安徽省各地区2022年中考化学模拟试题汇编-科学探究题(提升题)
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一、科学探究题
1.(2022·安徽·模拟预测)某课外小组对铁的锈蚀条件进行了如下探究。
【探究1】铁锈蚀的条件
实验
①
②
③
现象
放置一周
无明显变化
无明显变化
铁丝表面出现红色物质
放置两周
铁丝表面出现红色物质
无明显变化
铁丝表面红色物质增多
(1)由三支试管放置一周后中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟 ______(填化学式)等物质作用的过程。
(2)试管①中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是 __________。
【提出问题】为什么①中“油封”一段时间后铁丝表面出现了红色物质?
【探究2】“油封”对水中溶解氧的影响
实验1:将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃),取等体积水样于2个烧杯中,其中一个烧杯加5mL花生油进行“油封”,用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。
实验2:操作与实验1相同,室温变为19℃,花生油改用煤油。
溶解氧含量/(mg/L)
时间/h
0
2
6
12
24
36
48
实验1
①未油封
2.42
4.75
6.44
8.45
10.10
10.43
10.51
②油封
2.43
3.02
4.28
4.81
6.47
7.20
7.98
实验2
③未油封
1.95
3.79
6.23
7.98
8.98
9.09
9.08
④油封
1.93
3.42
5.37
7.11
8.26
8.24
8.22
已知:未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量,12℃时为10.68mg/L,19℃时为9.10mg/L。
【解释与结论】
(3)探究1中,对比___________(填序号),可得出铁锈蚀需要与水接触。
(4)对比花生油、煤油,进行“油封”时,效果较好的是 _________。
(5)0小时时,实验2的溶解氧含量低于实验1,其原因可能是 __________。
(6)由实验得出的结论是 (填序号)。A.“油封”的方式能隔绝氧气在水中的溶解
B.通过加热煮沸并冷却,可以明显降低水中含氧量
C.“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势
【反思与评价】
(7)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”,其主要原因是 ______。
(8)探究1实验①中,放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是 ________。
2.(2022·安徽·模拟预测)某中学化学兴趣小组按照课本实验方法(如图甲),做木炭与氧化铜反应实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。请写出木炭还原氧化铜的方程式:___________。
【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适的条件,使这个实验的现象更明显?
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价,通常情况下,氧的化合价为-2。
【进行猜想】同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物,并猜测它的化学式为___________。
【交流讨论】同学们还认为,通过改变反应物的状态、质量比,以及反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况。
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是___________。
小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的作用是___________。
【实验过程】同学们决定按改进后的方案进行实验,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时,___________(填“能”或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是___________(填“吸”或“放”)热反应。
【拓展延伸】兴趣小组同学在实验过程中发现在木炭和氧化铜的混合物中加入一定量的某种添加剂后,此实验只利用酒精灯加热也能快速完成,他们利用同样的酒精灯做了如下实验:
1
2
3
4
5
6
木炭0.3g,氧化铜3.4g
木炭0.3g,氧化铜3.4g
木炭0.3g,氧化铜3.4g
木炭0.25g,氧化铜3.4g
木炭0.3g,氧化铜3.4g
木炭0.3g,氧化铜3.4g
不加添加剂
0.1gCaCl2
0.1gKCl
0.1gMgCl2
0.1gK2SO4
0.1gNa2CO3
加热时间长,几乎没有红色物质析出
加热约1分钟后,剧烈反应,产物红亮美观,有金色铜粒生成
加热约2分钟后,剧烈反应,产物红色,有金色铜粒生成
加热约1分钟后,剧烈反应,产物红亮美观
加热时间长,产生红色物质不明显
加热时间长,产生红色物质不明显
(1)请你推测主要是哪一种离子对木炭和氧化铜的反应有促进作用?___________,说出你的判断理由___________。
(2)除了上述离子对木炭和氧化铜反应的促进作用以外,产生金色铜粒的还需要什么条件? ___________。
3.(2022·安徽·模拟预测)某兴趣小组发现铁钉生锈速率较慢,询问老师如何加快铁钉生锈的速率。老师提出氯化物可能加快铁钉生锈的速率,小组同学产生了浓厚的兴趣,于是对此展开了探究。
【查阅资料】
【实验探究1】探究氯化物对铁钉生锈速率的影响。
小组同学分别将4枚铁钉放入盛有不同液体的试管中,所用液体及观察到的现象见下表。
试管编号
①
②
③
④
加入液体
6mL蒸馏水
5mL蒸馏水+1mL1%NaCl溶液
5mL蒸馏水+1mL1%CaCl2溶液
5mL蒸馏水+1mL1%CuCl2溶液
现象
2天后,铁钉表面出现红色
1天后,铁钉表面出现红色
1天后,铁钉表面出现红色
7分钟时铁钉表面出现红色,20分钟后振荡试管,底部出现红色固体
【实验结论】(1)对比实验①②③可以得到的结论是______。
【实验反思】(2)小组同学认为,试管④底部的红色固体可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色固体可能是铜的理由是______(用化学方程式解释)。
【实验探究2】探究试管④底部红色固体的物质成分。
实验步骤
实验现象
实验结论
方法一
将试管④底部所得红色固体加入另一试管中,再向其中加入足量的稀盐酸
红色固体全部溶解
红色固体是Fe2O3
方法二
Ⅰ、将试管④底部所得红色固体隔绝空气通足量氢气加热
______
红色固体是Fe2O3和Cu的混合物
Ⅱ、取I反应后的固体用磁铁吸引,剩余固体灼烧后加入足量稀硫酸
______
【实验反思】(3)结合查阅资料,同学们一致认为方法一实验结论错误,其理由是______。
【拓展延伸】(4)老师提出,称量反应前红色固体质量及通氢气加热后的固体质量也可得出红色固体是Fe2O3和Cu的混合物。若反应前红色固体质量为1.6g,则生成的固体质量m的范围是______,说明红色固体是Fe2O3和Cu的混合物。
(5)该实验中氯化铜加速了铁钉生锈,除了氯离子加速,还可能是______(用符号表示)。
4.(2022·安徽淮北·统考模拟预测)茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢等污渍,它溶于热水,有许多气泡产生。某小组同学对茶垢清洁剂进行了项目式探究。
【查阅资料】I、某品牌茶垢清洁剂主要成分是过碳酸钠(Na2CO4),过碳酸钠溶于水时生成碳酸钠和过氧化氢。该茶垢剂的其他成分与水、与稀盐酸反应均不生成气体。
II、
【任务一】茶垢清洁剂溶于水产生的气体是什么?
【提出猜想】小林:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
小明:不可能含有N2,因为______。
小涵:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO______。
该小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】取少量该茶垢清洁剂于试管中,向其中加入适量60~70℃的热水,塞上带导管的橡皮塞,将生成的气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水______;打开橡皮塞,向其中伸入______,观察到预期的现象,证实气体是O2。
【任务二】测定该茶垢剂中过碳酸钠的纯度。
根据资料Ⅱ学习小组设计并完成了如下图实验。
【讨论交流】小芳认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。
(1)装置③的作用是:______。
(2)装置④中的水若有少量未装满______(填“是”或“否”)影响测定O2的体积。
(3)小晨认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果会偏高,你认为原因可能是______。
A.浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收
B.二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C.装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
(4)请你再设计一种新方案来测定该茶垢剂中过碳酸钠的纯度:______。
5.(2022·安徽·模拟预测)某老师在实验室做了一个有趣的高低蜡烛实验:将二氧化碳气体慢慢倒入装有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯中如图1所示,观察到低的蜡烛先熄灭。低的蜡烛先熄灭的原因是______。
接着该老师又做了另一个实验:将一个烧杯罩在两支高低不同燃着的蜡烛上如图2所示观察到高的蜡烛先熄灭。高的蜡烛先熄灭的原因是什么呢?
