内容正文:
专题五 科学探究题
分层作业
1、某校化学兴趣小组在老师指导下,对过氧化氢溶液分解制取氧气进行再探究。
【初步探究】
(1)写出实验室用过氧化氢溶液制取氧气的化学方程式: 。
【继续探究】小组同学通过查阅资料得知,氯化铜溶液也可作为过氧化氢溶液分解的催化剂,已知氯化铜溶液中含有、、,到底哪种微粒对过氧化氢溶液的分解起催化作用呢?
【作出猜想】
猜想一:可能是;
猜想二:可能是;
猜想三:可能是。
【分析交流】
(2)猜想一肯定是错误的,因为 。
【实验探究】
(3)为了进一步验证猜想,小组同学设计了如表实验,
实验操作
实验现象
其他条件不变,向过氧化氢溶液中加入溶液
无明显变化
其他条件不变,向过氧化氢溶液中加入溶液
无明显变化
其他条件不变,向过氧化氢溶液中加入 (填化学式)溶液
立即产生大量气泡
【结论反思】
(4)猜想 成立。
【拓展应用】
(5)与课本中二氧化锰相比,从循环利用的角度分析, (填“二氧化锰”或“氯化铜溶液”)更适合作该反应的催化剂。
【深入探究】小组同学查阅了不同金属离子对过氧化氢分解影响的实验资料得知,时,在不同金属离子存在下,纯过氧化氢的分解率如表所示。
实验编号
离子
加入量(mg/L)
分解率%
①
无
2
②
1.0
2
③
1.0
15
④
0.1
86
⑤
0.1
96
【交流反思】
(6)实验①的目的是 ,通过以上探究可得出的结论有 (写一点即可)。
2、化学兴趣小组对氢氧化钠的性质进行探究。
【知识回顾】
氢氧化钠在生产和生活中有广泛的用途。常温下氢氧化钠能与二氧化碳、稀硫酸等物质反应。
(1)氢氧化钠使用时必须十分小心,原因是 。
(2)氢氧化钠与稀硫酸反应的化学方程式为 。
【实验探究】欲证明“CO2与NaOH能发生化学反应”,兴趣小组进行了以下探究实验。
【实验一】兴趣小组将充满CO2气体的试管倒扣在NaOH溶液中(如图1所示),观察到试管内液面上升,据此,得出“CO2与NaOH发生了化学反应的结论。
(3)上述结论的证据不充足,理由是 。
【实验二】再探究二氧化碳和氢氧化钠是否发生化学反应。
如图2、3所示实验装置(气密性良好),该兴趣小组的同学同时迅速将等体积注射器内的液体全部注入各自锥形瓶中,关闭活塞,一段时间后,同时振荡锥形瓶。利用数字化实验技术测定锥形瓶内的气压变化,得到压强随时间变化的曲线如图4所示。
(4)设计图3装置实验的目的是 。
(5)图4中曲线 (填“I”或“II”)表示二氧化碳和氢氧化钠溶液的反应。
(6)图4中AB段气压上升的原因是 ,曲线Ⅱ中FG段气压急速下降的原因是 。
(7)若将图3中水换为等体积的饱和石灰水,请在图4中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势(用III表示)。
3. (2025·安徽卷)学习了“常见的酸、碱、盐”后,某化学兴趣小组为探究和的性质,设计并进行了如下实验。
【实验一】探究固体的稳定性
该小组用如图所示装置进行实验。
实验进行一段时间后,观察到甲中 ______填实验现象时,证明有水生成;乙中澄清石灰水变浑浊,原因是 ______用化学方程式表示。
实验结论:固体受热能分解。
【实验二】探究溶液的酸碱性
取少量溶液于试管中,向其中滴加滴酚酞溶液,溶液变为浅红色。
实验结论:溶液呈 ______性。
【实验三】探究溶液的稳定性
常温下,在密闭容器如图中放入盛有蒸馏水的烧杯,开启传感器,测得容器内浓度基本不变;将蒸馏水换成的稀溶液,开启传感器,测得容器内浓度增大。
用蒸馏水做实验的目的是 ______。
实验三的结论是 ______。
注意:若答对两小题奖励分,化学总得分不超过分。
【实验四】数字化实验探究的性质
常温下,取一定量的溶液,分成两等份。
向一份溶液滴入稀盐酸,用传感器测定该过程中的变化,测定结果如图曲线。
向另一份溶液先通入一定量的充分反应后得到溶液。再向溶液中滴入相同质量分数的稀盐酸,同时用传感器测定变化,得到随盐酸体积变化曲线未在如图坐标系中画出。
溶液的 ______填“大于”“小于”或“等于”点的。
曲线上横坐标为时,对应溶液中的溶质是 ______填化学式。
4.(2024·安徽卷)我国化学家侯德榜发明的侯氏制碱法,开创了世界制碱工业的新纪元。制碱工艺中的关键反应为:NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。室温(20℃)下,某兴趣小组在实验室利用如图装置模拟该反应。
已知:
①20℃时,几种盐的溶解度如表;
物质
NaCl
NaHCO3
NH4Cl
溶解度/g
36.0
9.6
37.2
②氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性。
(1)为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入 gNaCl固体。
(2)仪器a的名称是 ,装置D的作用是 。
(3)装置A制取的CO2中会混有HCl,用饱和NaHCO3溶液吸收HCl的化学方程式为 。
(4)为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是 。
充分反应后,装置C中有晶体析出。为分析晶体产生的原因,兴趣小组继续开展探究。
查阅资料:一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。
(5)装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl原因是 。
(6)装置C中的物质过滤后得到的滤液在工业上称为母液。侯氏制碱法通过向母液中加入食盐,使NH4Cl结晶析出,析出晶体的原因是 。
