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2018-2022年福建中考化学5年真题1年模拟分项汇编 专题11 探究题(学生卷+教师卷)
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专题11 探究题
1.(2020·福建·中考真题)将一定浓度的稀盐酸、稀硫酸分别加入装有等质量CaCO3粉末的容器中,相同条件下测得两者产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如下图所示。下列判断错误的是
A.0~300s内,两个容器内溶液的pH均逐渐增大
B.0-100s内,反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快
C.反应Ⅱ中,0~100s内产生的CO2体积比100-200s内的少5amL
D.实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2
【答案】C
【解析】A、碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,碳酸钙与稀硫酸反应生成硫酸钙、二氧化碳和水,氯化钙、硫酸钙的溶液呈中性,随着反应的进行,盐酸和硫酸不断消耗,两容器内溶液中的酸不断地减少,溶液的pH均逐渐增大,A选项判断正确,不符合题意;
B、由相同条件下测得两者产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系图可知,0-100s内,曲线的变化是先缓后陡,说明生成二氧化碳气体的体积变化先小后大,由此可知反应Ⅰ、Ⅱ生成CO2的速率均先慢后快,B选项判断正确,不符合题意;
C、如图所示反应Ⅱ中,0~100s内产生的CO2体积为2.8amL,100-200s内产生的CO2体积为7.8amL-2.8amL= 5amL,则0~100s内产生的CO2体积比100-200s内产生的CO2体积少5amL-2.8amL= 2.2amL,C选项判断错误,符合题意;
D、由图形可知相同浓度的稀盐酸、稀硫酸分别与等质量碳酸钙粉末反应,稀硫酸反应生成二氧化碳的速率比稀盐酸反应的速率要慢一些,但是可以通过改变稀硫酸的浓度使反应速率合适,因此实验室可以用一定浓度的稀硫酸与CaCO3粉末反应制备CO2,D选项判断正确,符合题意。故选C。
2.(2021·福建·中考真题)某兴趣小组为探究影响化学反应速率的因素,使用等量的同种钙片和白醋开展四组实验,分别测得产生的二氧化碳浓度随时间的变化曲线如图所示。选取CO2的浓度从0~8%为研究对象,下列实验结果的分析,错误的是
A.对比①③,温度越高,反应速率越快
B.对比②③,反应物接触面积越小,反应速率越慢
C.对比③④,反应物接触面积越大,反应速率越快
D.对比①②③④,④的反应速率最慢
【答案】B
【解析】A、由图可知,①③除了温度不同,其它因素相同,且温度越高,二氧化碳浓度升高的越快,对比①③,温度越高,反应速率越快,不符合题意;
B、②③温度和钙片的形状均不同,对比②③,无法得出反应物接触面积越小,反应速率越慢,符合题意;
C、③④除了钙片的形状不同,其它因素相同,且粉末状钙片,二氧化碳的浓度升高的快,说明反应物接触面积越大,反应速率越快,不符合题意;
D、由图可知,对比①②③④,④中二氧化碳的浓度升高的慢,反应速率最慢,不符合题意。
故选B。
3.(2018·福建·中考真题)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究:
实验一:氧气制取和性质实验
(1)现有如下装置
①实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为______________________,应选择的发生装置和收集装置分别是____________(填标号,下同)和____________。
②检查B装置气密性的操作是_____________________________。
③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是_______________,反应的化学方程式为_______________________。
实验二:探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响
(2)设计如下表实验方案:
实验序号
H2O2质量分数/%
pH
温度/℃
每分钟气泡数
1
30
5
20
2
30
6
20
3
30
11
20
4
15
11
30
5
a
11
b
①实验1~3的实验目的是_____________________。
②a=____________;b=___________。
实验三:探究制取氧气的适宜催化剂
(3)实验方案如下:
I.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。
II.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因________________________________。
②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是____________。
③从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是___________________。
【答案】 2H2O2MnO22H2O+O2↑ B D或E 用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水柱是否变化(或其他合理答案) 火星四射,生成一种黑色固体 3Fe+2O2点燃Fe3O4 探究溶液的pH对反应速率的影响 a=15,b=20 或a=30,b=30 确保催化剂用量一致 产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出(或其他合理答案) CuO
【解析】(1) ①根据过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气解答;根据反应物的状态、反应条件和生成氧气的密度和溶解性解答;②根据用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水中柱是否变化解答;③根据铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体解答;(2)根据控制变量法分析解答;(3) ①根据确保催化剂用量一致解答;②根据压强瞬间回落可能是装置内压强与外界压强趋于一致分析解答;③根据实验曲线分析解答。(1) ①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑;反应物是固体和液体混合,反应在常温下进行,故应选择的发生装置是B;由于氧气的密度比空气大不易溶于水,可以选择向上排空气法或排水法收集,可选择的收集装置是D或E;②检查B装置气密性的操作是用止水夹夹住橡胶管,往长颈漏斗中加水形成一段水柱,观察水柱是否变化;③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是火星四射,生成一种黑色固体,反应的化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4;(2) ①由表中数据可知,过氧化氢溶液的质量分数相同,反应温度相同,溶液的pH不同,故实验1~3的实验目的是探究溶液的pH对反应速率的影响;②对比分析实验4、5,若控制的变量为温度,则a=15,b=20;(或若控制的变量为H2O2质量分数则a=30,b=30);(3) ①每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是确保催化剂用量一致;②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是产气速率过快,导致气压过大,橡胶塞被弹出;③从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO。
4.(2022·福建·中考真题)ZB是常用的阻燃剂。已知:
I.用硼酸(H3BO3)与ZnO、H2O合成ZB,ZB的组成会受温度等合成条件的影响。
Ⅱ.ZB受热,先释放出水;当温度高于350℃,生成ZnO和B2O3固体;继续升温到400℃以上,B2O3熔化为玻璃态物质。
(1)ZB能起阻燃作用的原因是_______(写一种)。
(2)为研究温度对合成的ZB组成的影响,研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下:
m(H3BO3)/g
m(ZnO)/g
V(H2O)/mL
t/℃
实验1
28
10
100
94
实验2
x
10
100
98
实验3
28
y
100
102
x、y分别为_______和_______。
(3)为检测102℃时合成的ZB含水的质量分数,某同学利用如下图装置(夹持仪器已略)进行实验。
①需要不断通入干燥空气的目的是_______。
②实验时,需要称量获得的数据有:ZB样品的质量、_______的质量。
(4)为评估102℃时合成的ZB的阻燃性能,进行木材粉末灼烧残重实验:某温度下,灼烧质量相同的两份干燥的木材粉末(一份经ZB处理)30min,测量残留固体质量;调整温度,重复实验,得到木材粉末灼烧后固体残留率(w)随温度变化关系如下图。
