初中化学专题练习 专练一 实验和装置专练(含解析)
展开专练一 核心素养专练
类型1 微型、创新教材实验
1. (2019北京)用如图装置进行实验。升温至60 ℃的过程中,仅①燃烧;继续升温至260 ℃的过程中,仅③燃烧。下列分析不正确的是( )
第1题图
A. ①燃烧,说明白磷是可燃物
B. 对比①③,可说明红磷的着火点比白磷的高
C. 对比②③,可验证燃烧需可燃物与氧气接触
D. ④未燃烧,说明无烟煤不是可燃物
2. (2019台州)如图,集气瓶中充满二氧化碳,大烧杯中燃着2支高低不等的蜡烛,实验时打开止水夹,移开玻璃片。下列说法正确的是( )
第2题图
A. 将观察到高的蜡烛先熄灭
B. 不移开玻璃片,实验现象更明显
C. 蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳降低了蜡烛的着火点
D. 去掉烧杯中的1支蜡烛,也能得出同样的实验结论
3. (2017北京)用“W”型玻璃管进行微型实验,如图所示。下列说法不正确的是( )
第3题图
A. a处红棕色粉末变为黑色
B. a处的反应为CO+Fe2O3=== 2Fe+CO2
C. b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D. 可利用点燃的方法进行尾气处理
4. (2019临沂)某化学兴趣小组利用如图装置进行实验:打开弹簧夹,将液体a滴入试管①中与固体b接触,若试管②中的导管口没有气泡产生,则液体a和固体b的组合可能是( )
第4题图
A. 水和生石灰
B. 稀盐酸和碳酸钠
C. 水和硝酸铵
D. 过氧化氢溶液和二氧化锰
5. (2019北京)用如图装置进行实验,挤出浓盐酸。
第5题图
(1)实验现象是____________________。
(2)该实验说明分子具有的性质是________________________。
6. (2019河南)如图,将注射器中的溶液缓缓推入V形管,有关反应的化学方程式为________________________;用80 ℃的热水加热盛有红磷和白磷的W形管时,发现白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要的条件是____________________。
第6题图
7. 利用如图装置研究二氧化碳的性质。
第7题图
(1)若X为紫色石蕊溶液,观察到的现象是________________、澄清石灰水变浑浊。B中发生反应的化学方程式为__________________________。
(2)若X为氢氧化钠溶液,通入与(1)中等体积的CO2,观察到B中无明显现象,其原因是____________________________。
8. (2019成都)实验室用如图所示装置制取氧气并完成相关实验(夹持仪器已略去)。
第8题图
(1)仪器①的名称是________________。
(2)A装置中反应的化学方程式为______________________。
(3)用C装置收集气体的方法是________(填选项字母)。
a. 排水法 b. 向下排空气法 c. 向上排空气法
(4)检验C中收集满氧气的方法是___________________________________。
(5)C中收集满氧气后,打开弹簧夹K1、K4,关闭K2、K3,其中打开K1的目的是__________。点燃D中燃烧匙内的红磷后,立即伸入C装置中并把塞子塞紧,观察到红磷燃烧的现象是______________。待红磷熄灭、C装置冷却后,打开K3,观察到的现象是______________。
9. 某兴趣小组同学利用如图装置探究可燃物燃烧的条件。实验过程:
第9题图
①将红磷和白磷分别放入两支试管中,一段时间后,A、B 试管中无明显现象。
②用气囊鼓入空气至白磷和红磷露出水面,A中白磷燃烧,B中无明显现象。
已知:红磷的着火点为240 ℃,白磷的着火点为40 ℃。
(1)仅通过对比实验②中露出水面的白磷和红磷可得到的结论是___________________。
(2)实验过程中,能说明可燃物燃烧需要氧气的实验现象是_____________________。
10. 用如图所示装置测定空气中氧气的含量。管中预先装入适量的水,测得水面高度为a,加热粗铜丝,一段时间后白磷燃烧。燃烧停止,完全冷却后,测得水面高度为b。(已知除去胶塞部分管的长度为c)
第10题图
(1)白磷燃烧的化学反应方程式为________________________________。
(2)由该实验测得空气中氧气的含量为______________(用含a、b、c的代数式表示)。
11. 某同学利用如图微型实验装置进行实验探究。
第11题图
(1)挤压滴管后,单球管中发生反应时MnO2的作用为________。
(2)将如图所示的硫点燃立即伸入集满氧气的集气管中,可观察到硫燃烧的现象是_________。
(3)硫在氧气中燃烧的化学方程式为____________________________________。
12. 二氧化碳的性质实验如图所示。
第12题图
(1)实验过程中,b处的实验现象是_______。若要证明二氧化碳与水反应,应在a处放________。
(2)c处发生反应的化学方程式为________________________________。
(3)根据烧杯中的实验现象,得出的结论是_____________________________________。
13. (2017北京改编)利用如图所示装置进行实验。
第13题图
(1)打开K1,观察到蜡烛____________________。
(2)关闭K1,打开K2,观察到蜡烛缓慢的熄灭。蜡烛熄灭的原因是_________________。B中发生反应的化学方程式为_____________________。
14. (2017北京)如图所示,调节杠杆平衡。
第14题图
(1)实验1:通入CO2一段时间后,活性炭包下沉,原因是____________________________。
(2)实验2:加热细铜丝团一段时间后移走酒精灯,观察到铜丝变为黑色(CuO),细铜丝团________(填“上升”或“下沉”)。
(3)实验3:一段时间后,铁粉包下沉,是因为铁粉与__________发生反应。
15. 某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件。
第15题图
(1)要证明铁生锈与氧气有关,需要再进行的实验操作为_____________________。
(2)实验中能说明铁生锈与水有关的实验现象是___________________________。
(3)充分反应后,将装置A、B中分别注入少量稀盐酸,两个广口瓶中现象的不同点是:________________,由此也可以证明铁丝生锈的情况。A中反应的化学方程式是____________。
16. 某同学设计探究分子运动的实验如图所示,请按照要求回答问题:
第16题图
(1)滴入适量的浓氨水后观察到的现象是________________。(写一个即可)
(2)写出实验中发生反应的化学方程式______________________________。(写一个即可)
17. 某化学兴趣小组设计了如图所示的微型实验。
第17题图
(1)在制气管中加入碳酸钙,推压加液器活塞加入适量稀盐酸,发生反应的化学方程式为____________________________________。
(2)当制气管中的反应停止后,试管中溶液倒吸进制气管中,产生白色的沉淀,产生该现象的原因是_____________________________________。
18. 用如图装置完成CO还原Fe2O3的实验。缓慢通入一定量的CO。点燃酒精喷灯,继续通入CO。一段时间后,当粉末全部变为黑色时,停止通入CO,熄灭酒精喷灯。
第18题图
(1)CO与Fe2O3反应的化学方程式是____________________________。
(2)在冷却过程中,为防止管中黑色粉末表面因与空气接触而变为红色,应补充的操作是___________________________。
(3)有同学提出黑色粉末中还可能含有Fe3O4。
资料:Fe3O4不与CuSO4溶液反应。
为验证黑色粉末成分。该同学取少量样品于烧杯中,加过量CuSO4溶液,充分反应。证明黑色粉末中含Fe和Fe3O4的现象是________________________。
19. (2019温州)小明用大小不同的玻璃罩罩在两组点燃的蜡烛上(如图甲),观察发现A组实验高处烛焰先熄灭,B组实验低处烛焰先熄灭。为了探究玻璃罩中烛焰熄灭顺序不同的原因,小明以A组为研究对象进行如下实验:
第19题图
实验一:将6个盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在铁丝上,点燃蜡烛,立即用小玻璃罩罩上(如图乙),分别记下各容器内石灰水变浑浊所需的时间。多次重复实验获得数据如表。
容器编号
1
2
3
4
5
6
平均时间/秒
3.2
3.8
5.0
7.1
11.1
19.0
实验二:将3支温度计分别挂在小玻璃罩内不同位置(如图丙),点燃蜡烛,一段时间后发现温度计①示数明显增大,温度计②③示数增大不明显。
(1)根据实验一的结果,推测A组实验高处烛焰先熄灭的原因是__________________________。
(2)实验二研究的问题是___________________________________。
(3)结合本实验的研究结果,对B组实验现象做出简要解释:______________________。
20. (2019淮安)U型玻璃管是常见的化学仪器,在实验中有广泛的应用。
第20题图
(1)借助U型玻璃管探究微粒的性质。如图1所示,打开玻璃旋塞,观察到湿润的红色石蕊试纸从左到右先后变蓝,该实验说明分子____________,湿棉花的作用是__________________。
(2)借助U型玻璃管探究钢铁锈蚀的条件。如图2所示:
①一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹,干燥的钢丝棉没有锈迹,此现象说明___________;
②实验结束时,细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹,说明本实验有不完善之处。请利用原有装置提出具体改进方案_______________________。
