資源簡介 中小學教育資源及組卷應用平臺化學部分--------實驗探究思考解答這類題目時,可以利用控制變量法,通過設計對照實驗(即控制其它條件相同時,一個實驗使用某一條件或者滿足某一因素,另一個實驗不使用或者不滿足),來進行實驗探究之。并且,一般都按照如下的思路來思考分析、設計實驗、推斷解答。對于物理變化來說,要考慮的變化條件和影響因素主要有降溫、加熱、加壓、攪拌、物質的形狀或接觸面積等等。例如,工業上用分離液態空氣的方法制氧氣時,首先要將空氣在低溫條件下加壓,使空氣液化,然后蒸發;并且,為了便于貯存、運輸和使用,通常把氧氣加壓貯存在藍色鋼瓶中.再如,物質的溶解時,不但要考慮物質的形狀、水的溫度,還要考慮攪拌等影響因素。對于化學變化來說,要考慮的變化條件和影響因素主要有點燃、加熱、催化劑、通電、高溫、高壓以及是否攪拌、反應物的濃度、形狀或接觸面積等等。例如,控制其它條件相同時,使用催化劑,會改變化學反應速率(初中階段一般是指加快)。再如,控制其它條件相同時,使用玻璃棒攪拌,會使化學反應速率加快.21*cnjy*com化學實驗方案設計的基本思路是:明確實驗目的→確定反應原理→選擇儀器藥品→設計實驗裝置及操作步驟→記錄現象和數據→分析得出結論;而實驗方案的評價應是注意的:目標明確、科學合理、簡便易行、安全環保、節約快捷、效果顯著等等;若有不妥,可參考評價的七原則,給出合理的改進方案.知識點1、測定空氣里氧氣含量的探究1.科學課本上用圖甲的裝置來測定空氣中氧氣的體積分數,而小明通過查詢資料對該實驗進行改進,利用四硫化鈉(Na2S4)固體替代紅磷進行實驗,其反應原理為2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH實驗步驟:①將足量的四硫化鈉(Na2S4)固體置于試管中,加入適量的水并迅速塞緊橡膠塞,再充分振蕩。②測量液面至橡膠塞下沿的距離,記錄數據h1(如圖乙所示) ③將該試管插入水中(如圖丙所示),取下橡膠塞,觀察到試管內液面上升。④當管內液面穩定時塞緊橡膠塞,將試管取出倒轉過來,測量液面至橡膠塞下沿的距離(如圖丁所示)記錄數據h2。2·1·c·n·j·y⑤按照①~③再重復實驗兩次。3次實驗數據如下表所示:第1次 第2次 第3次h1/厘米 11.0 11.4 11.6h2/厘米 8.7 9.1 9.2(1)步驟①中進行充分振蕩的目的是 ;(2)計算第3次實驗空氣中氧氣的體積分數約為 (結果精確到0.1%);(3)小明設計的實驗與課本上的實驗相比,有什么優點 。(寫出一點即可)(4)同學們分析了小明的實驗方案后,認為步驟④中塞緊橡膠塞的時機對測量結果有影響,請問何時塞橡膠塞測量結果最準確? 。【解答】解:(1)步驟①中進行充分振蕩的目的是:為了使氧氣充分反應;故答案為:為了使氧氣充分反應;(2)第3次實驗空氣中氧氣的體積分數;故答案為:20.7%;(3)小明設計的實驗與課本上的實驗相比,優點是:不需要加熱,節約能源;操作簡便等;故答案為:不需要加熱,節約能源或操作簡便等;(4)塞橡膠塞測量結果最準確的是:上下移動試管(管口始終在液面下),使試管內液面與水槽液面相平后,再塞橡膠塞,測量結果最準確;故答案為:上下移動試管(管口始終在液面下),使試管內液面與水槽液面相平后,再塞橡膠塞,測量結果最準確;知識點二.實驗探究物質的性質或變化規律2.“魚浮靈”主要成分是過碳酸鈉(xNa2CO3 yH2O2),俗稱固體雙氧水.興趣小組對其進行以下探究:【性質探究】(1)取少量“魚浮靈”于試管中加水,有持續細小氣泡緩慢放出;向試管中加入少量MnO2粉末,產生大量氣泡.將 ,說明有O2生成.(2)取實驗(1)中上層清液,測得溶液pH>7;向溶液中滴加足量稀鹽酸,產生大量氣泡;將產生的氣體通入澄清石灰水中,出現渾濁現象,說明有 生成.結論:過碳酸鈉具有Na2CO3和H2O2的雙重化學性質.【組成測定】為了測定某魚浮靈樣品中活性氧含量(說明:活性氧含量是指產品中能轉化為O2的氧元素的質量分數),某活動小組取10克樣品,利用如圖裝置進行產品中活性氧含量測定和過碳酸鈉(xNa2CO3 yH2O2)組成的測定(雜質對測定無影響).【查閱資料】過碳酸鈉能與酸反應放出CO2和O2.(3)實驗前先緩慢通N2一段時間,加熱銅網至紅熱后,再緩慢滴入過量稀硫酸,直至A中樣品完全反應;繼續緩慢通N2,其目的是 .(4)若先滴入稀硫酸,后加熱銅網,會導致x:y的值 (填“偏大”或“偏小”).(5)實驗測得C裝置中銅網增重1.2g,D裝置增重2.2g.該產品中活性氧含量為 %.x:y= .【解答】解:(1)由結論“說明有O2生成”,再根據:氧氣能使帶火星的木條復燃,則填復燃;(2)根據題目中信息“將產生的氣體通入澄清石灰水中,出現渾濁現象”,再根據:二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁,則此題結論為有 CO2(或二氧化碳)生成.(3)實驗前通氮氣一段時間,加熱銅網至紅熱后,再緩慢滴入過量稀硫酸,直至A中樣品完全反應是為了除去裝置內的氧氣,以防測定值偏高;實驗后還要繼續通氮氣是為了使殘留在裝置中的氣體全部被裝置吸收;(4)根據【組成測定】利用如圖裝置進行產品中活性氧含量測定和過碳酸鈉(xNa2CO3 yH2O2)組成的測定.若先滴入稀硫酸,后加熱銅網,將使部分氧氣散逸,計算時過氧化氫相對含量偏小,碳酸鈉相對含量偏大,導致x:y的值偏大;(5)C裝置中銅網增重1.2g,則說明生成氧氣的質量為1.2g,氧氣質量占樣品的百分數(活性氧含量)為100%=12%;因為生成氧氣的質量為1.2g,則設需要過氧化氫的質量為x.2H2O2~O2↑68 32x 1.2g則解得x=2.55g,故由氧氣質量可計算過氧化氫質量為2.55g.