1、 中考化学 （湖南专用） 第六部分 专题拓展 专题十七 科学探究题 1.(2020湖南湘潭,29,8分)实验是学习化学的一条重要途径。请回答问题: 图一 图二 图三 图四 (1)如图一,观察到蜡烛燃烧时火焰分为a、b、c三层,其中温度最高的是 (填字母序号)。 (2)如图二,取一个冷而干燥的小烧杯罩在火焰上方,观察到烧杯内壁出现 ,快速倒转烧杯,倒入少 量澄清石灰水,振荡,观察到澄清石灰水变浑浊。由此可知,蜡烛燃烧后的产物一定有H2O和 (填化 学式)。 (3)如果用一个大烧杯扣住蜡烛(如图三),一段时间后,观察到蜡烛熄灭,说明燃烧需要 。 (4)为测定某有机物的组成(如图四),往装置中先通入
2、一段时间干燥的氮气,再将6.4 g样品在氧气中燃烧后 的产物(样品无剩余)依次通过装置A、B、C、D(装置中涉及的每步反应均反应完全),结果发现装置A增 重7.2 g,装置C增重8.8 g。试分析: 装置A中利用了浓硫酸的 。 装置B中红色粉末变成黑色的原因是 (用化学方程式表示)。 装置C中反应的化学方程式为 。 由此可知,该有机物化学式中碳、氧原子的个数比为 (填最简整数比)。 答案答案 (1)a (2)水雾 CO2 (3)氧气 (4)吸水性 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O 11 解析解析 (1)蜡烛火焰分为a、b、c三层,对应为外焰、内焰、
3、焰心,外焰燃烧最充分,温度最高。(2)蜡烛的主 要成分是石蜡,石蜡燃烧后生成水和二氧化碳。用干冷的烧杯罩在火焰上方,会观察到在烧杯内壁有水雾 产生,说明蜡烛燃烧生成了水;快速倒转烧杯,倒入少量澄清石灰水,振荡,观察到澄清的石灰水变浑浊,说明 蜡烛燃烧还生成了二氧化碳,二氧化碳的化学式为CO2。(3)题图三中,用一个大烧杯扣住一支点燃的蜡烛, 一段时间后蜡烛熄灭是因为耗尽了氧气,这说明可燃物燃烧需要氧气。(4)装置A中利用了浓硫酸的吸 水性。装置B中红色粉末变成黑色的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应条件是高 温,化学方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。装置C中的反应物是
4、氢氧化钠和二氧化碳,生成物是碳酸 钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O。装置A增重7.2 g,即反应生成水的质量为7.2 g,其 中氢元素质量为7.2 g=0.8 g;装置C增重8.8 g,即反应生成的二氧化碳质量为8.8 g,其中碳元素质量为8.8 g=2.4 g;该有机物中氧元素的质量为6.4 g-2.4 g-0.8 g=3.2 g,则该有机物化学式中碳、氧质量比是2.4 2 18 12 44 g3.2 g=34,则该有机物化学式中碳、氧原子的个数比为=11。 3 12 4 16 2.(2019湖南湘潭,30,12分)氢化钙(CaH2)是一种白色细颗粒状固体,能与水
5、发生剧烈反应,其反应的化学方 程式为CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2,常用作登山运动员的能源提供剂。某化学实验小组为了探究氢化 钙的性质,将一定量的CaH2加入碳酸钠溶液中,立即产生大量气泡,且溶液变浑浊。充分反应后过滤,得到 滤渣和滤液,滤渣的主要成分是 (填写化学式)。 为进一步确定滤液中所含溶质的成分,他们进行了以下实验探究。 【提出猜想】猜想一:NaOH; 猜想二:NaOH和Na2CO3; 猜想三: ; 猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2; 经过分析,大家一致认为上述猜想 不需要验证,肯定是错误的,原因是(用化学方程式表示) 。 【实验探究】 方案一:取一定量的滤
6、液于试管中,往其中滴加少量稀盐酸,无明显实验现象。 方案二:取一定量的滤液于另一试管中,往其中滴加氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生。 【讨论交流】根据实验现象,得出猜想 是正确的。请解释方案一中无明显现象的原因是 。 【拓展探究】上述小组同学将5 g氢化钙样品(所含杂质不参与反应也不溶于水)加入50 g碳酸钠溶液中,充 分混合后,恰好完全反应。实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4 g。计算: (1)样品中CaH2的质量分数。 (2)原碳酸钠溶液中溶质的质量。 (3)反应后溶液中溶质的质量分数。(计算结果保留一位小数) 答案答案 CaCO3 【提出猜想】NaOH、Ca(OH)2 四 Ca(O