5.(2023·安徽卷)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保待恒温,理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
6.(2022·安徽卷)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用在水等溶剂中的溶解性来吸收。某小组开展如下探究。
【活动一】探究在水和食盐水模拟海水中的溶解情况
相同条件下,该小组分别用排水法,排食盐水法收集如图,待收集后,移出导管。每隔一段时间观察并记录量筒内体积。重复实验,所测数据平均值如表。
时间
排水法时体积
排食盐水法时体积
图发生装置中反应的化学方程式为 ,反应类型是 。
由上表数据分析:
能用排水法收集的理由是 。
相同条件下,等体积水和食盐水吸收更多的是 ______填“水”或“食盐水”。
海洋封存可能带来的危害是 写出点即可。
【活动二】探究植物油隔离对在水中溶解情况的影响
小芳设计并完成以下对照实验:用两个量筒分别收集倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使与水被植物油隔开与植物油不反应。测得量筒内体积随时间变化曲线如图。分析该图可得出的结论是 。
【活动三】深度探究【活动二】中的溶解情况
(5)①小松用图3表示无植物油隔离时,量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式,在图4方框中画出有植物油隔离时,量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图 (植物油分子用表示)。
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,请设计实验方案: 。
7.(2021·安徽卷)关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧
(1)酒精、煤(含硫)、天然气是生活中常见的燃料,下列不属于三者燃烧共有的现象是 (填字母序号)。
A、发光 B、产生有刺激性气味的气体 C、放热 D、产生使澄清石灰水变浑浊的气体
(2)写出酒精(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式 。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化
(3)该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1:室温下,按如图组装装置,装入药品,称量装置总质量为m1g。
步骤2:将锥形瓶浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤3:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶;打开止水夹K1,和K2,从K1处缓慢通入约50mL氧气,再关闭K1和K2,称量装置总质量为m2g。
步骤4:将锥形瓶再次浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤5:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶,称量装置总质量为m3g。
①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是 。
②m1、m2、m3的大小关系是 。
【任务三】调控燃烧
(4)报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议 。
【任务四】再探铁的燃烧
(5)查阅文献:颗粒直径为20-30nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。
结合已有知识,回答下列问题:
①影响铁燃烧的因素有 、 (至少答出2点)。
②铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若5.6g铁与氧气反应可得ag产物,且铁无剩余,则a的取值范围是 。
8.(2020·安徽卷)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
【认识铁的腐蚀】
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填字母序号)。
A 未擦干的铁锅 B 除油漆的栏杆 C 盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。
【探究铁的腐蚀】
(3)该小组用下图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 。
【拓展探究】
(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按上图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因: ;改进实验方案证明你的分析: 。
9、土壤是植物生长发育的基质,研究土壤酸碱性对种植业及其发展具有重要意义、某校实践小组的同学在老师的帮助下,对当地土壤的酸碱度、土壤成分及土壤改良措施等进行了项目式科学探究。
任务一:测定土壤酸碱度
【进行实验】步骤1:取农田里五份不同位置的5g土壤样品于烧杯中,分别加入10mL蒸馏水,充分搅拌后静置,澄清后过滤。步骤2:用玻璃棒分别蘸取少量土壤浸出液滴加到pH试纸上,试纸显色后与标准比色卡对照读数。