【提出猜想】甲同学认为:可能是二氧化碳受热上升导致上部二氧化碳浓度过大。
【进行探究】(1)甲同学针对自己的猜想设计了如下实验进行探究。
实验步骤
现象
结论
①在烧杯的顶部(a处)和底部(b处)分别开一个小孔,将装有澄清石灰水的注射器的针头从a处和b处伸入烧杯中如图3所示;②拉动注射器的活塞抽取10mL气体,观察实验现象
______(填“a” 或“b”)处注射器内的澄清石灰水更浑浊
高的蜡烛先熄灭与CO2浓度过高有关。澄清石灰水变浑浊的化学方程式为______
(2)乙同学对甲同学的结论表示怀疑,他用集气瓶收集一瓶含80%CO2、20%O2的混合气体,将燃着的蜡烛伸入集气瓶中,观察到蜡烛能在混合气体中继续燃烧。乙同学认为甲同学的结论有误,于是他利用气体浓度传感器测量烧杯内两支蜡烛从点燃前到全部熄灭后,烧杯a处二氧化碳的浓度变化,测量结果如图4所示,根据测量结果你能获得的结论是______。
(3)乙同学观察到高低蜡烛熄灭后的烧杯内壁附着有黑色固体,该黑色固体是______,此现象是由于蜡烛不完全燃烧产生的。因此,乙同学认为高的蜡烛先熄灭与氧气的浓度有关。
【继续探究】
乙同学继续利用气体浓度传感器测量烧杯内两支蜡烛从点燃前到全部熄灭后,烧杯a处和b处氧气的浓度变化如图5所示,以证明自己的猜想。测量结果如图6所示。
(4)根据图6的测量结果可知,高的蜡烛熄灭时,其周围的氧气浓度是______。在两支蜡烛完全熄灭后,烧杯a处和b处的氧气浓度逐渐相等的原因可能是______。
【实验结论的应用】(5)老师告诉同学们,上述实验探究的结果在生活中也能被应用到,例如在火灾逃生中,需要弯腰或者匍匐逃离火场,其原因是______。
6.(2022·安徽安庆·统考二模)兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。
【实验回顾】如图所示,用坩埚钳夹住一块铝箔在酒精灯上加热至较高温度时,轻轻摇晃,发现熔化的铝不滴落,好像有一层膜兜着(资料:铝的熔点660℃,氧化铝的熔点2054℃)。请解释原因_______。
【实验探究】铝与氯化铜溶液的反应
将打磨过的铝片放在15%氯化铜溶液中,观察到铝片表面逸出大量无色气体,且附着红色物质,过一段时间还有白色沉淀产生。利用温度传感器和pH传感器监测实验过程中的相关数据(如图所示)。
【实验反思】
(1)写出生成红色物质的化学方程式为_______。
(2)结合图1分析,铝和氯化铜溶液反应生成的无色气体是_______。
【提出问题】白色沉淀的化学成分是什么?
【查阅资料】①氢氧化铝、氯化亚铜(CuC1)均是难溶于水的白色固体。
②CuCl可与浓氨水反应生成无色的和Cl-。
③在空气中易被氧化变为蓝色。
【实验方案】将上述实验中产生的沉淀过滤出来,并洗涤干净后,加入浓氨水,沉淀部分溶解得到无色溶液,将无色溶液分为两份,进行实验。
用试管取其中一份溶液,滴加适量_______溶液,有白色沉淀产生,该溶液中含有Cl-。
将另一份溶液置于空气中一段时间,_______ ,该溶液中含有。
【实验结论】通过实验可以确定,该白色固体是CuCl。
[思维拓展](3)Al和CuCl2溶液反应为什么会出现CuCl呢?
小李同学猜测:可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl。小李同学将Cu粉与15%CuCl2溶液混合,没有观察到白色沉淀。在老师的启发下,结合图2“温度—时间变化曲线”,对实验进行改进,确证了Cu与CuCl2溶液反应生成CuCl。请你写出改进后的实验方案_______。
(4)金属锌、铜和稀硫酸构成化学电池(如图)。观察到铜片表面有气泡(H2),小电珠发光、烧杯中溶液始终无色。下列关于实验的分析不正确的是_______(填序号)。
A.铜与稀硫酸发生了置换反应 B.铜的金属活动性变得比锌强
C.烧杯中溶液的pH会逐渐增大 D.该装置将电能转化为化学能
7.(2022·安徽·模拟预测)化学兴趣小组对铁锈的形成过程展开如下探究。
I.为了探究铁生锈的过程,同学们设计了如图所示实验。同学们经过一段时间的观察,发现_________
(填装置序号)装置中出现了明显的锈迹,于是得出铁生锈是铁与_______发生化学反应的过程。
Ⅱ.通过上述实验,同学们发现铁钉生锈需要几天的时间,于是询问老师如何加快铁钉生锈的速率,告知氯化物可能加快铁钉生锈的速率。
【提出问题】氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
【查阅资料】NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐均属于氯化物。
【进行实验】
实验1:探究氯化物对铁钉生锈速率的影响。
试管编号
①
②
③
④
实验
现象
2天后,铁钉表面出现红色物质
1天后,铁钉表面出现红色物质
1天后,铁钉表面出现红色物质
7分钟时,铁钉表面出现红色物质,20分钟后试管底部出现红色固体
(1)③中应加_______mL蒸馏水。
(2)对比实验①②③可以得到的结论是________。
实验2:探究试管④中红色固体的成分。
(3)小组同学认为,试管④中的红色沉淀可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色沉淀可能是铜的理由是_______(用化学方程式表示)
【进行实验】
实验步骤
实验操作
实验现象
I
取出④中铁钉,过滤剩余物,洗涤滤纸上的物质
固体为红色
Ⅱ
将步骤中所得红色固体加入试管中,再向试管中加入足量的X
红色固体大部分溶解,溶液变为黄色
Ⅲ
将步骤Ⅱ所得混合物过滤、洗涤、干燥,得到的固体置于石棉网上灼烧
红色固体变黑
V
黑色固体全部溶解,溶液变为蓝色
(4)步骤Ⅱ中所加的试剂X是_______。
(5)步骤Ⅳ中进行的实验操作是_______。
【实验结论】(6)由实验2得出结论,试管④中红色固体的成分是________。
【反思与评价】(7)结合实验1、2的探究结论,对于“氯化物对铁钉生锈速率的影响”,请你提出进一步的假设______。
8.(2022·安徽滁州·统考二模)中和反应是化学核心概念之一。某化学兴趣小组欲对“NaOH溶液与稀盐酸是否会发生反应”进行探究,设计并完成了如下实验:
【实验步骤】
步骤一:取一定量稀氢氧化钠溶液于烧杯中,滴加2滴酚酞溶液,溶液呈红色,如图1所示。
步骤二:用滴管吸取稀盐酸向烧杯中逐滴加入,边滴加边用玻璃棒搅拌,红色刚刚褪去,停止滴加。
步骤三:取适量烧杯中的无色溶液,加热蒸发得到白色固体。
【实验分析】
(1)实验中酚酞溶液的作用是___________,小明认为实验过程中不宜用紫色石蕊溶液代替酚酞溶液,可能原因是___________。
(2)兴趣小组中有同学认为也可能是滴入的稀盐酸将溶液中的酚酞反应掉,于是他们又取烧杯中的无色溶液,滴加___________,消除了该同学的疑惑。
(3)为确认步骤三中的白色固体是氯化钠而不是氢氧化钠,进行如下实验:
步骤
现象
结论
将白色固体溶于水形成溶液,均分成两等份
向其中一份滴加________溶液,振荡、静置
无蓝色沉淀生成
白色固体不是NaOH
向另一份滴加AgNO3溶液,振荡、静置
出现白色沉淀
白色固体是NaCl
写出上述过程中发生中和反应的化学方程式_____________。
(4)电导率是衡量溶液导电能力大小的物理量,在相同条件下,电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)成正比,兴趣小组用电导率传感器测氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的电导率变化(如图2)