(注:w =×100%;残留固体质量已扣除ZB的残余质量)
①低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变的原因是_______。
②图中曲线_______(填“a”或“b”)对应的木材粉末是经ZB处理的,判断的理由是_______。
(5)为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度,应开展的实验是_______。
【答案】(1)B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气
(2) 28 10
(3) 使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出 含样品的玻璃直管加热前后
(4) 木材尚未燃烧 a 曲线a对应的固体残留率比b的大
(5)在相同条件下,分别取不同温度下合成的ZB,进行木材粉末灼烧残重实验
【解析】(1)根据题意,ZB受热会先后释放出水,水能起到降温至着火点以下的作用,而释放出的ZnO和B2O3固体以及玻璃态的B2O3能起到隔绝空气的作用,所以ZB能起阻燃作用,故填:B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气(合理即可);
(2)如图表可知温度对ZB成分的质量没有影响,故实验2中的值是28,实验3中的值是10,故填:28;10;
(3)①为了使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出,所以要不断通入干燥空气,故填:使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出;
②由于加热使ZB释放出水,故整个玻璃管以及管内固体质量反应前后减少的质量即生成水的质量,故除了测得ZB样品的质量外还需称量含样品的玻璃直管加热前后的质量,故填:含样品的玻璃直管加热前后;
(4)①由于木炭燃烧会生成二氧化碳,而如图低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变,说明木材为燃烧,故填:木材尚未燃烧;
②由于加入ZB会起到阻燃的作用,如图a的暂留固体占木材粉末的百分比大说明a中木材燃烧的少,故a对应的木材粉末是经ZB处理的,故填:a;曲线a对应的固体残留率比b的大;
(5)为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度,根据控制变量法,应在相同条件下,分别取不同温度下合成的ZB,进行木材粉末灼烧残重实验。
5.(2019·福建·中考真题)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。
【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_____。
(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)。
(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_____。
【答案】 产生大量白烟(或“黄色火焰”“放热”等合理答案) 氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压 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) 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 能够和氧气反应,生成物不影响测定结果(或其他合理答案) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O 用冰水冷却集气瓶,打开 K(或其他合理答案)
【解析】红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
(1)红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷,实验1中,红磷燃烧的主要现象是产生大量白烟。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氧气被消耗,集气瓶内气体压强小于大气压。
(2)为提高实验的准确性,两个实验都需要注意的事项是装置的气密性良好。
(3)实验过程中,连接数字传感器,由实验1、实验2 中氧气的体积分数随时间变化的关系可知,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,故实验2的测定方法更准确,判断依据是反应后,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)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,替代物应满足的条件是能够和氧气反应, 生成物不影响测定结果。
(5)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,甲同学设计图 5 所示装置进行测定,故浓NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳,化学方程式为。
(6)只要存在压强差,则能产生倒吸,二氧化碳的体积分数,利用图 6 所示装置,在不添加其他试剂的前提下,操作方法是用冰水冷却集气瓶,打开 K。
6.(2020·福建·中考真题)欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”,某化学兴趣小组进行以下探究实验(实验装置中夹持仪器已略去)。
【实验1】配制溶液
(1)用NaOH固体配制20g20%NaOH溶液,无需用到的玻璃仪器有___(填标号)。
A 胶头滴管 B 酒精灯 C 量筒 D 烧杯 E 玻璃棒
【实验2】按如图所示装置进行实验。
实验前U型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U型管中的液面左高右低。据此,甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。
(2)U型管中液面高度发生变化的原因是_______。
(3)上述结论的证据不充足,理由是_____。
【实验3】按如图所示装置进行实验。
查阅资料:i.CaCl2溶液呈中性;ii.
实验步骤如下:
①检查装置的气密性,往装置中加入药品;
②关闭K1、K2,将注射器中的NaOH溶液缓缓推入A中;
③A中物质充分作用后,打开K1,B中无色溶液倒吸入A中,A中产生沉淀且溶液显红色
④关闭K1,打开K2,将注射器活塞向上拉,C中溶液倒吸入A中。
(4)步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应,理由是____。
(5)步骤④中,若观察到____(填现象),证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为_______。
【答案】 B 试管内气体压强减小 没有证明有新物质生成(或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”等其他合理答案) CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也会产生沉淀 A中有气泡冒出
【解析】实验1:(1)用NaOH固体配制20g、20%NaOH溶液,实验步骤为:称量(托盘天平);量取(量筒、胶头滴管)、溶解(烧杯、玻璃棒),故不需要的是酒精灯。
故选B;
实验2:(2)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,由于消耗了二氧化碳,装置内压强减小,在外界大气压的作用下,U型管中右边液面下降,故填:试管内气体减少,压强减小;
(3)二氧化碳能溶于水,且能与水反应,也能使装置内压强减小,也会使U型管中右边液面下降,故填:没有证明有新物质生成(或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”;
(4)钙离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也可能有沉淀产生,故步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应,故填:CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙,氢氧化钙微溶于水,也会产生沉淀;
(5)步骤④中,稀盐酸被吸入A中,若氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠,碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,有气泡产生,故若观察到有气泡产生,说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,该反应的化学方程式为:。
7.(2021·福建·中考真题)已知: 。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
I.设计如实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
