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1、科学探究题1 .化学实验是科学探究的重要途径。(1)在实验室,浓硫酸要密封保存的原因是 O (填字母代号)a防潮解b防挥发c防吸水d防氧化(2)探究小组的同学设计如下图的微型实验装置来探究二氧化碳的制法和性质,打 开弹簧夹,并推压加液器的活塞加入盐酸。口制气管中发生反响的化学方程式为 o口反响一段时间后,请设计实验证明烧杯中有哪些溶质。(写出实验步骤、现象及结论) O口当制气管中盐酸消耗完,反响停止后,可观察到什么现象? O(3)探究小组的同学利用以下图装置验证某混合气体中是否含有C02和COoA BcDA、B装置中应分别盛放什么试剂? 口假设原混合气体中含有CO,可观察到什么实验现象? 口写
2、出D中可能发生反响的化学方程式。(4)取10g氯化钠溶液于烧杯中,加入足量的硝酸银溶液,充分应用后过滤,洗涤烘 干后得到2.87g固体。请计算该氯化钠溶液中溶质的质量。2 .目前,家庭普遍使用天然气,其主要成分是甲烷,甲烷燃烧后的产物有什么?同学 们开展了以下探究:【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?【猜测与假设】猜测一:CO2、h2o1. C CaCO3 +2HCl=CaCl2 +H2O+CO2 T 取样加入过量的氯化钢溶液,假设有白色沉淀 生成那么存在碳酸钠,静置后,取上层清液,滴入酚醐试液,假设溶液变红,那么存在氢氧化 钠,假设溶液呈无色,那么溶液中不存在氢氧化钠。烧杯中的溶液被倒吸进制
3、气管中 澄清的石灰水氢氧化钠溶液 C中黑色粉末变红,D中澄清石灰水变浑浊 CO2+Ca(OH)2=CaCO3;+H2O 1.17g【详解】(1)浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中的水蒸气。在实验室,浓硫酸要密封保存的原因是 防吸水,应选C;(2) 石灰石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与盐酸反响生成氯化钙、水和二氧化碳,反响 的化学方程式为:CaCO3 +2HCl=CaCl2 +H2O+CO2 T ;口制气管中产生二氧化碳,进入烧杯中与氢氧化钠反响生成碳酸钠和水,烧杯中一定存在 碳酸钠,可能存在氢氧化钠;碳酸钠与氯化钢反响生成碳酸钢的白色沉淀,可用氯化钢溶 液检验碳酸钠的存在,碳酸钠与氢氧化钠都呈碱性,
4、碳酸钠对氢氧化钠的检验存在干扰, 所以在检验时先用过量的氯化钢溶液检验并完全除去碳酸钠,再用酚醐试液检验是否存在 氢氧化钠。实验证明烧杯中溶质的方法是:取样加入过量的氯化钢溶液,假设有白色沉淀生 成那么存在碳酸钠,静置后,取上层清液,滴入酚醐试液,假设溶液变红,那么存在氢氧化钠, 假设溶液呈无色,那么溶液中不存在氢氧化钠。口当制气管中盐酸消耗完,反响停止后,二氧化碳被消耗,烧瓶内的气压降低,可观察到 烧杯中的溶液被倒吸进制气管中;(3) DA装置中的试剂需要检验二氧化碳的存在,所以应该放入澄清的石灰水;B装置的 试剂除去多余的二氧化碳,防止对一氧化碳产物的干扰,因此可以是氢氧化钠溶液; 口 一
5、氧化碳可以还原氧化铜,生成红色的铜,并且生成二氧化碳气体,所以证明原混合气 体中CO存在的实验现象是:C中黑色粉末变红,D中澄清石灰水变浑浊; 口二氧化碳和氢氧化钙反响产生碳酸钙沉淀和水,反响的化学方程式为: CO2+Ca(OH)2=CaCO3;+H2O ;(4)设:生成2.87g氯化银沉淀消耗的氯化钠的质量为X。AgNO3 +NaCl =NaNO3 + AgCl J58.5143.5x2.87g58.5 _ x143.5 - 2.87g X=117g答:该氯化钠溶液中溶质的质量L17g。2. 三吸收二氧化碳,排除对一氧化碳检验的干扰通过检验生成的二氧化碳来证 明燃烧产物中是否含有一氧化碳空气
6、中含有二氧化碳和水蒸气,影响对产物的检验气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气,影响对水的检验 在E装置导管末端放一盏燃着的酒精灯或系一个气球【详解】设计并进行实验(1)分析实验现象可知:无水硫酸铜粉末变蓝,说明燃烧产物中有水生成;装置B中观 察到澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成;装置D中的粉末由红变黑,并且装置E中 的澄清石灰水变浑浊,说明燃烧产物中有一氧化碳,由此可知,燃烧产物中含有水、一氧 化碳、二氧化碳三种物质,猜测三正确;(2)氢氧化钠与二氧化碳反响生成碳酸钠和水,C中氢氧化钠溶液的作用是吸收二氧化 碳,排除对一氧化碳检验的干扰;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水用于检验 二氧化
