内容正文:
2026年中考专题复习——物质的检验、鉴别、分离和提纯
易错点一 物质的检验与推断综合运用
例1:下列各组物质的溶液,不另加试剂就能鉴别出来的一组是( )
A.Na2CO3、HCl、H2SO4 B.KCl、NaCl、Na2SO4
C.FeCl3、NaOH、KNO3 D.HCl、NaOH、Ca(OH)2
例2:(2026九上·瑞安月考)下列除杂或鉴别项目的实验设计不正确的是 ( )
选项
除杂或鉴别项目
实验设计
A
鉴别食盐和纯碱固体
取少量样品分别加食醋,观察现象
B
除去 KCl中的CaCO3
加水溶解,过滤,蒸发结晶
C
除去 NaCl 溶液中的少量 CuCl2
滴加过量氢氧化钾溶液、过滤
D
鉴别羊毛衫和棉线衫
取样灼烧,闻气味
=例3:我市经济开发过程中,要坚持开发与环保并重.某化学课外活动小组在调查一化工厂时发现,该厂有甲乙两车间,各排出的废水澄清透明,经分析分别含有三种不同离子,共含有六种离子:
(1)乙车间的废水呈蓝色,其中定有阳离子为 ;
(2)甲车间的废水含有的三种离子是 ;
(3)写出检验其中一车间废水中含有OH-的方法. .
变式训练
1.物质的鉴别是重要的实验技能。鉴别下列各组物质所用试剂或方法选择错误的是( )
选项
需鉴别物质
试剂或方法
A
铁粉、木炭粉
磁铁吸引
B
盐酸、氯化钠溶液
硝酸银溶液
C
氧气、二氧化碳气体
用燃着的木条
D
氢氧化钠固体、氯化钠固体
水
2.(2025金华二模)同学们通过学习,总结了物质鉴别的思维导图,并根据此图尝试着对氢氧化钠溶液、稀盐酸和氯化钙溶液三种物质进行了鉴别。
【思维导图】
【实验过程】
Ⅰ.取A、B和C三支相同的试管,并向其中分别装入少量待测液体。观察发现均为无色透明溶液。
Ⅱ.分别往三支试管中滴入紫色石蕊试液。发现A试管内溶液变红,B试管内溶液变蓝,C试管内溶液无明显变化。
【分析交流】
(1) 实验过程中“观察发现均为无色透明溶液”属于思维导图中的 。
(2) 由实验过程可知,A试管中装的是 。
(3) 同学们认为石蕊试液的颜色为紫色,所以颜色的变化不够明显,于是检验试剂改用无色酚酞试液重新实验。发现B试管内溶液变红,A、C试管内溶液不变色。
① 为了确定物质,在不增加新试剂的条件下,需进行的操作是
。
② 上述过程需两步实验,不太方便,请你再选用一种试剂通过一步实验就能方便地鉴别上述三种物质。可选用的试液是 (写出一种即可)。
3.(2026九上·瑞安月考)“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包组成,发热包的成分如图所示。
(1)“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成。聚丙烯塑料属于____(填字母)。
A.金属材料 B.有机合成材料 C.无机非金属材料
(2)自热火锅加热食物时,是通过 方式使食物的内能增加。
(3)发热包的标签破损,若要验证发热包中还含什么成分,设计了以下实验步骤:
最终观察到澄清石灰水变浑浊、同时火焰呈淡蓝色,说明发热包的成分可能是____。
A.碳酸钠 铜粉 B.碳酸钠 铝粉
C.碳酸钙 铜粉 D.氯化钠 铝粉
4.(2025·拱墅模拟)在科学发展史上,人们利用化合和分解的思路认识了很多物质的组成。小乐据此构建出如下所示的研究物质组成的思维模型:
(1)从思维模型分析,利用电解水探究水的组成,运用的方法是 法。
(2)小乐发现燃烧法也可研究某些物质的组成,如将甲烷完全燃烧后的产物依次通过足量无水硫酸铜和足量澄清石灰水,如图所示。能证明甲烷中含有氢元素的现象是 ,若甲烷完全燃烧后的产物被全部吸收,可选取 (选填序号),进一步判断甲烷中是否含有氧元素。
①参与燃烧反应的甲烷质量 ②无水硫酸铜的质量
③澄清石灰水的质量 ④无水硫酸铜的增重 ⑤澄清石灰水的增重
5.(2025杭州一模)A、B、C、D四种溶液分别是硫酸铜溶液、氯化铁溶液、氯化钠溶液和盐酸中的一种,某同学仿照二歧分类检索表,对四种溶液进行鉴别。
1a溶液无颜色…………………………2
1b溶液有颜色…………………………3
2a紫色石蕊试液变红…………………A
2b?……………………………………B
3a滴加X 溶液有蓝色沉淀产生…………C
3b滴加X 溶液有红褐色沉淀产生………D
(1) 请将图中“?”中的有关内容补充完整: 。
(2) 由上表可知,D为 溶液。
(3) X溶液可以是 (写出一种即可)。
6.(2025九下·慈溪模拟)现有一瓶品和一颗用和一瓶无色液体乙,可能是(CuCl2、NaCl、Na2SO4、NH4NO3、Ba(OH)2;五种物质中的一种或几种,为了分析其成分,取样品进行如图实验(除稀硝酸过量外,其余均恰好完全反应)。
试根据实验过程和发生的现象判断:
(1)浅蓝色固体B中所含物质的化学式是 。
(2)蓝色溶液E中所含的阳离子有 。
(3)写出一个步骤③中发生的化学方程式 。
(4)干燥固体甲中物质的组成可能有 。
易错点二 物质的分离与提纯
◇典例1:除去下列溶液中的少量杂质,所用试剂和方法正确的是( )
选项
溶液
杂质
试剂和方法
A
NaOH
Na2CO3
滴入足量稀盐酸至不再产生气泡
B
KNO3
K2SO4
滴入适量BaCl2溶液、过滤
C
CaCl2
HCl
加入过量的CaCO3、过滤
D
NaNO3
NaCl
滴入过量AgNO3溶液、过滤
A.A B.B C.C D.D
例2:(2025八上·义乌月考)“生命吸管(Lifestraw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置,内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物;活性炭和离子交换树脂可去除异味和部分重金属;超滤膜可滤除99.3%的细菌和病毒。下列有关叙述不正确的是( )
A.滤网有过滤的作用,能去除颗粒物
B.活性炭具有吸附作用,能去除异味
C.超滤膜与将自来水煮沸的作用类似
D.净化后的水是纯净物,可直接饮用
例3:(2025温州二模)金属镁在航空航天、国防建设等方面被广泛应用。镁是海水中含量位居第二的金属元素,主要以MgCl2的形式存在。如图是某沿海工厂设计的“海水制镁”工艺流程,请回答下列问题。
资料卡
①氧化钙与水反应生成的氢氧化钙由于溶解度较低,会形成含有大量未溶解氢氧化钙颗粒的悬浊液,通常称为石灰乳。
Mg(OH)2难溶于水,若其生成速度过快,则会形成颗粒细小的沉淀,导致分离困难。
(1) 流程图中操作a是_ 。
(2) 要将含MgCl2质量分数为0.5%的9吨海水浓缩成含MgCl2质量分数为15%的卤水,需通过日晒蒸发 吨水。
(3) 除成本因素外,结合资料卡信息说明:获取中间原料Mg(OH)2时,相较于氢氧化钠NaOH溶液,石灰乳更适合作为反应物的原因是
。
变式训练
1.(2023杭州一模)下列实验操作中,能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
鉴别实验室里的食盐水和蔗糖水
品尝味道
B
除去CuSO4溶液中混有的少量H2SO4
加过量的氧化铜,过滤
C
除去CuSO4溶液中混有的氯化钠
加适量的硝酸银溶液,过滤
D
鉴别NaCO3溶液和Na2SO4溶液
滴加BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀
2.(2025八上·义乌月考)某兴趣小组进行粗盐(杂质只含有泥沙)提纯实验,并利用所得精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。
实验一:下面是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
(1)图中有一处明显的错误,请你帮他指出来: 。
(2)图中错误改正后完成实验,展开滤纸若灰色代表泥沙,分析形成如图A情况的可能原因: 。
(3)用图③装置得到食盐晶体时玻璃棒的作用是 ,当看到 (填装置名称)里有大量固体析出时停止加热。
(4)实验二:乙同学用提纯得到的精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液(假设称量氯化钠时1g以下用游码)。
配制时,除图中提供的仪器外,还需要试剂瓶、镊子、量筒和 (填一种仪器名称)。
(5)经检测所配溶液的溶质质量分数偏小,原因可能是 。
①氯化钠晶体不纯;②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗;③称量氯化钠时所用的砝码生锈了;
④将配好的溶液转移到细口瓶时,有部分洒出;⑤称量氯化钠时错把物体和砝码放反了。
3.(2025金华二模)绿矾是一种重要的化学物质,常用作净水剂、补血剂,制颜料等。
(1) 绿矾属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2) 某工厂的废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为了减少污染并变废为宝,某实验小组设计了如图流程制备绿矾并回收金属铜。