7、H)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH 【讨论交流】二 稀盐酸的量很少,先全部与氢氧化钠反应了 【拓展探究】(1)84% (2)10.6 g (3)18.3% 解析解析 将一定量的CaH2加入碳酸钠溶液中,发生反应的化学方程式有CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2、 Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH,因此滤渣的主要成分是CaCO3。【提出猜想】根据氢氧化钙与碳酸 钠的反应,生成物氢氧化钠一定是滤液中溶质的成分,若氢氧化钙与碳酸钠恰好完全反应,则符合猜想一,猜 想二是反应物碳酸钠过量的情况,则猜想三是反应物氢氧化钙过量的情况,故猜想三为NaOH、Ca(OH)2。
8、猜想四不需要验证,肯定是错误的,因为碳酸钠与氢氧化钙会反应,不能同时成为溶液中溶质。【讨论交 流】方案二中滤液加入氯化钡溶液,有白色沉淀产生,只能是氯化钡与碳酸钠反应,生成碳酸钡白色沉淀,故 滤液中一定有碳酸钠,猜想二成立。由于滤液中还有氢氧化钠,少量稀盐酸会先与氢氧化钠反应,故滤液加 入少量稀盐酸无明显现象。【拓展探究】(1)设样品中CaH2的质量分数为x,生成氢氧化钙质量为y。 CaH2+2H2O Ca(OH)2+2H2 42 74 22 5 gx y 0.4 g = = x=84% y=7.4 g (2)设原碳酸钠溶液中溶质的质量为z,反应后生成碳酸钙质量为a,氢氧化钠质量为w。 Ca(
9、OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH 74 106 100 240 7.4 g z a w = = = z=10.6 g a=10 g w=8 g 42 22 5 g 0.4 g x74 220.4 g y 74 106 7.4 g z 74 100 7.4 g a 74 240 7.4 g w (3)由于反应物是恰好完全反应,故反应后溶液为氢氧化钠溶液,其溶质质量分数为 100%18.3%。 样品中CaH2的质量分数为84%,原碳酸钠溶液中溶质的质量为10.6 g,反应后溶液中溶质的质量分数为18.3%。 8 g 5 g84%50 g-0.4 g-10 g 3.(2018湖南湘西,
10、25,4分)某同学取一定浓度的盐酸与石灰石反应,将生成的气体通入澄清石灰水中,始终未 见浑浊。为了弄清原因,他设计了以下方案,进行探究、验证,请你帮他补充完整以下内容。 问题猜想 实验步骤 实验现象 实验结论 原因一:石灰水已完全 变质 取少量未通入CO2的澄清石灰水于试 管中,向试管中滴加 试液 溶液 色 猜想的 结论正确 原因二: 产生的CO2中 带有HCl气体 将盐酸与石灰石反应生成的气体通 入 中 有 沉 淀产生 答案答案 无色酚酞(或紫色石蕊) 不变 硝酸银(AgNO3)溶液 白色 解析解析 原因一:猜想石灰水已完全变质,则溶液不再呈碱性,可通过加酸、碱指示剂观察溶液是否变色的方 法
11、来验证,如加酚酞试液,溶液呈无色或不变色,则说明猜想正确,或加紫色石蕊试液,溶液仍为紫色,则说明 猜想正确。原因二:产生的二氧化碳中含有氯化氢,若要通过产生沉淀来验证产生的气体中有氯化氢气体 的存在,则可将气体通入硝酸银溶液,利用氯化氢与硝酸银溶液反应生成白色氯化银沉淀完成验证。 4.(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
12、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: 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: 。 【设计实验】请你针对“你的猜想”进行实验: 答案答案 Ca(OH)2 溶液不变色 Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl NaCl、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
13、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+Na2CO3 2NaCl+CaCO3。 探究二:若Na2CO3溶液过量,则过滤后的溶液中溶质为NaCl、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。 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