(3)借助U型玻璃管粗略测定空气中氧气的体积分数。如图3所示,得出空气中氧气体积分数约为五分之一的实验现象是__________________。
21. (2019福建)某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。
图1 图2
第21题图
【实验1】按图1所示装置,用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。
【实验2】按图2所示装置,在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂(其中辅助成分不干扰实验),利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。
(1)实验1中,红磷燃烧的主要现象是________________。红磷熄灭后,集气瓶冷却至室温,打开K,水能倒吸入集气瓶的原因是________________________________。
(2)为提高实验的准确性,以上两个实验都需要注意的事项是____________________(写一点)。
(3)实验过程中,连接数字传感器,测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。依据图3、图4信息,__________(填“实验1”或“实验2”)的测定方法更准确,判断依据是________________________________________。
图3 图4
第21题图
(4)结合你的学习经验,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数,该替代物应满足的条件是________________________(写两点)。
【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。
(5)甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是____________________(用化学方程式表示)。
图5 图6
第21题图
(6)乙同学提出,仅利用图6所示装置,在不添加其他试剂的前提下,也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的,操作方法是______________________。
类型2 探究性实验
考向1 实验异常现象的探究
1. 实验探究题:在探究金属活动性的实验课上,同学们把打磨光亮的铝片插入硫酸铜溶液中,过一会儿,发现了一个“意外现象”:在铝片表面看到有红色固体析出的同时,还看到有少量的气泡冒出。写出生成红色固体的化学方程式____________________________。
【提出问题】该气体是什么呢?
【猜想与假设】猜想一:O2 猜想二:H2 猜想三:CO2 猜想四:SO2
同学们经过讨论,一致认为猜想三不成立,理由是__________________________。
【实验验证】(1)有同学闻了一下该气体,发现无气味,证明猜想四也不成立,理由是______________________________________。
(2)将产生的气体经验纯后,用导管导入到点燃的酒精灯火焰上,气体安静燃烧,产生淡蓝色火焰。
【实验结论】____________________________________。
【反思与交流】CuSO4溶液可能显________性(填“酸”或“碱”或“中”)。
2. (2019广东)某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2,验满后,将澄清石灰水倒入集气瓶中,发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。
【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊?
【查阅资料】(1)CO2过量时,CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO3)2。
(2)AgCl不溶于稀硝酸。
【提出猜想】Ⅰ. 石灰水已完全变质
Ⅱ. ________________
Ⅲ. CO2中混有HCl
【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO2,并进行探究。制备CO2的化学方程式为____________________________。
步骤
实验操作
实验现象
结论及
化学方程式
(1)
取少量澄清石灰水于试管中,加入________溶液
产生白色沉淀
猜想Ⅰ不成立
(2)
将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中
________
________
猜想Ⅱ不成立
(3)
将气体通入盛有________溶液的试管中,再加稀硝酸
________
________
猜想Ⅲ成立
反应方程式为__________
【实验结论】制取的CO2气体中混入了HCl,所以澄清石灰水没有变浑浊。
【交流讨论】若要收集到纯净、干燥的CO2,需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和____________。
【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后,同学们尝试用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是__________________(写一点)。
3. (2019河北)兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么?
【作出猜想】小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有__________三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
【实验1】取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按图1所示方案进行实验。B中石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
第3题图
(1)反应装置A应选用图2中的________(填写序号)。
(2)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是:_________________________________。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么?
【查阅资料】镁与水缓慢反应生成氢气;Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、CO外,还有OH-。
【作出猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
【实验2】按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是CO而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。
第3题图3
(1)G中实验的作用是__________________。
(2)试剂X是____________。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3?
【实验3】取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。试剂Y及实验现象为_______;该反应的化学方程式为____________。
反思交流:有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发,通过深入研究而实现的。
4. (2019江西)化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。
第4题图1
【联想与实验】模仿二氧化碳与水反应进行如图2所示实验:
第4题图
【问题与猜想】亚硫酸不稳定,为什么红色液体微热后不变为紫色?其原因可能为:
猜想1. 加热不够充分
猜想2. 与空气中氮气有关
猜想3. 与空气中氧气有关
【探究与验证】填写表格中的空格。
编号
操作
现象
结论
1
将图2中红色液体继续加热至沸腾
仍为红色
猜想1不成立
2
如图3所示,先通入适量SO2,然后用酒精灯微热
先变红后变紫
猜想2不成立
3
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入氮气,最后用酒精灯微热
________
________
4
如图3所示,先通入适量SO2,再改通入______,最后用酒精灯微热
________
________
猜想3成立
【分析与结论】红色液体微热后不变为紫色的原因是:H2SO3在空气中会被氧化生成另一种酸,进一步实验证明是硫酸。
【应用与拓展】收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样,用pH计测得每隔十分钟数据如下表:
测定时间
5:05
5:15
5:25
5:35
5:45
pH
4.95
4.94
4.86
4.85
4.85
(1)分析表中数据,5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有______________。
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如图4,利用CaCO3粉末、空气为原料在高温下吸收SO2,写出该反应的化学方程式:________________________。
第4题图4
5. (2019常德)某化学兴趣小组用大理石和稀盐酸反应制取CO2,当观察不到气泡产生时发现固体仍有剩余,同学们对此进行了探究(杂质不溶于水且不与酸反应)。请你参加探究并回答相关问题:
【提出问题】不再产生气泡的原因是什么?