【分析与讨论】
①OM段曲线下降的原因是___________。
②上述图2中的反应在___________点停止。
③N点时溶液中的离子数___________(填“小于”、“等于”或“大于”)P点时溶液中的离子数。
9.(2022·安徽宣城·统考二模)在学习了金属的化学性质后,某小组以“探究镁的化学性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究镁、铜的金属活动性强弱
小组同学进行了如图所示的实验。
(1)实验中观察到的现象是______,由此得出镁的金属活动性比铜强。有关反应的化学方程式为______。
【任务二】探究镁条在空气中久置表面变黑的原因
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生反应,实验室常用于除去O2。
【做出猜想】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气中的一种或多种有关。
【进行实验】通过控制与镁条接触的物质,利用下图装置(试管容积为20mL,镁条长度为3cm,试剂均适量),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
实验序号
实验①
实验②
实验③
实验④
实验⑤
实验内容
实验现象
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条始终无明显变化
镁条第3天开始变黑,至第20天全部变黑
【解释与结论】
(2)实验②中,NaOH溶液的作用是______。
(3)得出“镁条变黑一定与O2有关”结论,依据的两个实验是______(填序号)。
(4)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是______。
【任务三】探究镁在空气中燃烧的产物成分
小组同学做了镁在空气中燃烧的实验,发现产物中除了有大量白色固体外,还有少量黄色固体。
【查阅资料】镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁(Mg3N2);氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【实验探究】(5)请设计实验方案验证该黄色固体是氮化镁:______。
【拓展延伸】(6)空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁粉在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,其原因是______。
10.(2022·安徽·统考二模)某化学兴趣小组发现食品包装中有不同的干燥剂或脱氧剂,同学们决定以此为课题探究学习。
【知识归纳】生石灰干燥剂:其反应原理是能与水反应,其化学方程式为_______;
【查阅资料】硅胶干燥剂:主要原料是一种高微孔结构的含水二氧化硅,具强烈的吸湿性能。二氧化硅的化学式为________;
【实验探究】食品脱氧剂:同学们为探究食品脱氧剂的成分,剪开新鲜月饼包装袋,经精细分拣后发现脱氧剂大部分为黑色固体,还有少量白色粉末。
提出问题:黑色粉末的成分是什么?
猜想与假设:猜想1:可能有铁粉;猜想2:可能有炭粉;
设计实验:
(1)小组同学根据猜想设计了如下实验方案。
甲同学取少量黑色粉末,撒落在酒精灯火焰上,观察到火花飞溅,得出结论,该黑色粉末含有炭粉,你认为是否正确?_______(填“是”或“否”),理由是______。乙同学取少量黑色粉末,加入稀盐酸,出现________现象,可得出结论猜想1正确。
(2)经查阅资料,脱氧剂的脱氧原理是利用了铁与氧气、水反应的特征来吸收包装袋中氧气,从而延长食品的保质期。脱氧剂中的白色粉末是硅藻土,硅藻土是一种填充剂,不溶于水,其作用在于吸附水分,同时疏松配料。如图是每克脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图,可知:硅藻土的最佳用量比例是_______。()
(3)硅藻土含量通常控制在最佳用量比,高于或低于最佳量时,脱氧速度均会减慢。请分别分析可能的原因,硅藻土用量过多时,__________;硅藻土用量过少时_________。
(4)脱氧剂的脱氧速度还有可能受哪些因素影响?请写出一条并说明理由________。
11.(2022·安徽·统考二模)冬季雾霾频发,某校社会实践小组的同学们,对某地区雾霾的成分、成因、危害及防治产生了浓厚的兴趣,并开启了项目性学习之旅。
【信息检索】
雾是浮游在空中的大量微小水滴。霾是可吸入颗粒物浓度较高造成的能见度较低的现象。霾的主要成分可能含有可溶性硫酸盐、硝酸盐,铵盐、不溶性有机物、黑碳、金属元素和其它元素。
【提出问题】
某地霾的成分是什么?
【实验准备】
选择该地重度雾霾天气,用SDLKC一1000型大流量TSP采样器在室外采集了15g大气中的可吸人颗粒物样品。
活动一:初步了解霾的成因和成分。
(1)请你联系实际填写关于雾霾的问卷调查表:
项目
雾霾频发的成因
控制雾霾频发的做法
政府采取的应急措施
①
能源结构不合理
推广太阳能发电
人工降雨
②
烧散煤取暖
集中供暖
向空中或地面洒水
③
________
推广新能源汽车
私家车限号出行
(2)查阅资料,霾中含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金属元素,其中的有害元素除Cd和Pb外,还有__________。
活动二:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。
(3)同学们设计了如下实验方案,请完成实验报告:
实验方案
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取5g样品,加少量熟石灰粉末,混合、研磨
_______
含有铵盐
方案二
将取5g样品,加适量水,充分溶解后过滤,向
滤液中滴加______(填一种试剂的化学式)
有白色沉淀生成
含有硫酸盐
活动三:探究霾中是否含有黑碳。
(4)同学们设计了如下图所示的创新实验。
【实验步骤】①将活动二得到的残渣,干燥后置于中间凹槽内;②向左边的凹槽中滴入足量过氧化氢溶液制O2,一段时间后,再在导管口接上气球;③向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水;④接通电源,用热电阻丝点燃残渣。
步骤②滴入过氧化氢溶液一段时间后再在导管口接上气球的原因是_______。
【实验现象和结论】残渣剧烈燃烧,澄清石灰水_______(填现象),说明霾中含有黑碳。
注意:若答对第(5)(6)小题奖励3分,化学总得分不超过40分。
活动四:探究霾中是否含有硝酸盐。
【查阅资料】硝酸盐溶液中加A1片,加少量NaOH溶液,加热,会产生NH3,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。
(5)甲同学根据上述资料,设计如下实验方案:
实验方案
实验现象
实验结论
取5g样品,加水充分溶解。取适量上层清液于试管中,加Al片和少量NaOH溶液,加热,在试管口放一片湿润的红色石蕊试纸
_____
含有硝酸盐
【交流研讨】
(6)同学们对“活动三”和“活动四”的结论都产生了质疑。对“活动三”的结论产生质疑的理由是______;对“活动四”的结论产生质疑的理由是____。