(1)制取氢气的化学方程式为__________。
(2)氧化钙的作用是__________。
(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到__________,证明固体产物有Cu2O。
II.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中Cu2O的质量(m),结果如图。
(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是__________。
(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是__________。
III.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:
假设1.经历 、 两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2.经历 、、 三个反应。
(6)结合探究II结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是____________。
(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究II的基础上,还需进行的实验是__________。
【答案】 除去氢气中混有的水蒸气 溶液变蓝色 5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的,5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的 延长加热时间 氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低,且两者温差不大 刚开始反应一段时间后,取样,滴加氨水,观察溶液是否变蓝
【解析】(1)实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气,生成物是硫酸锌和氢气,该反应的化学方程式为;
(2)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,具有吸水性,氧化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气;
(3)氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液,取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到溶液变蓝色,证明固体产物有Cu2O;
(4)由图可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是,5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的,5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的;
(5)由图可知,加热时间越长,氧化亚铜的质量越少,为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是延长加热时间;
(6)结合探究II结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低,且两者温差不大;
(7)因为氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液,而铜不能再空气中溶于氨水得到蓝色溶液,若要确认“假设2”是否合理,在探究II的基础上,还需进行的实验是,刚开始反应一段时间后,取样,滴加氨水,观察溶液是否变蓝。
1.(2022·福建泉州·二模)兴趣小组对实验所产生的废液废渣进行探究性学习。下列说法错误的是
A.废液中滴加酚酞试液,溶液变红,则废液一定呈碱性
B.用大理石制取CO2后的废液中加入少量肥皂水,振荡,能产生较多泡沫
C.废渣中加入H2O2溶液,有气泡产生,则废渣中可能含有MnO2
D.从含铁的废铜渣中回收铜,可加入足量稀盐酸,充分反应后过滤、洗涤、干燥
【答案】B
【解析】A. 碱性溶液能使酚酞变红。废液中滴加酚酞试液,溶液变红,则废液一定呈碱性。正确。
B. 大理石中的碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。反应后溶液中含有较多的氯化钙,是硬水,加入肥皂水振荡,浮渣多、泡沫少。错误。
C. 二氧化锰能加速过氧化氢分解,所以废渣中加入H2O2溶液,有气泡产生,则废渣中可能含有MnO2。正确。
D. 铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,和铜不反应,加入盐酸后过滤可以得到铜,洗涤、干燥去掉表面杂质。正确。
故选:B。
2.(2022·福建·福州三牧中学一模)小明为了探究燃烧的条件,设计了如图实验装置。通过上下用力振荡塑料瓶可以看到白磷燃烧水火相容的场景,停止振荡则白磷熄灭。该实验说明了燃烧需要的条件是( )
A.必须用力振荡 B.与氧气接触
C.温度达到可燃物的着火点 D.要有可燃物
【答案】B
【解析】燃烧的三个条件:可燃物,与氧气接触,温度达到着火点。三个条件缺一不可。由图可知,振荡时氧气能与白磷接触,停止振荡时水将氧气与白磷隔离。故选B。
3.(2022·福建泉州·二模)订书钉的制作材料主要为生铁,其表面镀有的金属可能是铜、锌、镁中的一种。
【实验一】测定一定质量订书钉与稀硫酸反应产生H2的质量用图1装置和试剂进行实验,测得的数据如下表。
反应前
反应后
①电子天平读数/g
313.60
313.16
②订书钉样品质量/g
12.83
0.33
(1)订书钉中的铁与稀硫酸反应的化学方程式是____________。
(2)利用①的数据计算:产生H2的质量为_____________g。
(3)若没有连接干燥装置,测得H2的质量将_____________(填“偏小”“不变”或“偏大”)。
(4)只通过②的数据无法计算“产生H2的质量”,原因是____________。
【实验二】探究表面镀层金属的成分
重复实验一,利用氢气传感器,测量反应产生H2质量随时间变化曲线如下图所示(忽略其他因素对反应速率的影响)。
(5)下列分析正确的是_______________(填标号)。A.“0~t1”产生H2的平均速率比“t1~t2”快
B.“m1+m2”表示产生H2的总质量
C.订书钉表面金属一定不是铜
(6)已知12.5g的金属分别与足量稀硫酸反应,产生H2的质量如下表。
金属
铁
镁
锌
产生H2的质量/g
0.446
1.042
0.385
结合实验一数据和图2判断:镀层金属是_____________,其依据是_______________。
【答案】(1)
(2)0.44
(3)偏大
(4)无法确定与硫酸发生反应的是铁、锌、镁中的哪一种或多种
(5)AC
(6) 锌
【解析】 结合实验一中表数据得知,生成氢气质量为0.44g,反应前后铁钉的质量变化为12.5g,再结合实验二中表数据得知,12.5g的铁、镁、锌的与足量稀硫酸反应生成的氢气质量0.446g、1.042g、0.385g,故铁钉镀层金属为锌,其生成的氢气质量才可能为0.44g,若是镁则生成的氢气质量应大于0.446g。
(1)Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,其反应方程式为:。
(2)观察图1易知,图一中装置中没有气体收集装置,其不是密封系统,故Fe与稀硫酸反应生成的氢气会逸散到空气中,造成体系质量减少,故而天子天平读数前后的质量差就是反应生成的氢气质量,(313.60-313.16)g=0.44g。
(3)没有干燥剂时,水蒸气扩散,减少质量偏大,即测得的氢气质量偏大。
(4)②的数据仅有铁钉反应前后的质量变化,而无法确定与硫酸发生反应的是铁、锌、镁中的哪一种或多种,故不能列出化学方程计算式,难以算出生成的氢气质量。
(5)A 观察图二易知,0~t1阶段的连线斜率大于t1~t2阶段,其表明“0~t1”产生H2的平均速率比“t1~t2”快,正确;
B m2表示产生H2的总质量,错误;
C 铜在常温状态下不与稀硫酸发生反应,因此也难以生成氢气,而图二中有氢气的生成,故镀层金属一定不行铜,正确。
故选AC。
(6)结合实验一中表数据得知,生成氢气质量为0.44g,反应前后铁钉的质量变化为12.5g,再结合实验二中表数据得知,12.5g的铁、镁、锌的与足量稀硫酸反应生成的氢气质量0.446g、1.042g、0.385g,故铁钉镀层金属为锌,其生成的氢气质量才可能为0.44g,若是镁则生成的氢气质量应大于0.446g。故镀层金属为金属锌
4.(2022·福建厦门·模拟预测)某学习小组探究干冰与NaOH的反应。
实验1探究干冰与NaOH溶液是否反应
如图1,在试管中放入几小块干冰,将产生的气体通入NaOH溶液中。
(1)干冰易升华利用了干冰的__________性质(填“物理”或“化学”)。
(2)将上述反应后的溶液分成2份,一份滴加足量Ca(OH)2溶液,如果观察到__________,另一份滴入足量盐酸,如果观察到__________,说明CO2与NaOH发生反应,反应的化学方程式为__________。
实验2探究干冰与不同浓度NaOH溶液反应过程中的pH变化情况
取150mL蒸馏水和150mL溶质质量分数为3%、2%、1%的氢氧化钠溶液于4个烧杯中,分别加入20g干冰,通过传感器测其pH,且pH变化如图2所示。
