1、专题十七科学探究题中考化学中考化学(湖南专用)1.(2018湖南娄底,44,12分)某实验小组的同学在学习了铁的冶炼后,想探究炼铁高炉排放出的高炉气体中含有污染环境的气体有哪些,请我们共同参与探究并回答下列问题:【提出问题】高炉气体中含有污染环境的气体是什么?【作出猜想】猜想一:只有CO;猜想二:只有SO2;猜想三:CO和SO2都有;A A组组 2014-2018 2014-2018年年湖南湖南中考题组中考题组好题精练【查阅资料】二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊(与CO2相似),能使品红溶液褪色,可被酸性高锰酸钾溶液吸收。【实验探究】该实验小组的同学组装了如下装置进行实验。(1)甲同学在实验中发现
2、A中品红溶液褪色,高炉气体中含有气体,B中酸性高锰酸钾溶液的作用是,C中品红溶液的作用是;(2)乙同学发现C中品红溶液没有褪色,E中澄清石灰水变浑浊,得出高炉气体中含有CO。丙同学认为乙同学的结论不正确,理由是;(3)该实验小组的同学经过讨论后,改进了实验装置,如下图所示。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液的优点是,写出SO2与NaOH溶液反应的化学方程式。【实验结论】炼铁厂排放的高炉气体中含有有害气体CO和SO2,直接排放到空气中会污染环境,需达标后才能排放。答案答案(1)SO2(或二氧化硫)吸收二氧化硫检验二氧化硫是否除尽(2)高炉气体中含有二氧化碳,对一氧化碳的检验造成影响(3)可同时吸
3、收二氧化硫和二氧化碳SO2+2NaOHNa2SO3+H2O解析解析(1)根据“二氧化硫能使澄清石灰水变浑浊(与CO2相似),能使品红溶液褪色,可被酸性高锰酸钾溶液吸收”可知,甲同学在实验中发现A中品红溶液褪色,说明高炉气体中含有二氧化硫,B中酸性高锰酸钾溶液的作用是吸收二氧化硫,C中品红溶液的作用是检验二氧化硫是否被高锰酸钾溶液完全吸收。(2)高炉气体中含有二氧化碳,CO2能使E中的澄清石灰水变浑浊,从而干扰CO的检验。(3)氢氧化钠既能与二氧化碳反应,又能与二氧化硫反应。用氢氧化钠溶液代替酸性高锰酸钾溶液,能够同时吸收二氧化硫和二氧化碳;SO2与NaOH溶液反应生成亚硫酸钠和水,反应的化学方
4、程式为2NaOH+SO2Na2SO3+H2O。2.(2018湖南长沙,47,12分)在小英家的仓库里,堆放着一袋袋化肥碳酸氢铵(NH4HCO3)。过了一个夏天,小英发现这种化肥所特有的刺激性气味变得更浓烈了,有些化肥袋里碳酸氢铵变少了。检查发现,变少的化肥包装袋没有密封,化肥也没有撒落在地上,更没有人进过仓库开袋使用。为了探究这些化肥减少的原因,小英在实验室取了一些碳酸氢铵粉末,放在蒸发皿中加热,过一会儿观察到粉末完全消失,同时也闻到了这种刺激性气味。粉末为什么会消失呢?(1)【提出问题】碳酸氢铵粉末消失的原因是什么?(2)【猜想】碳酸氢铵在不加热或加热条件下由固态变成它的气态。碳酸氢铵在不加
5、热或加热条件下发生分解反应,可能产生的物质有氨气和一些氧化物。(3)【查阅资料】碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明上述猜想(填序号)不成立;氨气(化学式NH3)具有特殊的刺激性气味,极易溶于水,其水溶液显碱性,但干燥的氨气不能使干燥的红色石蕊试纸变蓝;NO2为红棕色气体。NO为无色气体,在空气中易发生反应:2NO+O22NO2。实验操作实验现象实验结论取适量碳酸氢铵于试管中加热,如图一所示,将干燥的红色石蕊试纸接近导管口产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且试纸变蓝,但未见红棕色气体分解产物中有,没有按如图二所示装置继续实验,直到反应完全澄清石灰水变浑浊分解产物中有(5)【应用】利用
6、氨气的化学性质,请写出实验室检验氨气的方法(写出实验操作、现象、结论):;如果你家里有碳酸氢铵化肥,你应该如何保存?。(4)【实验操作、现象与结论】答案答案(3)(4)(5)用湿润的红色石蕊试纸接触气体,如果试纸变蓝,则为氨气密封、阴凉、防潮解析解析(3)碳酸氢铵属于氮肥,不具有升华的性质,说明猜想不成立。(4)实验中产生强烈的刺激性气味,试管壁上有无色液滴且红色石蕊试纸变蓝,说明分解产物中有NH3和H2O,未见红棕色气体,说明分解产物中没有氮的氧化物。实验的实验现象是澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成。(5)实验室检验氨气的方法:用湿润的红色石蕊试纸接触气体,若试纸变蓝,则为氨气;碳酸氢铵
7、易分解,碳酸氢铵化肥应密封保存于阴凉处。3.(2017湖南衡阳,33,8分)实验室有一瓶标签破损的溶液A(如图),某组同学将碳酸钠溶液与它进行反应,有白色沉淀产生,过滤后得到澄清滤液。同学们对该实验进行了一系列的探究。探究一A溶液中的溶质是什么?【提出猜想】该组同学认为A溶液的溶质有两种可能:CaCl2【收集资料】CaCl2溶液呈中性。【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验:实验操作实验现象实验结论取少量A溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液猜想正确碳酸钠与其反应的化学方程式为。探究二过滤后滤液中会有哪些溶质?【提出猜想】小明的猜想:NaCl和CaCl2小红的猜想:NaCl你的猜想:【设计