因為D裝置增重2.2g說明生成二氧化碳2.2g,則設需要碳酸鈉質量為y.Na2CO3~CO2↑106 44y 2.2g則解得y=5.3g,故計算反應的碳酸鈉質量為5.3g,根據“產品中活性氧含量測定和過碳酸鈉(xNa2CO3 yH2O2)組成”,則可得:106x:34y=5.3g:2.55g,故解得x:y=2:3.故答案為:(1)復燃;(2)CO2(或二氧化碳);(3)使殘留在裝置中的氣體全部被吸收;(4)偏大;(5)12%;2:3.知識點三.實驗探究物質變化的條件和影響物質變化的因素3.某興趣小組利用如圖裝置探究溫度對CO還原Fe2O3的影響(固定裝置略).(1)F裝置內溶液變渾濁的化學反應方程式為 ;A裝置內發生的反應屬于 反應(選填放熱或吸熱).(2)裝置B的作用是 .處理尾氣的方法為 .(3)將該小組分為兩組,各取48g氧化鐵粉末按如圖裝置進行對比實驗.甲組用酒精燈(火焰溫度500℃~700℃)、乙組用酒精噴燈(火焰溫度800℃~1000℃)分別對裝置D充分加熱,紅色粉末均變為黑色粉末.兩組分別用固體產物進行實驗,記錄如下.操作步驟 甲組現象 乙組現象1.稱量反應后粉末質量(g) 44.2 33.62.取黑色粉末用磁鐵吸引 部分能被磁鐵吸引 全部能被磁鐵吸引3.取黑色粉末加入足量稀鹽酸,震蕩 部分溶解,無氣泡 全部溶解,有氣泡為解釋這個現象,小組成員查閱到下列資料:Ⅰ.已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3,在一定條件下,均能失去或逐步失去其中的氧,最終被還原為鐵.21世紀教育網版權所有Ⅱ.Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質,不溶于水和酸.Ⅲ.氧化鐵和一氧化碳進行熱反應分析的相關數據圖.【分析與結論】①乙組的固體產物是 ,產生氣泡的化學方程式為 .②小軍根據實驗現象推測甲組的固體產物可能是 .小華通過計算也證明了小軍的觀點.試通過計算說明他的推測依據. 【反思與交流】考慮到二氧化碳氣體通入的不持續性,裝置E的作用是 .從實驗安全的角度考慮,上圖裝置還要采取的改進措施是 .【解答】解:(1)由裝置可知,在F裝置內,二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水,所以溶液變渾濁的化學反應方程式為:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;在A裝置內,在高溫條件下碳與二氧化碳的反應生成了一氧化碳,此反應屬于吸熱反應.(2)由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應,所以,裝置B的作用是:除去一氧化碳中的二氧化碳;由于一氧化碳具有可燃性,處理尾氣的方法為:在尖嘴口處放置燃著的酒精燈.(3)【分析與結論】①在乙中,黑色粉末全部能被磁鐵吸引,能全部與鹽酸反應有氣泡可知,乙組的固體產物是Fe,產生氣泡的化學方程式為:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.21cnjy.com②在甲組中,生成物部分能被磁鐵吸引,與酸反應部分溶解,無氣泡,說明了沒有鐵,成分為:氧化亞鐵和四氧化三鐵.由化學式的意義可知:假設48g Fe2O3全部還原成Fe3O4得到的質量為:48g46.4g,【來源:21·世紀·教育·網】假設全部還原為FeO的得到質量為:48g43.2g.因為46.4g>44.2g>43.2g,由此可推測出,最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物.21*cnjy*com【反思與交流】由于E中的液體會倒吸進入D裝置,所以,E裝置的作用是:防止F中的液體倒吸入D裝置;由于B裝置中的液體會倒吸進入A裝置,所以,從實驗安全的角度考慮,上圖裝置還要采取的改進措施是:在裝置AB間再增加一個E裝置.故答為:(1)Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,吸熱;(2)除去一氧化碳中的二氧化碳 在尖嘴口處放置燃著的酒精燈;(3)【分析與結論】①Fe,Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;②FeO 和Fe3O4;假設48g Fe2O3全部還原成Fe3O4得到的質量為 48g46.4g,假設全部還原為FeO的得到質量為48g43.2g,因為46.4g>44.2g>43.2g,由此可推測出,最后得到的是FeO 和Fe3O4 的混合物.【反思與交流】防止F中的液體倒吸入D裝置;在裝置AB間再增加一個E裝置.知識點四.實驗探究物質的組成成分以及含量(共6小題)4.堿式碳酸銅可表示為:xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O,測定堿式碳酸銅組成的方法有多種.(1)現采用氫氣還原法,請回答如下問題:①寫出xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O與氫氣反應的化學方程式 ;②試驗裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號):(a)→ → → → → →(l)③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品,充分反應后得到12.7g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水.該樣品的結晶水質量為 g,化學式為 ;(2)某同學以氮氣代替氫氣,并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成,你認為是否可行?