14、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)不成立,理由是 。 【实验探究】同学们分组进行如下实验探究。 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
15、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 【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 【猜想假设】NaOH 【讨论交流】上层溶液为无色,而CuSO4溶液呈蓝色 【实验探究】(3) CuSO4+2NaOH Na2SO4+Cu(OH)2 【反思与拓展】紫色石蕊试液(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CuSO4反应的化学方程式2NaOH+CuSO4 Na2SO4+Cu(OH)2判断反应后
16、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,如紫色石蕊试液、MgCl2溶液、FeCl3溶液等。 教师专用题组 1.(2019内蒙古包头,10,4分)有一包固体物质,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钙、氯化钾、氯化铁和氢氧 化钠中的一种或几种。为探究其组成,进行下图实验。 (1)取少量固
17、体按图甲实验 根据步骤可知固体中一定不含有 。 (2)取白色沉淀B于烧杯中并逐滴加入稀硝酸,烧杯中的沉淀质量随滴加稀硝酸质量的变化如图乙所示。 则可确定原固体中一定含有 。 (3)取无色溶液C向其中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,无色溶液C中一定含有的离子是 (填离子符号)。 (4)为进一步确定原固体中可能含有的物质是否存在,应采用的操作步骤是 ,通过观察现象即可确定。 答案答案 (1)FeCl3(或氯化铁) (2)Na2SO4、Na2CO3(或硫酸钠、碳酸钠) (3)Na+、Ba2+、OH-、N (4)取少 许无色溶液C于试管中,先滴加足量的稀硝酸,然后再滴加硝酸银溶液(答案合理即可) -
18、3 O 解析解析 (1)将固体溶于水所得溶液呈无色,而氯化铁溶液呈黄色,说明原固体中一定不含氯化铁。 (2)在所得溶液中加入一定量的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,白色沉淀部分溶于稀硝酸,说明白色沉淀为 BaCO3、BaSO4,故原固体中一定含有Na2CO3、Na2SO4,不含CaCl2。 (3)向无色溶液C中通入二氧化碳气体,产生白色沉淀,由题分析可知沉淀为BaCO3,该白色沉淀是由氢氧化 钠和二氧化碳反应生成的碳酸钠与硝酸钡反应生成的,说明无色溶液C中一定含有的离子为Na+、Ba2+、 N、OH-。 (4)根据以上解析可知,原固体中一定含有NaOH、Na2CO3、Na2SO4,一定不含
19、FeCl3、CaCl2,可能含有KCl。 要验证KCl是否存在只需检验Cl-即可,操作是取少许无色溶液C于试管中,先滴加足量的稀硝酸,然后滴加 硝酸银溶液,若产生白色沉淀,证明原固体中含有KCl;若没有白色沉淀,证明原固体中不含KCl。 - 3 O 2.(2019四川成都,19,13分)某学习小组对碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸的反应进行了探究。 (1)分别在盛有少量碳酸钠(俗称 )、碳酸氢钠固体的试管中加入足量稀盐酸,观察到都剧烈 反应且产生大量气泡。碳酸氢钠和稀盐酸反应的化学方程式为 。 【提出问题】 碳酸钠、碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳的快慢是否相同? 【设计与实验】 (2)甲设计的实验如
20、图1所示。实验时,两注射器中的稀盐酸应 (填操作),观察到图2 所示现象。于是他得出碳酸氢钠和稀盐酸反应产生二氧化碳较快的结论。 (3)乙对甲的实验提出了质疑:碳酸钠、碳酸氢钠固体和稀盐酸反应都很强烈,通过观察很难判断产生气 体的快慢; 。他认为,应取含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠,若碳酸钠的质量仍为0.318 g,应 称取 g碳酸氢钠。 (4)小组同学在老师指导下设计了图3所示的实验。 图3 连通管的作用是 。 分别取等体积、含碳元素质量相同的碳酸钠和碳酸氢钠稀溶液(各滴2滴酚酞溶液),以及相同体积、相 同浓度的足量稀盐酸进行实验。实验时,溶液颜色变化记录如表1,广口瓶内压强随时间变化如