12.(2022·安徽·统考模拟预测)某小组以“绿色燃料——乙醇”为主题开展项目式学习,请你参与完成下列问题。
【任务一】认识乙醇
(1)乙醇俗称_____,可由高粱等农作物种子发酵、蒸馏而得到,属于_____能源(填“可再生”或“不可再生”)。
(2)在汽油中加入适量乙醇作为燃料,这样做的意义是(写一条即可)_______。
【任务二】验证乙醇燃烧的产物
实验装置如图所示,使用95%的乙醇溶液实验:
第一步:检查装置气密性;
第二步:将装有乙醇的燃烧匙放在酒精灯火焰上点燃,伸入锥形瓶中,塞紧瓶塞;
第三步:待火焰熄灭后,将澄清石灰水注人锥形瓶中,振荡。
(3)乙醇燃烧生成物中有二氧化碳的证据(用化学方程式表示)______。
(4)实验时锥形瓶壁上有小液滴生成。根据此现象不能正确得出乙醇含有氢元素的结论,理由是_______。
【任务三】利用数字化实验检验燃烧产物
实验装置如图1所示。用湿度传感器和二氧化碳传感器检测纯净乙醇的燃烧产物,实验结果如图2和图3所示。依此推断出乙醇完全燃烧的产物不污染环境,故称作绿色燃料。
(5)结合曲线图写出乙醇含碳、氢元素的证据________。
(6)为证明乙醇中还含有氧元素,兴趣小组进行定量实验:取质量为ag的纯净乙醇在密闭容器中燃烧后,测得装置中二氧化碳质量为bg、水的质量为cg,则可证明乙醇含有氧元素的表达式是______。此实验方案若不够严密,可能是_________(写一条)。
13.(2022·安徽·统考模拟预测)关于盐的性质的研究是一项重要的课题。某小组以“探究胆矾的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识胆矾
(1)胆矾是一种蓝色固体,又称蓝矾,易溶于水,被广泛应用于生产、生活中。胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,其中铜元素的化合价为_____。
(2)农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成。不能在铁桶中配制波尔多液,这是因为______(用化学方程式解释)。
【任务二】探究胆矾的部分性质
(3)该小组同学将胆矾溶于水得到硫酸铜溶液,如图所示,将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中,可观察到的现象为_______。
(4)该小组同学通过查阅资料得知,胆矾的水溶液(即CuSO4溶液)能显著加快过氧化氢溶液的分解。CuSO4溶液中主要含有三种粒子(H2O、Cu2+、),为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子起催化作用,该小组同学作了以下分析和设计。
①该小组同学认为最不可能的粒子是H2O,理由是________。
②为了探究另外两种粒子是否起催化作用,该小组同学设计了如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2~3滴稀硫酸
溶液中几乎没有气泡放出
起催化作用的是_________
b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2~3滴硫酸铜溶液
溶液中有大量气泡放出
(5)将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体的质量随温度变化的曲线如图所示。
①加热至___________℃时,CuSO4开始分解;
②加热至1000℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与O2。CuO完全分解时产生O2的质量为_______g。
③胆矾分解的化学方程式是 ,则图中x的值为________。
14.(2022·安徽滁州·统考一模)小明将打磨好的锌片放入盛有硫酸的试管中,发现锌片表面有气泡冒出,同时闻到刺激性气味。小明对这一异常现象展开探究:
【查阅资料】当硫酸浓度过大时与锌反应能生成SO2气体,SO2有刺激性气味,能与水反应生成亚硫酸。
【提出问题】锌与硫酸反应除生成氢气外,同时还可能生成什么气体呢?
【提出猜想】猜想一共还可能生成SO2;猜想二:可能还会生成O2;
【进行实验】
(1)小明将润湿的蓝色石蕊试纸放在试管口,观察到_________则猜想一成立。
(2)小明刚要用点燃的木条验证另一个猜想,却被小光及时制止了,原因是_________。
实验证明:混合气体中不含有O2等其他气体。
【实验改进】
为了收集到较纯净、干燥的氢气,兴趣小组同学对装置进行了改进,如图:
(1)U形管内的固体可能是_________,该装置的位置是否正确,若不正确,应如何调整_________。
(2)广口瓶内发生的反应化学方程式为_________。
【评价与反思】
小亮认为只需对药品进行改进即可,广口瓶可以省略,小亮的做法是_________。
【注意:若答对以下小题奖励3分,化学试卷总分不超过40分】
【数字化探究】兴趣小组的同学按小亮的意见,将未打磨的锌片与稀硫酸放入密闭容器中,用压强传感器和温度传感器分别测得数据如下图所示,请回答下列问题:
(1)AB段没有氢气放出,但密闭容器中压强却逐渐增大,可能的原因是:___________。
(2)CD段曲线明显减缓的原因是:_________;写出该处发生反应的化学方程式_________。
15.(2022·安徽马鞍山·统考一模)某化学兴趣小组的同学在课外实验中意外发现,将镁条放入NaHCO3饱和溶液中,产生大量气泡和白色固体。小组同学对此展开了如下探究。
探究一:反应产生的气体是什么?
【猜想假设】甲同学认为氢气:乙同学认为是二氧化碳:丙同学认为可能是氢气和二氧化碳。同学们作出猜想的依据是______。
【实验探究】小组同学取一段洁净的镁条,先用砂纸打磨,其目的是______,然后放入NaHCO3饱和溶液中,先将产生的气体收集并通入澄清石灰水中,无明显现象:再将收集的气体点燃,火焰呈淡蓝色。则该气体为______。(写化学式)
探究二:产生的白色不溶物是什么?
【查阅资料】
Mg(OH)2难溶于水,MgCO3微溶于水:这两种物质受热都能分解成两种氧化物,且Mg(OH)2的分解温度比MgCO3低。
【提出猜想】
猜想1:Mg(OH)2
猜想2:MgCO3
猜想3:Mg(OH)2和MgCO3
【定性研究】取白色固体于试管中,滴加足量的稀盐酸,观察到______,得出猜想1一定不成立。写出产生该现象的反应化学方程式______。
小明通过进一步实验验证得出猜想3成立。
工业生产中得到的碱式碳酸镁晶体是4MgCO3·Mg(OH)2·XH2O,为精确测量晶体的组成,小组同学取4.66g该晶体,用热分析仪对固体进行热分解(加热使之逐步分解,首先失去结晶水,最后完全反应),测定剩余固体质量与分解温度之间关系。
【数据处理】剩余固体质量与加热时间关系如图所示,请回答下列问题:
(1)t4~t5段固体为______(写化学式)。
(2)写出t5~t6段发生反应的化学方程式______。
(3)根据图中数据推算4MgCO3·Mg(OH)2·XH2O中X的数值是:______。
16.(2022·安徽·模拟预测)线上化学课堂中,老师演示了“吹气生火”实验,他问包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上用导管吹气,脱脂棉燃烧了起来。同学们对该实验产生了浓厚兴趣,复学后进行了如下探究。
探究一:脱脂棉燃烧的原因
【作出猜想】
(1)根据燃烧的条件分析:①脱脂棉是可燃物;②吹出的气体可能与过氧化钠反应生成了氧气;③反应放出热,______。
