中考化学二轮复习 实验题特训题型05 定量实验探究（含解析）

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题型05  定量实验探究1．【2019年葫芦岛市】电解水实验如图所示，下列说法正确的是（   ）A．正极得到的气体是氢气 B．负极得到的气体具有可燃性 C．该实验说明水由氢气和氧气组成 D．实验结束时产生的氢气和氧气的质量比为2∶1【答案】B【解析】A、电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，故正极得到的是氧气，故A错误；B、电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，故负极得到的是氢气，氢气具有可燃性，故B正确；C、水是由氢元素和氧元素组成的，故C错误；D、电解水实验的结论“正氧负氢，氢二氧一”，产生的氢气与氧气的体积比是2：1，质量比是1∶8，故D错误。故选B。2．【2019年哈尔滨市】分类、类比、推理是学习化学常用的方法。随着科学研究的进展，化学实验的方法也从定性到定量发生了质的转变。若按实验方法分类，应将实验D和_________________（填字母）分为一类，依据是____________________________。A．碳酸钠溶液与石灰水反应B．拉瓦锡研究空气成分C．甲烷在空气里燃烧D．铁钉和硫酸铜溶液反应前后质量测定【答案】B  两个实验都进行的是定量实验【解析】（1）A、C实验研究的是物质的性质，B实验通过定量实验测定空气中氧气的含量，D实验通过定量实验，验证质量守恒定律，所以按实验方法分类，应将实验D和B分为一类，依据是：两个实验都进行的是定量实验。3．如图为电解水的装置。（1）a管和b管产生的气体的体积比为        （2）通电前，为增强导电性加入了少量的硫酸钠，再加入酚酞溶液，溶液呈无色。通电一段时间后，a试管中收集到的气体是___________；b试管中的水溶液呈红色，说明b试管中溶液pH_______7（填“＞”、“＜”或“＝”）。【答案】（1）2:1（2）氧气（或O2）  ＞【解析】（1）电解水时“正氧负氢，氢二氧一”（2）a试管连接正极，收集到的气体为氧气；水中加入了酚酞，实验过程中b试管溶液变红，说明溶液呈碱性，pH＞7。4．【2019·浙江省衢州市】1674年，英国化学家约翰•梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验（装置如图甲）。I．将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方（铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现）。Ⅱ．调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大量气泡，钟罩内水面下降。[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：4HNO3+FeFe(NO3)3+NO↑+2H2O]Ⅲ．当水位降至接近钟罩口时（如图丙），立即取出铁块，以防气体外逸。IV．等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。（一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应：4NO+3O2+2？4HNO3）分析与评价：（1）步骤Ⅳ中的“？”处应填____________。（2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是________________________________________________________________________。（忽略温度变化的影响）（3）小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量（即测定气体体积的误差忽略不计），但经过多次实验测定，发现每次测得空气的含氧量都小于，原因是________________________________________________________________________。【答案】（1）H2O（2）一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小，外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位上升（3）实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应，无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测定的结果偏小【解析】（1）根据质量守恒定律可知：步骤Ⅳ中的“？”处应填水；化学式为：H2O。（2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是：一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小，外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位上升。（3）测得空气的含氧量小于，原因是：实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应，无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测定的结果偏小。5．【2019·福建省】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】（1）产生了大量的白烟  氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压（2）装置的气密性要良好（3）实验2  反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽（4）能够和氧气反应，生成物不影响测定结果（5）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O（6）用冰水冷却集气瓶，打开K【解析】（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：产生了大量的白烟等。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，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。（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信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。（4）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能够和氧气反应，生成物不影响测定结果。（5）二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。（6）由于密封装置内轻体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。6．【2019年辽宁省葫芦岛市】实验室用氯化钠和水配制50 g质量分数为6%的氯化钠溶液。下列说法正确的是（   ）A．实验步骤：计算、量取、溶解、装瓶、贴签B．量取水时，用规格为50 mL的量筒C．实验过程中玻璃棒搅拌的作用是散热D．若在量取水时俯视读数量取，则配制溶液的溶质质量分数小于6%【答案】B【解析】A、用氯化钠和水配制50 g质量分数为6%的氯化钠溶液，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、装瓶、贴签，故选项说法错误；B、溶质质量＝溶液质量×溶质的质量分数，配制50 g质量分数为6%的氯化钠溶液，需氯化钠的质量＝50 g×6%＝3 g，溶剂质量＝溶液质量﹣溶质质量，则所需水的质量＝50 g﹣3 g＝47 g（合47mL），可用规格为50 mL的量筒，故选项说法正确；C、实验过程中玻璃棒搅拌的作用是加快溶解速率，故选项说法错误；D、用量筒量取水时，俯视液面，读数比实际液体体积大，会造成实际量取的水的体积偏小，则使溶质质量分数偏大，故选项说法错误。