請說明理由 .【解答】解:(1)①xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O與氫氣反應的產物有:Cu、CO2、H2O,方程式為:xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+(x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O;②本實驗的原理,用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應,通過測定生成的二氧化碳和水以及反應后固體的質量來確定物質的組成,為防止空氣中CO2和H2O進入U型干燥裝置,可在最后再連接一個盛有堿石灰的干燥裝置來吸收空氣中的二氧化碳和水;氫氣流方向的連接順序是a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l;③xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+( x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2↑+(x+2y+z)H2O64(x+y) 44x 18(x+2y+z)12.7g 4.4g 7.2g解得:y=x,解得:z=x令x=1,則y=1,z=1,則化學式為CuCO3 Cu(OH)2 H2O,化學方程式為CuCO3 Cu(OH)2 H2O+2H2=2Cu+CO2↑+4H2O,由化學方程式可以看出,堿式碳酸銅每1個水分子能生成4個水分子,即生成的水中堿式碳酸銅中水占了,因此堿式碳酸銅中水的質量為:7.2g1.8g;www-2-1-cnjy-com(2)根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O=(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成,故答案為:可行;根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O═(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成.答案:(1)①xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+(x+y)H2 (x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l③1.8;CuCO3 Cu(OH)2 H2O(2)可行 根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成.知識點五.化學實驗方案設計與評價5.“白鐵皮”具有較強的耐腐蝕性,是生產中常用的金屬材料之一.鍍鋅層猶如鐵皮的保護層,這層膜的厚度是判斷鍍層質量的重要指標.某研究性學習小組為了測定鍍鋅鐵皮鍍鋅層的厚度,設計了下面的實驗方案21教育名師原創作品(1)討論:在鐵皮表面鍍鋅是為了 .(填字母)a.鋅沒有鐵活潑,鍍在鐵的表面可防止生銹b.鋅比鐵活潑,并且在空氣中容易形成致密的氧化膜,防止生銹(2)甲同學的方案是:如圖1,將鍍鋅鐵皮浸泡在鹽酸中,先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應掉,通過測量因產生氣體而形成差量計算出鋅的質量,然后再計算得到鋅層的厚度.但是乙同學回顧起上課時老師演示的“用足量鹽酸除鐵銹”的實驗現象,馬上對甲同學的方案的可行性提出了異議,乙同學的理由是 (化學方程式表示)(3)乙同學查閱資料:ZnCl2、FeCl2都能與NaOH溶液反應,生成難溶于水的Zn(OH)2和Fe(OH)2,而Zn(OH)2既可以溶于酸也可以溶于堿,Fe(OH)2則只能溶于酸,于是設計了如圖3方案:步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是 .(4)丙同學設計通過測量鍍鋅鐵皮與酸反應產生氣體的體積來計算鋅層的厚度,他設計了如圖2所示裝置.其中儀器A中盛放的是鍍鋅鐵皮,儀器B中盛放的是稀硫酸.①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是 .②檢查量氣裝置氣密性:連接好裝置,關閉彈簧夾,從量氣管注水,若觀察到 ,說明該量氣裝置氣密性良好.③若分液漏斗上方不連接導管a,則測出氣體體積會 (選填“偏小”、“偏大”或“沒有影響”).【來源:21cnj*y.co*m】【解答】解:(1)在鐵皮表面鍍鋅是因為鋅比鐵活潑,并且在空氣中容易形成致密的氧化膜,防止生銹.故填:b.(2)乙同學的理由是:因為鐵也能和稀鹽酸反應生成氣體,因此很難控制只讓鋅反應,不讓鐵反應.故填:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑.(3)步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是讓氫氧化鋅溶解與氫氧化鐵分離.故填:防止產生氫氧化鋅沉淀.(4)①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是濃鹽酸有揮發性,影響氣體的體積的測定.故填:濃鹽酸易揮發.②檢查量氣裝置氣密性:連接好裝置,關閉彈簧夾,從量氣管注水,若觀察到量氣管中液面與左邊液面形成高度差,一段時間后,兩邊高度差不變,說明該量氣裝置氣密性良好.21·cn·jy·com故填:量氣管中液面與左邊液面形成高度差,一段時間后,兩邊高度差不變.