(1)在农田里确定5个位置进行取样,以下取样位置设定合理的是______(填字母)。
A. B. C.
【实验记录】同学们分别进行了五次实验测定土壤浸出液的酸碱度,实验数据记录如下:
浸出液
浸出液1
浸出液2
浸出液3
浸出液4
浸出液5
测得的pH
8
9
8
8
8
【实验结论】
(2)该土地的土壤呈 性。
任务二:探究适合生长的植物
【信息检索】下表为几种经济作物适宜生长的pH范围:
作物
茶树
棉花
苹果树
葱
海水稻
适宜生长的pH范围
5.0~5.5
6.0~6.8
6.0~8.0
7.0~7.4
8.0~9.2
【小组交流】
(3)本地土壤比较适宜种植的作物是 。
任务三:探究土壤成分
【提出猜想】同学们结合已有知识,猜测当地土壤的成分中可能含有和。
【进行实验】
实验操作
实验现象
实验结论
步骤1:向土壤浸出液中滴加少量溶液,充分反应后静置
土壤浸出液中含有
步骤2:向步骤1的上层清液中滴加足量稀盐酸
有气泡产生
土壤浸出液中含有
(4)请根据实验结论将步骤1中的实验现象补充完整: 。
(5)请写出步骤2中任意一个反应的化学方程式: 。
(6)有的同学认为以上实验操作不严谨,应在进行步骤1时将滴加的少量溶液改为 ,才能确定土壤浸出液中含有。
任务四:探究土壤改良措施
(7)近年来,我国应用微生物菌肥、生物有机肥、秸秆还田等方式,改良碱性土壤。
①改良酸性土壤应加入的物质是 。在实际生产中,农民也常引入淡水冲洗以降低土壤酸性,冲洗过程中土壤浸出液酸碱度变化的大致曲线正确的是 (填字母)。
②改良土壤酸碱性在农业生产中的重要意义是 (写1点)。
10、生态富民是我国实现高质量发展的重要路径。近年来,我国一些地区创新采用了“渔光互补”发展模式,化学实践小组的同学们对渔光互补的工作模式、鱼塘水的成分等产生了浓厚的兴趣,他们在老师的指导下展开了项目式学习活动。
【任务一】了解渔光互补模式
【信息检索】同学们上网查阅资料,了解到“渔光互补”是在水面上方架设光伏板发电,下方的水域则用于水产养殖,形成“上可发电,下可养鱼”的发展模式。
【分析交流】
(1)光伏发电过程中能量的转化为 。
【任务二】探究鱼塘水的成分
【教师指导】老师告诉同学们:①鱼塘底部塘泥中的有机物分解易使水质酸性增强;②该鱼塘养殖鱼虾,需定期投入为鱼虾补充钙质;③硬水中含有较多钙离子和镁离子;④能与水反应最终生成和,中间过程可能生成,过氧化氢溶液具有漂白性。
【猜想假设】同学们猜想:该鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2。
【进行实验】
(2)
实验步骤
实验现象
实验结论
①取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加几滴
溶液变成红色
鱼塘水呈酸性,且含有
②另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量溶液
有气体产生,滴加一段时间后产生
【反思评价】
(3)假设鱼塘中的酸为盐酸,则步骤②中产生气体时发生反应的化学方程式为 。
(4)有同学对实验结论提出了质疑,理由是 ,同学们改进方案后重新进行实验,得出了正确的结论。
【拓展实验】过氧化钙()是一种环境友好型供氧剂,可用于鱼类养殖。兴趣小组在老师指导下,用装置甲进行少量过氧化钙样品与足量水反应的实验,实验时加入过氧化钙样品与足量水,迅速密闭装置,开始测氧气浓度。滴入几滴酚酞试液,观察到三颈烧瓶中溶液先变红后慢慢褪色。630秒时,将气球内二氧化锰加入三颈烧瓶中,瓶内氧气浓度随反应时间变化如图乙。
(5)AB段氧气浓度几乎不变的原因可能是 ;
(6)滴入酚酞试液后,三颈烧瓶中溶液变红后会慢慢褪色的原因可能是 ;
(7)运输鱼苗时,在水中加少量过氧化钙的主要目的是 。
11、氯化钠是一种生活中常见的盐,在工农业生产、生活中有广泛的用途。某化学兴趣小组的同学对氯化钠展开了探究。
【探究一】初识氯化钠
氯化钠是重要的调味品,也是人的正常生理活动所必不可少的。
(1)人体内含有的氯化钠大部分以离子形式存在于体液中,其中具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用的是 。
【探究二】研究“融雪剂”成分
融雪剂又称“化冰盐”,主要成分为“氯盐”,如氯化钠、氯化钙等,广泛应用于冬季道路、停车场、广场等场所的融雪和防冻。小组按如图步骤进行实验,并记录实验现象。
查阅资料:某些金属化合物灼烧时会使火焰呈现出各种艳丽色彩,如含钠元素的火焰呈黄色,含钙元素的火焰呈砖红色等。
(2)上述实验验证了样品中含有氯化钙,所依据的实验现象是 。该反应的化学方程式是 。
(3)同学们认为仅通过上述实验,无法确定样品中是否含有氯化钠,理由是 。
【探究三】探究氯化钠溶液的导电性
查阅资料:溶液的导电性可以用电导率(电导率数值越大,溶液的导电性越强)衡量。一定条件下,电导率的大小与溶液中的离子种类及浓度有关。