8、实验】请你针对“你的猜想”进行实验:实验步骤实验现象实验结论你的猜想成立【反思拓展】为防止标签被腐蚀,倾倒液体时应注意:。答案答案(8分)Ca(OH)2溶液不变色Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaClNaCl、Na2CO3取少量过滤溶液于试管中,向其中滴入盐酸有气泡产生标签向着手心解析解析探究一:CaCl2溶液呈中性,Ca(OH)2溶液呈碱性,取少量A溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞溶液,已知实验结论为猜想正确,则实验现象为溶液不变色。CaCl2与Na2CO3反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO32NaCl+CaCO3。探究二:若Na2CO3溶液过量,则过滤后的溶液中溶质为NaCl
9、、Na2CO3;取少量过滤溶液于试管中,向其中滴入盐酸,若有气泡产生,则说明Na2CO3过量,溶质为NaCl和Na2CO3。【反思拓展】为防止标签被腐蚀,倾倒液体时标签要向着手心。4.(2017湖南长沙,47,12分)某同学为了探究木炭和氧化铜在高温条件下反应生成的气体产物的成分,提出了如下猜想:a.可能是二氧化碳;b.可能是一氧化碳。并设计如图所示装置进行实验,预期的实验现象及结论如下:.若澄清石灰水变浑浊,则气体为二氧化碳;.若澄清石灰水不变浑浊,则气体为一氧化碳。请你分析并回答:(1)该同学的猜想是否严谨?请你说明理由。;。(2)设计一个实验,验证(1)中你的理由。请简述你的实验方案。(
10、3)该实验装置存在的缺陷是。(4)反应结束时,停止实验的操作步骤是。(5)实验后发现试管内壁上附着不易用试管刷洗净的固体生成物,清洗试管的方法是。答案答案(1)不严谨气体产物可能是CO和CO2的混合物(2)先将气体通入澄清石灰水,若石灰水变浑浊,证明气体中有CO2;然后将剩余气体通过足量NaOH溶液和浓H2SO4,再通过灼热的CuO固体,最后通入澄清石灰水中,若固体变红,澄清石灰水变浑浊,说明有CO(3)没有尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,没有验证CO的装置(4)先将导管移出水面,再熄灭酒精灯(5)先用足量稀盐酸清洗,再用水洗解析解析(1)木炭在高温条件下与氧化铜反应可能生成CO2,
11、也可能生成CO,还可能生成CO2和CO的混合气体。(2)在CO2和CO同时存在的情况下要对这两种气体进行检验,一般先检验CO2,然后利用CO的还原性检验CO。实验时为防止CO2对CO的检验造成干扰,应检验CO2后将其除去,再进行CO的检验。(3)CO有毒,故应该在装置的最后加一个尾气处理装置;若产生的气体为CO和CO2,按照题图所示的装置,只能验证气体产物中是否有CO2,不能验证CO是否存在。(4)实验结束时应先将导管从澄清石灰水中移出,再熄灭酒精灯,防止液体倒吸,使试管炸裂。(5)实验后装澄清石灰水的试管内壁上附着的是不溶于水的CaCO3,可先用足量稀盐酸清洗,再用水洗。易错警示易错警示若C
12、O和CO2同时存在,在进行成分验证时一般先检验CO2,为了不对CO的检验造成干扰,需要除去CO2,再对CO进行检验。5.(2016湖南益阳,24,10分)化学课上同学们观察了老师的演示实验。【演示实验】向盛有少量NaOH溶液的试管中滴加CuSO4溶液。下课后,同学们发现静置后的试管底部是蓝色沉淀,上层是无色溶液,在老师指导下对无色溶液进行实验探究。【提出问题】上层无色溶液中的溶质是什么?【猜想假设】猜想(1)溶质是Na2SO4;猜想(2)溶质是Na2SO4和CuSO4;猜想(3)溶质是Na2SO4和(填化学式)。【查阅资料】Na2SO4溶液呈中性。【讨论交流】经过讨论后,大家一致认为猜想(2)
13、不成立,理由是。选择的试剂实验操作实验现象实验结论或原理第一组酚酞溶液溶液变红由第一、二组探究实验可得:猜想成立;第二组探究实验中发生反应的化学方程式为第二组CuSO4溶液生成蓝色沉淀第三组X溶液【实验探究】同学们分组进行如下实验探究。【反思与拓展】经过讨论后,同学们认为还可以滴加其他试剂到上层无色溶液中,也能得到同样的结论。你认为第三组滴加的X溶液可以是(写一种即可)。答案答案(每空2分,共10分)NaOH上层溶液为无色,而CuSO4溶液呈蓝色(3)CuSO4+2NaOHNa2SO4+Cu(OH)2石蕊试液(或MgCl2溶液、FeCl3溶液等其他合理答案均给分)解析解析根据NaOH与CuSO