21、图4所示。 图4 滴入酚酞溶液 滴入稀盐酸,溶液颜色变化 碳酸钠溶液 红色 红色浅红色无色 碳酸氢钠溶液 浅红色 浅红色无色 表1 【实验结论】 (5)分析图4所示的实验数据可得到的结论是相同条件下, 和稀盐酸反应产生二氧化碳较快,理由是 。 【反思与应用】 (6)小组同学分析表1实验现象和图4数据,得出另一种物质和稀盐酸反应产生二氧化碳较慢的原因是 (请用必要的文字和化学方程式说明)。 (7)通过以上探究与分析,小组同学设计了只用试管和胶头滴管鉴别碳酸钠溶液和稀盐酸的实验。 操作 现象与结论 未知溶液分别编号为a、b,取适量a于试管中,用 胶头滴管逐滴滴入b并振荡 答案答案 (1)纯碱、苏打
22、 NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2 (2)同时全部注入试管中 (3)相等质量的碳酸钠、碳酸氢钠分别和足量的稀盐酸完全反应时,碳酸氢钠生成的二氧化碳质量多 0.252 (4)保持压强平衡,使稀盐酸能顺利流下 (5)碳酸氢钠 压强越大,二氧化碳越多,产生相同量的二氧化碳时,碳酸氢钠反应需要的时间短(答案合理 即可) (6)碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,反应的化学方程式:Na2CO3+HCl NaCl+NaHCO3;然 后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式:NaHCO3+HCl NaCl+H2O +CO2 (7)如果立即产生气泡,则a是稀盐酸,b
23、是碳酸钠溶液;如果一段时间后产生气泡,则a是碳酸钠溶液,b是稀盐 酸 解析解析 (1)碳酸钠俗称纯碱、苏打;碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳。 (2)甲设计的实验如题图1所示,为了使两支试管中的实验现象更明显,实验时,两注射器中的稀盐酸应同时 全部注入试管中。 (3)根据质量关系:Na2CO3CO2;NaHCO3CO2 106 44 84 44 相等质量的碳酸钠、碳酸氢钠分别与稀盐酸反应时,碳酸氢钠生成二氧化碳多。若需取含碳元素质量相 同的碳酸钠和碳酸氢钠,当碳酸钠的质量为0.318 g时,碳酸氢钠质量应为0.318 g=0.252 g。 (4)连通管的作用是平衡装置内外压强,使稀
24、盐酸顺利流下。 (5)观察题图4所示的实验数据,压强相同(未完全反应前)即产生二氧化碳的量相同时,碳酸氢钠生成二氧化 碳所需的时间小于碳酸钠生成二氧化碳所需的时间,因此可得到的结论:相同条件下,碳酸氢钠和稀盐酸反 应产生的二氧化碳较快。 12 106 12 84 (6)分析表1实验现象和图4实验数据可知,碳酸钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸,颜色变化是红色浅红色 无色,产生二氧化碳先慢后快;碳酸氢钠溶液中滴加酚酞试液、稀盐酸,颜色变化是浅红色无色,产生 二氧化碳先快后慢。以上事实可以说明碳酸钠溶液和稀盐酸反应时,碳酸钠先和盐酸反应生成碳酸氢钠 和氯化钠,所以颜色变化出现红色浅红色;然后生成的碳酸氢
25、钠再与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧 化碳,所以颜色变化出现浅红色无色。 (7)根据上一题中得出的结论:碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠,然后碳酸氢钠再和稀盐酸反 应生成氯化钠、水和二氧化碳。如果是将稀盐酸滴入碳酸钠溶液中,碳酸钠要先和稀盐酸反应生成碳酸 氢钠和氯化钠,这一过程中没有二氧化碳气体生成,所以刚开始滴入稀盐酸时,无明显现象,随着不断滴入稀 盐酸,稀盐酸才与生成的碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,出现气泡;若是将碳酸钠溶液滴入稀盐 酸中,碳酸钠先与稀盐酸反应生成碳酸氢钠,但在较短时间内,较多量的稀盐酸会迅速与碳酸氢钠反应生成 二氧化碳气体、氯化钠和水,所以会立即产生气泡。
26、所以如果立即产生气泡,则a是稀盐酸,b是碳酸钠溶液; 如果一段时间后产生气泡,则a是碳酸钠溶液,b是稀盐酸。 3.(2019内蒙古呼和浩特,16,6分)化学兴趣小组的同学在探究碱溶液的化学性质时,进行了下图所示的实 验。 (1)实验A中,推入NaOH溶液后,可观察到的现象是 。 (2)实验B中发生反应的化学方程式为 。 实验结束后,小组同学对B试管中上层清液的溶质成分产生疑问,作出猜想: 猜想一:只含有NaOH;猜想二:含有NaOH、Na2CO3;猜想三:含有NaOH、Ca(OH)2。同学们取少量B试管中 的清液分别置于甲、乙两支试管中,进行探究: 实验操作 实验现象 结论 在试管甲中滴加碳酸