【进行实验】
(2)在如图所示的装置中,向过氧化钠粉末中不断吹气,观察到过氧化钠粉末由淡黄色逐渐变为白色,在导管P处放置______,木条复燃,说明试管内生成了氧气。同时观察到烧杯中______,说明该反应还放出热量。
【得出结论】
吹出的气体与过氧化钠反应生成了氧气,同时反应放热,满足了脱脂棉燃烧的条件。
探究二:试管内残留的白色固体成分
【查阅资料】
①出的气体主要成分有氨气、二氧化碳和水蒸气等;②过氧化钠与CO2和H2O均能反应,'化学方程式分别为:
③碳酸铜是一种蓝绿色固体,遇水会水解为氢氧化铜和碱式碳酸铜(绿色固体,不溶于水)的混合物。
【作出猜想】
小红认为是碳酸钠;小明认为是氢氧化钠;小华认为是碳酸钠和氢氧化钠的混合物。
【设计并进行实验】
(3)小燕同学将少量白色固体放入烧杯中,加水搅拌使其溶解,取溶解后的溶液进行实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
①少量溶液置于试管中,滴加少量BaCl2溶液
有白色沉淀产生
白色固体中含有碳酸钠,反应的化学方程式为______
②另取少量溶液置于另一支试管中,滴加少量酚酞溶液
______
溶液显碱性
于是小燕同学得出白色固体是碳酸钠和氢氧化钠混合物的结论。
【交流讨论】
(4)同学们对小燕的结论提出了质疑,认为溶液呈碱性不一定含有氢氧化钠,理由是______。请你设计实验验证白色固体中一定含有氢氧化钠:______。(从给定的药品中选择合适的药品设计实验,要求写出实验步骤和现象。给定的药品有:BaC12溶液、CaC12溶液、NaCl溶液、Na2SO4溶液和CuSO4溶液)
参考答案:
1.(1)O2、H2O
(2)赶走水中溶有的氧气,防止影响实验结果
(3)②③##③②
(4)花生油
(5)实验2温度更高,气体的溶解度更小,故溶解氧含量更低
(6)BC
(7)减少金属与氧气和水的接触
(8)随着时间的增大,水中溶解氧含量增加
【解析】(1)
放置一周时,通过③和①对比,得知铁的锈蚀需要氧气,通过③和②的对比,得知铁的锈蚀需要水,故填O2、H2O;
(2)
氧气微溶于水,煮沸可以赶走水中溶有的氧气,确保试管①中铁钉处于有水无氧的环境,防止水中微量溶解的氧气影响实验准确性;
(3)
探究1中,②中铁钉与空气接触,不生锈,③中铁钉与空气和水接触,生锈,说明铁生锈需要水,故填:②③;
(4)
由表可知,对比花生油、煤油,进行“油封”时,效果较好的是花生油;
(5)
0小时时,实验2的溶解氧含量低于实验1,其原因可能实验2温度高于实验1;
(6)
A、由表可知,油封后,水中还能继续溶解氧,故“油封”的方式不能隔绝氧气在水中的溶解,不符合题意;
B、通过加热煮沸并冷却,可以除去溶解氧,明显降低水中含氧量,符合题意;
C、由表可知,“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势,符合题意。故选BC;
(7)
由探究可知,涂油不能隔绝氧,故生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”,其主要原因是隔绝水;
(8)
探究1实验①中,放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是氧气能通过油层传递扩散溶解到水里,使铁丝锈蚀。
2. 2CuO+C2Cu+CO2↑ Cu2O 使用颗粒更小的反应物,可以增加表面积,有利于反应的进行 更有利于集中加热 不能 放 氯离子##Cl- 对比试验3和实验5,氯化钾和硫酸钾都含有钾离子,不同的是氯离子,3反应快,且2、3、4实验中氯化钙、氯化钾、氯化钙都含有氯离子反应都快,因此有促进作用的是氯离子 木炭与氧化铜的质量比为3:34
【详解】木炭与氧化铜的高温条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
进行猜想:
化合物中各元素化合价代数和为零,铜有+1和+2两种化合价,已知CuO为黑色,因此暗红色固体可能是Cu2O。
交流讨论:
物质接触面积越大反应就越充分,所以小吴这样建议的原理是:使用颗粒更小的反应物,可以增加表面积,有利于反应的进行;
小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热;
实验过程:
当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时说明有二氧化碳生成,可能是炭与氧气反应生成的二氧化碳,所以不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应。停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应要放出热量;故填:不能;放;
拓展延伸:
(1)对比试验3和实验5,氯化钾和硫酸钾都含有钾离子,不同的是氯离子和硫酸根离子,3反应快,且2、3、4实验中氯化钙、氯化钾、氯化镁都含有氯离子反应都快,因此有促进作用的是氯离子;
(2)对比实验2、3、4,其中2、3中有金色铜粒生成,4中无金色颗粒生成,而2、3中木炭与氧化铜的质量比为3:34,因此产生金色铜粒的还需要控制木炭与氧化铜的质量比为3:34;故填:木炭与氧化铜的质量比为3:34。
3. 盐溶液加速铁钉生锈 红色固体部分变为黑色 黑色固体被磁铁吸引,剩余固体全部溶解,溶液变为蓝色 氧化铁和稀盐酸反应生成的氯化铁可以和铜反应而溶解 1.12g
【实验反思】(2)铁能和氯化铜溶液发生置换反应,故填:;
【实验探究2】
③红色固体中有氧化铁能与氢气反应,现象是红色固体部分变黑,故填:红色固体部分变黑;
④I反应后固体是铁和铜,用磁铁吸引,能观察到部分固体被磁铁吸引,剩余固体是铜粉,灼烧后产生氧化铜,加入足量稀硫酸的现象是固体逐渐减少至消失,溶液由无色变为蓝色,故填:黑色固体部分被磁铁吸引,剩余固体全部溶解,溶液变为蓝色;
【实验反思】(3)由查阅资料可知,铜能和氯化铁反应,氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,也能与铜反应使固体全部溶解,故填:氧化铁和稀盐酸反应生成的氯化铁可以和铜反应而溶解;
【拓展延伸】(4)氢气能与氧化铁反应,利用极值法,当1.6g红色固体全部是氧化铁时,根据化学方程式 ,计算生成铁的质量为1.12g,全部是铜时,固体不与氢气反应,仍为1.6g,即生成的固体质量m的范围是1.12g
4. 在反应前后元素种类不变,而反应物中没有氮元素,故不可能产生N2 有毒 不变浑浊 带火星的木条 检验CO2是否已完全除去 否 ABC 将圆底烧瓶中充分反应后的溶液蒸干得到NaCl,称量其质量就可测定样品的纯度
【详解】①根据质量守恒定律,反应物中不含有氮元素,所以不能生成氮气;
故填:在反应前后元素种类不变,而反应物中没有氮元素,故不可能产生N2
②不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,而CO是一种有毒的气体;
故填:有毒
③由题意可知,该气体是氧气,因此将生成的气体通入澄清石灰水,发现澄清石灰水不变浑浊;
故填:不变浑浊
④要证明此气体是氧气,可打开橡皮塞,向其中伸入带火星的木条,若木条复燃,则该气体是氧气;
故填:带火星的木条
⑤装置①是发生装置,装置②是吸收二氧化碳的装置,装置③中澄清石灰水的作用是检验二氧化碳是否完全除尽;
故填:检验CO2是否已完全除去
⑥氧气将装置④中的水排出到装置⑤中,可根据装置⑤中水的体积判断收集的氧气体积,因此即使装置④中的水未装满,也不会影响O2体积的测定;