14、4反应的化学方程式2NaOH+CuSO4Na2SO4+Cu(OH)2判断反应后溶液中的溶质组成时,除考虑生成物Na2SO4外,还应考虑反应物是否有剩余,故猜想(3)中溶质是Na2SO4和NaOH。CuSO4溶液是蓝色的,而反应后的上层清液呈无色,说明猜想(2)不合理。第一组加酚酞溶液变红说明溶液显碱性,第二组加硫酸铜溶液生成蓝色沉淀说明溶液中有NaOH,故猜想(3)正确。第三组所滴加的X溶液应是与NaOH反应有明显现象的物质,如石蕊试液、MgCl2溶液、FeCl3溶液等。6.(2016湖南株洲,30,12分)要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分,请你参与华雪同学的探究:【查阅资料】碳酸亚铁
15、(FeCO3)具有还原性,在空气中灼烧生成铁的氧化物和CO2气体。FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,就迅速被氧化成四氧化三铁,四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水。FeCl2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能;FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色。【猜想与假设】猜想1:固体成分是氧化铁;猜想2:固体成分是四氧化三铁;猜想3:。【活动与探究】连接仪器、装好药品如下图所示(加热和固定装置已省略),打开止水夹K,通入氧气,加热玻璃管X。当Y瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却。取玻璃管里的
16、少量固体于试管中,滴加盐酸,微热,固体完全溶解。将所得溶液分成甲、乙两份进行实验。实验编号实验步骤实验现象a向甲溶液中滴加KSCN溶液溶液变红色b向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液高锰酸钾溶液的紫红色不消失【结论与反思】(1)由上述实验现象可知,FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是,因此,猜想(填“1”“2”或“3”)是正确的。(2)FeCO3在氧气中高温灼烧的化学方程式为。(3)上述实验(填“a”或“b”)是多余的,因为。【总结与提升】(1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的,可能的原因是澄清石灰水的量不足,导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙。碳酸氢钙的化学式为。(2)CO2使澄
17、清石灰水变浑浊的化学方程式为。(3)华雪同学经过反思,觉得该实验设计还存在问题,因为如果在实验b中观察到,就不能确定哪个猜想是正确的。所以华雪同学又对该实验进行了定量探究:取11.6g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,称得固体质量净减3.6g。通过计算即可确定:FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是。答案答案【猜想与假设】固体成分是氧化铁和四氧化三铁【结论与反思】(1)氧化铁1(2)4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2(3)a氧化铁、四氧化三铁与盐酸反应后的产物中都有氯化铁,滴加KSCN溶液,都变红色【总结与提升】(1)Ca(HCO3)2(2)CO2+Ca(OH)2CaCO3+H
18、2O(3)高锰酸钾溶液褪色氧化铁解析解析【猜想与假设】根据猜想1、2,可推出猜想3:固体成分是氧化铁和四氧化三铁。【结论与反思】(1)由所给资料可知:FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色,向甲溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,说明甲溶液中含有FeCl3。FeCl2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能,向乙溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液,高锰酸钾溶液的紫红色不消失,说明乙溶液中不含FeCl2,则氯化铁只是氧化铁与稀盐酸反应生成的,故FeCO3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是氧化铁,即猜想1是正确的。(2)FeCO3在氧气中高温灼烧生成
19、氧化铁和二氧化碳气体,反应的化学方程式为4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。(3)因为氧化铁、四氧化三铁与盐酸反应都有氯化铁生成,滴加KSCN溶液,都变红色,所以实验a是多余的。【总结与提升】(2)CO2使澄清石灰水变浑浊,是因为CO2与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O。(3)FeCl2能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而FeCl3不能,如果在实验b中观察到高锰酸钾溶液褪色,说明溶液中含有氯化亚铁,不能确定是否含有氧化铁,就不能确定哪个猜想是正确的。华雪同学又对该实验进行了定量探究:取11.6g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,
