内容正文:
专题21 科学探究题
1.(2025·四川自贡·中考真题)碳酸钠俗称纯碱、苏打,碳酸氢钠俗称小苏打,是生产、生活中常见的盐。
I.利用气球、试管、紫甘蓝汁、稀盐酸探究碳酸钠与碳酸氢钠的相关性质,实验装置如图甲所示(夹持装置略)。
已知紫甘蓝汁在不同酸碱度溶液中呈现的颜色如下表:
pH
<3.5
>12.0
颜色
红色
紫色
蓝色
绿色
黄色
回答下列问题。
(1)将气球中的固体同时全部倒入试管,可观察到试管 (填“A”或“B”)上的气球膨胀更快更大(忽略温度影响)。试管A中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验结束后,观察到试管A中溶液显红色,试管B中溶液显绿色。试管B中溶质有 (填化学式)。
Ⅱ.实验结束放置一段时间后,发现试管A上的气球大小无明显变化,试管B上的气球明显变瘪(不存在漏气情况)。为探究气球变瘪的原因,同学们进行了如下实验。
【提出猜想】
(3)某同学猜想CO2溶于水导致气球变瘪。该猜想不合理,原因是 。
(4)写出你的猜想 。
【进行实验】
取若干等质量、等浓度的稀盐酸,分别与不同质量的NaHCO3和Na2CO3固体反应,记录生成CO2的质量变化,结果如图乙所示。
(5)曲线 (填“1”或“2”)表示Na2CO3与稀盐酸的反应。经检测,图中M点含有两种盐,在N点处同样检测到了这两种盐。
【实验结论】
(6)试管B上的气球变瘪的原因为 (用化学方程式解释)。
2.(2025·陕西·中考真题)某化学兴趣小组同学将甲、乙、丙三支各盛有不同试剂的注射器连接在三通阀上,如图所示,利用该实验装置探究与的反应。(注:连接注射器时,阀门a、b、c均处于关闭状态)
【学习交流】
(1)实验时观察到甲中产生无色气泡,活塞向上移动,生成的气体是 。待甲中反应完全后,打开阀门a和b,将甲中液体恰好完全推入乙中时,关闭阀门b,打开阀门c,向下推动甲的活塞,使甲中气体进入丙中,观察到丙中活塞向右移动,关闭阀门a,振荡后丙中活塞向左移动。
通过上述实验,你认为 (填“能”或“不能”)证明与发生了化学反应。
(2)小强接着打开阀门b,将丙中溶液推入乙中(忽略三通阀内残留的少量气体),观察到乙中生成白色沉淀,溶液为红色。生成白色沉淀的化学方程式为 (任写一个)。
通过该实验证明与发生了化学反应。
【拓展探究】使乙中溶液呈红色的物质是什么?
【做出猜想】猜想一: 猜想二:和 猜想三:和
【实验验证】
(3)小华取少量小强实验后乙中溶液于试管中,向其中加入足量稀盐酸,产生无色气泡,则证明猜想 成立,此时试管内溶液为 色。
【实验反思】
(4)小强的实验结束后,乙中溶液的溶质(除酚酞)有 种。
3.(2025·四川·中考真题)学习常见的碱时,甲、乙两位同学完成了下列实验。回答下列问题∶
(1)氢氧化钠俗称 。图1氢氧化钠表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫
(2)图2左边试管中没有明显变化。右边试管中澄清石灰水变 ,反应的化学方程式为 。
【提出问题】
二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应吗?
【设计与实验】
(3)甲同学设计了如图3装置并进行实验。收集一试管二氧化碳,拔掉橡皮塞,持拿试管底部,迅速将试管口没入溶液中,一段时间后,观察到的现象是
(4)乙同学认为甲同学的实验不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应,理由是 。
【实验改进】
乙同学设计了如图4装置并进行实验。打开K1,关闭K2,用注射器快速注入10 mL蒸馏水,关闭K1,振荡;打开K2,量筒内的水进入瓶中,量筒内水的体积最终为46.0 mL。在原实验的基础上,用注射器另取10 mL氢氧化钠溶液,重复以上操作,量筒内的水进入瓶中,量筒内水的体积最终为34.5 mL。
【实验结论】
(5)用实验数据解释二氧化碳和氢氧化钠溶液能发生反应 。
【反思与交流】
(6)通过实验,可知保存氢氧化钠的方法是 。
(7)乙同学的实验方案较复杂,可将甲同学的实验稍作改进,也能证明二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应,改进方法是 。
4.(2025·山东日照·中考真题)探究木炭和氧化铜反应生成的气体。
兴趣小组将氧化铜和木炭以质量比13.3:1混合进行实验(),将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,试管中溶液先变浑浊后变澄清。实验结束后称量,混合固体减少的质量大于试管增加的质量。
[查阅资料],可溶于水。
(1)任务一:探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一:只有;猜想二:只有CO;猜想三: 。
②甲同学提出猜想二不成立,依据是 。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水,重复上述实验,发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]①猜想 不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比13.3:1混合,称取0.4 g混合粉末放入“W”形玻璃管a处,在b处放入0.2 g氧化铜粉末,如图,a、b两处同时加热,一段时间后,发现a处固体变红,b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式: 。
[实验结论2]猜想三成立。
(2)任务二:探究CO的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四:,。
猜想五:。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3:1和13.3:2的混合粉末0.3 g。向两个大试管中先通入足量氦气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气,能否用氢气代替氦气? (选填“是”或“否”)。
②由图可知,反应先生成 气体(填化学式);增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度(选填“不变”“变大”或“变小”) 。
[实验结论3]③CO的来源:猜想 成立。
5.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)同学们在老师指导下开展了以“除杂质”为主题的探究活动。(注:实验均在通常情况下进行;实验中不考虑稀盐酸挥发;氢氧化镁是不溶于水的白色固体。)
任务一:除去氯化钠固体中混有的氢氧化钠
【设计与实验】同学们将混合物溶于水后,设计以下方案并进行实验:
(1)试管a中发生中和反应的化学方程式为 。
交流后,同学们认为两个实验均恰好反应,最终能达到“除杂”目的。
【老师引导】初中阶段只通过现象判断“恰好反应”未必可靠,请大家用实验验证一下。
【实验验证】
(2)在老师指导下,同学们用pH计测定a中溶液的pH<7,则此时溶液显 性;向滤液c中滴加氢氧化钠溶液,有白色沉淀产生,则滤液c中的溶质是 (填化学式)。
【交流表达】
(3)同学们认为,虽然两种方法都能除去氢氧化钠,但都会引入新杂质,通过后续操作也可能无法得到纯净的氯化钠。“方案一”溶液中引入的杂质是 。
【实验优化】同学们与老师交流后,优化了“方案一”并进行实验:实验中用pH计监测溶液的酸碱度,当滴加最后一滴稀盐酸后,发现溶液pH由大于7变为小于7,将该溶液蒸发结晶得到纯净的氯化钠。
任务二:除去氯化钠固体中混有的一定质量的氢氧化钠
【问题引领】能否精准控制除杂试剂用量,使之与杂质恰好完全反应呢?
【实验步骤】准备:将一定质量的氯化钠和氢氧化钠混合物(含氢氧化钠4g),配制成50g溶液。
(4)计算:需向上述50g溶液中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸 g。
操作:同学们用烧杯和电子天平称量了所需质量的稀盐酸,一次性倒入盛有50g上述溶液的烧杯中,混匀。(此过程操作规范、无液滴飞溅或溢出。)
检验:测定所得溶液的pH>7。
【分析交流】
(5)经观察、分析,同学们认为pH>7的可能原因是: 。由此,同学们通过 (写操作过程)后,最终测得溶液的pH几乎接近7,证实了自己的分析。
【总结评价】同学们通过以上探究活动,对“除杂”问题有了新的认识:在实际操作中,很难做到“适量”和“恰好”,但可以通过合理的操作使除杂效果不断优化。老师表扬了大家严谨求实的科学精神,并鼓励同学们:“要敢于质疑,勇于释疑!”
6.(2025·山东滨州·中考真题)某班同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,设计以下两种方案。
【查阅资料】①鸡蛋壳的主要成分是CaCO3,其余物质对实验结果的影响忽略不计。
②CaCO3高温灼烧生成CaO和CO2。
【设计并实验】
方案一
方案二
装置图
步骤1
称量反应前反应物及装置的总质量为280.2g
将10g鸡蛋壳粉末在高温下充分灼烧
步骤2
待反应停止,电子秤示数为277.4g,计算生成二氧化碳的质量为2.6g
待反应停止,冷却后称量剩余固体的质量为6.7g,计算生成二氧化碳的质量为3.3g
步骤3
计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数
计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数
【分析与评价】
(1)方案一中发生反应的化学方程式为 。
(2) (填“方案一”或“方案二”)的结果更接近真实值。
该班同学欲继续探究方案一所得溶液中溶质的成分。已知氯化钙溶液呈中性。
【猜想与假设】猜想一:CaCl2;猜想二:CaCl2和HCl。
【设计并实验】
(3)填表:
步骤
现象
结论
方法一
取适量该溶液于试管中,加入几颗锌粒
观察到
猜想二正确
方法二
取适量该溶液于试管中,加入足量 溶液
观察到先有气泡,后产生白色沉淀
猜想二正确
【反思交流】
(4)分析反应后所得物质成分时,不但考虑生成物,还要考虑 。
7.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)课外活动小组的同学以除杂为主题进行探究活动。
【实验活动一】除去氯化钡固体中少量的氢氧化钡杂质。
(1)甲组学生:取少量固体溶于水,加入几滴无色酚酞溶液,溶液变为红色,再滴加稀盐酸,至溶液刚好由红色变成无色,得溶液A。
乙组学生:取少量固体溶于水,滴加氯化镁溶液至刚好不再产生白色沉淀,过滤,得滤液B,发生反应的化学方程式为① 。
【实验活动二】对A、B溶液中的溶质进行确认。
(2)甲组学生:用pH计测定A溶液pH=6.91,说明酸过量了。
乙组学生:向滤液B中滴加氢氧化钡溶液又出现了白色沉淀,则滤液B中② 过量了。
【反思与评价】
(3)通过讨论同学们认为甲组实验由于设计不合理引入了杂质③ ,如果用pH计测定溶液酸碱度会更准确;由于操作不准确引入了杂质④ (填化学式)。如果用定量的方法就更好了。
【实验活动三】定量除杂。
(4)丙组学生:将一定质量的氯化钡和氢氧化钡的混合固体(其中含氢氧化钡17.100g),配制成100.000 g溶液C。同学们计算出需要向C中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸⑤ g恰好除杂。
将稀盐酸一次性倒入C中,充分搅拌,得溶液D,用pH计测定D溶液的pH=7.09.
【分析交流】
(5)D溶液pH大于7,说明酸少了。同学们回忆操作过程,排除了液滴飞溅溢出的可能性,还可能的原因是⑥ 。改正的方法应该是⑦ 。最终测得溶液的pH=7.001,以此证实了同学们的分析是正确的。
8.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)赤铜(主要成分是氧化亚铜,红色)和木炭混合物,高温还原过程中发生的主要反应是。请回答下列问题。
(1)该反应中X的化学式为 ,C和的质量比是 。
(2)另取木炭和赤铜的固体混合物16 g,按图中装置进行实验,通氧气加热至固体质量不再改变(杂质不反应),最终称得黑色固体质量为17 g,图中右侧装置的质量增重2.2 g。请回答下列问题:
①相关反应的化学方程式除主要的还有 、 。
②16 g固体中含铜元素的质量为 。
③为了使图中右侧装置部分质量测定更精准,应进行的合理操作是: 。
④酒精灯加网罩的目的是: 。
9.(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,由此得出的结论是 。手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序,小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序,作出如下猜想。
猜想一:Cd>Zn>Cu;
猜想二:Zn>Cd>Cu;
猜想三: 。
[实验探究]
供选用的试剂:镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
I
镉片上有气泡产生
II
将用砂纸打磨过的锌片放入试管中,向试管中加入适量CdSO4溶液
锌片上
金属活动性:Zn>Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
10.(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组设计实验检验草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O热分解的气体产物,实验装置如图所示。已知:白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色。
回答下列问题。
(1)实验观察到B中白色固体变蓝色,证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有 。观察到 (填装置字母及对应的现象),证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有CO2。
(2)观察到G中黑色固体变为红色,E中澄清石灰水不变浑浊,H中澄清石灰水变浑浊,可证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有 。H中反应的化学方程式为 。
(3)实验开始,应先点燃 (选填“A”或“G”)处酒精灯。
(4)某同学查阅资料得知:H2+CuOCu+H2O。为一并检验草酸亚铁晶体热分解产物中是否含有H2,需对图中装置进行的改进是 。
11.(2025·四川·中考真题)某化学学习小组完成了部分酸碱盐的性质实验。回答下列问题:
(1)取浓、、、分别溶于水中,测量溶解前后液体温度的变化。实验现象:浓、 溶于水,液体温度明显升高。
(2)按图甲向四种溶液中分别滴加紫色石蕊溶液,记录现象。
实验编号
实验现象
①
溶液变
②
溶液变红
③
溶液变
④
溶液呈紫色
(3)进一步检验不同盐溶液的酸碱性:用试纸分别测定一定浓度的溶液、溶液、溶液的,测得溶液分别为7、5、11。实验结论:盐溶液 (填“一定”或“不一定”)呈中性。
(4)按图乙所示实验探究常见酸碱盐溶液之间的反应:
①有气体生成的是 (填“实验1”“实验2”或“实验3”)。
②写出实验1中反应的化学方程式: 。
12.(2025·四川·中考真题)某化学学习小组以“燃烧与灭火”为主题展开探究。回答下列问题:查阅资料:白磷的着火点是,红磷的着火点是。
【实验与探究】
(1)分别取大理石和小木条,放到酒精灯火焰上加热一段时间,观察到大理石不能燃烧,小木条能燃烧。说明燃烧需要 。
(2)完成如图所示实验,记录实验现象如下:
A.形管中的白磷燃烧
B.形管中的红磷不燃烧
C.热水中白磷不燃烧
①白磷燃烧的化学方程式为 。
②对比实验现象 (填字母序号),说明燃烧需要温度达到着火点。
③对比实验现象 (填字母序号),说明燃烧需要氧气。
④实验中使用气球的目的是 。
【拓展与应用】
该小组设计并完成了一组熄灭高低蜡烛的趣味实验,如图所示:
(3)图1中蜡烛由低到高依次熄灭,其原因是不能燃烧也不支持燃烧, 。
(4)图2中蜡烛由高到低依次熄灭,其原因是蜡烛燃烧生成的热气体密度小于空气,先聚集在烧杯上部,使上部氧气浓度急剧下降。由此可知:当高楼内部发生火灾时,应 (填“伏低”或“直立”)身体逃生。
【讨论与交流】
(5)“森林草原是我家,严防山火保护它”。下列做法错误的是 (填字母序号)。
A.在防火期内,携带火种进入森林草原
B.发现山火时,立即拨打火警电话
C. 扑灭山火时,在山火蔓延线路前方开辟隔离带
13.(2025·青海西宁·中考真题)实验室制取实验结束后,甲、乙、丙三组同学对废液的组成进行探究并回收利用。
【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: 猜想二:和
【查阅资料】溶液呈中性
【实验探究】
I.
(1)甲组向少量废液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变成 色,证明猜想二成立。
II.乙组运用数字化实验,证明猜想二成立。装置如图1,将一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液中,测得数据如图2所示。
(2)随着碳酸钠溶液的滴入,烧杯中溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)碳酸钠溶液滴入的反应过程分A~B、B~C两段进行。
①a点的实验现象为 。BC段发生反应的化学方程式为 。
②b点时溶液中的溶质是 (填化学式)。
Ⅲ.