(3)用NaOH固体配制一定溶质质量分数的溶液,无需用到的仪器有 (填标号)。
A.胶头滴管 B.酒精灯 C.量筒 D.烧杯 E.玻璃棒
(4)蒸馏水中加入干冰后,溶液呈__________(填“酸”或“碱”)性,该实验目的是__________。
(5)与干冰混合后,碱性最弱的一组对应的原氢氧化钠溶液的浓度为__________。
实验3探究干冰与NaOH溶液反应的产物成分
(6)在密闭体系中,分别往等体积、等浓度的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液逐滴加入等浓度的稀硫酸,压强变化曲线如图3所示。
0~50s,压强无明显变化的体系中,反应生成的含碳元素的盐类物质M是___________(填化学式)。
(7)受上述结论启发,分别取20mL实验2反应后的溶液,逐滴滴加5.3%的稀硫酸,获得的相关数据如下表所示。
实验编号
A
B
C
取20mL对应溶液
3%NaOH与干冰反应后的溶液
2%NaOH与干冰反应后的溶液
1%NaOH与干冰反应后的溶液
完全生成M时消耗硫酸体积V1/mL
4.14
1.43
0.36
M完全转化成CO2时消耗硫酸体积V2/mL
4.55
2.46
1.60
①结合表中数据分析,2%NaOH与干冰反应后溶液中的溶质是__________。
②所取的20mL溶液中,Na2CO3质量分数最大的是__________(填实验编号)。
【答案】(1)物理
(2) 白色沉淀生成 气泡产生
(3)B
(4) 酸 作对比(合理即可)
(5)1%
(6)NaHCO3
(7) NaHCO3、Na2CO3 A
【解析】(1)干冰易升华只是状态发生改变,没有发生化学变化 ,故利用的物理性质。
(2)如果CO2与NaOH发生反应会生成碳酸钠,氢氧化钙与碳酸钠反应会生成碳酸钙白色沉淀,所以滴加足量Ca(OH)2溶液,如果观察到有白色沉淀生成,说明有碳酸钠,也就是CO2与NaOH发生了反应;盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,所以滴入足量盐酸,如果观察到气泡产生,也说明有碳酸钠,也就是CO2与NaOH发生了反应。CO2与NaOH发生反应会生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为。
(3)用NaOH固体配制一定溶质质量分数的溶液,首先计算配制溶液所需氯化钠和水的质量,再称量所需的氯化钠和量取水,最后进行溶解;在这些操作中需要的仪器:托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯和玻璃棒,不需要酒精灯,故选B。
(4)干冰是二氧化碳固体,二氧化碳溶于水会与水反应生成碳酸,所以溶液呈酸性;该实验目的是作对比 。
(5)由图2可知,碱性最弱的一组对应的原氢氧化钠溶液的浓度为1%。
(6)由图3可知,Na2CO3溶液与稀硫酸反应开始压强无明显变化,说明没有气体生成,如果将Na2CO3的曲线由50s平移动到20s的位置可发现正好与NaHCO3的曲线重合,说明Na2CO3溶液与稀硫酸开始反应生成了NaHCO3,Na2CO3完全反应后,硫酸再与NaHCO3反应生成硫酸钠、水和二氧化碳气体,压强开始变大。
(7)①结合表中数据分析可知,完全生成M和M完全转化成CO2均消耗硫酸,故可得出2%NaOH与干冰反应后溶液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3;其中发生的两个反应分别是Na2CO3+H2SO4=NaHSO4+NaHCO3;H2SO4+2NaHCO3=Na2SO4+2H2O+2CO2↑。
②由表中数据结合①中分析可知,稀硫酸滴入实验2反应后的溶液中发生两步反应,第一步是与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,实验A中完全生成M时消耗硫酸体积最大,说明反应所消耗的碳酸钠最多,即实验A中所取的20mL溶液中,Na2CO3质量分数最大。
5.(2022·福建厦门·二模)某兴趣小组开展“铁的氧化反应”相关实验探究活动。
【探究1】探究铁丝燃烧与氧气浓度的关系。在其他条件相同的情况下,取0.38mm粗的铁丝,分别在体积分数为90%、70%、65%、60%、55%的氧气中进行实验。
V(O2)%
实验现象
90%
燃烧剧烈,燃烧时间长,效果好
70%
燃烧比90%的弱,燃烧时间较长,实验成功
65%
燃烧比70%的弱,燃烧时间比70%的短,实验成功
60%
燃烧比65%的弱,燃烧时间更短,实验成功
55%
难以燃烧,只是发红
(1)实验时要在瓶底留少量的水,目的是______。
(2)欲用排水法收集一定体积分数的氧气。若集气瓶容积为250mL,收集前集气瓶中留有125mL水(其余为空气),盖上玻璃片后倒立于水槽中,排完集气瓶中的水后,收集的气体中氧气的体积分数是______(氧气在空气中的体积分数以20%进行近似计算;收集后集气瓶中残留的少量水体积忽略不计)。
(3)结合本探究,可得出铁丝燃烧剧烈程度与氧气浓度的关系是______,对燃烧条件的新认识是______。
【探究2】探究铁制品锈蚀的影响因素。已知铁制品通常含碳约2%。按图1所示装置,在广口瓶①、②、③中加入药品,采集数据,氧气的体积分数变化如图2。
(4)铁制品锈蚀是缓慢氧化的过程,是铁与氧气、水共同作用的结果。请结合图2,说明其依据:______。
(5)实验开始至约300s内,对比广口瓶②,③中氧气体积分数的变化,可以得出的结论是______。
(6)实验前需将铁粉、活性炭粉及食盐混合均匀并密封分装,密封的目的是______。
(7)欲探究纯铁粉与含少量碳的铁粉的锈蚀快慢,现用广口瓶④、⑤连接以上数据采集器,在其他条件相同的情况下完成实验,则在两个广口瓶中应分别装入的药品及用量:广口瓶④______;广口瓶⑤______。
【答案】(1)为了防止燃烧时生成的熔融物溅落使瓶底炸裂
(2)10%
(3) 氧气浓度越高,铁丝燃烧越剧烈 氧气没有达到一定浓度,物质也不能燃烧
(4)氧气的体积分数越低,表示耗氧量越高,在有水的条件下的耗氧量高于无水条件下
(5)加入食盐水后的耗氧量增加
(6)防止与空气中的水和氧气接触,影响实验结果
(7) 5g铁粉,水10滴 5g铁粉,水10滴,0.1g碳粉
【解析】(1)铁丝在氧气中燃烧的实验时,实验时要在瓶底留少量的水,是为了防止燃烧时生成的熔融物溅落使瓶底炸裂;
(2)集气瓶中空气的体积为:250mL-125mL=125mL,空气的氧气的体积为:125mL×20%=25mL,收集的气体中氧气的体积分数为:;
(3)结合本探究,可得出氧气浓度越高,铁丝燃烧越剧烈;当氧气含量为55%时,铁丝难以燃烧,只是发红可得出当氧气没有达到一定浓度,物质也不能燃烧;
(4)根据图2可知,氧气的体积分数越低,表示耗氧量越高,在有水的条件下的耗氧量高于无水条件下,所以可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果;
(5)广口瓶②中加入水,③中加入食盐水,实验开始至约300s内,可以得出的结论是加入食盐水后的耗氧量增加;
(6)实验前需将铁粉、活性炭粉及食盐混合均匀并密封分装,密封的目的是防止与空气中的水和氧气接触,影响实验结果;
(7)欲探究纯铁粉与含少量碳的铁粉的锈蚀快慢,现用广口瓶④、⑤连接以上数据采集器,在其他条件相同的情况下完成实验,要控制铁粉和碳粉的质量不同,广口瓶④放5g铁粉,水10滴;广口瓶⑤放5g铁粉,水10滴,0.1g碳粉。
6.(2022·福建宁德·一模)宁德海洋渔业发达。对海鱼进行腌制便于长时间存储且风味独特。但腌制过程产生的亚硝酸钠(NaNO2)对人体有一定伤害。某兴趣小组对此开展如下探究:
探究一 认识 NaNO2
(1)组成:NaNO2由 Na+和______(写离子符号)构成。
(2)酸碱性:NaNO2溶液 pH>7,则溶液呈______性。
(3)还原性:暴露在空气中的部分 NaNO2会与氧气反应生成无毒的硝酸钠, 写出该反应的化学方程式______。
探究二 影响腌鱼中 NaNO2含量的因素
取不同质量比的鱼和盐进行腌制,采集不同时间、温度的实验数据如下:
【实验 1】鱼、盐质量比 3:1 时,两种温度下亚硝酸盐含量与时间关系如下图:
【实验 2】室温下,不同鱼、盐质量比的腌鱼中亚硝酸盐含量(mg·kg-1)随时间的变化的数据如下表:
时间(d)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
鱼、盐质量比8:1
0.32
1.35
1.81
1.30
1.61
1.18
0.91
0.86
0.99
鱼、盐质量比5:1
X
0.47
0.60
0.41
0.68
0.90
0.65
0.60
0.72
鱼、盐质量比3:1
0.32
0.38
0.49
0.61
0.35
0.82
0.44
0.39
0.49
(4)【实验 1】可得:影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有______和______。
(5)【实验 2】表中 X=______。
(6)【实验 2】可得:鱼、盐质量比越大,亚硝酸盐出现最大值的特点是______。
【拓展】
(7)国家标准:肉类食品的 NaNO2含量不得超过 30 mg·kg-1。NaNO2作为加工肉制品的添加剂,具有防腐作用。现要测定1 kg 香肠制品中 NaNO2含量,用质量分数为 0.158 % KMnO4溶液测定,共消耗 KMnO4溶液 4.00 g,反应化学方程式为:2KMnO4+5NaNO2+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5NaNO3+3H2O。计算此肉制品中 NaNO2含量为______mg·kg-1。(提示:相对分子质量:KMnO4为 158,NaNO2为 69)