20、称得固体质量净减3.6g。假设生成的固体为氧化铁,设固体质量净减x。4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2固体减少质量464320464-320=14411.6gx=x=3.6g假设成立,即FeCO3和氧气充分反应后的固体成分是氧化铁。46414411.6gx7.(2016湖南常德,32,12分)实验探究是科学探究的重要形式,请参与以下探究活动并回答问题:(一)测定空气里氧气的含量(1)A装置是人教版教材设计的“测量空气里氧气的含量”的实验装置,教材实验所需试剂是水和(填物质名称),实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等份,该操作中一定要使用的仪器是;(2)小华用A装置测定的
21、氧气含量偏低,可能的原因是(任答一点);(3)B装置也可用于测量空气中氧气的含量,其实验原理用化学方程式可表示为;(4)使用B装置进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是,实验结束移开酒精灯,恢复到室温后读数即可计算出氧气含量,B装置的优点是(任写一点)。(二)实验异常现象探究在学校实验室开放日,小明用氯化钙、碳酸钠、碳酸氢钠的饱和溶液与稀盐酸等药品设计了复分解反应发生条件的验证实验,请参与他的实验过程。【查阅资料】20时部分物质的溶解度:NaHCO39.6g;Ca(HCO3)216.6g【实验设计】小明用稀盐酸和上述三种饱和溶液设计出下图所示的四个验证实验【实验预测】小明依据所学的“复
22、分解反应发生条件”的规律预测,在四个实验操作中能发生复分解反应的共有(填数字)个;【发现问题】小明在实验的操作中发现产生了白色沉淀X?【提出假设】小明认为X可能是Ca(HCO3)2、(填化学式)中的一种或几种;【理论计算】小明依据化学反应方程式经理论计算发现,X不可能是Ca(HCO3)2;【实验探究】将实验中的白色沉淀X过滤后,取少量X固体于试管中并加适量水振荡,再滴入几滴酚酞试液,观察到溶液颜色无变化,说明X一定不是(填化学式);另取少量X固体滴加稀盐酸,产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊,则X一定是(填化学式)。【拓展延伸】小明查询得知:高浓度的碳酸氢钠溶液可与氯化钙溶液反应生成白色沉淀。
23、许多化学反应事实也证实:在不同条件下(如浓度、温度、颗粒物大小等),物质可能体现出不同的化学性质,请举例说明。答案答案(一)(1)红磷量筒(或量筒和胶头滴管)(2)装置漏气(或红磷不足、红磷燃烧后未完全冷却即打开止水夹等其他合理答案也可)(3)2Cu+O22CuO(4)使注射器内空气中的氧气与铜充分反应实验不污染环境(或实验测定准确等其他合理答案也可)(二)【实验预测】3【提出假设】Ca(OH)2CaCO3【实验探究】Ca(OH)2CaCO3【拓展延伸】铁丝能在氧气中燃烧却不能在空气中燃烧(其他合理答案也可)解析解析(一)(1)人教版教材中测定空气里氧气含量的实验中所需试剂是水和红磷,将集气瓶
24、内水面上方空间准确分为五等份应使用量筒和胶头滴管。(2)造成测定氧气含量偏低的原因有:红磷量不足、装置漏气、装置未冷却到室温就打开止水夹等。(3)B装置中的实验原理为2Cu+O22CuO。(4)使用B装置进行实验时,交替推动两个注射器活塞的目的是使氧气与铜丝充分反应;B装置的优点是不污染环境、测量结果精确等。(二)【实验预测】根据已有知识可知,CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl,2HCl+Na2CO32NaCl+CO2+H2O,HCl+NaHCO3NaCl+CO2+H2O,NaHCO3溶液和CaCl2溶液不反应,因此四个实验中共有3个能发生复分解反应。【实验探究】滴入酚酞试液不变色
25、,说明X一定不是Ca(OH)2;X固体中滴加稀盐酸会有使澄清石灰水变浑浊的气体生成,故X固体是CaCO3。【拓展延伸】不同条件下,物质会体现不同的化学性质,例如:碳在常温下化学性质稳定,但在高温下却可以和金属氧化物等物质反应;铁丝在空气中不能燃烧,但在氧气中能剧烈燃烧等。8.(2016湖南娄底,46,12分)某化学兴趣小组的同学在学习九年级化学下册中的资料卡片“石笋和钟乳石的形成”时,发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙:Ca(OH)2+CO2CaCO3+H
