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初中化学中考复习 课标通用中考化学总复习专题5实验探究题中考课件PPT
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这是一份初中化学中考复习 课标通用中考化学总复习专题5实验探究题中考课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了类型5，类型2，类型3，类型4，类型1，进行实验，实验探究等内容，欢迎下载使用。
专题五 实验探究题(中考14、15题)
实验探究题是安徽中考必考题型,该题型固定放在试卷的第14题和第15题(含附加分题)考查,所占分值一般为18~20分,比重较大,足见其重要性。此类题型一般会结合科学探究的要素,提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流进行考查。安徽中考近几年实验探究题考查的主要内容有:①物质性质(金属、酸、碱、盐的化学性质)和物质变质的探究;②物质成分的探究;③化学反应的影响因素的探究(影响金属与酸反应快慢的因素、催化剂对化学反应的影响、影响催化剂催化效果的因素等);④铁生锈和燃烧条件的探究。安徽中考实验探究题以“重视基础、关注探究、联系实际、促进发展”为原则,主要考查学生的阅读能力,猜想能力,获取与处理信息的能力,实验方案的设计与评价能力,对实验现象、数据的分析与对比能力及分类、比较、抽象、概括等科学方法的运用能力等,试题以中等或偏上难度为主,有较好区分度。
预计2019年安徽中考对这部分内容的考查在取材、探究形式和难度上不会有太大变动,与往年基本持平。命题时可能会以课本基础知识和学生实验情境为载体,突出考查金属活动性顺序的验证,以及酸、碱、盐的化学性质的探究和对物质成分的探究。
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物质成分的探究链接安徽中考
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例1(2018·内蒙古赤峰中考)小刚同学在学习化学知识后,知道进入久未开启的菜窖可能造成死亡。于是他和小强一起对自家久未开启的菜窖内的气体成分进行了探究。【提出问题】菜窖内气体的成分是什么?【查阅资料】蔬菜在一定条件下发酵生成气体,其成分可能含有CO2、CH4等。【猜想与假设】小刚认为菜窖内的气体含有CO2和CH4。
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【实验探究】他们对菜窖内的气体进行取样按图所示装置进行实验
(1)若装量A中澄清石灰水变浑浊,证明气体样品中含有 。(2)装置B内发生反应的化学方程式为 。 (3)装置D内浓硫酸的作用是 。 (4)E处观察到干燥冷烧杯内壁有 出现,待火焰熄灭后,把烧杯迅速倒转过来,立刻向烧杯内倒入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,证明气体样品中含有 。E处气体燃烧的化学方程式为 。
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【实验结论】气体样品中含有CO2和CH4,小刚的猜想正确。【反思与评价】(5)小强观察上述实验装置发现:装置A和装置C完全相同,他认为可以取消装置C。你是否认同? (填“认同”或“不认同”),理由是 。 (6)根据上述实验探究结果,气体样品中含有CO2,由于二氧化碳 ,所以进入久未开启的菜窖前,应向菜窖内通入大量的空气。
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解析 (1)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以若装置A中澄清石灰水变浑浊,证明气体样品中含有二氧化碳。(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O。(3)浓硫酸具有吸水性,所以装置D内浓硫酸的作用是干燥气体。(4)甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳,所以E处观察到干燥冷烧杯内壁有水珠出现,待火焰熄灭后,把烧杯迅速倒转过来,立刻向烧杯内倒入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,证明气体样品中含有甲烷,E处气体燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。(5)氢氧化钠的作用是除去二氧化碳,C装置的作用是检验二氧化碳的除杂是否彻底,所以不可以取消装置C,理由是装置A和装置C虽然相同,但作用不同,A装置的作用是检验气体样品中是否含有二氧化碳,C装置的作用是检验气体样品的二氧化碳是否除尽,若取消装置C,有可能造成气体样品中的二氧化碳对后面的检验结果造成干扰。(6)二氧化碳不能供给呼吸,所以进入久未开启的菜窖前,应向菜窖内通入大量的空气。
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答案 (1)二氧化碳 (2)2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O (3)干燥气体 (4)水珠 甲烷 CH4+2O2 CO2+2H2O (5)不认同 装置A和装置C虽然相同,但作用不同,A装置的作用是检验气体样品中是否含有二氧化碳,C装置的作用是检验气体样品的二氧化碳是否除尽,若取消装置C,有可能造成气体样品中的二氧化碳对后面的检验结果造成干扰 (6)不能供给呼吸
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对应训练1.(2018·江苏宿迁中考)实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。[提出猜想]甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。 [设计实验]方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。 方案2:取8 g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
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若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。 实验时要先通CO再加热的目的是 。 [数据处理]等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。 [实验反思]图1虚线框内的装置是用于吸收CO2并收集CO,请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。
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答案 【提出猜想】铜粉、氧化铁粉末【设计实验】方案1:稀盐酸 固体不溶解方案2:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸【数据处理】5.6≤m≤8【实验反思】③
解析 【设计实验】方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的稀盐酸振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为固体不溶解。方案2:若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内,氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,发生反应的化学方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。实验时要先通CO再加热的目的是防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸。
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【数据处理】设完全反应后生成铁的质量为x,
x=5.6 g,等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g,若乙组猜想正确,完全反应时剩余固体质量最小,没有反应时剩余固体质量最大,则m的取值范围是5.6≤m≤8。
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2.(2018·辽宁葫芦岛中考)同学们用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后,小欣同学发现容器内液体是浑浊的,她很好奇,浑浊液体是什么?于是她和同学们一起将浑浊的液体过滤,得到滤液和固体,并对此展开了探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。【提出问题】滤液中的溶质以及过滤得到的固体的成分是什么?【查阅资料】①大理石中含有SiO2(不溶于水,且不与盐酸反应),可能含有少量的Fe2O3等。②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏地显现出红色。【猜想验证】Ⅰ.经讨论,大家认为滤液中一定含有CaCl2,原因是 (用化学方程式表示)。 Ⅱ.小欣同学根据资料中大理石的成分,猜想滤液中可能含有少量 。 她取少量滤液于试管中,滴加硫氰化钾(KSCN)溶液,观察到滤液颜色无变化,由此得出的结论是 。
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Ⅲ.小雨又提出猜想,滤液中还可能含有 (填化学式)。请你和小雨一起验证他的猜想。
Ⅳ.根据小雨的验证结果,可知过滤得到的固体中含有 。
答案 Ⅰ.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑Ⅱ.FeCl3 不含有FeCl3Ⅲ.HCl 石蕊溶液Ⅳ.SiO2
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解析 Ⅰ.经讨论,大家认为滤液中一定含有CaCl2,是因为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。Ⅱ.小欣同学根据资料中大理石的成分中含有氧化铁,氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁,故可以猜想滤液中可能含有少量FeCl3。她取少量滤液于试管中,滴加硫氰化钾(KSCN)溶液,观察到滤液颜色无变化,说明不含有氯化铁。Ⅲ.碳酸钙和盐酸反应时可能盐酸有剩余,故滤液中还可能含有HCl。要证明盐酸的存在,根据实验现象溶液变成红色,可知滴加的是石蕊溶液。Ⅳ.由于盐酸有剩余,故碳酸钙全部反应,故可知过滤得到的固体中含有SiO2。
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3.(2018·安徽黄山模拟)暖宝宝是一种防寒用品。小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些?暖宝宝发热的原因是什么?(1)小明探究:暖宝宝中的主要成分是什么?剪开内包装袋,倒出其中的粉末,发现呈黑色。【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末,部分被吸引。【得出结论】该黑色粉末中一定含有 ,可能含有 。【查阅资料】炭粉与稀硫酸不反应,氧化铜与稀硫酸反应能产生蓝色溶液。
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【进行实验】
由实验①可知,该黑色粉末中一定含有 ,一定不含 ;写出实验①的化学反应方程式: ; 由实验②可知,该黑色粉末中一定含有 。 (2)小明思考:暖宝宝为什么会发热?
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【查阅资料】暖宝宝中除含有铁粉、炭粉外,还含有食盐和水。①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热的原因是 ,由此可见,人们可以利用化学反应放出的热量来造福人类,请你再举一例: ; ②请你猜测暖宝宝中氯化钠的作用是 。
答案 (1)【得出结论】铁粉 炭粉、氧化铜【进行实验】铁粉 氧化铜 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ 炭粉(2)【查阅资料】①暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量 燃烧燃料做饭(或其他合理答案) ②加速铁粉氧化,更快地放出热量
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解析 (1)【得出结论】能够被磁铁吸附的是铁粉,可能还含有炭粉、氧化铜。【进行实验】加入稀硫酸,黑色固体部分溶解产生气泡,只有铁粉和稀硫酸能够反应得到氢气,反应方程式为Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑。而溶液未变蓝色,说明原物质一定不含氧化铜。对固体残渣加热,用澄清石灰水检验时,发现石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,则原物质一定含有炭粉。(2)【查阅资料】①暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生缓慢氧化,进而放出热量,人们对化学反应放热的应用很多,如燃烧燃料做饭、燃烧燃料驱动汽车等交通工具的行走、发射火箭、农家肥的腐熟等;②物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量。
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4.(2018·山东枣庄中考)请分析下列实验装置,阅读所给材料,回答问题: 材料:氨气(NH3)常温下是一种具有刺激性气味的无色气体,对人体有较大毒性,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液显碱性。实验室可用加热氯化铵(NH4Cl)和熟石灰两种固体的方法制取氨气,同时生成氯化钙和水。铵盐易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,CaCl2溶液显中性,NH4Cl溶液显酸性。Ag+和Cl-结合能产生AgCl白色沉淀。(1)实验室制取氨气的化学方程式为 ,应选取的发生装置是 (填装置编号)。
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(2)用C装置收集氨气时,气体应从 口通入(填“a”或“b”);检验氨气可用湿润的 石蕊试纸(填“红色”或“蓝色”)。 (3)某同学对充分反应后反应器内的固体物质做进一步研究:【提出问题】固体物质的成分是什么?【作出猜想】猜想Ⅰ:Ca(OH)2、NH4Cl和CaCl2猜想Ⅱ:Ca(OH)2和CaCl2猜想Ⅲ:NH4Cl和CaCl2猜想Ⅳ:只有CaCl2有同学对上述猜想提出质疑:有一种猜想不合理。你认为是 。
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【实验探究】①取反应器内少量固体于试管中,加水溶解、过滤,得到滤液。②取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,颜色无变化,说明 (填一种猜想)不正确。 ③再取少量滤液于另一试管中,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,该同学认为固体中含有NH4Cl,于是得出结论猜想Ⅲ正确。你认为该同学的结论 (填“合理”或“不合理”),理由是 。【评价反思】该同学认为实验装置仍有不足之处,请你提出改进措施: 。
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答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑ B (2)b 红色(3)【作出猜想】猜想Ⅰ【实验探究】②猜想Ⅱ ③不合理 氯化钙也能和硝酸银反应生成白色沉淀【评价反思】在C装置的a导管连接吸收氨气的装置
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解析 (1)实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,反应需要加热,应选取的发生装置是B。(2)用C装置收集氨气时,由于氨气密度比空气小,气体应从b口通入;检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸,这是因为氨气能够与水反应生成氨水,氨水能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)【作出猜想】题述猜想中,猜想Ⅰ不合理,这是因为氢氧化钙和氯化铵不能共存。【实验探究】②取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液,颜色无变化,说明溶液不显碱性,即溶液中不含有氢氧化钙,说明猜想Ⅱ不正确。③该同学的结论不合理,理由是氯化钙也能和硝酸银反应生成白色沉淀。【评价反思】该同学认为实验装置仍有不足之处,不足之处是没有尾气处理装置,改进措施:在C装置的a导管连接吸收氨气的装置。
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5.(2018·安徽蚌埠禹会区一模)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组开展探究活动。请你和他们一起完成以下稀盐酸和氢氧化钙发生的中和反应实验探究。【演示实验】将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中。该反应的化学方程式是 ; 【查阅资料】CaCl2溶液显中性;CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质的成分是什么?