【猜想假设】猜想一:__________________________;
猜想二:生成物或杂质附着在大理石表面阻碍反应继续进行;
猜想三:剩余固体中无碳酸钙。
【实验探究一:验证猜想一】
(1)甲同学取上述反应后的溶液,测得溶液pH=2;
甲同学的结论:猜想一不成立;反应前稀盐酸的pH________(填“<”、“>”或“=”)2。
(2)乙同学认为甲的实验设计和结论不严谨并补充了如下两个实验:
实验① 配制________(填物质名称或化学式)溶液,测得该溶液pH=7;
实验② 在试管中加入适量水和紫色石蕊溶液后持续通入CO2,溶液变为________色;
乙同学的结论:猜想一成立,他的依据是________________________________________。
(3)丙同学认为甲、乙的实验结论均不严谨或有错误并再次改进和补充了实验:
实验③ 向试管中加入适量水后持续通入CO2至饱和,测得溶液pH=5.6;
丙同学的结论:猜想一不成立,他的依据是____________________________。
【实验探究二:验证猜想二】
(4)丁同学不断振荡反应容器观察到仍无任何气泡产生;
丁同学的结论:猜想二________(填“成立”或“不成立”)。
【实验探究三:验证猜想三】
(5)戊同学实验后得出结论:猜想三不成立,他设计的实验是_______________________。
探究活动结束后,老师进行了点评,同时启发同学们针对此探究还可以进一步反思。
【反思拓展】(6)该实验探究活动说明:反应物相互接触后能否反应的影响因素有________。
(7)根据所学化学知识,任写一例该因素影响化学反应的实例:_________________。
考向2 生产、生活问题的探究
6. (2019新疆)粮食、蔬菜、肉类、豆制品等食物是我们日常营养的主要来源。菠菜营养丰富,豆腐中含有丰富的蛋白质及钙盐等,但民间有“菠菜、豆腐不宜同食”的说法。某化学兴趣小组针对此说法进行探究。
【查阅资料】①菠菜含有丰富的铁、草酸盐、碳酸盐等;②草酸钙(CaC2O4)不溶于水,不易被人体吸收;③醋酸不与草酸钙反应,但能与碳酸钙反应生成可溶性盐等。
【提出猜想】“菠菜、豆腐不宜同食”的原因可能是_________________________________。
【实验探究】
第6题图
(1)加入足量CaCl2溶液的目的是________________________。
(2)已知气体C能使澄清石灰水变浑浊,写出该反应的化学方程式___________________。
(3)醋酸的化学式可简写为HAc。写出步骤④发生的化学反应方程式_________________。
(4)白色沉淀B的主要成分是_____(填化学式)。可见菠菜中的草酸盐能与钙盐反应生成草酸钙。
【反思与应用】家庭中常常将菠菜放在开水中烫过后再烹饪,其目的是____________。
7. (2019山西)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】雾是浮游在空气中的大量微小水滴。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-1000型大流量TSP采样器在室外采集大气中的可吸入颗粒物10 g。
活动一:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。
实验方案
实验步骤
实验现象
实验结论
方案一
取5 g样品,加少量熟石灰粉末,混合、研磨
__________
__________
含有铵盐
方案二
取5 g样品,加适量水,充分溶解后过滤,向滤液中滴加__________
有白色沉淀生成
含有硫酸盐
【总结反思】工业上应加强对污染企业的监管,农业上应合理施用化肥。
活动二:探究霾中是否含有黑碳。同学们设计了如图所示的创新实验(将活动一得到的残渣,干燥后置于中间凹槽内)。
第7题图
【实验步骤】①滴入过氧化氢溶液制取O2,排出装置内空气后,再在导管口接上气球。②向右边的凹槽内滴入澄清的石灰水。③接通电源,用红热电阻丝点燃残渣。
【实验现象】残渣剧烈燃烧,澄清石灰水变浑浊,气球变大。
【实验结论】霾中还含有黑碳。装置内澄清石灰水变浑浊的化学方程式是______________。
【交流研讨】某同学对“霾中含有黑碳”的结论产生质疑,理由是_____________________。
活动三: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外,还有________________。
【能力发展】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
______________
向空中或地面洒水
③
______________
推广新能源汽车
私家车限号出行
【检查进度】小组同学没有进行的探究项目是____________________________________。
8. (2019兰州)“鱼浮灵”是常用的化学增氧剂,主要成分是过氧碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2),溶于水能迅速增加水体溶氧量,提高鱼苗及活鱼运输成活率。某化学兴趣小组对“鱼浮灵”的化学性质、增氧原理进行了探究。
【查阅资料】1. 过氧碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质,其水溶液中含有Na+、
OH-、CO、H2O2。
2. Na+不能催化过氧化氢分解。
3. 相同温度下,pH相同的溶液,OH-的浓度也相同。
探究一 过氧碳酸钠的化学性质
实验步骤
实验现象
实验解释(化学方程式)
1. 取样,溶于水,滴加①________溶液
有白色沉淀生成
2. 取样,溶于水,加入二氧化锰粉末
②____________
③________________
________________
探究二 “鱼浮灵”增氧原理
【提出问题】过氧碳酸钠溶液中的哪种微粒对过氧化氢分解有催化作用?
【猜想假设】猜想一:CO 猜想二:OH- 猜想三:④________________
【实验过程】相同温度下,进行H2O2溶液以及H2O2溶液中分别加Na2CO3、NaOH的实验,测定相同时间内溶液的pH、溶解氧含量(mg/L),数据如下:
实验序号
1
2
3
4
试剂
H2O2
H2O2+Na2CO3
H2O2+NaOH
H2O2+NaOH
pH
6.01
8.14
8.14
9.26
溶解氧
6.44
9.11
9.11
10.97
【实验结论】对比实验数据,证明猜想⑤________正确。
【反思交流】设计实验2、3的目的是⑥________________________________。
9. (2019咸宁)日常生活中,每位同学都会接触到硬水。咸宁市某校化学兴趣小组的同学在老师的带领下对硬水进行了一些探究和拓展实验。
【查阅资料】水的硬度是由水中溶解的可溶性钙和镁化合物引起的,硬水中溶解的钙和镁化合物可分为两类:钙、镁的碳酸氢盐;钙、镁的硫酸盐或氯化物,一般所说的水的硬度是由上述两类化合物引起的。
(1)日常生活中常用煮沸的方法将硬水软化,这种方法可靠吗?小组同学设计了如下模拟实验:
实验序号
实验操作
实验现象
Ⅰ
分别取适量碳酸氢钙溶液和氯化钙溶液于A、B两支试管中,同时加热
A试管中产生气泡,有沉淀生成,B试管中无明显现象
Ⅱ
冷却后,在上述实验后两支试管中,分别滴加几滴肥皂水,振荡
①________(填“A”或“B”)试管中有较多泡沫,另一支试管中泡沫较少
实验结果:用煮沸的方法可以降低水的硬度。
(2)小组同学对硬水中为什么含有碳酸氢钙非常感兴趣,于是再次学习九年级化学下册课本中的资料卡片:石笋和钟乳的形成。知道了当石灰岩遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO3+CO2+H2O === Ca(HCO3)2。
小组同学思考:若向碳酸钠溶液中通入一定量的二氧化碳,是否也能生成碳酸氢钠?于是他们对此开始实验探究(不考虑二氧化碳和碳酸作为溶质的情况)。
【提出问题】所得溶液中溶质是什么?