故选B。7．（2019·衡阳）某同学配制25g 3%的NaCl溶液，整个操作过程如图所示。回答下列问题：（1）配制溶液的正确操作顺序为_____（填序号），其中操作错误的是_____（填序号）（2）用量筒量取液体时，读数时视线要与量筒内_____保持水平。（3）经检测，该同学配制的溶液溶质质量分数偏小，可能的原因是_____。【答案】（1）②①⑤③④    ①（2）凹液面的最低处（3）用量筒量取水时，仰视液面读数    【解析】（1）配制25g 3%的NaCl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，故配制溶液的正确操作顺序为：②①⑤③④；托盘天平的使用要遵循“左物右码”的原则，图中所示操作砝码与药品位置放反了，所以操作错误的是：①。 （2）用量筒量取液体时，读数时视线要与量筒内凹液面的最低处保持水平，故填：凹液面的最低处。（3）用量筒量取水时，仰视液面，读数比实际液体体积小，会造成实际量取的水的体积偏大，则使溶质质量分数偏小；用托盘天平称量食盐时，砝码和食盐放反了，会造成实际所取的溶质的质量偏小，则使溶质质量分数偏小（合理即可）。8．（2019·湘潭）某化学课外兴趣小组欲配制80g质量分数为12%的氢氧化钠溶液来制作“叶脉书签”。（1）需要氢氧化钠固体的质量为__________g。（2）称量时，氢氧化钠固体应放在__________（填“滤纸”或“烧杯”）中。（3）下列说法或操作正确的是__________（填字母序号）。A配制该溶液时所需的玻璃仪器中不包括玻璃棒B用量程为100mL的量筒量取所需要的水C将称量好的固体倒入装有水的量筒中溶解（4）在量取水的体积时，若采用仰视的方法读数，则所配制的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数将__________（填“偏大”或“偏小”）。（5）某同学用蒸馏水润湿了的pH试纸来测定配制好的溶液的pH值时，他测得的结果会__________（填“偏大”、偏小”或“不变”）。（6）该兴趣小组的同学提出还可以用配制好的氢氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应实验，具体操作如下图：在烧杯中加入10mL的氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液呈__________色。接着加入一定量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌后发现溶液为无色，此时__________（填“能”或“不能”）得出两者恰好中和的结论。以下操作及实验现象能证明加入的盐酸为过量的是__________（填字母序号）。A加入少量铁粉，无明显现象B滴加紫色石蕊溶液，搅拌后溶液变蓝C加入碳酸钠溶液，产生气泡【答案】（1）9.6    （2）烧杯    （3）B    （4）偏小（5）偏小    （6）红    不能    C    【解析】（1）溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数，配制80g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，需氢氧化钠的质量=80g×12%=9.6g。（2）氢氧化钠具有腐蚀性，称量时，氢氧化钠固体应放在烧杯中。（3）A、配制该溶液时所需的玻璃仪器中包括玻璃棒，需要玻璃棒搅拌，加速溶解，故选项错误；B、溶剂质量=溶液质量-溶质质量，则所需蒸馏水的质量=80g-9.6g=70.4g；水的密度为1g/cm3，则根据V== =70.4cm3=70.4mL。用量程为100mL的量筒量取所需要的水，故选项正确；C、溶解应在烧杯中，量筒只能量取液体，故选项错误。故选B。（4）在量取水的体积时，若采用仰视的方法读数，则所配制的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数将偏小，因为量取的水多了。（5）氢氧化钠溶液显碱性，当溶液的pH大于7时，呈碱性，且pH越大，碱性越强；不能用水湿润pH试纸，否则稀释了待测溶液，使氢氧化钠溶液的碱性减弱，测定结果偏小。（6）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞溶液变红色。接着加入一定量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌后发现溶液为无色，此时不能得出两者恰好中和的结论，因为恰好反应，或稀盐酸过量，都会使溶液变为无色。A、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，加入少量铁粉，无明显现象，说明溶液中没有稀盐酸，不符合题意；B、滴加紫色石蕊溶液，搅拌后溶液变蓝，说明溶液显碱性，说明溶液中没有稀盐酸，不符合题意；C、加入碳酸钠溶液，产生气泡，说明溶液中有稀盐酸，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳，符合题意。故选C。9．（2017•营口）某化学小组欲配制49g溶质质量分数为20%的稀硫酸来进行实验，老师为他们提供了溶质质量分数为98%的浓硫酸（密度为1.84g/cm3）．（1）通过计算，需要用到溶质质量分数为98%的浓硫酸的质量是　　g．（2）量取浓硫酸时仰视读数（其他操作正确），则配制的稀硫酸的溶质质量分数　   （填“大于”、“小于”或“等于”）20%．（3）A和B是两个同学稀释浓硫酸操作的示意图，正确的是　　（填“A”或“B”）．（4）玻璃棒搅拌的作用是　                            　。【答案】（1）10  （2）大于  （3）B  （4）搅拌，使热量及时地扩散【解析】（1）设需要用到溶质质量分数为98%的浓硫酸的质量为x，根据溶液稀释前后溶质的质量不变，则49g×20%＝x×98%       x＝10g．（2）用量筒量取水时，仰视液面，读数比实际液体体积小，会造成实际量取的浓硫酸的体积偏大，则使溶质质量分数偏大．（3）稀释浓硫酸时，要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中，同时用玻璃棒不断搅拌，以使热量及时地扩散；一定不能把水注入浓硫酸中，故正确的是B。（4）稀释过程中，玻璃棒的作用搅拌，使热量及时地扩散。10．初三某化学兴趣小组同学。依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：【讨论与探究】（1）甲小组实验中，白磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是：　                                                  　。（2）请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组。①乙组实验结束后可观察到天平　　（是或否）平衡；此反应　   　（填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和　    　（填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。该反应中二氧化锰起　     　作用。【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是：　                     　                                            。【实验分析】化学反应的过程是　  　重新组合的过程，即在一切化学反应中，反应前后原子的　   　没有改变，原子的　   　没有增减，原子的　      　也没有变化，所以化学反应遵守质量守恒定律。