① 向固体中加入的试剂中溶质的化学式为 。
② 为避免绿矾被空气中的氧气氧化,最合适的结晶方式是 (选填“蒸发溶剂”或“冷却热饱和溶液”)。
4.(2023宁波)某电厂的粉煤灰含有Al2O3,还有少量的FeO、Fe2O3和其他成分。其他成分不溶于水、不与酸反应。以该粉煤灰为原料制备Al2O3,流程如下:
(1) “酸浸”过程中,稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为 。
(2) 流程图中,操作Ⅰ的名称是 。
(3) “氧化”过程发生的反应为,其中中氧元素化合价为-1价。该化学反应中化合价升高的元素是 。
5.(2025·温州模拟)数据显示, 目前我国平均每年产生4亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳产业”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如图所示。
(1)滤液中一定含有的溶质为 。 (填化学式)
(2)步骤Ⅱ加入的适量的X是一种盐,则X是 。
(3)金属Y可选用 。 (写一种)
6.(2025·宁波模拟)纪录片《风味人间》中介绍了一种民间美食———灰水煮笋,这里的“灰水”指加了草木灰的水,其中富含K2CO3。K2CO3能与竹笋中的草酸和单宁酸反应,可降低泌尿系统结石的风险。
(1)钠、钾是同族元素,化学性质相近,由此推测K2CO3溶液的pH 7。
(2)灰水中可能还含有K2SO4,检验是否含有SO42-的方法为:将配制好的灰水静置,取上层清液, (将实验方案补充完整)。
(3)通过检验,确定灰水中还含有K2SO4。小宁打算从灰水中制备KCl,并设计了下面的实验方案:
混合物经过一系列操作最终得到KCl固体,下列操作顺序合理的是 。
①加入过量K2CO3溶液 ②加入适量稀盐酸 ③过滤 ④蒸发结晶
易错点三 常见气体的检验与鉴别
例1:(2025八下·温州月考)中国古代很多发明创造与化学工艺有关。西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯造型优美,设计精妙,其剖面图如图。
(1)先秦《考工记》中有关青铜成分记载:“六分其金而锡居其一”(注:此处“金”指铜,锡是一种银白色金属),由此可知:雁鱼灯灯体的材质属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)古人点燃雁鱼灯使用的“火折子”吹气即可燃。简易的火折子是将纸卷点燃后,使其半灭(仅剩火星),装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖,向其中吹气,使纸复燃。从燃烧条件角度分析,吹气可以使纸复燃的原因是 。
(3)据记载,雁鱼灯采用淆水(“淆水”指的是石油)为燃料,燃烧后生成CO2和H2O,将燃烧后的气体通入到澄清石灰水中,会观察到 现象。
例2:(2025·临平模拟)某混合气体X由 H2、CO2、CO、H2O(水蒸气)中的两种或两种以上组成,某小组同学为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答:
(1)若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体,则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是 。
(2)在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验,出现的现象是:A中溶液变浑浊,B中黑色粉末变红色,C中白色粉末变蓝,D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是 。
②实验中能证明CO存在的证据是 。
(3)若要实现对四种气体的全部检验,对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进,请你提出改进建议 。
变式训练
1.某混合气体X由CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的两种或两种以上组成,X气体依次通过如图1装置(假定每步反应均完全),现象分别为:A中溶液变浑浊;B中固体变为红色;C中粉末变为蓝色;D中溶液变浑浊。
完成下列问题:
(1)该实验能得出CO气体一定存在的证据是 ;
(2)只要在图1中加装一个图2装置,就能确定原混合气体X中是否含有H2。
①写出图2装置中试剂名称 ;
②该装置连接在图1中哪两个装置之间 (用字母表示)。
2.(2024·杭州模拟)某课外小组的同学们收集了一些含有CO和CO2的废气,为了确认这种废气的组成,他们在实验室按图1中装置进行了实验。
(1)为了将氧化铁还原成铁,C、E点燃的顺序是 。
(2)该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用,于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置,来除去废气中的二氧化碳,并收集一瓶一氧化碳,准备进行后续的探究,则瓶内盛放的液体是 。
(3)该组同学通过上述实验得到C中完全反应后减少0.32g,集气瓶中的气体质量为0.44g。请计算原废气中CO的质量为 。
3.(2026九上·黄岩期末)某科学兴趣小组围绕“碳还原氧化铜”开展项目式学习。
(1)任务一:探究反应后的气体产物
①实验前,先通入一段时间氮气,其目的是 。②随后点燃丙处酒精灯,发现丙处固体未变色,再点燃甲处酒精灯,反应开始后甲中固体逐渐变红。若此时观察到 的现象,可说明甲中的反应产物中同时含有 CO和
(2)任务二:探究反应后的固体产物
小组成员取5份等质量的氧化铜,分别在不同温度下与碳反应4小时,利用XRD(X射线衍射)技术检测反应后固体的组成。为确保反应后的固体产物不含 依据 XRD 图谱分析可采取的措施是: 。
(3)任务三:改进与反思
小组成员从环保角度对任务一的实验装置进行改进,需增加尾气处理装置,请从以下装置图中选出最合理的一套,并说明理由 。
4.(2024杭州模拟)使用甲醇(CH3OH)作为汽车的燃料,可以减少汽车尾气对环境造成的污染,某研究性学习小组为了探究甲醇在氧气中燃烧的产物,将燃烧后的混合气体通过如下的装置进行实验。
(1) 为尽可能多地检验出甲醇的燃烧产物,如图所示装置的正确连接顺序为混合气体→
_ → → →D→ 尾气处理(填写装置序号,装置不重复使用)。
(2) 实验开始时,先进行的操作是 (填序号)。
①通入甲醇燃烧后的气体产物 ②加热
(3) 该学习小组的同学选择正确的设计并进行实验,在实验过程中观察到的部分现象为D和A中①装置内的澄清石灰水均变浑浊,而A中③装置内的澄清石灰水不变浑浊,得出这次实验中甲醇的燃烧产物为 。
5.(2025温州模拟)同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分,设计了如图实验方案(固定装置未画出),将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行检验。
(1) 实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝,B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,由此可得出该气体产物的成分为 ;由此推测E装置中的实验现象是 。
(2) 如图实验方案中,“尾气处理”环节的G装置可能是_ 。
6.(2025•杭州模拟)天然气的主要成分为甲烷,燃烧可能会产生CO,为了检验天然气燃烧后的气体产物成分进行如下实验:
(1)实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是 。
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有 (填化学式)。
(3)实验中观察到 现象,说明气体产物中还有CO。
(4)F处为尾气处理装置,下列装置中合理的是 。
7.(2024•湖州二模)某化学实验小组为了测定某一混有O2的N2气体的纯度,将m克该样品气体通过足量红热的铜丝网后,发现铜丝网变黑,反应后称得铜丝网的质量增加了m1克,从而测得了N2的纯度。随后,该小组又对如何除去黑色物质,回收再利用铜丝网展开了研究,制定了下列方案。请根据下列方案回答:
(1)该样品气体中N2的质量分数为 。(用m、m1表示)。
(2)两种方案相比较,甲方案明显的不足之处是 。
(3)若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网,则回收的铜丝网a的质量 (选填“<”、“>”或“=”)铜丝网b的质量。为什么? 。
8.(2024•上城区二模)小金为探究木炭与氧化铁反应的气体产物,选甲装置如下,B、D装置中药品足量,且反应充分。
【提出问题】炭和氧化铁反应生成的气体是什么?