(4)丙组提出:直接蒸发溶剂可从废液中回收纯净的,理由是 。
【应用与实践】
(5)回收的可用于校园道路冬季融雪。分析下表中几种市售融雪剂信息,说出目前普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 (写一条即可)。
融雪剂种类
融雪速率
对路面的腐蚀性
适用温度
每吨价格
氯化钠型
慢
强
约300元
氯化钙型
快
较强
约500元
新型融雪剂
较快
几乎无
约1000元
14.(2025·四川乐山·中考真题)化学小组同学对“白色的硫酸铜粉末溶于水后得到的蓝色溶液”进行探究。经讨论后认为可能是溶液中存在的某种离子使该溶液呈蓝色。
【作出猜想】
(1)猜想一:Cu2⁺使溶液呈蓝色;猜想二: 使溶液呈蓝色;猜想三:Cu2⁺和使溶液呈蓝色。
【进行实验】小组同学设计实验方案如下:
实验方案
实验现象
①向CuSO4溶液中加入过量的NaOH溶液
产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色
②向CuSO4溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀,溶液仍然为蓝色
(2)实验①中加入过量的NaOH溶液的目的是 。
(3)写出实验②中发生反应的化学方程式 。
(4)小组同学受到实验①和②的启发,又设计出③和④对照实验:
实验方案
实验现象
③将足量的铝丝浸入到硫酸铜溶液中
铝丝表面附着一层红色固体,溶液由蓝色变为无色
④将足量的铜丝浸入到硝酸银溶液中
【得出结论】
(5)小组同学根据实验现象分析,上述猜想 正确。
【拓展应用】
(6)利用所学知识并结合以上信息验证某气体X中含有二氧化碳和水蒸气,则应选择的装置以及正确的连接顺序是X→______。
A. B. C. D.
15.(2025·山东德州·中考真题)常温下,均能与稀硫酸反应。兴趣小组的同学提出问题:二者混合后与稀硫酸反应的先后顺序受哪些因素影响?同学们设计实验方案进行如下探究。
提示:铁与氧化铜在溶液中不反应。
【实验探究一】铁和氧化铜用量的差异对反应先后顺序的影响
实验方案:向两份不同比例的混合粉末中,分别加入足量等体积、溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
实验记录:
实验
序号
铁粉质量/g
氧化铜质量/g
9.8%的稀硫酸
实验现象
①
0.56
1.6
足量
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈蓝色。
②
1.68
1.6
足量
立即出现红色固体,红色固体不再增加后,产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅绿色。
【分析与结论】
(1)实验中均生成红色固体,相关反应的化学方程式为 ; 。
(2)以上实验,铁、氧化铜两种物质中,先与稀硫酸发生反应的是 。
(3)结论:在一定条件下,铁粉和氧化铜用量的差异 (填“是”或“否”)会影响二者与稀硫酸反应的顺序。
【实验探究二】硫酸浓度对反应先后顺序的影响
实验方案:向两份相同比例的混合粉末中,分别加入足量等体积、溶质质量分数不同的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
实验记录:
实验序号
铁粉质量/g
氧化铜质量/g
稀硫酸浓度
实验现象
③
1.12
1.6
18.6%
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色。
④
1.12
1.6
23.7%
立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。
【分析与结论】
(4)实验④中产生大量气泡,该气体为 。
(5)对比实验③和实验④,增大硫酸浓度会促进 与硫酸的反应。
(6)增大硫酸浓度会影响红色固体的质量。两个实验中,红色固体质量的大小关系是:实验③ 实验④(填“大于”或“小于”)。
结论:硫酸浓度对铁、氧化铜与稀硫酸反应的顺序有一定影响。
16.(2025·江苏盐城·中考真题)草木染是我国的一种传统非遗染色技艺,基本工艺流程有碱煮、酸洗、漂白、染色、质检等环节。某校“化学奇苑”学生社团就此开展研学活动。
【查阅资料】古代在没有烧碱的情况下,采用如图1所示的工艺制取“碱煮”所需的碱。
(1)K2CO3属于 (填物质类别),是草木灰的主要成分,可用作 肥。
(2)取少量生石灰加入水中,插入温度计,观察到温度计的示数 。
(3)“加水搅拌”过程中发生化学反应,写出其中属于复分解反应的化学方程式: 。
【实地走访】同学们在研学工作坊了解到,“碱煮”之后进行“酸洗”,是为了除去布料上残留的碱液。
(4)用稀硫酸“酸洗”时需要控制反应温度在45℃左右,可能的原因有________(填序号)。
A.温度过高,硫酸易挥发 B.温度过高,布料的强度和韧性会受损
C.温度过低,硫酸不与残留的碱反应 D.温度过低,酸洗速率慢,酸洗不充分
【动手实践】同学们亲身体验“取桑葚汁→加碱调色→扎花染色→晾晒固色→水洗质检”等染色过程。
(5)“加碱调色”时观察到紫红色的桑葚汁遇碱变蓝色,他们一致认为桑葚汁与常见酸碱指示剂中的 溶液类似。
(6)“水洗质检”中需要用稀醋酸调节水洗液的pH至4.0~7.5的合格标准。同学们取样、用 测定了水洗液的pH。
【交流反思】有同学提出疑问:为什么不用稀盐酸调节水洗液的pH?
(7)向两份等体积、等浓度的NaOH溶液中分别滴入一定量的稀盐酸和稀醋酸,其pH变化如图2所示,表明稀盐酸不宜用来调节水洗液的pH。你对该疑问的解答是 。
17.(2025·宁夏·中考真题)同学们在实验室帮助老师清理实验用品时,发现了表面有污渍的铝片、铜片以及有锈迹的铁片,于是对这三种废旧金属展开了一系列探究活动。
【实验准备】除去金属表面污渍及锈迹
物理方法:
(1)用 的方法除去铝片、铜片表面污渍;
化学方法:
(2)写出除去铁片表面铁锈(主要成分为氧化铁)的化学方程式 。
活动一:比较硬度
(3)运用所学方法,设计实验比较铁片和铝片的硬度(简明写出实验操作及现象) ,得出铁的硬度大于铝。
活动二:制作书签
利用处理后的金属片制作书签,三种金属片依次按照如图所示过程进行操作(石蜡不与所滴加试剂反应)。
在“化学反应显画”的操作中,需沿图案凹槽滴入试剂,通过化学反应显现图案。
(4)滴入的试剂是稀硫酸,则 的金属片表面没有显现图案。
(5)滴入的试剂是 溶液,则三种金属片上均可显现图案。
【交流反思】
(6)上述操作中没有验证出Al、Fe的金属活动性顺序,请你设计实验进行验证 (写出一组试剂即可)。
【活动总结】此次活动利用废旧金属制作了书签,还验证了Al、Fe、Cu的金属活动性顺序。
活动三:保护金属
金属的锈蚀带来了损失,保护金属、防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要课题。同学们以铁生锈为例展开探究。
【提出问题】铁生锈需要哪些条件?
【进行实验】取处理后的铁片,按如图所示进行实验。
【实验现象】放置一周后,可观察到 。
【实验结论】得出铁生锈的条件,并建构了铁生锈条件的认知模型,如图所示。
【交流表达】
(7)防止铁质书签生锈的方法是 (写一种即可)。
(8)保护金属资源除防止金属锈蚀外,请你再提出一条合理化建议 。
【拓展延伸】
(9)金属的锈蚀会造成损失,但利用其原理也会为人类服务,如食品包装袋中的脱氧剂(主要成分为铁粉),就是利用铁生锈的原理对食品进行保鲜。由此,对你的启示是 。
18.(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 。
19.(2025·四川巴中·中考真题)馒头作为我国传统主食之一,历史悠久,可追溯至西晋时期,《饼赋》中最早记载了“曼头”。小明妈妈在做馒头时,将双效泡打粉加入水中,产生大量气泡。小明很好奇,与小组同学一起开展实验活动。
【查阅资料】双效泡打粉配料表中含有碳酸氢钠、焦磷酸二氢二钠、碳酸钙等物质。
活动一:探究气体成分
【猜想】该气体为二氧化碳。
【设计实验】如图1
【实验现象】
(1)B试管中观察到的现象为 ,该反应的化学方程式为 。
【实验结论】
双效泡打粉加入水中产生的气体是二氧化碳。
【反思交流】
(2)①和面时,为了防止较多二氧化碳逸出面团,应将双效泡打粉先与 混合(选填“面粉”或“水”)。
②双效泡打粉保存时应注意 。
③焦磷酸二氢二钠可能呈酸性。
活动二:验证焦磷酸二氢二钠溶液的酸性。
【设计实验】如图2
【实验现象】
(3)图2试管中现象为 。
【实验结论】焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
【继续实验】如图3
【实验现象】试管①和试管②都没有观察到明显现象。
【反思交流】
(4)小明同学认为应该在氢氧化钠溶液中先加入 试剂,通过观察溶液颜色变化也能证明焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
(5)试管②中无明显现象的原因可能是 。
(6)除上述所用试剂外,还可以选择 物质,也可证明焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
20.(2025·西藏·中考真题)我们学习过稀盐酸的化学性质:能使紫色石蕊溶液变红,能与铝反应,能除去铁锈。那么,稀硫酸是否与稀盐酸具有相似的化学性质?实验小组就此开展了以下探究。
【提出猜想】
猜想一:稀硫酸也能使紫色石蕊溶液变红
猜想二:稀硫酸也能与铝反应
猜想三:稀硫酸也能除去铁锈
【实验准备】
(1)实验室现有溶质质量分数为98%的浓硫酸,要把100g上述浓硫酸稀释成溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,需要水的质量是 g。
【实验验证】
(2)完成下列表格:
实验组别
实验1
实验2
实验3
实验操作
向稀硫酸中滴入紫色石蕊溶液
向装有打磨后的铝条
的试管中滴入稀硫酸
向装有生锈铁钉的试
管中滴入稀硫酸
实验现象
溶液变 色
有 产生
铁锈消失
实验结论
猜想一正确
猜想二正确
猜想三
【拓展提升】
(3)请将下面的化学反应方程式补充完整: 。
21.(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)。
22.(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 。
23.(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 。
24.(2025·江苏常州·中考真题)传统美食松花蛋因胶冻状蛋体表面的松花状结晶而得名。
(1)腌制配料:生石灰、草木灰(K2CO3)、食盐、水等,生石灰的主要成分是 。
(2)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含Mg2+的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.MgCO3;b. ;c.两者都有。
②定性研究:
实验操作
实验现象
结论
取0.60g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸。
固体溶解,
假设b成立。
③定量测定:
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣2~3遍,将洗涤液与滤液合并,再向其中滴加NaOH溶液至产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若 ,则所加NaOH溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体0.58g,则晶体中Mg2+的质量分数为 。若没有将洗涤液合并入滤液,则测定结果 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究松花状结晶形成过程中Mg2+的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的Mg2+含量,结果如图所示,形成结晶的Mg2+来自于 。
(4)食用松花蛋时蘸取食醋口感更佳。松花状结晶会与食醋(CH3COOH)反应生成(CH3COO)2Mg,则该反应的化学方程式为 。
25.(2025·江苏常州·中考真题)兴趣小组利用数字化实验探究建筑发生火灾时的逃生策略。
实验步骤:
①以直径25cm,高40cm的圆柱形耐高温密闭容器模拟一幢四层建筑,在密闭容器中放置高为10cm,20cm,30cm的蜡烛,分别模拟不同楼层同时着火的场景。在蜡烛火焰对应高度分别安装温度、CO2、O2传感器。
②启动数据采集,在50s时同时点燃蜡烛,迅速盖紧圆柱形容器封盖。观察到蜡烛火焰由高到低依次熄灭,记录时间为:106秒、164秒、199秒。待采集数据稳定后停止实验,部分数据如表:
时间/s
O2含量/%
CO2浓度/(mg•m-3)
低
中
高
低
中
高
106
19.8
19.1
18.5
1940.2
2214.9
3056.5
164
18.9
17.7
17.1
1798.5
2002.3
2755.3
199
18.6
17.1
16.5
1771.9
1913.7
2666.7
(1)三支蜡烛的俯视位置如图1所示,目的是为了减小蜡烛间的相互影响,保证三支蜡烛到圆柱形容器壁的距离 。
(2)蜡烛的成分之一为C23H48,其完全燃烧的化学反应方程式为 。
(3)蜡烛由高到低熄灭,则高处蜡烛最先熄灭的原因是 。
(4)结合表格中O2含量的变化,请你谈谈对燃烧条件的新认识: 。
(5)实验过程中温度和高处O2含量变化曲线如图2和图3所示。
①如图2所示,温度最高点出现时间低处晚于高处的原因可能是 。
②如图3所示,高处O2含量下降后又明显升高的可能原因是 。
(6)①火灾时需要“往低处逃生”,其原因可能是低处 (填序号)。
a.温度较低 b.CO2浓度较低 c.O2含量较高
②请再列举一种建筑发生火灾时的自救方法: 。
26.(2025·江苏无锡·中考真题)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下:
步骤1:在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸,向两个直角导管中分别滴入等量红色水,标记水的高度;
步骤2:向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g,同时套上小气球;
步骤3:红色水面上升高度稳定后,记录水面上升的高度见表3。
表3红色水面上升的高度
金属
红色水面上升的高度/cm
镁条
4.5
锌粒
1.2
(1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是: 、 。
(3)反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是 。
(4)实验结论:镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。
27.(2025·江苏无锡·中考真题)项目小组对天然碱的组成、性质和应用进行了如下探究。
I.知应用
某天然碱为或。由该天然碱制备纯碱、烧碱和小苏打的主要过程如下:
(1)属于 (填物质类别)。
(2)“苛化”时发生反应的化学方程式有:, 。
II.探组成
为确定该天然碱的组成,进行如下探究:
利用如图装置进行实验,向天然碱溶液中分别滴加不同试剂:
实验序号
①
②
③
滴入试剂
稀盐酸
澄清石灰水
溶液
现象
大量气泡
白色沉淀
大量气泡和白色沉淀
(3)实验①—③中,能确定该天然碱含有的是 (填实验序号),理由是 。
利用如图装置进行实验,加热不同固体:
实验序号
④
⑤
⑥
固体
天然碱
现象
石灰水变浑浊
石灰水无变化
石灰水变浑浊
(4)对比实验④和⑤可得到的结论是 。
(5)称取该天然碱()样品,充分加热至质量不再减少,反应生成、和,测得为。通过计算确定该天然碱中的质量(写出计算过程)。
28.(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
29.(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组准备用面粉、水、食用小苏打等原料蒸制馒头,发现有一包已过保质期的食用小苏打(标签显示∶NaHCO3含量≥99%)。他们对该食用小苏打是否变质及变质后对膨松效果的影响开展项目式探究。
【资料1】①NaHCO3受热易分解,Na2CO3和杂质受热不分解。
②浓度小于0.83%的NaHCO3溶液与0.1%的氯化钙溶液混合,无现象;浓度大于0.83%的NaHCO3溶液与0.1%的氯化钙溶液混合,产生白色沉淀。
项目一∶探究该食用小苏打是否变质
(1)【作出猜想】猜想1:未变质,成分为NaHCO3;猜想2:完全变质,成分为Na2CO3;猜想3:部分变质,成分为 。
(2)【进行实验】小组同学分别设计了定性和定量2个实验。
设计实验
实验现象、实验数据
实验1:称取2g干燥样品与250g水配制成溶液,取少量溶液于试管中,向其中滴加0.1%的氯化钙溶液
产生白色沉淀,化学方程式为
实验2:另称取10g干燥样品,加热至恒重(即质量不再变化),再称重
剩余固体质量为6.9g
(3)【证据推理】实验2中,样品中质量减少的物质是 ,样品中该物质的质量分数为 ,若测定过程中未加热至恒重,会导致该物质的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)【获得结论】猜想 成立。
项目二:探究变质后对膨松效果的影响
【资料】①蒸制馒头需要经历和面、醒发和蒸制等过程,醒发过程中面团会产生酸性物质。②蒸制馒头过程中,产生的气体越多,馒头越膨松。
(5)【进行实验】用足量的稀盐酸代替面团中的酸性物质进行实验。
设计实验
实验现象
实验结论
相同条件下,
【获得结论】变质的食用小苏打膨松效果变差。
(6)【反思评价】蒸制馒头过程中,主要利用了NaHCO3的化学性质有 。
30.(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。 。
31.(2025·海南·中考真题)有研究表明,海水中溶解过多的二氧化碳会影响海水的酸碱度,向海水中投放橄榄石矿石可减弱这种影响。橄榄石能否减弱海水中过多二氧化碳的影响,某实验小组对此开展实验探究。
任务一:制取二氧化碳气体
(1)图1中仪器a的名称为 (填序号)。
①长颈漏斗 ②锥形瓶 ③试管
(2)为便于控制二氧化碳的生成速率,最好选择图1中的气体发生装置 (填字母)。
(3)向气体发生装置中添加试剂之前,需进行的实验操作是 。
任务二:探究二氧化碳对海水酸碱度的影响
(4)如图2所示进行实验(夹持装置已省略),用pH传感器记录向海水中通入二氧化碳时pH变化情况,实验结果如图3,用化学方程式解释海水pH变化的原因 。
任务三:探究橄榄石能否减弱海水中过多二氧化碳的影响
(5)用弹簧夹夹紧乳胶管,向(4)得到的海水中加入适量橄榄石粉末,充分搅拌,记录反应期间海水的pH变化如图4,由此得出结论:橄榄石能够消耗海水中过多的二氧化碳。得出该结论的依据是 。
(6)查阅资料可知,上述反应的简化反应原理可表示如下,将化学方程式补充完整。
: 。
任务四:拓展与运用
(7)如果你是一位科学家,在研究和使用该技术减弱过多二氧化碳对海水的影响时,应该综合考虑的环境因素有 (写出一点)。
32.(2025·山东泰安·中考真题)某化学兴趣小组的同学以“无明显现象反应的可视化探索”为主题进行实验探究。
任务一:探究二氧化碳与水的反应
(1)甲同学用三条干燥的紫色石蕊试纸按照图1所示依次操作,其中紫色石蕊试纸变红的是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),获得的实验结论为 。
任务二:探究二氧化碳与氢氧化钠的反应
(2)乙同学利用图2装置将注射器中相同体积的NaOH溶液和水分别同时注入锥形瓶中,观察到 的现象,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,反应的化学方程式为 。
任务三:探究酸与碱的反应
丙同学利用图3装置研究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应,测得溶液电导率随时间变化情况如图4所示。请根据图3、图4并结合资料卡片,回答下列问题:
资料卡片
电导率可衡量溶液导电能力大小,相同条件下,单位体积溶液中的离子数越多,电导率越大。
(3)丙同学观察到三颈烧瓶中溶液由 变成无色,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应,该反应的微观实质是 。
(4)图4中 点(填“a”“b”或“c”)表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。
丁同学实验时,忘记滴加酚酞试液,加稀盐酸一段时间后才向溶液中滴加酚酞试液,溶液无明显变化。同学们对三颈烧瓶中溶液的溶质成分进行了如下探究:
【提出问题】除酚酞外,溶液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想一:NaCl 猜想二:NaCl和HCl
【查阅资料】AgCl难溶于水。
【进行实验】
(5)为了验证猜想,同学们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:取少量反应后的溶液于试管中,加入Na2CO3粉末
溶液中含有HCl
方案2:取少量反应后的溶液于试管中,滴加硝酸银溶液
有白色沉淀生成
溶液中含有HCl
【获得结论】猜想二正确。
【反思交流】
(6)同学们讨论交流后认为方案2是不合理的,理由是 。
(7)通过以上实验,同学们一致认为,对于无明显现象的化学反应,可以通过检验反应物减少和 两个不同角度证明反应的发生。
33.(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