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【猜想与假设】针对疑问,甲组同学猜想如下:猜想Ⅰ:只有CaCl2猜想Ⅱ:有 猜想Ⅲ:有CaCl2和Ca(OH)2猜想Ⅳ:有CaCl2、HCl和Ca(OH)2乙组同学对以上猜想提出质疑,认为猜想Ⅳ不合理,其理由是 ;
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【实验探究】为了验证其余猜想,各小组进行了下列三个方案的探究。
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【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想Ⅲ是正确的。【评价反思】(1)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2,请你帮助他们说明原因。 ; (2)在分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 。
答案 【演示实验】Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O【猜想与假设】CaCl2和HCl Ca(OH)2和HCl会发生反应【实验探究】紫色石蕊溶液变蓝 产生白色沉淀【评价反思】(1)CaCl2和Na2CO3也能反应产生白色沉淀(2)反应物是否有剩余
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解析 【演示实验】通过分析可知,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,化学方程式为Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O。【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙恰好完全反应时,溶液中的溶质只有氯化钙;当稀盐酸过量时,溶液中的溶质是氯化钙和氯化氢;当氢氧化钙过量时,溶液中的溶质是氯化钙和氢氧化钙;因为稀盐酸和氢氧化钙能够发生化学反应,乙组同学对题述猜想提出质疑,认为猜想Ⅳ不合理,理由是盐酸和氢氧化钙不能共存;【实验探究】滴加紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液变蓝,说明溶液呈碱性,溶液中含有Ca(OH)2;二氧化碳气体和氢氧化钙反应,产生碳酸钙白色沉淀,说明溶液中含有Ca(OH)2;【评价反思】(1)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2,因为碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀;(2)在分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑反应物是否有剩余。
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6.(2018·安徽合肥瑶海区二模)某化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验,利用图1装置来探究单质在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。
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【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?【猜想假设】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。【实验验证】该小组同学按图组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,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。(1)激光笔的作用是 。 (2)红磷燃烧产物与瓶底热水反应生成磷酸(H3PO4)的化学方程式为 。 (3)实验过程中,燃烧匙内的白磷未先燃着的原因是 。
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【实验结论】根据上述实验现象,得出结论如下:(4)结论1:猜想 正确。 结论2:课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是 (填“严谨”或“不严谨”)的,其理由是 。【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用氧气传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。(5)在图中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭;请你解释曲线AB段、DE段氧气浓度变化的主要原因:① ;② 。 小组同学通过査阅资料可知,验证空气中氧气体积分数较好的药品是铁丝绒,利用铁与氧气、水等的缓慢氧化,可以将空气中氧气浓度消耗至0.2%。将足量细铁丝绒置于试管底部,并倒扣在装有水的烧杯中(如图3),一段时间后你将看到的现象是 。
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答案 (1)使温度达到红磷、白磷的着火点(2)P2O5+3H2O 2H3PO4(3)没有与氧气接触(4)① 不严谨 足量红磷不能把装置中的氧气耗尽(5)C ①AB段:红磷发生缓慢氧化,消耗少部分氧气 ②DE段:白磷燃烧,消耗较多氧气 细铁丝绒生锈,试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处解析 (1)激光笔的作用是使温度达到红磷、白磷的着火点。(2)红磷燃烧产物是五氧化二磷,与瓶底热水反应生成磷酸(H3PO4),反应的化学方程式为P2O5+3H2O 2H3PO4。(3)实验过程中,燃烧匙内的白磷先未燃着的原因是没有与氧气接触。(4)白磷能够燃烧,说明装置中含有氧气,即红磷没有把装置中的氧气耗尽,因此猜想①正确;课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的,其理由是足量红磷不能把装置中的氧气耗尽。
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物质性质和变质类的探究链接安徽中考
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例2(2018·黑龙江齐齐哈尔中考)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验: (1)A试管中的实验现象为 , C试管中所发生反应的化学方程式为 。
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(2)将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。
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【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【作出猜想】猜想:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三: 猜想四:NaCl、Ca(OH)2和HCl【设计实验】请完成实验报告。
【迁移拓展】稀盐酸、稀硫酸有一些相似的化学性质,是因为在不同的酸溶液中都含有 。
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答案 (1)紫色石蕊溶液变红 Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O(2)【作出猜想】NaCl和Na2CO3(或氯化钠和碳酸钠)【设计实验】无沉淀产生(或无明显变化) 稀盐酸(或稀硫酸) 产生气泡(其他答案合理也可)【迁移拓展】氢离子(或H+)
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对应训练1.(2018·贵州铜仁中考)某校化学兴趣小组的小王和小张两位同学根据已有知识经验,对敞口放置在实验室的NaOH溶液产生了兴趣,分别进行实验探究:【查阅资料】氯化钡溶液显中性,能与碳酸钠溶液反应产生白色碳酸钡沉淀。【提出问题】这瓶NaOH溶液肯定变质了,其变质程度怎样呢?【猜想与假设】小王:NaOH溶液部分变质;小张:NaOH溶液全部变质;小王、小张认为NaOH溶液一定变质的理由(用化学方程式表示) 。
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【进行实验】(1)小王设计好方案后,进行了如下实验来验证自己的猜想,请你协助小王完成实验现象的填写:
(2)小张取用小王第①步反应后的滤液,滴加CuCl2溶液,有 色沉淀产生,证明自己的猜想错误。
【反思与评价】(1)如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质,常加入适量 (填物质的化学式),再过滤除去该杂质。 (2)小王、小张通过以上探究分析推出:实验室里保存Ba(OH)2溶液的方法应该是 。
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答案 【猜想与假设】2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O.【进行实验】(1)①白色沉淀 ②蓝 (2)蓝【反思与评价】(1)Ca(OH)2 (2)密封保存
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解析 【猜想与假设】NaOH溶液一定变质的理由是氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O。【进行实验】(1)①取一定量NaOH溶液样品于试管中,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠;②取经过①反应后的滤液,向其中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色,说明溶液中含有氢氧化钠;(2)小张取用小王第①步反应后的滤液,滴加CuCl2溶液,有蓝色沉淀产生,说明溶液中含有氢氧化钠,进一步证明自己的猜想错误。【反思与评价】(1)如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质,常加入适量的氢氧化钙溶液,再过滤除去该杂质;(2)通过以上探究分析推出碱溶液能与二氧化碳反应,所以氢氧化钡能和空气中的二氧化碳反应,因此实验室里保存Ba(OH)2溶液的方法应该是密封保存。
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2.(2018·江苏南京中考)兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。【实验回顾】(l)铝与稀盐酸反应。①用如图1所示装置制取氢气。
铝与稀盐酸反应的化学方程式为 。 ②用B装置收集氢气的原因是 。(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是 。
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【提出问题】铝能否与水反应生成氢气?【查阅资料】
【交流与讨论】(1)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为 。 (2)除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例) 。除上述方法外,还可以将铝片浸入氯化汞(HgCl2)溶液中,形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。
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【实验探究】(1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分钟左右,取出,立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图2),其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为 。 (2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡 (填“下沉”或“上升”),用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声。 【实验结论】铝能与水反应生成氢气。写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式: 。
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【实验反思】(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是 。当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡。铝未能生成氧化铝,其原因是 。(2)汞有毒,会污染环境,兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞,用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。
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答案 【实验回顾】(1)①2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ ②氢气难溶于水,不与水反应(2)金属是否位于氢前面,位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢,位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢(钾、钙、钠除外)【交流与讨论】(1)4Al+3O2==2Al2O3(2)用砂纸打磨【实验探究】(1)2Al+3HgCl2==2AlCl3+3Hg (2)上升【实验结论】2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑【实验反思】(1)关闭活塞K,容器内压强增大,把液体压回烧杯,固体与液体分离 反应停止后容器内充满氢气,铝无法与氧气接触
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解析 【实验回顾】(l)①铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,反应的化学方程式为2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑。②用B装置收集氢气的原因是氢气难溶于水,不与水反应。(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是金属是否位于氢前面,位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢,位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢(钾、钙、钠除外)。【交流与讨论】(1)铝与氧气反应生成氧化铝,反应的化学方程式为4Al+3O2==2Al2O3。(2)除去铝表面氧化铝薄膜时,可以用砂纸打磨。【实验探究】(1)铝与氯化汞溶液发生置换反应生成氯化铝和汞,反应的化学方程式为2Al+3HgCl2==2AlCl3+3Hg。(2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡上升,用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声,说明生成的气体是氢气。
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【实验结论】铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式为2Al+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2↑。【实验反思】(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是关闭活塞K,容器内压强增大,把液体压回烧杯,固体与液体分离,反应停止;当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡,铝未能生成氧化铝,其原因是容器内充满氢气,铝无法与氧气接触。
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3.(2018·江苏徐州中考)为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式: 。老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。 【提出问题】铜与浓硫酸反应的生成物是什么?其中气体是什么?【猜想假设】同学们对产生的气体作出了猜想。猜想一:氢气;猜想二:二氧化硫;猜想三:氢气和二氧化硫的混合物。【查阅资料】(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应;
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【实验探究】师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
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【表达交流】(1)在步骤③中,鼓入空气的目的是 。 (2)请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+ 【反思拓展】(1)若将装置A中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置D玻璃管中看到的现象是 。 (2)下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是 (填序号)。 ①锌、铜、稀盐酸 ②锌、硫酸铜溶液 ③锌、铜、氯化镁溶液
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答案 Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑【实验探究】品红溶液褪色 二 蓝【表达交流】(1)将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出(2)2H2O【反思拓展】(1)黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现 (2)①②
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解析 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。【实验探究】实验得出该反应有二氧化硫生成,根据资料中提供的信息,二氧化硫可以使品红溶液褪色,所以装置B中对应的现象是品红溶液褪色;装置D玻璃管中装有黑色的氧化铜粉末,在加热的条件下向其中通入气体,无明显现象,说明气体中无氢气,因此猜想二正确;A试管中有硫酸铜生成,所以加水稀释后A中液体变为蓝色。【表达交流】(1)在步骤③中,鼓入空气可将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出;(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,反应物中有1个铜原子、4个氢原子、2个硫原子、8个氧原子,生成物中有1个铜原子、2个硫原子、6个氧原子,所以未知物应为2H2O。
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【反思拓展】(1)装置A中铜丝换成锌片,则锌与稀硫酸反应,生成氢气,装置D玻璃管中的氧化铜被还原,生成单质铜和水,看到的现象是黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现;(2)①将锌、铜加入稀盐酸溶液中,锌反应有气泡冒出,铜不反应,无现象,说明铜位于氢的后面,锌位于氢的前面,能证明锌和铜的活动性强弱,故能达到目的;②将锌放入硫酸铜溶液中,锌的表面置换出红色的铜,说明锌的活动性比铜强,故能达到目的;③将锌和铜分别放入氯化镁溶液中均无明显现象,无法比较锌和铜的金属活动性强弱,故不能达到目的。