【建立猜想】
猜想一:CO。 猜想二:CO2。 猜想三:CO和CO2。
【装置连接】按照C→ (选填“B→D”或“D→B”)→A的顺序连接好装置。
【收集证据】
(1)定性判断
①实验中观察到D中澄清石灰水变浑浊,则可以排除猜想 。
②若猜想二正确,则C中发生反应的化学方程式为 。
(2)定量判断
反应前后各装置的质量变化如表。
B
C
D
反应前后的变化量
m1
m2
m3
若猜想三正确,则理论上m2 m1+m3(选填“<”、“=”或“>”)。
2026年中考专题复习——物质的检验、鉴别、分离和提纯
易错点一 物质的检验与推断综合运用
例1:下列各组物质的溶液,不另加试剂就能鉴别出来的一组是( )
A.Na2CO3、HCl、H2SO4 B.KCl、NaCl、Na2SO4
C.FeCl3、NaOH、KNO3 D.HCl、NaOH、Ca(OH)2
【答案】C
【解析】根据不加试剂鉴别可先观察物质的颜色,若有特殊颜色的物质,先鉴别出来,再看能否用先鉴别出来的物质进行其他物质鉴别,若没有特殊颜色的则两两混合,通过现象的不完全相同鉴别,现象若有相同的则无法鉴别分析。
【解答】A、所给物质没有特殊颜色的溶液,两两反应时只能鉴别出硫酸,而碳酸钠与盐酸无法鉴别,不符合题意;
B、所给物质没有特殊颜色且两两间都不发生反应,无法鉴别,不符合题意;
C、先利用溶液颜色找出黄色溶液氯化铁,再将氯化铁滴入到另两种溶液中,产生红褐色沉淀的为氢氧化钠,无明显现象的为硝酸钾,符合题意;
D、所给物质没有特殊颜色且两两反应都没有明显现象,无法鉴别,不符合题意;故选C。
例2:(2026九上·瑞安月考)下列除杂或鉴别项目的实验设计不正确的是 ( )
选项
除杂或鉴别项目
实验设计
A
鉴别食盐和纯碱固体
取少量样品分别加食醋,观察现象
B
除去 KCl中的CaCO3
加水溶解,过滤,蒸发结晶
C
除去 NaCl 溶液中的少量 CuCl2
滴加过量氢氧化钾溶液、过滤
D
鉴别羊毛衫和棉线衫
取样灼烧,闻气味
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】物质除杂或净化;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】除杂的原则:不与除杂试剂反应,不引入新的杂质。
【解答】 A.食醋和纯碱固体反应产生气泡,和食盐固体不反应,可以鉴别,故A正确不合题意;
B.碳酸钙难溶于水,而氯化钾易溶于水,可采取加水溶解、过滤、蒸发结晶的方法进行分离除杂,故B正确不合题意;
C.CuCl2能与过量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钾,能除去杂质但引入了新的杂质氢氧化钾(过量的),故C错误符合题意;
D.取样灼烧,产生烧焦羽毛气味的是羊毛衫,产生烧纸气味的是棉线衫,故D正确不合题意。
故选C。
例3:我市经济开发过程中,要坚持开发与环保并重.某化学课外活动小组在调查一化工厂时发现,该厂有甲乙两车间,各排出的废水澄清透明,经分析分别含有三种不同离子,共含有六种离子:
(1)乙车间的废水呈蓝色,其中定有阳离子为 ;
(2)甲车间的废水含有的三种离子是 ;
(3)写出检验其中一车间废水中含有的方法. .