34.(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应 B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应 D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
35.(2025·江苏淮安·中考真题)锰及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)锰元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.图1中 B.锰元素属于非金属元素
C.锰元素的原子序数为25 D.锰元素的相对原子质量为54.94 g
(2)将打磨过的锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片表面出现红色固体,意外发现锰片上有少量气泡产生,据此可推测CuCl2溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)Mn3O4常用于电子工业,KMnO4可用于制备氧气,其稀溶液还是良好的消毒剂。利用废旧电池炭包(含炭和MnO2)制备Mn3O4和KMnO4的流程如图2所示。
①将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是 。
②反应1中化合价发生改变的元素是 (填元素符号)。
③MnSO4能与氧气、氨水反应生成(NH4)2SO4和Mn3O4(难溶于水的黑色固体),实验装置如图3所示。制备时溶液的温度和pH对Mn3O4的产率的影响如图4所示。为获得高产率、高纯度的Mn3O4,请补充完整下列实验方案:取一定量MnSO4溶液放入三颈烧瓶中,在不断搅拌下,通入空气, ,真空干燥。(实验方案中必须使用的试剂:氨水、蒸馏水)
④反应2的原理为,则X的化学式为 。
⑤将K2MnO4转化为KMnO4的实验方案通常有两种。
方案一:
方案二:
对比上述两种方案,你认为哪种方案更优?请说明理由: (写出一点即可)。
36.(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
37.(2025·江苏镇江·中考真题)实验探究金属与溶液的反应。
实验一:进行如图1实验,铁丝表面出现红色固体且产生气泡,溶液的pH变化曲线如图2所示。
(1)生成红色固体的化学方程式为 。
(2)由pH变化曲线获得信息:
①反应过程中溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
②铁与溶液中的 (填离子符号)反应生成了。
(3)抽出附有红色固体的铁丝,静置,液面处逐渐出现红褐色固体,溶液pH明显下降,用化学方程式解释原因 。
实验二:将光亮镁条插入溶液,镁条逐渐溶解,产生 (填现象),生成红色固体和蓝绿色沉淀。充分反应,过滤、洗涤,低温干燥得固体样品。
资料:①实验二中铜元素转化为、和(碱式硫酸铜)。
②68℃时,发生分解。不溶于水,能溶于酸,300℃左右分解生成铜的氧化物和气体。
(4)取10.36 g样品进行实验:
①控制温度68℃充分加热,将生成气体用足量浓硫酸吸收,测得浓硫酸增重0.72 g。样品中的质量为 g。
②加热至更高温度,固体完全变成黑色后称得质量为8.00 g。
(5)另取10.36 g样品,溶于足量稀盐酸,分离得1.28 g红色固体;再向剩余溶液中加入过量溶液,得4.66 g沉淀。该碱式硫酸铜的化学式为 。
38.(2025·江苏常州·中考真题)月球原位资源利用将成为原位补给水和氧气等关键生存物资的核心技术。
I.矿石处理
月壤样品分析结果表明其成分较复杂,其中的钛铁矿是铁和钛的氧化物(主要成分可写成FeO•TiO2),具有磁性,其余为非磁性矿物。据此科研人员用干式磁选法(如图1所示)分选富集出钛铁矿。
(1)图1中钛铁矿颗粒将进入 斗。
(2)科研人员对粒径为100μm的矿物在不同磁感应强度(单位:T)和转速(单位:r•min-1)条件下进行磁选实验,结果如图2所示,则该装置将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的最佳条件为 。
II.原位制水
(3)水是保障人类生存的关键资源。科研人员还在月壤钛铁矿中发现储存有大量氢。在高温下钛铁矿中的氢与铁的氧化物能发生反应,其中氢与氧化亚铁反应生成单质铁和水,该反应方程式为 。
(4)图3呈现了钛铁矿随着温度变化过程中所有价态的铁含量变化情况,由图可知最适合大量制水的反应温度为 (选填“T2”、“T3”或“T4”)。同学甲发现T1~T2温度之间Fe2+的含量不降反升,他依据该温度范围Fe3+的含量减少得出结论:该温度范围内Fe3+转化成为了Fe2+;同学乙认为该推理不严谨,还需参考同温度范围内 。
(5)研究嫦娥五号采集的月壤,发现该样品可产水量约占月壤质量的7.5%。已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供 位成人一天的饮水需求。
III.综合开发
同学甲查阅资料获知月壤钛铁矿中还存在矿物ULM-1(含NH4MgCl3•6H2O),他提出一种利用太阳能原位开发月球资源的方案,流程如图:
(6)上述流程中的X是一种含两种元素的可燃性气体,其化学式为 。
(7)上述流程中可以循环利用的物质有 。
(8)同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到 元素。
39.(2025·广东广州·中考真题)青铜铸文明,文脉传千秋。四千多年前,华夏民族就能够冶炼青铜合金。
(1)《周礼·考工记》中记载了春秋时期的六种青铜合金,其中两种的性质如下表:
名称
钟鼎之齐(含锡16.7%)
戈戟之齐(含锡25.0%)
熔点/℃
980
800
布氏硬度(数值越大越硬)
90
290
它们在古代分别用于制作礼器和兵器。用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是 。
(2)赤铜矿中 Cu2O的质量分数为72%,炼铜时发生反应 理论上1吨赤铜矿能冶炼出 吨铜。
(3)一些古老的铜器“纯青如铺翠、而莹如玉”。在自然环境中,铜器受腐蚀生成“无害锈”,不仅增加美观度还有一定的保护作用。在氯离子、氧气和潮湿环境的影响下,“无害锈”也会转化为质地疏松易脱落的“有害锈”,加快铜器腐蚀。
锈蚀类型
主要成分
无害锈
Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu2O
有害锈
Cu2(OH)3Cl
①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成 (填化学式)溶液。
②某小组刮取少量铜器表面锈蚀物于试管中,加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,再向试管中滴加几滴硝酸银溶液,出现白色浑浊。
反思与评价:锈蚀物中含“无害锈”,依据是 ;不能确定是否含“有害锈”,理由是 。(查阅资料:Ag2CO3、AgCl均为白色固体且不溶于水)
③考古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是 。埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是: 。
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专题21 科学探究题
1.(2025·四川自贡·中考真题)碳酸钠俗称纯碱、苏打,碳酸氢钠俗称小苏打,是生产、生活中常见的盐。
I.利用气球、试管、紫甘蓝汁、稀盐酸探究碳酸钠与碳酸氢钠的相关性质,实验装置如图甲所示(夹持装置略)。
已知紫甘蓝汁在不同酸碱度溶液中呈现的颜色如下表:
pH
<3.5
>12.0
颜色
红色
紫色
蓝色
绿色
黄色
回答下列问题。
(1)将气球中的固体同时全部倒入试管,可观察到试管 (填“A”或“B”)上的气球膨胀更快更大(忽略温度影响)。试管A中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验结束后,观察到试管A中溶液显红色,试管B中溶液显绿色。试管B中溶质有 (填化学式)。
Ⅱ.实验结束放置一段时间后,发现试管A上的气球大小无明显变化,试管B上的气球明显变瘪(不存在漏气情况)。为探究气球变瘪的原因,同学们进行了如下实验。
【提出猜想】
(3)某同学猜想CO2溶于水导致气球变瘪。该猜想不合理,原因是 。
(4)写出你的猜想 。
【进行实验】
取若干等质量、等浓度的稀盐酸,分别与不同质量的NaHCO3和Na2CO3固体反应,记录生成CO2的质量变化,结果如图乙所示。
(5)曲线 (填“1”或“2”)表示Na2CO3与稀盐酸的反应。经检测,图中M点含有两种盐,在N点处同样检测到了这两种盐。
【实验结论】
(6)试管B上的气球变瘪的原因为 (用化学方程式解释)。
【答案】(1) A
(2)
(3)若溶于水导致气球变瘪,则两支试管上的气球都应变瘪,而实际只有试管B上的气球变瘪
(4)过量的溶液吸收了
(5)2
(6)
【详解】(1)等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与等质量等浓度的稀盐酸反应,碳酸氢钠生成的二氧化碳更多,且反应速率更快。试管A中是碳酸氢钠,所以气球膨胀更快更大。
碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学方程式为。
(2)实验结束后,试管A中溶液显红色,对应,说明稀盐酸过量;试管B中溶液显绿色,对应为,说明碳酸钠过量,所以试管B中溶质有反应生成的和过量的。
(3)试管A中碳酸氢钠与水反应也生成二氧化碳,若二氧化碳溶于水导致气球变瘪,那A气球也应变瘪,但试管A上的气球大小无明显变化,故猜想不合理。
(4)试管B中碳酸钠过量,过量的碳酸钠溶液可能会吸收二氧化碳,导致气球内气体减少,气球变瘪,所以猜想是过量的碳酸钠溶液吸收了二氧化碳。
(5)等质量的碳酸氢钠和碳酸钠与等质量等浓度的稀盐酸反应时,碳酸氢钠产生的二氧化碳更多,所以曲线2为碳酸钠与盐酸的反应。
(6)由图像看出,曲线点时,溶液中存在的两种盐为氯化钠和碳酸氢钠,题干中说此时曲线点处检测到了相同的两种盐,即此时N点也存在氯化钠和碳酸氢钠,故试管B上的气球变瘪的原因是碳酸钠与二氧化碳和水反应生成了碳酸氢钠,反应的化学方程式为。
2.(2025·陕西·中考真题)某化学兴趣小组同学将甲、乙、丙三支各盛有不同试剂的注射器连接在三通阀上,如图所示,利用该实验装置探究与的反应。(注:连接注射器时,阀门a、b、c均处于关闭状态)
【学习交流】
(1)实验时观察到甲中产生无色气泡,活塞向上移动,生成的气体是 。待甲中反应完全后,打开阀门a和b,将甲中液体恰好完全推入乙中时,关闭阀门b,打开阀门c,向下推动甲的活塞,使甲中气体进入丙中,观察到丙中活塞向右移动,关闭阀门a,振荡后丙中活塞向左移动。
通过上述实验,你认为 (填“能”或“不能”)证明与发生了化学反应。
(2)小强接着打开阀门b,将丙中溶液推入乙中(忽略三通阀内残留的少量气体),观察到乙中生成白色沉淀,溶液为红色。生成白色沉淀的化学方程式为 (任写一个)。
通过该实验证明与发生了化学反应。
【拓展探究】使乙中溶液呈红色的物质是什么?
【做出猜想】猜想一: 猜想二:和 猜想三:和
【实验验证】
(3)小华取少量小强实验后乙中溶液于试管中,向其中加入足量稀盐酸,产生无色气泡,则证明猜想 成立,此时试管内溶液为 色。
【实验反思】
(4)小强的实验结束后,乙中溶液的溶质(除酚酞)有 种。
【答案】(1) 二氧化碳/CO2 不能
(2)/
(3) 二 无
(4)三/3
【详解】(1)甲中大理石(主要成分是碳酸钙)与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,则生成的气体为二氧化碳;将甲中气体(CO2)通入丙中(含有酚酞的NaOH溶液)时,丙中活塞向右移动,表明气体进入,压力增加。振荡后丙中活塞向左移动,不能证明与发生了化学反应,因为二氧化碳溶于水也会产生同样的现象。
故填:二氧化碳或CO2;不能。
(2)乙注射器中含有氢氧化钙和氯化钙,丙注射器中二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,打开阀门b,将丙中溶液推入乙中,碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,反应的化学方程式分别为、;故填:、。
(3)碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,小华取少量小强实验后乙中溶液于试管中,向其中加入足量稀盐酸,产生无色气泡,说明溶液中含有碳酸钠,则猜想二成立;由于盐酸足量,氢氧化钠、碳酸钠都反应完全,则溶液呈无色;故填:二;无。
(4)由(2)、(3)的分析可知,乙中溶液的溶质含有的氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠;故填:三或3。
3.(2025·四川·中考真题)学习常见的碱时,甲、乙两位同学完成了下列实验。回答下列问题∶
(1)氢氧化钠俗称 。图1氢氧化钠表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫
(2)图2左边试管中没有明显变化。右边试管中澄清石灰水变 ,反应的化学方程式为 。
【提出问题】
二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应吗?
【设计与实验】
(3)甲同学设计了如图3装置并进行实验。收集一试管二氧化碳,拔掉橡皮塞,持拿试管底部,迅速将试管口没入溶液中,一段时间后,观察到的现象是
(4)乙同学认为甲同学的实验不能证明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应,理由是 。
【实验改进】
乙同学设计了如图4装置并进行实验。打开K1,关闭K2,用注射器快速注入10 mL蒸馏水,关闭K1,振荡;打开K2,量筒内的水进入瓶中,量筒内水的体积最终为46.0 mL。在原实验的基础上,用注射器另取10 mL氢氧化钠溶液,重复以上操作,量筒内的水进入瓶中,量筒内水的体积最终为34.5 mL。
【实验结论】
(5)用实验数据解释二氧化碳和氢氧化钠溶液能发生反应 。
【反思与交流】
(6)通过实验,可知保存氢氧化钠的方法是 。
(7)乙同学的实验方案较复杂,可将甲同学的实验稍作改进,也能证明二氧化碳和氢氧化钠溶液发生了反应,改进方法是 。
【答案】(1) 火碱(或烧碱、苛性钠) 潮解
(2) 浑浊
(3)试管中液面上升
(4)二氧化碳能溶于水,液面上升可能是二氧化碳溶于水造成的
(5)10mL氢氧化钠溶液比10mL蒸馏水多消耗二氧化碳,说明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应
(6)密封保存
(7)
方案一:将烧杯中的NaOH溶液换成等体积的蒸馏水,重复实验,比较试管内液面的高度,换成蒸馏水后试管内液面上升的比原实验液面低,说明CO2能与NaOH发生反应
方案二:与NaOH反应生成,可向试管中滴加溶液或稀盐酸,若产生白色沉淀或试管中有气体产生,说明能与NaOH发生反应
【详解】(1)NaOH俗称火碱、烧碱、苛性钠;NaOH曝露在空气中容易吸收水分,使表面潮湿并逐渐溶解,这种现象叫作潮解;
(2)能与反应生成沉淀和水,将通入澄清石灰水中会看到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为;
(3)能与NaOH溶液反应生成和水,试管内气压变小,外界大气压将液体压入试管,可看到试管中液面上升的现象;
(4)NaOH溶液中有水,能溶于水,也能使试管内气压变小,使试管中液面上升;
(5)注入10mL蒸馏水,量筒内的水减少50mL−46 mL=4 mL,说明10mL蒸馏水中最多溶解4mL的气体,再注入10mL的NaOH溶液,量筒内的水减少50mL−34.5 mL=15.5mL,因为氢氧化钠溶液中也含有水(体积为10mL),按照二氧化碳在水中的溶解量,10mL水最多溶解4mL二氧化碳,但实际进入瓶中的水更多,说明二氧化碳不仅溶解在水中,还与氢氧化钠发生了反应,消耗了更多的二氧化碳,导致瓶内压强减小更多,从而有更多的水进入瓶中;
(6)NaOH在空气中不仅能吸收水分而潮解,还能与空气中的二氧化碳反应而变质,因此要密封保存;
(7)将烧杯中的NaOH溶液换成等体积的蒸馏水,重复实验,比较试管内液面的高度,换成蒸馏水后试管内液面上升的比原实验液面低,说明CO2能与NaOH发生反应;与NaOH反应生成,可向试管中滴加溶液或稀盐酸,若产生白色沉淀或试管中有气体产生,说明能与NaOH发生反应。
4.(2025·山东日照·中考真题)探究木炭和氧化铜反应生成的气体。
兴趣小组将氧化铜和木炭以质量比13.3:1混合进行实验(),将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,试管中溶液先变浑浊后变澄清。实验结束后称量,混合固体减少的质量大于试管增加的质量。
[查阅资料],可溶于水。
(1)任务一:探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一:只有;猜想二:只有CO;猜想三: 。
②甲同学提出猜想二不成立,依据是 。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水,重复上述实验,发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]①猜想 不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比13.3:1混合,称取0.4 g混合粉末放入“W”形玻璃管a处,在b处放入0.2 g氧化铜粉末,如图,a、b两处同时加热,一段时间后,发现a处固体变红,b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式: 。
[实验结论2]猜想三成立。
(2)任务二:探究CO的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四:,。
猜想五:。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为13.3:1和13.3:2的混合粉末0.3 g。向两个大试管中先通入足量氦气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生CO、的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气,能否用氢气代替氦气? (选填“是”或“否”)。
②由图可知,反应先生成 气体(填化学式);增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度(选填“不变”“变大”或“变小”) 。
[实验结论3]③CO的来源:猜想 成立。
【答案】(1) 含有CO2和CO 将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,试管中溶液先变浑浊后变澄清,说明气体中一定含有二氧化碳 一 CO+CuOCu+CO2
(2) 否 CO2 变大 四
【详解】(1)①根据质量守恒定律,反应前后元素的种类不变,由猜想一:只有;猜想二:只有CO;则猜想三:既有CO2,又有CO;
②由于将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,试管中溶液先变浑浊后变澄清,根据CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O和查阅资料,可溶于水,则生成的气体中一定含有二氧化碳,故猜想二不成立;
③乙同学使用足量澄清石灰水,重复上述实验,发现固体减少质量仍然大于试管增加的质量,若气体中只有二氧化碳,足量的澄清石灰水能使二氧化碳完全吸收,则固体减少质量应等于试管增加的质量,故猜想一不成立;
④b处得到红色固体,说明 a 处产生的气体产物有一氧化碳,一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,b处发生反应的化学方程式为:CO+CuOCu+CO2。
(2)①实验前,需要通入一段时间的氦气(He),目的是排尽装置内的空气,防止碳和空气中的氧气反应,影响实验结果,若改用氢气,则氢气会和氧化铜反应,影响木炭和氧化铜的反应,影响实验结果;故填:否;
②由左右两图可知,反应均先生成CO2气体;实验探究3中,左图氧化铜和木炭质量比为13.3:1,右图氧化铜和木炭质量比为13.3:2,由图像分析,右图产生的一氧化碳更多,故增加固体混合物中木炭的质量分数,CO的浓度变大;根据左右两图均为先生成二氧化碳,再生成一氧化碳,故猜想四成立。
5.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)同学们在老师指导下开展了以“除杂质”为主题的探究活动。(注:实验均在通常情况下进行;实验中不考虑稀盐酸挥发;氢氧化镁是不溶于水的白色固体。)
任务一:除去氯化钠固体中混有的氢氧化钠
【设计与实验】同学们将混合物溶于水后,设计以下方案并进行实验:
(1)试管a中发生中和反应的化学方程式为 。
交流后,同学们认为两个实验均恰好反应,最终能达到“除杂”目的。
【老师引导】初中阶段只通过现象判断“恰好反应”未必可靠,请大家用实验验证一下。
【实验验证】
(2)在老师指导下,同学们用pH计测定a中溶液的pH<7,则此时溶液显 性;向滤液c中滴加氢氧化钠溶液,有白色沉淀产生,则滤液c中的溶质是 (填化学式)。
【交流表达】
(3)同学们认为,虽然两种方法都能除去氢氧化钠,但都会引入新杂质,通过后续操作也可能无法得到纯净的氯化钠。“方案一”溶液中引入的杂质是 。
【实验优化】同学们与老师交流后,优化了“方案一”并进行实验:实验中用pH计监测溶液的酸碱度,当滴加最后一滴稀盐酸后,发现溶液pH由大于7变为小于7,将该溶液蒸发结晶得到纯净的氯化钠。
任务二:除去氯化钠固体中混有的一定质量的氢氧化钠
【问题引领】能否精准控制除杂试剂用量,使之与杂质恰好完全反应呢?