故填:否
⑦测得二氧化碳的体积偏大,原因可能有:浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收;二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气,在装置②中冷凝而被吸收;装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收;
故填:ABC
⑧由查阅资料可知,过碳酸钠与盐酸反应后,溶液中的溶质是生成的氯化钠,因此可将圆底烧瓶中充分反应后的溶液蒸干得到NaC1晶体,称量其质量就可测定样品的纯度;
故填:将圆底烧瓶中充分反应后的溶液蒸干得到NaCl,称量其质量就可测定样品的纯度
5. 二氧化碳的密度比空气的密度大,既不燃烧也不支持燃烧 a 高的蜡烛先熄灭与二氧化碳浓度无关 炭黑 16.47% 两支蜡烛熄灭后,烧杯内的空气对流,最终a、b两处氧气浓度相同 发生火灾时靠近地面的烟尘、二氧化碳等有害物质浓度较低,而氧气浓度较高
【详解】二氧化碳的密度比空气的密度大,既不燃烧也不支持燃烧,将二氧化碳气体慢慢倒入装有两支高低不同燃着的蜡烛的烧杯中,二氧化碳自下而上充满烧杯,因此低的蜡烛先熄灭,高的蜡烛后熄灭,故填:二氧化碳的密度比空气的密度大,既不燃烧也不支持燃烧。
(1)由结论:高的蜡烛先熄灭与CO2浓度过高有关,可推测实验现象应是:a处注射器内的澄清石灰水更浑浊,故填:a。
澄清石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为:,故填:。
(2)乙同学将燃着的蜡烛伸入含80%CO2、20%O2的混合气体的集气瓶中,观察到蜡烛能在混合气体中继续燃烧;由图4知,高的蜡烛熄灭时二氧化碳的浓度为1.9%,说明高的蜡烛先熄灭与二氧化碳浓度无关,故填:高的蜡烛先熄灭与二氧化碳浓度无关。
(3)蜡烛不充分燃烧会生成黑色固体炭黑,故填:炭黑。
(4)由图6知,a处测量曲线表示高的蜡烛处氧气的浓度,当高的蜡烛熄灭时,其周围的氧气浓度是16.47%,故填:16.47%。
在两支蜡烛完全熄灭后,烧杯中二氧化碳的质量不再增加,但由于烧杯内的空气对流,最终a、b两处氧气浓度相同,故填:两支蜡烛熄灭后,烧杯内的空气对流,最终a、b两处氧气浓度相同。
(5)由述实验探究的结果知,物质在密闭的空间中燃烧,空间内高处氧气的浓度低,二氧化碳浓度高,低处二氧化碳浓度较低,而氧气浓度较高,所以火灾逃生中,需要弯腰或者匍匐逃离火场的原因是发生火灾时靠近地面的烟尘、二氧化碳等有害物质浓度较低,而氧气浓度较高,故填:发生火灾时靠近地面的烟尘、二氧化碳等有害物质浓度较低,而氧气浓度较高。
6. 氧化铝的熔点比金属铝的熔点高,酒精灯火焰的温度未能使氧化铝熔化
氢气##H2 硝酸银##AgNO3 溶液变蓝 取Cu与15%的CuCl2溶液混合加热,观察实验现象 ABD
【详解】实验回顾:
铝与氧气反应生成氧化铝,氧化铝是一层致密的保护膜,氧化铝的熔点比金属铝的熔点高,酒精灯火焰的温度未能使氧化铝熔化,所以发现熔化的铝不滴落。
实验反思:
(1)铝的金属活动性强于铜,所以可以将氯化铜中的铜置换为单质,出现红色固体,反应的化学方程式为:;
(2)结合图1分析,溶液显酸性,说明含有氢离子,而铝的金属活动性强于氢,所以可以反应生成氢气,因此气体为氢气;
实验方案:
溶液中含有氯离子,所以加入硝酸银后,生成氯化银沉淀,可以看到白色沉淀;
实验结论中含有,放置在空气中会发生变色反应,根据题目信息,可知溶液变为蓝色;
思维拓展:
(1)根据图2可以看出,当温度升高后,采用氯化亚铜的生成,因此改进后的实验方案是:取Cu与15%的CuCl2溶液混合加热,观察实验现象;
(4)A、铜金属活动性弱于氢,不会发生置换反应,故错误;
B、铜金属活动性弱于锌,故错误;
C、随着氢离子变为氢气,氢离子浓度降低,溶液pH将增大,故正确;
D、通过电解反应将化学能转化为电能,故错误,故选:ABD。
7. A 水、氧气 5 氯化物能加快铁钉生锈的速率(答案合理即可) 稀盐酸或稀硫酸(合理即可) 向试管中加入步骤Ⅲ所得黑色固体,再加入足量稀硫酸(合理即可) 铁锈和铜 当氯化物与铁钉反应时,可能加快铁钉生锈速度
【详解】I.为了探究铁生锈的过程,同学们设计了如图所示实验。同学们经过一段时间的观察,发现A装置中出现了明显的锈迹,于是得出铁生锈是铁与水和氧气发生化学反应的过程;
II.(1)为了形成对比,③中应加5mL蒸馏水;
(2)实验①和实验②③相比,水中少了氯化钠、氯化钙,但实验②③比实验①铁钉生锈更快,所以对比实验①②③可以得到的结论是氯化物可以加快铁钉生锈速率;
(3)铁可以和氯化铜反应生成红色的铜和氯化亚铁,化学方程式为:Fe+CuCl2= FeCl2+ Cu;
(4)氧化铁和酸反应生成盐和水,铜不会与酸反应,所以步骤II中所加入的试剂是稀盐酸或稀硫酸,红色固体大部分溶解,溶液变为黄色,说明固体中含有氧化铁;
(5)铜和氧气在加热的条件下生成黑色的氧化铜,氧化铜和酸反应生成蓝色溶液,所以步骤IV的步骤是向试管中加入步骤Ⅲ所得黑色固体,再加入足量稀硫酸;
(6)通过表中的实验现象:红色固体大部分和酸反应而溶解,溶液变为黄色,说明含有氧化铁;过滤得到的不溶于酸的红色固体加热会变黑,生成的黑色固体加入稀硫酸全部溶解,溶液变为蓝色,说明含有铜;即试管④中红色沉淀的物质组成是:铜和氧化铁;
(7)结合实验②③中的氯化物不会与铁反应,④中的氯化铜会与铁发生置换反应,所以小组同学可提出了进一步的假设是:当氯化物能与铁钉反应时,可能加快铁钉生锈速度。
8. 便于观察反应的进程(或通过酚酞试剂颜色的变化可以指示中和反应的发生) 石蕊溶液在碱性溶液中呈蓝色,在中性溶液中呈紫色,颜色变化不明显 氢氧化钠溶液,溶液又变红色 CuCl2(CuSO4、Cu(NO3)2等易溶于水的铜盐都可以) 氢氧化钠溶液与盐酸反应的过程中氢氧根离子和氢离子结合生成水分子,在向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的过程中,由于每反应1个OH-就会有1个C1-增加,因此离子数目不变,但溶液体积增大,使得溶液中离子的浓度降低,所以溶液电导率降低,曲线下降(合理即可) M 大于
【详解】[实验分析]
(1)酚酞遇碱变红色,酸性溶液为无色,实验中酚酞溶液的作用是便于观察反应的进程,实验过程中不宜用紫色石蕊溶液代替酚酞溶液,可能原因是石蕊溶液在碱性溶液中呈蓝色,在中性溶液中呈紫色,颜色变化不明显,故填:便于观察反应的进程;石蕊溶液在碱性溶液中呈蓝色,在中性溶液中呈紫色,颜色变化不明显。
(2)探究酚酞有没有反应掉,可以重新加入氢氧化钠溶液,溶液变红,说明氢氧化钠没有反应掉,故填:氢氧化钠溶液,溶液又变红色。
(3)氢氧化钠和氯化铜可生成蓝色沉淀氢氧化铜,加入氯化铜溶液无蓝色沉淀生成,说明无氢氧化钠,上述过程中氢氧化钠和盐酸生成氯化钠和水,属于中和反应,化学方程式HC1+NaOH=NaCl+H2O,故填:CuCl2;HC1+NaOH=NaCl+H2O。
(4)①电导率与离子浓度(单位体积内的离子数)成正比,OM段曲线下降的原因是氢氧化钠溶液与盐酸反应的过程中氢氧根离子和氢离子结合生成水分子,在向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的过程中,由于每反应1个OH-就会有1个C1-增加,因此离子数目不变,但溶液体积增大,使得溶液中离子的浓度降低,所以溶液电导率降低,曲线下降,故填:氢氧化钠溶液与盐酸反应的过程中氢氧根离子和氢离子结合生成水分子,在向氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸的过程中,由于每反应1个OH-就会有1个C1-增加,因此离子数目不变,但溶液体积增大,使得溶液中离子的浓度降低,所以溶液电导率降低,曲线下降。
