第五单元 课题3 结合化学方程式计算-九年级化学上册实验探究专练（人教版）

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第五单元课题3 结合化学方程式计算的实验探究题（29道题）考试时间：自主检测1．某实验小组为测定铜和氧化铜混合物中氧化铜的质量分数，设计了用干燥纯净的氢气还原氧化铜的实验，所需实验装置如图所示。将铜和氧化铜的混合物m1g放入硬质玻璃管，通 入充足的氢气充分反应后冷却称量，硬质玻璃管内剩余固体的质量为 m2g（已知氢氧化钠溶液可以吸收HCl气体，氯化钙可以吸收水蒸气，装置气密性良好，部分夹持装置略去，装置 B、 C、D、E 中药品均足量）。 请回答下列问题： （1）装置 A 中固定硬质玻璃管的仪器名称为______。 （2）将上图连接成整套装置，正确的连接顺序为 B→______→E（填写字母）。 （3）装置 A玻璃管内发生反应的化学方程式为______。 （4）混合物中氧化铜的质量分数为______（用 m1、m2的代数式表示）。 （5）关于该实验，下列说法正确的是______。 A实验过程中应先点燃酒精灯加热硬质玻璃管，然后打开分液漏斗的旋塞加入稀盐酸 B硬质玻璃管内可以观察到的现象是：固体混合物中的黑色固体变成红色 C熄灭酒精灯后还要继续通入氢气，目的之一是防止液体倒吸 D若反应后装置 E 的质量增加 m3，则 E该样品中铜单质的质量为 m2F该实验的不足之处是没有处理尾气【答案】（1）铁架台 （2） D→C→A （3） （4）铜和氧化铜混合物的质量为m1g与氢气充分反应后剩余质量为m2g，减少的质量为氧化铜中氧元素的质量，为（m1-m2)g，设反应前氧化铜的质量为x，解得：x=5(m1-m2)g，所以混合物中氧化铜的质量分数为 （5）BCD 【解析】（1）固定硬质玻璃管的仪器是铁架台；（2）先用B制备氢气，再通过D除去氯化氢气体，接着通过C除去水蒸气，然后利用A装置进行氢气还原氧化铜的反应，再连接E用CaCll吸收水蒸气；（3）装置A中发生的反应为氢气还原氧化铜生成铜和水，即；（4）见答案；（5）A、应先打开分液漏斗的旋塞加入稀盐酸生成氢气，先通氢气排出硬质玻璃管中的空气，然后再点燃酒精灯加热，防止空气和氢气的混合气体加热发生爆炸，所以选项错误；B、氧化铜为黑色，被还原后生成的铜为红色，所以选项正确；C、熄灭酒精灯后再通入一段时间氢气，可以防止倒吸，故选项正确；D、若E装置中质量增加m3g，设反应生成水的质量为y，解得 ，由于空气中也有水蒸气可能会进入E装置，所以 ，故选项正确；E、样品中铜的质量为m1g-[5(m1-m2)g]，即（5m2-4m1)g，故选项错误；F、氢气无毒且排出的量较少，不需要尾气处理，故选项错误，故正确的有BCD。2.某化学兴趣小组验证一氧化碳还原氧化铜,并探究其还原产物成分的组成。 （查阅资料）I、一氧化碳还原氧化铜,除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O); Ⅱ、Cu2O 为不溶于水的红色固体;Ⅲ、 。 （提出问题）红色固体含有什么物质？ （猜想假设）假设一:红色固体只含 Cu;假设二:红色固体只含 Cu2O;假设三:_______ 。 （实验验证）该小组为验证上述假设,取少量红色固体,加到足量稀硫酸中,观察到溶液变为蓝色,红色固体部分溶解。 （实验结论）根据上述实验结果,可知红色固体中一定含有_______。 （数据处理）为进一步确定红色固体的成分,甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体,加到足量稀硫酸中使其充分反应,经过滤、洗涤、干燥后,称量剩余红色固体质量如表,请完善表中内容: （交流与反思）只要假设合理,方法正确,根据实验现象和数据就能得出结论。【答案】（猜想假设）红色固体含Cu 和 Cu2O （实验结论）Cu2O （数据处理）甲：猜想二成立 乙：猜想三成立 【解析】[猜想假设]假设一：红色固体只含Cu；假设二：红色固体只含 Cu2O；假设三：红色固体含Cu 和 Cu2O 。 [实验验证]该小组为验证上述假设,取少量红色固体,加到足量稀硫酸中,观察到溶液变为蓝色,红色固体部分溶解。 [实验结论]因为，根据上述实验结果可知，红色固体中一定含有Cu2O。 [数据处理]甲的实验：设14.4g纯净的Cu2O与足量稀硫酸反应生成Cu的质量为x。 ，x=6.4g，14.4gCu2O完全反应生成Cu的质量为为6.4g，说明红色固体是Cu2O，因此猜想二成立。乙的实验：由以上的质量关系可知，7.2gCu2O完全反应生成Cu的质量为3.2g，而得到的剩余红色固体质量为3.48g，说明红色固体是氧化亚铜和铜的混合物，因此猜想三成立。【点睛】解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论。3．氯化镁是一种重要的化工原料，同学们在实验室对其开展了系列研究。课题1：选择制取氯化镁的原料（查阅资料）①全球海水中含有的盐类总质量为5亿亿吨，其中含有的各种离子占盐类总质量的百分含量如下表所示：②工业生产中海水或卤水（海水晒盐后的剩余溶液）都可以作为制取氯化镁的原料。（交流讨论）同学们经讨论，一致选择卤水用于实验室制取氯化镁。你认为他们的理由是_____。课题2：由卤水制取氯化镁同学们设计如图所示方案，从卤水中制取氯化镁。（1）溶液X的名称是_____。（2）部分同学认为上述制取方案不够完善，在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作，从而导致制取的氯化镁不纯，可能混有的杂质是_____。课题3：测定氯化镁产品的纯度（氯化镁的质量分数）同学们设计如下实验方案对制得的氯化镁进行纯度测定。（实验步骤）①称取9.5g氯化镁样品，放于烧杯中，加足量的水溶解，形成溶液；②向上述溶液中加入90g质量分数为10%的氢氧化钠溶液；③充分反应后，过滤；④……⑤向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，再逐滴加入10%稀硫酸（密度为1.07g·mL—1），并_____，当观察到溶液恰好褪色且30s内红色不复现，停止加入稀硫酸；⑥计算氯化镁样品的纯度。（问题讨论）（1）为计算出氯化镁样品的纯度，除上述数据外，实验还需测量的数据是_____。（2）若缺少步骤④，则会导致氯化镁纯度测定不准确，步骤④的操作是_____。【答案】课题1：（交流讨论）卤水中氯化镁含量高 课题2：（1） 盐酸 （2）氯化钠、氯化钾和氯化钙（也可混有其他合理杂质） 课题3：用玻璃棒搅拌或摇晃或振荡 稀硫酸反应最后的体积或稀硫酸反应前后的质量，或加入酚酞后混合溶液质量与反应后混合溶液质量或稀硫酸的体积等 用水充分洗涤滤渣，并将洗涤液与滤液合并 【解析】根据所学知识和题中信息知，课题1：选择制取氯化镁的原料。[查阅资料][交流讨论]同学们经讨论，一致选择卤水用于实验室制取氯化镁。你认为他们的理由是卤水中氯化镁含量高。课题2：由卤水制取氯化镁。（1）溶液X的名称是盐酸。（2）部分同学认为上述制取方案不够完善，在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作，从而导致制取的氯化镁不纯，可能混有的杂质是氯化钠、氯化钾和氯化钙（三者缺一不得分，也可混有其他合理杂质）。课题3：测定氯化镁产品的纯度（氯化镁的质量分数）。[实验步骤]⑤向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液，溶液变红，再逐滴加入10%稀硫酸（密度为1.07g·mL—1），并用玻璃棒搅拌或摇晃或振荡，当观察到溶液恰好褪色且30s内红色不复现，停止加入稀硫酸。[问题讨论]（1）为计算出氯化镁样品的纯度，除上述数据外，实验还需测量的数据是稀硫酸反应最后的体积或稀硫酸反应前后的质量，或加入酚酞后混合溶液质量与反应后混合溶液质量或稀硫酸的体积等。⑵若缺少步骤④，则会导致氯化镁纯度测定不准确，步骤④的操作是用水充分洗涤滤渣，并将洗涤液与滤液合并。4．小丽家里的下水道被毛发、食物残渣等杂物堵塞了，她爸爸买了一瓶管道通回来，经过短时间的浸泡使用，堵塞的下水道很快就疏通了。管道通是怎样使堵塞的下水道重新疏通呢？小丽产生了强烈的好奇，决定与化学兴趣小组的同学对管道通的成分及性质进行研究。 （查阅资料）（1）管道疏通剂的说明书，疏通剂的主要成分是NaOH固体与Al粉（2）NaOH溶液会与Al发生反应生成NaAlO2（实验模拟）在实验室里，小丽取出了一些NaOH固体和Al粉混合后，放入盛有水的试管中，观察到反应剧烈，有大量气泡产生，且试管壁发烫。对于壁发烫的原因，学习小组的同学认为可能是______的原因，也可能是______的原因。（猜想与假设）产生的气泡可能是什么气体？同学们纷纷提出了自己的猜想：（1）小李认为该气体是氧气；小张认为是氢气。（2）你认为该气体可能是氧气和氢气的混合气体外，还可能是______。（验证假设）小丽设计了如图所示装置进行实验。该气体的收集方法叫______。小李拿一根带火星的木条伸到集满气体的B试管中，木条不复燃证明他的假设不正确。而现在发现B试管中的气体能被点燃，产生淡蓝色的火焰，该实验现象证明了小张的猜想是正确的。经实验确定A试管中反应后只有NaAlO2一种溶质，写出A试管中反应的化学方程式：______。（原理分析）对于Al为什么能与氢氧化钠溶液反应生成氢气的原因，大家进一步提出自己的猜想。小李认为，Al的金属活动性排在H之前，所以置换出NaOH中的“H”。但他的观点遭到大家的反对，因为______。小丽猜想是Al的性质比较特殊的原因，经过网络查找，大家终于明白了疏通反应的原理。（交流反思）根据上述实验及NaOH的性质，请你提出一条保管或安全使用管道疏通剂的建议：______。（定量分析）小王在瓶子上发现了这瓶管道疏通剂的标签，于是他们开始了定量研究，他们向烧杯中加入206g水，再加入本品200g。当铝粉全部反应后，求：所得溶液中氢氧化钠的质量分数______。【答案】（实验模拟）反应放热 氢氧化钠溶于水放热 （猜想与假设）水蒸气 （验证假设）排水法 （原理分析）氢氧化钠属于碱，活泼金属置换酸中的氢 （交流反思） 密封，防潮 （定量分析）16.5% 【解析】[实验模拟]：NaOH固体和Al粉混合后，放入盛有水的试管中，观察到反应剧烈，有大量气泡产生，且试管壁发烫，试管壁发烫，可能是氢氧化钠固体溶于水放出热量，也可能是铝与氢氧化钠反应放出热量；故填：反应放热；氢氧化钠溶于水放热。[猜想与假设]：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Al、Na、O、H，故生成物中也应含Na、Al、H、O，故生成的气体可能是氢气、氧气、氢气和氧气的混合物，还可能是水蒸气；故填：水蒸气。[验证假设]：由图可知，该气体的收集方法是排水集气法；B试管中的气体能被点燃，产生淡蓝色的火焰，说明该气体是氢气，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，该反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑；故填：排水法；2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。[原理分析]：氢氧化钠属于碱，不是酸，故他的观点错误；故填：氢氧化钠属于碱，活泼金属置换酸中的氢。[交流反思]：管道疏通剂含氢氧化钠，氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，具有吸水性，且铝能与氢氧化钠、水反应生成偏铝酸钠和氢气，故应密封保存，故填：密封，防潮。[定量分析]解：设反应的氢氧化钠质量为x，反应生成氢气的质量为y。 所得溶液中氢氧化钠的质量分数 答：溶质质量分数16.5%。5．碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症。某实验小组要测定一种钙片中碳酸钙的含量。（查阅资料）①补钙剂中常加入糖类、维生素D等，这些物质不与稀盐酸反应产生气体。