【反思】
(8)有同学认为“只要含有 NaNO2的食品均不能食用”,你是否同意此观点, 并说明理由______。
【答案】(1)NO2-
(2)碱
(3)2NaNO2+O2=2NaNO3
(4) 时间 温度
(5)0.32
(6)出现的时间越早,数值越大
(7)6.9
(8)不同意,亚硝酸钠含量不超标的食品可以适量食用
【解析】(1)NaNO2 由 Na+和NO2-构成,故填:NO2-。
(2)根据溶液酸碱性与 酸碱度的关系知,NaNO2 溶液 pH>7,则溶液呈碱性,故填:碱。
(3)NaNO2与氧气反应生成硝酸钠,反应的化学方程式为:,故填:。
(4)由【实验 1】的图示知,当时间相同时,不同温度下亚硝酸盐含量不同;当温度相同时,不同时间亚硝酸盐的含量不同,所以影响腌鱼中亚硝酸盐含量的因素有时间和温度。
(5)根据时间为0的三组数据中第一组和第三组推测亚硝酸盐含量相同,所以X=0.32,故填:0.32。
(6)当鱼、盐质量比8:1时,腌制8天,达到峰值1.61;当鱼、盐质量比5:1时,腌制10天,达到峰值0.90;当鱼、盐质量比3:1时,腌制10天,达到峰值0.82,由此知,鱼、盐质量比越大,亚硝酸盐出现最大值的特点是:出现的时间越早,数值越大,故填:出现的时间越早,数值越大。
(7)解:4.00 g质量分数为 0.158 % KMnO4 溶液中KMnO4的质量为:
设1 kg 香肠制品中 NaNO2的质量为x
故填:6.9。
(8)国家标准:肉类食品的 NaNO2 含量不得超过 30 mg·kg-1,这说明亚硝酸钠含量不超标的食品可以适量食用。有同学认为“只要含有 NaNO2 的食品均不能食用”,这种观点是不正确的,故填:不同意,亚硝酸钠含量不超标的食品可以适量食用。
7.(2022·福建泉州·模拟预测)某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】1 氯化钙固体可作干燥剂。
2 碳粉可加快铁的锈蚀,碳粉不与盐酸反应。
3 常温常压,氢气密度是dg/mL。
4 铁锈与盐酸反应不产生气体。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如下表。
试管
一周后现象
A
铁钉表面有一层铁锈
B
铁钉表面无明显变化
C
铁钉表面无明显变化
D
铁钉表面有较厚铁锈
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀是与空气中的____发生化学反应。
(2)对比____和D试管中实验现象,说明铁锈蚀快慢与____有关。
(3)得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法,是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而____(填“升高”或“降低”)。
实验二:定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸(盐酸有挥发性)的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。
(4)据图3,说明铁生锈是____(填“放热”或“吸热”),t2~t3这段时间反应并未停止温度却开始降低,原因是____。
(5)据图4,分析t3时刻后压强突然变大的原因是____。
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
连接图5装置,检查气密性。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)mg于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,测得生成气体体积为VmL,其反应的化学方程式为____。
(7)根据以上数据,则该固体中铁的质量分数表达式为____。
(8)学习小组有同学提出:用这种方法测得的气体体积不够准确。可能的原因是____(填标号)。
a.生成的气体会混有水蒸气 b.铁与盐酸反应放热
c.生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 d.没有扣掉加入的盐酸的体积
【答案】 H2O、O2 A NaCl##氯化钠 降低 放热 生锈放热量小于热量散失 铁生锈消耗氧气,使得三颈瓶内压强变小,注射器中的稀盐酸被吸入三颈瓶中,与铁接触发生反应产生氢气,使瓶内压强迅速变大(填铁与稀盐酸反应生成氢气且放出热量也可以)
abd
【解析】实验一:
(1)A、B两实验对比,A中铁钉与水和氧气同时接触,B中铁钉只与水接触,A中铁钉生锈,B中铁钉无明显变化,说明铁生锈需要与氧气接触;同理,A、C两实验对比,说明铁生锈需要与水接触,故对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀是与空气中的O2和H2O发生化学反应。
(2)试管A和D中的铁钉都发生了锈蚀,但D试管中铁钉表面有较厚的铁锈,与实验A进行对比,可说明铁锈蚀快慢与NaCl有关。
(3)可采用煮沸的方法得到无氧蒸馏水,是因为气体的溶解度随温度的升高而降低,煮沸可以尽量将水中的气体排出。
实验二:
(4)由图3可知,铁生锈时温度升高,所以铁生锈的过程中会放热;由于铁生锈后,瓶中的氧气浓度降低,铁生锈的速度变慢,放出的热少,但装置散失热快,所以t2~t3这段时间反应并未停止温度却开始降低,原因是生锈放热量小于热量散失。
(5)据图4,分析t3时刻后压强突然变大的原因是:铁生锈消耗氧气,使得三颈瓶内压强变小,注射器中的稀盐酸被吸入三颈瓶中,与铁接触发生反应产生氢气,使瓶内压强迅速变大(填铁与稀盐酸反应生成氢气且放出热量也可以)。
实验三:
(6)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,所以产生气体的化学方程式为:。
(7)解:生成氢气的质量为:
设固体中铁的质量为
固体中铁的质量分数为:。
(8)a、生成的氢气通过乙装置进入注射器后,会混有水蒸气,使测得氢气的体积偏大,从而使计算结果偏大;
b、铁与盐酸反应放热,使装置内气体受热膨胀,使测得氢气的体积偏大,从而使计算结果偏大;
c、装置是密闭的,生成的气体虽然有部分滞留在锥形瓶中,但滞留在锥形瓶中的气体会排出等体积的空气,因此滞留在锥形瓶中的气体不会影响氢气体积的测量,所以不会影响测量结果;
d、加入锥形瓶中的稀盐酸,会将锥形瓶中等体积的气体排入到注射器中,没有扣掉加入的盐酸的体积,使测得氢气的体积偏大,从而使计算结果偏大;
故选abd。
8.(2022·福建厦门·二模)化学兴趣小组开展“还原氧化铁”相关实验探究。
【探究1】探究焦炭粉还原氧化铁的气体生成物。
查阅资料:新鲜的鸡血遇一氧化碳由暗红色变为樱桃红色。
如图所示,甲组同学在硬质玻璃管中加入氧化铁粉末和焦炭粉,打开K1、K2,通入一会儿氮气后,关闭K1,在K2连接的导管上方套一个气球,点燃酒精喷灯。
(1)一段时间后观察到澄清石灰水变浑浊,证明有_______生成。
(2)反应结束后关闭K2,取下气球,将其中的气体通入新鲜的鸡血中,观察到_______,证明有一氧化碳生成。
(3)结合上述分析,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有:、____(写一个)。
(4)相较于直形导管,图1中选用球形导管的优点是_______。
【探究2】探究焦炭粉和活性炭粉还原氧化铁的效率。
乙组同学利用图装置(已关闭K2),称量两份质量相同的氧化铁粉末,分别与足量的焦炭粉和活性炭粉混合进行反应,记录固体完全变黑的时间为t1和t2,并用一氧化碳传感器测得装置内一氧化碳的含量(1ppm=lmg/L)如图所示。
(5)乙组同学发现t1>t2,由此可得出的实验结论是_______。
(6)乙组同学从环保角度考虑,认为活性炭粉和氧化铁反应更合适,请结合图解释其原因:____。
(7)图中100s~300s之间一氧化碳含的变化趋势明显不同,150s后曲线Ⅰ反应生成的一氧化碳含量有明显的上升,原因可能是_______。
【答案】 二氧化碳##CO2 鸡血由暗红色变为樱桃红色 可以防止倒吸 氧化铁与焦炭完全反应需要的时间比氧化铁与活性炭完全反应需要的时间长 选择活性炭与氧化铁反应产生有毒气体一氧化碳较少,可减少空气污染 一氧化碳含量先变少,是因为一氧化碳跟氧化铁发生了反应,后来一氧化碳含量变多是因为碳不完全燃烧生成了一氧化碳
【解析】(1)一段时间后观察到澄清石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成。
(2)因为新鲜的鸡血遇一氧化碳由暗红色变为樱桃红色,所以反应结束后关闭K2,取下气球,将其中的气体通入新鲜的鸡血中,观察到鸡血由暗红色变为樱桃红色,证明有一氧化碳生成。
(3)结合上述分析,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有:、。
(4)相较于直形导管,图1中选用球形导管的优点是可以防止倒吸。
(5)乙组同学发现t1>t2,由此可得出的实验结论是氧化铁与焦炭完全反应需要的时间比氧化铁与活性炭完全反应需要的时间长。
(6)乙组同学从环保角度考虑,认为活性炭粉和氧化铁反应更合适,原因是选择活性炭与氧化铁反应产生有毒气体一氧化碳较少,可减少空气污染。