【实验步骤】准备:将一定质量的氯化钠和氢氧化钠混合物(含氢氧化钠4g),配制成50g溶液。
(4)计算:需向上述50g溶液中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸 g。
操作:同学们用烧杯和电子天平称量了所需质量的稀盐酸,一次性倒入盛有50g上述溶液的烧杯中,混匀。(此过程操作规范、无液滴飞溅或溢出。)
检验:测定所得溶液的pH>7。
【分析交流】
(5)经观察、分析,同学们认为pH>7的可能原因是: 。由此,同学们通过 (写操作过程)后,最终测得溶液的pH几乎接近7,证实了自己的分析。
【总结评价】同学们通过以上探究活动,对“除杂”问题有了新的认识:在实际操作中,很难做到“适量”和“恰好”,但可以通过合理的操作使除杂效果不断优化。老师表扬了大家严谨求实的科学精神,并鼓励同学们:“要敢于质疑,勇于释疑!”
【答案】(1)
(2) 酸 MgCl2、NaCl
(3)酚酞
(4)50
(5) 烧杯壁上有少量稀盐酸残留(合理即可) 用蒸馏水少量多次洗涤盛稀盐酸的烧杯,并将所有洗涤液倒入混合溶液D混匀
【详解】(1)试管a中的中和反应是氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为:;
(2)a中溶液的pH<7,则此时溶液显酸性;
氯化镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,说明则滤液c中的溶质是剩余的氯化镁和原有以及生成的氯化钠,化学式为:MgCl2、NaCl;
(3)稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应生成氯化钠和水,所以“方案一”溶液中引入的杂质是:酚酞;
(4)设需要溶质质量分数为7.3%的稀盐酸的质量为x,
x=50g;
(5)D溶液pH大于7,说明酸少了,排除了液滴飞溅溢出的可能性,还可能是烧杯壁上有少量稀盐酸残留,导致酸量不足;
改进方法是用蒸馏水少量多次洗涤盛稀盐酸的烧杯,并将所有洗涤液倒入混合溶液D混匀,从而使残留的稀盐酸充分反应。
6.(2025·山东滨州·中考真题)某班同学欲测定鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数,设计以下两种方案。
【查阅资料】①鸡蛋壳的主要成分是CaCO3,其余物质对实验结果的影响忽略不计。
②CaCO3高温灼烧生成CaO和CO2。
【设计并实验】
方案一
方案二
装置图
步骤1
称量反应前反应物及装置的总质量为280.2g
将10g鸡蛋壳粉末在高温下充分灼烧
步骤2
待反应停止,电子秤示数为277.4g,计算生成二氧化碳的质量为2.6g
待反应停止,冷却后称量剩余固体的质量为6.7g,计算生成二氧化碳的质量为3.3g
步骤3
计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数
计算鸡蛋壳中碳酸钙的质量分数
【分析与评价】
(1)方案一中发生反应的化学方程式为 。
(2) (填“方案一”或“方案二”)的结果更接近真实值。
该班同学欲继续探究方案一所得溶液中溶质的成分。已知氯化钙溶液呈中性。
【猜想与假设】猜想一:CaCl2;猜想二:CaCl2和HCl。
【设计并实验】
(3)填表:
步骤
现象
结论
方法一
取适量该溶液于试管中,加入几颗锌粒
观察到
猜想二正确
方法二
取适量该溶液于试管中,加入足量 溶液
观察到先有气泡,后产生白色沉淀
猜想二正确
【反思交流】
(4)分析反应后所得物质成分时,不但考虑生成物,还要考虑 。
【答案】(1)
(2)方案二
(3) 锌粒溶解,产生气泡 碳酸钠
(4)反应物是否有剩余
【详解】(1)方案一中发生的反应是碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为:;
(2)方案二中,高温煅烧时,碳酸钙分解生成氧化钙和二氧化碳,而方案一中,碳酸钙与稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,盐酸溶于中存在着大量的水,且反应生成了部分水分,二氧化碳会溶于水,造成测量的值偏小,而高温煅烧能使碳酸钙更充分反应,所以方案二的结果更接近真实值;
(3)猜想二正确,即溶液中有氯化钙和盐酸,取适量该溶液于试管中,加入几颗锌粒,锌和盐酸反应产生氢气,所以观察到的现象是锌粒溶解,产生气泡;方法二:要证明有氯化钙和盐酸,加入足量碳酸钠溶液,碳酸钠先与盐酸反应生成二氧化碳气体,盐酸反应完后,碳酸钠再与氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀,所以加入的试剂是碳酸钠溶液;
(4)分析反应后所得物质成分时,不仅要考虑生成物,还需考虑反应物是否有剩余。
7.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)课外活动小组的同学以除杂为主题进行探究活动。
【实验活动一】除去氯化钡固体中少量的氢氧化钡杂质。
(1)甲组学生:取少量固体溶于水,加入几滴无色酚酞溶液,溶液变为红色,再滴加稀盐酸,至溶液刚好由红色变成无色,得溶液A。
乙组学生:取少量固体溶于水,滴加氯化镁溶液至刚好不再产生白色沉淀,过滤,得滤液B,发生反应的化学方程式为① 。
【实验活动二】对A、B溶液中的溶质进行确认。
(2)甲组学生:用pH计测定A溶液pH=6.91,说明酸过量了。
乙组学生:向滤液B中滴加氢氧化钡溶液又出现了白色沉淀,则滤液B中② 过量了。
【反思与评价】
(3)通过讨论同学们认为甲组实验由于设计不合理引入了杂质③ ,如果用pH计测定溶液酸碱度会更准确;由于操作不准确引入了杂质④ (填化学式)。如果用定量的方法就更好了。
【实验活动三】定量除杂。
(4)丙组学生:将一定质量的氯化钡和氢氧化钡的混合固体(其中含氢氧化钡17.100g),配制成100.000 g溶液C。同学们计算出需要向C中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸⑤ g恰好除杂。
将稀盐酸一次性倒入C中,充分搅拌,得溶液D,用pH计测定D溶液的pH=7.09.
【分析交流】
(5)D溶液pH大于7,说明酸少了。同学们回忆操作过程,排除了液滴飞溅溢出的可能性,还可能的原因是⑥ 。改正的方法应该是⑦ 。最终测得溶液的pH=7.001,以此证实了同学们的分析是正确的。
【答案】(1)
(2)氯化镁/MgCl2
(3) 酚酞 HCl
(4)100
(5) 烧杯壁上有少量稀盐酸残留 用蒸馏水少量多次洗涤盛稀盐酸的烧杯,并将所有洗涤液倒入混合溶液D混匀
【详解】(1)取少量固体溶于水,滴加氯化镁溶液至刚好不再产生白色沉淀,发生的是氯化镁与氢氧化钡生成氢氧化镁沉淀和氯化钡的反应,化学方程式为。
(2)氯化镁与氢氧化钡反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钡,向滤液B中滴加氢氧化钡溶液又出现了白色沉淀,说明滤液B中氯化镁过量了。
(3)甲组实验中加入了酚酞溶液,所以引入了杂质酚酞。实验中用pH计测定A溶液pH=6.91,说明酸过量了,所以操作不准确引入的杂质是HCl。
(4)设需要向C中加入溶质质量分数为7.3%的稀盐酸质量为x
x=100g。
(5)D溶液pH大于7,说明酸少了,排除了液滴飞溅溢出的可能性,还可能是烧杯壁上有少量稀盐酸残留,导致酸量不足。改进方法是用蒸馏水少量多次洗涤盛稀盐酸的烧杯,并将所有洗涤液倒入混合溶液D混匀,从而使残留的稀盐酸充分反应。
8.(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)赤铜(主要成分是氧化亚铜,红色)和木炭混合物,高温还原过程中发生的主要反应是。请回答下列问题。
(1)该反应中X的化学式为 ,C和的质量比是 。
(2)另取木炭和赤铜的固体混合物16 g,按图中装置进行实验,通氧气加热至固体质量不再改变(杂质不反应),最终称得黑色固体质量为17 g,图中右侧装置的质量增重2.2 g。请回答下列问题:
①相关反应的化学方程式除主要的还有 、 。
②16 g固体中含铜元素的质量为 。
③为了使图中右侧装置部分质量测定更精准,应进行的合理操作是: 。
④酒精灯加网罩的目的是: 。
【答案】(1)
(2) 12.8g 实验前先通入一会氧气,连接左右装置,打开弹簧夹,进行加热。停止加热后继续通入氧气到冷却至室温,关闭弹簧夹 能集中火焰,提高温度
【详解】(1)反应前后原子的种类的个数不变,等号左边C、Cu、O的个数比分别为1、4、2,等号右边除X外,有4个铜原子,则X中含有1个碳原子和2个氧原子,则X的化学式为;结合方程式可知,C和的质量比为。
(2)①本实验涉及到的化学反应有木炭的燃烧,生成二氧化碳,其化学方程式为,氧化亚铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜,其化学方程式为。
②根据右侧装置增重2.2 g可知,生成的质量为2.2 g,则原混合物中碳的质量为 。固体质量从16 g增加到17 g,净增加1 g。质量增加是由于与反应结合了氧,质量减少是由于C反应生成逸出。因此,结合的氧气质量为 。根据反应 ,可计算出原混合物中的质量为 。所以,16 g固体中含铜元素的质量为 。
③为了使图中右侧装置部分质量测定更精准,应进行的合理操作是实验前先通入一会氧气,连接左右装置打开弹簧夹,进行加热,停止加热后继续通入氧气到冷却至室温,关闭弹簧夹,这样做可以使左侧装置生成的二氧化碳被右侧装置中的氢氧化钠溶液充分吸收,使实验数据更加准确。
④在酒精灯上罩金属网罩,能集中火焰,提高温度。
9.(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,由此得出的结论是 。手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序,小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序,作出如下猜想。
猜想一:Cd>Zn>Cu;
猜想二:Zn>Cd>Cu;
猜想三: 。
[实验探究]
供选用的试剂:镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
I
镉片上有气泡产生
II
将用砂纸打磨过的锌片放入试管中,向试管中加入适量CdSO4溶液
锌片上
金属活动性:Zn>Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
【答案】(1) 黄铜的硬度比纯铜大 良好导热性
(2) Zn>Cu>Cd 将镉片放入试管中,再加入稀硫酸 活动性∶Cd>H(或Cd>Cu) 有固体析出 二
【详解】(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,说明黄铜片比铜片硬度大;手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有导热性;
(2)由于锌比铜活泼,再结合其他猜想,可知镉、锌、铜的金属活动性顺序还可能为:Zn>Cu>Cd;依据镉片上有气泡产生,操作为将镉片放入试管中,再加入稀硫酸,产生气泡,说明镉能与稀硫酸反应,说明活动性Cd>H(或Cd>Cu);依据结论:金属活动性:Zn>Cd,将锌片放入CdSO4溶液中,锌与硫酸镉反应生成镉和硫酸锌,能观察到有固体析出;化学方程式为;故可得出活动性:Zn>Cd>Cu,猜想二正确。
10.(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组设计实验检验草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O热分解的气体产物,实验装置如图所示。已知:白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色。
回答下列问题。
(1)实验观察到B中白色固体变蓝色,证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有 。观察到 (填装置字母及对应的现象),证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有CO2。
(2)观察到G中黑色固体变为红色,E中澄清石灰水不变浑浊,H中澄清石灰水变浑浊,可证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有 。H中反应的化学方程式为 。
(3)实验开始,应先点燃 (选填“A”或“G”)处酒精灯。
(4)某同学查阅资料得知:H2+CuOCu+H2O。为一并检验草酸亚铁晶体热分解产物中是否含有H2,需对图中装置进行的改进是 。
【答案】(1) 水/H2O C试管中澄清石灰水变浑浊
(2) 一氧化碳/CO CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)A
(4)在G和H之间增加盛有无水硫酸铜的硬质玻璃管
【详解】(1)白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色,则说明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有水;
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则观察到C中澄清石灰水变浑浊,则证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有CO2。
(2)氢氧化钠能吸收二氧化碳,且一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,则G中黑色固体变为红色,E中澄清石灰水不变浑浊,H中澄清石灰水变浑浊,可证明草酸亚铁晶体热分解的产物中含有一氧化碳;
二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:。
(3)由于一氧化碳为可燃性气体,不纯时点燃会发生爆炸,则应先点燃A处酒精灯,排出装置中的空气后,再点燃G处酒精灯。
(4)若想证明分解产物中是否含有氢气,可证明G装置中有没有水生成,则可在G、H装置之间增加盛有无水硫酸铜的硬质玻璃管。
11.(2025·四川·中考真题)某化学学习小组完成了部分酸碱盐的性质实验。回答下列问题:
(1)取浓、、、分别溶于水中,测量溶解前后液体温度的变化。实验现象:浓、 溶于水,液体温度明显升高。
(2)按图甲向四种溶液中分别滴加紫色石蕊溶液,记录现象。
实验编号
实验现象
①
溶液变
②
溶液变红
③
溶液变
④
溶液呈紫色
(3)进一步检验不同盐溶液的酸碱性:用试纸分别测定一定浓度的溶液、溶液、溶液的,测得溶液分别为7、5、11。实验结论:盐溶液 (填“一定”或“不一定”)呈中性。
(4)按图乙所示实验探究常见酸碱盐溶液之间的反应:
①有气体生成的是 (填“实验1”“实验2”或“实验3”)。
②写出实验1中反应的化学方程式: 。
【答案】(1)NaOH
(2) 红 蓝
(3)不一定
(4) 实验3
【详解】(1)浓硫酸、氢氧化钠溶于水温度升高,硝酸铵溶于水温度降低,氯化钠溶于水温度不变;
(2)①稀硫酸显酸性,能使紫色石蕊溶液变红色;③氢氧化钠溶液显碱性,能使紫色石蕊溶液变蓝色;
(3)氯化钠溶液pH=7,溶液呈中性;硝酸铵溶液,溶液呈酸性;碳酸钠溶液,溶液呈碱性,因此盐溶液不一定呈中性;
(4)①稀盐酸和氢氧化钙溶液反应生成氯化钙和水,氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,稀盐酸和碳酸钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此实验3有气体生成;
②实验1中是氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,反应的化学方程式:。
12.(2025·四川·中考真题)某化学学习小组以“燃烧与灭火”为主题展开探究。回答下列问题:查阅资料:白磷的着火点是,红磷的着火点是。
【实验与探究】
(1)分别取大理石和小木条,放到酒精灯火焰上加热一段时间,观察到大理石不能燃烧,小木条能燃烧。说明燃烧需要 。
(2)完成如图所示实验,记录实验现象如下:
A.形管中的白磷燃烧
B.形管中的红磷不燃烧
C.热水中白磷不燃烧
①白磷燃烧的化学方程式为 。
②对比实验现象 (填字母序号),说明燃烧需要温度达到着火点。
③对比实验现象 (填字母序号),说明燃烧需要氧气。
④实验中使用气球的目的是 。
【拓展与应用】
该小组设计并完成了一组熄灭高低蜡烛的趣味实验,如图所示:
(3)图1中蜡烛由低到高依次熄灭,其原因是不能燃烧也不支持燃烧, 。
(4)图2中蜡烛由高到低依次熄灭,其原因是蜡烛燃烧生成的热气体密度小于空气,先聚集在烧杯上部,使上部氧气浓度急剧下降。由此可知:当高楼内部发生火灾时,应 (填“伏低”或“直立”)身体逃生。
【讨论与交流】
(5)“森林草原是我家,严防山火保护它”。下列做法错误的是 (填字母序号)。
A.在防火期内,携带火种进入森林草原
B.发现山火时,立即拨打火警电话
C. 扑灭山火时,在山火蔓延线路前方开辟隔离带
【答案】(1)可燃物
(2) AB AC 防止污染空气
(3)CO2密度大于空气的密度
(4)伏低
(5)A
【详解】(1)大理石不能燃烧,小木条能燃烧,说明燃烧需要可燃物;
(2)①白磷燃烧生成五氧化二磷,反应的化学方程式为:;
②形管中都有氧气,而白磷燃烧,红磷不燃烧,说明燃烧需要温度达到着火点,故填AB;
③Y形管中白磷燃烧,热水中白磷不燃烧,说明燃烧需要氧气,故填AC;
④实验中使用气球,使白磷在密闭环境中燃烧,可防止生成的五氧化二磷逸散到空气中,防止空气污染;
(3)图1中低处蜡烛比高处的先熄灭,说明二氧化碳密度比空气大;
(4)发生火灾时,高处氧气浓度急剧下降,且存在有毒气体,因此火灾时应伏低身体逃生;
(5)A、携带火种进入森林,可能会引发火灾,故说法错误;
B、发现山火时,立即拨打火警电话,请求专业救援,故说法正确;
C、扑灭山火时,在山火蔓延线路前方开辟隔离带可以使可燃物与火隔绝,达到灭火目的,故说法正确;
故选A。
13.(2025·青海西宁·中考真题)实验室制取实验结束后,甲、乙、丙三组同学对废液的组成进行探究并回收利用。
【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: 猜想二:和
【查阅资料】溶液呈中性
【实验探究】
I.