小组同学用电导率传感器测定不同温度、不同浓度氯化钠溶液的电导率。
氯化钠溶液浓度(%)
1.4
5.6
13.0
变化曲线
(4)根据上述实验,能够得出的结论是 。
【拓展探究】氯化钠是盐酸与氢氧化钠中和反应的产物。
小组同学向一定体积的A溶液中不断滴入B溶液(三组实验试剂如表所示,A和B溶液均为相同体积溶液中含有相同数目离子的溶液),并测定了实验过程中溶液电导率随B溶液体积变化而变化的曲线(如图所示)。
实验编号
A溶液
B溶液
I
NaOH溶液
稀盐酸
II
NaOH溶液
蒸馏水
III
NaOH溶液
NaCl溶液
(5)解释与结论
①甲根据实验I的曲线得出“盐酸与NaOH发生了反应”的结论,乙同学提出质疑,理由是 。
②甲同学基于上述质疑,设计了实验II和实验III。根据实验III的曲线可以得出:相同浓度的Cl-电导率 (填“大于”或“小于”)OH-;解释在实验范围内实验I曲线位于实验II曲线的下方的原因: 。
12、某兴趣小组查阅资料发现“雾霾”的主要成因是化石燃料的不完全燃烧,于是对燃烧的调控展开了系列探究。
【活动一】认识完全燃烧和不完全燃烧
(1)小组同学点燃甲、乙两支同样的蜡烛,取一只小烧杯罩住甲蜡烛的火焰。比较发现甲蜡烛火焰变小,小烧杯底出现 ,说明甲蜡烛发生不完全燃烧。
(2)可燃物完全燃烧对节能和减少污染有重要意义,请写出促进可燃物充分燃烧的方法:
①增大可燃物与氧气的接触面积;
② 。
【活动二】探究可燃物与氧气的接触面积对燃烧的影响
取三种不同形态的铁,在空气中进行加热实验,实验结果如下表:
不同形态的铁
铁丝(卷成螺旋状)
铁丝棉
铁粉(用注射器喷出)
在空气中加热的现象
__________
快速燃烧,产生微弱的火星
剧烈燃烧,火星四射
(3)上述实验中,螺旋状的铁丝在空气中加热时的现象是 ;铁丝绵和铁粉在空气中燃烧的化学方程式为 。
得出结论:增大可燃物与氧气的接触面积,能够促进燃烧。
【活动三】探究不同可燃物燃烧时需要氧气的浓度不同
该小组同学按下图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙中的红磷,红磷燃烧直至熄灭;待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷居然也被点燃。
(4)从燃烧的条件角度分析,实验中激光笔的作用是 。
(5)图2是氧气浓度传感器测得整个实验过程中瓶内氧气浓度变化的曲线,兴趣小组分析图2对比曲线 (填A、B、C、D、E五点间组成的曲线段),得出了 “不同物质燃烧,需要的氧气浓度不同”的结论。
(6)图2中曲线CD段氧气含量增大的原因是 。
(7)图3是红磷燃烧过程中的压强变化,0-t1阶段压强增大的原因是 。
参考答案
1、
(1)2H2O22H2O+O2↑
(2)过氧化氢溶液中存在水分子
(3)CuSO4或CuCl2
(4)二
(5)二氧化锰
(6) 空白实验,与其他实验做对比 铝离子不能加快过氧化氢的分解速率
【详解】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,其化学方程式是2H2O22H2O+O2↑;
(2)过氧化氢溶液由过氧化氢和水组成,本身含有水分子,所以水分子不能作为催化剂使用;故填:过氧化氢溶液中含有水分子;
(3)根据猜想,需要验证氯离子和铜离子的影响,前两步实验,验证钠离子、氯离子和硫酸根都不能影响反应,所以此时需要验证铜离子的影响,因此可以加入氯化铜溶液,或者硫酸铜溶液,都可以验证铜离子的影响;故填:CuSO4或CuCl2;
(4)根据实验现象可知,加入铜离子的溶液,过氧化氢溶液产生大量气泡,所以猜想二正确;
(5)二氧化锰为难溶性固体,可以容易与过氧化氢溶液分离,而含铜离子的盐溶液,则无法与过氧化氢溶液分离,不能做到很好的重复利用;
(6)实验①是什么都没添加的空白实验,与后面的实验形成对比,找到影响因素,则填:空白实验,与其他实验做对比;在①和②的对比实验中,可以看出铝离子加入后,分解率未发生变化,因此证明铝离子不能加快过氧化氢的分解速率;(合理即可)。
2、【答案】(1)氢氧化钠具有强腐蚀性
(2)
(3)二氧化碳能溶于水,且可与水反应
(4)作对照
(5)Ⅱ
(6) 迅速注射液体,使气压短时间内升高 振荡锥形瓶使二氧化碳与氢氧化钠溶液充分接触,反应加快,气压迅速降低
(7)
【详解】(1)氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,所以使用时必须十分小心;
(2)氢氧化钠和稀硫酸反应生成硫酸钠和水,反应的化学方程式为:;
(3)二氧化碳能溶于水,且可与水反应也会导致试管内压强减小,液面上升;
(4)二氧化碳能溶于水,且可与水反应也会导致装置内压强减小,所以设计图3装置实验的目的是做对比实验;