【提出猜想】猜想一:溶质为Na2CO3;猜想二:溶质为NaHCO3;猜想三:溶质为②________________________。
【设计实验】
实验步骤
实验现象
实验结论
a.取所得溶液少许于试管中,向其中滴加过量的CaCl2溶液
有白色沉淀生成
猜想二③________(填“成立”或“不成立”)
b. 取实验步骤a中上层清液,滴加适量稀盐酸
有气泡冒出
猜想一不成立
写出实验步骤b中发生反应的化学方程式④_________________________。
通过实验,小组同学得出了正确结论。
(3)热水瓶用久后,瓶胆内壁常附着一层水垢,老师说其成分主要是碳酸钙、氢氧化镁等。小组同学认为可使用稀盐酸除去,请写出发生中和反应的化学方程式⑤_____________。
(4)小组同学还对稀盐酸和氢氧化钠溶液发生中和反应进行了如下探究:
用pH传感器测得烧杯内溶液的pH变化图像(如图二),同时用温度传感器测得烧杯内温度变化图像(如图三),实验过程中保温良好,忽略热量散失。
Ⅰ.请分析图三,能得到什么结论⑥________________________________。
Ⅱ.图三中A点对应溶液的溶质成分是⑦____________(填写化学式)。
第9题图
10. (2019百色)电子工业中常用覆铜板(以绝缘体为基材,表面覆以铜箔)为基础材料制作印刷电路板(如图)。印刷电路板广泛应用于电视机、计算机、手机等电子产品中。某校初中科技小组的同学对于覆铜板制作印刷电路的原理很感兴趣,决定进行探究,请你随他们一起进行探究。
第10题图
【查阅资料】
(1)覆铜板制作印刷电路的原理,是把预先设计好的电路在覆铜板上用蜡或不透水的物质覆盖,然后将覆铜板浸泡到FeCl3溶液中,利用FeCl3溶液将不需要的铜腐蚀掉,留下来的就是印刷电路。
(2)FeCl3溶液呈酸性,在与铜单质反应后Fe3+变为Fe2+,反应后有Cu2+产生。
【提出问题】FeCl3溶液为什么能将铜腐蚀掉?
【猜想假设】
(1)小明同学从资料中获知FeCl3溶液呈酸性,用石蕊试纸检验FeCl3溶液,试纸变________色,他认为一定是溶液中的H+与Cu发生反应,将Cu腐蚀掉,但大家用________(填物质的化学式)不能与Cu反应置换出氢气的知识否定小明的观点。
(2)小文同学认为可能是FeCl3溶液与铜发生了置换反应,Fe3+将铜置换成可溶于水的
Cu2+,大家也否定他的观点,因为置换反应原理是________________________,而不是一种离子置换另一种离子。
(3)根据查阅的信息,小丽同学认为这个腐蚀过程是一个新的反应,写出反应的化学方程式____________________________。
【原理分析】根据信息和上述反应的化学方程式,得知铁元素由+3价下降为+2价的特点,从化合价的角度,小明同学又归纳出这个反应的另外两个特点:
①____________________________;②____________________________。
【拓展研究】考虑到使用后的腐蚀液富含Cu2+,具有很高的回收再利用价值,小组同学继续进行回收探究。在100 mL反应后的废液中投入足量的锌粉,析出 0.64 g Cu(若废液中仍有FeCl3剩余,则锌粉先与FeCl3反应,再与氯化铜反应),则说明原来配制的FeCl3溶液浓度至少是________g/L(g/L是质量体积浓度的单位,表示的是在每升溶液中所含溶质的质量)。
【交流讨论】经思考,小丽同学推断FeCl3溶液作为腐蚀液也可以与Fe发生反应。请写出她的推断依据:______________________________________________________。
11. (2019威海)探究辨真伪
如图,用一次性塑料水杯盛鲜榨果汁时,常用带皮柠檬片作装饰。网上
传言,柠檬皮可以溶解这种水杯中的聚苯乙烯,危害人体健康,这种说
法是真的吗?为了查明真相,小东用泡沫饭盒(主要成分是聚苯乙烯)和
柠檬皮进行探究。
(1)探究一:柠檬皮真的能溶解聚苯乙烯吗?
进行实验:
将柠檬皮研磨成酱,取一匙涂在泡沫饭盒上,2分钟后饭盒光滑的表面变得凹凸不平,5分钟后凹凸更加明显,10分钟后出现很多小孔。
结论与解释:
柠檬皮中含有柠檬烯(C10H16),柠檬烯是一种(填“有机”或“无机”)______溶剂,可以溶解聚苯乙烯。
反思交流:
用一次性塑料水杯喝水时,聚苯乙烯不会进入人体,放了带皮柠檬片后,聚苯乙烯会被溶解而进入人体,这说明物质的溶解性与______________有关。
一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为____________,果汁加工厂的大量柠檬皮被丢弃浪费,对此你有什么建议_________________________。
(2)探究二:酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?
实验用品:泡沫饭盒、柠檬皮酱、食醋、纯碱溶液、食盐水、水。
查阅资料:酸性溶液、碱性溶液均不能溶解聚苯乙烯。
进行实验:
①取一匙柠檬皮酱,与2 mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;
②取一匙柠檬皮酱,与2 mL (写溶质化学式)________混合均匀后涂在泡沫饭盒上;
③取一匙柠檬皮酱,与2 mL (写溶质化学式)________混合均匀后涂在泡沫饭盒上。
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(填实验编号):第一组对照实验________,第二组对照实验________。
5分钟后观察到三个泡沫饭盒表面的凹凸程度几乎相同,实验结论为_______________。
(3)探究三:温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?