(1)甲组向少量废液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变成 色,证明猜想二成立。
II.乙组运用数字化实验,证明猜想二成立。装置如图1,将一定质量分数的碳酸钠溶液逐滴加入废液中,测得数据如图2所示。
(2)随着碳酸钠溶液的滴入,烧杯中溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)碳酸钠溶液滴入的反应过程分A~B、B~C两段进行。
①a点的实验现象为 。BC段发生反应的化学方程式为 。
②b点时溶液中的溶质是 (填化学式)。
Ⅲ.
(4)丙组提出:直接蒸发溶剂可从废液中回收纯净的,理由是 。
【应用与实践】
(5)回收的可用于校园道路冬季融雪。分析下表中几种市售融雪剂信息,说出目前普通道路主要选用氯化钙型融雪剂的原因是 (写一条即可)。
融雪剂种类
融雪速率
对路面的腐蚀性
适用温度
每吨价格
氯化钠型
慢
强
约300元
氯化钙型
快
较强
约500元
新型融雪剂
较快
几乎无
约1000元
【答案】(1)红
(2)增大
(3) 产生大量气泡 、
(4)盐酸具有挥发性
(5)融雪速率快或价格适中或适用温度较广或对路面的腐蚀性比氯化钠型弱
【详解】(1)结论为猜想二成立,则废液中含氯化钙和氯化氢,溶液显酸性,紫色石蕊试液在酸性溶液中变红,故溶液变成红色;
(2)结论为猜想二成立,则废液中含氯化钙和氯化氢,滴入碳酸钠溶液,碳酸钠先与盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,盐酸被消耗,酸性减弱,故烧杯中溶液的pH增大;
(3)①a点时发生反应为碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,现象是:产生大量气泡;
滴入碳酸钠溶液,碳酸钠先与稀盐酸反应,待稀盐酸完全反应后,碳酸钠再与氯化钙反应,故B~C段发生反应为碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,该反应的化学方程式为:;
②b点时碳酸钠过量,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠,此时溶液中的溶质是:NaCl、Na2CO3;
(4) 直接蒸发溶剂可从废液中回收纯净的,理由是盐酸具有挥发性,蒸发过程中氯化氢会挥发出去;
(5)由表可知,氯化钙型融雪剂融雪速率快,价格适中,适用温度较广,对路面的腐蚀性比氯化钠型弱,故目前普通道路主要选用氯化钙型融雪剂。
14.(2025·四川乐山·中考真题)化学小组同学对“白色的硫酸铜粉末溶于水后得到的蓝色溶液”进行探究。经讨论后认为可能是溶液中存在的某种离子使该溶液呈蓝色。
【作出猜想】
(1)猜想一:Cu2⁺使溶液呈蓝色;猜想二: 使溶液呈蓝色;猜想三:Cu2⁺和使溶液呈蓝色。
【进行实验】小组同学设计实验方案如下:
实验方案
实验现象
①向CuSO4溶液中加入过量的NaOH溶液
产生蓝色沉淀,溶液由蓝色变为无色
②向CuSO4溶液中加入过量的Ba(NO3)2溶液
产生白色沉淀,溶液仍然为蓝色
(2)实验①中加入过量的NaOH溶液的目的是 。
(3)写出实验②中发生反应的化学方程式 。
(4)小组同学受到实验①和②的启发,又设计出③和④对照实验:
实验方案
实验现象
③将足量的铝丝浸入到硫酸铜溶液中
铝丝表面附着一层红色固体,溶液由蓝色变为无色
④将足量的铜丝浸入到硝酸银溶液中
【得出结论】
(5)小组同学根据实验现象分析,上述猜想 正确。
【拓展应用】
(6)利用所学知识并结合以上信息验证某气体X中含有二氧化碳和水蒸气,则应选择的装置以及正确的连接顺序是X→______。
A. B. C. D.
【答案】(1)/硫酸根离子
(2)使CuSO4溶液中的Cu2+全部转化为沉淀
(3)CuSO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+Cu(NO3)2
(4)铜丝表面附着一层银白色固体,溶液由无色变为蓝色
(5)一
(6)CA
【详解】(1)硫酸铜溶液中有三种微粒,水分子、铜离子、硫酸根离子,水是无色液体而硫酸铜溶液为蓝色,则可能与铜离子、硫酸根离子有关。结合猜想一、猜想三,则猜想二为硫酸根离子使溶液呈蓝色。
(2)加入过量的NaOH溶液,可以将Cu2+全部转化为沉淀,溶液中其他离子不变,从而观察溶液的颜色是否与铜离子有关,故填:使CuSO4溶液中的Cu2+全部转化为沉淀。
(3)硫酸铜与硝酸钡反应生成硫酸钡和硝酸铜,化学方程式为:CuSO4+Ba(NO3)2=BaSO4↓+Cu(NO3)2。
(4)铜丝与硝酸银反应的现象为:铜丝表面附着一层银白色固体,溶液由无色变为蓝色。
(5)根据实验现象分析,当Cu2+存在时溶液均为蓝色,而当只存在硫酸根离子,不存在铜离子时溶液不是蓝色,从而推出硫酸铜溶液呈蓝色与Cu2+有关,这与猜想一相符,故填:一。
(6)验证某气体X中含有二氧化碳和水蒸气,需要用到澄清石灰水和无水硫酸铜,若存在二氧化碳,澄清石灰水会变浑浊;若存在水蒸气,无水硫酸铜会变蓝;由于澄清石灰水中有水,为避免水蒸气被带出影响X中水蒸气的检验,所以先验证X中的水蒸气,再验证二氧化碳,故填:CA。
15.(2025·山东德州·中考真题)常温下,均能与稀硫酸反应。兴趣小组的同学提出问题:二者混合后与稀硫酸反应的先后顺序受哪些因素影响?同学们设计实验方案进行如下探究。
提示:铁与氧化铜在溶液中不反应。
【实验探究一】铁和氧化铜用量的差异对反应先后顺序的影响
实验方案:向两份不同比例的混合粉末中,分别加入足量等体积、溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
实验记录:
实验
序号
铁粉质量/g
氧化铜质量/g
9.8%的稀硫酸
实验现象
①
0.56
1.6
足量
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈蓝色。
②
1.68
1.6
足量
立即出现红色固体,红色固体不再增加后,产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅绿色。
【分析与结论】
(1)实验中均生成红色固体,相关反应的化学方程式为 ; 。
(2)以上实验,铁、氧化铜两种物质中,先与稀硫酸发生反应的是 。
(3)结论:在一定条件下,铁粉和氧化铜用量的差异 (填“是”或“否”)会影响二者与稀硫酸反应的顺序。
【实验探究二】硫酸浓度对反应先后顺序的影响
实验方案:向两份相同比例的混合粉末中,分别加入足量等体积、溶质质量分数不同的稀硫酸,不断搅拌,观察实验现象。
实验记录:
实验序号
铁粉质量/g
氧化铜质量/g
稀硫酸浓度
实验现象
③
1.12
1.6
18.6%
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色。
④
1.12
1.6
23.7%
立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。
【分析与结论】
(4)实验④中产生大量气泡,该气体为 。
(5)对比实验③和实验④,增大硫酸浓度会促进 与硫酸的反应。
(6)增大硫酸浓度会影响红色固体的质量。两个实验中,红色固体质量的大小关系是:实验③ 实验④(填“大于”或“小于”)。
结论:硫酸浓度对铁、氧化铜与稀硫酸反应的顺序有一定影响。
【答案】(1)
(2)氧化铜/CuO
(3)否
(4)氢气/H2
(5)铁/Fe
(6)大于
【详解】(1)实验中生成红色固体,是因为氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,该反应的化学方程式为:,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
(2)由实验现象可知,先出现红色固体,如果铁过量,在红色固体不再增加后,产生大量气泡,说明氧化铜先与硫酸反应生成硫酸铜和水,然后铁先与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,然后铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
(3)由表中数据可知,实验①②中铁粉的质量不同,其他因素相同,但是两个实验中均先出现红色固体,说明在一定条件下,铁粉和氧化铜用量的差异不会影响二者与稀硫酸反应的顺序,均是氧化铜先与硫酸反应生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,最后铁有剩余,铁再与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故填:否;
(4)实验④中产生大量气泡,该气体为铁与硫酸反应生成的氢气;
(5)对比实验③和实验④,两个实验中稀硫酸的浓度不同,其他因素相同,当稀硫酸浓度较低时,向混合粉末中加入稀硫酸,立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色,说明此时氧化铜先与稀硫酸生成硫酸铜和水,然后铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,当稀硫酸浓度较高时,立即出现红色固体的同时产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色。说明铁与硫酸铜反应的同时,铁也与硫酸发生了反应,说明增大硫酸浓度会促进铁与硫酸的反应;
(6)实验③中充分反应后上层清液呈浅绿色,说明上层清液中不含硫酸铜,则氧化铜中的铜元素完全转化到了铜单质中,实验④中充分反应后上层清液呈浅蓝色,说明上层清液中含硫酸铜,则氧化铜中的铜元素一部分转化到了铜单质中,一部分转化到了硫酸铜中,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则两个实验中,红色固体质量的大小关系是:实验③大于实验④。
16.(2025·江苏盐城·中考真题)草木染是我国的一种传统非遗染色技艺,基本工艺流程有碱煮、酸洗、漂白、染色、质检等环节。某校“化学奇苑”学生社团就此开展研学活动。
【查阅资料】古代在没有烧碱的情况下,采用如图1所示的工艺制取“碱煮”所需的碱。
(1)K2CO3属于 (填物质类别),是草木灰的主要成分,可用作 肥。
(2)取少量生石灰加入水中,插入温度计,观察到温度计的示数 。
(3)“加水搅拌”过程中发生化学反应,写出其中属于复分解反应的化学方程式: 。
【实地走访】同学们在研学工作坊了解到,“碱煮”之后进行“酸洗”,是为了除去布料上残留的碱液。
(4)用稀硫酸“酸洗”时需要控制反应温度在45℃左右,可能的原因有________(填序号)。
A.温度过高,硫酸易挥发 B.温度过高,布料的强度和韧性会受损
C.温度过低,硫酸不与残留的碱反应 D.温度过低,酸洗速率慢,酸洗不充分
【动手实践】同学们亲身体验“取桑葚汁→加碱调色→扎花染色→晾晒固色→水洗质检”等染色过程。
(5)“加碱调色”时观察到紫红色的桑葚汁遇碱变蓝色,他们一致认为桑葚汁与常见酸碱指示剂中的 溶液类似。
(6)“水洗质检”中需要用稀醋酸调节水洗液的pH至4.0~7.5的合格标准。同学们取样、用 测定了水洗液的pH。
【交流反思】有同学提出疑问:为什么不用稀盐酸调节水洗液的pH?
(7)向两份等体积、等浓度的NaOH溶液中分别滴入一定量的稀盐酸和稀醋酸,其pH变化如图2所示,表明稀盐酸不宜用来调节水洗液的pH。你对该疑问的解答是 。
【答案】(1) 盐 钾
(2)升高
(3)
(4)BD
(5)紫色石蕊
(6)pH计(或酸度计)
(7)调节pH分别为4.0、7.5时所加稀盐酸的体积相差过小,不容易控制稀盐酸的用量
【详解】(1)K2CO3由一种物质组成,属于纯净物,K2CO3由金属离子和酸根离子构成,属于盐;
K2CO3含有钾元素,可用作钾肥。
(2)生石灰的主要成分为CaO,CaO与水反应放出热量,使溶液温度升高。
(3)“加水搅拌”过程中CaO与H2O反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2和草木灰的主要成分K2CO3反应生成CaCO3沉淀和KOH,化学方程式为:。
(4)硫酸不具有挥发性,A不符合题意;
温度过高,布料的强度和韧性会受损,B符合题意;
硫酸和碱在低温下仍会发生反应,C不符合题意;
温度过低,反应速率较慢,D符合题意。
故选BD。
(5)紫色石蕊溶液遇碱变蓝色。
(6)水洗液的pH为4.0~7.5,使用pH试纸无法测定出该精确数值,可以使用高精度的仪器酸度计(pH计)。
(7)用稀盐酸调节水洗液的pH,当pH=7.5时,加入稀盐酸的体积为6.1 mL,当pH=4.0时,加入稀盐酸的体积为6.4 mL,所用稀盐酸的体积太接近,难以精准控制,增大了操作难度。
17.(2025·宁夏·中考真题)同学们在实验室帮助老师清理实验用品时,发现了表面有污渍的铝片、铜片以及有锈迹的铁片,于是对这三种废旧金属展开了一系列探究活动。
【实验准备】除去金属表面污渍及锈迹
物理方法:
(1)用 的方法除去铝片、铜片表面污渍;
化学方法:
(2)写出除去铁片表面铁锈(主要成分为氧化铁)的化学方程式 。
活动一:比较硬度
(3)运用所学方法,设计实验比较铁片和铝片的硬度(简明写出实验操作及现象) ,得出铁的硬度大于铝。
活动二:制作书签
利用处理后的金属片制作书签,三种金属片依次按照如图所示过程进行操作(石蜡不与所滴加试剂反应)。
在“化学反应显画”的操作中,需沿图案凹槽滴入试剂,通过化学反应显现图案。
(4)滴入的试剂是稀硫酸,则 的金属片表面没有显现图案。
(5)滴入的试剂是 溶液,则三种金属片上均可显现图案。
【交流反思】
(6)上述操作中没有验证出Al、Fe的金属活动性顺序,请你设计实验进行验证 (写出一组试剂即可)。
【活动总结】此次活动利用废旧金属制作了书签,还验证了Al、Fe、Cu的金属活动性顺序。
活动三:保护金属
金属的锈蚀带来了损失,保护金属、防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要课题。同学们以铁生锈为例展开探究。
【提出问题】铁生锈需要哪些条件?