(5)曲线I对应加入的水使瓶内压强减小,说明二氧化碳溶于水,但不能说明与水反应,曲线Ⅱ对应加入与水等体积氢氧化钠溶液,压强急剧减小,说明二氧化碳与氢氧化钠溶液发生了反应;
(6)曲线I与曲线Ⅱ可知瓶内压强都是先短暂增加,然后都减小,短暂增加是因为加入液体使瓶内气体被压缩;振荡锥形瓶增大了二氧化碳与氢氧化钠溶液的接触面积,使溶解接触更充分,反应速率加快,因此导致FG段气压快速变小;
(7)由于二氧化碳能与氢氧化钙、氢氧化钠反应,氢氧化钙微溶于水,氢氧化钠易溶于水,所以与氢氧化钠溶液反应的二氧化碳减少的最多,石灰水次之,溶于水的二氧化碳最少,整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势,如图:。
3、(1)出现无色液滴 CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
(2)碱
(3)作对照实验或空白实验
(4)常温下,NaHCO3溶液不稳定,能产生CO2
(5)小于
(6)NaCl、NaHCO3(合理即可)
【解析】本题考查NaHCO3固体稳定性的探究、NaHCO3溶液酸碱性和稳定性的探究、NaOH性质的探究。(1)碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,水蒸气遇冷会凝结成水珠,所以当观察到甲中容器内壁出现无色液滴时,证明有水生成;二氧化碳和氢氧化钙溶液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,故乙中澄清石灰水变浑浊。(2)碱性溶液能使无色酚酞溶液变红。(3)二氧化碳能溶于水并与水反应,用100 mL蒸馏水做实验的目的是进行对照,排除水对密闭容器中CO2浓度的影响。(4)对比实验结果:100 mL蒸馏水进行实验时,CO2浓度基本不变,而用100 mL NaHCO3稀溶液进行实验时,CO2浓度增大,从而可知常温下, NaHCO3溶液不稳定,能产生CO2。(5)氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠被消耗,溶液碱性减弱,故溶液X的pH小于A点的pH。
4、【答案】(1)36.0
(2) 试管 产生氨气,防止倒吸
(3)
(4)先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞
(5)相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出
(6)增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出
【详解】(1)根据20℃时,几种盐的溶解度表可知,20℃时NaCl的溶解度是36.0g,即20℃时100g水中溶解36.0gNaCl固体达到饱和状态,所以为配制饱和食盐水,应向100g水中至少加入36.0gNaCl固体。故填:36.0。
(2)据图可知,仪器a是试管;由于氨气极易溶于饱和食盐水,为防止倒吸,用装置D产生氨气。故填:试管;产生氨气,防止倒吸。
(3)饱和NaHCO3溶液与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为。
故填:。
(4)由于氨气极易溶于饱和食盐水,形成的溶液呈碱性,碱性溶液能充分吸收二氧化碳。所以为使CO2在装置C中能充分吸收,可采取的措施是先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞。故填:先打开装置D分液漏斗活塞,再打开装置A分液漏斗活塞。
(5)由于相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出,所以装置C中析出的晶体主要成分是NaHCO3而不是NH4Cl。故填:相同条件下,生成NaHCO3溶解度比NH4Cl的小,以晶体形式析出。
(6)一定条件下,可溶性物质的溶解存在限度,当相应离子浓度过大时,可溶性物质会部分结晶析出。所以增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出。故填:增大Cl-浓度,生成氯化铵更多,所以氯化铵结晶析出。
5、【答案】(1)
(2)红褐色(或棕褐色)
(3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验(答案合理即可)
(4) 氧气和水(或O2和H2O) C中的铁钉与氧气和水充分接触(或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多,答案合理即可)
(5) 防止温度变化影响气体压强的测定(答案合理即可)
【详解】(1)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,该反应的化学方程式为:,故填:。