【答案】铜离子;;取适量废水于试管中,加入过量溶液后,再滴入无色酚酞,观察到溶液变红(合理即可)
【解析】根据离子在溶液中能否共存,取决于离子间能否结合成沉淀或气体或水,若能结合成沉淀或气体或水,就不能共存,进行分析解答。
【解答】该厂有甲、乙两车间,各排出的废水澄清透明,经分析分别含有三种不同离子,共含有Na+、Ag+、Cu2+、、OH-、六种离子。乙车间的废水呈蓝色,则乙车间的废水中含有铜离子,铜离子和OH-、不能共存,溶液中一定同时存在阴、阳离子,则乙车间废水中的阴离子是硝酸根离子;Ag+和OH-、不能共存,则Ag+一定在乙车间的废水中;则甲车间的废水中含有OH-、,甲车间的废水中的阳离子是Na+。(1)乙车间的废水呈蓝色,其中定有阳离子为铜离子(Cu2+);
(2)根据的分析,甲车间的废水含有的三种离子是Na+、OH-、
(3)甲车间的废水含有的三种离子是Na+、OH-、,碳酸钠、氢氧化钠都显碱性,碳酸钠对氢氧化钠的检验会产生干扰,因此在检验碳酸钠溶液中是否存在氢氧化钠时,应先用足量的中性溶液(如可溶性的钡盐、钙盐)检验碳酸钠存在,并完全除去碳酸钠,再检验氢氧化钠的存在;检验其中一车间废水中含有OH-的方法是取样,加入足量BaCl2溶液,产生白色沉淀;再加入酚酞溶液,溶液变红色(合理即可)。
变式训练
1.(2023金华)物质的鉴别是重要的实验技能。鉴别下列各组物质所用试剂或方法选择错误的是( )
选项
需鉴别物质
试剂或方法
A
铁粉、木炭粉
磁铁吸引
B
盐酸、氯化钠溶液
硝酸银溶液
C
氧气、二氧化碳气体
用燃着的木条
D
氢氧化钠固体、氯化钠固体
水
【答案】.B
[解析]磁铁能吸引铁粉,不能吸引木炭粉,可以鉴别,正确;硝酸银溶液分别加到盐酸和氯化钠溶液中都生成氯化银白色沉淀,不能鉴别,错误;燃着的木条放入氧气中燃烧得更旺,放入二氧化碳中会熄灭,可以鉴别,正确;氢氧化钠固体溶于水放热,氯化钠固体溶于水无明显现象,可以鉴别,正确。
2.(2025金华二模)同学们通过学习,总结了物质鉴别的思维导图,并根据此图尝试着对氢氧化钠溶液、稀盐酸和氯化钙溶液三种物质进行了鉴别。
【思维导图】
【实验过程】
Ⅰ.取A、B和C三支相同的试管,并向其中分别装入少量待测液体。观察发现均为无色透明溶液。
Ⅱ.分别往三支试管中滴入紫色石蕊试液。发现A试管内溶液变红,B试管内溶液变蓝,C试管内溶液无明显变化。
【分析交流】
(1) 实验过程中“观察发现均为无色透明溶液”属于思维导图中的 。
(2) 由实验过程可知,A试管中装的是 。
(3) 同学们认为石蕊试液的颜色为紫色,所以颜色的变化不够明显,于是检验试剂改用无色酚酞试液重新实验。发现B试管内溶液变红,A、C试管内溶液不变色。
① 为了确定物质,在不增加新试剂的条件下,需进行的操作是
。
② 上述过程需两步实验,不太方便,请你再选用一种试剂通过一步实验就能方便地鉴别上述三种物质。可选用的试液是 (写出一种即可)。
【答案】.(1) 物理性质判断
(2) 稀盐酸
(3) ① 取B试管中的少量溶液分别加入A、C试管中,观察颜色变化
[解析]将试管中的少量溶液分别滴加到、两试管中,稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,氢氧化钠被消耗,将观察到溶液红色褪去,而氯化钙与氢氧化钠不反应,溶液红色不会褪去。
② 溶液(或溶液,合理即可)
3.(2026九上·瑞安月考)“自热火锅”给人们生活带来方便。“自热火锅”主要由料包和发热包组成,发热包的成分如图所示。
(1)“自热火锅”的内、外盒由聚丙烯塑料制成。聚丙烯塑料属于____(填字母)。
A.金属材料 B.有机合成材料 C.无机非金属材料
(2)自热火锅加热食物时,是通过 方式使食物的内能增加。
(3)发热包的标签破损,若要验证发热包中还含什么成分,设计了以下实验步骤:
最终观察到澄清石灰水变浑浊、同时火焰呈淡蓝色,说明发热包的成分可能是____。
A.碳酸钠 铜粉 B.碳酸钠 铝粉
C.碳酸钙 铜粉 D.氯化钠 铝粉
【答案】(1)B
(2)热传递
(3)B
【知识点】物体内能的改变方法;塑料、橡胶、纤维等有机合成材料的特点;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】(1)有机合成材料包括:合成塑料、合成橡胶和合成纤维。
(2)热传递改变内能的本质为能量的转移,做功改变内能的本质为能量的转化。
(3) 根据物质的成分及其性质来分析。
【解答】(1) 聚丙烯(PP)是一种由丙烯单体通过聚合反应制成的高分子化合物,属于塑料的一种,而塑料是典型的有机合成材料,故选B。
(2) 自热火锅的发热包通过化学反应(如生石灰与水反应放热)产生热量,热量通过直接接触传递给食物。此过程中,食物内能增加的方式是热传递。
(3) 碳酸钠或碳酸钙均与稀盐酸反应会生成二氧化碳气体,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;铝粉(铜粉与稀盐酸不反应)与稀盐酸反应会生成氢气,氢气具有可燃性,干燥后点燃会产生淡蓝色火焰,若观察到澄清石灰水变浑浊,气体点燃产生淡蓝色火焰,说明其中含有碳酸钠或碳酸钙与铝粉。
故选B。
4.(2025·拱墅模拟)在科学发展史上,人们利用化合和分解的思路认识了很多物质的组成。小乐据此构建出如下所示的研究物质组成的思维模型:
(1)从思维模型分析,利用电解水探究水的组成,运用的方法是 法。
(2)小乐发现燃烧法也可研究某些物质的组成,如将甲烷完全燃烧后的产物依次通过足量无水硫酸铜和足量澄清石灰水,如图所示。能证明甲烷中含有氢元素的现象是 ,若甲烷完全燃烧后的产物被全部吸收,可选取 (选填序号),进一步判断甲烷中是否含有氧元素。
①参与燃烧反应的甲烷质量 ②无水硫酸铜的质量
③澄清石灰水的质量 ④无水硫酸铜的增重 ⑤澄清石灰水的增重
【答案】(1)分解
(2)无水硫酸铜变蓝;①④⑤
【解析】(1)分解法概念:分解法是将化合物分解为更简单的物质,通过分析分解产物来确定化合物的组成。电解水是将水分解为氢气和氧气 ,符合分解法的特征。
(2)氢元素的检验:根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变。甲烷燃烧生成水和二氧化碳,无水硫酸铜遇水变蓝,所以能证明甲烷中含有氢元素的现象是无水硫酸铜变蓝 。
(3)氧元素的判断:要判断甲烷中是否含有氧元素,需根据质量守恒定律,通过计算甲烷质量以及燃烧产物中碳元素和氢元素的质量来确定。已知参与燃烧反应的甲烷质量(① ),再根据无水硫酸铜的增重(④ )可计算出氢元素质量,根据澄清石灰水吸收二氧化碳的质量(可由相关反应计算 )可计算出碳元素质量,若碳、氢元素质量之和等于甲烷质量,则甲烷中无氧元素;若小于甲烷质量,则甲烷中含有氧元素。所以可选取①④进一步判断甲烷中是否含有氧元素。