27、钠溶液 不产生白色沉淀 猜想三错误 在试管乙中滴加足量稀盐酸 猜想二正确 (3)A、B、C、D四个实验中能体现碱化学通性的是 (填字母)。小组同学经过讨论认为A、B、C、 D四个实验并没有探究出碱所有的化学通性。从这四个实验中选择一个,继续加入相关试剂,能得出碱的 其他化学通性。实验的方案是 (写出操作和现象)。 答案答案 (1)气球胀大(1分,合理即可) (2)Na2CO3+Ca(OH)2 CaCO3+2NaOH(2分) 先无明显现象,一段时间后产生气泡(1分) (3)ACD(1分,全部答对给分) 在D试管中继续加稀盐酸,溶液由红色变为无色 (或在C试管中继续加稀盐酸,蓝色沉淀消失)(1分,
28、其他合 理答案也可得分) 解析解析 (1)二氧化碳和氢氧化钠浓溶液反应后,瓶内压强变小,所以气球胀大。 (2)实验B中是石灰水和碳酸钠溶液的反应,化学方程式为Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3+2NaOH。 猜想二是NaOH和Na2CO3,加入足量的稀盐酸,盐酸先和氢氧化钠反应再和碳酸钠反应。因此,实验现象是 先无明显现象,一段时间后产生气泡。 (3)碱的化学通性有与指示剂作用、与非金属氧化物反应、与酸反应、与某些盐反应。本题中少一个碱 与酸的反应,所以,在D试管中继续加稀盐酸,溶液由红色变为无色(或在C试管中继续加稀盐酸,蓝色沉淀消 失)。 解题关键解题关键 掌握碱的化学通性和相关的实
29、验现象,理解氢氧化钠与二氧化碳反应前后的体积变化,清楚石 灰水和碳酸钠反应前后反应物、生成物种类和量的变化,结合试题情景灵活应用即可正确解答。 4.(2019湖北黄冈,30,5分)获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员 提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气 体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论: (已知:CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O) (1)同学甲认为,氧化钙的作用是防止空气中的CO2和H2O对实验造成干扰,小组成员一致同意。 (2)
30、同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是 (用化学方程式表示)。 (3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为需 要在 (填序号)间再增加一个装置D(编号为F),才能证明含有CH4。 (4)同学丁认为,装置B可有可无。说说你的看法和理由: 。 (5)同学戊认为,该装置存在着 重大安全隐患,小组成员一致同意。 综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后的混合气体,通过改进后的装置进行了实验探究,请根据实验现 象和数据填写结论: 装置 实验现象/数据 实验结论 A 石灰水变浑浊 通过实验现象和数据,小组
31、成员 一致认为该气体样品中含有 B 无明显现象 C 黑色粉末变成红色 D 装置D增重3.6 g E 装置E增重4.4 g 答案答案 (每空1分,共5分) (2)CO+CuO Cu+CO2 (3)B、C (4)装置B必须有。Ca(OH)2微溶,装置A不能保证CO2被完全吸收 (5)可燃性气体中含有氧气,加热时可能爆炸(合理答案均给分) CO2、CH4 解析解析 (2)一氧化碳具有还原性,也能还原氧化铜,反应的化学方程式为CO+CuOCu+CO2。 (3)混合气体通过氢氧化钠溶液后不进行干燥,通过装置C的气体中可能含有水蒸气,所以要在B、C之间增 加一个盛有浓硫酸的装置,以除去水蒸气,这样装置D增
32、重才能说明原气体中含有CH4。 (4)由于Ca(OH)2微溶于水,将混合气体通过装置A,不能保证CO2被完全吸收,所以装置B必须有。 (5)装置中有氧气,加热时可能爆炸,所以该装置存在重大安全隐患。装置A中澄清石灰水变浑浊,说明原混 合气体中含有CO2;装置D增重3.6 g,说明反应中生成H2O的质量为3.6 g,装置E增重4.4 g,说明反应中生成 CO2的质量为4.4 g,两者的质量比为3.6 g4.4 g=911,根据化学方程式CH4+4CuO 4Cu+2H2O+CO2可 以计算出反应生成的H2O和CO2的质量比也为911,所以原混合气体中不含CO,故该气体样品中含有CO2、 CH4。