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4.(2018·湖南常德中考)某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到“异常”现象。现象一:向试管中加入2 mL某浓度的氢氧化钠溶液,再滴入2~3滴酚酞溶液,氢氧化钠溶液变红色;然后振荡试管,发现红色消失。【提出问题】红色为什么会消失?【猜想】(1)氢氧化钠溶液的量少了;(2)酚酞溶液的量少了;(3) 。 【查阅资料】酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的锟式结构;在碱性介质中很不稳定,它会慢慢地转化成无色羧酸盐。
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【实验探究】根据上述“猜想”进行如下探究:(1)取4 mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色消失;(2)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入4~5滴酚酞溶液,振荡后红色消失;(3)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失。结论:猜想 正确。 【继续实验】取一定体积的稀氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失,写出反应的化学方程式: 。微观角度分析,该反应的实质是 。现象二:向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸,立即产生气泡;而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生。
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【提出问题】碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应?【实验探究】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。【收集证据】分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO2的质量,得到两者之间的关系如图1、图2所示。(忽略CO2在水中的溶解)
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【合作交流】(1)图1中A点时溶液中的溶质有 (填化学式);(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应(如图OB段所示),请你写出该反应的化学方程式: 。 【反思与评价】基于以上“异常”现象,你能提出的有价值的见解是 (任写一点)。
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答案 现象一:【猜想】可能与氢氧化钠溶液浓度有关【实验探究】(3)【继续实验】NaOH+HCl==NaCl+H2O 氢离子和氢氧根离子反应生成水分子现象二:【合作交流】(1)NaCl、NaHCO3(2)Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3【反思与评价】有些化学反应是分步进行的(或其他合理答案)
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解析 现象一:【猜想】实验探究(3)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失,是在改变氢氧化钠溶液浓度时引起酚酞变色,因此猜想(3)是可能与氢氧化钠溶液浓度有关;【实验探究】实验探究(3)中氢氧化钠溶液加适量水稀释后,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失,与猜想(3)相对应,说明猜想(3)正确。【继续实验】氢氧化钠和盐酸反应,溶液不再显碱性,因此酚酞溶液就会变成无色,氢氧化钠与盐酸反应生成了氯化钠和水,该反应的化学方程式为NaOH+HCl==NaCl+H2O。
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现象二:【合作交流】(1)碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,由图像分析知A点稀盐酸不足,因此此时对应的溶质是生成的NaCl和剩余的NaHCO3。(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,因此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应,但无二氧化碳生成,因此此时发生反应的化学方程式为Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3。【反思与评价】由向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生,推断知有些化学反应是分步进行的。
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5.(2018·四川广安中考)某实验小组在做“用澄清石灰水检验二氧化碳”的实验时,发现一个有趣的实验现象: 试管中浑浊现象为何消失?实验小组的同学对此实验进行了下列探究活动:(1)根据已学知识,实验小组对CO2使澄清石灰水变浑浊的现象作出了合理的解释,其化学方程式为 。
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(2)【查阅资料】①碳酸盐一般不溶于水,如碳酸钙不溶于水。②碳酸钙能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],碳酸氢钙易溶于水。③碳酸氢钙受热易分解,生成碳酸钙、二氧化碳、水。从物质组成角度分类,碳酸氢钙应属于 。 A.氧化物 B.酸C.碱 D.盐写出碳酸氢钙受热分解的化学方程式: 。 (3)【提出问题】碳酸氢钙能与哪些物质反应呢?(4)【假设与猜想】猜想Ⅰ:能与盐酸反应猜想Ⅱ:能与氢氧化钠反应……………
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(5)【设计实验并验证】
根据验证实验写出碳酸氢钙与盐酸反应的化学方程式: 。(6)【讨论与反思】该实验小组在实验中发现问题,并对问题进行不断探究。他们不但发现了新的物质,还了解了它的一些性质,并对生活中煮沸可以降低水的硬度、水垢的形成以及自然界中溶洞与钟乳石的形成有了更进一步的认识。
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影响因素的探究链接安徽中考
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例3(2018·浙江绍兴中考)小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
(1)图中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的 管接c。
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(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。获得表格数据。由此推断实验是通过 来体现反应快慢的。 (3)小敏分析数据得到如下结论:锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠,他们的依据是 。 (4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与 有关。
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解析 (1)气体的密度比水的密度小,所以图中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的b管接c。(2)通过比较相同温度、时间内,不同的盐酸浓度产生的气体体积来确定金属和酸反应的快慢;由此推断实验是通过相同时间内产生气体多少来体现反应快慢的。(3)锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠,他们的依据是没有换用不同浓度盐酸多次实验等。(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与温度有关。答案 (1)b (2)相同时间内产生气体多少(3)没有换用不同浓度盐酸多次实验等 (4)温度
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方法总结影响化学反应速率的因素,除了物质的内因(如着火点的高低、金属的活动性强弱等反应物本身的性质)以外,还有外因(如是否有催化剂、温度、浓度、压强、反应物的形状或接触面积等外界因素)。要想解答好这类题目,可以利用控制变量法,通过设计对照实验(即控制其他条件相同时,一个实验使用某一条件或者满足某一因素,另一个实验不使用或者不满足),来进行实验探究。并且,一般都按照如下的思路来思考分析、设计实验、推断解答。1.控制其他条件相同时,使用催化剂,会改变化学反应速率(初中阶段一般是指加快);2.控制其他条件相同时,升高反应物的温度,化学反应速率加快;降低反应物的温度,反应速率减慢;3.控制其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快;
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4.控制其他条件相同时,增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;减小气态反应物的压强,化学反应速率减慢;5.控制其他条件相同时,反应物的形状越小,接触面积越大,反应速率越快。
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对应训练1.(2018·四川宜宾中考)某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。Ⅰ.【探究一】影响过氧化氢分解快慢的因素分别取5 mL H2O2溶液进行实验,测定产生4 mL O2所需时间,实验结果记录如下:
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(1)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1 t2(填“>”“=”或“<”)。 (2)能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是 (填实验序号),合理的结论是 。【交流探讨】MnO2属于金属氧化物,其他金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
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Ⅱ.【探究二】探究Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用
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答案 Ⅰ.(1)> (2)③④ 其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越高,过氧化氢分解越快Ⅱ.①加快 ②称量 ③复燃 红棕
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解析 Ⅰ.(1)对比①②可知,其他条件均相同,②实验温度较高,过氧化氢分解较快,因此②所需时间较短;(2)③④两组实验唯一的不同是过氧化氢溶液溶质质量分数不同,因此能得出过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关;能得出的合理结论是其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越高,过氧化氢分解越快。Ⅱ.①AB两组实验唯一区别是B组实验加了氧化铁,结果A试管上方带火星的木条未复燃,B中出现气泡快且带火星的木条复燃,由此能得出Fe2O3加快过氧化氢分解;②由于实验得出的结论是Fe2O3质量未变,由此知实验操作为称量;③因为Fe2O3可作过氧化氢分解的催化剂,所以其化学性质未变,仍可以使带火星木条复燃;D试管中进行的反应是氧化铁与稀硫酸反应,生成红棕色的硫酸铁溶液,反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。
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类型1
2.(2018·安徽合肥模拟)等质量的铁粉与过量的稀盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在相同时间t内产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1。
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(1)请写出铁粉与稀盐酸反应的化学方程式: 。 (2)通过实验①③对比,得出的结论是 ;要比较盐酸的溶质质量分数对反应快慢的影响,应选择的实验组别是 。(3)实验中铁粉与盐酸反应产生气体的速率为“先加快后变慢”,其原因是 。
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【进一步探究】图甲为实验装置、图乙为利用数字化仪器测得的室温下足量的三种金属片分别与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量(产生氢气的量由气体压强表示,在等温条件下,产生氢气的体积与装置内压强成正比)。 ①实验中你认为还要控制的变量是 。 ②根据图乙,你得出的反应物的量与生成的气体体积的关系是 。
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【注意:若答对以下小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分】【拓展提高】图2为测得的室温下足量的镁片与20 mL10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,请分析可能的原因(至少答两点)① ;② 。
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答案 (1)Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ (2)相同条件下,温度越高,金属与酸反应速率越快 ①④ (3)铁与稀盐酸反应放热,反应速率加快,随着反应的进行,盐酸的浓度变小,反应速率变慢【进一步探究】①金属的颗粒大小 ②足量的不同金属分别与相同体积相同质量分数的相同的酸充分反应,生成氢气体积相等【拓展提高】①反应放热,使气体膨胀 ②氢气中混入了氯化氢气体
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解析 (1)根据铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;(2)①③两组实验其他条件均相同,唯有温度不同,由此得出结论:相同条件下,温度越高,金属与酸反应速率越快;①④两组实验其他条件均相同,唯有盐酸的溶质质量分数不同,可用于比较盐酸的溶质质量分数对反应快慢的影响;(3)锌与稀盐酸反应放热,反应速率加快,随着反应的进行,盐酸的浓度变小,反应速率变慢。【进一步探究】足量的相同颗粒大小的锌片、铁片、镁条分别与20毫升10%的稀盐酸反应,从图中可以看出,盐酸完全反应后,生成氢气的体积相等。【拓展提高】通过足量的镁片与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,可能的原因是①反应放热,使气体膨胀;②氢气中混入了氯化氢气体。
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类型1
3.(2018·安徽蚌埠禹会区二模)某化学实验小组对“影响石灰石与盐酸反应速率的因素——盐酸的浓度和石灰石的颗粒大小等”进行了如下实验探究,请你参与。
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类型1
【进行实验】室温下,选用20 mL不同溶质质量分数的盐酸(4%和6%)分别与1 g颗粒状或块状的石灰石进行实验(固定夹持仪器略去)。(1)石灰石与盐酸反应的化学方程式为 。 (2)按上图装置进行实验,在装药品前应检查该装置的气密性,具体的做法是 。开始实验时,应将20 mL稀盐酸 (选填“快速”或“缓慢”)推入锥形瓶中,以保证盐酸能全部推入锥形瓶中。
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类型1
【处理数据】(3)实验小组进行实验后,获得的相关实验数据如表所示:
①要比较不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响,可选择的实验编号是 (写一组),由此可得到的结论是 。 ②从上述实验中得出石灰石的颗粒大小对反应速率影响的结论是 。
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【拓展延伸】(加试部分)(4)如表是实验时记录生成的二氧化碳气体体积和对应的时间的一组实验数据(每间隔4 s读数一次):
从上表数据可以分析得出,到20 s后反应速率逐渐变 ,其主要原因是 。 (5)你认为影响石灰石与盐酸反应速率的因素还有 ,请设计实验方案验证你的猜想 。
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答案 (1)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(2)将注射器活塞向外拉出一段,松开手一会后,若活塞又回到原位,证明装置气密性良好 快速(3)①ac(或bd) 溶质质量分数越大,反应速率越快②颗粒越小,反应速率越快(4)小 反应物的浓度减小(5)石灰石的纯度 取不同地区的石灰石,保持颗粒大小以及质量相同,加入相同的盐酸,记录生成相同体积的二氧化碳气体所需要的时间,纯度越大,反应速率越快
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解析 (1)石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,其反应的化学方程式为CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。(2)在装药品前应检查该装置的气密性,具体的做法是将注射器活塞向外拉出一段,松开手一会后,若活塞又回到原位,证明装置气密性良好;开始实验时,因为盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳会使装置内的压强增大,故应将20 mL的稀盐酸快速推入锥形瓶中,以保证盐酸能全部推入锥形瓶中。(3)①要比较不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响,需要盐酸的溶质质量分数不同,石灰石固体的颗粒大小相同,故可选择的实验编号是ac或bd,根据相同的时间收集的二氧化碳的体积可以看出,溶质质量分数越大,反应速率越快;②当盐酸溶质质量分数相同时,相同的时间收集的二氧化碳气体的体积可以看出,颗粒越小,反应速率越快。(4)从表格数据可以分析得出,开始的反应速率快,后来的反应速率慢,主要是因为随着反应的进行,反应物被消耗,浓度减小。
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(5)影响石灰石与盐酸反应速率的因素还有石灰石的纯度等,可以取不同地区的石灰石,保持颗粒大小以及质量相同,加入相同的盐酸,记录生成相同的二氧化碳气体体积所需要的时间,纯度越大,反应速率越快。
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类型1
4.(2018·安徽合肥瑶海区模拟)某研究小组为探究“铁钉在不同溶液中腐蚀的速率”,在相同条件下取同浓度的下列不同溶液用如图1装置完成实验,并用手持数据采集器进行测量。回答下列问题:
图1
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类型1