【解答】(1)电解水是将水分解为氢气和氧气,运用的方法是分解法。
(2)能证明甲烷中含有氢元素的现象是无水硫酸铜变蓝;若要判断甲烷中是否含有氧元素,可选取①④ 。通过①得到甲烷质量,通过④无水硫酸铜的增重计算出氢元素质量,结合澄清石灰水吸收二氧化碳情况计算碳元素质量,对比甲烷质量与碳、氢元素质量和,从而判断是否有氧元素。
5.(2025杭州一模)A、B、C、D四种溶液分别是硫酸铜溶液、氯化铁溶液、氯化钠溶液和盐酸中的一种,某同学仿照二歧分类检索表,对四种溶液进行鉴别。
1a溶液无颜色…………………………2
1b溶液有颜色…………………………3
2a紫色石蕊试液变红…………………A
2b?……………………………………B
3a滴加X 溶液有蓝色沉淀产生…………C
3b滴加X 溶液有红褐色沉淀产生………D
(1) 请将图中“?”中的有关内容补充完整: 。
(2) 由上表可知,D为 溶液。
(3) X溶液可以是 (写出一种即可)。
【答案】.(1) 紫色石蕊试液不变色
[解析]已知是紫色石蕊试液变红,所以是盐酸,是氯化钠溶液,“?”处应为紫色石蕊试液不变色。
(2) 氯化铁
[解析]中滴加溶液有红褐色沉淀产生,氯化铁溶液能与碱溶液反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀,所以为氯化铁溶液。
(3) 氢氧化钠溶液(答案不唯一)
[解析]溶液能与硫酸铜反应生成蓝色沉淀(氢氧化铜),能与氯化铁反应生成红褐色沉淀(氢氧化铁),所以溶液是一种碱溶液,如氢氧化钠溶液。
6.(2025九下·慈溪模拟)现有一瓶品和一颗用和一瓶无色液体乙,可能是(CuCl2、NaCl、Na2SO4、NH4NO3、Ba(OH)2;五种物质中的一种或几种,为了分析其成分,取样品进行如图实验(除稀硝酸过量外,其余均恰好完全反应)。
试根据实验过程和发生的现象判断:
(1)浅蓝色固体B中所含物质的化学式是 。
(2)蓝色溶液E中所含的阳离子有 。
(3)写出一个步骤③中发生的化学方程式 。
(4)干燥固体甲中物质的组成可能有 。
【答案】(1)Cu(OH)2、BaSO4
(2)Cu2+、H+
(3)2NaOH+Cu(NO3)2═Cu(OH)2↓+2NaNO3或HNO3+NaOH═NaNO3+H2O。
(4)硝酸铵、氯化铜和硫酸钠
【解析】根据题干提供的信息进行分析解答,干燥固体甲和无色液体乙混合得到刺激性气味的气体A,A是氨气,是铵态氮肥与碱性物质反应生成的,故一定含有硝酸铵和氢氧化钡;得到的浅蓝色固体B加入硝酸,还有白色沉淀D,故B中含有氢氧化铜和硫酸钡,D是硫酸钡,得到的蓝色溶液E中含有硝酸铜和硝酸;加入丙溶液得到硝酸钠,故丙是氢氧化钠,无色溶液C加入硝酸银产生的白色沉淀F是氯化银,据此解答即可。
【解答】干燥固体甲和无色液体乙混合得到刺激性气味的气体A,A是氨气,是铵态氮肥与碱性物质反应生成的,故一定含有硝酸铵和氢氧化钡;得到的浅蓝色固体B加入硝酸,还有白色沉淀D,故B中含有氢氧化铜和硫酸钡,D是硫酸钡,得到的蓝色溶液E中含有硝酸铜和硝酸;加入丙溶液得到硝酸钠,故丙是氢氧化钠,无色溶液C加入硝酸银产生的白色沉淀F是氯化银;
(1)浅蓝色固体B中所含物质是氢氧化铜和硫酸钡,化学式是Cu(OH)2、BaSO4。
(2)蓝色溶液E中所含的阳离子有铜离子和氢离子。
(3)步骤③中发生的反应可以是氢氧化钠与硝酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硝酸钠,也可以是硝酸和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水,化学方程式为
2NaOH+Cu(NO3)2═Cu(OH)2↓+2NaNO3或HNO3+NaOH═NaNO3+H2O。
(4)干燥固体甲含三种物质时,则可以是硝酸铵、氯化铜和硫酸钠这一种组合。
易错点二 物质的分离与提纯
◇典例1:除去下列溶液中的少量杂质,所用试剂和方法正确的是( )
选项
溶液
杂质
试剂和方法
A
NaOH
Na2CO3
滴入足量稀盐酸至不再产生气泡
B
KNO3
K2SO4
滴入适量BaCl2溶液、过滤
C
CaCl2
HCl
加入过量的CaCO3、过滤
D
NaNO3
NaCl
滴入过量AgNO3溶液、过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】除杂的基本原则:①不与除杂试剂反应;②不引入新的杂质。
【解答】A.被除杂物质氢氧化钠和除杂试剂稀盐酸反应,故A错误;
B.杂质硫酸钾和除杂试剂氯化钡反应,生成硫酸钡沉淀和氯化钾,在除去杂质的同时生成新的杂质,故B错误;
C.除杂试剂碳酸钙与杂质稀盐酸反应,生成氯化钙、水和二氧化碳,符合除杂原则,故C正确;
除杂完毕后,由于有多余的硝酸银存在,所以引入了新的杂质,故D错误。
故选C。
例2:(2025八上·义乌月考)“生命吸管(Lifestraw)”是一种快速获取野外饮用水的吸管装置,内装有多种过滤器,其中滤网可去除大部分颗粒物;活性炭和离子交换树脂可去除异味和部分重金属;超滤膜可滤除99.3%的细菌和病毒。下列有关叙述不正确的是( )
A.滤网有过滤的作用,能去除颗粒物
B.活性炭具有吸附作用,能去除异味
C.超滤膜与将自来水煮沸的作用类似
D.净化后的水是纯净物,可直接饮用
【答案】D
【知识点】净化水的常用方法
例3:(2025温州二模)金属镁在航空航天、国防建设等方面被广泛应用。镁是海水中含量位居第二的金属元素,主要以MgCl2的形式存在。如图是某沿海工厂设计的“海水制镁”工艺流程,请回答下列问题。
资料卡
①氧化钙与水反应生成的氢氧化钙由于溶解度较低,会形成含有大量未溶解氢氧化钙颗粒的悬浊液,通常称为石灰乳。
Mg(OH)2难溶于水,若其生成速度过快,则会形成颗粒细小的沉淀,导致分离困难。
(1) 流程图中操作a是_ 。
(2) 要将含MgCl2质量分数为0.5%的9吨海水浓缩成含MgCl2质量分数为15%的卤水,需通过日晒蒸发 吨水。
(3) 除成本因素外,结合资料卡信息说明:获取中间原料Mg(OH)2时,相较于氢氧化钠NaOH溶液,石灰乳更适合作为反应物的原因是
。
【答案】.(1) 过滤
(2) 8.7
(3) 用氢氧化钠溶液会使生成氢氧化镁沉淀的速度过快,形成颗粒细小的沉淀,导致分离困难,而石灰乳能使生成沉淀的速度适中,易于分离
变式训练
1.(2023杭州一模)下列实验操作中,能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