(2)铁锈的颜色是红褐色或棕褐色,故填:红褐色(或棕褐色)。
(3)探究铁钉锈蚀条件实验中所用的蒸馏水需煮沸并迅速冷却,煮沸的目的是除去水中溶解的氧气,迅速冷却的原因是防止氧气再溶于水中,防止干扰实验。故填:除去水中溶解的氧气,防止干扰实验(答案合理即可)。
(4)A中铁钉与氧气接触,B铁钉与水接触,在A和B中没有观察到明显现象,D中铁钉与水和氧气同时接触,D中铁钉锈蚀,对比ABD,说明铁钉锈蚀需要的物质是氧气和水;C试管敞口,D试管密封,C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是C中的铁钉与氧气和水充分接触,接触量较多。故填:氧气和水(或O2和H2O);C中的铁钉与氧气和水充分接触(或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多,答案合理即可)。
(5)①气体的压强受温度影响变化较大,测量过程中要保持恒温,理由是防止温度变化影响气体压强的测定,故填:防止温度变化影响气体压强的测定(答案合理即可)。
②恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气,少量氢气的产生导致密闭容器内气压增大,继而铁与水、氧气反应生成铁锈,较多氧气的减少会导致闭容器内气压减小,小于起始气压,反应完毕后,压强不变,所以整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势为: 。
故填:
6、【答案】(1) CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 复分解反应
(2) 二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度 水
(3)改变海水的pH,危害海洋生物健康
(4)植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解
(5) 取量筒内的水少量于试管中,滴加石蕊溶液,如变为红色,说明二氧化碳进入水中
【详解】(1)大理石主要成分碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。该反应是两种化合物交换成分生成新的化合物的反应,是复分解反应。
(2)①由表中数据可知,二氧化碳溶于水的速度较慢。48h才溶解了41mL,所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度。
②48h时,水中剩余二氧化碳59mL,食盐水中剩余二氧化碳88mL,说明相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水。
(3)二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可能带来的危害是改变海水的pH,危害海洋生物健康。
(4)比较相同时间内二氧化碳的体积,有植物油的二氧化碳减少的较慢。结合探究的问题“探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响”所以可以得出植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解。
(5)分子在不断运动,从活动二可知,二氧化碳分子会进入水中和油中。植物油中会有油分子和二氧化碳分子,水中会有水分子和二氧化碳分子。则图表示为。
②检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,则检验水中是否含有二氧化碳。二氧化碳溶于水形成碳酸,碳酸呈酸性,所以可以取量筒内的水少量于试管中,滴加石蕊溶液,如变为红色,说明二氧化碳进入水中。
7、 【答案】 (1) B
(2)
(3) (3) 步骤2中白磷未燃烧,步骤4中白磷燃烧,产生白烟 m1>m2=m3
(4) 取土填埋,隔绝空气
(5) 铁的表面积 氧气的浓度(温度) 7.2≤a≤8.0
【详解】(1)酒精、煤(含硫)、天然气燃烧都能发光发热并且产生二氧化碳气体使澄清的石灰水变浑浊,但是只有煤中含有硫会产生有刺激性气味的二氧化硫气体,故选B;
(2)酒精在点燃的条件下生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为:;
(3)①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是步骤2中,隔绝氧气,白磷未燃烧,步骤4中,通入氧气,白磷燃烧,产生白烟;
②一开始锥形瓶充满二氧化碳,步骤3中通入50mL氧气,二氧化碳的密度比空气大,故m1>m2,步骤4中白磷燃烧消耗了氧气,但是反应在密闭容器中进行,根据质量守恒定律,化学反应前后,物质的总质量不变,步骤5中恢复室温擦干锥形瓶,故m2=m3,因此m1>m2=m3;