③若分液漏斗上方不連接導管a,則進入錐形瓶中的稀硫酸占據的空氣會隨著生成的氣體進入球形干燥管,從而導致測出的氣體體積偏大.故填:偏大.1、(2020 樂清市模擬)下列措施能達到目的的是( )A.用NaOH溶液除去一氧化碳中的二氧化碳B.用點燃的方法除去CO2氣體中少量的COC.用稀鹽酸除去NaOH溶液中混有的少量Na2CO3D.用Ba(OH)2溶液除去KCl溶液中混入的少量K2SO4【解答】解:A、氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水,該選項能夠達到實驗目的;B、二氧化碳中的一氧化碳不能被點燃,該選項不能達到實驗目的;C、稀鹽酸和氫氧化鈉反應生成氯化鈉和水,和碳酸鈉反應生成氯化鈉、水和二氧化碳,該選項不能達到實驗目的;D、氫氧化鋇和硫酸鉀反應生成硫酸鋇沉淀和氫氧化鉀,除去硫酸鉀帶入氫氧化鉀,該選項不能達到實驗目的。故選:A。2.(2020 龍灣區模擬)如圖所示的實驗操作或裝置正確的是( )A.滴加液體 B.氫氣還原氧化銅 C.稀釋濃硫酸 D.蓋上蓋玻片【解答】解:A、使用膠頭滴管滴加少量液體的操作,注意膠頭滴管不能伸入到試管內或接觸試管內壁,應垂直懸空在試管口上方滴加液體,防止污染膠頭滴管,圖中所示操作錯誤。B、氫氣還原氧化銅,導管應伸入集氣瓶的底部,以利于充分與氧化銅反應,圖中所示操作正確。C、稀釋濃硫酸時,要把濃硫酸緩緩地沿器壁注入水中,同時用玻璃棒不斷攪拌,以使熱量及時的擴散;一定不能把水注入濃硫酸中;圖中所示操作錯誤。D、用鑷子夾起蓋玻片,使它的一側先接觸載玻片上的液滴,然后緩緩放平。其目的是防止蓋玻片下出現氣泡,圖中所示操作錯誤。故選:B。3、某課外活動小組同學用如圖裝置(固定裝置未畫出)測定含有雜質的鎂帶中鎂單質的質量分數(雜質與酸接觸不產生氣體).實驗過程是:①取一段鎂帶樣品,準確稱得其質量為0.030g.②往量氣管內裝水至低于刻度“0”的位置.按如圖所示(未裝藥品)裝配好儀器.③檢查裝置氣密性.④在試管中加入足量的稀硫酸,稍傾斜試管,將用水濕潤的鎂帶小心貼在試管壁上,塞緊橡皮塞.⑤調整量氣管液面,使兩邊的液面保持同一水平,記錄量氣管中液面位置.⑥把試管底部略為抬高,使鎂帶與稀硫酸接觸完全反應.⑦待冷卻至室溫后,再次記錄量氣管中液面位置.⑧算出量氣管中增加的氣體體積為23.96mL.已知:同溫同壓下,不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和.請回答下列問題:(1)能否用托盤天平稱量0.030g鎂帶樣品 .(填“能”或“不能”)(2)若不改變溫度,如何用較簡單的方法檢查如圖所示裝置的氣密性? .(3)實驗過程⑦中再次記錄量氣管的液面位置時,試管中留有氫氣,是否會影響實驗最終結果,并講出原因? .【解答】解:(1)托盤天平只能夠精確到0.1g,因此不能用托盤天平稱量0.030g鎂帶樣品.故填:不能.(2)若不改變溫度,檢查如圖所示裝置氣密性的方法是:把玻璃管下移一段距離,使玻璃管和量氣管中的水形成一定的液面差,如果一段時間后液面差保持不變,則說明裝置不漏氣;反之,則表示裝置漏氣.故填:把玻璃管下移一段距離,使玻璃管和量氣管中的水形成一定的液面差,如果一段時間后液面差保持不變,則說明裝置不漏氣;反之,則表示裝置漏氣.(3)實驗過程⑦中,因為試管中留有的氫氣體積等于從試管中排出的空氣體積,因此試管中留有的氫氣不會影響實驗最終結果.故填:否,因為試管中留有的氫氣體積等于從試管中排出的空氣體積,所以對實驗最終結果沒有影響.4.某工廠的廢水中只含有硫酸鎂和少量硫酸,課外活動小組以此作為課題,探討如何從中回收純凈的硫酸鎂固體.他們設計了兩種不同的方案,請你參加討論:(1)方案一:選用鎂粉為試劑.①往廢水中逐次加入鎂粉,當觀察到 時,說明加入鎂粉的量已經足夠.②接下來的操作方法依次為 和 .(2)方案二:選用氫氧化鈉溶液為試劑.①向廢水中逐滴加入氫氧化鈉溶液,當看到 時,停止加入氫氧化鈉溶液.②為了得到純凈的硫酸鎂溶液,接著應進行的實驗操作是(請簡要寫出操作過程) .③…,得到硫酸鎂固體.(3)比較兩個方案,假設實驗中都沒有損耗,用等質量的廢水,最后得到的硫酸鎂固體的質量是否相同? ,原因 .【解答】解:(1)鎂和硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣,氫氣進入大氣中,所以最后溶液中有固體鎂(剩余)和硫酸鎂和水,過濾后濾液就是硫酸鎂溶液,然后蒸發把水蒸干得到鎂固體.故答案為:加入鎂粉不再產生氣泡;過濾;蒸發結晶;(2)硫酸鎂和氫氧化鈉反應生成氫氧化鎂(沉淀)和硫酸鈉,硫酸和氫氧化鈉生成硫酸鈉和水,所以經過過濾得到氫氧化鎂沉淀.氫氧化鎂和硫酸生成硫酸鎂和水,經過蒸發把水蒸干得到固體硫酸鎂.故答案為:白色沉淀不再增加; 過濾后取濾渣加適量硫酸溶解,然后蒸發結晶;(3)根據質量守恒定律可知,除原有的氯化鎂之外,(1)中鎂和硫酸反應也生成了硫酸鎂.故答案為:不同; 因為在方案一中鎂與硫酸反應會生成部分硫酸鎂,所以方案一比方案二中得到的硫酸鎂多一些.5、(2020 溫州一模)小明做生石灰(CaO)與水反應的實驗時,無法觀察到老師所說的“放出大量熱,液體沸騰”的現象老師告訴小明,他用的生石灰存放時間太長,已經變質。于是小明想研究該變質生石灰的成分,又做了如下實驗。(1)若在濾液B中滴加酚酞試液,則能觀察到的現象是 。(2)上述流程中進行“操作A”需要用到的儀器有 。(填字母)(3)根據上述實驗,寫出小明實驗用的生石灰的組成成分: 。