②反应停止时离子浓度最低,电导率最低,故上述图2中的反应在M点停止,故填:M。
③N点时盐酸过量,溶液中的离子数大于P点,故填:大于。
9. 有红色固体生成,溶液由蓝色变为无色 Mg+CuSO4=MgSO4+Cu 吸收二氧化碳
④和⑤ 与O2、CO2、水蒸气接触 将生成黄色固体放入水中,生成刺激性气味气体,将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触,试纸变蓝色 氧气化学性质活泼,而氮气化学性质不活泼,相同条件下镁更易与氧气反应
【详解】[任务一]
(1)镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,铜为红色固体,硫酸铜溶液为蓝色,硫酸镁溶液为无色,故实验中观察到的现象是有红色固体生成,溶液由蓝色变为无色;
镁和硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,化学反应方程式为:Mg+CuSO4=MgSO4+Cu;
[解释与结论]
(2)二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,故氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳;
(3)实验④中还有二氧化碳,亚硫酸钠溶液可以吸收氧气,亚硫酸钠溶液中含有水分,实验 ④中没有氧气,该实验镁条没有变化,实验⑤中含有二氧化碳、氧气、水,镁条变黑,两个实验对比可知镁条变黑一定与O2有关的实验是④和⑤;
(4)实验⑤中镁条与二氧化碳、水和氧气三种物质接触,镁条才变黑,其余实验镁条不同时与二氧化碳、水和氧气三种物质接触时,镁条无变化,说明镁条变黑的条件是与O2、CO2、水蒸气接触;
[实验探究]
(5)因为镁在空气中燃烧时也能与N2反应生成黄色固体氮化镁,氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故验证该黄色固体是氮化镁的方法是:将生成黄色固体放入水中,生成刺激性气味气体,将生成气体与湿润的红色石蕊试纸接触,试纸变蓝色,说明该黄色固体是氮化镁;
[拓展延伸]
(6)氧气化学性质活泼,而氮气化学性质不活泼,镁粉更易与氧气反应,故镁粉在空气中燃烧生成的MgO远多于Mg3N2。
10.
SiO2 否 铁粉在空气中也可燃烧产生火花飞溅现象 冒气泡
包裹在铁粉表面,使铁粉不能与氧气充分接触 吸收水分不足,反应不充分。(合理即可) 温度,因为温度越高,反应速率越快。(合理即可)
【详解】知识归纳,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,化学方程式为:;
查阅资料,二氧化硅的化学式为:;
实验探究,(1)由于铁粉和碳粉都能在空气中点燃时产生火花飞溅的现象,故出现火花飞溅,得出结论,该黑色粉末含有炭粉是错误的,故填:否;铁粉在空气中也可燃烧产生火花飞溅现象;乙同学取少量黑色粉末,加入稀盐酸,由结论是猜想1正确即是铁粉,铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,故现象是冒气泡,溶液变为浅绿色,故填:冒气泡,溶液变为浅绿色;
(2)从每克脱氧剂中硅藻土用量与脱氧时间的关系图,可知:硅藻土的最佳用量是0.35g,即硅藻土的最佳用量比例是:,故填:;
(3)根据题意和图像变化可知,硅藻土高于或低于最佳量时,脱氧速度会减慢,可能的原因是量太多时,包裹在铁粉表面,使铁粉不能与氧气充分接触;量不足时,吸收水分不足;反应不充分;故填:包裹在铁粉表面,使铁粉不能与氧气充分接触;吸收水分不足,反应不充分。(合理即可)
(4)脱氧剂的脱氧速度还有可能温度影响,因为温度越高,反应速率越快,故填:温度,因为温度越高,反应速率越快。(合理即可)
11. 汽车尾气的排放 Hg 有刺激性气味的气体生成
硝酸钡溶液
排尽装置内的空气,避免干扰
变浑浊 试纸变蓝 可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成二氧化碳 可能是铵盐与氢氧化钠反应生成的氨气
【详解】(1)汽车尾气的排放会造成雾霾;
(2)霾中含有Al、Na、Zn、Pb、Hg、Cd等金属元素,其中的有害元素除Cd和Pb外,还有Hg;
(3)方案一:铵盐与熟石灰研磨,会生成氨气,有刺激性气味的气体生成;
方案二:硫酸根离子与钡离子结合生成硫酸钡沉淀,检验硫酸盐,可加入硝酸钡溶液;
(4)步骤②滴入过氧化氢溶液一段时间后再在导管口接上气球的原因是排尽装置内的空气,避免干扰;霾中含有黑碳,碳燃烧生成二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊;
(5)根据所给信息,硝酸盐溶液中加A1片,加少量NaOH溶液,加热,会产生NH3,NH3能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,可观察到试纸变为蓝色,证明含有硝酸盐;
(6)对“活动三”的结论产生质疑的理由是可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成二氧化碳;对“活动四”的结论产生质疑的理由是可能是铵盐与氢氧化钠反应生成的氨气。
12.(1) 酒精 可再生
(2)节省石油资源(或减少汽车尾气的污染)等。
(3)
(4)也可能是乙醇溶液中的溶剂水(或使用的是95%的乙醇溶液)等合理答案。
(5)根据曲线图可知,燃烧后二氧化碳和水的量都在增加(或两条曲线呈上升趋势)
(6) (或从氧元素角度得出关系式: ) 乙醇未能完全燃烧(或乙醇量过量、氧气量不足等)
【解析】(1)
乙醇俗称酒精,因为乙醇可由高粱等种子发酵而得,故属于可再生资能源。
(2)
乙醇是可再生能源,向汽油添加乙醇,可节约化石燃料。
(3)
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故看到澄清石灰水变浑浊可知乙醇燃烧生成二氧化碳,二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,其方程式为。
(4)
燃烧实验使用的是95%的乙醇,里面还有水,故锥形瓶壁有水雾可能是乙醇溶液的,而不是燃烧产生的。
(5)
图二图三可知,二氧化碳和水的量不断增加,说明乙醇燃烧生成二氧化碳和水,根据元素守恒可知,乙醇含有氢元素和碳元素,可能含有氧元素。
(6)
根据元素守恒可知,乙醇燃烧生成水和二氧化碳,则乙醇一定含碳元素和氢元素,可能含氧元素,如果乙醇的质量大于碳元素和氢元素质量,则说明乙醇有氧元素,二氧化碳的碳元素质量和水中的氢元素原子就是乙醇的氢元素和氧元素的质量,即二氧化碳中碳元素的质量为 ,水中氢元素的质量为 ,如果a> ,则说明乙醇含有氧元素;该实验没有说明在足量的氧气中充分燃烧,这样会导致结果不准确,如氧气不足乙醇可能未完全燃烧。
13. +2 有蓝色沉淀产生 过氧化氢溶液中的溶剂是水,因此H2O不起催化作用 铜离子##Cu2+ 650 0.8 16.0
【详解】(1)胆矾的化学式为CuSO4·5H2O,硫酸根的化合价为-2价,根据正负化合价的代数和为0,则铜元素的化合价为+2价;
(2)农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成,胆矾的化学式为CuSO4·5H2O, Fe与CuSO4反应生成Cu和FeSO4,化学方程式为,所以不能在铁桶中配制波尔多液;