(4)一旦煤层自燃,取土填埋,隔绝空气;
(5)①铁在空气中不能燃烧,在氧气中能燃烧,说明影响铁燃烧的因素有氧气的浓度,颗粒直径为20~30nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁,说明铁的表面积可以影响铁的燃烧,故影响铁燃烧的因素有:铁的表面积、氧气的浓度或温度;
②铁与氧气生成FeO时产物的质量最小,设生成的产物为x,
解得x=7.2g
铁与氧气生成三氧化二铁,产物的质量最大,设生成的产物为y,
解得y=8g
故a的取值范围是7.2≤a≤8.0。
8、 【答案】 (1) A
(2) +3价
(3) 40 铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的1/5
(4) 温度 温度在10-50℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快
(5) 试管内的氧气已耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀 向乙装置的试管中充入氧气,并在50℃的环境中放置3天;若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立
【详解】(1)A、未擦干的铁锅,跟潮湿的空气接触最易生锈;
B、涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气、水的接触,不易锈蚀;
C、不锈钢是一种铁合金,抗腐蚀性能强;
(2)氧元素显-2价,设铁元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可得:2x+(-2)×3=0,则x=+3价;
(3)铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的1/5,根据题意知,量筒内有50mL空气,其中有氧气10mL,铁丝生锈要消耗掉这10mL氧气,在外界大气压强的作用下,水进入量筒10mL,最后量筒内水面最后约在40mL刻度处;
(4)分析表中数据可知,小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响;由数据可知:温度在10~50℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快;
(5)由表中数据可知,50℃以后铁钉质量不再增加,是因为试管内的氧气已耗尽,剩余的铁不能继续锈蚀;可继续通如氧气,并保持在50℃,几天后观察现象,可得出结论,具体操作:向乙装置的试管中充入氧气,并在50℃的环境中放置3天;若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立。
9、【答案】(1)B
(2)碱
(3)海水稻
(4)有白色沉淀生成
(5)(合理即可)
(6)足量溶液(合理即可)
(7) 氢氧化钙(合理即可) A 保护农业生产,提高农作物产量(合理即可)
【详解】(1)在农田里确定5个位置进行取样时应该均匀分布选项B正确;
(2)pH大于7的溶液呈碱性;
(3)土壤浸出液的酸碱度为8-9,所以适宜生长的农作物为海水稻;
(4)结合实验操作和结论,可以知道氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀,所以实验现象为生成白色沉淀;
(5)结合实验操作和结论,碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,化学方程式为;
(6)滴加足量氯化钙溶液,才能将碳酸钠全部除去,再加稀盐酸有气泡产生说明有碳酸氢钠,否则碳酸钠与稀盐酸反应也会产生二氧化碳,会干扰实验结果;
(7)氢氧化钙显碱性,且来源广泛,可改良酸性土壤;淡水冲洗以降低土壤酸性,溶液酸性减弱,但还是显酸性,pH不可能大于或等于7,A项正确;改良土壤酸碱性,可以保护农业生产,提高农作物产量;
10、【答案】(1)光能转化为电能
(2) 紫色石蕊溶液 白色沉淀
(3)
(4)若鱼塘水为硬水,其中含有的钙离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成白色沉淀碳酸钙(合理即可)
(5)过氧化钙与水接触时,首先生成过氧化氢和氢氧化钙,没有生成氧气(合理即可)
(6)过氧化氢溶液具有漂白性
(7)过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气,供给鱼苗呼吸(合理即可)
【详解】(1)光伏发电过程中是将光能转化为电能;
(2)①实验结论是鱼塘水呈酸性,酸性溶液能使紫色石蕊试液变红;