【解答】解:(1)CaO與水反應生成Ca(OH)2;Ca(OH)2與CO2反應生成CaCO3;0.75g樣品溶于足量的水,過濾得0.1g濾渣(碳酸鈣),說明固體中含有氧化鈣或氫氧化鈣,在濾液B中滴加酚酞試液,會變紅色,故填:溶液變紅色;(2)操作A將固體和液體分開,所以操作A為過濾,需要用到的儀器有帶鐵屬的鐵架臺、漏斗、玻璃棒、澆杯;故填:ABC;(3)根據CaO+H2O=Ca(OH)2;Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH;可得關系式CaO~Ca(OH)2~CaCO3設生成1g碳酸鈣需要氧化鈣的質量為x,需要氫氧化鈣的質量為yCaO~Ca(OH)2~CaCO356 74 100x y 1gx=0.56g,y=0.74g0.56g<(0.75g﹣0.1g)<0.74g所以說明原混合物中除了含有碳酸鈣外還有氫氧化鈣和氧化鈣,故填:CaO、Ca(OH)2、CaCO3。1.(2020 寧波模擬)堿式碳酸銅可表示為:xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O,測定堿式碳酸銅組成的方法有多種.(1)現采用氫氣還原法,請回答如下問題:①寫出xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O與氫氣反應的化學方程式 ;②試驗裝置用下列所有儀器連接而成,按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號):(a)→ → → → → →(l)③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品,充分反應后得到12.7g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水.該樣品的結晶水質量為 g,化學式為 ;某同學以氮氣代替氫氣,并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成,你認為是否可行?請說明理由 .【出處:21教育名師】【解答】解:(1)①xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O與氫氣反應的產物有:Cu、CO2、H2O,方程式為:xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+(x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O;②本實驗的原理,用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應,通過測定生成的二氧化碳和水以及反應后固體的質量來確定物質的組成,為防止空氣中CO2和H2O進入U型干燥裝置,可在最后再連接一個盛有堿石灰的干燥裝置來吸收空氣中的二氧化碳和水;氫氣流方向的連接順序是a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l;③xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+( x+y)H2═(x+y)Cu+xCO2↑+(x+2y+z)H2O64(x+y) 44x 18(x+2y+z)12.7g 4.4g 7.2g= 解得:y=x=,解得:z=x令x=1,則y=1,z=1,則化學式為CuCO3 Cu(OH)2 H2O,化學方程式為CuCO3 Cu(OH)2 H2O+2H2=2Cu+CO2↑+4H2O,由化學方程式可以看出,堿式碳酸銅每1個水分子能生成4個水分子,即生成的水中堿式碳酸銅中水占了,因此堿式碳酸銅中水的質量為:7.2g×=1.8g;21教育網(2)根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O=(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成,故答案為:可行;根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O═(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成.2-1-c-n-j-y答案:(1)①xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O+(x+y)H2 (x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l③1.8;CuCO3 Cu(OH)2 H2O(2)可行 根據反應xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O(x+y)CuO+xCO2↑+(y+z)H2O↑,依據堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質量(或其中任意三個量),即可計算出其組成.2.將過量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到藍色固體。某研究性學習小組對藍色固體的成分進行了如下探究。請完成下列各題:(一)猜想與假設:猜想一:固體為CuCO3,理由:Na2CO3+CuSO4=CuCO3↓+Na2SO4猜想二:固體為Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈堿性。猜想三:固體為Cu(OH)2和CuCO3的混合物。(二)資料查閱:①Cu(OH)2和CuCO3晶體均不帶結晶水;②Cu(OH)2、CuCO3受熱易分解,各生成對應的兩種氧化物。(三)設計與實驗:Ⅰ.固體的獲取:將反應后的固、液混合物經過濾、洗滌、低溫烘干得藍色固體。Ⅱ.用下圖所示裝置,定性探究固體的成分。