鉴别实验室里的食盐水和蔗糖水
品尝味道
B
除去CuSO4溶液中混有的少量H2SO4
加过量的氧化铜,过滤
C
除去CuSO4溶液中混有的氯化钠
加适量的硝酸银溶液,过滤
D
鉴别NaCO3溶液和Na2SO4溶液
滴加BaCl2溶液,观察是否产生白色沉淀
【答案】.B
[解析]不能尝实验室中任何药品的味道,错误;能与氧化铜反应生成硫酸铜和水,再过滤除去过量的氧化铜,能除去杂质且没有引入新的杂质,正确; 氯化钠能与适量的硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钠,错误;和均能与反应,分别生成碳酸钡白色沉淀、硫酸钡白色沉淀,不能鉴别,错误。
2.(2025八上·义乌月考)某兴趣小组进行粗盐(杂质只含有泥沙)提纯实验,并利用所得精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液。
实验一:下面是甲同学进行粗盐提纯实验的操作示意图。
(1)图中有一处明显的错误,请你帮他指出来: 。
(2)图中错误改正后完成实验,展开滤纸若灰色代表泥沙,分析形成如图A情况的可能原因: 。
(3)用图③装置得到食盐晶体时玻璃棒的作用是 ,当看到 (填装置名称)里有大量固体析出时停止加热。
(4)实验二:乙同学用提纯得到的精盐配制100g溶质质量分数为15%的氯化钠溶液(假设称量氯化钠时1g以下用游码)。
配制时,除图中提供的仪器外,还需要试剂瓶、镊子、量筒和 (填一种仪器名称)。
(5)经检测所配溶液的溶质质量分数偏小,原因可能是 。
①氯化钠晶体不纯;②配制溶液的烧杯用少量蒸馏水润洗;③称量氯化钠时所用的砝码生锈了;
④将配好的溶液转移到细口瓶时,有部分洒出;⑤称量氯化钠时错把物体和砝码放反了。
【答案】(1)⑤过滤时没有用玻璃棒引流
(2)过滤时滤液高于滤纸边缘
(3)搅拌,使溶液受热均匀,防止液滴飞溅;蒸发皿
(4)胶头滴管
(5)①②
【知识点】过滤的原理、方法、操作及其应用;蒸发操作与粗盐提纯
3.(2025金华二模)绿矾是一种重要的化学物质,常用作净水剂、补血剂,制颜料等。
(1) 绿矾属于 (选填“纯净物”或“混合物”)。
(2) 某工厂的废水中含有大量的FeSO4和较多的CuSO4。为了减少污染并变废为宝,某实验小组设计了如图流程制备绿矾并回收金属铜。
① 向固体中加入的试剂中溶质的化学式为 。
② 为避免绿矾被空气中的氧气氧化,最合适的结晶方式是 (选填“蒸发溶剂”或“冷却热饱和溶液”)。
【答案】.(1) 纯净物
(2) ① (或)
② 冷却热饱和溶液
4.(2023宁波)某电厂的粉煤灰含有Al2O3,还有少量的FeO、Fe2O3和其他成分。其他成分不溶于水、不与酸反应。以该粉煤灰为原料制备Al2O3,流程如下:
(1) “酸浸”过程中,稀硫酸与Fe2O3反应的化学方程式为 。
(2) 流程图中,操作Ⅰ的名称是 。
(3) “氧化”过程发生的反应为,其中中氧元素化合价为-1价。该化学反应中化合价升高的元素是 。
【答案】.(1)
(2) 过滤
[解析]操作Ⅰ为过滤操作,能将固体和液体分离。
(3) (或铁)
[解析]硫酸亚铁中的铁元素为价,硫酸铁中的铁元素为价,铁元素的化合价升高。
5.(2025·温州模拟)数据显示, 目前我国平均每年产生4亿部以上废旧手机,废旧手机回收处理作为“朝阳产业”拥有很大的发展潜力。从废旧手机的某些部件中可以回收银和铜,其操作流程如图所示。
(1)滤液中一定含有的溶质为 。 (填化学式)
(2)步骤Ⅱ加入的适量的X是一种盐,则X是 。
(3)金属Y可选用 。 (写一种)
【答案】(1)
(2)硝酸银
(3)Fe(或 Zn、Mg等)
【解析】(1)根据金属活动性顺序表的知识分析滤液中的溶质;
(2)铜和硝酸银反应,生成银单质和硝酸铜溶液;
(3)排在前面的金属可以将后面的金属从盐溶液中置换出来。
【解答】(1)在四种金属种,只有镁和铝能和稀硫酸反应,生成硫酸铝和硫酸镁,则滤液中一定含有的溶质为:、和过量的;
(2) 步骤Ⅱ加入的适量的X是一种盐,则X是硝酸银;
(3)硝酸铜和金属Y反应生成铜单质,则金属活动性顺序表中排在铜前面的金属就行,即Y为Fe(或 Zn、Mg等)。
6.(2025·宁波模拟)纪录片《风味人间》中介绍了一种民间美食———灰水煮笋,这里的“灰水”指加了草木灰的水,其中富含K2CO3。K2CO3能与竹笋中的草酸和单宁酸反应,可降低泌尿系统结石的风险。
(1)钠、钾是同族元素,化学性质相近,由此推测K2CO3溶液的pH 7。
(2)灰水中可能还含有K2SO4,检验是否含有SO42-的方法为:将配制好的灰水静置,取上层清液, (将实验方案补充完整)。
(3)通过检验,确定灰水中还含有K2SO4。小宁打算从灰水中制备KCl,并设计了下面的实验方案:
混合物经过一系列操作最终得到KCl固体,下列操作顺序合理的是 。
①加入过量K2CO3溶液 ②加入适量稀盐酸 ③过滤 ④蒸发结晶
【答案】(1)>
(2)方案一:滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,滴加稀硝酸若沉淀部分消失,则说明灰水中含有SO42-。方案二:先滴加稀硝酸至不再有气泡产生,再滴加硝酸钡溶液,若有沉淀产生,说明灰水中含有 SO42-。
(3)①③②④
【解析】(1)碳酸钠虽然是盐,但是它的水溶液呈碱性;
(2)碳酸钡和硫酸钡都是不溶于水的白色沉淀,但是前者溶于酸生成二氧化碳气体,后者不行;
(3)要想得到氯化钾固体,就要先出去过量的氯化钡,再除去过量的碳酸钾,据此分析解答。
【解答】(1) 钠、钾是同族元素,化学性质相近,由此推测K2CO3溶液呈碱性,即pH>7;
(2) 灰水中可能还含有K2SO4,检验是否含有SO42-的方法为:将配制好的灰水静置,取上层清液,
方案一:滴加硝酸钡溶液,有白色沉淀生成,滴加稀硝酸若沉淀部分消失,则说明灰水中含有SO42-。
方案二:先滴加稀硝酸至不再有气泡产生,再滴加硝酸钡溶液,若有沉淀产生,说明灰水中含有 SO42-。
(3) 合物经过一系列操作最终得到KCl固体,下列操作顺序合理的是:
①加入过量K2CO3溶液,生成碳酸钡沉淀和氯化钾,出去过量的氯化钡;
③过滤除去碳酸钡沉淀;
②加入适量稀盐酸,与过量的碳酸钾反应,生成氯化钾,除去剩余的碳酸钾;
④蒸发结晶得到氯化钾晶体。
则正确顺序为①③②④。
易错点三 常见气体的检验与鉴别
例1:(2025八下·温州月考)中国古代很多发明创造与化学工艺有关。西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯造型优美,设计精妙,其剖面图如图。