33、方法技巧方法技巧 根据装置D、E增加的质量计算生成的水和二氧化碳的质量比,再根据CH4+4CuO 4Cu+ 2H2O+CO2计算水和二氧化碳的质量比,若两者质量比相同,说明原混合气体中不含CO;若两者质量比不同, 说明原混合气体中含有CO。 5.(2018内蒙古呼和浩特,15,7分)根据大量的实验总结得出酸、碱、盐之间相互发生复分解反应的条件是: 生成物中有沉淀、气体或水。依据该条件,某化学小组的同学推断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复分解 反应。为了进一步确认该推断的可靠性,该小组同学将一定量稀硫酸和一定量氯化镁溶液在烧杯中混合 后,进行了如下探究活动。 (1)甲同学取烧杯中混合溶液分别进行以下
34、两个实验,记录实验现象如下。请依据实验现象填写实验结论: 实验 实验现象 实验结论 溶液变红 溶液中含有 (写离子符 号) 产生白色沉淀 溶液中含有 (写离子符 号) 【甲同学的结论】稀硫酸与氯化镁溶液没有发生反应 (2)乙同学看到甲同学的实验报告后,认为甲同学的结论不正确,原因是 。为了 进一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁。于是,乙同学设计了如下两个实验: 取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的 溶液,证明了混合液中含有Mg2+。整个实验 过程中乙同学观察到的实验现象是 。 乙同学另取少量烧杯内的混合液,通过实验成功地检验出混合液中含有Cl-。他设计的方案为
35、(写出操作和现象)。 【总结】通过上述实验,该小组同学证明了稀硫酸和氯化镁溶液确实没有发生反应。 答案答案 (1)H+(1分) S(1分) (2)还可能是反应后硫酸有剩余(1分) NaOH(或KOH)(1分) 先无明显现象,一段时间后产生白色沉淀 (1分,答出全部带点部分给分) 向盛有少量混合液的试管内加入过量的Ba(NO3)2溶液,过滤(静置),再向 滤液(清液)中滴加AgNO3溶液,有白色沉淀产生2分,答出过量的Ba(NO3)2溶液给1分,答出滴加AgNO3溶液, 有白色沉淀产生给1分 2- 4 O 解析解析 (1)向混合液中滴加石蕊溶液,溶液变红色,说明溶液呈酸性,故溶液中含有H+;向混
36、合液中滴加氯化 钡溶液,产生的白色沉淀为硫酸钡,说明溶液中含有S。 (2)根据甲同学的实验报告可知,若稀硫酸与氯 化镁溶液发生了反应且反应后稀硫酸有剩余,也会出现相同的实验现象,故甲同学的结论不正确。为了进 一步确认两者没发生反应,还需检验烧杯内的混合液中含有氯化镁,即检验含有Mg2+和Cl-。检验Mg2+的 方法:取少量烧杯内的混合液于试管中,逐滴加入过量的NaOH溶液,若产生白色沉淀,证明混合液中含有 Mg2+。由于溶液中含有S,因此在检验混合液中含有Cl-之前,先除去溶液中的S,过滤,再向滤液中加 AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,说明溶液中含有Cl-。 2- 4 O 2- 4 O 2-
37、 4 O 6.(2018江西,22,8分)兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石 蕊溶液,探究酸、碱、盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入稀硫酸中没有观察到明显现象,而将混合溶 液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。 【提出问题】刺激性气味的气体是什么? 【猜想与假设】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氢;猜想3:可能是氨气。 大家讨论后认为猜想3不合理,依据是 。 【查阅资料】SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。 写出二氧化硫和氢氧化钙反应的化学方程式: 。 【实验探究】如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到 ,于是