(1)铁锈的化学式为 。 (2)在NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液中,铁钉锈蚀过程中上述溶液的酸性均变 (填“强”或“弱”)。 (3)上述实验方案是否合理? (填“合理”或“不合理”),你的理由是 。 (4)铁钉锈蚀的速率还可能与 有关。请设计你的实验,验证你的猜想:
类型5
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类型1
(5)(加试题)该小组在不同酸碱性溶液中又进行了探究,在相同条件下其测定的实验数据如图2:
图2
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类型4
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a.上述实验中,氧气浓度下降先陡后缓的原因为 。 b.根据甲、乙图像,请写出三点结论:①结论: 。 ②结论: 。 ③结论: 。
类型5
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类型1
答案 (1)Fe2O3 (2)弱 (3)不合理 本题探究的是铁在不同种溶液中锈蚀情况,本实验所用样本都是弱酸性的,样本偏小,缺少中性、碱性溶液作对比 (4)温度(或氧气的浓度、溶液的浓度等)
(5)a.氧气浓度下降使腐蚀速率变慢,生成的铁锈覆盖阻碍导致 b.①铁钉在酸性溶液中比在中性溶液中生锈快 ②含氯离子的溶液生锈最快 ③铁钉生锈先快后慢(合理即可)
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有关“条件类”的探究链接安徽中考:有关“条件类”的探究,安徽中考主要考查铁、铜等金属锈蚀以及燃烧条件的探究。例4(2018·安徽芜湖二模)铁生锈探秘:
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类型1
为探究铁生锈的原因,化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验,实验结果显示:B、D实验中铁生了锈,而A、C实验中没有明显的现象,仔细分析这4个实验,回答下列问题:(1)评价方案对照实验是指除了一个变量外,其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对照实验的方法,请指出其中的对照实验(填“A、B、C、D”实验代号)和变量。第①组对照实验 ,变量 。 第②组对照实验 ,变量 。 第③组对照实验 ,变量 。
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类型2
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类型4
类型1
(2)解释数据实验时,每隔一段时间测量导管内水面上升的高度,结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)。
导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是 。 (3)获得结论根据本实验,你认为导致铁生锈的物质有 ;能加快铁生锈的物质是 。
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解析 (1)从A、B、C、D实验中,可找出3组对照实验:第①组对照实验AB,变量是水分;第②组对照实验BC,变量是氧气;第③组对照实验BD,变量是食盐;(2)比较B、D实验装置和现象,可知导管内水面上升的原因是由于铁丝生锈消耗了装置中的氧气,导致压强减小,水面上升;(3)本实验的结论是导致铁生锈的物质有水和氧气,能加快铁生锈的物质是食盐。答案 (1)AB 水分 BC 氧气 BD 食盐 (2)铁丝生锈吸收了空气中的氧气 (3)水和氧气 食盐
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对应训练1.某些铜制品在空气中久置,表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验,探究铜生锈的条件和铜锈的成分。【提出猜想】根据空气的成分推测,铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝,并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
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【解释与结论】(1)猜想与假设时,同学们认为铜生锈与N2无关,其理由是 。(2)得出“铜生锈一定与O2有关”的结论,依据的两个实验是 (填编号)。 (3)为验证猜想,图中实验⑤中应选取的物质是 。(4)由上述实验可推知,铜生锈的条件是 。 (5)同学们用如图装置检验铜制品表面的绿色物质中含有碳酸盐,则A中的物质是 ,B中的实验现象是 。
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类型4
类型1
答案 (1)氮气的化学性质稳定 (2)②和③(3)CO2和O2 (4)CO2、H2O和O2 (5)铜锈和稀盐酸 澄清石灰变浑浊
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解析 (1)猜想与假设时,同学们认为铜生锈与N2无关,其理由是氮气的化学性质稳定,通常情况下不能和其他物质反应。(2)得出“铜生锈一定与O2有关”的结论,依据的两个实验是②和③,这是因为②③的区别是氧气存在时生锈,氧气不存在时不能生锈。(3)为验证猜想,图中实验⑤中应选取的物质是CO2和O2,这是因为①至④中不包括铜和二氧化碳、氧气共存的情况。(4)由题述实验可推知,铜与CO2、H2O和O2三种中的任何两种物质同时接触时不能生锈,而CO2、H2O和O2同时接触时容易生锈,说明铜生锈的条件是与二氧化碳、水、氧气同时接触。(5)同学们用题图装置检验铜制品表面的绿色物质中含有碳酸盐,则A中的物质是铜锈和稀盐酸,这是因为碳酸盐能和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此B中的实验现象是澄清石灰变浑浊。
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2.(2018·浙江杭州中考)小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验: 步骤1:利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器收集20 mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
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步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如表所示。
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。 (3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。
答案 (1)在b口放带火星的木条,如果木条复燃,则装满氧气 (2)潮湿的普通铁丝,通入氧气后,有较多红褐色锈斑;注射器中氧气减少 (3)铁与氧气和水共同作用的结果
类型5
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3.燃烧与我们的生活和社会的发展有着密切的联系。某兴趣小组活动中,同学们按如图1所示装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。
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(1)图1中发生反应的化学方程式为 ,该实验装置的缺点是 。 (2)同学们按图2所示装置对该实验进行改进。
(3)小于指出图2装置仍有不足之处,并设计了如图3所示装置,其中气球的作用是 。 (4)小组同学又做了如图4所示实验。①写出A试管中发生反应的现象: 。 ②待试管冷却至室温,在水中取下胶塞,试管中液面上升(如图B所示),试管内液面上升的原因是 。
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答案 (1)4P+5O2 2P2O5 反应生成的白烟会污染空气 (2)热水中的白磷没有与氧气接触 温度未达到红磷的着火点 (3)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动或飞出 (4)①白磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出热量 ②白磷燃烧消耗氧气,生成固体,使试管内气体压强减小,小于外界大气压,所以试管内液面上升
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初高中衔接类探究链接安徽中考
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例5(2018·江苏盐城中考)探究活动:以NaCl为原料可以制取金属钠。兴趣小组同学认为Na是活泼金属,能与CuSO4等盐溶液反应,生成相应的金属单质。【提出问题】Na与CuSO4溶液反应,是否有Cu生成?【设计实验】兴趣小组同学在老师的指导下,设计如图装置进行实验。 Ⅰ.向大试管中加入一定体积煤油。Ⅱ.用小刀切一小块钠,放入大试管,塞上橡皮塞。Ⅲ.打开活塞,通过长颈漏斗向试管中加入CuSO4溶液,使煤油的液面升至胶塞,关闭活塞,观察现象。
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【实验现象】(1)Na在煤油与溶液交界处上下来回振动,表面产生气泡,逐渐变小直至消失。(2)溶液颜色逐渐变淡,有蓝色絮状沉淀和少量黑色固体生成。(3)打开活塞,用燃着的木条放在尖嘴管口处,气体被点燃。【查阅资料】①Na通常存放在煤油中②煤油不溶于水且不与水反应
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【实验分析】(1)根据上述信息,可获知金属钠的物理性质是 (答出一点即可)。 (2)实验中长颈漏斗的作用是 (填数字序号)。 ①便于添加CuSO4溶液②收集气体③防止压强过大冲开活塞(3)对于产生的气体,有些同学猜想是H2,有些同学猜想是SO2。小组同学经过讨论,排除了SO2这种猜想,理由是 ,经过进一步实验,确认气体是H2。 (4)将反应后的混合物过滤,向滤渣中滴加足量稀硫酸,滤渣完全溶解。写出滤渣与稀硫酸反应的化学方程式(写出一个即可) 。【实验结论】Na与CuSO4溶液反应,无Cu生成。【实验反思】Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是 。
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解析 【实验分析】(1)根据题述信息,可获知金属钠的物理性质有钠的密度比煤油的密度大、比水的密度小等。(2)实验中长颈漏斗的作用是便于添加CuSO4溶液,防止压强过大冲开活塞。(3)小组同学经过讨论,排除了SO2这种猜想,理由是二氧化硫不能燃烧,而【实验现象】(3)中气体被点燃。(4)将反应后的混合物过滤,滤渣中含有氢氧化铜、氧化铜,向滤渣中滴加足量稀硫酸时,稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水,和氧化铜反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O,CuO+H2SO4==CuSO4+H2O。【实验反思】Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是相同条件下,钠先和水反应。答案 【实验分析】(1)钠的密度比煤油的密度大 (2)①③ (3)二氧化硫不能燃烧 (4)CuO+H2SO4==CuSO4+H2O【实验反思】相同条件下,钠先和水反应
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对应训练1.(2018·山东潍坊中考)金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气,所得溶液呈碱性,可使酚酞溶液显红色。某同学将镁条放在水中煮沸,趁热取出部分溶液,滴加酚酞溶液,变为红色,放置在空气中一段时间后,发现溶液的红色褪去了。(1)镁与热水反应的化学方程式是 。 (2)查阅资料:溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。【提出问题】导致溶液碱性减弱的原因是什么?【假设与分析】假设1:可能是氢氧化镁与N2或O2发生了反应。假设2:可能是溶液吸收了空气中的 。 假设3:可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而 。 由碱的性质可知,假设1不成立。
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【实验探究】
【拓展延伸】(3)将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时,产生蓝色沉淀。请解释其原因: 。 (4)除上述金属外,根据金属活动性顺序,预测 也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象(举一例即可)。
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答案 (1)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑(2)二氧化碳 降低 ①溶液红色褪去 ②隔绝空气 ③降低温度 (3)钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠 (4)钾
类型5
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类型1
2.(2017·湖北荆州中考)某化学小组将少量过氧化钠(Na2O2)粉末加入盛水的试管中,看到有大量气泡产生。【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质?【作出猜想】甲同学:生成氢氧化钠乙同学:生成碳酸钠丙同学:生成氢气丁同学:生成氧气(1)大家一致认为乙同学的推测不正确,理由是 。
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类型1
【实验探究】
【得出结论】(5)过氧化钠与水反应的化学方程式为 。【反思拓展】(6)根据所学知识,请你预测将少量过氧化钠粉末加入硫酸铜溶液中的反应现象: 。
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答案 (1)反应前后,元素的种类不发生改变,所以反应后,生成物中不可能含有碳元素 (2)说明无氢气生成 (3)带火星的木条复燃 (4)取少量反应后的溶液于试管中,滴加酚酞溶液 (5)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ (6)有气泡产生,有蓝色沉淀生成
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解析 【作出猜想】根据反应前后,元素的种类不发生改变,因为反应物中不含有碳元素,因此生成物中不可能含有碳酸钠,所以乙同学的推测不正确。【实验探究】用试管收集生成的气体,堵住试管口,移近酒精灯火焰,点燃,无现象,说明无氢气生成;用试管收集生成的气体,将带火星的木条伸入试管内,带火星的木条复燃,说明有氧气生成;取少量反应后的溶液于试管中,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显碱性,有氢氧化钠生成。【得出结论】由以上探究可知:过氧化钠与水反应,生成氢氧化钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。【反思拓展】根据所学知识,将少量过氧化钠粉末加入硫酸铜溶液中,过氧化钠与水反应,生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠与硫酸铜反应产生氢氧化铜蓝色沉淀,则反应现象为有气泡产生,有蓝色沉淀生成。
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3.(2018·四川自贡中考)氯气(Cl2)是黄绿色气体,氯气的水溶液叫氯水,把品红试纸(浸染有品红的试纸)伸入氯水中,品红褪色。【提出问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢?【查阅资料】氯气溶于水,部分与水反应,方程式为Cl2+H2O==HCl+HClO。其中,HClO的名称叫次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化性。【猜想】猜想1:是氯水中的水使品红褪色的;猜想2:是氯水中的 (填化学式)使品红褪色的; 猜想3:是氯水中的盐酸使品红褪色的;猜想4:是氯水中的次氯酸使品红褪色的。
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类型1
【实验探究】
【结论】综合分析可得:氯水中的 (填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。 【反思】(1)HClO中,氯元素的化合价为 价。 (2)向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
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类型1
答案 【猜想】Cl2【实验探究】①1 ③把品红试纸伸入盐酸中【结论】HClO【反思】(1)+1 (2)先变红,后褪色
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解析 【猜想】氯水是指氯气溶于水,既有物理变化(氯气和水),又有化学变化(生成盐酸和次氯酸),所以结合其他猜想我们可以作出是氯气使品红褪色的猜想,氯气的化学式为Cl2;【实验探究】把品红试纸伸入水中,品红没有褪色,说明猜想1不成立;要证明猜想3不成立,只要把品红试纸伸入到盐酸中,现象是没有褪色就可以了;【结论】结合实验探究可知,前3个猜想不成立,则能使品红褪色的是次氯酸;【反思】(1)HClO中氢的化合价为+1,氧的化合价为-2,设氯元素的化合价为x,则+1+x+(-2)=0,解得x=+1;(2)因为氯水中有HCl和HClO,酸性溶液可使石蕊变红,而HClO具有漂白作用,故向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是先变红色后褪色。
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类型1
4.(2017江苏徐州中考)某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。(1)按如图装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是 。 甲(2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为 。 (3)同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”,玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
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【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色,铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。【实验探究】
【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应,有关的化学方程式是 。
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类型1
【拓展创新】同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图甲装置,设计出图乙装置,并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水物质,实验都获得成功。 乙①甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,请你写一条: 。②分析上述供水物质的供水原理,其中正确的是 (填字母)。A.疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来C.本身不含水的固体物质,不能用作供水物质