26、2O,对长时间向碱溶液中通入CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。【提出问题】一定量CO2与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么?【查阅资料】(1)通入少量CO2,反应的化学方程式为:。(2)通入过量CO2,反应的化学方程式为:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3。(3)碳酸氢盐都是可溶于水的。BaCO3难溶于水。(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。【提出猜想】(1)溶质为NaOH和Na2CO3(2)溶质为Na2CO3(3)溶质为(填化学式)(4)溶质为NaHCO3【设计实验】实验步骤实验现象实验结论(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液,滴在pH试纸上pH=9该溶液显碱性(2)取反应后溶液少许于试管
27、中,向其中滴加过量的BaCl2溶液有生成猜想(4)不成立(3)取步骤(2)中的上层清液,滴入稀盐酸有气泡冒出猜想(1)和(2)不成立【得出结论】猜想(3)成立。【讨论交流】(1)有同学提出,实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要?(填“需要”或“不需要”)。(2)同学们又一次把目光投向了教材,发现遇热或压强变小时:Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O,纷纷提出,干粉灭火器中用NaHCO3灭火的反应原理与之相似,试写出NaHCO3受热分解的化学方程式:。【反思应用】(1)同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景,心想:如果向澄清的石灰水中不断通入二氧化碳,会看到怎样的现象呢?请你描
28、述一下:。(2)老师投影图片新化县的梅山龙宫,冷水江市的波月洞,涟源市的藏经洞,双峰县的药王洞宛如人间仙境的美丽溶洞,竟然是由文中两个简单的化学反应创造?!同学们不禁对大自然的鬼斧神工赞不绝口,纷纷表示“娄底那么大,我想去看看”。答案答案【查阅资料】(1)CO2+2NaOHNa2CO3+H2O【提出猜想】(3)NaHCO3和Na2CO3【设计实验】(2)白色沉淀【讨论交流】(1)不需要(2)2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O【反思应用】(1)先变浑浊,后变澄清解析解析【查阅资料】少量CO2与NaOH溶液反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为CO2+2NaOHNa2CO3+H2O。【提出
29、猜想】根据题中信息可知:通入少量CO2生成Na2CO3;通入过量CO2生成NaHCO3,故溶质可能为NaOH和Na2CO3,Na2CO3,NaHCO3和Na2CO3,NaHCO3。【设计实验】(2)向反应后的溶液中加入过量BaCl2溶液,由猜想(4)不成立推知反应后的溶液中一定含Na2CO3,发生反应Na2CO3+BaCl2BaCO3+2NaCl,有白色沉淀生成。【讨论交流】(1)氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠溶液都显碱性,故实验步骤(1)是多余的,不需要该实验设计。(2)NaHCO3不稳定,受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O。【反思应用
30、】(1)将少量二氧化碳通入足量的澄清石灰水中,生成不溶于水的碳酸钙沉淀,澄清石灰水变浑浊,继续通入二氧化碳,碳酸钙、二氧化碳和水反应生成溶于水的碳酸氢钙,又形成了澄清溶液。9.(2015湖南衡阳,33,8分)化学研究性学习小组探究二氧化碳气体能否用排水集气法收集。【猜想】.不能用排水法收集。你认为其理由是;.能够用排水法收集。你认为其理由可能是。【实验】实验一:制取二氧化碳。用石灰石与稀盐酸反应,反应的化学方程式为。分别用向上排空气法和排水集气法收集两瓶气体并分别标注为和。实验二:将两瓶气体分别倒立于盛有足量氢氧化钠溶液的玻璃水槽中,一段时间后,号集气瓶中的溶液的体积约为集气瓶容积的,号集气瓶
31、中的溶液几乎全充满。该实验中反应的化学方程式为。【结论】由实验一得出的结论是猜想正确;由实验二得出的结论是。23答案答案【猜想】二氧化碳能溶于水在对人体吸入的空气和呼出的气体的探究时,收集呼出的气体用的是排水法(或二氧化碳在水中的溶解度不大,且溶解速度较慢)【实验】CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O2NaOH+CO2Na2CO3+H2O【结论】用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净解析解析【猜想】.二氧化碳不能用排水法收集的理由是其能溶于水;.二氧化碳能用排水法收集的理由可能是其在水中的溶解度不大,且溶解速度较慢(或在对人体吸入的空气和呼出的气体的探究时,收集呼出的气体用