请将下表填写完整(柠檬皮中的成分在实验温度下性质稳定)。
实验步骤
实验现象
实验结论
温度越高,越不利于柠檬皮酱溶解聚苯乙烯
解释实验结论:_______________________________________________________。
类型1 微型、创新教材实验
1. D 【解析】升温至60 ℃的过程中,①燃烧,说明白磷是可燃物且温度达到了白磷的着火点,A正确;升温至260 ℃的过程中红磷燃烧,说明红磷的着火点比白磷高,B正确;②是被沙子覆盖的红磷,③是直接接触空气的红磷,在温度达到 260 ℃的过程中③燃烧而②未燃烧,说明可燃物燃烧需要与氧气接触,C正确;④未燃烧也可说明无烟煤的着火点高于260 ℃,不能说明无烟煤不是可燃物,D错误。
2. D 【解析】该实验的目的是验证二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧、密度比空气大,故可观察到低的蜡烛先熄灭,A错误;打开止水夹,瓶中二氧化碳减少,气压变小,移开玻璃片,大气压会把二氧化碳压出,现象明显,若不移开玻璃片,只有少量二氧化碳进入烧杯底部,观察不到明显现象,B错误;蜡烛会熄灭,是因为二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,C错误;打开止水夹,二氧化碳从集气瓶中进入烧杯,说明二氧化碳密度比空气大,观察到烧杯中的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不能燃烧且不支持燃烧,故去掉烧杯中的1支蜡烛,也能得出同样的实验结论,D正确。
3. B 【解析】氧化铁为红棕色,与一氧化碳反应生成的铁粉为黑色,A正确;方程式没有配平,且没有标明条件,B错误;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,C正确;一氧化碳有毒且有可燃性,所以可用点燃的方法处理尾气,D正确。
4. C 【解析】 若试管②中的导管口没有气泡产生,则试管①中的压强没有变大,如果试管①中反应生成气体或溶解时放热,使压强变大,则会观察到有气泡冒出。水与氧化钙反应生成氢氧化钙的同时会放出大量的热,试管①中的气体受热膨胀造成压强变大,试管②中的导管口有较多气泡产生,A不符合题意;稀盐酸和碳酸钠反应生成二氧化碳气体使①中压强变大,试管②中的导管口有较多气泡产生, B不符合题意;硝酸铵固体溶解于水时会吸收大量的热,试管①中的气体遇冷收缩造成压强减小,试管②中的导管中会形成一段水柱,没有气泡产生,C符合题意;过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,试管②中的导管口有气泡产生,D不符合题意。
5. (1)小纸花变红
(2)分子在不停地运动
【解析】胶头滴管挤出浓盐酸后,浓盐酸挥发出的氯化氢与湿润的紫色石蕊小纸花接触溶解形成稀盐酸,盐酸使紫色石蕊小纸花变红,该现象说明分子在不停地运动。
6. 2H2O2 2H2O+O2↑ 温度达到可燃物的着火点
【解析】过氧化氢溶液在二氧化锰作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑;白磷和红磷在相同温度下都与氧气接触,白磷燃烧而红磷不燃烧,说明物质燃烧需要温度达到可燃物的着火点。
7. (1)石蕊溶液变红 Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O
(2)氢氧化钠溶液与通入的CO2完全反应
【解析】(1)二氧化碳能与水反应生成碳酸,碳酸能使紫色石蕊溶液变红,澄清石灰水变浑浊是因为二氧化碳和石灰水反应生成难溶的碳酸钙。(2)二氧化碳能与氢氧化钠溶液反应,如果氢氧化钠溶液足够多,将通入的二氧化碳完全消耗,没有二氧化碳与澄清石灰水发生反应,则B中无明显现象。
8. (1)长颈漏斗 (2)2H2O2 2H2O+O2↑ (3)c
(4)将带火星的木条靠近C装置上端瓶口,木条复燃
(5)排出A中继续产生的气体,防止气压过大 剧烈燃烧,放出热量,产生大量白烟 烧杯B中的水进入装置C
【解析】(1)仪器①为长颈漏斗。(2)A装置为固液不加热型发生装置,制取氧气选择的药品为过氧化氢溶液和二氧化锰,反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑。(3)C装置收集气体时相当于气体从双口瓶底部进入,双口瓶内的空气被向上排出,则该收集气体的方法为向上排空气法,故选 c。(4)C装置为向上排空气法,所以证明已收集满氧气的方法为将带火星的木条靠近C装置上端瓶口,木条复燃。(5)关闭K2,气体无法排出,打开K1的目的是为了排出A中继续产生的气体,防止气压过大;C装置中为收集的氧气,红磷在氧气中燃烧的现象是剧烈燃烧,放出热量,产生大量白烟;红磷燃烧消耗氧气,使装置C内压强变小,待红磷熄灭,C装置冷却后,打开K3,烧杯B中的水会被外界大气压压入装置C中。
9. (1)燃烧需要温度达到可燃物的着火点 (2)白磷露出水面前不燃烧,露出水面后燃烧
10. (1)4P+5O2 2P2O5 (2)×100%
【解析】(1)白磷和氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷。(2)设管子底面积为x,则最初管中空气体积为x(c-a),实验完成后进入管中水的体积为x(b-a),该体积即为管中空气中所含氧气的体积,根据以上数据计算空气中氧气的含量为×100%=×100%。
11. (1)催化作用
(2)产生明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体,放出大量的热
(3)S+O2 SO2
12. (1)紫色石蕊溶液变红 干燥的紫色石蕊小花(合理即可)
(2)CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O
(3)二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,密度大于空气
【解析】(1)CO2与紫色石蕊溶液中的水发生反应生成碳酸,碳酸显酸性,使紫色石蕊溶液变为红色,故b处观察到的现象是紫色石蕊溶液变为红色;为了证明二氧化碳与水反应,应在a处放干燥的紫色石蕊小花,形成对比。(2)c处发生的反应是CO2与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水,反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=== CaCO3↓+H2O。(3)烧杯中可观察到的实验现象是下层蜡烛先熄灭,上层蜡烛后熄灭,故可得到的结论是二氧化碳的密度比空气大且不燃烧也不支持燃烧。
13. (1)燃烧得更旺
(2)B中石灰石与稀盐酸反应产生CO2,压强增大,气体进入烧杯中,CO2不能燃烧也不支持燃烧,使蜡烛与氧气隔绝
CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
【解析】(1)打开K1时,A中过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应生成的氧气,进入烧杯后,可使烧杯中的蜡烛燃烧得更旺。(2)关闭K1,打开K2,则B中石灰石与稀盐酸反应有二氧化碳气体生成,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,使蜡烛与氧气隔绝,所以会使烧杯中蜡烛缓慢熄灭;B中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑。
14. (1)活性炭具有吸附性 (2)下沉 (3)氧气、水蒸气