【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是：　              　                                                        。【答案】【讨论与探究】（1）吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；（2）①否；遵守；②等于；催化；【实验结论】参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；【实验分析】原子；种类；数目；质量；【反思与交流】有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。【解析】【讨论与探究】（1）甲小组实验中，磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；故填：吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；（2）①乙组实验中，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳从装置中逸出，可观察到现象是烧杯内有气泡产生，天平指针偏向右盘，天平不平衡；此反应中，天平失去平衡是由于二氧化碳逸出导致的，因此该反应仍然遵守质量守恒定律。故填：否；遵守；②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；该反应中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，因此二氧化锰起催化作用。故填：等于；催化；【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；故填：参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；【实验分析】化学反应的过程就是分子分成原子，原子不再分，而是院子重新组合得新的分子的过程，因此，一切化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量都没有改变，所以化学反应中存在质量守恒定律；故填：原子；种类；数目；质量；【反思与交流】通过对以甲、乙、丙小组实验的探究，得到的启示是有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。故填：有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。11．U型玻璃管是常见的化学仪器，在实验中有广泛的应用。（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　                                　。【答案】（1）分子在不停地运动；吸收氨气防止进入空气，污染环境（2）①钢铁锈蚀需要水；②在盛有凉开水的U型管两端液面上滴加植物油（3）U型管左侧液面上升到刻度4处【解析】（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，该实验说明分子在不停地运动；氨气进行空气会污染环境，所以要用湿棉花吸收氨气防止进入空气，污染环境；（2）①由于钢铁锈蚀的条件是钢铁与空气和水同时接触。所以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，此现象说明钢铁锈蚀需要水；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，说明有少量氧气进入了凉开水中使钢丝生锈，为了控制变量﹣﹣氧气，在盛有凉开水的U型管两端液面上滴加植物油可以防止氧气进入凉开水中；（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U型管左侧液面上升到刻度4处。12．某兴趣小组设计如下实验探究质量守恒定律。（1）如图甲，小柯将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后取下烧杯把铁钉放入试管中，一段时间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？　    　。反应后试管内溶液的质量　     　（选填“增加”、“减少”或“不变”）。（2）如图乙，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后倾斜烧杯使盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。其原因是　 　。小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶（如图丙，装置气密性良好）。你认为能否验证质量守恒定律并阐述理由：　                                        。（3）小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取6克石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，反应后总质量减少2.2克。求石灰石中碳酸钙的质量分数（杂质与稀盐酸不反应）。（结果精确到0.1%）【答案】（1）平衡；减少（2）盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳气体逸出；不能；气球变大后，受到空气的浮力，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小（3）石灰石中碳酸钙的质量分数为83.3%【解析】（1）小柯将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。然后取下烧杯把铁钉放入试管中，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，没有气体参加反应或生成，一段时间后，最后天平平衡。反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少。（2）石灰石粉末能与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，生成的二氧化碳气体逸出，故一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。气球变大后，受到空气的浮力，方向竖直向上，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小。（3）由质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为2.2g。设参加反应的碳酸钙的质量为x。CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑100                      44x                        2.2g         x＝5g石灰石中碳酸钙的质量分数为×100%≈83.3%。13．化学是以实验为基础的科学，根据实验1、实验2回答下列问题：（1）实验1的实验目的是　                    　，当恰好完全反应时锥形瓶中的现象是：　        　，图中所示称量的质量是　              　g。（2）实验2中可观察到铜丝表面的现象：　                      　，可得出的结论是：　                                 　。【答案】（1）验证质量守恒定律（合理即可）  溶液由红色变成无色  73.2（2）铜丝的表面覆盖一层银白色物质；铜的金属活动性比银强【解析】（1）氢氧化钠溶液与稀盐酸反应生成氯化钠和水，当酚酞溶液由红色恰好变为无色时，两者恰好完全反应，反应前后托盘天平保持平衡，说明该反应遵守质量守恒定律。图中所示称量的质量是50g+20g+3.2g＝73.2g。（2）铜的金属活动性比银强铜能与硝酸银溶液反应生成硝酸铜溶液和银，会观察到铜丝的表面覆盖一层银白色物质，该实验说明铜的金属活动性比银强。