32、的是排水法)。【实验】实验一:石灰石与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。实验二:二氧化碳与氢氧化钠反应的化学方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。【结论】由实验一得出的结论是猜想正确;由实验二可知,用排水法收集比用向上排空气法收集的二氧化碳更纯净。10.(2015湖南郴州,31,10分)已知:镁在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁(Mg3N2),氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气。(1)写出氮化镁与水反应的化学方程式;(2)a克镁在空气中完全燃烧生成固体的总质量m为;(用含a的式子表示m的取值范围)(3)某学生对该混合物中氮化镁的质量分数进行测定,设计如
33、下实验装置。【查阅资料】.碱石灰是固体氧化钙和氢氧化钠的混合物,常用作干燥剂,不与NH3反应。.2NH3+H2SO4(NH4)2SO4.NH3是一种极易溶于水的气体。【实验步骤】检查装置的气密性;精确称量镁在空气中燃烧后的固体5.00g放入锥形瓶中,称量装置C,连接好装置;关闭活塞K,打开A中分液漏斗活塞,逐滴加入水,至样品恰好完全反应;打开活塞K,鼓入空气;再次称量装置C,装置C增重0.34g。请回答:(一)装置B的作用是;(二)装置D的作用是;(三)实验步骤中鼓入空气的目的是;(四)固体混合物中Mg3N2的质量分数为;(五)实验证明此方法测定的结果偏低,可能原因是(写一条)。答案答案(1)
34、Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH32分(2)m(或1.39am1.67a)2分(3)(一)吸收水蒸气(干燥)1分(二)防止空气中的水蒸气进入装置C中1分(三)使产生的氨气完全被浓硫酸吸收(合理即可)1分(四)20%2分(五)有部分氨气溶于水(合理即可)1分2518a53a解析解析(1)氮化镁固体与水反应生成氢氧化镁和氨气,化学方程式为Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3。(2)镁在空气中燃烧生成MgO和Mg3N2,若只生成MgO,则a克Mg反应生成克MgO;若只生成Mg3N2,则a克Mg反应生成克Mg3N2,则生成固体的总质量的范围为m(或1.39am7,随着另一溶液的加
35、入,pH逐渐减小至小于7,说明是将硫酸滴加到氢氧化钠溶液中。当滴入溶液的体积为V2mL时,溶液的pH”“(1分)(5)根据表中CO2体积与锥形瓶内物质质量的关系,实验与实验相同,可得出白色粉末的成分为碳酸氢钠(1分,其他合理答案均给分)解析解析(1)二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,故检验气体是否为二氧化碳,可选用澄清石灰水。(2)室温时,pH7,溶液呈碱性。测得该溶液的pH=3,则该溶液呈酸性。(3)根据固体全部溶解可知固体不是碳酸钙,说明甲同学的猜想不正确。(4)实验为NaHCO3与盐酸的反应,化学方程式为NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2;实验应选用质量相等的NaHCO3、Na2C
36、O3、白色粉末,故a也为0.10;根据化学方程式计算得出,等质量的NaHCO3、Na2CO3与足量盐酸反应生成CO2的体积V1V2。(5)由表中数据可知等质量的白色粉末与NaHCO3与足量盐酸反应生成CO2的体积相等,故白色粉末应为NaHCO3。6.(2016重庆B,23,6分)工业上常用电解饱和食盐水的方法制取烧碱。某化学兴趣小组为了探究久置的工业烧碱的成分,进行了如下实验:(1)取少量样品于烧杯中,向其中加入过量稀盐酸,观察到有气泡产生,说明样品中含有,该反应的化学方程式为。接着又向烧杯中继续加入硝酸银溶液,出现了白色沉淀,甲同学立刻得出结论:样品中还含有氯化钠。乙同学对该结论提出了质疑,
37、认为溶液中不一定含有氯化钠,理由是。(2)丙同学认为除了需要确认是否含有氯化钠外,还需要确认样品中是否含有氢氧化钠。于是,大家又进行了以下实验:另取少量样品溶解于水,向其中加入过量硝酸钙溶液,产生白色沉淀,然后过滤、洗涤。向滤液中加入足量稀硝酸,再滴入硝酸银溶液后产生白色沉淀。向滤渣中加少量水后滴入酚酞,溶液变红。由此判断,滤渣中的物质是(填化学式)。(3)根据以上实验,得出的结论正确的是(填序号)。A.样品中无NaClB.样品中只有NaOH和Na2CO3C.样品中无NaOHD.样品中有Na2CO3、NaOH和NaCl答案答案(1)Na2CO3Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2加