【解析】(1)活性炭具有吸附性,通入CO2一段时间后,因吸附二氧化碳而使得活性炭包质量增加并下沉。(2)铜与氧气加热反应生成氧化铜,使得细铜丝团质量增加,所以铜丝变黑后细铜丝团下沉。(3)铁与氧气、水蒸气反应生成铁锈,使得铁粉包因质量增加而下沉。
15. (1)打开弹簧夹K1、K2,通入氧气后关闭弹簧夹K1、K2
(2)通一段时间氧气后A中铁丝表面生成红棕色固体而B中铁丝没有明显变化
(3)A中铁丝表面红棕色固体减少,溶液由无色变为黄色,B中铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 Fe2O3+6HCl=== 2FeCl3+3H2O
【解析】(1)要证明铁生锈与氧气有关,需控制铁丝一直潮湿,然后观察通氧气前和通氧气后铁丝生锈的情况,因此进行的操作为对A中铁丝观察一段时间后,打开弹簧夹K1、K2,通入氧气后关闭弹簧夹K1、K2,继续观察。(2)说明铁生锈与水有关需比较铁丝都处于有氧气的环境下,潮湿和干燥的铁丝生锈的情况,因此实验现象为A通一段时间氧气后A中铁丝表面生成红棕色固体而B中铁丝没有明显变化。(3)充分反应后,A中铁丝生锈,铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应的现象为铁丝表面红棕色固体减少,溶液由无色变为黄色;B中铁丝未生锈,但铁也与稀盐酸反应,现象为铁丝表面有气泡产生溶液由无色变为浅绿色;A中反应的化学方程式为Fe2O3+6HCl=== 2FeCl3+3H2O
16. (1)气球胀大(或湿润的酚酞试纸变红)
(2)CaO+H2O=== Ca(OH)2(或NH3+H2O=== NH3·H2O 或NH3·H2O=== NH3↑+H2O)
17. (1)CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
(2)碳酸钙和稀盐酸反应生成的二氧化碳能被足量NaOH溶液吸收,制气管中反应停止后,制气管中气压减小,在外界大气压作用下,试管中溶液倒吸进制气管,试管中生成的碳酸钠能和制气管中的氯化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠(合理即可)
18. (1)3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe
(2)继续通CO至玻璃管冷却至室温
(3)黑色粉末部分变红
19. (1)小玻璃罩中蜡烛燃烧产生热的二氧化碳上升,在顶部聚积并逐渐下沉
(2)小玻璃罩中蜡烛燃烧对周围空气温度的影响
(3)大玻璃罩中蜡烛燃烧时,产生热的二氧化碳上升,到一定高度后冷却,由于二氧化碳的密度比空气大,从周围下沉,导致玻璃罩底部二氧化碳积聚并逐渐上升,所以B组实验低处烛焰先熄灭
【解析】(1)根据实验一,由于玻璃罩较小,蜡烛燃烧放热,使产生的二氧化碳气体受热上升,在顶部聚积,然后慢慢下沉,因此高处的蜡烛火焰先熄灭。(2)实验二在玻璃罩内不同位置插入温度计,可以测定玻璃罩内由于蜡烛燃烧在不同位置的温度,即可以知道玻璃罩内蜡烛燃烧对周围空气温度的影响。(3)B组实验是在大玻璃罩内进行的,开始时蜡烛燃烧产生热量,二氧化碳气体上升,由于玻璃罩体积较大,达到一定高度后,二氧化碳冷却,因为二氧化碳密度比空气大,在玻璃罩内形成对流,从周围逐渐下沉,沉积在玻璃罩底部,因此B组实验低处烛焰先熄灭。
20. (1)在不断运动 吸收氨气,防止污染空气
(2)①水是钢铁锈蚀的条件之一
②对两侧液面进行油封(合理即可)
(3)左侧液面上升到刻度4处
【解析】(1)浓氨水易挥发,氨气溶于水可得到氨水,氨水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,据此依据实验现象可以得出分子是不断运动的;因为氨气是一种具有刺激性气味的气体,若逸散到空气中,会污染空气,湿棉花的作用是吸收氨气,防止污染空气。(2)①潮湿的钢丝棉与干燥的钢丝棉不同的条件是是否与水接触,再联系控制变量法的含义和实验现象,可推出水是钢铁锈蚀的条件之一。②凉开水是经过煮沸后冷却的,其中不应含有氧气,但由于U型管中空气中含有氧气,极少量的氧气溶于水中而导致凉开水中钢丝棉生锈,故应对两侧液面进行油封,使凉开水与空气隔离。(3)因为氧气约占空气体积的,当U型管中的氧气被完全消耗后,其左侧液面上升到刻度4处。
21. (1)产生大量白烟,放出热量 氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于外界大气压
(2)装置的气密性良好(或红磷和铁粉除氧剂足量等其他合理答案)
(3)实验2 反应后,实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽
(4)能够和氧气反应、生成物不影响测定结果(或其他合理答案)
(5)2NaOH+CO2 === Na2CO3 +H2O
(6)用冰水冷却集气瓶,打开K(或其他合理答案)
【解析】(1)红磷燃烧的现象为产生大量白烟,放出热量,待集气瓶冷却后,打开K,由于氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于外界大气压,在外界大气压的作用下水被挤压进入集气瓶。(2)图1和图2实验中都应注意装置的气密性良好、反应物应足量等,从而提高实验的准确性。(3)分析图3和图4信息可知,实验2的测定方法更准确,因为实验1中集气瓶内剩余氧气的体积分数约为8.6%,而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽。(4)通过上述实验可知,若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物,该物质应能和氧气反应,且生成物不影响测定结果。(5)实验3测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数,浓氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化碳,导致集气瓶内气体压强小于大气压,烧杯内的水倒吸进入集气瓶内,进入水的体积即为二氧化碳的体积。(6)图6集气瓶内是二氧化碳气体,为了使烧杯内的浓氢氧化钠溶液倒吸必须使集气瓶内压强减小,可用冰水冷却集气瓶,瓶内压强减小,再打开K,此时烧杯内的浓氢氧化钠溶液倒吸进入集气瓶内与瓶内二氧化碳发生反应,最终进入集气瓶内浓氢氧化钠溶液的体积即为集气瓶内二氧化碳的体积,从而得出结论。
类型2 探究性实验
1. 2Al+3CuSO4=== Al2(SO4)3+3Cu
【猜想与假设】反应物中不含碳元素
【实验验证】(1)二氧化硫有刺激性气味
【实验结论】猜想一不成立,猜想二成立
【反思与交流】酸
【解析】铝能与硫酸铜反应生成红色的固体铜和硫酸铝,写出反应方程式即可。因该反应物中没碳元素,所以一定不能生成二氧化碳,故猜想三不成立;二氧化硫是一种有刺激性气味的气体,而该气体无气味,则一定不是二氧化硫,故猜想四不成立;产生的气体点燃能燃烧,有淡蓝色火焰,则该气体一定不是氧气,应为氢气,则猜想一不成立,猜想二成立;活泼金属与酸反应能产生氢气,由此得出,硫酸铜溶液可能显酸性。
2. 【提出猜想】Ⅱ.CO2过量 【实验方案】CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑
步骤
实验操作
实验现象
结论及化学方程式
(1)
Na2CO3(或可溶性碳酸盐等合理即可)
(2)
无明显现象
(3)
AgNO3
产生白色沉淀
AgNO3+HCl===
AgCl↓+HNO3
【交流讨论】浓硫酸(或浓H2SO4)
【拓展思考】排水过程中除掉了HCl(或排水法能收集到CO2等合理即可)