(1)先秦《考工记》中有关青铜成分记载:“六分其金而锡居其一”(注:此处“金”指铜,锡是一种银白色金属),由此可知:雁鱼灯灯体的材质属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
(2)古人点燃雁鱼灯使用的“火折子”吹气即可燃。简易的火折子是将纸卷点燃后,使其半灭(仅剩火星),装入竹筒中保存。需要点火时打开竹筒盖,向其中吹气,使纸复燃。从燃烧条件角度分析,吹气可以使纸复燃的原因是 。
(3)据记载,雁鱼灯采用淆水(“淆水”指的是石油)为燃料,燃烧后生成CO2和H2O,将燃烧后的气体通入到澄清石灰水中,会观察到 现象。
【答案】(1)混合物
(2)接触氧气
(3)变浑浊
【知识点】燃烧与灭火;二氧化碳的检验和验满;纯净物和混合物的区别
【解析】【分析】(1)只有一种物质组成纯净物,由多种物质组成混合物;
(2)燃烧的条件:有可燃物、与氧气接触和温度达到着火点;
(3)二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊。
【解答】(1)根据题意可知, 雁鱼灯灯体的材质由铜和锡组成,属于混合物;
(2)根据“ 向其中吹气”可知, 从燃烧条件角度分析,吹气可以使纸复燃的原因是:接触氧气;
(3)将燃烧后的气体通入到澄清石灰水中,会观察到变浑浊现象。
例2:(2025·临平模拟)某混合气体X由 (水蒸气)中的两种或两种以上组成,某小组同学为确定该气体成分进行了如下探究(假设每步反应均完全)。
请回答:
(1)若加热前往图甲 B装置中直接通入混合气体,则混合气体成分中能被直接检验确定有无的气体是 。
(2)在图甲B装置前的虚线框内增加一个图乙A装置后进行实验,出现的现象是:A中溶液变浑浊,B中黑色粉末变红色,C中白色粉末变蓝,D中溶液变浑浊。
①图乙 A装置在实验中的作用是 。
②实验中能证明CO存在的证据是 。
(3)若要实现对四种气体的全部检验,对图乙、图甲合成后的装置还需要进一步改进,请你提出改进建议 。
【答案】(1)H2O、CO2
(2)检验并除去CO2;D中溶液变浑浊
(3)在A装置前加一个C装置,并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置
【知识点】二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)气体检验原理:无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水蒸气;澄清石灰水(氢氧化钡溶液类似)遇二氧化碳变浑浊,可检验二氧化碳。若加热前直接通入混合气体,能利用这两个特性直接检验水蒸气和二氧化碳。
(2)①装置作用分析:图乙 A 装置中是氢氧化钡溶液,二氧化碳通入会反应使溶液变浑浊,可检验二氧化碳;同时将二氧化碳反应掉,防止其干扰后续一氧化碳的检验,即起到检验并除去二氧化碳的作用。
②一氧化碳存在证据:一氧化碳具有还原性,能还原氧化铜使黑色粉末变红;其氧化产物二氧化碳能使 D 中澄清石灰水变浑浊,所以 D 中溶液变浑浊能证明有一氧化碳存在。
(3)装置改进思路:要实现四种气体全部检验,需先检验水蒸气,可在 A 装置前加无水硫酸铜(C 装置);且在检验氢气前要排除原有水蒸气干扰,所以在 AB 装置之间增加装有浓硫酸的装置来干燥气体。
【解答】(1)无水硫酸铜遇水变蓝,可用于检验水蒸气;澄清石灰水(氢氧化钡溶液类似)遇二氧化碳变浑浊,可检验二氧化碳。因此能直接检验确定有无的气体是H2O、CO2
(2)①图乙 A装置作用是检验并除去CO2。
②能证明CO存在的证据是 D 中溶液变浑浊 。
(3)改进建议是在A装置前加一个C装置,并在AB装置之间增加一个装有浓硫酸的装置 。
变式训练
1.(2022·金华)某混合气体X由CO2、CO、H2O(水蒸气)、H2中的两种或两种以上组成,X气体依次通过如图1装置(假定每步反应均完全),现象分别为:A中溶液变浑浊;B中固体变为红色;C中粉末变为蓝色;D中溶液变浑浊。
完成下列问题:
(1)该实验能得出CO气体一定存在的证据是 ;
(2)只要在图1中加装一个图2装置,就能确定原混合气体X中是否含有H2。
①写出图2装置中试剂名称 ;
②该装置连接在图1中哪两个装置之间 (用字母表示)。
【答案】(1)澄清石灰水变浑浊
(2)浓硫酸;A与B之间
【知识点】酸的物理性质及用途;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】一氧化碳和氢气与氧化铜反应生成铜和二氧化碳、水;可通过通入氧化铜后生成物的验证来验证一氧化碳和氢气的存在。
【解答】(1)可利用CO与氧化铜反应生成铜和二氧化碳来证明,所以通过澄清石灰水变浑浊的现象证明CO存在;
(2)要证明氢气,需利用氢气与氧化铜反应生成铜和水证明,图2装置中试剂应为浓硫酸,该装置是为了除去原气体中的水蒸气,应连接在A与B之间。
故答案为:(1)澄清石灰水变浑浊;(2)浓硫酸;A与B之间。
2.(2024·杭州模拟)某课外小组的同学们收集了一些含有CO和CO2的废气,为了确认这种废气的组成,他们在实验室按图1中装置进行了实验。
(1)为了将氧化铁还原成铁,C、E点燃的顺序是 。
(2)该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用,于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置,来除去废气中的二氧化碳,并收集一瓶一氧化碳,准备进行后续的探究,则瓶内盛放的液体是 。
(3)该组同学通过上述实验得到C中完全反应后减少0.32g,集气瓶中的气体质量为0.44g。请计算原废气中CO的质量为 。
【答案】(1)先点燃E再点燃C
(2)NaOH
(3)0.56
【知识点】质量守恒定律及其应用;还原反应与金属的冶炼;二氧化碳的化学性质
【解析】【分析】(1)根据CO与氧化铁反应操作步骤分析;
(2)根据氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳分析;
(3)根据一氧化碳与氧化铁反应时物质质量变化分析。
【解答】(1) 为了将氧化铁还原成铁,因CO与空气混合点燃易发生爆炸,所以要先通气体,C、E点燃的顺序是先点燃E再点燃C。
(2)除去废气中的二氧化碳可用氢氧化钠溶液。
(3)C中减少质量为参加反应的氧化铁中氧元素质量, 该氧元素与一氧化碳结合生成二氧化碳,即二氧化碳中一半质量的氧元素来自于一氧化碳,另一半来自于氧化铁,由此可知废气中CO质量为.