38、盐酸时引入了Cl-,与硝酸银生成白色沉淀(2)CaCO3、Ca(OH)2(3)D解析解析氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应会生成碳酸钠,向少量样品中加入过量稀盐酸,有气泡产生,说明样品中含有碳酸钠;碳酸钠和稀盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2;由于“向其中加入过量稀盐酸”,引入了氯离子,继续加入硝酸银溶液,出现了白色沉淀,无法判断氯离子是来自于盐酸还是原样品。由(1)可知样品中有碳酸钠,碳酸钠与硝酸钙反应生成碳酸钙和硝酸钠,所以滤渣中的物质有碳酸钙;向滤液中加入足量稀硝酸,再滴入硝酸银溶液后产生白色沉淀,说明样品中含有氯化钠;向滤渣中加少量水后滴入酚酞,溶液变红
39、,说明滤渣中的物质还有Ca(OH)2,同时证明样品中含有氢氧化钠。综合以上分析可知滤渣中的物质为CaCO3、Ca(OH)2。7.(2015广东梅州,16,10分)某研究小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行如下实验:.制取氧化铜取少量硫酸铜晶体放入烧杯中,加适量蒸馏水溶解。往步骤所得的硫酸铜溶液中逐滴滴入氢氧化钠溶液,直至不再产生蓝色沉淀,然后将烧杯中物质转移到蒸发皿中,加热,当蓝色沉淀全部变为黑色时,停止加热已知:Cu(OH)2CuO+H2O。将步骤所得的混合物过滤、洗涤、干燥,得到氧化铜。回答下列问题:(1)写出硫酸铜与氢氧化钠反应的化学方程式。(2)上述步骤、中需要使用玻璃
40、棒的是(填步骤序号)。(3)检验步骤中沉淀是否洗涤干净的操作是:取少量最后的洗涤液于试管中,。.证明氧化铜能加快氯酸钾的分解用下图装置进行实验,每次实验时均收集20mL气体,相关数据见下表:实验序号氯酸钾质量其他物质质量待测数据2g无其他物质x2g氧化铜1gy(4)上图中的量气装置B由干燥管、乳胶管和50mL带刻度的玻璃管组装而成。待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管。检验干燥管内收集的气体是O2的方法是:拔去干燥管上单孔橡皮塞,。(5)上表中实验的作用是。若x(填“”)y,则证明氧化铜能加快氯酸钾的分解。答案答案(1)CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4(2分)(2)(2分
41、)(3)滴入几滴BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则洗涤干净(2分)(4)把带火星的木条伸入干燥管中,观察木条是否复燃(2分)(5)对照(1分)(1分)解析解析(1)氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应的化学方程式为CuSO4+2NaOHCu(OH)2+Na2SO4。(2)溶解时用玻璃棒搅拌,可以加速溶解;蒸发结晶时使用玻璃棒搅拌,可以防止因受热不均导致的液滴飞溅;过滤时使用玻璃棒引流。(3)检验步骤中沉淀是否洗涤干净只需取少量最后的洗涤液,加入氯化钡溶液,观察是否有白色沉淀生成即可。(4)检验氧气的方法是将带火星的木条伸入干燥管中,观察木条是否复燃。(5)验证氧化铜能否加快氯酸钾的分解速率,需要通过
42、对比实验来进行,故实验的作用是对比(或对照);因为每次实验均收集相同体积的气体,故待测数据应为收集20mLO2所需的时间,若加入氧化铜能加快氯酸钾的分解速率,则xy。8.(2015安徽,15,7分)某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。(1)请写出镁条与氧气反应的化学方程式。(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵守质量守恒定律。我(“同意”或“不同意”)小明的观点,因为。(3)小红按右图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。【提出问题】黄色固体是什么呢?【查阅资料】氧化镁为白色固体;镁能与氮气反应生成黄色的氮化镁(Mg3
43、N2)固体;氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【做出猜想】黄色固体为Mg3N2【实验探究】请设计实验,验证猜想实验操作实验现象及结论【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,为什么呢?请给出合理的解释。注意:若答对第(4)小题奖励4分。(4)该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验,发现均能产生H2,实验现象如下:实验序号实验1实验2实验3与镁条反应的溶液NH4ClNaClNa2SO4H2O实验现象有大量气泡产生有较多气泡产生有少量气泡产生气泡极少加热后,实验现象气泡明显增多可闻到氨味气泡增多气泡增多气泡增多上
44、表中,用水进行实验的目的是。根据上表中的实验现象,请写出三条结论,并分析可能的原因(不分析原因,不得分):;。答案答案(7分)(1)2Mg+O22MgO(2)不同意任何反应都符合质量守恒定律,该反应前后质量不相等的原因是空气中有气体参加了反应(3)实验操作实验现象及结论取燃烧后的产物于试管中,加少量水,再将湿润的红色石蕊试纸放于试管口,观察现象若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明燃烧产物中含Mg3N2O2比N2活泼(其他合理答案均给分)(4)对照实验(或空白实验)(1分)加热时,各组反应均加快。原因是升高温度反应加快加热时,实验1的反应中气泡明显增多。原因是不仅有H2生成,还有NH3逸出