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答案 (1)提供水蒸气(2)2H2+O2 2H2O(3)氧化亚铁和氧化铁 硫酸铜 黑色固体部分溶解 铁和四氧化三铁【探究结论】3Fe+4H2O(气) Fe3O4+4H2【拓展创新】①操作简单 ②AB
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解析 (2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣,说明气泡中的气体是氢气,氢气燃烧生成水,反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O。(3)倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上,黑色固体不变色,说明黑色固体中一定没有氧化亚铁和氧化铁;取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量硫酸铜溶液,黑色固体部分溶解,并且产生红色固体,说明黑色固体中含有铁和四氧化三铁。【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(气) Fe3O4+4H2。【拓展创新】①甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,例如操作更简单,节约药品,供水物质丰富,节约能源等。②A.供水物质可以是疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能,该选项说法正确;B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来,该选项说法正确;C.本身不含水的固体物质,也可以用作供水剂,该选项说法不正确。
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5.某课外活动小组利用下列装置制取二氧化碳,并探究钠在二氧化碳中的燃烧产物。已知:Na2O和CaO相似,能与水反应。请回答下列问题: (1)按图连接装置后,首先进行的操作是 。 (2)A装置用于制取CO2,用到的玻璃仪器有长颈漏斗、导管和 。
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(3)实验中下列操作的先后顺序是 。 a.点燃酒精灯,加热硬质玻璃管中的钠b.等燃烧终止并冷却后,停止通CO2c.打开A装置中活塞,通入CO2(4)D装置中观察到的现象有:钠在二氧化碳中燃烧,产生大量白烟和黑色物质;待钠充分燃烧,冷却,将管内生成的固态物质移出,加水溶解,过滤得黑色固体和澄清滤液。实验证明:D中排出的尾气能被NaOH溶液完全吸收。①黑色固体在O2中灼烧,全部转化为气体,则黑色固体是 ; ②对白色固体有以下猜想:a.只有Na2O b.只有Na2CO3 c.Na2O和Na2CO3的混合物若猜想a成立,则Na与CO2反应的化学方程式是 ; 若猜想c成立,请设计实验验证产物中存在Na2O: 。 (5)反思拓展:你对二氧化碳灭火的范围有什么新的认识? 。
类型5
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类型1
答案 (1)检查装置的气密性 (2)试管 (3)cab (4)①炭 ②4Na+CO2 2Na2O+C 将白色固体溶于水,向其中加入足量CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤得滤液,取滤液少许,用pH试纸检验滤液,若滤液呈碱性,则残留固体中含有Na2O(5)钠、镁等活泼金属失火不能用二氧化碳灭火
专题五 实验探究题(中考14、15题)
实验探究题是安徽中考必考题型,该题型固定放在试卷的第14题和第15题(含附加分题)考查,所占分值一般为18~20分,比重较大,足见其重要性。此类题型一般会结合科学探究的要素,提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流进行考查。安徽中考近几年实验探究题考查的主要内容有:①物质性质(金属、酸、碱、盐的化学性质)和物质变质的探究;②物质成分的探究;③化学反应的影响因素的探究(影响金属与酸反应快慢的因素、催化剂对化学反应的影响、影响催化剂催化效果的因素等);④铁生锈和燃烧条件的探究。安徽中考实验探究题以“重视基础、关注探究、联系实际、促进发展”为原则,主要考查学生的阅读能力,猜想能力,获取与处理信息的能力,实验方案的设计与评价能力,对实验现象、数据的分析与对比能力及分类、比较、抽象、概括等科学方法的运用能力等,试题以中等或偏上难度为主,有较好区分度。
预计2019年安徽中考对这部分内容的考查在取材、探究形式和难度上不会有太大变动,与往年基本持平。命题时可能会以课本基础知识和学生实验情境为载体,突出考查金属活动性顺序的验证,以及酸、碱、盐的化学性质的探究和对物质成分的探究。
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物质成分的探究链接安徽中考
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例1(2018·内蒙古赤峰中考)小刚同学在学习化学知识后,知道进入久未开启的菜窖可能造成死亡。于是他和小强一起对自家久未开启的菜窖内的气体成分进行了探究。【提出问题】菜窖内气体的成分是什么?【查阅资料】蔬菜在一定条件下发酵生成气体,其成分可能含有CO2、CH4等。【猜想与假设】小刚认为菜窖内的气体含有CO2和CH4。
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【实验探究】他们对菜窖内的气体进行取样按图所示装置进行实验
(1)若装量A中澄清石灰水变浑浊,证明气体样品中含有 。(2)装置B内发生反应的化学方程式为 。 (3)装置D内浓硫酸的作用是 。 (4)E处观察到干燥冷烧杯内壁有 出现,待火焰熄灭后,把烧杯迅速倒转过来,立刻向烧杯内倒入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,证明气体样品中含有 。E处气体燃烧的化学方程式为 。
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【实验结论】气体样品中含有CO2和CH4,小刚的猜想正确。【反思与评价】(5)小强观察上述实验装置发现:装置A和装置C完全相同,他认为可以取消装置C。你是否认同? (填“认同”或“不认同”),理由是 。 (6)根据上述实验探究结果,气体样品中含有CO2,由于二氧化碳 ,所以进入久未开启的菜窖前,应向菜窖内通入大量的空气。
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解析 (1)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以若装置A中澄清石灰水变浑浊,证明气体样品中含有二氧化碳。(2)二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O。(3)浓硫酸具有吸水性,所以装置D内浓硫酸的作用是干燥气体。(4)甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳,所以E处观察到干燥冷烧杯内壁有水珠出现,待火焰熄灭后,把烧杯迅速倒转过来,立刻向烧杯内倒入少量澄清石灰水并振荡,石灰水变浑浊,证明气体样品中含有甲烷,E处气体燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。(5)氢氧化钠的作用是除去二氧化碳,C装置的作用是检验二氧化碳的除杂是否彻底,所以不可以取消装置C,理由是装置A和装置C虽然相同,但作用不同,A装置的作用是检验气体样品中是否含有二氧化碳,C装置的作用是检验气体样品的二氧化碳是否除尽,若取消装置C,有可能造成气体样品中的二氧化碳对后面的检验结果造成干扰。(6)二氧化碳不能供给呼吸,所以进入久未开启的菜窖前,应向菜窖内通入大量的空气。
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答案 (1)二氧化碳 (2)2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O (3)干燥气体 (4)水珠 甲烷 CH4+2O2 CO2+2H2O (5)不认同 装置A和装置C虽然相同,但作用不同,A装置的作用是检验气体样品中是否含有二氧化碳,C装置的作用是检验气体样品的二氧化碳是否除尽,若取消装置C,有可能造成气体样品中的二氧化碳对后面的检验结果造成干扰 (6)不能供给呼吸
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对应训练1.(2018·江苏宿迁中考)实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。[提出猜想]甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。 [设计实验]方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。 方案2:取8 g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
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若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。 实验时要先通CO再加热的目的是 。 [数据处理]等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。 [实验反思]图1虚线框内的装置是用于吸收CO2并收集CO,请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。
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答案 【提出猜想】铜粉、氧化铁粉末【设计实验】方案1:稀盐酸 固体不溶解方案2:Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸【数据处理】5.6≤m≤8【实验反思】③
解析 【设计实验】方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的稀盐酸振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为固体不溶解。方案2:若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内,氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,发生反应的化学方程式是Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。实验时要先通CO再加热的目的是防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸。
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【数据处理】设完全反应后生成铁的质量为x,
x=5.6 g,等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为m g,若乙组猜想正确,完全反应时剩余固体质量最小,没有反应时剩余固体质量最大,则m的取值范围是5.6≤m≤8。
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2.(2018·辽宁葫芦岛中考)同学们用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后,小欣同学发现容器内液体是浑浊的,她很好奇,浑浊液体是什么?于是她和同学们一起将浑浊的液体过滤,得到滤液和固体,并对此展开了探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。【提出问题】滤液中的溶质以及过滤得到的固体的成分是什么?【查阅资料】①大理石中含有SiO2(不溶于水,且不与盐酸反应),可能含有少量的Fe2O3等。②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏地显现出红色。【猜想验证】Ⅰ.经讨论,大家认为滤液中一定含有CaCl2,原因是 (用化学方程式表示)。 Ⅱ.小欣同学根据资料中大理石的成分,猜想滤液中可能含有少量 。 她取少量滤液于试管中,滴加硫氰化钾(KSCN)溶液,观察到滤液颜色无变化,由此得出的结论是 。
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类型1
Ⅲ.小雨又提出猜想,滤液中还可能含有 (填化学式)。请你和小雨一起验证他的猜想。
Ⅳ.根据小雨的验证结果,可知过滤得到的固体中含有 。
答案 Ⅰ.CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑Ⅱ.FeCl3 不含有FeCl3Ⅲ.HCl 石蕊溶液Ⅳ.SiO2
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解析 Ⅰ.经讨论,大家认为滤液中一定含有CaCl2,是因为碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。Ⅱ.小欣同学根据资料中大理石的成分中含有氧化铁,氧化铁能与盐酸反应生成氯化铁,故可以猜想滤液中可能含有少量FeCl3。她取少量滤液于试管中,滴加硫氰化钾(KSCN)溶液,观察到滤液颜色无变化,说明不含有氯化铁。Ⅲ.碳酸钙和盐酸反应时可能盐酸有剩余,故滤液中还可能含有HCl。要证明盐酸的存在,根据实验现象溶液变成红色,可知滴加的是石蕊溶液。Ⅳ.由于盐酸有剩余,故碳酸钙全部反应,故可知过滤得到的固体中含有SiO2。
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3.(2018·安徽黄山模拟)暖宝宝是一种防寒用品。小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些?暖宝宝发热的原因是什么?(1)小明探究:暖宝宝中的主要成分是什么?剪开内包装袋,倒出其中的粉末,发现呈黑色。【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末,部分被吸引。【得出结论】该黑色粉末中一定含有 ,可能含有 。【查阅资料】炭粉与稀硫酸不反应,氧化铜与稀硫酸反应能产生蓝色溶液。
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【进行实验】
由实验①可知,该黑色粉末中一定含有 ,一定不含 ;写出实验①的化学反应方程式: ; 由实验②可知,该黑色粉末中一定含有 。 (2)小明思考:暖宝宝为什么会发热?
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类型1
【查阅资料】暖宝宝中除含有铁粉、炭粉外,还含有食盐和水。①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热的原因是 ,由此可见,人们可以利用化学反应放出的热量来造福人类,请你再举一例: ; ②请你猜测暖宝宝中氯化钠的作用是 。
答案 (1)【得出结论】铁粉 炭粉、氧化铜【进行实验】铁粉 氧化铜 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ 炭粉(2)【查阅资料】①暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生了缓慢氧化,进而放出热量 燃烧燃料做饭(或其他合理答案) ②加速铁粉氧化,更快地放出热量
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类型1
解析 (1)【得出结论】能够被磁铁吸附的是铁粉,可能还含有炭粉、氧化铜。【进行实验】加入稀硫酸,黑色固体部分溶解产生气泡,只有铁粉和稀硫酸能够反应得到氢气,反应方程式为Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑。而溶液未变蓝色,说明原物质一定不含氧化铜。对固体残渣加热,用澄清石灰水检验时,发现石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,则原物质一定含有炭粉。(2)【查阅资料】①暖宝宝中的铁粉与水和空气中氧气发生缓慢氧化,进而放出热量,人们对化学反应放热的应用很多,如燃烧燃料做饭、燃烧燃料驱动汽车等交通工具的行走、发射火箭、农家肥的腐熟等;②物质缓慢氧化会放出热量,氯化钠的作用是加速铁粉氧化,更快地放出热量。
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类型1
4.(2018·山东枣庄中考)请分析下列实验装置,阅读所给材料,回答问题: 材料:氨气(NH3)常温下是一种具有刺激性气味的无色气体,对人体有较大毒性,密度比空气小,极易溶于水,其水溶液显碱性。实验室可用加热氯化铵(NH4Cl)和熟石灰两种固体的方法制取氨气,同时生成氯化钙和水。铵盐易溶于水,Ca(OH)2微溶于水,CaCl2溶液显中性,NH4Cl溶液显酸性。Ag+和Cl-结合能产生AgCl白色沉淀。(1)实验室制取氨气的化学方程式为 ,应选取的发生装置是 (填装置编号)。
类型5
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类型4
类型1
(2)用C装置收集氨气时,气体应从 口通入(填“a”或“b”);检验氨气可用湿润的 石蕊试纸(填“红色”或“蓝色”)。 (3)某同学对充分反应后反应器内的固体物质做进一步研究:【提出问题】固体物质的成分是什么?【作出猜想】猜想Ⅰ:Ca(OH)2、NH4Cl和CaCl2猜想Ⅱ:Ca(OH)2和CaCl2猜想Ⅲ:NH4Cl和CaCl2猜想Ⅳ:只有CaCl2有同学对上述猜想提出质疑:有一种猜想不合理。你认为是 。
类型5
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类型1
【实验探究】①取反应器内少量固体于试管中,加水溶解、过滤,得到滤液。②取少量滤液于试管中,滴加无色酚酞溶液,颜色无变化,说明 (填一种猜想)不正确。 ③再取少量滤液于另一试管中,滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,该同学认为固体中含有NH4Cl,于是得出结论猜想Ⅲ正确。你认为该同学的结论 (填“合理”或“不合理”),理由是 。【评价反思】该同学认为实验装置仍有不足之处,请你提出改进措施: 。
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类型1
答案 (1)2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3↑ B (2)b 红色(3)【作出猜想】猜想Ⅰ【实验探究】②猜想Ⅱ ③不合理 氯化钙也能和硝酸银反应生成白色沉淀【评价反思】在C装置的a导管连接吸收氨气的装置
类型5
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类型1
解析 (1)实验室制取氨气的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,反应需要加热,应选取的发生装置是B。(2)用C装置收集氨气时,由于氨气密度比空气小,气体应从b口通入;检验氨气可用湿润的红色石蕊试纸,这是因为氨气能够与水反应生成氨水,氨水能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。(3)【作出猜想】题述猜想中,猜想Ⅰ不合理,这是因为氢氧化钙和氯化铵不能共存。【实验探究】②取少量溶液于试管中,滴加无色酚酞溶液,颜色无变化,说明溶液不显碱性,即溶液中不含有氢氧化钙,说明猜想Ⅱ不正确。③该同学的结论不合理,理由是氯化钙也能和硝酸银反应生成白色沉淀。【评价反思】该同学认为实验装置仍有不足之处,不足之处是没有尾气处理装置,改进措施:在C装置的a导管连接吸收氨气的装置。
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5.(2018·安徽蚌埠禹会区一模)某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组开展探究活动。请你和他们一起完成以下稀盐酸和氢氧化钙发生的中和反应实验探究。【演示实验】将一定量稀盐酸加入到盛氢氧化钙溶液的小烧杯中。该反应的化学方程式是 ; 【查阅资料】CaCl2溶液显中性;CaCl2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaCl【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质的成分是什么?