②氢氧化钠溶液能与二氧化碳发生反应。（方案设计）根据资料和已学知识，该小组同学设计如下方案进行测定。（装置见图）将钙片粉碎，加入足量的稀盐酸充分反应，根据放出气体的量计算碳酸钙的含量（不考虑盐酸的挥发）。（1）写出图中B装置中发生反应的化学方程式：_____。记录数据如下（锥形瓶质量为100g，加入钙片质量为25g）；（分析和评价）（2）要使测定结果更准确，反应前、后都要通入空气，目的是_____。（3）经过计算，该钙片中碳酸钙的质量分数是_____。（交流反思）碳酸钙除了可以补钙外，还有很多用途，请你再写出一种它的用途_____。【答案】（1）2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑ （2） 反应前通入空气是排出内部残留的二氧化碳，反应后通入空气是将生成的二氧化碳彻底排出 （3）60% 制备生石灰 【解析】（1）盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，书写化学方程式注意配平及气体符号；故答案为：2HCl+CaCO3＝CaCl2+H2O+CO2↑。（2）为了避免空气中二氧化碳对反应前测量结果的影响，所以反应前通入氢氧化钠吸收二氧化碳后的空气将内部残留的二氧化碳排出锥形瓶，然后反应结束后，内部生成的二氧化碳由于密度大于空气，容易沉积在锥形瓶下部，所以再通入被氢氧化钠吸收二氧化碳后的空气，将内部生成的二氧化碳排出瓶外，保证实验结果测量准确；故答案为：反应前通入空气是排出内部残留的二氧化碳，反应后通入空气是将生成的二氧化碳彻底排出。（3）根据上述实验数据，可知在第三次加入盐酸后，质量不在发生变化，说明碳酸钙被全部反应消耗掉，因此是加入300g盐酸与25g样品时，碳酸钙全部反应生成二氧化碳，根据碳元素质量守恒定律，二氧化碳中碳元素质量＝碳酸钙中碳元素质量，设碳酸钙质量为m，二氧化碳质量＝反应前总质量﹣反应后总质量＝325g﹣318.4g＝6.6g； m＝15g，所以碳酸钙质量分数＝＝60%故答案为：60%。【交流与反思】碳酸钙加热分解后生成氧化钙，是生石灰的主要制作原材料，所以碳酸钙可以用于制备生石灰；故答案为：制备生石灰。6．实验课上，为检验镁条能否在N2中燃烧，某兴趣小组开展如下探究:（查阅资料）1、氮化镁（Mg3N2）是一种淡黄色固体，能和水反应，生成不溶于水的白色固体Mg(OH)2和NH3；2、NH3能使湿润红色石蕊试纸变蓝色。（实验步骤）①将足量白磷在空气中点燃后，迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图1）；②待钟罩内水面不再变化时，向水槽中加水，使水槽中液面与钟罩内液面相平；③打开橡皮塞，将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内，塞紧橡皮塞（图2）；④待钟罩内水面不再变化时，观察钟罩内壁及表面皿中固体颜色，取少量固体加入水中。（分析）a步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是__________；b步骤③中镁条剧烈燃烧，反应的化学方程式为__________；c步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体，加入水中，产生白色浑浊及能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，反应的化学方程式为______；（结论）镁能在N2中燃烧，并生成Mg3N2。请你判断：2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，所得固体质量可能为______。a 3.33g b 3.93g c 4.00g d 3.96g【答案】（分析）消耗完钟罩内的氧气，防止空气中氧气对实验的干扰 （结论）bd 【解析】分析:a步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是：消耗完钟罩内的氧气，防止空气中氧气对实验的干扰；b步骤③中镁条在氮气中剧烈燃烧，反应的化学方程式为：3Mg＋N2Mg3N2；由题意可知：氮化镁（Mg3N2）是一种淡黄色固体，能和水反应，生成不溶于水的白色固体Mg(OH)2和NH3；2、NH3能使湿润红色石蕊试纸变蓝色。c步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体，加入水中，产生白色浑浊及能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体，反应的化学方程式为：结论：镁能在N2中燃烧，并生成Mg3N2。请你判断：2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧解：设2.4g镁全部与氧气反应生成氧化镁的质量为x。 x=4g,设：2.4g镁全部与氮气反应生成氮化镁的质量为y。 y≈33.3g2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧，所得固体质量：33.3g＜m＜4.0g；故选：bd。7．某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验。（1）请写出镁条与氧气反应的化学方程式________.（2）小明认为根据质量守恒定律，燃烧产物的质量应大于反应物镁条的质量。镁条完全燃烧后，称量发现石棉网上的燃烧产物质量反而比反应前镁条质量小，其主要原因是________（3）小红按图1装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有一些黄色固体。（提出问题）黄色固体是什么呢？（查阅蜜料）①氧化镁为白色固体。②镁条能在氮气中燃烧生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体。③氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使酚酞溶液变红。（做出猜想）黄色固体为Mg3N2（实验探究）按照图2所示，取燃烧产物于烧杯B中，加入适量水，然后用大烧杯罩住小烧杯A和B。观察到________现象，得出结论是燃烧产物中含Mg3N2。（反思与交流）空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，请给出合理的解释________。（拓展延伸）为了证明镁可在氮气中燃烧生成氮化镁，小红又设计了如下方案进行验证．步骤①：用盛水的水槽，无底的废广口瓶、燃烧匙、蒸发皿、橡皮塞等装配如图3所示的装置；另准备一只有一根铜丝穿过的橡皮塞，铜丝末端固定一根镁条。步骤②：引燃燃烧匙中足量的红磷，塞好橡皮塞；待充分冷却，观察到广口瓶内水面上升。步骤③：往水槽中加水使广口瓶内外水面相平；点燃镁条，迅速更换橡皮塞，镁条在广口瓶内继续燃烧，放出热量；待冷却后广口瓶内水位继续上升。①步骤②的目的是________。②写出镁在氮气中燃烧生成氮化镁的化学方程式：________。③2.40g镁条在空气中完全燃烧，所得全部固体质量不可能是________。A 3.33g B 4.00g C 3.90g D 3.96g【答案】（1）2Mg+O22MgO （2） 部分氧化镁扩散到了空气中 酚酞试液变红色 相同条件下，镁更容易和氧气反应 （拓展延伸）使氧气完全反应 3Mg+N2Mg3N2 AB 【解析】（1）镁条与氧气反应生成氧化镁，反应的化学方程式为：2Mg+O22MgO；（2）根据质量守恒定律，燃烧产物的质量应大于反应物镁条的质量，镁条完全燃烧后，称量发现石棉网上的燃烧产物质量反而比反应前镁条质量小，其主要原因是部分反应产物扩散到空气中，即反应过程中部分氧化镁扩散到了空气中；（3）实验探究：根据“氮化镁可与水反应生成氨气，氨气能使酚酞溶液变红”可知，使用过程中酚酞试液变红色，说明B中产生了氨气，进一步说明燃烧产物中含Mg3N2；反思与交流：空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，这是因为相同条件下，镁更容易和氧气反应；拓展延伸：①步骤②的目的是使氧气完全反应；②镁在氮气中燃烧生成氮化镁，反应的化学方程式为： 3Mg+N2Mg3N2；③设2.40g镁和氧气反应生成氧化镁质量为x，和氮气反应生成氮化镁质量为y。 x=4g； y≈3.33g；由以上计算可知，2.40g镁条在某氧气和氮气的混合气中完全燃烧时，所得固体质量大于3.33g，小于4g。故选AB。8．镁的化学性质比较活泼，能在氮气中燃烧生成氮化镁，在氮化镁中氮元素的化合价为。 氮化镁的化学式为： ______ 。（发现问题）镁是一种银白色有金属光泽的金属。但拿出的镁条总是有一层灰黑色的“外衣”，这层灰黑色的外衣是什么物质呢？（查阅资料）①：白色固体，难溶于水，受热会分解成氧化镁和水；②：白色固体，微溶于水，受热会分解成氧化镁和二氧化碳；③的热稳定性比的热稳定性更强。（提出猜想）小组同学认为该固体不可能是MgO、或 ，他们的理由是 ______ 。小组同学由铜生锈会产生联想到灰黑色的物质可能是 。（实验分析）按如图1所示装置进行实验，发现试管口有液滴出现，说明反应产生了 ______ ，澄清石灰水变浑浊，同时灰黑色固体完全变为白色。若灰黑色固体是，请写出 受热分解的化学方程式为： ______ 。（组成测定）工业生产中得到的碱式碳酸镁晶体是，为精确测量晶体的组成，小组同学取 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2所示。请回答下列问题：①固体质量没有发生变化的原因可能是 ______ 。②段固体为 ______ 和写化学式。【答案】（1）Mg3N2 （2） 它们都是白色固体 （3） 水 Mg2(OH)2CO32MgO+CO2↑+H2O （4） 温度没有达到碱式碳酸镁分解需要的最低温度 MgCO3 【解析】氮化镁中镁元素化合价是，氮元素化合价是，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，氮化镁的化学式为Mg3N2。小组同学认为该固体不可能是MgO、Mg(OH)2或MgCO3，因为它们都是白色固体。按如图1所示装置进行实验，发现试管口有液滴出现，说明反应产生了水，澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，若灰黑色固体是Mg2(OH)2CO3，Mg2(OH)2CO3受热分解生成氧化镁、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Mg2(OH)2CO32MgO+CO2↑+H2O。①固体质量没有发生变化的原因可能是温度没有达到碱式碳酸镁分解需要的最低温度。②加热固体，固体逐步分解，段是吸收热量，使温度达到碱式碳酸镁分解需要的最低温度。由于MgCO3的热稳定性比Mg(OH)2的热稳定性更强，氢氧化镁先分解为氧化镁和水，段是Mg(OH)2分解为氧化镁和水，段Mg(OH)2已经完全分解，此时的固体为MgCO3和MgO。9．过氧化钠(化学式为 Na2O2),淡黄色粉末,常用在矿山、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合。Ⅰ.制备方法.Na Na2O Na2O2（1）2Na2O+O2 2Na2O2属于基本反应类型中的_______反应。Na2O 和 Na2O2的化学性质是否相同？_______(选填“是”或“否”)。（2）制得的 Na2O2在空气中易变质为Na2CO3同时生成氧气。请写出反应方程式: _______Ⅱ.纯度测定.某化学兴趣小组做了如下探究。（实验目的）测定某部分变质的过氧化钠样品的纯度。（查阅资料）①2Na2O2+2H2SO4 = 2Na2SO4+2H2O+O2↑②过氧化钠与稀硫酸反应时放出大量的热。（实验测定）使用如图所示实验装置进行测定。