45、实验2比实验3反应快。原因是Cl-比S的作用强实验1反应最快。原因是NH4Cl溶液在反应过程中产生HCl,从而与Mg反应加快加热时,实验1中的反应明显加快。原因是升温使镁与NH4Cl溶液反应加快,消耗HCl,促进NH3逸出;而NH3的逸出,又促使盐酸浓度增大,最终导致反应明显加快(以上5点,每答对一点给1分,共计3分;其他合理答案均给分)24O解析解析(1)根据镁在氧气中燃烧生成MgO可写出化学方程式。(2)任何化学反应都遵守质量守恒定律。镁条与空气中的氧气发生反应生成氧化镁,生成的氧化镁的质量一定等于镁条和参加反应的氧气的质量之和,因此氧化镁的质量大于镁条的质量。(3)镁不仅可以和空气中的氧
46、气反应,而且还可以和氮气反应,不过O2比N2活泼,因此得到氧化镁的质量较多;根据资料可设计实验验证生成物中含有氮化镁,思路:将生成物溶于水气体逸出用湿润的红色石蕊试纸检验该气体是氨气证明含有氮化镁。(4)题表中,用水进行实验的目的是与其他盐溶液进行对照。1.(2018山西,29,9分)化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。活动一通过小组合作,同学们完成了下图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是(写一个)。C C组组 教师专用题组教师专用题组活动二小雪将
47、六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如图),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是以及一定含有的离子。小组同学对上层溶液中还可能含有的离子进行了如下探究。【提出问题】上层溶液中还可能含有什么离子?【猜想与假设】上层溶液中还可能含有OH-、C、Ca2+中的一种或几种。【进行实验】23O实验步骤实验现象实验结论方案一取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液继续滴加稀盐酸溶液变红产生气泡有OH-有C、无Ca2+方案二取少量溶液于试管中，(指示剂除外)有C、无Ca2+有OH-23O23O【反思与评价】(1)小明同学对方案一提出质疑,他的理
48、由是。(2)经过综合分析,最终确定上层溶液中肯定存在的离子有。(3)将烧杯内物质过滤,滤渣回收,向滤液中加入适量进行处理后再排放。答案答案活动一:Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl)活动二:H+(或氢离子)【进行实验】滴加过量的BaCl2溶液,静置,继续滴加CuSO4溶液或滴加过量的Ca(NO3)2溶液,静置,继续滴加FeCl3溶液(合理即可)产生白色沉淀产生蓝色沉淀(或产生红褐色沉淀)(合理即可)【反思与评价】(1)溶液中有C(或Na2CO3)也会使酚酞变红,无法判断是否含OH-或溶液中有C(或Na2CO3),溶液也显碱性,无
49、法判断是否含OH-(合理即可)(2)Na+、Cl-、OH-、C(或钠离子、氯离子、氢氧根离子、碳酸根离子)(3)稀硫酸(或稀盐酸/酸)(合理即可)23O23O23O解析解析活动一:氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙白色沉淀,氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应也生成碳酸钙白色沉淀,反应的化学方程式分别为Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3+2NaOH、Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl。活动二:六支试管内的剩余物倒在一起有白色沉淀,该白色沉淀一定是碳酸钙,则上层清液中一定不含氢离子,因为碳酸钙与盐酸能发生反应生成氯化钙、水和二氧化碳。【进行实验】根据离子的性质确定检验方法。OH-能使酚
50、酞变红,能与Cu2+、Fe3+分别结合成Cu(OH)2蓝色沉淀、Fe(OH)3红褐色沉淀。C与盐酸反应产生二氧化碳气体,与Ca2+、Ba2+分别结合成CaCO3、BaCO3白色沉淀。方案一中用酚酞检验OH-,用稀盐酸检验C;根据实验结论一定含C、无Ca2+,一定有OH-,方案二可以用可溶性钙盐、钡盐检验C,用可溶性铜盐、铁盐检验OH-。【反思与评价】(1)碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,无法判断是否含有OH-。(2)经过分析可知上层溶液中一定存在Na+、Cl-、OH-、C。(3)滤液中含有OH-、C,显碱性,可以加入适量稀盐酸(或稀硫酸)除去OH-、C。23O23O23O23O23O23