【进行实验】取处理后的铁片,按如图所示进行实验。
【实验现象】放置一周后,可观察到 。
【实验结论】得出铁生锈的条件,并建构了铁生锈条件的认知模型,如图所示。
【交流表达】
(7)防止铁质书签生锈的方法是 (写一种即可)。
(8)保护金属资源除防止金属锈蚀外,请你再提出一条合理化建议 。
【拓展延伸】
(9)金属的锈蚀会造成损失,但利用其原理也会为人类服务,如食品包装袋中的脱氧剂(主要成分为铁粉),就是利用铁生锈的原理对食品进行保鲜。由此,对你的启示是 。
【答案】(1)打磨
(2)/
(3)取样相互刻画,铝片上有明显划痕
(4)铜
(5)硝酸银
(6) 将铝片放入硫酸亚铁溶液中,若铝片表面有黑色固体析出,说明铝的金属活动性比铁强(合理即可) ①中铁片生锈,②③中铁片不生锈
(7)涂油(合理即可)
(8)回收利用废旧金属/合理开采金属矿物/寻找金属的代用品(合理即可)
(9)某些事物对人类是有利有弊的(合理即可)
【详解】(1)用打磨的方法可除去铝片、铜片表面污渍。
(2)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与盐酸(或硫酸)反应,从而除去铁锈,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为,氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,化学方程式为。
(3)比较金属硬度可采用相互刻画的方法,若铝片上有明显划痕,说明铁的硬度大于铝。
(4)金属活动性Al>Fe>H>Cu,铜位于氢之后,不能与稀硫酸反应,所以滴入稀硫酸,铜的金属片表面没有显现图案。
(5)铝、铁、铜的金属活动性都比银强,都能与硝酸银溶液反应,从而显现图案,所以滴入硝酸银溶液,三种金属片上均可显现图案。
(6)要验证Al、Fe的金属活动性顺序,可将铝片放入硫酸亚铁溶液中,若铝片表面有黑色固体析出,说明铝的金属活动性比铁强;或把铁片放入硫酸铝溶液中,无明显现象,说明铁的金属活动性比铝弱;
铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生反应的结果。①中铁片与水、氧气同时接触,会生锈;②中铁片只与水接触,③中铁片只与氧气接触,都不易生锈。
(7)防止铁生锈的方法有保持表面洁净干燥、涂油、刷漆等,这些方法能隔绝铁与氧气、水的接触。
(8)保护金属资源的措施除防止金属锈蚀外,还有回收利用废旧金属、合理开采金属矿物、寻找金属的代用品等。
(9)铁生锈原本是有害的,但可利用其原理制成脱氧剂保鲜食品,说明某些事物对人类是有利有弊的。
18.(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
【详解】(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。
19.(2025·四川巴中·中考真题)馒头作为我国传统主食之一,历史悠久,可追溯至西晋时期,《饼赋》中最早记载了“曼头”。小明妈妈在做馒头时,将双效泡打粉加入水中,产生大量气泡。小明很好奇,与小组同学一起开展实验活动。
【查阅资料】双效泡打粉配料表中含有碳酸氢钠、焦磷酸二氢二钠、碳酸钙等物质。
活动一:探究气体成分
【猜想】该气体为二氧化碳。
【设计实验】如图1
【实验现象】
(1)B试管中观察到的现象为 ,该反应的化学方程式为 。
【实验结论】
双效泡打粉加入水中产生的气体是二氧化碳。
【反思交流】
(2)①和面时,为了防止较多二氧化碳逸出面团,应将双效泡打粉先与 混合(选填“面粉”或“水”)。
②双效泡打粉保存时应注意 。
③焦磷酸二氢二钠可能呈酸性。
活动二:验证焦磷酸二氢二钠溶液的酸性。
【设计实验】如图2
【实验现象】
(3)图2试管中现象为 。
【实验结论】焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
【继续实验】如图3
【实验现象】试管①和试管②都没有观察到明显现象。
【反思交流】
(4)小明同学认为应该在氢氧化钠溶液中先加入 试剂,通过观察溶液颜色变化也能证明焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
(5)试管②中无明显现象的原因可能是 。
(6)除上述所用试剂外,还可以选择 物质,也可证明焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。
【答案】(1) 澄清石灰水变浑浊
(2) 面粉 保持干燥(或避免受潮)
(3)紫色石蕊溶液变红
(4)酚酞溶液
(5)温度低、溶液浓度低、反应慢、酸性弱(其他答案合理也可)
(6)Mg,碳酸钠等(其他答案合理也可)
【详解】(1)根据活动一的[实验结论]可知,双效泡打粉加入水中产生的气体是二氧化碳。二氧化碳通入澄清石灰水中,会与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以B试管中观察到的现象应该为:澄清石灰水变浑浊;该反应的化学方程式为:。
(2)双效泡打粉与水混合会产生二氧化碳气体,所以和面时为了防止较多二氧化碳逸出面团,应将双效泡打粉先与面粉混合。同理,保存双效泡打粉时应注意避免与水接触,故填:保持干燥(或避免受潮)。
(3)根据活动二的[实验结论]可知,焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性。紫色石蕊溶液遇酸性溶液变红,所以图2试管中现象为:紫色石蕊溶液变红。
(4)氢氧化钠溶液显碱性,加入无色酚酞溶液后溶液呈红色,再加入焦磷酸二氢二钠溶液至溶液由红色变成无色,说明氢氧化钠与焦磷酸二氢二钠发生反应,即可证明焦磷酸二氢二钠显酸性。由于紫色石蕊溶液由蓝色变成紫色现象不明显,所以一般不选择紫色石蕊溶液。
(5)向盛有氧化铁的试管中加入焦磷酸二氢二钠溶液,无明显现象的原因可能是由于焦磷酸二氢二钠溶液与氧化铁反应缓慢,短时间内看不到明显的现象。影响反应速率的因素有温度、反应物的浓度、焦磷酸二氢二钠溶液酸性较弱等原因;故填:温度低、溶液浓度低、反应慢、酸性弱(其他答案合理也可)。
(6)证明焦磷酸二氢二钠溶液呈酸性还可利用酸的其他化学性质来证明,例如:与活泼金属反应、与碳酸盐反应;故填:Mg,碳酸钠等(其他答案合理也可)。
20.(2025·西藏·中考真题)我们学习过稀盐酸的化学性质:能使紫色石蕊溶液变红,能与铝反应,能除去铁锈。那么,稀硫酸是否与稀盐酸具有相似的化学性质?实验小组就此开展了以下探究。
【提出猜想】
猜想一:稀硫酸也能使紫色石蕊溶液变红
猜想二:稀硫酸也能与铝反应
猜想三:稀硫酸也能除去铁锈
【实验准备】
(1)实验室现有溶质质量分数为98%的浓硫酸,要把100g上述浓硫酸稀释成溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,需要水的质量是 g。
【实验验证】
(2)完成下列表格:
实验组别
实验1
实验2
实验3
实验操作
向稀硫酸中滴入紫色石蕊溶液
向装有打磨后的铝条
的试管中滴入稀硫酸
向装有生锈铁钉的试
管中滴入稀硫酸
实验现象
溶液变 色
有 产生
铁锈消失
实验结论
猜想一正确
猜想二正确
猜想三
【拓展提升】
(3)请将下面的化学反应方程式补充完整: 。
【答案】(1)900
(2) 红 大量气泡 正确
(3) 3 H2O
【详解】(1)解:设需要水的质量为x,根据稀释前后溶质的质量不变,可得:,x=900g;
(2)实验1:向稀硫酸中滴入紫色石蕊溶液,溶液变为红色,说明稀硫酸也能使紫色石蕊溶液变红,则猜想一成立;
实验2:结论为猜想二正确,则稀硫酸也能与铝反应,铝能与酸反应生成相应的盐和氢气,则现象是:有大量气泡产生;
实验3:向装有生锈铁钉的试管中滴入稀硫酸,铁锈消失,说明稀硫酸也能除去铁锈,则猜想三正确;
(3)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,生成物中含3个硫酸根离子,则反应物中也应含3个硫酸根离子,则硫酸的化学计量数为3,反应物中含Fe、O、H、S的个数分别是2、15、6、3,生成物中含Fe、O、H、S的个数分别是2、12、0、3,故生成物中还应含3个O、6个H,故生成的另一种物质的化学式是H2O,故填:3、H2O。
21.(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
【详解】(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。
22.(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
【详解】(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。
23.(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
【详解】(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。
24.(2025·江苏常州·中考真题)传统美食松花蛋因胶冻状蛋体表面的松花状结晶而得名。
(1)腌制配料:生石灰、草木灰(K2CO3)、食盐、水等,生石灰的主要成分是 。
(2)同学们收集松花状结晶并对其展开研究,经仪器分析发现其为富含Mg2+的难溶物。
①提出假设:松花状结晶的主要成分为:a.MgCO3;b. ;c.两者都有。
②定性研究:
实验操作
实验现象
结论
取0.60g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸。
固体溶解,
假设b成立。
③定量测定:
将②实验后的混合液过滤,用蒸馏水洗涤滤渣2~3遍,将洗涤液与滤液合并,再向其中滴加NaOH溶液至产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若 ,则所加NaOH溶液已足量。过滤,洗涤,低温烘干,得到固体0.58g,则晶体中Mg2+的质量分数为 。若没有将洗涤液合并入滤液,则测定结果 (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)为探究松花状结晶形成过程中Mg2+的来源,用原子吸收分光光度法测定腌制过程中鸭蛋不同部位的Mg2+含量,结果如图所示,形成结晶的Mg2+来自于 。
(4)食用松花蛋时蘸取食醋口感更佳。松花状结晶会与食醋(CH3COOH)反应生成(CH3COO)2Mg,则该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)氧化钙/CaO
(2) /氢氧化镁 无气泡生成 不再生成白色沉淀 40% 偏小
(3)蛋壳、蛋黄、蛋白
(4)
【详解】(1)生石灰的主要成分是氧化钙或CaO;
(2)①由题干信息可知,松花状结晶为富含的难溶物,的难溶物有、,则假设b为或氢氧化镁;
②根据结论假设b成立,说明松花状结晶的主要成分为,则取0.60g结晶,向其中滴加过量的稀盐酸,与稀盐酸反应生成氯化镁和水,实验现象为固体溶解,无气泡产生;
③
实验②发生的反应为,反应后的溶液中含有生成的氯化镁和过量的氯化氢,向其中滴加NaOH溶液,氢氧化钠先与氯化氢反应生成氯化钠和水,氯化氢完全反应后,氢氧化钠再与氯化镁反应生成氢氧化镁白色沉淀和氯化钠,因此观察到产生大量白色沉淀,静置,向上层清液中继续滴加NaOH溶液,若不再生成白色沉淀,说明所加NaOH溶液已足量;
过滤、洗涤、低温烘干,得到固体0.58g,说明生成氢氧化镁的质量为0.58g,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类及质量不变,则晶体中的质量分数为;
若没有将洗涤液合并入滤液,会导致得到氢氧化镁的质量偏小,则测定结果偏小;
(3)由图可知,蛋壳、蛋黄中的含量均减少,蛋白中的含量增加,则形成结晶的来自于蛋壳、蛋黄、蛋白;
(4)由上述实验可知,松花状结晶的主要成分为,与食醋反应生成醋酸镁和水,化学方程式为。
25.(2025·江苏常州·中考真题)兴趣小组利用数字化实验探究建筑发生火灾时的逃生策略。
实验步骤:
①以直径25cm,高40cm的圆柱形耐高温密闭容器模拟一幢四层建筑,在密闭容器中放置高为10cm,20cm,30cm的蜡烛,分别模拟不同楼层同时着火的场景。在蜡烛火焰对应高度分别安装温度、CO2、O2传感器。
②启动数据采集,在50s时同时点燃蜡烛,迅速盖紧圆柱形容器封盖。观察到蜡烛火焰由高到低依次熄灭,记录时间为:106秒、164秒、199秒。待采集数据稳定后停止实验,部分数据如表:
时间/s
O2含量/%
CO2浓度/(mg•m-3)
低
中
高
低
中
高
106
19.8
19.1
18.5
1940.2
2214.9
3056.5
164
18.9
17.7
17.1
1798.5
2002.3
2755.3
199
18.6
17.1
16.5
1771.9
1913.7
2666.7
(1)三支蜡烛的俯视位置如图1所示,目的是为了减小蜡烛间的相互影响,保证三支蜡烛到圆柱形容器壁的距离 。
(2)蜡烛的成分之一为C23H48,其完全燃烧的化学反应方程式为 。
(3)蜡烛由高到低熄灭,则高处蜡烛最先熄灭的原因是 。
(4)结合表格中O2含量的变化,请你谈谈对燃烧条件的新认识: 。
(5)实验过程中温度和高处O2含量变化曲线如图2和图3所示。
①如图2所示,温度最高点出现时间低处晚于高处的原因可能是 。
②如图3所示,高处O2含量下降后又明显升高的可能原因是 。
(6)①火灾时需要“往低处逃生”,其原因可能是低处 (填序号)。
a.温度较低 b.CO2浓度较低 c.O2含量较高
②请再列举一种建筑发生火灾时的自救方法: 。
【答案】(1)相等
(2)
(3)蜡烛燃烧放热使得二氧化碳上升,导致高处二氧化碳浓度增大,且氧气浓度变小
(4)氧气达到一定浓度可燃物才能燃烧
(5) 燃烧产生热量向上扩散,高处先受热升温 热空气流动将低处氧气带到高处
(6) abc 湿毛巾捂住口鼻/拨打火警电话119求救(答案不唯一,合理即可)
【详解】(1)由图1可知,三支蜡烛在俯视图中呈“大致等边三角形”分布,目的是使它们到容器壁的距离大致相等,从而减小相互影响,故填写:相等。
(2)蜡烛的成分之一为C23H48,由碳元素和氢元素组成,根据质量守恒定律的宏观实质:化学反应前后,元素种类不变可知,完全燃烧是C23H48和O2在点燃条件下,生成二氧化碳和水,配平时,先配平碳、氢,再统计生成物中的氧原子数,化学方程式为:,故填写:。
(3)蜡烛燃烧产生二氧化碳,二氧化碳的密度比空气大,但在密闭容器中,蜡烛燃烧放热使热的二氧化碳气体上升,聚集在容器上方,导致高处的氧气含量相对较低,所以高处蜡烛最先熄灭,故填写:蜡烛燃烧放热使得二氧化碳上升,导致高处二氧化碳浓度增大,且氧气浓度变小。
(4)由表格中O2含量的变化可以看出,燃烧不仅需要氧气,而且对氧气的含量有一定要求,当氧气含量降低到一定程度时,燃烧就不能继续进行,故填写:氧气达到一定浓度可燃物才能燃烧。
(5)①由于热空气先向上聚集,上方温度先升至最高,然后热量才逐渐传递到下方,导致最低处的温度最高点出现更晚,故填写:燃烧产生热量向上扩散,高处先受热升温。
②蜡烛燃烧消耗氧气使高处氧气含量下降,当蜡烛燃烧到一定程度,可能由于热空气的流动等因素,将低处相对氧气含量较高的空气带到高处,从而使高处氧气含量又明显升高,故填写:热空气流动将低处氧气带到高处 。
(6)①a.热空气上升,低处温度相对较低,所以往低处逃生温度较低,该选项正确,故符合题意;
b. 由于燃烧是放热反应,燃烧过程中温度升高,二氧化碳受热体积膨胀,密度减小,则向上聚集到高处,位置越高,二氧化碳浓度越大,所以,火灾时需要“往低处逃生”,该选项说法正确,故符合题意;
c.燃烧时,下部空间气体温度较低,并含有没被消耗完的氧气,该选项说法正确,故符合题意,故填写:abc。
②常见自救方法示例:用湿毛巾捂住口鼻并弯腰匍匐前进,或快速拨打 119 报警等,故填写:湿毛巾捂住口鼻或拨打火警电话119求救(答案不唯一,合理即可)。
26.(2025·江苏无锡·中考真题)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下:
步骤1:在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸,向两个直角导管中分别滴入等量红色水,标记水的高度;
步骤2:向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g,同时套上小气球;
步骤3:红色水面上升高度稳定后,记录水面上升的高度见表3。
表3红色水面上升的高度
金属
红色水面上升的高度/cm
镁条
4.5
锌粒
1.2
(1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是: 、 。
(3)反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是 。
(4)实验结论:镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。
【答案】(1)
(2) 生成氢气(合理即可) 反应放出热量(合理即可)
(3)镁条与锌粒生成的氢气一样多
(4)其他条件相同时,镁条红色水面上升的比锌粒高
【详解】(1)镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为;
(2)金属活动性顺序中,镁、锌均位于氢之前,故镁、锌粒均能与稀盐酸反应生成氢气,且反应放出热量,则实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是:生成氢气、反应放出热量;
(3)过量的镁条和锌粒与等体积10%的稀盐酸反应,金属过量,酸消耗完,生成的氢气一样多,则反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是镁条与锌粒生成的氢气一样多;
(4)其他条件相同时,镁条红色水面上升的比锌粒高,根据题意,在生成相同量的氢气时,镁与稀盐酸反应放出的热量更多,则说明镁的活动性比锌强
27.(2025·江苏无锡·中考真题)项目小组对天然碱的组成、性质和应用进行了如下探究。
I.知应用
某天然碱为或。由该天然碱制备纯碱、烧碱和小苏打的主要过程如下:
(1)属于 (填物质类别)。
(2)“苛化”时发生反应的化学方程式有:, 。
II.探组成
为确定该天然碱的组成,进行如下探究:
利用如图装置进行实验,向天然碱溶液中分别滴加不同试剂:
实验序号
①
②
③
滴入试剂
稀盐酸
澄清石灰水
溶液
现象
大量气泡
白色沉淀
大量气泡和白色沉淀
(3)实验①—③中,能确定该天然碱含有的是 (填实验序号),理由是 。
利用如图装置进行实验,加热不同固体:
实验序号
④
⑤
⑥
固体
天然碱
现象
石灰水变浑浊
石灰水无变化
石灰水变浑浊
(4)对比实验④和⑤可得到的结论是 。
(5)称取该天然碱()样品,充分加热至质量不再减少,反应生成、和,测得为。通过计算确定该天然碱中的质量(写出计算过程)。