(7)图中100s~300s之间一氧化碳含的变化趋势明显不同,150s后曲线I反应生成的一氧化碳含量有明显的上升,原因可能是:一氧化碳含量先变少,是因为一氧化碳跟氧化铁发生了反应,后来一氧化碳含量变多,是因为碳不完全燃烧生成了一氧化碳。
9.(2022·福建泉州·二模)维生素C的化学式为【C6H8O6】(简称Vc),适当补充Vc,能增强免疫力。Vc与琥珀酸亚铁同服有利于铁元素的吸收。某化学兴趣小组对Vc的相关性质进行探究。
【探究一】探究维生素C溶液的酸碱性
(1)请补充完成下列实验报告中的相关内容
实验步骤
实验现象
实验结论
____________
____________
维生素C溶液呈酸性
【探究二】维生素C与琥珀酸亚铁片同服有利于铁元素吸收的原因
查阅资料:i.肠道的上皮细胞只能吸收亚铁离子,无法吸收铁离子。
ⅱ.同一化学反应中,若有元素的化合价升高,则必有元素的化合价降低,元素化合价升高的物质具有还原性,元素化合价降低的物质具有氧化性。
(2)图1实验说明维生素C具有_______________(选填“还原性”或“氧化性”)。
(3)图2实验预测观察到的现象是_____________,可得到相同的结论。
(4)维生素C与琥珀酸亚铁片同服,有利于铁元素吸收的原因是_____________。
【探究三】检测某蔬菜烹调时Vc的损失率见图3、图4。
(5)根据图3、图4的数据分析Vc具有_______________的性质,烹调蔬菜时若要减少Vc的损失可采取的措施是_____________。
【答案】 取少量维生素 C 溶液于试管中,加入几滴紫色石蕊溶液 溶液变为红色 还原性 黄色溶液变浅绿色 可以防止琥珀酸亚铁片中的二价铁被氧化成三价铁 化学性质不稳定 蔬菜不要高温烹饪(蔬菜切后浸泡时间不要太长)
【解析】(1)紫色石蕊试液遇酸性溶液变红,遇碱性溶液变蓝,在中性溶液中不变色,故可用紫色石蕊试液检验维生素C溶液显酸性,即取少量维生素 C 溶液于试管中,加入几滴紫色石蕊溶液,现象为溶液变为红色,说明维生素C溶液呈酸性;(合理即可)
(2)已知,同一化学反应中,若有元素的化合价升高,则必有元素的化合价降低,元素化合价升高的物质具有还原性,元素化合价降低的物质具有氧化性。图1实验中,高锰酸钾中钾元素显+1价,氧元素显-2价,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得锰元素显+7价,反应后锰元素显+2价,锰元素化合价降低,则反应后,维生素C中应有元素化合价升高,具有还原性;
(3)维生素C具有还原性,能将铁离子还原为亚铁离子,故现象为黄色溶液变浅绿色;
(4)由以上分析可知,维生素C具有还原性,故维生素C与琥珀酸亚铁片同服,有利于铁元素吸收的原因是可以防止琥珀酸亚铁片中的二价铁被氧化成三价铁;
(5)由图可知,在其它条件相同的情况下,随着加热时间的延长,切后浸泡时间的延长,维生素C的损失率逐渐升高,说明维生素C化学性质不稳定,烹调蔬菜时若要减少Vc的损失可采取的措施是蔬菜不要高温烹饪(蔬菜切后浸泡时间不要太长)。
10.(2022·福建福建·三模)小某兴趣小组用图1所示装置试验石灰水的导电性、观察到灯泡发光;有同学发现通电一段时间后,两个石墨电极附近有气泡产生,且与正极相连的石墨附近产生大量白色浑浊。兴趣小组对此展开探究。
(1)灯泡发光,说明石灰水能导电。氢氧化钙在水中解离出的阳离子是______(写微粒符号)。
(2)与负极相连的石墨附近产生的气体是______。
(3)白色浑浊产生的原因。
猜想一:溶液温度升高导致氢氧化钙析出。
猜想二:水减少导致氢氧化钙析出。
猜想三:与正极相莲的石墨附近产生的气体与______反应,生成的气体和石灰水反应生成碳酸钙。最后一个反应的化学方程式为______。
(4)另取三份相同的饱和石灰水,测定其温度和质量,进行以下实验探究。
【实验1】一份重复导电性实验。测定溶液产生大量白色浑浊时的温度和质量。
【实验2】一份加热升高且同温度,未观察到明显的白色浑浊。
【实验3】一份恒温蒸发相同质量的水,观察到产生少量白色浑浊。
【实验4】实验装置如图2所示;检查装置气密性,加入实验1中的浑浊液,开启传感器,然后注入足量的稀盐酸。广口瓶中二氧化碳的含量随时间变化的曲线如图3所示。
(5)分析与结论:
①白色浑浊物中含有氢氧化钙。氢氧化钙析出的主要原因是______。
②图3曲线中,二氧化碳含量在开始阶段降低的原因是______;根据图中曲线,说明白色浑浊物中______。
(6)实验拓展:若通电相同时间,减少白色浑浊物产生的措施有:______(写一条)。
【答案】 Ca2+ 氢气##H2 石墨 部分水因为电解被消耗,导致氢氧化钙析出 广口瓶中的部分二氧化碳被石灰水吸收
含有碳酸钙 更换石墨电极
【解析】(1)氢氧化钙在水中解离出钙离子和氢氧根离子,钙离子属于阳离子,表示为:Ca2+;
(2)通电时,水能电解水生成氢气和氧气,且“正氧负氢”,故与负极相连的石墨附近产生的气体是氢气;
(3)猜想三:石墨属于碳单质,正极产生的是氧气,碳单质能与氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,从而导致产生白色浑浊,该反应的化学方程式为:;
(5)①由实验可知,其中一份饱和石灰水,加热升高且同温度,未观察到明显的白色浑浊,说明不是温度升高导致氢氧化钙析出,一份恒温蒸发相同质量的水,观察到产生少量白色浑浊,说明是因为部分水因为电解被消耗,导致氢氧化钙析出;
②浑浊液中含氢氧化钙,广口瓶中的二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故二氧化碳含量在开始阶段降低的原因是:广口瓶中的部分二氧化碳被石灰水吸收;
由图可知,随着反应的进行,二氧化碳的含量逐渐升高,说明白色浑浊物中含碳酸钙,碳酸钙能和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水;
(6)由以上分析可知,产生白色浑浊物,主要是石墨和反应生成的氧气发生了反应生成了二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故若通电相同时间,减少白色浑浊物产生的措施有:更换石墨电极。
11.(2022·福建南平·二模)某校化学兴趣小组,确定“探究铁生锈的影响因素”研究性学习项目,请您参与他们的研究项目,完成相关研讨。
(1)如图是来自教材实验设计,若要证明“与氧气接触是铁生锈的必要条件”,需将图中试管______(选填“①”或“②”)与试管③对照。
(2)使用“迅速冷却的沸水”目的是______。
(3)项目组同学用数字传感仪探究铁生锈的原理,测量实验过程中装置内温度与相对湿度(体现水蒸气含量)的变化,数据见下图。请解释装置内相对湿度升高的原因______。
(4)项目组同学从耗氧量的角度设计实验,研究铁生锈原理,以及在稀醋酸、氯化钠溶液存在时对铁生锈速率的影响,实验方案如下表所示。
实验组别
铁粉质量/g
炭粉质量/g
水/滴
食盐质量/g
稀醋酸(pH=4.5)/滴
a
5.0
0.1
0
0
0
b
5.0
0.1
10
0
0
c
5.0
0.1
10
1.0
0
d
5.0
0.1
10
0
5
测得4组实验装置内氧气含量变化如图所示。
①实验a和b对照的结论是______。
②通过实验______对照,可以证明“氯化钠溶液存在会加速铁的生锈。
(5)项目组向全班同学汇报实验成果时,表演了一个趣味实验,设计如下图实验装置,测量铁腐蚀过程中装置内压强变化,数据见图。请解释,图中曲线BC段压强突然增大的原因是______。
(6)反思:
①从控制单一变量的角度,请指出上表“d”组实验设计存在的问题______。
②在炭粉、氯化钠溶液、稀酸存在的环境下,会加速铁的锈蚀。化学反应速率可以加快也能减慢,请举一例,通过改变反应条件降低反应速率的生活事例:______。
【答案】 ② 排除溶解在水中氧气的干扰 铁生锈是一个放热反应,温度升高,水分子运动速率加快,导致空气中水蒸气含量增加 在有水的条件下,铁和氧气、水反应,铁生锈导致氧气含量降低 bc 通过注射器注入稀硫酸 醋酸根离子也可能会影响铁的锈蚀速率 生活中把食物放在冰箱中
【解析】(1)若要证明“与氧气接触是铁生锈的必要条件”,则控制变量为氧气,需将图中试管②与试管③对照;
(2)使用“迅速冷却的沸水”目的是排除溶解在水中氧气的干扰;
(3)由温度曲线可知,铁生锈是一个放热反应,温度升高,水分子运动速率加快,导致空气中水蒸气含量增加;
(4)①实验a和b的变量为水,通过坐标图可知,对照的结论是在有水的条件下,铁和氧气、水反应,铁生锈导致氧气含量降低;
②实验bc控制变量为氯化钠,通过实验bc对照,结合坐标图可知,证明氯化钠溶液存在会加速铁的生锈。
(5)曲线BC段压强突然增大的原因是通过注射器注入稀硫酸,稀硫酸和铁粉反应生成氢气,导致装置中压强变大;
(6)①酸是电离出的阳离子都是氢离子的化合物;醋酸溶液中也会电离出的醋酸根离子,故“d”组实验设计存在的问题是醋酸根离子也可能会影响铁的锈蚀速率;(合理即可)
②生活中把食物放在冰箱中,通过降低温度,可以减缓食物腐败的速率。
12.(2022·福建福建·一模)某化学兴趣小组做粗盐提纯实验,并对粗盐的成分作进一步探究。请回答下列问题:
实验一:粗盐提纯
(1)写出仪器a、b的名称:a______,b______;图A中当观察到______时,停止加热。
(2)操作应是上图中的________ (填序号);玻璃棒的作用是_____________。
(3)经上述实验,可计算出该粗盐的纯度为________。若得到的NaCl产量比实际偏低,则可能的原因是_____(填序号)。
A.溶解粗盐时,水没加够
B.蒸发时受热不均,有晶体溅出
C.过滤时滤纸破损,混合液流入滤液中
实验二:物质检验
【提出问题】食盐中除含有NaCl外,可能还含有什么溶质?