(1)若用裝置A、B組合進行實驗,B中無現象,則猜想 正確;(2)若用裝置A、C組合進行實驗,C中無現象,則猜想 正確;(3)小組同學將裝置按 A→ 的順序組合進行實驗,驗證出猜想三是正確的,其實驗現象為 。【版權所有:21教育】【解答】解:(1)Cu(OH)2、CuCO3受熱易分解,各生成對應的兩種氧化物。則氫氧化銅受熱分解生成氧化銅和水,碳酸銅受熱分解生成氧化銅和二氧化碳。石灰水不變渾濁,說明沒有二氧化碳生成,固體中就沒有碳酸銅,只有氫氧化銅。故答案為:二;(2)無水硫酸銅不變藍說明沒有水生成,固體中就沒有氫氧化銅,只有碳酸銅。故答案為:一;(3)要證明生成物中有水和二氧化碳,應先證明水再證明二氧化碳,若先證明二氧化碳的話,即使原氣體中沒有水蒸氣,氣體通過石灰水后也會從石灰水中帶出水蒸氣;故答案為:C→B;B中澄清的石灰水變渾濁;C中白色固體變藍。3.過氧化鈉(Na2O2)是一種化學性質活潑的淡黃色固體,在通常狀況下能跟許多物質發生化學反應.例如:2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑;2Na2O2+4HCl═4NaCl+2H2O+O2↑;2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑為了驗證CO2與Na2O2反應產生的氣體是O2,設計了如圖的實驗裝置.試回答:(1)設計A、B裝置的目的是凈化導入的CO2.其中①A裝置的具體作用是 ,其瓶內液體可能是 ,所發生反應的化學方程式是 ;②B裝置的作用是 ,其瓶內液體應是 ;③如將A、B兩瓶內所盛的液體互換,直接的后果是 .(2)C裝置的具體作用是 ,其瓶內液體應是 ,所發生反應的化學方程式是 .(3)為了確證CO2與Na2O2反應產生的氣體是氧氣,最后還要采用的驗證實驗操作是 .(4)如測定盛有Na2O2的反應容器經過反應其總質量增加ag,則產生的氧氣的質量為 ;在標準狀況下,氧氣密度為1.43g/L,若氧氣在水(液體)中溶解的量可以忽略不計,此實驗中可能收集到的氧氣體積為 L.【解答】解:為了驗證CO2與Na2O2反應產生的氣體是O2,又因為Na2O2與水、HCl都能反應產生氧氣,因此氣體通過Na2O2前必須先將水、HCl都除去,即分別通過濃硫酸和飽和NaHCO3溶液.氣體通過飽和NaHCO3溶液時會帶出水蒸氣,因此先除去HCl,后除去水蒸氣.如將A、B兩瓶內所盛的液體互換,直接的后果是從B瓶中導出的CO2仍有水蒸氣.氧氣的檢驗方法是用帶火星的木條看是否復燃,為了確證CO2與Na2O2反應產生的氣體是氧氣需將帶火星的木條放在導管口;根據2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2↑可知,反應裝置實際增加的量為88﹣32=56,又根據氧氣的相對原子質量為32,設生成氧氣的質量為X,根據題意得:56:32=a:x,解得X=4a/7g,想求氧氣的體積根據公式,體積=,計算出氧氣的體積為0.4aL.故答案為:(1)①除去CO2中所含的氯化氫氣體,飽和NaHCO3溶液,NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑;②除去A瓶中導出的CO2中的水蒸氣,濃硫酸;氣體通過飽和NaHCO3溶液時會帶出水蒸氣,因此先除去HCl,后除去水蒸氣;③從B瓶中導出的CO2仍有水蒸氣;(2)除去反應后導出氣體中殘余的CO2,NaOH溶液,2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O;(3)將帶火星的木條放在導管口,木條復燃;(4),0.4a.4.已知在不同的溫度下,CO與鐵的氧化物反應能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質)和CO2.現利用圖1的實驗裝置進行實驗,反應過程中管內的固體質量隨溫度的變化曲線如圖2.注:圖1中的儀器甲是一種加熱儀器,圖2中A、B點的固體組成分別是FeO、Fe3O4中的一種.(1)查閱資料發現,酒精燈加熱時玻璃管的受熱溫度是400~500℃,酒精噴燈加熱時玻璃管的受熱溫度是800~1200℃.實驗室要利用圖1來制取金屬鐵,儀器甲應選用的加熱儀器是 (填“酒精燈”或“酒精噴燈”);圖1裝置中的現象有 ; .(2)利用圖2顯示的相關信息,回答如下問題:①在0~400℃溫度范圍內,管內固體質量不變,其原因是 .②圖中x= g.計算過程: ③試據圖計算并推斷出A點固體的化學式是 .【解答】解:(1)觀察圖2中的數據,當溫度達到700℃時氧化鐵才開始被一氧化碳還原為鐵,而酒精燈的溫度范圍只是400~500℃,所以應該選擇酒精噴燈.現象是紅色粉末變成黑色,澄清的石灰水變渾濁.故答案為:酒精噴燈;紅色粉末變成黑色,澄清的石灰水變渾濁.(2)①在0~400℃溫度范圍內,根本達不到反應所需的最低溫度,所以氧化鐵的質量并未改變.故答案為:未達到反應所需的最低溫度.②從400℃開始,隨著溫度的升高,氧化鐵中的氧開始逐漸失去,到700℃時只剩下鐵,即此時氧化鐵被一氧化碳還原為鐵單質.根據元素守恒,鐵單質的質量=氧化鐵中鐵元素的質量=2.4×=1.68g,故答案為1.68;2.4×=1.68g.③A處氧化物中鐵的質量=氧化鐵中鐵元素的質量=2.4×=1.68g,A處氧化物中氧的質量=氧化鐵中氧的質量﹣失去氧的質量=2.4×﹣(2.40﹣2.32)=0.64gA處氧化物中鐵與氧原子個數比=:=,所以A處氧化物的化學式為Fe3O4故答案為:Fe3O45.(2021春 溫州期末)興趣小組利用圖甲白磷燃燒裝置探究質量守恒定律,利用紅外測溫儀測量瓶內溫度T0,注射器記錄氣體體積變化V0,電子天平測量裝置質量m0,將相關數據隨時間的變化情況繪制成圖乙。(1)若實驗中加入的白磷質量較小,則該實驗能否驗證化學反應中質量守恒: 。