【答案】(1)盐
(2)Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
(3) ③ 实验①碳酸钠加稀盐酸能产生二氧化碳,现象同样为产生大量气泡,故不能证明有碳酸氢钠,实验②碳酸钠也可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,现象同样为产生白色沉淀,不能证明有碳酸氢钠,实验③碳酸钠不能和氯化钙溶液反应生成气体,但碳酸氢钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳,故实验③能确定该天然碱含有碳酸氢钠
(4)碳酸氢钠加热生成二氧化碳,碳酸钠加热不能生成二氧化碳
(5)解:设充分加热生成二氧化碳的碳酸氢钠质量为x
答:2.26g该天然碱中,碳酸氢钠的质量为0.84g。
【详解】(1)碳酸钠是由钠离子和碳酸的酸根离子组成的化合物,属于盐;
(2)“苛化”时是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙和碳酸钠反应生成氢氧化钠和碳酸钙沉淀,化学方程式为:Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH;
(3)实验①碳酸钠加稀盐酸能产生二氧化碳,现象同样为产生大量气泡,故不能证明有碳酸氢钠,实验②碳酸钠也可以和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,现象同样为产生白色沉淀,不能证明有碳酸氢钠,实验③碳酸钠不能和氯化钙溶液反应生成气体,但碳酸氢钠可以和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀、氯化钠、水和二氧化碳,故实验③能确定该天然碱含有碳酸氢钠;
(4)实验④证明碳酸氢钠加热生成二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验⑤证明碳酸钠加热不能生成二氧化碳气体;
(5)见答案。
28.(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。
29.(2025·江苏宿迁·中考真题)化学实践小组准备用面粉、水、食用小苏打等原料蒸制馒头,发现有一包已过保质期的食用小苏打(标签显示∶NaHCO3含量≥99%)。他们对该食用小苏打是否变质及变质后对膨松效果的影响开展项目式探究。
【资料1】①NaHCO3受热易分解,Na2CO3和杂质受热不分解。
②浓度小于0.83%的NaHCO3溶液与0.1%的氯化钙溶液混合,无现象;浓度大于0.83%的NaHCO3溶液与0.1%的氯化钙溶液混合,产生白色沉淀。
项目一∶探究该食用小苏打是否变质
(1)【作出猜想】猜想1:未变质,成分为NaHCO3;猜想2:完全变质,成分为Na2CO3;猜想3:部分变质,成分为 。
(2)【进行实验】小组同学分别设计了定性和定量2个实验。
设计实验
实验现象、实验数据
实验1:称取2g干燥样品与250g水配制成溶液,取少量溶液于试管中,向其中滴加0.1%的氯化钙溶液
产生白色沉淀,化学方程式为
实验2:另称取10g干燥样品,加热至恒重(即质量不再变化),再称重
剩余固体质量为6.9g
(3)【证据推理】实验2中,样品中质量减少的物质是 ,样品中该物质的质量分数为 ,若测定过程中未加热至恒重,会导致该物质的质量分数 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)【获得结论】猜想 成立。
项目二:探究变质后对膨松效果的影响
【资料】①蒸制馒头需要经历和面、醒发和蒸制等过程,醒发过程中面团会产生酸性物质。②蒸制馒头过程中,产生的气体越多,馒头越膨松。
(5)【进行实验】用足量的稀盐酸代替面团中的酸性物质进行实验。
设计实验
实验现象
实验结论
相同条件下,
【获得结论】变质的食用小苏打膨松效果变差。
(6)【反思评价】蒸制馒头过程中,主要利用了NaHCO3的化学性质有 。
【答案】(1)NaHCO3和Na2CO3
(2)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
(3) NaHCO3 84% 偏小
(4)3
(5)NaHCO3与盐酸反应产生的二氧化碳更多
(6)受热能产生二氧化碳气体、能与酸反应产生二氧化碳气体
【详解】(1)猜想1:未变质,成分为NaHCO3;猜想2∶完全变质,成分为Na2CO3;则猜想3:部分变质,成分为NaHCO3和Na2CO3。
(2)实验1:称取2g干燥样品与250g水配制成溶液,溶液的溶质质量分数为:=0.79%,浓度小于0.83%的NaHCO3溶液与0.1%的氯化钙溶液混合,无现象。取少量溶液于试管中,向其中滴加0.1%的氯化钙溶液,实验现象为产生白色沉淀,说明样品中含有碳酸钠,则反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl。
(3)因为NaHCO3受热易分解,Na2CO3和杂质受热不分解。实验2中,样品中质量减少的物质是NaHCO3。设样品中NaHCO3的质量为x。
,x=8.4g
样品中该物质的质量分数为:=84%
若测定过程中未加热至恒重,反应后固体的差量减小,会导致该物质的质量分数偏小。
(4)[获得结论]根据以上分析可知,猜想3成立。
(5)根据甲中的气球比乙中的气球膨胀更大,得出实验结论:相同条件下,NaHCO3与盐酸反应产生的二氧化碳更多。
(6)蒸制馒头过程中,主要利用了NaHCO3的化学性质有:受热能产生二氧化碳气体、能与酸反应产生二氧化碳气体。
30.(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。
【详解】(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。
31.(2025·海南·中考真题)有研究表明,海水中溶解过多的二氧化碳会影响海水的酸碱度,向海水中投放橄榄石矿石可减弱这种影响。橄榄石能否减弱海水中过多二氧化碳的影响,某实验小组对此开展实验探究。
任务一:制取二氧化碳气体
(1)图1中仪器a的名称为 (填序号)。
①长颈漏斗 ②锥形瓶 ③试管
(2)为便于控制二氧化碳的生成速率,最好选择图1中的气体发生装置 (填字母)。
(3)向气体发生装置中添加试剂之前,需进行的实验操作是 。
任务二:探究二氧化碳对海水酸碱度的影响
(4)如图2所示进行实验(夹持装置已省略),用pH传感器记录向海水中通入二氧化碳时pH变化情况,实验结果如图3,用化学方程式解释海水pH变化的原因 。
任务三:探究橄榄石能否减弱海水中过多二氧化碳的影响
(5)用弹簧夹夹紧乳胶管,向(4)得到的海水中加入适量橄榄石粉末,充分搅拌,记录反应期间海水的pH变化如图4,由此得出结论:橄榄石能够消耗海水中过多的二氧化碳。得出该结论的依据是 。
(6)查阅资料可知,上述反应的简化反应原理可表示如下,将化学方程式补充完整。
: 。
任务四:拓展与运用
(7)如果你是一位科学家,在研究和使用该技术减弱过多二氧化碳对海水的影响时,应该综合考虑的环境因素有 (写出一点)。
【答案】(1)③
(2)B
(3)检查装置气密性
(4)
(5)加入橄榄石后海水pH回升
(6)
(7)海洋生态影响(或矿石投放量等)
【详解】(1)根据仪器特征,图1中仪器a的名称为试管。故填:③。
(2)为便于控制二氧化碳的生成速率,最好选择图1中的气体发生装置B,装置B可通过分液漏斗控制滴加液体的速率,来控制反应速率。故填:B。
(3)为防止装置漏气,向气体发生装置中添加试剂之前,需进行的实验操作是检查装置气密性。故填:检查装置气密性。
(4)向海水中通入二氧化碳时pH减小,是由于二氧化碳与水反应生成碳酸,该反应的化学方程式为:。故填:。
(5)根据结论橄榄石能够消耗海水中过多的二氧化碳,由图4可知,得出该结论的依据是加入橄榄石后海水pH回升。故填:加入橄榄石后海水pH回升。
(6)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和数目不变,反应物中Mg、Si、O、C、原子个数分别为2、1、12、4,生成物中Mg、Si、O、C、H原子个数分别为2、1、14、4、4、,生成物中缺少4个氢原子,2个氧原子,所以生成物应是,且的化学计量数为2。故填:。
(7)在研究和使用该技术减弱过多二氧化碳对海水的影响时,应该综合考虑的环境因素有海洋生态影响、矿石投放量等。故填:海洋生态影响(或矿石投放量等)。
32.(2025·山东泰安·中考真题)某化学兴趣小组的同学以“无明显现象反应的可视化探索”为主题进行实验探究。
任务一:探究二氧化碳与水的反应
(1)甲同学用三条干燥的紫色石蕊试纸按照图1所示依次操作,其中紫色石蕊试纸变红的是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),获得的实验结论为 。
任务二:探究二氧化碳与氢氧化钠的反应
(2)乙同学利用图2装置将注射器中相同体积的NaOH溶液和水分别同时注入锥形瓶中,观察到 的现象,说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,反应的化学方程式为 。
任务三:探究酸与碱的反应
丙同学利用图3装置研究氢氧化钠溶液与稀盐酸反应,测得溶液电导率随时间变化情况如图4所示。请根据图3、图4并结合资料卡片,回答下列问题:
资料卡片
电导率可衡量溶液导电能力大小,相同条件下,单位体积溶液中的离子数越多,电导率越大。
(3)丙同学观察到三颈烧瓶中溶液由 变成无色,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应,该反应的微观实质是 。
(4)图4中 点(填“a”“b”或“c”)表示盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。
丁同学实验时,忘记滴加酚酞试液,加稀盐酸一段时间后才向溶液中滴加酚酞试液,溶液无明显变化。同学们对三颈烧瓶中溶液的溶质成分进行了如下探究:
【提出问题】除酚酞外,溶液中的溶质是什么?
【作出猜想】猜想一:NaCl 猜想二:NaCl和HCl
【查阅资料】AgCl难溶于水。
【进行实验】
(5)为了验证猜想,同学们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:取少量反应后的溶液于试管中,加入Na2CO3粉末
溶液中含有HCl
方案2:取少量反应后的溶液于试管中,滴加硝酸银溶液
有白色沉淀生成
溶液中含有HCl
【获得结论】猜想二正确。
【反思交流】
(6)同学们讨论交流后认为方案2是不合理的,理由是 。
(7)通过以上实验,同学们一致认为,对于无明显现象的化学反应,可以通过检验反应物减少和 两个不同角度证明反应的发生。
【答案】(1) Ⅲ 二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸变红
(2) U型管中的红墨水液面左高右低
(3) 红色 氢离子和氢氧根离子反应生成水分子
(4)b
(5)有气泡冒出
(6)氯化钠与硝酸银反应也能生成白色沉淀氯化银
(7)有新物质生成
【详解】(1)Ⅰ中只喷水,水呈中性,不能使紫色石蕊试纸变红;Ⅱ中干燥的二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变红;Ⅲ中喷水后放入干燥的二氧化碳中,二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸变红,所以紫色石蕊试纸变红的是Ⅲ,可得出二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸变红。故填:Ⅲ;二氧化碳与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊试纸变红。
(2)将相同体积的氢氧化钠溶液和水分别同时注入锥形瓶中,由于二氧化碳能与氢氧化钠反应,导致左侧锥形瓶内压强减小较大,右侧锥形瓶内压强减小较小,所以U型管中的红墨水液面左高右低,由此说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:。故填:U型管中的红墨水液面左高右低;。
(3)滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液为红色,加入稀盐酸,盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氯化钠溶液呈中性,当观察到三颈烧瓶中溶液由红色变成无色,证明盐酸和氢氧化钠发生了化学反应;该反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。故填:红色;氢离子和氢氧根离子反应生成水分子。
(4)根据相同条件下,单位体积溶液中的离子数越多,电导率越大,由图4可知,b点导电率最低,说明盐酸与氢氧化钠恰好完全反应。故填:b。
(5)根据实验结论溶液中含有HCl,所以:取少量反应后的溶液于试管中,加入碳酸钠粉末,盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可观察到有气泡冒出。故填:有气泡冒出。
(6)HCl能与硝酸银发生反应,现象是产生白色沉淀,但反应后的溶液中一定有氯化钠,氯化钠与硝酸银溶液反应也会生成氯化银白色沉淀,所以仅根据产生白色沉淀不能确定溶液中有 HCl 。故填:氯化钠与硝酸银反应也能生成白色沉淀氯化银。
(7)通过以上实验,同学们一致认为,对于无明显现象的化学反应,可以通过检验反应物减少和有新物质生成两个不同角度证明反应的发生。故填:有新物质生成。
33.(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
【答案】(1)形成合金后熔点降低
(2) 价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等 纳米银粉与氧气接触面积大幅增加
(3)难溶于水,溶液中浓度降低
(4) 防止见光分解
(5) 化学 向滤液中加入过量锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入足量稀盐酸
【详解】(1)银的熔点为960.15℃,铅的熔点为327.50℃,合金的熔点一般比组分金属的熔点更低,炼银时加铅可助熔的原因是形成合金后熔点降低;
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等;在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是纳米银粉与氧气接触面积大幅增加;
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧反应,产生具有杀菌能力的,当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是难溶于水,溶液中浓度降低;
(4)①步骤a中和反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为; ②见光会逐渐分解,实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是防止见光分解;
(5)①电池放电时,将化学能转化为电能;
②向正极材料中边搅拌边滴加稀,银、氧化银都与硝酸反应生成硝酸银,至固体不再溶解,静置,过滤,滤液中含有硝酸银和硝酸,锌能与硝酸和硝酸银反应,锌过量能确保硝酸银完全反应,再加入稀盐酸除去过量的锌,静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的。
34.(2025·江苏淮安·中考真题)氢能是一种重要的绿色能源。
【制氢】
(1)甲烷催化重整制氢的微观过程示意图如图1所示。
①该反应的化学方程式是 ,反应前后不变的微观粒子是 。
②已知:(反应放热)。向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,其优点是 。
(2)催化重整制得的H2中常混有少量CO。利用铜-铈氧化物()可催化除去CO,反应过程如图2所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.步骤①中发生了化合反应 B.在整个反应前后催化剂的质量不变
C.过程中催化剂参与了反应 D.该过程总反应的化学方程式是
【储氢】
(3)向含有催化剂的NaHCO3溶液中通入H2,可发生反应,用于储氢。温度高于70℃时,储氢效率降低的原因可能是 。
【释氢】
(4)氨硼烷(NH3BH3)储氢量较高,不同温度下可分解生成H2和不同固体(),剩余固体残留率()随温度的变化曲线如图3所示,请判断B点对应的物质为 (填化学式)。
【用氢】
(5)氢氧燃料电池被誉为氢能源汽车的心脏。电池工作时, 能转化为电能。
(6)在催化剂的作用下,H2能还原氮氧化物()实现氮污染的治理。某温度(t℃)下,H2的体积分数对反应的影响如图4所示。
①H2的体积分数在范围内,发生置换反应的化学方程式是 。
②实际生产中H2的体积分数不宜过高的原因是 。
【答案】(1) CH4 + 2H2OCO2 + 4H2 碳原子、氢原子、氧原子 提高氢气的产率,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源
(2)BC
(3)因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低
(4)BNH2
(5)化学能
(6) 2H2+ 2NO N2+ 2H2O 当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物
【详解】(1)由微观示意图可知,甲烷(CH4)和水(H2O)在催化剂、500℃条件下反应生成二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。根据化学反应式的书写原则,配平后化学方程式为CH4 + 2H2OCO2 + 4H2。 化学反应的实质是分子破裂成原子,原子重新组合成新分子,所以反应前后不变的微观粒子是碳原子、氢原子、氧原子。
② 已知CaO + CO2 = CaCO3(反应放热),向该重整制氢体系中加入适量疏松多孔的CaO,一方面CaO能吸收反应生成的CO2,使反应CH4 + H2OCO2 + 4H2的平衡正向移动,从而提高氢气的产率;另一方面,该反应放热,能为甲烷催化重整制氢的反应提供热量,节约能源。
(2)A、步骤①中是CO与催化剂载体中的氧结合等过程,不是化合反应(化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应),A错误。
B、催化剂在化学反应前后质量和化学性质都不变,所以在整个反应前后催化剂的质量不变,B正确。