【查阅资料一】食盐中可能还含有Na2CO3、Na2SO4等。
【作出猜想】猜想一:还有溶质Na2CO3;猜想二:还有溶质Na2SO4;猜想三:还有溶质_______。
【查阅资料二】Na2CO3溶液、Na2SO4溶液均可以与BaCl2溶液反应生成白色沉,且BaCO3可以溶于盐酸,BaSO4不能溶于盐酸。
【讨论交流】小组同学经讨论后认为:选择BaCl2溶液和稀盐酸两种试剂即可验证猜想。若猜想二正确,则发生反应的化学方程式为___________。
【实验验证】为验证猜想,小组同学设计了如下实验方案。
Ⅰ.取上述食盐样品少量于试管中,加水溶解,得到澄清透明溶液;
Ⅱ.向溶液中滴加过量的BaCl2溶液,生成白色沉淀,静置;
Ⅲ.静置后弃去清液,加入足量稀盐酸,发现沉淀部分溶解,且有气泡产生。
【实验结论】根据上述实验现象判断猜想_________是正确的。
【问题与交流】小组同学在实验报告中记录了如下文字:经实验验证,该食盐样品中仅含有NaCl 、Na2CO3和Na2SO4,你认为这个观点_________(填“正确”或“错误”)。
请说明你选择的理由__________。
【答案】 酒精灯 烧杯 蒸发皿中出现较多固体 B 引流 80% AB##BA Na2CO3、Na2SO4
三 错误 食盐样品中可能还有其它物质
【解析】实验一:粗盐提纯
(1)仪器a、b的名称:a为酒精灯,b为烧杯;图A中当观察到蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将其烘干,故填:酒精灯;烧杯;蒸发皿中出现较多固体。
(2)过滤是将不溶于液体的固体和液体分离的一种操作,操作②是泥沙和溶液分离开,该操作应是上图中的B;其中玻璃棒的作用是引流,故填:B;引流。
(3)经上述实验,该粗盐的纯度为;
A、溶解含有泥沙的粗食盐时,加入的水量不足,部分固体未溶解,而使精盐的产率偏低,选项A正确;
B、蒸发时有晶体飞溅出来,则会使得到的精盐的质量偏小,而使精盐的产率偏低,选项B正确;
C、过滤时滤纸破损,则会使部分杂质得不到过滤,而使蒸发的得到的精盐的质量偏大,故可能导致产率偏高,选项C错误;
故填:80%;AB。
实验二:物质检验
【作出猜想】食盐中可能还含有Na2CO3、Na2SO4,可能是只含有碳酸钠,可能是只含硫酸钠,也可能是碳酸钠和硫酸钠,故填:Na2CO3和Na2SO4。
【讨论交流】猜想二正确,有溶质硫酸钠,硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠,化学方程式为,故填:。
【实验结论】向溶液中滴加过量的氯化钡溶液,生成白色沉淀,说明含有硫酸钠或碳酸钠,硫酸钠和氯化钡可以产生硫酸钡沉淀,碳酸钠和氯化钡可以产生碳酸钡沉淀,静置后弃去清液,加入足量稀盐酸,发现沉淀部分溶解,且有气泡产生,说明沉淀既含有碳酸钡又含有硫酸钡沉淀,故一定含有碳酸钠和硫酸钠,猜想三正确,故填:三。
【问题与交流】经实验验证,该食盐样品中仅含有NaC1、Na2CO3和Na2SO4,这个观点是错误的,该食盐样品中可能还含有其他可溶性物质如:MgCl2,故填:错误;食盐样品中可能还有其它物质。
13.(2022·福建福建·一模)甲、乙两位同学查阅资料知:CH4和CO两种气体均具有可燃性和还原性。他们想对CH4的还原性进行研究。
【提出假设】他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设:
假设1:Cu、CuO、CO2
假设2:Cu、CO、H2O
假设3:Cu、CO2、H2O
假设4:Cu、CO、CO2、H2O
其中哪个假设不合理,并写出原因______。
【进行实验】
(1)甲同学用图1装置进行定性检验(假设药品都是足量的)。已知:白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝,氢氧化钠溶液可以吸收CO2,浓硫酸可以吸收水蒸气。
为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物,则装置正确的连接顺序是(填写字母,装置可重复使用):A→B______ →D。
(2)乙同学用图2装置进行定量测定(假设药品都是足量的)。实验过程中记录的数据如表。
装置序号
M
N
P
实验前装置的质量
150
156.6
256.8
实验后装置的质量
145.6
159.3
259.0
由以上数据可推测,假设______合理。
【答案】 假设1错误,因为假设1中的产物中没有氢元素 →C→E→F→G→B→E(合理即可) 4
【解析】提出假设:
化学反应前后元素种类不变,反应物有碳、氢、氧、铜四种元素,则生成物中一定有这四种元素。则假设1错误,因为假设1中的产物中没有氢元素。
进行实验:
(1)根据猜想,需要确定生成物是否有Cu、CO、CO2、H2O。
A甲烷通入B中氧化铜发生反应,可以通过B中是否有红色固体生成判断是否有铜生成。生成物质中有水,则需要先检验是否有水生成,白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝可检验水,所以B出来的气体先通入C,二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,所以通入E检验二氧化碳。可利用一氧化碳的还原性检验是否有一氧化碳生成(假设药品都是足量的,则甲烷被完全消耗),在检验之前需要除去气体中的二氧化碳和水蒸气,氢氧化钠溶液可以吸收CO2,浓硫酸可以吸收水蒸气,除去水蒸气应最后除去,所以先通入F、G再通入B,一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳,则可以结合是否有二氧化碳生成判断是否有一氧化碳,所以再通入E,最后防止一氧化碳进入空气使用D酒精灯点燃。所以顺序为A→B→C→E→F→G→B→E→D,其他合理即可。
(2)M减少的质量为氧元素的质量,为150g-145.6g=4.4g。
N增加的质量为生成水的质量,为159.3g-156.6g=2.7g,含有氧元素。
P增加的质量为生成二氧化碳的质量,为259.0g-256.8g=2.2g,含有氧元素。
4.4g-2.4g-1.6g=0.4g。则含有CO。所以假设4成立。
14.(2022·福建福建·一模)研究小组对氯酸钾热分解进行以下探究。
【探究一】第一小组利用图1所示装置进行探究,绘制出氧气浓度随温度的变化如图2所示。
查阅资料:KClO3的熔点约为356℃,MnO2的分解温度约为535℃,用酒精灯给物质加热,受热物质的温度一般约为400℃左右。
(1)从图2可知,KClO3分解时,KClO3呈________(填“固态”或“液态”):在300℃~400℃时,氧气浓度随温度的变化趋势是______。
【探究二】第二小组发现:氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,同时生成氯化钾。按下表进行实验探究,并测定分解温度。
实验编号
实验用品
分解温度
1
3.0g氯酸钾
580
2
3.0g氯酸钾和1.0g二氧化锰
350
3
3.0g氯酸钾和x g氧化铜
370
(2)上表中x的值应为________:由对比实验可知催化效果更好的物质是________。
(3)在探究“氧化钢用量与一定质量氯酸钾分解速率关系”时,得出有关实验数据如下:
氧化铜与氯酸钾的质量比
生成1L氧气所需的时间(s)
124
79
50
54
75
93
106
153
240
分析数据:氧化铜与氯酸钾的质量比为_______时,反应速率最快,你对催化剂的一种新的认识是________。
【探究三】第三小组利用氯酸钾和二氧化锰制取氧气时,发现生成的气体略带颜色并有刺激性气味。
【提出问题】:生成的气体中除了氧气外还含有什么物质?