(2)實驗中白磷和氧氣發生反應,放出熱量,溫度升高,氧氣體積分數減小,但t0﹣t1時刻氣體體積卻變大。請解釋其體積變大的原因 。【解答】解:(1)若實驗中加入的白磷質量較小,則該實驗能驗證化學反應中質量守恒,是因為只要反應前后質量不變即可。故填:能。(2)實驗中白磷和氧氣發生反應,放出熱量,溫度升高,氧氣體積分數減小,但t0﹣t1時刻氣體體積卻變大,是因為白磷燃燒放熱導致氣壓增大的幅度大于氧氣消耗導致氣壓減小的幅度。故填:白磷燃燒放熱導致氣壓增大的幅度大于氧氣消耗導致氣壓減小的幅度。6.(2021春 天寧區校級月考)如圖所示,某活動小組為驗證氫氧化鈉和氫氧化鈣的性質,設計并進行以下實驗(裝置氣密性良好);分別打開分液漏斗活塞,將相同10mL的氫氧化鈉飽和溶液和氫氧化鈣飽和溶液全部加入錐形瓶中,關閉活塞,一段時間后同時打開彈簧夾K1、K2,觀察實驗現象(1)B中短導管可使集氣瓶內外氣壓保持一致,這樣設計的目的是 ;(2)實驗過程中,根據現象 ,說明實驗室吸收二氧化碳適合用氫氧化鈉飽和溶液;(3)實驗中,把B中的水更換為 溶液,則可證明氫氧化鈉溶液與二氧化碳發生反應;(4)實驗后,從A中錐形瓶內取出適量溶液,倒入試管中,設計實驗證明該溶液中仍含有氫氧化鈉的實驗需要使用的試劑是 。A.無色酚酞試液 B.氯化鋇溶液 C.氫氧化鈣溶液 D.稀硫酸【解答】解:(1)B中的短導管可使集氣瓶內外的氣壓保持一致,這樣設計的目的是:當二氧化碳被堿液吸收,裝置內外形成較大的氣壓差,能將水壓入A、C中,以達到實驗目的;故答案為:利用壓強差將水壓入AC裝置;(2)氫氧化鈉易溶于水,氫氧化鈣微溶于水,因此氫氧化鈉的飽和溶液吸收二氧化碳較多,氫氧化鈣的飽和溶液吸收二氧化碳較少,因此A中的壓強變化大,進入的水較多,C中的壓強變化小,進入C裝置中的水較少,說明實驗室吸收二氧化碳適合用氫氧化鈉飽和溶液;故填:進入A裝置中的水較多,進入B裝置中的水較少;(3)二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水,碳酸鈉與氯化鈣或氯化鋇反應生成氯化鈉和碳酸鈣或碳酸鋇沉淀,因此把B中的水更換為氯化鈣或氯化鋇溶液,通過產生白色沉淀,可證明氫氧化鈉溶液與二氧化碳發生反應;故填:氯化鈣或氯化鋇;(4)證明從A中錐形瓶內取出的溶液含有氫氧化鈉,可以先加入過量氯化鋇溶液除去生成的碳酸鈉,因碳酸鈉溶液呈堿性也能使酚酞變紅,故加入氯化鋇排除對氫氧化鈉檢驗的干擾,然后滴入無色酚酞,若變紅,則可證明含有氫氧化鈉;或加入稀硫酸,若無氫氧化鈉,硫酸與碳酸鈉反應立即產生氣泡,若有氫氧化鈉,硫酸先與氫氧化鈉反應無現象,然后再與碳酸鈉反應產生氣泡,通過產生氣泡的情況也可以證明氫氧化鈉的有無;碳酸鈉與氫氧化鈣反應會生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,加入氫氧化鈣,無論有無氫氧化鈉都會立即生成白色沉淀,無法證明氫氧化鈉的有無;故選:AB或D。7.(2021 普陀區模擬)金屬防腐是科學研究中的重大課題、某校學習小組以鐵的銹蝕為項目進行如下研究。(1)該小組用圖甲裝置進行實驗,起始時量筒內的水面處于50毫升刻度處,之后水面緩慢上升,幾天后,水面最終處于約 毫升刻度處。(2)小科同學還進行了如下實驗:取鐵釘用砂紙打磨,稱其質量,按如圖乙安裝裝置,放置3天,再取出鐵釘稱量.改變條件重復上述實驗,得到鐵釘質量增加情況如下表:溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70鐵釘質量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18小科學設計的實驗基于的假設是 。(3)指導老師認為小科的實驗未能真實反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢,理由是50℃以后鐵釘質量沒有變化,請分析表格中數據,鐵釘質量沒有變化的原因是 。【解答】解:(1)幾天后水面最終處于約40mL刻度處,原因是鐵銹蝕消耗氧氣且氧氣約占空氣體積的五分之一。(2)小強同學的實驗是探究溫度因素對鐵釘腐蝕快慢的影響,結論是溫度在10~50℃的范圍內,溫度越高,鐵釘銹蝕的速度越快。(3)因為鐵釘生銹后,量筒水面刻度上升到40ml處,說明試管內的氧氣全部耗盡,所以50℃后鐵釘的質量不再增加。故答案為:(1)40;(2)溫度對鐵釘腐蝕快慢的影響;(3)試管內沒有氧氣。8.如圖是燃料在使用過程做的碳循環示意圖:(1)除了燃料燃燒釋放大量CO2外,常見釋放CO2的途徑還有 ,空氣中的CO2含量增多導致的后果是 ;(2)利用海水進行碳儲存,可以緩解空氣中CO2過多的問題,寫出水吸收CO2發生反應的化學方程式: ;但海水不能解決溫室效應的原因: 。(3)科學家采取“組合轉化”技術,將CO2轉化為化工原料,其反應的化學方程式:2CO2+6X C2H4+4H2O,則X的化學式為 ;(4)生物燃料(如酒精,化學式C2H6O)可來源于植物體,寫出酒精燃燒的化學方程式: ;結合如圖信息,從碳循環角度說出生物燃料的優點有 。(5)尿素是一種重要的化學肥料,其化學式為CO(NH2)2.工業上,可以在高溫高壓的條件下,以二氧化碳和NH3為原料制得尿素并生成水,化學方程式為 。【解答】解:(1)根據自然界碳的循環示意圖信息,自然界產生CO2的來源途徑有化石(或礦物)燃料燃燒和動植物呼吸等。空氣中的CO2含量增多導致的后果是引起溫室效應;溫室效應增強將對人類產生很大的影響,例如土地沙漠化加劇、海平面上升、氣候反常等。(2)二氧化碳與水反應生成了碳酸,反應的化學方程式為:CO2+H2O=H2CO3.