其中Q 为弹性良好的气球(自身膨胀时阻力忽略)。碱石灰成分是生石灰和氢氧化钠固体混合物。称取 mg 样品放入气球Q，安装好仪器,打开了漏斗的活塞,将稀硫酸滴入气球Q 中。（实验讨论）（1）为测定生成气体的总体积,滴加稀硫酸时,K1、K2、K3中应当关闭的是 K1和_______,其余应当打开。（2）上述反应停止后,将 K1、K2、K3均处于关闭状态,然后先打开 K2,再缓缓打开 K1,此时可见的现象是:气球逐渐变小,_____.要“缓缓”打开 K1是为了______（3）实验中,未经装置冷却就立即读数,同学们经过讨论一致认为右侧量筒内测到的数据往往误差较大,理由是_______。（4）测量发现,左侧量筒内气体体积为 VmL. 已知氧气密度约为 ρg/L, 通过计算可确定样品中过氧化钠的纯度约为_____.【答案】（1）化合 否 （2） 2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+ O2 （实验讨论）（1） K2 （2）左边导管有气泡冒出 控制气体流速，使二氧化碳充分吸收 （3）气体热胀冷缩 （4） 【解析】Ⅰ.制备方法 （1）该反应中反应物有两种，生成物有一种，属于化合反应。Na2O 和 Na2O2 的构成不同，化学性质不同。（2）Na2O2在空气中易变质为Na2CO3 同时生成氧气，根据质量守恒定律可知，过氧化钠与空气中的二氧化碳反应，反应方程式为：2Na2O2+2CO2= 2Na2CO3+ O2。[实验讨论]变质的过氧化钠中含有碳酸钠，加入酸后Q内发生反应：2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑；Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+H2O+CO2↑，反应产生的CO2、O2使气球变大，将广口瓶中气体排出，水进入量筒Ⅰ中，所以量筒Ⅰ中水的体积即为产生的CO2、O2的体积；随后混合气体通过碱石灰吸收CO2，最后量筒Ⅱ中收集的是O2，则利用左边装置收集反应生成氧气的体积，根据反应方程式计算过氧化钠的纯度。（1）为测定生成气体的总体积,滴加稀硫酸时,K1、K2、K3 中应当关闭的是 K1和K2，其余全部打开；（2）反应停止后，不再放出热量，先打开 K2，再缓缓打开 K1，广口瓶内外相通，气球Q慢慢缩小，左侧导管有气泡生成；要“缓缓”打开 K1 是为了控制气体流速，使二氧化碳充分被吸收；（3）实验中，未经装置冷却就立即读数,同学们经过讨论一致认为右侧量筒内测到的数据往往误差较大，理由是气体热胀冷缩；（4）设mg样品中过氧化钠的质量为x，样品中过氧化钠的纯度约为: 10．今年三月五号，十三届人大二次会议在北京人民大会堂开幕。从李克强总理的政府报告中我们能深切体会到国家对于环境保护、环境治理的高度重视。在工业生产上规定空气中二氧化硫的允许排放量不得超过，否则将危害人类的健康，造成环境污染。某校学习小组欲利用“碘量法”测定扬州石化厂附近空气中的的含量,请你参与并协助他们完成相关学习任务（部分装置图如下图所示）。 （查阅资料）淀粉遇碘（）变蓝,遇氢碘酸（）不变色.氢碘酸为无色液体.（测定原理）碘溶液吸收的化学反应原理是:（测定步骤）①先准确称取1.27g粉末状碘（），并称取一定量的碘化钾（碘化钾可增大碘在水中的溶解度），加水使之完全溶解，配成1000mL碘水，准确称量取此溶液5.00mL并稀释10倍，再滴加2~3滴淀粉指示剂既得标准碘溶液。②准确量取标准碘溶液5.00mL倒入洗气瓶中待用（如上图）。则该标准碘溶液中所含碘的溶质质量分数为____________（本题中溶液的密度可看做1.0g/cm3）③到指定的测试地点甲处抽气，抽气时应先关闭旋塞K2，打开旋塞K1，拉注射器活塞到100mL处，再_______________将气体缓缓全部推入标准碘溶液中，即完成一次抽气。每次抽气100mL，直到反应恰好完全反应为止，记录抽气次数（n）。④在测试地点甲处，有三位同学分别做了实验，实验数据如下数据中__________（选填：小青、小白或小金）的最接近真实值，另两位同学不准确的原因为__________________。⑤小组的其他同学再到不同地点再重复实验4次(每次所取碘溶液均为5.00mL)。这样做的目的是____________。5次实验的抽气次数记录见下表（交流与讨论）（1）所配制的碘溶液显______色，实验中表明恰好完全反应的现象是__________。（2）所配制的碘溶液浓度过浓，过稀都不合理，试分析浓度过浓不合理的原因是_________。（3）通过计算，学习小组得出结论：扬州石化厂附近空气中的含量为____mg/l______（选填“超标”或“不超标”）（4）化工厂的含硫尾气处理后才能排放，下列物质中，能吸收的有______（选填字母）。A 氨水B 酸性高锰酸钾溶液C 熟石灰【答案】（测定步骤）0.127% 关闭旋塞K1，打开旋塞K2 小白 抽气次数少，测量结果误差大 多次测量，取平均值，使实验结果更准确 （交流与讨论）（1）蓝 溶液由蓝色恰好变成无色 （2） 反应速率过快，不易观察溶液颜色变化情况 （3） 0.04 超标 （4） AC 【解析】[测定步骤]②准确量取标准碘溶液5.00mL倒入洗气瓶中待用（如上图）。则该标准碘溶液中所含碘的溶质质量分数为；③到指定的测试地点甲处抽气，抽气时应先关闭旋塞b，打开旋塞a，拉注射器活塞到100mL处，再关闭旋塞K1，打开旋塞K2将气体缓缓全部推入标准碘溶液中，即完成一次抽气。每次抽气100mL，直到反应恰好完全反应为止，记录抽气次数（n）。④在测试地点甲处，有三位同学分别做了实验，实验数据如下数据中小白的最接近真实值，另两位同学不准确的原因为抽气次数少，测量结果误差大；⑤小组的其他同学再到不同地点再重复实验4次(每次所取碘溶液均为5.00mL)。这样做的目的是多次测量，取平均值，使实验结果更准确；[交流与讨论]（1）所配制的碘溶液显蓝色，实验中表明恰好完全反应的现象是溶液由蓝色恰好变成无色；（2）所配制的碘溶液浓度过浓，过稀都不合理，浓度过浓不合理的原因反应速率过快，不易观察溶液颜色变化情况。（3）通过计算，学习小组得出结论：扬州石化厂附近空气中SO2的含量为0.04mg/L＞0.02mg/L，超标；（4）氨水和熟石灰显碱性，能吸收SO2，故选AC。11．小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白，于是想探究该固体的成份。（提出问题）该淡黄色固体的化学成份是什么？（查阅资料）（1）硫单质是一种淡黄色固体，难溶于水，在空气中点燃硫单质，生成一种无色、有刺激性气味的气体。（2）过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体，能与水反应，生成气体并放出大量的热。（设计实验方案）方案一：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡并观察现象。方案二：在燃烧匙里放少量该固体，在酒精灯上加热，观察现象。比较以上两方案，你认为的最佳方案是 _____ （填“方案一”或“方案二”），理由是 _____ 。（实验验证并得出结论）小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水，立刻观察到有无色气泡产生，并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠（NaOH），确定该淡黄色粉末为过氧化钠（Na2O2）。小明还想对生成的气体成分进行判断，他提出了以下三种假设：A 该气体是CO2 B 该气体是O2 C 该气体是H2①同学们首先一致认为上述假设中的 _____ （填“A”或“B”或“C”）肯定不合理，理由是 _____ 。②通过查阅资料，同学们又得知：在化学反应中，有元素化合价升高，就必然有元素化合价降低。于是通过小组讨论，大家一致认为上述假设中的 _____ （填“A”或“B”或“C”）肯定也不合理。③同学们用图1装置（装置气密性良好）进行实验检验，验证了上述分析的合理性：他们的方法是：打开活塞使水流入试管，将带火星的木条放在导管 _____ （填“a”或“b”）处，发现木条复燃，说明生成的气体是氧气。④小佳同学待试管内固体完全溶解且不再有气泡产生后，往试管内加入少量二氧化锰，又立即产生大量气泡，由此可知过氧化钠与水反应后的溶液中含有过氧化氢，写出过氧化氢在二氧化锰催化下分解的化学方程式： _____ 。⑤小王同学用图2装置，测量生成氧气的体积：测量气体体积读数时，必须待试管和量筒内的气体都冷却至室温时才能进行，因此应选用图2装置中的 _____ （填“A”或“B”），否则测量结果会 _____ （填“偏大”或“偏小”）。（交流与反思）下列关于Na2O2说法不正确的是 _____ （填字母序号）。a．Na2O2中氧元素的化合价是﹣2价b．Na2O2必须密封保存c．Na2O2着火后可用水扑灭（定量计算）通过进一步查阅资料可知：过氧化钠 （Na2O2）与水反应时，先生成氢氧化钠和过氧化氢，然后过氧化氢再分解产生氧气。总反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑．小李同学将20g某过氧化钠样品放入足量水中，充分反应后共产生气体3.2g（杂质不与水反应）。求该样品中过氧化钠的质量分数 _____ 。【答案】（设计实验方案）方案一； 操作简单，节约能，不污染空气 （实验验证并得出结论）①A；反应物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳 ②C ③ a ④ ⑤ A； 偏小 （交流与反思） b 78% 【解析】[设计实验方案]硫在空气中点燃生成生成一种无色、有刺激性气味的有毒气体二氧化硫，污染空气操作较复杂；而方案一中的操作：取少量该固体粉末于试管中，加2mL水，振荡，硫和水不反应也不溶于水，过氧化钠和水反应产生气泡，该操作简单，无污染，现象明显；故填：方案一；操作简单，节约能，不污染空气。[实验验证并得出结论]①同学们首先一致认为上述假设中的A肯定不合理，理由是反应物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳。故填：A；反应物中不含有碳元素，不能生成二氧化碳。②通过查阅资料，同学们又得知：在化学反应中，有元素化合价升高，就必然有元素化合价降低。于是通过小组讨论，大家一致认为上述假设中的C肯定也不合理。故填：C；③他们的方法是：打开活塞使水流入试管，把带火星的木条放在a导管口处，带火星的木条复燃，说明生成的气体是氧气。故填：a；④过氧化氢气体在二氧化锰作催化剂条件下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为：。故填：。⑤应选用图2装置中的A，理由是A中的水能够充分冷却氧气，否则结果偏小。故填：A；偏小。[交流与反思]a．Na2O2中钠元素化合价是+1，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氧元素的化合价是﹣1价，该选项说法不正确；b．Na2O2能和水和二氧化碳反应，空气中含有水蒸气和二氧化碳等物质，因此必须密封保存，该选项说法正确；c．Na2O2不能用来除去二氧化碳中的水蒸气，这是因为在和水蒸气反一定同时，也能和二氧化碳反应，该选项说法不正确。故填：b；设反应生成氧气的质量为x，x＝15.6g供氧剂中过氧化钠的质量分数为。答：供氧剂中过氧化钠的质量分数为78%。12．化学兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条在空气中燃烧的实验（如图1），同学们观察到镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的强光，产生的大量白烟弥漫到空气中，最后在石棉网上得到一些白色固体。 （1）通过称量发现：在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量，你认为出现这样实验结果的原因可能是 _____ 。