【解析】【提出猜想】依据【查阅资料】提供的信息,澄清石灰水没有变浑浊的原因也可能是由于过量的二氧化碳造成的。【实验方案】实验室用石灰石或大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳,其化学方程式为CaCO3+2HCl=== CaCl2+H2O+CO2↑。(1)依据氢氧化钙的化学性质,可用碳酸钠溶液来检验澄清石灰水是否变质,滴加碳酸钠溶液后,有白色沉淀生成,说明猜想Ⅰ不成立。(2)猜想Ⅱ不成立,说明澄清石灰水没有变浑浊不是过量的二氧化碳引起的,因此通入少量的二氧化碳观察到无明显现象。(3)若证明猜想Ⅲ成立,只需要证明HCl的存在即可,可加入硝酸银溶液,若生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,则证明二氧化碳中含有一定量的氯化氢气体。【交流讨论】二氧化碳除含有HCl气体外,还含有水蒸气,要获得纯净、干燥的二氧化碳气体,需让气体先通过饱和的碳酸氢钠溶液,后通过浓硫酸进行干燥。【拓展思考】实验室排水过程能除掉HCl气体,使收集到的气体中不含氯化氢气体,因此,能使澄清石灰水变浑浊。
3. 探究Ⅰ:【作出猜想】碳、氢、氧(或C、H、O) 【实验1】(1)D
(2)在B和C装置之间增加干燥装置(合理即可)
探究Ⅱ:【实验2】(1)作对比实验
(2)氢氧化钠溶液(或NaOH溶液)
探究Ⅲ:【实验3】试剂Y是稀盐酸(或稀硫酸);有气泡产生(合理即可) MgCO3+2HCl === MgCl2+H2O+CO2↑(或MgCO3+H2SO4 === MgSO4+H2O+CO2↑,与上空对应)
【解析】探究Ⅰ:【作出猜想】根据题干信息是将镁条放入碳酸钠溶液中产生气体,再结合猜想中的三种气体,可知应填写碳、氢、氧。【实验1】(1)镁和碳酸钠溶液反应不需加热,且取用的碳酸钠溶液为100 mL,因此应选择锥形瓶做反应容器,故反应装置A应选用图2中的D。(2)当气体通过B装置时,气体中会携带少量的水蒸气,从而对气体燃烧是否有水生成的判断产生干扰,因此需在B和C装置之间增加干燥装置。探究Ⅱ:【实验2】(1)根据【查阅资料】可知镁和水缓慢反应生成氢气,因此G中实验的作用是作对比实验,排除H和I实验中所加试剂中水对实验的干扰。(2)根据题中结论可知Na+和OH-不能促进镁和水的反应,因此试剂X应能提供钠离子和氢氧根离子,则X是氢氧化钠溶液。探究Ⅲ:【实验3】检验固体中含有碳酸盐,可以加入稀酸,如稀盐酸或稀硫酸,可观察到有气泡产生。该反应是碳酸镁和稀酸反应生成对应的镁盐、水和二氧化碳,据此写出反应的化学方程式。
4. 【探究与验证】先变红后变紫 氧气(或O2) 先变红色,后仍为红色
【应用与拓展】(1)H2SO3和H2SO4 (2)2CaCO3+2SO2+O2 2CaSO4+2CO2
【解析】【探究与验证】编号2:根据结论“猜想2不成立”可知,先通入适量二氧化硫,再改通入氮气,最后用酒精灯微热,观察到红色变为紫色,说明与空气中的氮气无关;编号4:根据结论“猜想3成立”可知该组操作为探究氧气对实验结果的影响,故实验操作为先通入适量二氧化硫,再改通入氧气,最后用酒精灯微热,观察到的现象为通入二氧化硫后为红色,通入氧气后微热,仍为红色,从而验证了与空气中的氧气有关。【应用与拓展】(1)通过实验可知,亚硫酸在空气中会被氧化生成硫酸,在测定雨水的pH变化时,雨水的酸性增强就是二氧化硫溶于水生成了亚硫酸,亚硫酸再与空气中氧气反应生成了硫酸造成的,分析表格数据,酸性呈逐渐增强的变化趋势,最终pH稳定在4.85,因此在5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质应为亚硫酸和硫酸。(2)根据图示中用碳酸钙粉末和空气在高温下吸收二氧化硫的过程可知,碳酸钙与二氧化硫、氧气高温下反应后生成了二氧化碳和硫酸钙,据此完成化学方程式。
5. 【猜想假设】猜想一:盐酸已完全反应 (1)<
(2)①氯化钙 ②红 二氧化碳与水反应生成的碳酸显酸性
(3)二氧化碳溶于水不能使溶液的pH=2
(4)不成立
(5)将反应后剩余的固体过滤出来,继续加入稀盐酸,发现又有气泡产生
(6)反应物的浓度
(7)铁在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧、火星四射(合理即可)
【解析】【猜想假设】根据已知猜想可得猜想一是盐酸已完全反应。(1)测得溶液pH=2,说明反应后的溶液呈酸性,溶液中还有盐酸存在,因此猜想一不成立;该反应消耗盐酸且有水生成,会使加入的稀盐酸的酸性减弱,因此反应前稀盐酸的pH<2。(2)①除了反应物,还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响,再结合测得该溶液的pH=7,则乙同学配制的是氯化钙,排除生成的氯化钙使溶液呈酸性;②将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中,溶液变红色,说明生成的二氧化碳溶于水,和水反应的生成物使溶液也呈酸性。(3)测得反应后溶液的pH=2,而二氧化碳溶于水达到饱和时只能使溶液pH=5.6,二氧化碳溶于水得到溶液的酸性没有那么强,因此丙同学认为还是盐酸有剩余,猜想一不成立。(4)丁同学不断振荡反应容器仍无气泡产生,排除了生成物附着在大理石表面阻碍了反应的进行,因此猜想二不成立。(5)若要证明猜想三不成立,可将反应后的剩余的固体过滤出来,继续加入稀盐酸,发现又有气泡产生,说明剩余固体中含有碳酸钙。(6)通过实验可以得出反应物接触后能否反应还受反应物的浓度影响。(7)铁在空气中不能燃烧,在氧气中剧烈燃烧、火星四射,说明反应能否发生和反应物浓度有关。
6. 【提出猜想】菠菜中的草酸盐和豆腐中的钙盐反应生成不溶性的草酸钙
【实验探究】(1)使M溶液中的离子完全沉淀
(2)Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O
(3)CaCO3+2HAc=== CaAc2+H2O+CO2↑
(4)CaC2O4
【反思与应用】减少菠菜中草酸盐的含量
【解析】【提出猜想】菠菜中的草酸盐会和豆腐中的钙盐反应生成不溶性的草酸钙,根据【查阅资料】草酸钙不易被人体吸收,因此菠菜、豆腐不宜同食。【实验探究】(1)加入足量氯化钙溶液可使M溶液中的离子完全沉淀。(2)通过分析以及气体C能使澄清石灰水变浑浊,可知气体C为二氧化碳,则石灰水变浑浊的化学反应方程式为Ca(OH)2+CO2=== CaCO3 ↓+H2O。(3)碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HAc=== CaAc2+H2O+CO2↑。(4)由题中信息可知白色沉淀B是草酸钙,化学式为CaC2O4 。【反思与应用】菠菜放在开水中烫过,可以减少菠菜中含有的草酸盐,防止其与钙盐反应生成草酸钙。
7. 活动一:放出刺激性气味气体 氯化钡溶液(或氯化钡溶液和稀盐酸)(合理即可)
活动二:Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O 可能含有不溶性有机物,它燃烧也会生成二氧化碳(合理即可)
活动三:Hg、Pb 集中供暖(或煤改电或煤改气)(合理即可) 汽车尾气 霾中是否含有硝酸盐(或是否含有不溶性有机物或是否含有其它元素或雾霾的危害等)
【解析】活动一:探究霾中是否含有铵盐和硫酸盐。方案一中铵盐可以和熟石灰反应产生有刺激性气味的氨气,据此检验铵盐的存在;方案二为了验证含硫酸盐,可选择向滤液中滴加氯化钡溶液或氯化钡溶液和稀盐酸,有白色沉淀生成,从而得出结论。活动二:探究霾中是否含有黑碳。利用装置设计实验,将残渣与产生的氧气反应,根据澄清石灰水变浑浊、气球变大的现象说明有CO2生成,即残渣中含有碳,从而得出结论,但经交流后对结论产生质疑,因为还可能含有不溶性有机物,其燃烧也会产生二氧化碳。活动三:查阅资料,霾中含有一些金属元素,其中这些金属元素中除了Cd,还有Hg、Pb等都是有害元素。在关于雾霾的问卷调查表中,可采用集中供暖(或煤改电、煤改气),从而减少因烧散煤取暖造成的雾霾;由于汽车尾气也是雾霾频发的原因,因此可推广使用新能源汽车。对于有关雾霾的探究项目很多,如可探究霾中是否含有硝酸盐或是否含有不溶性有机物或是否含有其它元素或雾霾的危害等。
