳酸钠可以和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀。
(4)变质后的氢氧化钠溶液中的碳酸钠,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,滴加酚酞溶液,溶液变红。所以,步骤二:取步骤一中的滤液少量于试管中,向其中滴加2~3滴酚酞溶液。
(5)由于Ba(OH)2溶液与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,生成了氢氧化钠,无法验证原溶液中是否有氢氧化钠。所以用Ba(OH)2溶液代替步骤一中的BaCl2溶液进行实验,不可行。
26.(2023·山东滨州·中考真题)纯碱在工业生产中用途极广,广泛应用于冶金、造纸、纺织、印染和洗涤剂生产等领域。某化学兴趣小组的同学在预习了纯碱的相关知识后,对纯碱的制备和部分化学性质展开项目式学习,并对部分实验废液进行了拓展探究。
任务一:了解纯碱的制备—“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”的主要过程是利用饱和食盐水先后吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵,再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家 ;
(2)“侯氏制碱法”的主要过程中需要吸收的两种气体是 (填字母序号);
A.Cl2 B.NH3 C.SO2 D.CO2
任务二:探究纯碱与酸、碱、盐的反应
向盛有一定量纯碱溶液的三支试管中分别加入稀盐酸、澄清石灰水、氯化钡溶液,实验现象记录如下:
试管编号
1
2
3
加入试剂
稀盐酸
澄清石灰水
氯化钡溶液
实验现象
产生白色沉淀
产生白色沉淀
任务三:对部分废液的拓展探究
化学兴趣小组的同学将实验后试管2和试管3中的物质分别进行过滤,得到滤液甲和滤液乙。
【提出问题】滤液乙中的溶质是什么?
【猜想与假设】猜想一:氯化钠;
猜想二:氯化钠和碳酸钠;
猜想三: 。
【进行实验】
实验操作
实验现象
实验结论
取少量滤液乙于试管中,加入适量稀硫酸
猜想三成立
【拓展延伸】基于以上探究结论,同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合,发现有白色沉淀产生,试写出该反应的化学方程式 。
【答案】侯德榜 BD 产生气泡 氯化钠和氯化钡 产生白色沉淀
【解析】任务一:
(1)“侯氏制碱法”中的“侯氏”指的是我国著名化学家侯德榜;
(2)“侯氏制碱法”的主要过程中是将氨气通入饱和食盐水而成氨盐水,再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀,经过滤、洗涤得NaHCO3晶体,再煅烧制得纯碱产品,其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液,再从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。需要吸收的两种气体是氨气和二氧化碳,故选BD;
任务二:碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,向盛有一定量纯碱溶液加入稀盐酸会产生气泡;
任务三:碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠,
猜想与假设:
碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,恰好完全反应时,滤液乙中的溶质是氯化钠,碳酸钠过量时,滤液乙中的溶质是氯化钠和碳酸钠;氯化钡过量时,滤液乙中的溶质是氯化钠和氯化钡,猜想三是氯化钠和氯化钡;
进行实验:
猜想三成立,氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡沉淀和盐酸,取少量滤液乙于试管中,加入适量稀硫酸,实验现象是产生白色沉淀;
拓展延伸:
碳酸钠和氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠,滤液甲中的溶质是氢氧化钠或氢氧化钠和碳酸钠或氢氧化钠和氢氧化钙,同学们取一定量的滤液甲和滤液乙于小烧杯中混合,发现有白色沉淀产生,发生的反应是氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:。
27.(2023·山东枣庄·中考真题)某兴趣小组对某市售“简易供氧器”工作原理开展探究活动。
(一)知识回顾:实验室制取氧气
①实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,该反应的化学方程式为 。
②若用该方法制取并收集一瓶干燥的氧气,图一装置接口的正确连接顺序依次为a→ (填字母序号)。
(二)实物探究:“简易供氧器”初探
某市售“简易供氧器”主要由“初期生氧器"和“生氧罐”两部分组成,如图二所示:
兴趣小组的同学启动“初期生氧器”一段时间后,用磁铁靠近“初期生氧器”中的剩余固体,有黑色固体物质被吸引。于是,他们针对被吸引的黑色固体物质的成分开展探究。
【查阅资料】
①“简易供氧器”在工作初期,内部独立的“初期生氧器”首先启动,以解决初期供氧不足的问题,“初期生氧器”内有氯酸钾、二氧化锰、铁粉等物质。
②氯酸钾制取氧气的化学方程式为:2KClO32KCl+3O2↑;
③Fe3O4与硫酸反应的化学方程式为:Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+FeSO4+4H2O
【提出问题】黑色固体物质的成分是什么?
【作出假设】猜想一:铁粉;猜想二:铁粉和四氧化三铁;猜想三:四氧化三铁
【实验探究】
实验操作
实验现象
得出结论
操作一:取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的硫酸铜溶液,过滤
滤渣中有 色固体
黑色固体物质中一定含有铁粉
操作二:取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的稀硫酸
固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液
黑色固体物质中一定含有
【实验结论】猜想 正确。
【交流反思】
(1)“初期生氧器”中铁粉与氧气反应能 (填“吸收热量”或“放出热量”),从而使氯酸钾的分解反应能持续进行。
(2)有同学认为不做操作二的实验也可得到相同结论。理由是 。
【答案】2H2O22H2O+O2↑ d→e→b→c 红 四氧化三铁/Fe3O4 二 放出热量 四氧化三铁不能与硫酸铜反应,通过操作一充分反应后,滤渣中除红色固体外,还有黑色粉末存在,则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁
【解析】(一)知识回顾:实验室制取氧气
①过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,故填:2H2O22H2O+O2↑;
②过氧化氢制取氧气属于固液常温型,制取并收集一瓶干燥的氧气,应先干燥后收集,浓硫酸具有吸水性,为了充分吸收水分,气体应从d端进入,从e端排出,氧气密度比空气大,气体先在集气瓶底部聚集,则收集氧气时,气体应从b端进入,空气从c端排出,所选装置的导管接口正确连接顺序是a→d→e→b→c,故填:d→e→b→c;
(二)实物探究:“简易供氧器”初探
实验探究:
操作一:实验结论是黑色固体物质中一定含有铁粉,取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的硫酸铜溶液,过滤,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,则可观察到滤渣中有红色固体;
操作二:由资料可知,Fe3O4与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3、FeSO4和H2O,取被磁铁吸引的黑色固体物质于试管中,向其中加入足量的稀硫酸,固体完全溶解,得到澄清的黄色溶液,则说明黑色固体物质中一定含有Fe3O4;
故填:红;四氧化三铁或Fe3O4;
实验结论:由上述分析可知,黑色固体物质中含有铁粉和四氧化三铁,则猜想二正确,故填:二;
交流反思:
(1)氯酸钾与二氧化锰混合制取氧气时需要加热,则说明“初期生氧器”中铁和氧气反应能放出大量的热,为氯酸钾分解提供热量,故填:放出热量;
(2)铁粉能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,而四氧化三铁不能与硫酸铜反应,通过操作一充分反应后,固体部分溶解,溶液由蓝色变成浅绿色,过滤,滤渣中除红色固体外,还有黑色粉末存在,则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁,因此不需要进行操作二的实验,故填:四氧化三铁不能与硫酸铜反应,通过操作一充分反应后,滤渣中除红色固体外,还有黑色粉末存在,则说明黑色固体物质中一定还含有四氧化三铁。
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