38、他 认为猜想2正确。 【评价与改进】小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。 实验操作 实验现象 如图所示,将产生的气体 【结论】加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢。 【拓展应用】实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验 室制取氯化氢气体最适宜的方法为 (填序号)。 A.加热氯化钠溶液和稀硫酸的混合物 B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物 C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物 答案答案 【猜想与假设】质量守恒定律(或反应物中无氮元素等) 【查阅资料】Ca(OH)2+SO2 CaSO3+H2O 【实验探究】溶液由紫色变红
39、色(或溶液变红) 【评价与改进】通入澄清石灰水中 无明显现象(或不出现白色沉淀) 【拓展应用】C 解析解析 【猜想与假设】将氯化钠与稀硫酸的混合溶液加热一段时间后产生了刺激性气味的气体,由于反 应物中不存在氮元素,故不可能是氨气,猜想3错误。 【查阅资料】二氧化硫与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+SO2 CaSO3+H2O。 【实验探究】猜想2是氯化氢气体,因此将其通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色。 【评价与改进】如果产生的气体是氯化氢,则将其通入澄清石灰水中,石灰水不会变浑浊,此现象可以证明 该气体不是二氧化硫,间接地证明猜想2正确。 【拓展应用】由于氯化氢
40、极易溶于水,为了避免生成的气体溶于水,实验室最好采用加热固体氯化钠与浓 硫酸的方法制取氯化氢气体,因此选C。 难点突破难点突破 二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊,因此将产生的气体通入澄清石灰水后如果没 有浑浊现象,说明该气体不是二氧化硫,猜想1不正确,从而间接地证明了猜想2正确。 7.(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)。 活
41、动二 小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),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】 2- 3 O 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
42、OH- 2- 3 O 2- 3 O 【反思与评价】 (1)小明同学对方案一提出质疑,他的理由是 。 (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+Na2CO3 CaCO3+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3 CaCO3+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
43、】(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) 2- 3 O 2- 3 O 2- 3 O 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+Na2CO3 CaCO3+2NaOH、Na2CO3+CaCl2 CaCO3+2NaCl。 活动二:六支试管内的剩余物倒在一起有白色
44、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
45、- 3 O 2- 3 O 2- 3 O 2- 3 O (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。 2- 3 O 2- 3 O 2- 3 O 8.(2018吉林,19,7分)某化学兴趣小组的同学们在实验室里探究某些酸、碱、盐之间是否发生复分解反 应。 【查阅资料】硫酸钡(BaSO4)白色固体,不溶于水,也不溶于盐酸、硫酸和硝酸。 【实验与探究】 内容 现象 实验解析 结论 实验一 化学方程式是K2CO3+H2SO4 K2SO4+H2O+CO2 生成物中有气体 或有 或有沉淀生成时, 复分解反应可以 发生 实验二 溶液颜色由红色 恰好变为无色 实验三 产生白色沉淀 该反应的实质是 Ba2+S BaSO4 2- 4 O 实验三结束后,某同学出于好奇,把实验三试管里的上层清液a倒入另一支洁净的试管中,向清液a中逐滴滴 加K2CO3溶液。在滴加过程中,发现先产生气泡,然后又产生白色沉淀。根据上述现象,请你判断原清液a中 的溶质是 。 【拓展与应用】 将稀盐酸、Ca(OH)2溶液、NaCl溶液、Na2CO3溶液任意两种溶液相混合,写出能发生反应且有沉淀生成的 化学方程式 。