8. ①CaCl2(合理即可) ②有大量气泡生成 ③2H2O2 2H2O+O2↑ ④CO和OH- ⑤二 ⑥在相同条件下,探究CO对H2O2分解是否有催化作用
【解析】探究一:过氧碳酸钠具有碳酸钠和过氧化氢的性质,要产生白色沉淀,可向样品中加入氯化钙溶液;向样品溶液中加入二氧化锰,可催化过氧化氢分解产生氧气,所以能够观察到有气泡产生。探究二:过氧碳酸钠溶液中含有钠离子、氢氧根离子、碳酸根离子,查阅资料可知钠离子不能催化过氧化氢分解,所以猜想过氧碳酸钠溶液中能对过氧化氢分解起催化作用的粒子可能是碳酸根离子或者氢氧根离子,或者碳酸根和氢氧根离子。【实验结论】对比实验数据,向过氧化氢溶液中分别加碳酸钠、氢氧化钠,根据溶解氧的量可确定猜想二正确。【反思交流】实验2与实验3的pH相等,则氢氧根离子浓度相同,溶解氧的量也相同,而实验2中除含有氢氧根离子外还含有碳酸根离子,所以实验2、3的目的是在相同条件下,探究CO对H2O2分解是否有催化作用。
9. ①A ②Na2CO3和NaHCO3(或碳酸钠和碳酸氢钠) ③不成立 ④NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑
⑤Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+2H2O ⑥稀盐酸和氢氧化钠反应放出热量(合理即可) ⑦NaOH和NaCl
【解析】①A试管产生气泡,有沉淀生成,说明碳酸氢钙加热生成碳酸钙、水和二氧化碳,从而除掉可溶性的碳酸氢钙,使水的硬度降低,故A试管的泡沫多。②向碳酸钠溶液中通入二氧化碳,可能会全部反应生成碳酸氢钠;可能部分反应,溶质中含有碳酸钠和碳酸氢钠;可能不反应,溶质是碳酸钠。因此猜想三为碳酸钠和碳酸氢钠(或Na2CO3和NaHCO3)。③取所得溶液少许于试管中,向其中滴加过量的CaCl2溶液有白色沉淀生成,碳酸钠与氯化钙反应会生成碳酸钙沉淀,碳酸氢钠不与氯化钙反应,没有沉淀生成,因此猜想二不成立。④综合实验步骤a、b可知,溶质中含有碳酸钠和碳酸氢钠,步骤b中产生气泡的反应是碳酸氢钠与稀盐酸的反应,即NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑。⑤中和反应是酸与碱反应生成盐和水的反应,因此发生的中和反应为Mg(OH)2+2HCl=== MgCl2+2H2O。⑥结合图一和图二可知,此实验是将氢氧化钠溶液滴入稀盐酸中,X溶液是氢氧化钠溶液,结合图三中温度的变化可知氢氧化钠与稀盐酸的反应放出热量。⑦图三中加入30 g氢氧化钠溶液时恰好完全反应,由于继续加入氢氧化钠溶液,因此A点时溶液中的溶质有氢氧化钠和生成的氯化钠。
10. 【猜想假设】(1)红 HCl(或H2SO4)
(2)一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物
(3)2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2
【原理分析】①铜元素的化合价由0价上升为+2价 ②氯元素的化合价不变
【拓展研究】32.5
【交流讨论】锌、铁、铜的金属活动性为锌>铁>铜,FeCl3溶液能与锌、铜反应,则也能与铁反应
【解析】【猜想假设】(1)石蕊试纸遇酸性溶液变红色;铜不能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,因此不是溶液中的H+与Cu发生反应将Cu腐蚀。(2)置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。(3)根据【查阅资料】FeCl3与Cu反应后Fe3+变为Fe2+,且将铜置换成可溶于水的Cu2+,反应的化学方程式为2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2。【原理分析】根据信息提示,结合化学方程式2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2可归纳出铜元素的化合价由0价升高到+2价,氯元素的化合价在反应前后不变。【拓展研究】根据化学方程式2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2和Zn+CuCl2=== Cu+ZnCl2可知,锌置换出的铜的质量等于腐蚀液消耗的铜的质量,分析可知,当使用后的腐蚀液中不含FeCl3,即腐蚀液恰好完全将覆铜板中的铜反应完时的FeCl3溶液的浓度最小。利用铜元素守恒可计算出FeCl3的质量,然后再计算出原FeCl3溶液的浓度,设腐蚀液中FeCl3与Cu恰好完全反应时消耗FeCl3的质量为x
2FeCl3+Cu=== 2FeCl2+CuCl2
325 64
x 0.64 g
= x=3.25 g
则原FeCl3溶液浓度至少为×=32.5 g/L。
【交流讨论】Fe、Zn、Cu的金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu,Zn、Cu均可与FeCl3反应,则Fe也可与FeCl3反应。
11. (1)有机 溶剂的种类(或溶剂的性质) 白色污染 可以用柠檬皮处理一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯以减少白色污染(合理即可)
(2)CH3COOH (或Na2CO3) Na2CO3 (或CH3COOH,与前一空对应) ①②(或①③) ①③(或①②,与前一空对应) 酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响
(3)
实验步骤
实验现象
实验结论
分别取两匙柠檬皮酱,一份加热,一份不加热,分别涂在泡沫饭盒上,2分钟后观察现象
涂加热柠檬皮酱的泡沫饭盒凹凸不明显,涂不加热柠檬皮酱的泡沫饭盒凹凸明显
温度越高,聚苯乙烯在柠檬皮(或柠檬皮酱)中的溶解度越小
【解析】(1)根据柠檬烯的化学式C10H16可知,柠檬烯属于有机物;根据题给信息可知聚苯乙烯难溶于水,而易溶于柠檬皮酱,说明物质的溶解性与溶剂的种类(或溶剂的性质)有关;一次性塑料水杯,一次性泡沫饭盒随意丢弃会造成的环境问题被称为白色污染;柠檬皮能够溶解一次性泡沫饭盒、一次性水杯中的聚苯乙烯,可以减少白色污染,达到废物利用的目的。(2)根据实验目的可知,实验②③应分别选择一种酸性试剂和一种碱性试剂;第一组对照实验为①②,第二组对照实验为①③,通过5分钟后三个泡沫饭盒的表面凹凸程度几乎相同,对比说明酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯没有影响。(3)证明温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响,需控制柠檬皮酱的量、时间等因素相同而温度不同的情况下进行实验,则实验步骤应为:分别取两匙柠檬皮酱,一份加热,一份不加热,分别涂在泡沫饭盒上,2分钟后观察现象,结合结论可知实验现象应为涂加热柠檬皮酱的泡沫饭盒凹凸不明显,涂不加热柠檬皮酱的泡沫饭盒凹凸明显。根据聚苯乙烯易溶于柠檬皮酱中可知,温度会影响聚苯乙烯在柠檬皮(或柠檬皮酱)中的溶解度,温度越高,聚苯乙烯在柠檬皮(或柠檬皮酱)中的溶解度越小。
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