（2）讨论后，同学们按如图装置改进实验，验证了质量守恒定律，还发现产物中有少量黄色固体。（提出问题）黄色固体是什么？（查阅资料）①氧化镁为白色固体：②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。（做出猜想）黄色固体是Mg3N2（实验探究）请设计实验，验证猜想：（反思与交流）①氮化镁中氮元素的化合价是 _____ 。②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是 _____ 。③计算：36g镁条在空气中完全燃烧，所得固体中氧化镁的质量最多不到 _____ 克。（写出计算过程）【答案】（1）反应生成的氧化镁部分扩散到空气中 （实验探究）取适量黄色固体样品于试管中，向试管中加入适量水，在试管口放湿润的红色石蕊试纸 湿润的红色石蕊试纸变蓝色 （反思与交流）﹣3 相同条件下，氧气比氮气更容易和镁反应 15g 【解析】（1）在石棉网上收集到产物的质量小于镁条的质量，出现这样实验结果的原因可能是反应生成的氧化镁部分扩散到空气中；（2）[实验探究]实验过程如下表所示：[反思与交流]①氮化镁中，镁元素化合价是+2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，氮化镁中氮元素的化合价是﹣3；②空气中N2的含量远大于O2的含量，可是镁条在空气中燃烧产物MgO却远多于Mg3N2，合理的解释是：相同条件下，氧气比氮气更容易和镁反应；③空气中氧含量约21%，氮气含量约78%，氧气与氮气比约为1:4，所以可以认为有四分之一的镁会与氧气反应，设所得固体中氧化镁的质量最多为x： x=15g13．在老师的指导下，某学习小组利用如图1所示装置对氯酸钾（KClO3）制氧气进行了深入的探究学习．资料：①KClO3的熔点约为356℃，MnO2的分解温度约为535℃．用酒精灯物质加热，受热物质的温度一般约为400℃左右；②不同配比是指KClO3和MnO2混合物中，KClO3和MnO2的质量比；③氯酸钾分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图如图：（1）分析图2，KClO3分解温度 ___________ （填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点．（2）分析图3，KClO3分解温度随物质配比变化的规律是 __________ 当物质配比为1：2时，KClO3分解温度约为 ________ ℃．（3）为证实MnO2的催化作用，小组同学利用如图4装置进行如表所示的实验：步骤Ⅳ的实验现象能否说明MnO2是KClO3分解的催化剂？ ___________ （填“能”或“不能”），除催化剂外，影响化学反应的速率的因素还有 ___________ 和 __________ 等．（4）分析图2，在KClO3分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是 ____________ ．（5）将29.4gKClO3和MnO2混合物以5：1配比加热至完全反应，如图5中？的值应为 _________A．4.9 B．9.6 C．14.9 D．19.8【答案】（1）高于 （2）配比越大，分解温度越高 75℃ （3） 右侧 加热时间短于步骤Ⅲ，木条即复燃 不能 温度 反应物的接触面积 （4） 试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气 （5）D． 【解析】（1）通过图中的数据可知氯酸钾的分解温度大约是380℃，以及氯酸钾的熔点是356℃，所以KClO3分解温度高于其熔点；（2）通过分析图3中氯酸钾的分解数据可知，KClO3分解温度随物质配比变化的规律是配比越大，分解温度越高，当物质配比为1：2是，KClO3分解温度约为75℃；（3）氯酸钾单独受热分解生成的氧气速率较慢，单独加热加热二氧化锰不会生成氧气，二氧化锰可以加快氯酸钾的分解速率，所以故：①步骤Ⅲ中：加热右侧支管后，带火星木条复燃，木条长时间才能复燃；②步骤Ⅳ中，加热时间短于步骤Ⅲ，木条即复燃；③在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂，所以步骤Ⅳ的实验现象不能说明MnO2是KClO3分解的催化剂，还需证明在此反应中MnO2的质量和化学性质不变；影响化学反应的速率的因素还有温度和反应物间的接触程度（接触面积的大小）等；（4）分析图2，在KClO3分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是实验装置内的空气受热膨胀，会发生逸出，导致装置内的氧气浓度降低，所以在KClO3分解前，传感器得到氧气浓度降低的可能原因是：试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气；（5）29.4gKClO3和MnO2混合物以5：1，所以氯酸钾的质量为：29.4g×5656=24.5g，二氧化锰的质量为：29.4g-24.5g=4.9g，设生成氯化钾的质量为x，    x=14.9g所以剩余固体的质量为：14.9g+4.9g=19.8g故选D。14．某课外兴趣班同学用图甲实验装置进行如下实验。（试剂均足量，假设各步反应均完全，装置可重复使用，部分夹持装置已省略，组合装置气密性良好。）（探究一）甲组同学利用A装置制备O2，并利用制得的O2验证B中的黑色粉末是否炭粉。（1）A中反应的化学方程式是__________。（2）为完成此实验，除用装置A、B外，还需要C装置，该装置中应盛__________（填药品名称），该装置中发生反应的化学方程式为__________。（探究二）乙组同学利用图甲装置改装成了图乙装置，A装置烧瓶内储存的气体可能是CO、CO2、CH4中的一种或几种，为确定烧瓶内气体的成分，乙组同学进行如下实验：资料：CH4与CuO在加热条件下反应，生成一种金属单质、二氧化碳和水。Ⅰ．装置B的玻璃管中盛入足量的CuO固体；Ⅱ．将3.0g足量的NaOH浓溶液通过分液漏斗滴入烧瓶中，充分反应；Ⅲ．按A→C→B→C→…的顺序连接成装置图乙，打开K1，从K1处通入氮气，再打开K2，加热B装置中足量的CuO固体，充分反应（反应前装置内空气已排尽）；Ⅳ．反应结束后，测得烧瓶中溶液的质量为3.1g，B装置中固体的质量减少了0.48g，第二个C装置的质量增加了0.18g。（3）写出CH4与CuO反应的化学方程式__________。（4）两个装置C中试剂应相同，第一个装置C中试剂的作用是__________，通过数据分析，烧瓶中气体的成分是__________。（探究三）丙组同学利用图甲装置改装成了图丙装置，实验时通入足量的CO，对“氧化铁和铜粉”混合物进行了一系列的探究。（5）玻璃管内发生反应的化学方程式为__________，该实验的一个明显缺陷是__________。（6）最后该组同学还对玻璃管内剩余的固体按如图丁流程进行探究：①有色溶液B中的溶质有__________（填化学式）；②请你根据该组同学得出的实验数据，计算出固体X中铜的质量分数是多少__________？（写出计算过程）③老师发现根据该组同学的数据计算出的铜的质量分数，结果偏大，请你分析该组同学在操作中存在的失误是__________。【答案】（1）2H2O22H2O+O2↑。 澄清石灰水； Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。 （3）4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。 （4）吸收水蒸气； CO、CO2、CH4。 （5）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；没有处理尾气。 （6） FeCl2、HCl。 26.3%。 没有洗涤固体C。 【解析】（1）A中过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式是：2H2O22H2O+O2↑。（2）为完成此实验，除用装置A、B外，还需要C装置，该装置中应盛澄清石灰水，用来检验反应是否生成二氧化碳，该装置中氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。（3）CH4与CuO反应的化学方程式为：4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。（4）两个装置C中试剂应相同，应该是浓硫酸，第一个装置C中试剂的作用是吸收水蒸气；通过数据分析可知，测得烧瓶中溶液的质量为3.1g，说明气体中含有二氧化碳，并且二氧化碳的质量为：3.1g﹣3.0g=0.1g；第二个C装置的质量增加了0.18g，说明甲烷和氧化铜反应生成了0.18g的水，设反应的氧化铜质量为x， =x=1.6g，1.6g氧化铜中氧元素质量为：1.6g×=0.32g，B装置中固体的质量减少了0.48g，说明氧化铜中氧元素质量减少了0.48g，进一步说明氧化铜和一氧化碳发生了反应，并且和一氧化碳反应的氧元素质量为：0.48g﹣0.32g=0.16g，因此烧瓶中气体的成分是CO、CO2、CH4。（5）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为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该实验的一个明显缺陷是没有处理尾气。（6）①有色溶液是铁和稀盐酸反应生成的氯化亚铁溶液，B中的溶质有铁和稀盐酸反应生成的氯化亚铁和过量的氯化氢。②设铁质量为y，固体C是铜，铜的质量是4g，固体X中铜的质量分数是：×100%=26.3%，答：固体X中铜的质量分数是26.3%。③老师发现根据该组同学的数据计算出的铜的质量分数，结果偏大，该组同学在操作中存在的失误是没有洗涤固体C。15．化学老师交给某学校研究性学习小组一个任务：测定实验室里一瓶久置的固体是否变质．该小组的同学进行了如下实验探究：提出问题：猜想：没变质，全部是；猜想：部分变质，________；猜想：完全变质，全部是．查阅资料：部分溶液在常温下的如下：设计方案并进行实验：请你与他们一起共同完成，并回答所给问题．上述步骤①中，称量氢氧化钠固体样品用到的玻璃仪器名称是________，滴加过量溶液的目的是________实验结论：通过实验，说明上述猜想中________是正确的．拓展：该小组同学为测定出该固体的变质程度，继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥，称得其质量为，则原样品中的质量分数为________ （保留一位小数）．反思：久置的氢氧化钠变质的原因是________（用化学方程式表示）．【答案】提出问题：和． 设计方案并进行实验： 烧杯 让碳酸钠全部参加反应 实验结论：猜想 拓展： 【分析】氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳变质，可能部分变质，也可能全部变质。在检验氢氧化钠是否变质时，滴加盐酸有气泡产生。若要证明是部分变质，则先检验有碳酸钠，可以加入过量氯化钡溶液，通过产生白色沉淀来证明，通过加入过量氯化钡溶液在除去碳酸钠之后检验溶液显碱性，说明还有氢氧化钠；根据生成沉淀的质量结合反应的化学方程式计算解答；根据氢氧化钠的性质来进行解答。【解析】猜想Ⅱ：部分变质，既含有NaOH又含有Na2CO3；实验结论①向溶液中滴加氯化钡溶液至过量，充分反应后，静置。产生白色沉淀，说明久置固体中，一定含有Na2CO3；②生成沉淀后剩余溶液的pH=11，溶液显碱性，说明久置固体中，还一定含有NaOH；氢氧化钠固体易潮解，有强烈的腐蚀性，故应放在烧杯中称量；滴加过量BaCl2溶液的目的是让碳酸钠全部参加反应；实验结论：通过实验可知，原固体中既含有NaOH又含有Na2CO3，说明上述猜想中猜想Ⅱ是正确的；拓展：设样品中碳酸钠的质量为x。Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl106 197x 4.0g x=2.15g样品中氢氧化钠的质量为10g-2.15g=7.85g，则原样品中NaOH的质量分数为=78.5％；反思：久置的氢氧化钠变质的原因是2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。16．实验室有一瓶保存不当的试剂（如图所示），其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样．已知它是无色液体，是初中化学常用的试剂．小华等几位同学很感兴趣，决定对其成分进行探究．（提出问题）这瓶试剂溶质是什么？（1）（交流研讨）根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是___（填字母序号）A 酸      B 碱        C 盐（2）（查阅资料）①初中化学常见含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3 ． ②Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性．NaCl溶液呈中性．③室温（20℃）时，4种物质的溶解度的数据如下． （得出结论）小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断，这瓶试剂不可能是______（3）（猜想与实验）①可能是________溶液； ②可能是NaOH溶液； ③可能是NaCl溶液．（4）小亮用pH试纸测得该溶液的pH=11，他判断该溶液不可能是________（5）小强为了确定该溶液的成分，进行了如下实验．（6）（质疑）小华则不同意小强的观点，认为溶液中有Na2CO3还可能有NaOH．请你帮助他完成以下探究方案（7）（反思）为了防止标签发生破损，我们在倾倒溶液时应注意________．（写1点）（8）（含量计算）小明想测定样品中NaOH的质量分数，称取上述10g样品溶液，逐滴加入7.3%稀盐酸至过量，（不考虑先生成碳酸氢钠的影响）测得生成气体质量与所加稀盐酸质量关系如图2所示：请回答下列问题：①当稀盐酸加到20g时，样品溶液中的溶质是________②求样品溶液中NaOH的质量分数_______________．【答案】（1）A （2）NaHCO3 （3）Na2CO3 （4） NaCl （5） 稀盐酸； 足量的澄清的石灰水中； 石灰水变浑浊；Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑ （6） BaCl2溶液； 红 （7） 倾倒药品时，标签应向手心 （8）氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠 64% 【解析】[交流研讨](1)破损标签可见部分为钠元素，可判断该物质由金属元素与酸根组成，而酸类物质由氢元素与酸根或者氢氧根所组成，可判断该物质不可能为酸；(2)[得出结论]根据常温下碳酸氢钠的溶解度为9.6g，可判断常温下碳酸氢钠的饱和溶液的溶质质量分数=8.8% ＜10%，因此可判断该溶液不可能为碳酸氢钠溶液；（3）[猜想与实验]除碳酸氢钠外，该溶液可能为氯化钠、碳酸钠或氢氧化钠溶液；[设计并实验]（4）由于氢氧化钠、碳酸钠溶液都为碱性，溶液pH都大于7，氯化钠溶液呈中性，pH=7，用pH试纸测得该溶液的pH=11，判断该溶液不可能是氯化钠溶液；（2）根据碳酸钠能与盐酸反应放出二氧化碳而氢氧化钠与盐酸反应无明显现象，因此，可推断鉴别两物质时所加入的试剂为稀盐酸，碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的方程式为：Na2CO3+2HCl═2NaCl+CO2↑+H2O，观察有气泡可说明该物质为碳酸钠，把产生气体通入澄清石灰水，石灰水会变浑浊；[质疑]由于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液都呈碱性，因此想证明氢氧化钠的存在，首先得先把碳酸钠除去，碳酸根离子与钙离子或钡离子能结合成沉淀，因此可先用足量的氯化钙溶液或其它可溶性的钙盐或钡盐溶液（氯化钡、硝酸钙、硝酸钡）通过生成白色沉淀，验证并除去碳酸钠，再滴入酚酞试液，酚酞试液变红，证明氢氧化钠的存在；[反 思]倾倒液体时，应将标签对着手心，防止标签被腐蚀；（8）①在氢氧化钠和碳酸钠的混合物中加入盐酸时，盐酸先与氢氧化钠反应，后与碳酸钠反应。由图可知，将氢氧化钠完全反应需要稀盐酸的质量为80g，当稀盐酸加到20g时，部分氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水，部分氢氧化钠剩余，碳酸钠还没有参与反应，此时样品溶液中的溶质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠；②与氢氧化钠反应的氯化氢的质量为80g×7.3%，设样品中氢氧化钠的质量为xNaOH + HCl ═ NaCl + H2O40 36.5x 80g×7.3%40/x=36.5/80g×7.3% x=6.4g 样品溶液中NaOH的质量分数= 6.4g÷10g×100%=64%17．工业废料石膏（CaSO4·2H2O）可以“变废为宝”，用于生产氧化钙、硫酸钾、 电石（化学名称为碳化钙）等，某化学兴趣小组展开了如下系列研究。一、高纯 CaO 的制备（资料一） I．石膏（CaSO4·2H2O）与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。 II．SO2 能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。甲同学用如图1 装置制备 CaO，并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物。实验过程中发现：B 中无水硫酸铜变蓝，证明有 H2O 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成；装置_________中无明显变化和装置 F 中______现象证明有 CO2 生成。二、硫酸钾和电石的制备（1）证明固体 M 中不含 CaCO3 的方法是_____________（写出实验的方法、现象）（2）反应②的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCl=K2SO4↓+2NH4Cl。 三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为 CaCx）固体中只含杂质 CaO。乙小组同学为 测定 CaCx 中 x 的值进行如下实验。（资料三）CaCx 在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2。Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 步骤一：称取 3.76g 样品于图 3 所示石英管中（测定装置图如图 3，夹持及加热装置省略）， 反应前缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的样品至反应完全后继续缓缓通入空气。测得丙溶 液的质量比反应前增重了 4.4g。（玻璃纤维可防止固体粉末进入导管） 步骤二：将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、 干燥等操作得到碳酸钙固体 6 克。试回答下列问题：（1）装置甲的作用是_______。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是_____________。（2）根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为_____。计算确定 CaCx的化学式_____。（3）若碳酸钙未能完全干燥，则会导致 CaCx中的x的值______________（填“偏大”、“偏小”、 “无影响”）。【答案】一、高纯 CaO 的制备: E 澄清石灰水变浑浊 硫酸钾和电石的制备:取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若无明显变化，则固体 M 中无 CaCO3 （资料三）:（1） 除去空气中的 CO2 将生成的 CO2 带入装置丙中使其完全吸收 （2）30:15:2 CaC2 （3） 偏小 【解析】根据所学知识和题中信息知，一、高纯 CaO 的制备。B 中无水硫酸铜变蓝，证明有 H2O 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成；装置E中无明显变化和装置 F 中澄清石灰水变浑浊现象证明有 CO2 生成，二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀。二、硫酸钾和电石的制备。（1）证明固体 M 中不含 CaCO3 的方法是取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若无明显变化，则固体 M 中无 CaCO3。三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为 CaCx）固体中只含杂质 CaO。CaCx 在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2。（1）装置甲的作用是除去空气中的 CO2，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是将生成的 CO2 带入装置丙中使其完全吸收。（2）步骤一：称取 3.76g 样品，测得丙溶液的质量比反应前增重了 4.4g。步骤二：将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、 干燥等操作得到碳酸钙固体 6 克。根据步骤一、生成二氧化碳质量是4.4g,步骤二碳酸钙固体 6 克。碳质量∶4.4g× ×100％＝1.2g；钙质量∶6g× ×100％＝2.4g；氧的质量∶3.76g－1.2g－2.4g＝0.16g。计算该样品中钙、碳、氧的质量比为2.4g∶1.2g∶0.16g＝30:15:2。CaCx在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2，CaCx＋﹙﹚O2 CaO＋xCO2，则 CaCx的化学式是CaC2。（3）若碳酸钙未能完全干燥，碳酸钙质量偏高，则会导致 CaCx中的x的值偏小。点睛∶这是一道综合题，SO2 能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。无水硫酸铜变蓝，证明有 HO2 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成。18．某兴趣小组为探究“氧化铁和铜粉”混合物中铜的质量分数，称取一定质量的混合物，按照下图实验装置进行实验： Ⅰ 定性分析 (1)实验时要“先通一氧化碳气体，后加热”的目的是__________。(2)装置A中发生反应的方程式为__________。(3)实验装置B中的现象是___________，发生反应的化学方程式为___________。(4)该装置的设计有一明显不当之处，你的改进方案是___________。Ⅱ 定量分析该兴趣小组按照科学的方案完成实验后，对通入足量CO充分反应后的管内固体X进行如下后续实验探究：回答下列问题：(5)写出固体X与稀盐酸反应的方程式__________。(6)根据以上实验流程，计算原混合物“氧化铁和铜粉”中铜的质量分数为_________。