C、从反应过程图可以看出,催化剂参与了反应过程,C正确。
D、该过程是在催化剂作用下CO与O2反应生成CO2,反应条件不是点燃,总反应的化学方程式应为2CO + O22CO2,D错误。 故选BC。
(3)温度高于70℃时,储氢效率降低,可能是因为温度过高,碳酸氢钠分解了或者催化剂的活性降低,导致反应的反应速率减慢,从而使储氢效率降低(或者温度过高,H2的溶解度减小,参与反应的H2减少等合理原因均可)。
(4)设NH3BH3的质量为m,其相对分子质量为14 + 3×1 + 11 + 3×1 = 31。 B点剩余固体残留率为87.1%,则剩余固体质量为87.1%m。 NH3BH3中B、N原子个数比为1:1,设B点对应物质的化学式为(BNHx)n,则B、N元素质量比在NH3BH3和(BNHx)n中不变。 NH3BH3中B、N元素质量比为11:14。 (BNHx)n的相对分子质量为n(11+14+x),根据残留率可得: 87.1%,近似计算得x≈2,所以B点对应的物质为BNH2。
(5)氢氧燃料电池工作时,化学能转化为电能。
(6)① 在H2的体积分数在0 - 600 ×10-6范围内,由图可知,NO和H2反应生成N2和H2O,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的置换反应,化学方程式为2H2+ 2NO N2+ 2H2O。
② 从图中可以看出,当H2的体积分数过高时,会有NH3生成,NH3是一种污染物,所以实际生产中H2的体积分数不宜过高。
35.(2025·江苏淮安·中考真题)锰及其化合物在生产、生活中具有广泛的应用。
(1)锰元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示。下列有关说法正确的是________(填序号)。
A.图1中 B.锰元素属于非金属元素
C.锰元素的原子序数为25 D.锰元素的相对原子质量为54.94 g
(2)将打磨过的锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片表面出现红色固体,意外发现锰片上有少量气泡产生,据此可推测CuCl2溶液中含有的阳离子是 (填离子符号)。
(3)Mn3O4常用于电子工业,KMnO4可用于制备氧气,其稀溶液还是良好的消毒剂。利用废旧电池炭包(含炭和MnO2)制备Mn3O4和KMnO4的流程如图2所示。
①将炭包在足量的氧气中焙烧,目的是 。
②反应1中化合价发生改变的元素是 (填元素符号)。
③MnSO4能与氧气、氨水反应生成(NH4)2SO4和Mn3O4(难溶于水的黑色固体),实验装置如图3所示。制备时溶液的温度和pH对Mn3O4的产率的影响如图4所示。为获得高产率、高纯度的Mn3O4,请补充完整下列实验方案:取一定量MnSO4溶液放入三颈烧瓶中,在不断搅拌下,通入空气, ,真空干燥。(实验方案中必须使用的试剂:氨水、蒸馏水)
④反应2的原理为,则X的化学式为 。
⑤将K2MnO4转化为KMnO4的实验方案通常有两种。
方案一:
方案二:
对比上述两种方案,你认为哪种方案更优?请说明理由: (写出一点即可)。
【答案】(1)AC
(2)Cu2+、H+/H+、Cu2+
(3) 使炭燃烧生成CO2从而得到纯净的MnO2 Mn、O/O、Mn 将三颈烧瓶水浴加热并保持在50℃恒温,滴加氨水调节溶液的pH为8.5,直至有大量黑色沉淀出现,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀 H2O 方案一更优,方案一中锰元素的转化率高(或生成的KOH可以循环使用,可以同时获得氢气)
【详解】(1)A.原子结构示意图中,圆圈表示原子核,圆圈内的数字表示核电荷数(或质子数),弧线表示电子层,弧线上的数字表示该电子层上的电子数,在原子中,质子数=核外电子数,因此x=25-2-13-2=8,故A正确;
B.由汉字“锰”的部首可知锰属于金属元素,故B错误;
C.元素周期表每格中,左上角的数字为原子序数,锰元素的原子序数为25,故C正确;
D.相对原子质量是一个比值,单位为“1”,常省略不写,故D错误。
综上,故选AC。
(2)活泼金属能与酸反应生成氢气,锰片插入CuCl2溶液中,观察到锰片上有少量气泡,推测可能是CuCl2溶液呈酸性,所以溶液中含有的阳离子包括H+和Cu2+。
(3)①提供充足的氧气进行焙烧能将废旧电池炭包(含炭和MnO2)中的炭完全反应生成CO2,从而得到较纯净的MnO2。
②反应1是MnO2和H2O2、H2SO4反应生成MnSO4和H2O和O2,化学方程式为:。,MnO2中Mn化合价为:x+(-2)×2=0,x=+4,MnSO4中Mn化合价为:x+(-2)=0,x=+2,因此Mn的化合价由,。H2O2中O的化合价为:(+1)×2+x×2=0,x=-1,O2中O的化合价为0,O的化合价由。故化合价改变的元素是Mn、O。
③将三颈烧瓶水浴加热,根据图4,在50℃恒温,滴加氨水调节溶液的pH为8.5,直至有大量黑色沉淀出现,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀,Mn3O4的转化率最高。
④根据反应,反应前2个锰原子、4个钾原子、4个氢原子、10个氧原子,反应后有2个锰原子、4个钾原子、8个氧原子,故2X中共有4个氢原子、2个氧原子,故X的化学式为:H2O。
⑤根据生成物中锰元素的转化,方案一中锰元素的转化率高,故方案一更优。或生成的KOH可以循环使用,可以同时获得氢气。
36.(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
【答案】(1) 和(合理即可) a
(2) 低
(3) 双氧水的分解速率随温度升高而加快,双氧水浓度降低
(4)增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分
(5) 还原生成的可以循环使用
(6)产品中会混有或ZnO
(7)取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净
(8)
(9) 由“再生”前后铁元素质量守恒,设活性的理论再生质量为。
z≈209.5g
可脱除的比理论脱除量减少了5.1g,设减少的活性Fe2O3·H2O再生质量为m。
m=8.9g
则实际的活性Fe2O3·H2O再生质量为
则活性Fe2O3·H2O再生率。 多次“再生”后,活性的孔隙被S覆盖,使其脱硫效果变差
【详解】(1)①铁锈的主要成分是,根据化学变化中元素种类不变,可知铁生锈与空气中的和有关。
②废铁属于可回收的金属资源,因此应放入标有可回收物的垃圾箱,故选a;
(2)①赤铁矿石的主要成分是,以赤铁矿为原料炼铁发生反应为一氧化碳与氧化铁高温生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为;
②生铁的含碳量比钢高,柔铁和生铁经炼、锻后得到钢,说明柔铁的含碳量比钢低。
(3)①铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为;
②由于双氧水的分解速率随温度升高而加快,因此当温度高于120℃后,双氧水分解速率加快,浓度降低,因此NO的脱除率下降;
(4)废铁研磨成粉末的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分
(5)Fe2O3和稀H2SO4反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为;
由于“还原”过程有硫酸生成,且生成的硫酸可以循环使用,因此所加稀硫酸可略低于理论消耗量;
(6)由于开始沉淀的pH为6.2,因此若溶液的pH为7.5,则在产品中会混有或ZnO,使产品纯度降低;
(7)“过滤”后所得滤渣表面有残留,能与结合生成沉淀,因此判断固体已洗净的方法是取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净;
(8)由题意可知,Fe2O3·H2O将吸入其孔隙进行反应,生成Fe2S3·H2O和H2O,发生反应的化学方程式为。
(9)①见答案;
②由于多次“再生”后,活性Fe2O3·H2O的孔隙被S覆盖,因此会使活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差。
37.(2025·江苏镇江·中考真题)实验探究金属与溶液的反应。
实验一:进行如图1实验,铁丝表面出现红色固体且产生气泡,溶液的pH变化曲线如图2所示。
(1)生成红色固体的化学方程式为 。
(2)由pH变化曲线获得信息:
①反应过程中溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
②铁与溶液中的 (填离子符号)反应生成了。
(3)抽出附有红色固体的铁丝,静置,液面处逐渐出现红褐色固体,溶液pH明显下降,用化学方程式解释原因 。
实验二:将光亮镁条插入溶液,镁条逐渐溶解,产生 (填现象),生成红色固体和蓝绿色沉淀。充分反应,过滤、洗涤,低温干燥得固体样品。
资料:①实验二中铜元素转化为、和(碱式硫酸铜)。
②68℃时,发生分解。不溶于水,能溶于酸,300℃左右分解生成铜的氧化物和气体。
(4)取10.36 g样品进行实验:
①控制温度68℃充分加热,将生成气体用足量浓硫酸吸收,测得浓硫酸增重0.72 g。样品中的质量为 g。
②加热至更高温度,固体完全变成黑色后称得质量为8.00 g。
(5)另取10.36 g样品,溶于足量稀盐酸,分离得1.28 g红色固体;再向剩余溶液中加入过量溶液,得4.66 g沉淀。该碱式硫酸铜的化学式为 。
【答案】(1)
(2) 减弱
(3) 大量气泡
(4)3.92
(5)
【详解】(1)铁的金属活动性比铜强,因此将光亮的铁丝浸入溶液中时,Fe与溶液发生置换反应生成和Cu,因此可观察到铁丝表面生成红色固体,该反应的化学方程式为:。故填:。
(2)①由图2可以看出,随着反应的进行,溶液的pH逐渐增大,说明反应过程中溶液的酸性减弱。故填:减弱。
②由于溶液显酸性,因此其中含有的与铁丝发生反应生成氢气,所以可观察到铁丝表面产生气泡。故填:。
(3)铁与硫酸铜溶液反应后有硫酸亚铁生成,而硫酸亚铁在液面处接触空气中的氧气后被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀,发生反应的化学方程式为。故填:。
实验二:镁的金属活动性比铜强,且硫酸铜溶液呈酸性,因此将光亮的镁条插入硫酸铜溶液中时,可观察到镁条逐渐溶解,产生大量气泡,同时生成红色固体和蓝绿色沉淀。故填:大量气泡。
(4)①68℃时氢氧化铜发生分解生成氧化铜和水;浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸增重的质量即为氢氧化铜分解生成水的质量。设样品中氢氧化铜的质量为x,则:
解得:
故填:3.92。
(5)样品在高温下最终变成8.00 g黑色固体氧化铜,则样品中铜元素的总质量为:。
样品中加足量稀盐酸后,稀盐酸与氢氧化铜、碱式硫酸铜反应并使其溶解,最终分离出的1.28 g红色固体为样品中的铜单质,则碱式硫酸铜中铜元素的质量为:6.4 g-2.56 g-1.28 g=2.56 g;碱式硫酸铜与稀盐酸反应后的溶液与过量氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀4.66 g,由此可计算碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量,设碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量为y,根据硫酸根的质量守恒,则:
解得:
10.36 g样品中碱式硫酸铜的质量为:10.36 g-1.28 g-3.92 g=5.16 g,碱式硫酸铜中的质量为:5.16 g-2.56 g-1.92 g=0.68 g,所以碱式硫酸铜中。由此可知,碱式硫酸铜的化学式。故填:。
38.(2025·江苏常州·中考真题)月球原位资源利用将成为原位补给水和氧气等关键生存物资的核心技术。
I.矿石处理
月壤样品分析结果表明其成分较复杂,其中的钛铁矿是铁和钛的氧化物(主要成分可写成FeO•TiO2),具有磁性,其余为非磁性矿物。据此科研人员用干式磁选法(如图1所示)分选富集出钛铁矿。
(1)图1中钛铁矿颗粒将进入 斗。
(2)科研人员对粒径为100μm的矿物在不同磁感应强度(单位:T)和转速(单位:r•min-1)条件下进行磁选实验,结果如图2所示,则该装置将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的最佳条件为 。
II.原位制水
(3)水是保障人类生存的关键资源。科研人员还在月壤钛铁矿中发现储存有大量氢。在高温下钛铁矿中的氢与铁的氧化物能发生反应,其中氢与氧化亚铁反应生成单质铁和水,该反应方程式为 。
(4)图3呈现了钛铁矿随着温度变化过程中所有价态的铁含量变化情况,由图可知最适合大量制水的反应温度为 (选填“T2”、“T3”或“T4”)。同学甲发现T1~T2温度之间Fe2+的含量不降反升,他依据该温度范围Fe3+的含量减少得出结论:该温度范围内Fe3+转化成为了Fe2+;同学乙认为该推理不严谨,还需参考同温度范围内 。
(5)研究嫦娥五号采集的月壤,发现该样品可产水量约占月壤质量的7.5%。已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供 位成人一天的饮水需求。
III.综合开发
同学甲查阅资料获知月壤钛铁矿中还存在矿物ULM-1(含NH4MgCl3•6H2O),他提出一种利用太阳能原位开发月球资源的方案,流程如图:
(6)上述流程中的X是一种含两种元素的可燃性气体,其化学式为 。
(7)上述流程中可以循环利用的物质有 。
(8)同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到 元素。
【答案】(1)B
(2)磁感应强度为0.43T、转速为50r•min-1
(3)
(4) T4 铁单质含量的变化情况
(5)50
(6)CO
(7)Mg、Cl2
(8)碳
【详解】(1)题目中明确说明钛铁矿“具有磁性”,所以会被磁系吸引进入B斗。
(2)由图可知,磁感应强度为0.43T、转速为50r•min-1时,分流距离最大,即将月壤中磁性颗粒和非磁性颗粒分选开来的效果最佳。
(3)氢与氧化亚铁在高温下反应生成单质铁和水,根据质量守恒定律,反应的化学方程式为:;
(4)由题(3)可知,铁的氧化物和氢反应生成单质铁和水,于是钛铁矿中,生成物单质铁越多,说明反应进行越多,即生成水越多,由图可知,T4温度时,钛铁矿中单质铁的量骤升,说明生成大量水。
(5)由题可知,一吨月壤可产生水,水的密度在标准状况下为1g/cm3,即水,已知成人每天饮水量约为1500mL,据此可知每吨月壤可产生的水约能供位成人一天的饮水需求。
(6)由流程图可知,反应物有TiO2、C、Cl2,反应条件是高温,生成物是TiCl4和X,根据化学反应前后元素种类不变,所以一种含有两种元素的可燃性气体X是含有C和O的CO;
(7)由流程图可知,Mg、Cl2既是反应物,又是反应物,上述流程中可以循环利用的物质有Mg、Cl2。
(8)化学反应前后元素种类不变,同学乙认为该方案暂时不可行,原因是还需要在月球上寻找到碳元素。
39.(2025·广东广州·中考真题)青铜铸文明,文脉传千秋。四千多年前,华夏民族就能够冶炼青铜合金。
(1)《周礼·考工记》中记载了春秋时期的六种青铜合金,其中两种的性质如下表:
名称
钟鼎之齐(含锡16.7%)
戈戟之齐(含锡25.0%)
熔点/℃
980
800
布氏硬度(数值越大越硬)
90
290
它们在古代分别用于制作礼器和兵器。用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是 。
(2)赤铜矿中 Cu2O的质量分数为72%,炼铜时发生反应 理论上1吨赤铜矿能冶炼出 吨铜。
(3)一些古老的铜器“纯青如铺翠、而莹如玉”。在自然环境中,铜器受腐蚀生成“无害锈”,不仅增加美观度还有一定的保护作用。在氯离子、氧气和潮湿环境的影响下,“无害锈”也会转化为质地疏松易脱落的“有害锈”,加快铜器腐蚀。
锈蚀类型
主要成分
无害锈
Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu2O
有害锈
Cu2(OH)3Cl
①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成 (填化学式)溶液。
②某小组刮取少量铜器表面锈蚀物于试管中,加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,再向试管中滴加几滴硝酸银溶液,出现白色浑浊。
反思与评价:锈蚀物中含“无害锈”,依据是 ;不能确定是否含“有害锈”,理由是 。(查阅资料:Ag2CO3、AgCl均为白色固体且不溶于水)
③考古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是 。埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是: 。
【答案】(1)硬度大
(2)0.64
(3) CuCl2 有气泡冒出 加入稀盐酸引入了Cl- 除去青铜文物表面的氯离子,减少有害锈的生成 埋藏海底的青铜文物隔绝了空气,不易形成有害锈
【详解】(1)用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是硬度大;
(2)设生成铜的质量为x
x=0.64t
答:生成铜的质量为0.64t ;
(3)①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3、CuO和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成CuCl2溶液;
②锈蚀物中含“无害锈”,依据是:加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,因为“无害锈”中的Cu2(OH)2CO3与稀盐酸反应会产生二氧化碳气体,同时生成含铜离子的蓝色溶液;不能确定是否含“有害锈”,理由是:与“无害锈”中的Cu2(OH)2CO3反应的稀盐酸也带入了氯离子,“Cl-”能与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,所以无法确定白色浑浊是由“有害锈”产生的氯离子与硝酸银反应导致的;
③古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是:洗去文物表面的盐分等杂质,防止这些杂质加速文物的腐蚀;埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是:埋藏海底的青铜文物隔绝了空气,不易形成有害锈。
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