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类型1
【猜想与假设】针对疑问,甲组同学猜想如下:猜想Ⅰ:只有CaCl2猜想Ⅱ:有 猜想Ⅲ:有CaCl2和Ca(OH)2猜想Ⅳ:有CaCl2、HCl和Ca(OH)2乙组同学对以上猜想提出质疑,认为猜想Ⅳ不合理,其理由是 ;
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类型1
【实验探究】为了验证其余猜想,各小组进行了下列三个方案的探究。
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【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想Ⅲ是正确的。【评价反思】(1)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2,请你帮助他们说明原因。 ; (2)在分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑 。
答案 【演示实验】Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O【猜想与假设】CaCl2和HCl Ca(OH)2和HCl会发生反应【实验探究】紫色石蕊溶液变蓝 产生白色沉淀【评价反思】(1)CaCl2和Na2CO3也能反应产生白色沉淀(2)反应物是否有剩余
类型5
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类型1
解析 【演示实验】通过分析可知,氢氧化钙和稀盐酸反应生成氯化钙和水,化学方程式为Ca(OH)2+2HCl==CaCl2+2H2O。【猜想与假设】稀盐酸和氢氧化钙恰好完全反应时,溶液中的溶质只有氯化钙;当稀盐酸过量时,溶液中的溶质是氯化钙和氯化氢;当氢氧化钙过量时,溶液中的溶质是氯化钙和氢氧化钙;因为稀盐酸和氢氧化钙能够发生化学反应,乙组同学对题述猜想提出质疑,认为猜想Ⅳ不合理,理由是盐酸和氢氧化钙不能共存;【实验探究】滴加紫色石蕊溶液,紫色石蕊溶液变蓝,说明溶液呈碱性,溶液中含有Ca(OH)2;二氧化碳气体和氢氧化钙反应,产生碳酸钙白色沉淀,说明溶液中含有Ca(OH)2;【评价反思】(1)丙组同学认为滴加Na2CO3溶液产生白色沉淀,并不能证明溶液中一定含有Ca(OH)2,因为碳酸钠与氯化钙也能产生碳酸钙白色沉淀;(2)在分析反应后所得溶液中溶质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑反应物是否有剩余。
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类型1
6.(2018·安徽合肥瑶海区二模)某化学兴趣小组在老师指导下进行课外实验,利用图1装置来探究单质在空气中燃烧后氧气浓度的变化情况。
类型5
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类型4
类型1
【提出问题】足量红磷在密闭的四颈平底烧瓶内燃烧熄灭后,容器中是否有氧气剩余?【猜想假设】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。【实验验证】该小组同学按图组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,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。(1)激光笔的作用是 。 (2)红磷燃烧产物与瓶底热水反应生成磷酸(H3PO4)的化学方程式为 。 (3)实验过程中,燃烧匙内的白磷未先燃着的原因是 。
类型5
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类型1
【实验结论】根据上述实验现象,得出结论如下:(4)结论1:猜想 正确。 结论2:课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是 (填“严谨”或“不严谨”)的,其理由是 。【拓展延伸】图2是该小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用氧气传感器测量容器内氧气浓度变化的曲线图。(5)在图中 (填“A、B、C、D、E”)点时红磷燃烧熄灭;请你解释曲线AB段、DE段氧气浓度变化的主要原因:① ;② 。 小组同学通过査阅资料可知,验证空气中氧气体积分数较好的药品是铁丝绒,利用铁与氧气、水等的缓慢氧化,可以将空气中氧气浓度消耗至0.2%。将足量细铁丝绒置于试管底部,并倒扣在装有水的烧杯中(如图3),一段时间后你将看到的现象是 。
类型5
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类型1
答案 (1)使温度达到红磷、白磷的着火点(2)P2O5+3H2O 2H3PO4(3)没有与氧气接触(4)① 不严谨 足量红磷不能把装置中的氧气耗尽(5)C ①AB段:红磷发生缓慢氧化,消耗少部分氧气 ②DE段:白磷燃烧,消耗较多氧气 细铁丝绒生锈,试管中的液面约上升至试管中空气总体积的五分之一处解析 (1)激光笔的作用是使温度达到红磷、白磷的着火点。(2)红磷燃烧产物是五氧化二磷,与瓶底热水反应生成磷酸(H3PO4),反应的化学方程式为P2O5+3H2O 2H3PO4。(3)实验过程中,燃烧匙内的白磷先未燃着的原因是没有与氧气接触。(4)白磷能够燃烧,说明装置中含有氧气,即红磷没有把装置中的氧气耗尽,因此猜想①正确;课本上用“燃烧红磷测定空气中氧气含量”的方法是不严谨的,其理由是足量红磷不能把装置中的氧气耗尽。
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类型1
物质性质和变质类的探究链接安徽中考
类型5
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类型1
例2(2018·黑龙江齐齐哈尔中考)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验: (1)A试管中的实验现象为 , C试管中所发生反应的化学方程式为 。
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类型1
(2)将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。
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类型1
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【作出猜想】猜想:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三: 猜想四:NaCl、Ca(OH)2和HCl【设计实验】请完成实验报告。
【迁移拓展】稀盐酸、稀硫酸有一些相似的化学性质,是因为在不同的酸溶液中都含有 。
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类型1
答案 (1)紫色石蕊溶液变红 Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O(2)【作出猜想】NaCl和Na2CO3(或氯化钠和碳酸钠)【设计实验】无沉淀产生(或无明显变化) 稀盐酸(或稀硫酸) 产生气泡(其他答案合理也可)【迁移拓展】氢离子(或H+)
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类型1
对应训练1.(2018·贵州铜仁中考)某校化学兴趣小组的小王和小张两位同学根据已有知识经验,对敞口放置在实验室的NaOH溶液产生了兴趣,分别进行实验探究:【查阅资料】氯化钡溶液显中性,能与碳酸钠溶液反应产生白色碳酸钡沉淀。【提出问题】这瓶NaOH溶液肯定变质了,其变质程度怎样呢?【猜想与假设】小王:NaOH溶液部分变质;小张:NaOH溶液全部变质;小王、小张认为NaOH溶液一定变质的理由(用化学方程式表示) 。
类型5
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类型1
【进行实验】(1)小王设计好方案后,进行了如下实验来验证自己的猜想,请你协助小王完成实验现象的填写:
(2)小张取用小王第①步反应后的滤液,滴加CuCl2溶液,有 色沉淀产生,证明自己的猜想错误。
【反思与评价】(1)如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质,常加入适量 (填物质的化学式),再过滤除去该杂质。 (2)小王、小张通过以上探究分析推出:实验室里保存Ba(OH)2溶液的方法应该是 。
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类型1
答案 【猜想与假设】2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O.【进行实验】(1)①白色沉淀 ②蓝 (2)蓝【反思与评价】(1)Ca(OH)2 (2)密封保存
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类型1
解析 【猜想与假设】NaOH溶液一定变质的理由是氢氧化钠能和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为2NaOH+CO2==Na2CO3+H2O。【进行实验】(1)①取一定量NaOH溶液样品于试管中,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠;②取经过①反应后的滤液,向其中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝色,说明溶液中含有氢氧化钠;(2)小张取用小王第①步反应后的滤液,滴加CuCl2溶液,有蓝色沉淀产生,说明溶液中含有氢氧化钠,进一步证明自己的猜想错误。【反思与评价】(1)如果NaOH溶液中混有少量的Na2CO3杂质,常加入适量的氢氧化钙溶液,再过滤除去该杂质;(2)通过以上探究分析推出碱溶液能与二氧化碳反应,所以氢氧化钡能和空气中的二氧化碳反应,因此实验室里保存Ba(OH)2溶液的方法应该是密封保存。
类型5
类型2
类型3
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类型1
2.(2018·江苏南京中考)兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。【实验回顾】(l)铝与稀盐酸反应。①用如图1所示装置制取氢气。
铝与稀盐酸反应的化学方程式为 。 ②用B装置收集氢气的原因是 。(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是 。
类型5
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类型4
类型1
【提出问题】铝能否与水反应生成氢气?【查阅资料】
【交流与讨论】(1)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为 。 (2)除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例) 。除上述方法外,还可以将铝片浸入氯化汞(HgCl2)溶液中,形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。
类型5
类型2
类型3
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类型1
【实验探究】(1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl2)溶液中1分钟左右,取出,立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图2),其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为 。 (2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡 (填“下沉”或“上升”),用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声。 【实验结论】铝能与水反应生成氢气。写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式: 。
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类型1
【实验反思】(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是 。当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡。铝未能生成氧化铝,其原因是 。(2)汞有毒,会污染环境,兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞,用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。
类型5
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类型1
答案 【实验回顾】(1)①2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑ ②氢气难溶于水,不与水反应(2)金属是否位于氢前面,位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢,位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢(钾、钙、钠除外)【交流与讨论】(1)4Al+3O2==2Al2O3(2)用砂纸打磨【实验探究】(1)2Al+3HgCl2==2AlCl3+3Hg (2)上升【实验结论】2Al+6H2O==2Al(OH)3+3H2↑【实验反思】(1)关闭活塞K,容器内压强增大,把液体压回烧杯,固体与液体分离 反应停止后容器内充满氢气,铝无法与氧气接触
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类型1
解析 【实验回顾】(l)①铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,反应的化学方程式为2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑。②用B装置收集氢气的原因是氢气难溶于水,不与水反应。(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是金属是否位于氢前面,位于氢前面的金属能置换出盐酸和稀硫酸中的氢,位于氢后面的金属不能置换出盐酸和稀硫酸中的氢(钾、钙、钠除外)。【交流与讨论】(1)铝与氧气反应生成氧化铝,反应的化学方程式为4Al+3O2==2Al2O3。(2)除去铝表面氧化铝薄膜时,可以用砂纸打磨。【实验探究】(1)铝与氯化汞溶液发生置换反应生成氯化铝和汞,反应的化学方程式为2Al+3HgCl2==2AlCl3+3Hg。(2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡上升,用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声,说明生成的气体是氢气。
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【实验结论】铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式为2Al+6H2O==2Al(OH)3↓+3H2↑。【实验反思】(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是关闭活塞K,容器内压强增大,把液体压回烧杯,固体与液体分离,反应停止;当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡,铝未能生成氧化铝,其原因是容器内充满氢气,铝无法与氧气接触。
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3.(2018·江苏徐州中考)为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式: 。老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。 【提出问题】铜与浓硫酸反应的生成物是什么?其中气体是什么?【猜想假设】同学们对产生的气体作出了猜想。猜想一:氢气;猜想二:二氧化硫;猜想三:氢气和二氧化硫的混合物。【查阅资料】(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应;
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类型1
【实验探究】师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
类型5
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类型1
【表达交流】(1)在步骤③中,鼓入空气的目的是 。 (2)请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+ 【反思拓展】(1)若将装置A中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置D玻璃管中看到的现象是 。 (2)下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是 (填序号)。 ①锌、铜、稀盐酸 ②锌、硫酸铜溶液 ③锌、铜、氯化镁溶液
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类型1
答案 Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑【实验探究】品红溶液褪色 二 蓝【表达交流】(1)将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出(2)2H2O【反思拓展】(1)黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现 (2)①②
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类型1
解析 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。【实验探究】实验得出该反应有二氧化硫生成,根据资料中提供的信息,二氧化硫可以使品红溶液褪色,所以装置B中对应的现象是品红溶液褪色;装置D玻璃管中装有黑色的氧化铜粉末,在加热的条件下向其中通入气体,无明显现象,说明气体中无氢气,因此猜想二正确;A试管中有硫酸铜生成,所以加水稀释后A中液体变为蓝色。【表达交流】(1)在步骤③中,鼓入空气可将装置A中生成的二氧化硫气体全部排出;(2)根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,反应物中有1个铜原子、4个氢原子、2个硫原子、8个氧原子,生成物中有1个铜原子、2个硫原子、6个氧原子,所以未知物应为2H2O。
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【反思拓展】(1)装置A中铜丝换成锌片,则锌与稀硫酸反应,生成氢气,装置D玻璃管中的氧化铜被还原,生成单质铜和水,看到的现象是黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现;(2)①将锌、铜加入稀盐酸溶液中,锌反应有气泡冒出,铜不反应,无现象,说明铜位于氢的后面,锌位于氢的前面,能证明锌和铜的活动性强弱,故能达到目的;②将锌放入硫酸铜溶液中,锌的表面置换出红色的铜,说明锌的活动性比铜强,故能达到目的;③将锌和铜分别放入氯化镁溶液中均无明显现象,无法比较锌和铜的金属活动性强弱,故不能达到目的。
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类型1
4.(2018·湖南常德中考)某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到“异常”现象。现象一:向试管中加入2 mL某浓度的氢氧化钠溶液,再滴入2~3滴酚酞溶液,氢氧化钠溶液变红色;然后振荡试管,发现红色消失。【提出问题】红色为什么会消失?【猜想】(1)氢氧化钠溶液的量少了;(2)酚酞溶液的量少了;(3) 。 【查阅资料】酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的锟式结构;在碱性介质中很不稳定,它会慢慢地转化成无色羧酸盐。