【查阅资料】:①常温下,氯气是黄绿色、二氧化氯是黄色,都有强烈刺激性味的气体。
②二氧化氯具有强氧化性,可与硫酸锰溶液反应生成不溶于水的二氧化锰,而氯气不能。
【提出假设】:假设1:含有氯气: 假设2:含有二氧化氯
(4)设计实验验证你的假设,填写下列实验报告:
实验步骤
实验现象
实验结论
_______
________
假设2正确
【探究四】第四小组将29.4gKClO3,和MnO2混合物以5:1配比加热至完全反应,绘制出剩余固体质量随加热时间的变化如图所示。
(5)理论上图8中的值应为________g。
【答案】 液态 随温度升高逐渐降低 1 二氧化锰##MnO2 1:10 催化剂加入的量对反应速率有影响,并不是越多越好 将生成气体通入硫酸锰溶液中 生成黑色不溶于水固体 19.8
解:设反应生成氧气质量为x,参加反应氯酸钾质量为:
x=9.6g
故剩余固体质量为29.4g-9.6g=19.8g。
【解析】[探究一]由图2可知在400℃时,氧气浓度瞬间升高,则在这是氯酸钾分解,KClO3的熔点约为356℃,故在氯酸钾分解是为液态;
由图2可知在300℃~400℃时,氧气浓度随温度的变化趋势是随温度升高逐渐降低;
[探究二]实验2和实验3形成对比实验,故加入氧化铜质量和二氧化锰一样都为1g;
由表可知二氧化锰催化时分解温度低,故催化效果更好的物质是二氧化锰;
由表可知产生1L氧气,所需时间最少的是氧化铜与氯酸钾的质量比为1:10时,故氧化铜与氯酸钾的质量比为1:10时,反应速率最快;
由此可知催化剂加入的量对反应速率有影响,并不是越多越好;
[探究三]二氧化氯具有强氧化性,可与硫酸锰溶液反应生成不溶于水的二氧化锰,而氯气不能,且实验结论是气体中含有二氧化氯,故实验步骤是将生成气体通入硫酸锰溶液中;
实验结论是气体中含有二氧化氯,故实验现象是溶液中生成黑色不溶于水固体;
[探究四]解析见答案。
15.(2022·福建·永安市教师进修学校一模)某学习小组为了探究复分解反应发生的条件,利用氯离子传感器对氯化钠溶液和硝酸银溶液反应中微观粒子的变化进行如下探究。
【查阅资料】①硝酸钾溶液中含有K+、,硝酸银溶液中含有Ag+、。
②当溶液中的溶质相互反应,有沉淀、气体或水生成时,溶液中各离子的浓度会发生变化。
③当向某溶液中滴加少量浓度很稀的溶液时,可忽略因为体积变化造成的离子浓度变化。
【实验探究】步骤I:取一个烧杯,向烧杯中加入浓度很稀的氯化钠溶液40mL,将氯离子传感器浸入烧杯,每隔10s,用胶头滴管滴加8滴浓度很稀的硝酸银溶液,测定混合过程中氯离子的浓度变化如图所示。烧杯中观察到的现象是______。
【提出问题】氯化钠溶液和硝酸银溶液反应时,构成物质的微粒是否都参与反应?
【做出猜想】猜想一:步骤I的溶液中只有Na+和NO3-参与反应
猜想二:步骤I的溶液中只有Ag+和C1-参与反应
猜想三:______(依据步骤I合理写一点)
【继续探究】步骤Ⅱ:取第二个烧杯,向烧杯中加入与步骤I相同浓度的氯化钠溶液40mL,将氯离子传感器浸入烧杯,每隔10s,用胶头滴管滴加8滴蒸馏水,测定混合过程中氯离子的浓度变化如上图所示。向氯化钠溶液中滴入蒸馏水的主要目的是______。
步骤Ⅲ:取第三个烧杯,向烧杯中加入与步骤I相同浓度的氯化钠溶液40mL,将氯离子传感器浸入烧杯,每隔10s,用胶头滴管滴加8滴浓度很稀的硝酸钾溶液,测定混合过程中氯离子的浓度变化如上图所示。
【数据分析】(1)根据图像分析可知,步骤Ⅲ中K+与C1-______(选填“有”或“没有”)发生反应。
(2)在氯化钠溶液中滴加硝酸银溶液后,氯离子浓度迅速下降,其原因是______(从微观粒子变化角度分析)。
【实验结论】猜想二正确。氯化钠溶液和硝酸银溶液发生反应的化学方程式为______。
【拓展延伸】80s时,若要验证步骤I中硝酸银有剩余,方法是______;取80s时的澄清溶液,向其中加入足量铜片,充分反应后溶液的质量______(选填“变大”、“不变”或“变小”),此时溶液中含有的溶质有______(填化学式)。
【答案】 产生白色沉淀 步骤I的溶液中Na+和、Ag+和C1-都参与反应(合理即可) 排除因溶液稀释导致Cl-浓度降低,对实验产生的干扰(合理即可) 没有 Ag+和Cl-发生反应(合理即可) 取上层清液,滴加氯化钠溶液,若产生白色沉淀,则说明硝酸银还有剩余(合理即可) 变小 Cu(NO3)2、NaNO3
【解析】[实验探究]氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,所以烧杯中观察到的现象是产生白色沉淀;
[做出猜想]根据猜想一:步骤I的溶液中只有Na+和NO3-参与反应;猜想二:步骤I的溶液中只有Ag+和C1-参与反应可知,猜想三:步骤I的溶液中Na+和、Ag+和C1-都参与反应(合理即可);
[继续探究]向氯化钠溶液中滴入蒸馏水,氯化钠溶液的浓度降低,所以滴入蒸馏水的主要目的是:排除因溶液稀释导致Cl-浓度降低,对实验产生的干扰(合理即可);
[数据分析](1)根据图像分析可知,向氯化钠溶液中滴加硝酸钾溶液C1-的浓度没有改变,说明步骤Ⅲ中K+与C1-没有发生反应;
(2)氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,是因为氯离子和银离子结合生成氯化银沉淀;
[实验结论]氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为:;
[拓展延伸]氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,检验方法为:取上层清液,滴加氯化钠溶液,若产生白色沉淀,则说明硝酸银还有剩余(合理即可);铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,根据 可知,每64份质量的铜参加反应生成216份质量的银,所以充分反应后溶液的质量减小;氯化钠溶液和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,此时溶液中含有的溶质有:硝酸钠和硝酸铜。
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