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,故将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中,可观察到的现象为有蓝色沉淀生成;
(4)
①胆矾的水溶液(即CuSO4溶液)能显著加快过氧化氢溶液的分解,起催化作用最不可能的粒子是H2O,因为过氧化氢溶液中的溶剂是水,如果H2O起催化作用,就不会存在过氧化氢溶液;
②实验步骤a与b是做了一个对比实验,2个步骤的不同之处在于,滴稀硫酸时无变化,证明硫酸根不能作为催化剂,b中有Cu2+;与a相比,实验步骤b,溶液中有大量气泡放出,显著加快过氧化氢溶液的分解,由此可知,起催化作用的是Cu2+;
(5)
①由图可知,加热到650℃时,CuSO4开始分解;
②由图知,CuSO4完全分解后生成的CuO质量为8.0g,CuO完全分解后生成的Cu2O质量为7.2g;CuO分解生成Cu2O与O2,则根据质量守恒定律,CuO完全分解时产生O2的质量为;
③胆矾完全分解生成的CuSO4质量为x,则
,
解得,即图中x的值为16.0。
14. 蓝色的石蕊试纸变红色 若有氧气存在,点燃氢气和氧气的混合气体有发生爆炸的危险 氧化钙##CaO 不正确,应将U型管调整到盛有氢氧化钠溶液的广口瓶后面 改用稀硫酸 氧化锌与稀硫酸反应放出热量 硫酸被消耗,硫酸的质量分数越来越小
【详解】(1) 二氧化硫能与水反应生成亚硫酸,亚硫酸呈酸性,所以用润湿的蓝色石蕊试纸放在试管口,可以观察到试纸变红色,故填蓝色的石蕊试纸变红色;
(2)锌和稀硫酸反应生成氢气,此时气体中主要为氢气,可能混有氧气或二氧化硫,氢气纯度不足时点燃会引发爆炸,故填若有氧气存在,点燃氢气和氧气的混合气体有发生爆炸的危险;
[实验改进]
(1)由装置图可知,最左侧装置产生的混合气体,通过U型管后,再通入氢氧化钠溶液,用于吸收二氧化硫,最后收集。题中要求收集干燥、纯净的氢气,所以二氧化硫需要被吸收,水蒸气也需要被处理,故U型管用于干燥。所以U型管内转的固体干燥剂可能为氧化钙;故填氧化钙;
在进行气体净化时,需要先处理杂质气体,最后进行干燥处理,所以该装置位置不正确,需要先用氢氧化钠吸收二氧化硫,再用氧化钙进行干燥,最后进行收集。故填不正确,应将U型管调整到盛有氢氧化钠溶液的广口瓶后面;
(2)二氧化硫和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,方程式为 ;
[评价与反思]
当硫酸浓度过大时与锌反应能生成SO2气体,所以为了减少二氧化硫处理装置,可以使装置尽可能不产生二氧化硫,可用稀硫酸代替浓硫酸。故填改用稀硫酸;
[数字化探究]
(1)密闭装置内气压的增大,可能是因为产生气体,也可能是因为装置内温度升高使得气体体积膨胀。AB段没有氢气放出,说明锌和稀硫酸还没开始反应,但密闭容器中压强却逐渐增大,说明有其他物质和硫酸反应使得装置温度升高,该物质可能为氧化锌,说明氧化锌和硫酸反应放热,故填氧化锌与稀硫酸反应放出热量;
(2)随着反应的进行,硫酸被消耗,其浓度逐渐降低,所以会使得锌和硫酸的反应速率降低,产生气体的量减少,压强变化率减小。故填硫酸被消耗,硫酸的质量分数越来越小;
硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气,方程式为。
15. 根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中存在氢、碳、氧元素(合理即可) 除去镁表面的氧化膜 H2 固体溶解、有气体生成 MgCO3、MgO 根据图中数据可知,结晶水的质量为4.66-3.94=0.72g;
由化学方程式体现的质量关系可知,X=4
【详解】猜想假设:根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Na、H、C、O、Mg,生成物中也应含这些元素,故生成的气体可能是氢气,也可能是二氧化碳,也可能是氢气和二氧化碳;
实验探究:取一段洁净的镁条,先用砂纸打磨,其目的是除去镁表面的氧化膜,防止影响实验;
先将产生的气体收集并通入澄清石灰水中,无明显现象,说明气体不是二氧化碳;再将收集的气体点燃,火焰呈淡蓝色,则该气体为氢气H2;
定性研究:碳酸镁和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,氢氧化镁和盐酸反应生成水和氯化镁;取白色固体于试管中,滴加足量的稀盐酸,观察到固体溶解、有气体生成,得出猜想1一定不成立;
碳酸镁和稀盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳气体,该反应的化学方程式为:;
数据处理:(1)已知:固体进行热分解首先失去结晶水,最后完全反应;Mg(OH)2、MgCO3受热都能分解成两种氧化物,且Mg(OH)2的分解温度比MgCO3低,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,故氢氧化镁分解生成氧化镁和水,碳酸镁分解生成氧化镁和二氧化碳;结合图像可知,碱式碳酸镁晶体加热首先失去结晶水、然后氢氧化镁分解生成氧化镁和水、最后碳酸镁分解生成氧化镁和二氧化碳,故t4~t5段固体为碳酸镁和氢氧化镁分解得到的氧化镁;故填MgCO3、MgO。
(2)由(1)分析可知,t5~t6段发生反应为碳酸镁高温分解生成氧化镁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
(3)见答案。
16. 温度达到脱脂棉的着火点 带火星的小木条 有气泡冒出 BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl 试管中溶液变红色 碳酸钠溶液也呈碱性 取少量溶液置于试管中,向试管中加入过量的氯化钡溶液,待反应完全后向试管中滴加酚酞试剂,如果溶液变成红色则证明有氢氧化钠存在
【分析】本题考查根据实验探究化学反应的生成物及混合物的组成。
【详解】(1)燃烧的三要素是可燃物、助燃剂、温度达到着火点,脱脂棉是可燃物,反应产生了氧气,故剩余的条件是温度达到脱脂棉的着火点;
(2)根据题干信息是要在P处验证氧气,氧气可以使带火星的木条复燃,故在P处放置带火星的小木条;温度升高锥形瓶中空气受热膨胀,故在烧杯中能看到气泡冒出;
(3)氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,反应方程式为:BaCl2+ Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;
酚酞试剂遇到碱性物质会变红色,根据实验结论溶液呈碱性反推出实验现象为试管中溶液变红色;
(4)因氢氧化钠和碳酸钠溶液都是显碱性,所以溶液中不一定有氢氧化钠,理由是碳酸钠溶液也是呈碱性;
因碳酸钠能与氯化钡发应生成碳酸钡沉淀与氯化钠,氯化钡和氯化钠的溶液都是中性,若将溶液中碳酸钠完全反应完后,溶液还是呈碱性则可证明溶液中含有氢氧化钠,故可以设计实验:取少量溶液置于试管中,向试管中加入过量的氯化钡溶液,待反应完全后向试管中滴加酚酞试剂,如果溶液变成红色则证明有氢氧化钠存在。
【点睛】本题综合性较强要紧扣探究的目的结合对照实验,完善实验步骤及实验现象的描述,设计实验要注意实验合理性。
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