【答案】Ⅰ 定性分析： 排尽管内空气，防止发生爆炸 3CO+ Fe2O3高温2Fe+3CO2 澄清石灰水变浑浊 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 在尾导管处放置一点燃的酒精灯 Ⅱ 定量分析： Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 20% 【解析】（1）一氧化碳具有可燃性，点燃时会可能发生爆炸，实验时要“先通一氧化碳气体，后加热”目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸；（2）一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2（3）实验装置B中二氧化碳通入石灰水中，现象是 澄清石灰水变浑浊；发生反应的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；（4）一氧化碳有剧毒，不能直接排放到空气中，故在尾导管处放置一点燃的酒精灯；定量分析：（5）反应后管内固体是铁和铜的混合物，加入过量盐酸后，铁与盐酸反应产生氢气，化学方程式为Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；（6）根据氢气的质量可求出铁的质量，根据铁元素的质量可求出氧化铁的质量，（6）设铁的质量为， Fe+2HCl═FeCl2+H2↑56               2                0.4g    =11.2g   所以氧化铁的质量为=16g，所以原混合物“氧化铁和铜粉”中铜的质量分数为：。19．某化学兴趣小组学习碱的性质后，到实验室做实验．小明将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象，然后向得到的溶液中滴加CaCl2溶液，产生白色沉淀；小杰做的实验和小明一样，但没有出现白色沉淀．他们为了查明原因，查阅资料：①CO2与NaOH反应的产物与反应物的量有关，少量CO2得到Na2CO3，过量CO2得到NaHCO3，反应的化学方程式：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O，Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3；②Ca(HCO3)2溶于水，溶液呈碱性；③CaCl2溶液呈中性：④Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性，都能与酸反应；⑤铝、锌、铁、铜的盐溶液与NaHCO3溶液混合会产生沉淀．他们对CO2与NaOH溶液反应后，溶液中溶质是什么进行探究．（猜想与假设）猜想①Na2CO3； 猜想②NaHCO3；猜想③Na2CO3、NaOH； 猜想④_____________________．（实验探究）（继续探究）将4.0gNaOH固体溶解在100mL水中，然后通入4.0g二氧化碳气体，充分反应后，所得溶液的溶质是___________．【答案】（猜想与假设）Na2CO3、NaOH、NaHCO3 （实验探究）稀盐酸 NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ 无色酚酞试液 溶液变红 （继续探究）碳酸钠和碳酸氢钠 【解析】【猜想与假设】CO2与NaOH反应的产物与反应物的量有关，少量CO2得到Na2CO3，过量CO2得到NaHCO3，故猜想④应为Na2CO3、NaOH、NaHCO3的混合物；【实验探究】（1）碳酸钠能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀，取适量反应后的溶液于试管中，加入适量的CaCl2溶液，振荡，无明显现象，说明不含碳酸钠；再加入稀盐酸，有气泡产生，说明含碳酸氢钠，则猜想②成立，碳酸氢钠能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑；（2）取适量反应后的溶液于试管中，加入过量的CaCl2溶液，振荡，产生白色沉淀，说明反应后的溶液中有碳酸钠；过滤，取滤液于另一支试管中，滴加无色酚酞试液，溶液变红，溶液呈碱性，说明反应后的溶液中有NaOH，猜想③成立；【继续探究】设反应中消耗二氧化碳的质量为x。2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O80 44 4g x x=2.2g二氧化碳过量，说明含有碳酸氢钠生成，充分反应后，所得溶液的溶质是碳酸钠和碳酸氢钠。20．小华和小慧两位同学分别用如图所示的装置进行电解水实验。为了增强水的导电性，实验前小华向水中加入硫酸钠固体．则b试管中产生的气体是__（填化学式）。 小慧在做实验时误将氯化钠当成硫酸钠加入水中，结果在检验b气体时闻到一股刺激性气味．在老师的指导下小华和小慧一起就这一异常现象开展了研究．（定性研究）（1）小慧猜想刺激性气味气体是氯化氢或氨气．小华则认为一定不是氨气，理由是______．在老师指导下得知：①食盐水通电时发生反应：2NaCl+2H2O═2NaOH+H2↑+Cl2↑；②氯气是一种有刺激性气味的有毒气体．由此可推测该刺激性气味的气体是____。（2）定剩余溶液中的溶质，小慧进行如下实验，请帮她将实验报告补充完整．小华则认为实验②不能确定一定有氯化钠，理由是______。（定量研究）两位同学按如图所示的实验步骤进行实验：（1）步骤②加入的氯化镁溶液必需足量，其目的是______________。滴加一定量氯化镁溶液后，判断所加氯化镁溶液是否足量的具体操作：静置，______________（写出实验步骤、现象和结论）．（2）计算待测液中氢氧化钠的质量分数（写出计算过程）_____（实验反思）若步骤④中缺少洗涤干燥的操作，所测定氢氧化钠的质量分数将__（选填“偏大”、“偏小”或“没影响”）．【答案】O2 （定性研究）（1）根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，反应物中没有氮元素，所以不可能生成氨气 氯气 （2） 氢氧化钠 产生白色沉淀 ①的反应中氯化铜和氢氧化钠反应，生成氯化钠和氢氧化铜，生成物中有氯化钠，向滤液中加入足量稀硝酸再滴入几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀，所以不能证明原溶液中含有氯化钠 （定量研究）（1）使氢氧化钠完全反应 取上层溶液，滴加氢氧化钠溶液，如果产生白色沉淀，说明氯化镁过量，如果没有明显现象，说明氯化镁不过量 （2）16% （实验反思）偏大 【解析】用如图所示的装置进行电解水实验。为了增强水的导电性，实验前小华向水中加入硫酸钠固体．则b试管中产生的气体是O2。在做实验时误将氯化钠当成硫酸钠加入水中，结果在检验b气体时闻到一股刺激性气味．在老师的指导下小华和小慧一起就这一异常现象开展了研究．【定性研究】（1）小慧猜想刺激性气味气体是氯化氢或氨气．小华则认为一定不是氨气，理由是根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，反应物中没有氮元素，所以不可能生成氨气。在老师指导下得知：①食盐水通电时发生反应：2NaCl+2H2O═2NaOH+H2↑+Cl2↑；②氯气是一种有刺激性气味的有毒气体．由此可推测该刺激性气味的气体是氯气。 （2）定剩余溶液中的溶质，小慧进行如下实验，请帮她将实验报告补充完整．小华则认为实验②不能确定一定有氯化钠，理由是①的反应中氯化铜和氢氧化钠反应，生成氯化钠和氢氧化铜，生成物中有氯化钠，向滤液中加入足量稀硝酸再滴入几滴硝酸银溶液，产生白色沉淀，所以不能证明原溶液中含有氯化钠。【定量研究】两位同学按如图所示的实验步骤进行实验：（1）步骤②加入的氯化镁溶液必需足量，其目的是. 使氢氧化钠完全反应。滴加一定量氯化镁溶液后，判断所加氯化镁溶液是否足量的具体操作：静置，取上层溶液，滴加氢氧化钠溶液，如果产生白色沉淀，说明氯化镁过量，如果没有明显现象，说明氯化镁不过量．（2）解∶设待测液中氢氧化钠的质量分数为xMgCl2＋2NaOH＝Mg﹙OH﹚2 ↓＋2NaCl 80 58 100g×x 1.16g ＝ ,x＝16%. 【实验反思】若步骤④中缺少洗涤干燥的操作，所测定氢氧化钠的质量分数将偏大。点睛∶本题主要考查定性研究，定量研究以及根据化学方程式进行计算。21．化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究。此牙膏摩擦剂主要由碳酸钙和氢氧化铝组成，其他成分遇到盐酸时无气体生成。方案设计： 利用上图所示装置实验，充分反应后，测定C生成的BaCO3沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。(1)方案评价：小组同学认为该装置还需要进一步完善，将装置C中的长导管下方增加一个带孔球泡，可以__________________________________；应该在C装置后增加一个装置。你认为增加的装置是_____________(选填D或E)，其目的是____________。(2)实验步骤：①首先检查装置气密性；②打开止水夹，缓缓通入一段时间空气；③关闭止水夹，打开分液漏斗活塞；④再次打开止水夹，缓缓通入一段时间空气；⑤过滤出沉淀，进行适当的处理后称量其质量。实验过程中，C装置应该在实验步骤________后(填序号)与B装置连接，否则实验结果A(填“偏大”或“偏小”)。B中至少发生___________个反应。(3)数据分析：同学们分四组准确称取四份样品，每份均为16.00g，按照上述实验步骤分别进行实验，得到了如下的实验数据：大家认为第四组同学的数据不正确，造成数据偏大的原因可能是____________(填字母)。A．实验结束后通入空气的时间不够长，装置中的二氧化碳没有完全吸收B．沉淀过滤后没有洗涤C．沉淀没有干燥直接称量(4)实验结论：根据另外三组同学的BaCO3平均质量，计算出收集到的二氧化碳质量为______g。由此计算该样品中碳酸钙的质量分数为________________。(5)实验反思：实验后，有同学提出用氢氧化钙溶液替代氢氧化钡溶液也可以得到碳酸钙沉淀，称量其质量后即可算出质量分数。大家讨论后认为还是用氢氧化钡溶液好，理由是________________(答1点即可)。【答案】（1）增大CO2的吸收率 E 防止空气中的二氧化碳进入C装置影响实验测定 （2）② 偏大 2 （3） BC(在) （4）1.76 25% （5）氢氧化钡的溶解度大于氢氧化钙，配制溶液的浓度远大于氢氧化钙溶液的浓度，更利于完全吸收二氧化碳 【解析】牙膏磨擦剂主要由碳酸钙和氢氧化铝组成，其他成分遇到盐酸时无气体生成。方案设计：(1)方案评价：小组同学认为该装置还需要进一步完善，将装置C中的长导管下方增加一个带孔球泡，可以增大CO2的吸收率 ；应该在C装置后增加一个装置。增加的装置是E，其目的是防止空气中的二氧化碳进入C装置影响实验测定。(2)实验步骤：实验过程中，C装置应该在实验步骤②后与B装置连接，否则实验结果A偏大。B中至少发生2个反应。(3)数据分析：大家认为第四组同学的数据不正确，造成数据偏大的原因可能是B.沉淀过滤后没有洗涤C.沉淀没有干燥直接称量。(4)实验结论：根据另外三组同学的BaCO3平均质量为7.88g，计算出收集到的二氧化碳质量为Ba﹙OH﹚2＋CO2＝BaCO3↓＋H2O. 44 197 X 7.88g＝ ,x＝1.76g.该样品中碳酸钙的质量分数为∶CaCO3→CO2 , ＝ ，x＝4.0g×100％＝25% .(5)实验反思：实验后，有同学提出用氢氧化钙溶液替代氢氧化钡溶液也可以得到碳酸钙沉淀，称量其质量后即可算出质量分数。大家讨论后认为还是用氢氧化钡溶液好，理由是氢氧化钡的溶解度大于氢氧化钙，配制溶液的浓度远大于氢氧化钙溶液的浓度，更利于完全吸收二氧化碳.点睛∶本题主要考查对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行探究。22．以下是一些制取气体的实验，请你一起参与探究。Ⅰ．