②实验结论是鱼塘水呈酸性,且含有CaCl2,所以另取少量鱼塘水于试管中,向其中滴加足量Na2CO3溶液,先与酸性物质反应会生成二氧化碳气体,后碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,故现象是有气体产生,滴加一段时间后产生白色沉淀;
(3)假设鱼塘中的酸为盐酸,则步骤②中产生气体时,即为碳酸钠和盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,发生反应的化学方程式为:;
(4)若鱼塘水为硬水,硬水中含有较多钙离子和镁离子,其中含有的钙离子会和碳酸钠中的碳酸根离子结合生成白色沉淀碳酸钙,所以上述结论不一定正确;
(5)过氧化钙与水接触时,首先反应生成过氧化氢和氢氧化钙,没有生成氧气,所以AB段氧气浓度几乎不变;
(6)氢氧化钙溶液显碱性,能使无色的酚酞试液变红色,但过氧化氢溶液具有漂白性,所以实验中观察到滴入酚酞试液后,三颈烧瓶中溶液变红后会慢慢褪色;
(7)运输鱼苗时,在水中加少量过氧化钙,过氧化钙和水反应生成氢氧化钙和氧气,供给鱼苗呼吸(合理即可)。
11、【答案】(1)氯离子/Cl-
(2) 加入Na2CO3溶液后,产生白色沉淀
(3)氯化钙和碳酸钠反应生成了氯化钠,会对氯化钠的检验产生干扰
(4)相同条件下,当氯化钠溶液浓度较低时,温度升高,电导率几乎不变,即溶液导电性几乎不变,氯化钠溶液浓度相对较大时,温度越高,电导率越高,即溶液导电性越强
(5) 溶液电导率的下降,可能是稀盐酸中的水稀释NaOH溶液所致 小于 稀盐酸中的H+与NaOH溶液中的OH-结合生成水分子,盐酸中的Cl-代替了OH-,且Cl-导电能力弱于OH-,故实验I曲线位于实验II曲线的下方
【详解】(1)人体内所含的氯化钠大部分以离子形式存在于体液中。钠离子对维持细胞内外正常的水分分布和促进细胞内外物质交换起主要作用,氯离子是胃液中的主要成分,具有促生盐酸、帮助消化和增进食欲的作用,故填:Cl-;
(2)氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠,故上述实验验证了样品中含有氯化钙,所依据的实验现象是:加入碳酸钠溶液后,产生白色沉淀,该反应的化学方程式为:;
(3)氯化钙和碳酸钠反应生成了氯化钠,会对氯化钠的检验产生干扰,故仅通过上述实验,无法确定样品中是否含有氯化钠;
(4)由图可知,相同条件下,当氯化钠溶液浓度较低时,温度升高,电导率几乎不变,即溶液导电性几乎不变,氯化钠溶液浓度相对较大时,温度越高,电导率越高,即溶液导电性越强;
(5)①稀盐酸中含水,溶液电导率的下降,可能是稀盐酸中的水稀释NaOH溶液所致,故根据实验I的曲线,不能得出“盐酸与NaOH发生了反应”的结论;
②A和B溶液均为相同体积溶液中含有相同数目离子的溶液,如果相同浓度的氯离子和氢氧根离子的电导率相同,则实验III中,向氢氧化钠溶液中加入氯化钠溶液后,导电率不变,但是实验III中,随着氯化钠溶液的加入,电导率下降,说明相同浓度的Cl-电导率小于OH-;
稀盐酸中的H+与NaOH溶液中的OH-结合生成水分子,盐酸中的Cl-代替了OH-,且Cl-导电能力弱于OH-,故实验I曲线位于实验II曲线的下方。
12、【答案】(1)一层黑色固体
(2)增大氧气的浓度
(3) 铁丝发红发热
(4)使红磷和白磷达到着火点
(5)BC段和DE段
(6)红磷燃烧熄灭后,瓶中下方的空气扩散到上方氧气浓度传感器周围
(7)红磷燃烧放热,温度升高,压强增大
【详解】(1)蜡烛不完全燃烧的会生成炭黑,可以看到烧杯底会出现一层黑色固体,故填:一层黑色固体;
(2)促进可燃物充分燃烧的方法:增大可燃物与氧气的接触面积,增大氧气的浓度,故填:增大氧气的浓度;
(3)铁丝在空气中不燃烧,在火焰上会发红发热,铁丝绵和铁粉在空气中燃烧都会生成四氧化三铁,方程式为,故填:铁丝发红发热、;
(4)燃烧需要可燃物、温度达到可燃物着火点,与氧气接触,高能激光笔的作用是提供热量使红磷和白磷达到着火点,引燃白磷和红磷,故填:使红磷和白磷达到着火点;
(5)由题可知,红磷先燃烧至熄灭,装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷也被点燃,BC段氧气含量迅速降低是红磷燃烧消耗氧气,C点红磷恰好熄灭,DE段氧气继续降低是白磷燃烧消耗氧气,二者对比可知不同物质燃烧,需要的氧气浓度不同,故填:BC段和DE段;
(6)BC段氧气含量迅速降低是红磷燃烧消耗氧气,C点红磷恰好熄灭,红磷燃烧熄灭后,瓶中下方的空气扩散到上方氧气浓度传感器周围,导致氧气溶度增大,故填:红磷燃烧熄灭后,瓶中下方的空气扩散到上方氧气浓度传感器周围;
(7)红磷燃烧放热,导致温度升高,从而导致压强不断增大,故0~t1阶段压强增大的原因是红磷燃烧放热,温度升高,压强增大,故填:红磷燃烧放热,温度升高,压强增大。
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