故答案为:(1) 先点燃E再点燃C ;(2)氢氧化钠溶液;(3)0.56g。
3.(2026九上·黄岩期末)某科学兴趣小组围绕“碳还原氧化铜”开展项目式学习。
(1)任务一:探究反应后的气体产物
①实验前,先通入一段时间氮气,其目的是 。②随后点燃丙处酒精灯,发现丙处固体未变色,再点燃甲处酒精灯,反应开始后甲中固体逐渐变红。若此时观察到 的现象,可说明甲中的反应产物中同时含有 CO和
(2)任务二:探究反应后的固体产物
小组成员取5份等质量的氧化铜,分别在不同温度下与碳反应4小时,利用XRD(X射线衍射)技术检测反应后固体的组成。为确保反应后的固体产物不含 依据 XRD 图谱分析可采取的措施是: 。
(3)任务三:改进与反思
小组成员从环保角度对任务一的实验装置进行改进,需增加尾气处理装置,请从以下装置图中选出最合理的一套,并说明理由 。
【答案】(1)排尽装置内的空气,防止碳与氧气反应干扰试验;乙处澄清石灰水变浑浊,丙中黑色固体变红
(2)加热温度不低于500℃
(3)C装置。该装置既能充分吸收CO2,又能收集CO
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
4.(2024杭州模拟)使用甲醇(CH3OH)作为汽车的燃料,可以减少汽车尾气对环境造成的污染,某研究性学习小组为了探究甲醇在氧气中燃烧的产物,将燃烧后的混合气体通过如下的装置进行实验。
(2) 为尽可能多地检验出甲醇的燃烧产物,如图所示装置的正确连接顺序为混合气体→
_ → → →D→ 尾气处理(填写装置序号,装置不重复使用)。
(2) 实验开始时,先进行的操作是 (填序号)。
①通入甲醇燃烧后的气体产物 ②加热
(3) 该学习小组的同学选择正确的设计并进行实验,在实验过程中观察到的部分现象为D和A中①装置内的澄清石灰水均变浑浊,而A中③装置内的澄清石灰水不变浑浊,得出这次实验中甲醇的燃烧产物为 。
【答案】.(1) C; A; B
[解析]甲醇中含有碳、氢、氧元素,在燃烧时可能产生、、等物质,检验常用氧化铜,检验常用澄清石灰水,检验常用无水硫酸铜。因为和氧化铜反应会生成,所以应该先检验,然后再检验;而气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气,故应最先检验,然后检验,最后检验。
(2) ①
(3) 、、
[解析]根据中①装置内的澄清石灰水变浑浊可知,甲醇燃烧后的产物中有二氧化碳;根据中③装置内澄清石灰水不变浑浊、中的澄清石灰水变浑浊可知,产物中有一氧化碳。甲醇中含有碳、氢、氧元素,故生成物中应还有含氢元素的物质,则产物中有水。
5.(2025温州模拟)同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分,设计了如图实验方案(固定装置未画出),将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行检验。
(1) 实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝,B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,由此可得出该气体产物的成分为 ;由此推测E装置中的实验现象是 。
(2) 如图实验方案中,“尾气处理”环节的G装置可能是_ 。
【答案】.(1) 、、; 黑色固体变红
[解析]中无水硫酸铜变蓝,说明混合气体中含有水蒸气;、装置中的澄清石灰水均变浑浊,装置中的澄清石灰水不变浑浊,说明含有二氧化碳和一氧化碳。一氧化碳和氧化铜反应,生成二氧化碳和铜,固体由黑色变为红色。
(2) 点燃的酒精灯(合理即可)
6.(2023·金华)某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。小金利用下图的装置探究其成分(所用药品均足量,反应均完全)。
(1)检查装置气密性:在甲、丙装置中倒入适量的水,关闭丙丁之间止水夹,往甲装置中鼓入一定量空气后,停止鼓气。如果气密性良好,甲装置中广口瓶内观察到的现象是 ;
(2)实验过程中,先点燃丁处酒精灯,再通人混合气体,过一会点燃乙处酒精灯,先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊,过一会 观察到乙装置中黑色粉末变红,甲装置电子天平读数恒定不变,则原混合气体组成可能是 。
【答案】(1)长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定
(2)①CO2 H2;②CO2 CO
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;二氧化碳的检验和验满
【解析】【分析】(1)根据压强差原理检查装置气密性方法分析;(2)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,氢气和一氧化碳具有还原性分析。
【解答】(1) 在甲、丙装置中倒入适量的水,关闭丙丁之间止水夹,往甲装置中鼓入一定量空气后,停止鼓气。如果气密性良好,气体不能排出,则甲装置中广口瓶内长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定;
(2) 实验过程中,先点燃丁处酒精灯,再通人混合气体,过一会点燃乙处酒精灯,先观察到两装置中澄清石灰水变浑浊,说明原气体中有二氧化碳,过一会观察到乙装置中黑色粉末变红,说明有氢气或CO还原了氧化铜,甲装置电子天平读数恒定不变,说明不含水蒸气,则原混合气体组成可能是 ①CO2 H2;②CO2 CO ;
故答案为:(1)长导管中液柱液面高于瓶内液面并保持稳定 ;(2) ①CO2 H2;②CO2 CO 。
6.(2025•杭州模拟)天然气的主要成分为甲烷,燃烧可能会产生CO,为了检验天然气燃烧后的气体产物成分进行如下实验:
(1)实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是 。
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有 (填化学式)。
(3)实验中观察到 现象,说明气体产物中还有CO。
(4)F处为尾气处理装置,下列装置中合理的是 。
【解答】解:(1)一氧化碳具有可燃性,与空气混合遇明火可能会发生爆炸,所以实验开始时,点燃D处酒精灯之前,先通一会儿N2,其目的是将装置的空气排尽,防止加热时发生爆炸;
(2)A中无水CuSO4变蓝,说明气体产物中含有水;B中澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中含有CO2;
(3)一氧化碳在加热的条件下会与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以实验中观察到D装置中黑色固体变红,E装置中澄清的石灰水变浑浊,则说明气体产物中还有CO;
(4)由于一氧化碳有毒,会污染环境,一氧化碳具有可燃性,F处为尾气处理装置,可以用①气球收集,也可以用④点燃尾气(一氧化碳点燃生成无毒的二氧化碳),也可以用②排水法收集(长管进长管出才能排出水),而③短管出无法排出水,由于一氧化碳难溶于水,短管会排出一氧化碳,故不合理,故装置中合理的是①②④。
7.(2024•湖州二模)某化学实验小组为了测定某一混有O2的N2气体的纯度,将m克该样品气体通过足量红热的铜丝网后,发现铜丝网变黑,反应后称得铜丝网的质量增加了m1克,从而测得了N2的纯度。随后,该小组又对如何除去黑色物质,回收再利用铜丝网展开了研究,制定了下列方案。请根据下列方案回答:
(1)该样品气体中N2的质量分数为 。(用m、m1表示)。
(2)两种方案相比较,甲方案明显的不足之处是 。
(3)若采用甲、乙两种方案处理此黑色铜丝网,则回收的铜丝网a的质量 (选填“<”、“>”或“=”)铜丝网b的质量。为什么? 。
【解答】解:(1)2Cu+O22CuO,32份质量的氧气参与反应,固体增加32份质量,铜丝网变黑,反应后称得铜丝网的质量增加了m1克,即氧气的质量为m1克,该样品气体中N2的质量分数为 。
(2)甲方案是利用一氧化碳和氧化铜反应生成铜,而一氧化碳是一种有毒的气体,因此必须对尾气进行处理,因此从两个方案的图示中可以看出,甲方案的不足之处是缺少尾气处理装置;
(3)用CO还原黑色氧化铜,生成铜固体,铜元素都在固体中;采用稀酸溶解黑色氧化铜,部分铜元素形成可溶性铜盐,而称量的是固体铜,所以甲方案回收回收的铜丝网的质量大于b方案。
8.(2024•上城区二模)小金为探究木炭与氧化铁反应的气体产物,选甲装置如下,B、D装置中药品足量,且反应充分。
【提出问题】炭和氧化铁反应生成的气体是什么?
【建立猜想】
猜想一:CO。 猜想二:CO2。 猜想三:CO和CO2。
【装置连接】按照C→ (选填“B→D”或“D→B”)→A的顺序连接好装置。
【收集证据】
(1)定性判断
①实验中观察到D中澄清石灰水变浑浊,则可以排除猜想 。
②若猜想二正确,则C中发生反应的化学方程式为 。
(2)定量判断
反应前后各装置的质量变化如表。
B
C
D
反应前后的变化量
m1
m2
m3
若猜想三正确,则理论上m2 m1+m3(选填“<”、“=”或“>”)。
【解答】解:【装置连接】装置D是检验生成的气体中是否有二氧化碳,浓硫酸具有吸水性,可用浓硫酸干燥气体,由于气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气,所以应先用装置D检验生成的气体中是否有二氧化碳,再用浓硫酸干燥气体,根据一氧化碳具有可燃性进行检验,则按照C→D→B→A的顺序连接好装置;
(1)①二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验中观察到D中澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳,则可以排除猜想一;
②若猜想二正确,即生成的气体是二氧化碳,木炭和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑;
(2)若猜想三正确,说明气体为一氧化碳和二氧化碳,生成的一氧化碳不能被B、D装置吸收,所以B、D装置增加的质量小于C装置减少的质量,即理论上m2>m1+m3。
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