某探究小组在实验室用下图所示装置制取气体（1）写出实验室用A装置制取氧气的化学方程式_______________________。（2）实验室还可用二氧化锰与双氧水制取氧气，如需随时控制反应速率并节约药品，选择的气体发生装置是_________（填编号）；。若要收集到浓度和纯度较高的氧气，选择的气体收集装置是_________（填编号）。（3）若选用Ｆ装置进行排空气法收集二氧化碳，气体应从______（填“a”或“b”）端通入，检验二氧化碳已集满的方法是____________________。Ⅱ．为探究催化剂的种类对过氧化氢分解速度的影响，在相同条件下，同学们按下表进行实验并记录相关数据。（其他影响实验的因素均相同）（1）表中x 的数值应是__________。（2）表中的待测数据指________________（填字母序号）。A．氧气的质量 B．单位时间内产生氧气的质量C．氧气的体积 D．单位时间内产生氧气的体积（3）实验1充分反应后，固液混合物的质量为48.4g，计算过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数。（写出计算过程）__________。【答案】Ⅰ．（1）2KClO32KCl+3O2↑ （2） C E （3）b 将燃着的木条放在a处，熄灭则满 Ⅱ．（1）2.0 （2） B、D （3）7.65% 【解析】根据所学知识和题中信息知，Ⅰ．（1）实验室用A装置制取氧气的化学方程式是2KClO3 2KCl+3O2↑ 。（2）实验室还可用二氧化锰与双氧水制取氧气，如需随时控制反应速率并节约药品，选择的气体发生装置是C。若要收集到浓度和纯度较高的氧气，选择的气体收集装置是E。（3）若选用Ｆ装置进行排空气法收集二氧化碳，气体应从b端通入，检验二氧化碳已集满的方法是将燃着的木条放在a处，熄灭则满。Ⅱ．（1）表中x 的数值应是2.0g. （2）表中的待测数据指 B．单位时间内产生氧气的质量. D．单位时间内产生氧气的体积.（3）根据质量守恒定律知，生成氧气质量是50.0g＋0.2g－48.4g＝1.8g.解∶设过氧化氢溶液中溶质质量为x2H2O22H2O＋O2↑68 32 x 1.8g ＝ x＝3.825gg过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为∶×100％＝7.65%。答∶过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为7.65%。点睛∶本题是一道实验探究题，主要考查实验室制取氧气的装置，原理，操作，收集等操作，并根据化学方程式进行计算。23．过碳酸钠（Na2CO4） 在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。[实验目的]测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度。[实验原理] [实验装置][实验过程与反思]I.甲同学认为测定产物中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。（1）装置③的作用是_________。（2）若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，你认为主要原因可能是_____；_______。II.乙同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。（1）请将④中的玻璃导管补充完整_____。（2）若用装置①制取氧气，请写出有关反应方程式________。（3）如何验证一瓶无色的气体是氧气_____? （简要写出操作方法、 现象及结论）（4）乙同学在读取量筒中水的体积时仰视，最后所得样品的纯度_____。A 偏高 B 偏低 C 不变Ⅲ.丙同学提出了第三种方案，称取过碳酸钠样品7.0 g，滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干，用电子天平称得氯化钠固体5.85 g。试计算该样品的纯度__（精确到0.1%）。【答案】I.（1）证明经过该装置的气体中不含二氧化碳（验证二氧化碳在装置②中被氢氧化钠溶液完全吸收） （2） 装置①、②内空气中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收 浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被氢氧化钠溶液吸收。 II.（1） （2） （3）将带火星的木条伸到集气瓶中，木条复燃则为氧气。 （4）B Ⅲ. 87.1% 【解析】Ⅰ．（1）氢氧化钠吸收二氧化碳，为了确保充分吸收，增加澄清石灰水检验气体是否还存在二氧化碳，保证二氧化碳被完全吸收，确保实验结果准确性；（2）装置①、②内空气中的二氧化碳被氢氧化钠溶液吸收；浓盐酸具有挥发性，会进去②中，氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，全部进入②中，增加了质量，导致二氧化碳的质量增加，使最终测试结果偏大；Ⅱ．（1）氧气不易溶于水，且密度比水小，因此从短口进气，长口排水；装置图为。（2）装置①为固液反应装置，因此选择二氧化锰和过氧化氢溶液制备氧气，过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，化学方程式。（3）氧气可使带火星的木条复燃，因此将带火星的木条置于瓶中，观察是否复燃，判断气体是否是氧气；（4）仰视读数时，液体体积减小，使得氧气体积减少，最终测定结果偏低；Ⅲ．解：设样品中过碳酸钠的质量为， 解得 = 6.1 g 答：该样品的纯度约为87.1%。24．某兴趣小组对氯酸钾（KClO3）展开如下探究：（探究一）工业制备KClO3以电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]为原料制备KClO3的流程如下：（资料卡片）：氯化时，主要反应为6Ca(OH)2 + 6X ═ Ca(ClO3)2 + 5CaCl2 + 6H2O，少量 X与Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2、CaCl2和H2O，Ca(ClO)2 分解为CaCl2和O2。 （1）根据资料，X的化学式为______，写出氯化时，X和Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2的化学方程式______。（2）氯化时，为提高X转化为Ca(ClO3)2的转化率，下列措施可行的是______（填序号）。A．充分搅拌浆料 B．加足量水使Ca(OH)2完全溶解 C．缓缓通入X（3）操作1在实验室中的名称是______，需要用到的玻璃仪器有______、______和玻璃棒，玻璃棒的作用是______。氯化过程控制电石渣过量，固体残渣的主要成分为______和______（填化学式）。（4）操作1后得到溶液中Ca(ClO3)2与CaCl2的化学计量数之比______1:5（填“＞”、“＜”或“=”）。转化时，加入KCl发生反应的化学方程式为______。（5）操作2包含一系列实验操作，结合如图分析，主要操作为蒸发浓缩 →______→过滤→洗涤→低温烘干。 （探究二）探究KClO3制氧气某小组利用如图所示装置对KClO3制氧气进行了探究： （资料卡片）：①KClO3的熔点约为356℃，MnO2在加热条件下不分解。②KClO3分解时，传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图及使用不同催化剂时的固体残留率示意图如下：（6）由图可知KClO3分解温度______（填“高于”、“等于”或“低于”）其熔点。（7）图中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是______。（8）分析图中，对KClO3分解催化效果更好的催化剂是______。（9）将3.06gKClO3和MnO2混合物以4:1配比加热至完全反应，可得氧气体积约为多少升____？(写出计算过程，计算时精确到小数点后两位。已知氧气密度约为1.43g / L。）【答案】（1）Cl2 2Cl2+ 2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O （2） AC （3）过滤 漏斗 烧杯 引流 CaCO3 Ca(OH)2 （4） ＜ Ca(ClO3)2+2KCl=2KClO3↓+CaCl2 （5） 降温结晶 （6）高于 （7） 试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气 （8） 纳米二氧化锰 （9） 0.67L 【解析】（1）根据资料和质量守恒定律可得，X的化学式为 Cl2；X和Ca(OH)2反应生成Ca(ClO)2的化学方程式为：2Cl2+ 2Ca(OH)2＝Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O；（2）氯化时，为提高X转化为Ca(ClO3)2的转化率，需要增加反应物之间的接触面积。A、充分搅拌浆料，能增大接触面积，提高转化率；B、加足量水使Ca(OH)2完全溶解，导致接触面积降低而降低了转化率；C、缓缓通入X，能使反应物接触时间长，提高转化率。故选AC。（3）操作1是固体和液体分离，在实验室中的名称是过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯和玻璃棒，玻璃棒的作用是引流。氯化过程控制电石渣过量，导致氢氧化钙过量，同时还含有碳酸钙，所以固体残渣的主要成分的化学式为 CaCO3和Ca(OH)2。（4）由于主要反应生成物Ca(ClO3)2与CaCl2的化学计量数之比为1：5，而还发生生成氯化钙的反应，所以操作1后得到溶液中Ca(ClO3)2与CaCl2的化学计量数之比＜1：5。转化时，加入KCl发生反应是氯酸钙和氯化钾反应生成溶解度更小的氯酸钾和氯化钙，对应的化学方程式为Ca(ClO3)2+2KCl=2KClO3↓+CaCl2。（5）根据给出的溶解度曲线可知，氯酸钾在低温和氯酸钙等相比溶解度更小，结合对应的操作，可知操作2包含一系列实验操作，结合图分析，主要操作为蒸发浓缩→降温结晶→过滤→洗涤→低温烘干。（6）由图可知KClO3分解温度高于其熔点。（7）图中，在KClO3分解前，传感器测得氧气浓度降低的原因可能是试管内气压增大，排出一部分空气，氯酸钾还没有分解生成氧气。（8）分析图像，由于纳米二氧化锰需要的温度低且固体剩余更少即反应更快，所以对KClO3分解催化效果更好的催化剂是纳米二氧化锰。（9）将3.06g KClO3和MnO2混合物以4：1配比加热至完全反应，则KClO3的质量为：3.06g×≈2.45g，设生成氧气的质量为x， x=0.96g故生成氧气的体积V==0.67L【点睛】本题重在考察学生根据情境解答问题的能力。仔细读图，从中获得解答题目所需的信息，并结合所学知识加以运用是解答关键。所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性。25．兴趣小组获得两包制作“跳跳糖”的添加剂，一包是柠檬酸晶体，另一包是标注为钠盐的白色粉末。将少量柠檬酸和这种白色粉末溶于水，混合后产生了使澄清石灰水变浑浊的气体。于是对白色粉末的化学成分进行了以下探究：（提出猜想）猜想1．碳酸钠；猜想2．碳酸氢钠；猜想3．碳酸钠和碳酸氡钠（查阅资料）①碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性；②碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸钠受热不分解；（实验探究）小月、小妮分别对有关猜想设计方案并进行实验。（交流反思）大家一致认为小月和小妮的结论不准确：（1）小月实验结论不准确的原因是__________________。