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【实验探究】根据上述“猜想”进行如下探究:(1)取4 mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色消失;(2)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入4~5滴酚酞溶液,振荡后红色消失;(3)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失。结论:猜想 正确。 【继续实验】取一定体积的稀氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失,写出反应的化学方程式: 。微观角度分析,该反应的实质是 。现象二:向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸,立即产生气泡;而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生。
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类型1
【提出问题】碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应?【实验探究】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。【收集证据】分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO2的质量,得到两者之间的关系如图1、图2所示。(忽略CO2在水中的溶解)
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类型1
【合作交流】(1)图1中A点时溶液中的溶质有 (填化学式);(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应(如图OB段所示),请你写出该反应的化学方程式: 。 【反思与评价】基于以上“异常”现象,你能提出的有价值的见解是 (任写一点)。
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答案 现象一:【猜想】可能与氢氧化钠溶液浓度有关【实验探究】(3)【继续实验】NaOH+HCl==NaCl+H2O 氢离子和氢氧根离子反应生成水分子现象二:【合作交流】(1)NaCl、NaHCO3(2)Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3【反思与评价】有些化学反应是分步进行的(或其他合理答案)
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解析 现象一:【猜想】实验探究(3)取2 mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失,是在改变氢氧化钠溶液浓度时引起酚酞变色,因此猜想(3)是可能与氢氧化钠溶液浓度有关;【实验探究】实验探究(3)中氢氧化钠溶液加适量水稀释后,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失,与猜想(3)相对应,说明猜想(3)正确。【继续实验】氢氧化钠和盐酸反应,溶液不再显碱性,因此酚酞溶液就会变成无色,氢氧化钠与盐酸反应生成了氯化钠和水,该反应的化学方程式为NaOH+HCl==NaCl+H2O。
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现象二:【合作交流】(1)碳酸氢钠与稀盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl==NaCl+H2O+CO2↑,由图像分析知A点稀盐酸不足,因此此时对应的溶质是生成的NaCl和剩余的NaHCO3。(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,因此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应,但无二氧化碳生成,因此此时发生反应的化学方程式为Na2CO3+HCl==NaCl+NaHCO3。【反思与评价】由向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生,推断知有些化学反应是分步进行的。
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5.(2018·四川广安中考)某实验小组在做“用澄清石灰水检验二氧化碳”的实验时,发现一个有趣的实验现象: 试管中浑浊现象为何消失?实验小组的同学对此实验进行了下列探究活动:(1)根据已学知识,实验小组对CO2使澄清石灰水变浑浊的现象作出了合理的解释,其化学方程式为 。
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(2)【查阅资料】①碳酸盐一般不溶于水,如碳酸钙不溶于水。②碳酸钙能与二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙[Ca(HCO3)2],碳酸氢钙易溶于水。③碳酸氢钙受热易分解,生成碳酸钙、二氧化碳、水。从物质组成角度分类,碳酸氢钙应属于 。 A.氧化物 B.酸C.碱 D.盐写出碳酸氢钙受热分解的化学方程式: 。 (3)【提出问题】碳酸氢钙能与哪些物质反应呢?(4)【假设与猜想】猜想Ⅰ:能与盐酸反应猜想Ⅱ:能与氢氧化钠反应……………
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(5)【设计实验并验证】
根据验证实验写出碳酸氢钙与盐酸反应的化学方程式: 。(6)【讨论与反思】该实验小组在实验中发现问题,并对问题进行不断探究。他们不但发现了新的物质,还了解了它的一些性质,并对生活中煮沸可以降低水的硬度、水垢的形成以及自然界中溶洞与钟乳石的形成有了更进一步的认识。
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影响因素的探究链接安徽中考
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例3(2018·浙江绍兴中考)小敏研究影响锌与盐酸反应快慢的因素。
(1)图中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的 管接c。
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(2)他选用2克完全相同的锌片分别和同体积5%、15%的稀盐酸进行实验。获得表格数据。由此推断实验是通过 来体现反应快慢的。 (3)小敏分析数据得到如下结论:锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠,他们的依据是 。 (4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与 有关。
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解析 (1)气体的密度比水的密度小,所以图中A、B仪器可以组装一套测量气体体积的装置,利用该装置时A中的b管接c。(2)通过比较相同温度、时间内,不同的盐酸浓度产生的气体体积来确定金属和酸反应的快慢;由此推断实验是通过相同时间内产生气体多少来体现反应快慢的。(3)锌与盐酸反应快慢与盐酸浓度有关,盐酸浓度越大反应越快。其他同学认为结论不可靠,他们的依据是没有换用不同浓度盐酸多次实验等。(4)实验中小敏发现锌与盐酸反应时,一开始产生氢气速度并没有随盐酸浓度的减少而减慢,查阅资料得知化学反应中往往伴随着能量变化。由此作出猜想:锌与盐酸反应快慢还与温度有关。答案 (1)b (2)相同时间内产生气体多少(3)没有换用不同浓度盐酸多次实验等 (4)温度
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方法总结影响化学反应速率的因素,除了物质的内因(如着火点的高低、金属的活动性强弱等反应物本身的性质)以外,还有外因(如是否有催化剂、温度、浓度、压强、反应物的形状或接触面积等外界因素)。要想解答好这类题目,可以利用控制变量法,通过设计对照实验(即控制其他条件相同时,一个实验使用某一条件或者满足某一因素,另一个实验不使用或者不满足),来进行实验探究。并且,一般都按照如下的思路来思考分析、设计实验、推断解答。1.控制其他条件相同时,使用催化剂,会改变化学反应速率(初中阶段一般是指加快);2.控制其他条件相同时,升高反应物的温度,化学反应速率加快;降低反应物的温度,反应速率减慢;3.控制其他条件相同时,反应物的浓度越大,反应速率越快;
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4.控制其他条件相同时,增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;减小气态反应物的压强,化学反应速率减慢;5.控制其他条件相同时,反应物的形状越小,接触面积越大,反应速率越快。
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对应训练1.(2018·四川宜宾中考)某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。Ⅰ.【探究一】影响过氧化氢分解快慢的因素分别取5 mL H2O2溶液进行实验,测定产生4 mL O2所需时间,实验结果记录如下:
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(1)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1 t2(填“>”“=”或“<”)。 (2)能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是 (填实验序号),合理的结论是 。【交流探讨】MnO2属于金属氧化物,其他金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
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Ⅱ.【探究二】探究Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用
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答案 Ⅰ.(1)> (2)③④ 其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越高,过氧化氢分解越快Ⅱ.①加快 ②称量 ③复燃 红棕
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解析 Ⅰ.(1)对比①②可知,其他条件均相同,②实验温度较高,过氧化氢分解较快,因此②所需时间较短;(2)③④两组实验唯一的不同是过氧化氢溶液溶质质量分数不同,因此能得出过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关;能得出的合理结论是其他条件相同时,H2O2溶液的溶质质量分数越高,过氧化氢分解越快。Ⅱ.①AB两组实验唯一区别是B组实验加了氧化铁,结果A试管上方带火星的木条未复燃,B中出现气泡快且带火星的木条复燃,由此能得出Fe2O3加快过氧化氢分解;②由于实验得出的结论是Fe2O3质量未变,由此知实验操作为称量;③因为Fe2O3可作过氧化氢分解的催化剂,所以其化学性质未变,仍可以使带火星木条复燃;D试管中进行的反应是氧化铁与稀硫酸反应,生成红棕色的硫酸铁溶液,反应的化学方程式为Fe2O3+3H2SO4==Fe2(SO4)3+3H2O。
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2.(2018·安徽合肥模拟)等质量的铁粉与过量的稀盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在相同时间t内产生气体体积V的数据,根据数据绘制得到图1。
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(1)请写出铁粉与稀盐酸反应的化学方程式: 。 (2)通过实验①③对比,得出的结论是 ;要比较盐酸的溶质质量分数对反应快慢的影响,应选择的实验组别是 。(3)实验中铁粉与盐酸反应产生气体的速率为“先加快后变慢”,其原因是 。
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【进一步探究】图甲为实验装置、图乙为利用数字化仪器测得的室温下足量的三种金属片分别与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量(产生氢气的量由气体压强表示,在等温条件下,产生氢气的体积与装置内压强成正比)。 ①实验中你认为还要控制的变量是 。 ②根据图乙,你得出的反应物的量与生成的气体体积的关系是 。
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【注意:若答对以下小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分】【拓展提高】图2为测得的室温下足量的镁片与20 mL10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,请分析可能的原因(至少答两点)① ;② 。
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答案 (1)Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ (2)相同条件下,温度越高,金属与酸反应速率越快 ①④ (3)铁与稀盐酸反应放热,反应速率加快,随着反应的进行,盐酸的浓度变小,反应速率变慢【进一步探究】①金属的颗粒大小 ②足量的不同金属分别与相同体积相同质量分数的相同的酸充分反应,生成氢气体积相等【拓展提高】①反应放热,使气体膨胀 ②氢气中混入了氯化氢气体
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解析 (1)根据铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;(2)①③两组实验其他条件均相同,唯有温度不同,由此得出结论:相同条件下,温度越高,金属与酸反应速率越快;①④两组实验其他条件均相同,唯有盐酸的溶质质量分数不同,可用于比较盐酸的溶质质量分数对反应快慢的影响;(3)锌与稀盐酸反应放热,反应速率加快,随着反应的进行,盐酸的浓度变小,反应速率变慢。【进一步探究】足量的相同颗粒大小的锌片、铁片、镁条分别与20毫升10%的稀盐酸反应,从图中可以看出,盐酸完全反应后,生成氢气的体积相等。【拓展提高】通过足量的镁片与20 mL 10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,可能的原因是①反应放热,使气体膨胀;②氢气中混入了氯化氢气体。
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3.(2018·安徽蚌埠禹会区二模)某化学实验小组对“影响石灰石与盐酸反应速率的因素——盐酸的浓度和石灰石的颗粒大小等”进行了如下实验探究,请你参与。
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【进行实验】室温下,选用20 mL不同溶质质量分数的盐酸(4%和6%)分别与1 g颗粒状或块状的石灰石进行实验(固定夹持仪器略去)。(1)石灰石与盐酸反应的化学方程式为 。 (2)按上图装置进行实验,在装药品前应检查该装置的气密性,具体的做法是 。开始实验时,应将20 mL稀盐酸 (选填“快速”或“缓慢”)推入锥形瓶中,以保证盐酸能全部推入锥形瓶中。
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【处理数据】(3)实验小组进行实验后,获得的相关实验数据如表所示:
①要比较不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响,可选择的实验编号是 (写一组),由此可得到的结论是 。 ②从上述实验中得出石灰石的颗粒大小对反应速率影响的结论是 。
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【拓展延伸】(加试部分)(4)如表是实验时记录生成的二氧化碳气体体积和对应的时间的一组实验数据(每间隔4 s读数一次):
从上表数据可以分析得出,到20 s后反应速率逐渐变 ,其主要原因是 。 (5)你认为影响石灰石与盐酸反应速率的因素还有 ,请设计实验方案验证你的猜想 。
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答案 (1)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(2)将注射器活塞向外拉出一段,松开手一会后,若活塞又回到原位,证明装置气密性良好 快速(3)①ac(或bd) 溶质质量分数越大,反应速率越快②颗粒越小,反应速率越快(4)小 反应物的浓度减小(5)石灰石的纯度 取不同地区的石灰石,保持颗粒大小以及质量相同,加入相同的盐酸,记录生成相同体积的二氧化碳气体所需要的时间,纯度越大,反应速率越快
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解析 (1)石灰石与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,其反应的化学方程式为CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑。(2)在装药品前应检查该装置的气密性,具体的做法是将注射器活塞向外拉出一段,松开手一会后,若活塞又回到原位,证明装置气密性良好;开始实验时,因为盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳会使装置内的压强增大,故应将20 mL的稀盐酸快速推入锥形瓶中,以保证盐酸能全部推入锥形瓶中。(3)①要比较不同溶质质量分数的盐酸对反应速率的影响,需要盐酸的溶质质量分数不同,石灰石固体的颗粒大小相同,故可选择的实验编号是ac或bd,根据相同的时间收集的二氧化碳的体积可以看出,溶质质量分数越大,反应速率越快;②当盐酸溶质质量分数相同时,相同的时间收集的二氧化碳气体的体积可以看出,颗粒越小,反应速率越快。(4)从表格数据可以分析得出,开始的反应速率快,后来的反应速率慢,主要是因为随着反应的进行,反应物被消耗,浓度减小。
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(5)影响石灰石与盐酸反应速率的因素还有石灰石的纯度等,可以取不同地区的石灰石,保持颗粒大小以及质量相同,加入相同的盐酸,记录生成相同的二氧化碳气体体积所需要的时间,纯度越大,反应速率越快。
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4.(2018·安徽合肥瑶海区模拟)某研究小组为探究“铁钉在不同溶液中腐蚀的速率”,在相同条件下取同浓度的下列不同溶液用如图1装置完成实验,并用手持数据采集器进行测量。回答下列问题:
图1
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(1)铁锈的化学式为 。 (2)在NH4Cl、(NH4)2SO4、和NH4NO3溶液中,铁钉锈蚀过程中上述溶液的酸性均变 (填“强”或“弱”)。 (3)上述实验方案是否合理? (填“合理”或“不合理”),你的理由是 。 (4)铁钉锈蚀的速率还可能与 有关。请设计你的实验,验证你的猜想:
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(5)(加试题)该小组在不同酸碱性溶液中又进行了探究,在相同条件下其测定的实验数据如图2:
图2
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a.上述实验中,氧气浓度下降先陡后缓的原因为 。 b.根据甲、乙图像,请写出三点结论:①结论: 。 ②结论: 。 ③结论: 。
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答案 (1)Fe2O3 (2)弱 (3)不合理 本题探究的是铁在不同种溶液中锈蚀情况,本实验所用样本都是弱酸性的,样本偏小,缺少中性、碱性溶液作对比 (4)温度(或氧气的浓度、溶液的浓度等)
(5)a.氧气浓度下降使腐蚀速率变慢,生成的铁锈覆盖阻碍导致 b.①铁钉在酸性溶液中比在中性溶液中生锈快 ②含氯离子的溶液生锈最快 ③铁钉生锈先快后慢(合理即可)
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有关“条件类”的探究链接安徽中考:有关“条件类”的探究,安徽中考主要考查铁、铜等金属锈蚀以及燃烧条件的探究。例4(2018·安徽芜湖二模)铁生锈探秘:
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为探究铁生锈的原因,化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验,实验结果显示:B、D实验中铁生了锈,而A、C实验中没有明显的现象,仔细分析这4个实验,回答下列问题:(1)评价方案对照实验是指除了一个变量外,其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对照实验的方法,请指出其中的对照实验(填“A、B、C、D”实验代号)和变量。第①组对照实验 ,变量 。 第②组对照实验 ,变量 。 第③组对照实验 ,变量 。