現有空氣中的CO2壓縮后貯藏于冰冷的深海,是因為深海壓強大,CO2的溶解度較大;(3)根據質量守恒定律,反應物中總共有2個碳原子,4個氧原子和0個氫原子,而生成物中總共有2個碳原子,4個氧原子和12個氫原子,21·世紀*教育網因此X的化學式為H2。(4)乙醇與氧氣在點燃條件下反應生成二氧化碳和水,C2H5OH+3O22CO2+3H2O;使用乙醇作燃料,能節約能源,減少有害氣體的排放,故填:節約石油,減少空氣污染。(5)在高溫高壓的條件下,以二氧化碳和NH3為原料制得尿素并生成水,反應的化學方程式為CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。答案:(1)動植物呼吸;引起溫室效應;(2)CO2+H2O=H2CO3;深海壓強大,CO2的溶解度較大;(3)H2;(4)C2H5OH+3O22CO2+3H2O;節約石油,減少空氣污染。(5)CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O。9.請你用微粒的觀點解釋以下現象。(1)媽媽在廚房里炒菜,我在窗外就聞到了香味。 (2)如圖1所示,兩支醫用注射器,分別吸入等體積的空氣和水,用手指頂住末端注射孔,將栓塞慢慢推入,哪支容易推壓?為什么? (3)已知在相同溫度下,氣體分子的運動速度與分子的相對分子質量有關,分子的相對分子質量越大,則其運動速度越小。圖2中容器A是一種特制的有底的素燒瓷筒,它的壁可以通過氫氣分子。實驗開始時,A中和燒杯中都充滿空氣。當向燒杯中持續通入氫氣時,導管B處發生的現象是 ,產生這種現象的原因是 。(已知氫氣的相對分子質量為2,空氣的平均相對分子質量為29)【解答】解:(1)媽媽在廚房里炒菜,我在窗外就聞到了香味,是因為菜香中含有的分子是在不斷運動的,向四周擴散,使人們聞到菜香。(2)兩支醫用注射器,分別吸入等體積的空氣和水,用手指頂住末端注射孔,將栓塞慢慢推入,B容易推壓,這是因為分子之間有間隔,氣體物質分子之間的間隔比液體物質分子之間的間隔大的多,因而氣體容易被壓縮。(3)不斷通入氫氣時,單位時間內進入瓶中的氫分子比從瓶中進入燒杯中的分子多。這樣就導致瓶中的分子越來越多,壓強越來越大,使試劑瓶中的氣體壓強越來越大,直至有水噴出。故答案為:(1)分子是在不斷運動的;(2)B;分子之間有間隔,氣體物質分子之間的間隔比液體物質分子之間的間隔大的多;(3)有水噴出;氫氣的分子質量小,運動速度較快,進入瓶內的氣體增多,使瓶內壓強增大。10.某化學小組以“酸堿鹽”為主題,進行了一系列的實驗探究活動。探究l:研究常見的物質﹣﹣﹣氫氧化鈉和鹽酸的反應程度。實驗內容 實驗現象 解釋與結論取反應后少量溶液于試管中,加入固體化合物 。 鹽酸過量探究2:研究酸的性質﹣﹣硫酸、鹽酸和鋅反應通過探究實驗,同學們發現硫酸和鹽酸溶液都可以和鋅反應產生氫氣。產生這種共同現象的原因為 探究3:探索未知﹣﹣﹣濃硝酸和銅制取氣體。已知Cu+4HNO3(濃)=Cu( NO3)2+H2O+2NO2↑.NO2能和水反應生成硝酸和NO.NO和NO2都是空氣的污染物。(1)利用該反應制取二氧化氮的發生裝置,應選用圖所示裝置中的 。收集NO2的方法為 。(2)反應NO+X→NO2中,X的化學式應為 ;若用濃硝酸和銅制取NO,應采用的收集方法是 。探究4:興趣小組同學向盛有澄清石灰水1000g的大燒杯中加入10g碳酸鈉溶液,恰好完全反應后過濾去沉淀,剩余液體總質量為1009.8g,請你計算所加碳酸鈉溶液的溶質質量分數?【解答】解:探究一:因鹽酸能與碳酸鹽反應產生氣泡的明顯現象,可以用來檢驗鹽酸,故答案為:Na2CO3(或CaCO3),有氣泡產生。探究二:酸的共同特征是電離出的陽離子都是氫離子,決定了酸具有相似的化學性質。故答案為:硫酸和鹽酸溶液中都含有氫離子。探究三:(1)制取二氧化氮的反應物狀態和反應條件屬于固液、常溫型,故選B;有因為二氧化氮易與水反應,故不能用排水法收集,根據相對分子質量法比較:46>29可知二氧化氮的密度大于空氣,故采用向上排空氣法收集。(2)化學反應前后元素的種類不變,故反應物為氧氣;因為濃硝酸和銅反應先生成二氧化氮,再由二氧化氮和水反應生成一氧化氮,同時說明一氧化氮難溶于水,故采用排水法收集。探究四:根據反應前后的質量差可知,生成CaCO3沉淀的質量為1000g+10g﹣1009.8g=0.2g設:反應物中Na2CO3的質量為xNa2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH106 100x 0.2g=x=0.212g碳酸鈉溶液溶質質量分數為:0.212g/10g×100%=2.12%答:所加碳酸鈉溶液的溶質質量分數為2.12%。答案為:故探究1:(2分)Na2CO3(或CaCO3),有氣泡產生。探究2:硫酸和鹽酸溶液中都含有氫離子探究3:(1)B 向上排空氣法 (2)O2 排水法探究4:解:根據反應前后的質量差可知,生成CaCO3沉淀的質量為1000+10﹣1009.8=0.2gwww.21-cn-jy.com設:反應物中Na2CO3的質量為xNa2CO3+Ca(OH)2═CaCO3↓+2NaOH106 100x 0.2g=x=0.212g碳酸鈉溶液溶質質量分數為:0.212g/10g×100%=2.12%答:所加碳酸鈉溶液的溶質質量分數為2.12%。21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 (共 2 頁)HYPERLINK "http://21世紀教育網(www.21cnjy.com)" 21世紀教育網(www.21cnjy.com) 展開更多...... 收起↑ 資源列表 12實驗探究(原卷版).doc 12實驗探究(解析版).doc 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