（2）小妮的实验方案不能排除白色粉末是否含有__________________。（继续探究）小戚称取mg白色粉末与足量稀盐酸反应，充分反应后生成二氧化碳的质量为ng，通过计算并分析实验数据确定猜想3正确，则n的取值范围为__________________（用含m的代数式表示）。（结论分析）探究后他们核查到添加剂的成分是柠檬酸和碳酸氢钠，分析后认为白色粉末中的碳酸钠是由碳酸氢钠分解产生的。（拓展探究）向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中，分别逐滴加入一定浓度的盐酸，得到pH变化与时间的关系如图所示。（交流反思2）b点的溶质为__________________（写化学式），将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，C点的溶质__________________（写化学式）。（得出结论）通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应过程，可以依次用以下两个化学方程式表示：________、__________。（结论与反思）探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化，可以认识反应原理及进行的过程。【答案】（实验探究）＞ （交流反思）由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性 碳酸钠 （继续探究） （交流反思2） NaCl、HCl NaCl、NaHCO3 （得出结论）Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 【分析】实验探究小月：根据碳酸钠溶液呈碱性分析溶液的pH；交流反思：（1）小月根据碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性分析；（2）根据碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热分解生成了水和二氧化碳分析；继续探究：根据碳酸钠、碳酸氢钠的化合物与与盐酸的反应分析计算；交流与反思：根据图中提供的信息可以判断相关方面的问题。【解析】实验探究小月：由于碳酸钠溶液呈碱性。所以溶液的pH＞7；交流反思：（1）由于碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液均呈碱性，溶液的pH＞7，所以小月实验结论不准确；（2）由于碳酸钠和碳酸氢钠的混合物受热也会生成了水和二氧化碳，所以不能排除包色粉末中混有碳酸钠；继续探究：若碳酸钠的质量为m，设与盐酸反应生成的二氧化碳的质量为xNa2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑106 44m x则 ，解得：x= 若碳酸氢钠的质量为m，设与盐酸反应生成的二氧化碳的质量为y。NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑ 84 44 m y则 ，解得：y= 猜想3正确，即白色粉末是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，则n的取值范围为： ＜n＜ ；交流与反思2：碳酸氢钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，b点时稀盐酸过量，因此溶质是反应生成的NaCl和过量的HCl；将图2和图3的阴影部分进行叠加，发现两者基本重合，说明向碳酸钠溶液中加入稀盐酸时，碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，因此c点的溶质是反应生成的NaCl和NaHCO3；得出结论：通过上述分析，碳酸钠和盐酸反应的过程是：碳酸钠先和稀盐酸反应生成碳酸氢钠和氯化钠，然后碳酸氢钠再和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3，NaHCO3+HCl═NaCl+H2O+CO2↑。26．已知某品牌膨松剂的成分是碳酸氢钠、碳酸氢铵中的一种或两种，某化学兴趣小组为确定该品牌膨松剂的成分，进行如下探究：查阅资料：①氨气水溶液呈碱性②浓硫酸和碱石灰都可做气体吸收剂；浓硫酸能吸收氨气，不能吸收二氧化碳；碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体的混合物，不与氨气反应。（设计实验）兴趣小组利用如下装置进行探究(装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量)； 依次连接A、C、D装置，点燃A处的酒精灯，将试管中的该膨松剂样品充分加热至完全反应后，通过观察到_____、_____现象可以证明该膨松剂中含有NaHCO3和 NH4HCO3两种物质。其中装置C的作用是_____。（拓展探究）为进一步确定该品牌膨松剂中 NaHCO3和NH4HCO3的质量比，同学们取两份等质量的该品牌膨松剂样品，利用图提供的实验装置，设计并进行了如下两组实验：基于以上实验数据分析，该品牌膨松剂中 NaHCO3和 NH4HCO3的质量比是_____。（实验反思）小明认为以上拓展探究实验存在一定误差，导致误差的原因是_____(答一条即可)。【答案】（设计实验）试管中有剩余固体 湿润的红色石蕊试纸变蓝色 吸收二氧化碳和水蒸气 （拓展探究） 210：79 （实验反思）生成的气体不能被吸收剂完全吸收等 【解析】碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳；碳酸氢铵受热分解生成氨气、水和二氧化碳，氨气和水反应生成氨水，氨水显碱性，能使石蕊试液变蓝色。【设计实验】依次连接A、C、D装置，点燃A处的酒精灯，将试管中的该膨松剂样品充分加热至完全反应后，观察到试管中有剩余固体，说明样品中含有碳酸氢钠，湿润的红色石蕊试纸变蓝色，说明样品中含有碳酸氢铵；其中装置C的作用是吸收二氧化碳和水蒸气。【拓展探究】装置C增重1.98g，说明反应生成了1.98g二氧化碳，装置B增重0.34g，说明反应生成了0.34g氨气，设碳酸氢铵质量为x，反应生成二氧化碳质量为y。NH4HCO3NH3↑+H2O+CO2↑79 17 44x 0.34g y x=1.58gy=0.88g设碳酸氢钠质量为z，碳酸氢钠分解生成二氧化碳的质量为1.98g﹣0.88g=1.1g2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑168 44z 1.1g z=4.2g该品牌膨松剂中 NaHCO3和 NH4HCO3的质量比是：4.2g：1.58g=210：79；【实验反思】小明认为以上拓展探究实验存在一定误差，导致误差的原因是生成的气体不能被吸收剂完全吸收等。27．我国西北地区有很多咸水湖，其中最大的是柴达木盆地的察尔汗盐池。某盐湖附近的农民通过“冬天捞碱，夏天晒盐”获得大量湖盐。小伟同学取该湖盐样品进行探究。（提出问题）该湖盐样品的成分是什么？（查阅资料）冬天捞碱的“碱”指Na2CO3，夏天晒盐的“盐”指NaCl。（猜想与假设）猜想一：Na2CO3猜想二：NaCl猜想三：Na2CO3和NaCl（实验探究）（拓展延伸）为进一步确定该湖盐样品中Na2CO3的质量分数，小伟同学再取该湖盐样品10.00g做了如图所示的补充实验。（1）反应结束之后通入空气的目的是_____。（2）装置A中浓NaOH溶液的作用是_____（用方程式表示）。（3）实验结束后测得装置D增重0.44g，则湖盐样品中Na2CO3的质量分数为_____%（保留一位小数）。【答案】（实验探究）硝酸银溶液， 产生白色沉淀， 二 （拓展延伸） （1）使反应生成的二氧化碳全部被D装置吸收。 （2）2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O。 （3） 10.6% 【解析】【实验探究】根据实验操作、实验现象、实验结论及猜想分析解答；【拓展延伸】（1）根据必须将实验产生的二氧化碳气体全部被装置D吸收分析解答；（2）根据防止空气中的二氧化碳干扰实验解答；（3）根据实验数据结合反应的化学方程式计算解答。【实验探究】实验一：取少量样品于试管中，加适量水溶解后，加入过量稀HNO3，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明反应生成了二氧化碳，二氧化碳是碳酸钠和硝酸反应生成的，故猜想二不成立；由实验二知猜想三成立，则说明样品中含有氯化钠，故实验操作及现象为向实验一所得的溶液中加入适量的硝酸银溶液，产生白色沉淀（因为氯化钠和硝酸银反应生成了白色沉淀氯化银）；【拓展延伸】（1）反应结束之后通入空气的目的是使反应生成的二氧化碳全部被D装置吸收；（2）装置A中浓NaOH溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止影响实验结果，氢氧化钠和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；（3）设样品中碳酸钠质量为x。Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2↑106 44x 0.44g= x=1.06g则湖盐样品中Na2CO3的质量分数为：×100%=10.6%28．工业铁红主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4（查阅资料）（1）草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O4•3H2O CO2↑+CO↑+H2O（2）.碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳。（3）.铁的常见氧化物中铁的质量分数：（问题讨论）为了测定铁红中铁的质量分数，小组间学进行如下实验。（装置气密性良好）（1） 该实验为了保证进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中的试剂依次是_______(填字母序号）A 浓硫酸 B 澄清的石灰水 C 氢氧化钠溶液（2）C装置的作用是___________。（3）写出E装置中所发生反应的一个化学方程式：________________。（4）称取铁红样品10.0g,用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。①若E中充分反应后得到铁粉的质量为mg，则______。②若实验前后称得F装置增重7.7g，则此铁红中铁的质量分数是__________。（实验反思）（1）如果缺少G装置(不考虑其他因素)，则测得样品中铁的质量分数会_________(选填“偏小”“不变”“偏大”)。（2）该实验装置的一个明显缺陷是_____________ 。【答案】（1）cba （2）检验二氧化碳气体是否除尽 （3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2或 CO+Fe3O43Fe+4CO2或CO+FeOFe+CO2 （4）7.78 72% （实验反思）偏小 缺少尾气处理装置 【解析】（1） 该实验为了保证进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B、C、D中的试剂依次是氢氧化钠除去二氧化碳，氢氧化钙检验二氧化碳是否除尽，然后在用浓硫酸干燥；（2）C装置的作用是检验二氧化碳气体是否除尽；（3）写出E装置中所发生反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2或 CO+Fe3O43Fe+4CO2或 CO+FeOFe+CO2 ；（4）根据题中提供的氧化物中铁元素的质量分数可知，①若E中充分反应后得到铁粉的质量为mg，则7.0g