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(2)解释数据实验时,每隔一段时间测量导管内水面上升的高度,结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)。
导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是 。 (3)获得结论根据本实验,你认为导致铁生锈的物质有 ;能加快铁生锈的物质是 。
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解析 (1)从A、B、C、D实验中,可找出3组对照实验:第①组对照实验AB,变量是水分;第②组对照实验BC,变量是氧气;第③组对照实验BD,变量是食盐;(2)比较B、D实验装置和现象,可知导管内水面上升的原因是由于铁丝生锈消耗了装置中的氧气,导致压强减小,水面上升;(3)本实验的结论是导致铁生锈的物质有水和氧气,能加快铁生锈的物质是食盐。答案 (1)AB 水分 BC 氧气 BD 食盐 (2)铁丝生锈吸收了空气中的氧气 (3)水和氧气 食盐
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对应训练1.某些铜制品在空气中久置,表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组设计并进行实验,探究铜生锈的条件和铜锈的成分。【提出猜想】根据空气的成分推测,铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关。【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝,并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
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【解释与结论】(1)猜想与假设时,同学们认为铜生锈与N2无关,其理由是 。(2)得出“铜生锈一定与O2有关”的结论,依据的两个实验是 (填编号)。 (3)为验证猜想,图中实验⑤中应选取的物质是 。(4)由上述实验可推知,铜生锈的条件是 。 (5)同学们用如图装置检验铜制品表面的绿色物质中含有碳酸盐,则A中的物质是 ,B中的实验现象是 。
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答案 (1)氮气的化学性质稳定 (2)②和③(3)CO2和O2 (4)CO2、H2O和O2 (5)铜锈和稀盐酸 澄清石灰变浑浊
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解析 (1)猜想与假设时,同学们认为铜生锈与N2无关,其理由是氮气的化学性质稳定,通常情况下不能和其他物质反应。(2)得出“铜生锈一定与O2有关”的结论,依据的两个实验是②和③,这是因为②③的区别是氧气存在时生锈,氧气不存在时不能生锈。(3)为验证猜想,图中实验⑤中应选取的物质是CO2和O2,这是因为①至④中不包括铜和二氧化碳、氧气共存的情况。(4)由题述实验可推知,铜与CO2、H2O和O2三种中的任何两种物质同时接触时不能生锈,而CO2、H2O和O2同时接触时容易生锈,说明铜生锈的条件是与二氧化碳、水、氧气同时接触。(5)同学们用题图装置检验铜制品表面的绿色物质中含有碳酸盐,则A中的物质是铜锈和稀盐酸,这是因为碳酸盐能和稀盐酸反应生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,因此B中的实验现象是澄清石灰变浑浊。
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2.(2018·浙江杭州中考)小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验: 步骤1:利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器收集20 mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
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步骤2:一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如表所示。
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是 。(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是 。 (3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。
答案 (1)在b口放带火星的木条,如果木条复燃,则装满氧气 (2)潮湿的普通铁丝,通入氧气后,有较多红褐色锈斑;注射器中氧气减少 (3)铁与氧气和水共同作用的结果
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3.燃烧与我们的生活和社会的发展有着密切的联系。某兴趣小组活动中,同学们按如图1所示装置对“可燃物燃烧的条件”进行探究。
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(1)图1中发生反应的化学方程式为 ,该实验装置的缺点是 。 (2)同学们按图2所示装置对该实验进行改进。
(3)小于指出图2装置仍有不足之处,并设计了如图3所示装置,其中气球的作用是 。 (4)小组同学又做了如图4所示实验。①写出A试管中发生反应的现象: 。 ②待试管冷却至室温,在水中取下胶塞,试管中液面上升(如图B所示),试管内液面上升的原因是 。
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答案 (1)4P+5O2 2P2O5 反应生成的白烟会污染空气 (2)热水中的白磷没有与氧气接触 温度未达到红磷的着火点 (3)避免橡皮塞因试管内气体热膨胀而松动或飞出 (4)①白磷剧烈燃烧,产生大量的白烟,放出热量 ②白磷燃烧消耗氧气,生成固体,使试管内气体压强减小,小于外界大气压,所以试管内液面上升
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初高中衔接类探究链接安徽中考
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例5(2018·江苏盐城中考)探究活动:以NaCl为原料可以制取金属钠。兴趣小组同学认为Na是活泼金属,能与CuSO4等盐溶液反应,生成相应的金属单质。【提出问题】Na与CuSO4溶液反应,是否有Cu生成?【设计实验】兴趣小组同学在老师的指导下,设计如图装置进行实验。 Ⅰ.向大试管中加入一定体积煤油。Ⅱ.用小刀切一小块钠,放入大试管,塞上橡皮塞。Ⅲ.打开活塞,通过长颈漏斗向试管中加入CuSO4溶液,使煤油的液面升至胶塞,关闭活塞,观察现象。
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【实验现象】(1)Na在煤油与溶液交界处上下来回振动,表面产生气泡,逐渐变小直至消失。(2)溶液颜色逐渐变淡,有蓝色絮状沉淀和少量黑色固体生成。(3)打开活塞,用燃着的木条放在尖嘴管口处,气体被点燃。【查阅资料】①Na通常存放在煤油中②煤油不溶于水且不与水反应
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【实验分析】(1)根据上述信息,可获知金属钠的物理性质是 (答出一点即可)。 (2)实验中长颈漏斗的作用是 (填数字序号)。 ①便于添加CuSO4溶液②收集气体③防止压强过大冲开活塞(3)对于产生的气体,有些同学猜想是H2,有些同学猜想是SO2。小组同学经过讨论,排除了SO2这种猜想,理由是 ,经过进一步实验,确认气体是H2。 (4)将反应后的混合物过滤,向滤渣中滴加足量稀硫酸,滤渣完全溶解。写出滤渣与稀硫酸反应的化学方程式(写出一个即可) 。【实验结论】Na与CuSO4溶液反应,无Cu生成。【实验反思】Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是 。
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解析 【实验分析】(1)根据题述信息,可获知金属钠的物理性质有钠的密度比煤油的密度大、比水的密度小等。(2)实验中长颈漏斗的作用是便于添加CuSO4溶液,防止压强过大冲开活塞。(3)小组同学经过讨论,排除了SO2这种猜想,理由是二氧化硫不能燃烧,而【实验现象】(3)中气体被点燃。(4)将反应后的混合物过滤,滤渣中含有氢氧化铜、氧化铜,向滤渣中滴加足量稀硫酸时,稀硫酸和氢氧化铜反应生成硫酸铜和水,和氧化铜反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为Cu(OH)2+H2SO4==CuSO4+2H2O,CuO+H2SO4==CuSO4+H2O。【实验反思】Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是相同条件下,钠先和水反应。答案 【实验分析】(1)钠的密度比煤油的密度大 (2)①③ (3)二氧化硫不能燃烧 (4)CuO+H2SO4==CuSO4+H2O【实验反思】相同条件下,钠先和水反应
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对应训练1.(2018·山东潍坊中考)金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气,所得溶液呈碱性,可使酚酞溶液显红色。某同学将镁条放在水中煮沸,趁热取出部分溶液,滴加酚酞溶液,变为红色,放置在空气中一段时间后,发现溶液的红色褪去了。(1)镁与热水反应的化学方程式是 。 (2)查阅资料:溶液红色褪去的原因是溶液碱性减弱。【提出问题】导致溶液碱性减弱的原因是什么?【假设与分析】假设1:可能是氢氧化镁与N2或O2发生了反应。假设2:可能是溶液吸收了空气中的 。 假设3:可能是氢氧化镁的溶解度随温度的降低而 。 由碱的性质可知,假设1不成立。
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【实验探究】
【拓展延伸】(3)将一小块金属钠投入硫酸铜溶液时,产生蓝色沉淀。请解释其原因: 。 (4)除上述金属外,根据金属活动性顺序,预测 也能跟硫酸铜溶液反应产生上述现象(举一例即可)。
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答案 (1)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑(2)二氧化碳 降低 ①溶液红色褪去 ②隔绝空气 ③降低温度 (3)钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠 (4)钾
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2.(2017·湖北荆州中考)某化学小组将少量过氧化钠(Na2O2)粉末加入盛水的试管中,看到有大量气泡产生。【提出问题】过氧化钠与水反应生成了什么物质?【作出猜想】甲同学:生成氢氧化钠乙同学:生成碳酸钠丙同学:生成氢气丁同学:生成氧气(1)大家一致认为乙同学的推测不正确,理由是 。
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【实验探究】
【得出结论】(5)过氧化钠与水反应的化学方程式为 。【反思拓展】(6)根据所学知识,请你预测将少量过氧化钠粉末加入硫酸铜溶液中的反应现象: 。
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答案 (1)反应前后,元素的种类不发生改变,所以反应后,生成物中不可能含有碳元素 (2)说明无氢气生成 (3)带火星的木条复燃 (4)取少量反应后的溶液于试管中,滴加酚酞溶液 (5)2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑ (6)有气泡产生,有蓝色沉淀生成
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解析 【作出猜想】根据反应前后,元素的种类不发生改变,因为反应物中不含有碳元素,因此生成物中不可能含有碳酸钠,所以乙同学的推测不正确。【实验探究】用试管收集生成的气体,堵住试管口,移近酒精灯火焰,点燃,无现象,说明无氢气生成;用试管收集生成的气体,将带火星的木条伸入试管内,带火星的木条复燃,说明有氧气生成;取少量反应后的溶液于试管中,滴加酚酞溶液,溶液变红,说明溶液显碱性,有氢氧化钠生成。【得出结论】由以上探究可知:过氧化钠与水反应,生成氢氧化钠和氧气,反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑。【反思拓展】根据所学知识,将少量过氧化钠粉末加入硫酸铜溶液中,过氧化钠与水反应,生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠与硫酸铜反应产生氢氧化铜蓝色沉淀,则反应现象为有气泡产生,有蓝色沉淀生成。
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3.(2018·四川自贡中考)氯气(Cl2)是黄绿色气体,氯气的水溶液叫氯水,把品红试纸(浸染有品红的试纸)伸入氯水中,品红褪色。【提出问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢?【查阅资料】氯气溶于水,部分与水反应,方程式为Cl2+H2O==HCl+HClO。其中,HClO的名称叫次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化性。【猜想】猜想1:是氯水中的水使品红褪色的;猜想2:是氯水中的 (填化学式)使品红褪色的; 猜想3:是氯水中的盐酸使品红褪色的;猜想4:是氯水中的次氯酸使品红褪色的。
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【实验探究】
【结论】综合分析可得:氯水中的 (填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。 【反思】(1)HClO中,氯元素的化合价为 价。 (2)向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是 。
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答案 【猜想】Cl2【实验探究】①1 ③把品红试纸伸入盐酸中【结论】HClO【反思】(1)+1 (2)先变红,后褪色
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解析 【猜想】氯水是指氯气溶于水,既有物理变化(氯气和水),又有化学变化(生成盐酸和次氯酸),所以结合其他猜想我们可以作出是氯气使品红褪色的猜想,氯气的化学式为Cl2;【实验探究】把品红试纸伸入水中,品红没有褪色,说明猜想1不成立;要证明猜想3不成立,只要把品红试纸伸入到盐酸中,现象是没有褪色就可以了;【结论】结合实验探究可知,前3个猜想不成立,则能使品红褪色的是次氯酸;【反思】(1)HClO中氢的化合价为+1,氧的化合价为-2,设氯元素的化合价为x,则+1+x+(-2)=0,解得x=+1;(2)因为氯水中有HCl和HClO,酸性溶液可使石蕊变红,而HClO具有漂白作用,故向氯水中滴加紫色石蕊溶液,观察到的现象是先变红色后褪色。
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4.(2017江苏徐州中考)某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。(1)按如图装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是 。 甲(2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为 。 (3)同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”,玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
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【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色,铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。【实验探究】
【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应,有关的化学方程式是 。
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【拓展创新】同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图甲装置,设计出图乙装置,并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水物质,实验都获得成功。 乙①甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,请你写一条: 。②分析上述供水物质的供水原理,其中正确的是 (填字母)。A.疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来C.本身不含水的固体物质,不能用作供水物质
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答案 (1)提供水蒸气(2)2H2+O2 2H2O(3)氧化亚铁和氧化铁 硫酸铜 黑色固体部分溶解 铁和四氧化三铁【探究结论】3Fe+4H2O(气) Fe3O4+4H2【拓展创新】①操作简单 ②AB
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解析 (2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣,说明气泡中的气体是氢气,氢气燃烧生成水,反应的化学方程式为2H2+O2 2H2O。(3)倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上,黑色固体不变色,说明黑色固体中一定没有氧化亚铁和氧化铁;取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量硫酸铜溶液,黑色固体部分溶解,并且产生红色固体,说明黑色固体中含有铁和四氧化三铁。【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应生成四氧化三铁和氢气,反应的化学方程式为3Fe+4H2O(气) Fe3O4+4H2。【拓展创新】①甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,例如操作更简单,节约药品,供水物质丰富,节约能源等。②A.供水物质可以是疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能,该选项说法正确;B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来,该选项说法正确;C.本身不含水的固体物质,也可以用作供水剂,该选项说法不正确。
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5.某课外活动小组利用下列装置制取二氧化碳,并探究钠在二氧化碳中的燃烧产物。已知:Na2O和CaO相似,能与水反应。请回答下列问题: (1)按图连接装置后,首先进行的操作是 。 (2)A装置用于制取CO2,用到的玻璃仪器有长颈漏斗、导管和 。
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(3)实验中下列操作的先后顺序是 。 a.点燃酒精灯,加热硬质玻璃管中的钠b.等燃烧终止并冷却后,停止通CO2c.打开A装置中活塞,通入CO2(4)D装置中观察到的现象有:钠在二氧化碳中燃烧,产生大量白烟和黑色物质;待钠充分燃烧,冷却,将管内生成的固态物质移出,加水溶解,过滤得黑色固体和澄清滤液。实验证明:D中排出的尾气能被NaOH溶液完全吸收。①黑色固体在O2中灼烧,全部转化为气体,则黑色固体是 ; ②对白色固体有以下猜想:a.只有Na2O b.只有Na2CO3 c.Na2O和Na2CO3的混合物若猜想a成立,则Na与CO2反应的化学方程式是 ; 若猜想c成立,请设计实验验证产物中存在Na2O: 。 (5)反思拓展:你对二氧化碳灭火的范围有什么新的认识? 。
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答案 (1)检查装置的气密性 (2)试管 (3)cab (4)①炭 ②4Na+CO2 2Na2O+C 将白色固体溶于水,向其中加入足量CaCl2溶液,产生白色沉淀,过滤得滤液,取滤液少许,用pH试纸检验滤液,若滤液呈碱性,则残留固体中含有Na2O(5)钠、镁等活泼金属失火不能用二氧化碳灭火
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