7、碳。C已除去原气体中的二氧化碳,氧化铁在高温下与一氧化碳反响可生成二氧化 碳,E中澄清石灰水的作用是通过检验生成的二氧化碳来证明燃烧产物中是否含有一氧化 碳。(3)空气中本身就含有二氧化碳、水蒸气,假设在空气中燃烧,那么无法证明生成物中的二氧 化碳、水一定是由甲烷燃烧所生成的,会影响对产物的检验,因此要选用纯洁的氧气;(4)气体通过澄清石灰水时会带出水蒸气,影响对水的检验,如调换A、B的顺序,A中 的无水硫酸铜一定会变蓝,但无法说明是否有水生成,因此A、B装置的顺序不能颠倒; 反思与交流燃烧产生的一氧化碳是空气污染物,且有毒,应进行尾气处理,所以应该在E装置导管末 端放一盏燃着的酒精灯或系一个
8、气球或增加尾气处理装置。3. Fe2O3 CaCO3 C CuSC)4(或 CuCL或Cu(NO3)2) FeCl3+3NaOH=Fe(OH)3;+3NaCl Fe+CuSO4=FeSO4+CuFe+CuC12=FeCl2+Cu 或 Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu试题分析:框图式的推断题,抓住一些特殊的反响现象、特殊的性质及特殊的反响条件等 级题目的“题眼”,该题的题眼是无色气体E通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,说明 气体E是二氧化碳;B是常用的建筑材料,与盐酸反响生成二氧化碳,说明B为碳酸钙; 红棕色固体A和稀盐酸反响得到黄色溶液C,说明红棕色固体A为氧化铁,黄色溶液C为
9、 氯化铁;无色无味气体F和氧化铁在高温情况下反响生成黑色固体G,说明气体F为一氧 化碳,黑色固体G为铁粉,故X为单质碳,Y自然为可溶性铜盐。代入框图,推理合理。【详解】(1) A的主要成分是氧化铁,化学式为:Fe2O3; B的主要成分是碳酸钙,化学式为:CaCO3 ; X为单质碳,化学式为:C ; Y为可溶性铜盐,化学式为:CuS04(或CuCL或Cu(NO3)2)(2)反响是氯化铁溶液和氢氧化钠溶液反响,化学方程式为:FeCh+3NaOH =Fe(OH)31+3NaCl反响是金属铁与可溶性铜盐反响,化学方程式为:Fe+CuSO4= FeSO4+Cu或 Fe+CuCL=FeCL+Cu 或 Fe
10、+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+CuoNa2co3、NaHC03 有白色沉淀产生 稀盐酸(合理即可) Na2CO3+CO2-i-H2O=2 NaHCO.碳酸氢钠、碳酸钠溶液都显碱性,都能使无色酚酸溶液变红【详解】提出猜测因二氧化碳量缺乏,还有可能碳酸钠仍有剩余,所以可能碳酸钠和碳酸氢钠同时存在,故 答案为:Na2co3、NaHCO3;设计实验碳酸钠和氯化钙反响生成碳酸钙和氯化钠,取少量所得溶液少许于试管中,向其中滴加过 量的CaCL溶液,有白色沉淀生成,所以证明肯定有碳酸钠,所以猜测二不成立;取实验步骤a中上层清液,滴加适量稀盐酸之后有气泡生成,那么为碳酸氢钠与稀盐酸反响 生成,猜测一不
11、成立;得出结论二氧化碳通入碳酸钠溶液后,碳酸钠与二氧化碳、水反响生成碳酸氢钠,反响的化学方程式为:Na2CO3+CO24-H2O=2 NaHCO3 ;讨论交流碳酸氢钠溶液呈碱性,碳酸钠溶液也显碱性,那么向碳酸钠溶液中通入一定量二氧化碳后, 再向所得溶液中滴加几滴酚麟溶液,溶液变红不能证明一定有碳酸氢钠生成;故填:碳酸 氢钠、碳酸钠溶液都显碱性,都能使无色酚酸溶液变红。4. 氢氧化钠溶液局部变质 产生白色沉淀 无色酚酬试液 CO. + 2NaOH=Na.CO3 + H9O I 入ZZ Jz【详解】作出猜测:氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反响生成碳酸钠和水,从而变质,氢氧化钠溶 液可能未变质,也可能
12、完全变质,也可能局部变质,故猜测三:氢氧化钠溶液局部变质; 设计实验:取少量溶液于试管中,加入足量BaCL溶液,氯化钢能与碳酸钠反响生成碳 酸钢和氯化钠,产生白色沉淀,说明溶液中含碳酸钠,那么氢氧化钠已经变质,过量的氯化 钢溶液能检验碳酸钠,且将碳酸钠除尽;口向步骤口试管中的.上层清液滴加无色酚醐试液,无明显现象,说明溶液中不含氢氧化钠, 那么氢氧化钠完全变质,故猜测二成立;反思拓展:氢氧化钠溶液变质,是因为氢氧化钠与空气中的二氧化碳反响生成了碳酸钠和水,该反响的化学方程式为:CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O oNaOH 过量 口 2NaOH+CuSO4=Cu (OH) 21+
13、Na2s047pH7,说明溶液呈碱性,说明氢氧化钠过量,故填:NaOH过量;(2)向反响 后的无色溶液中加入碳酸氢钠溶液,无气泡产生,由于盐酸能与碳酸氢钠反响会生成氯化 钠、水和二氧化碳,说明反响后的溶液中不含盐酸,故假设错误;故填:;(3)向反响后的溶液中滴加几滴硫酸铜溶液,产生蓝色沉淀,发生的反响为氢氧化钠与硫 酸铜反响生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,方程式为:2NaOH+CuSO4=Cu (OH) 2;+Na2SO4; 故答案为:2NaOH+CuSO4=Cu (OH) 21+Na2so4;(4)反响后的无色溶液中还有少量NaOH,溶液为碱性,pH7,但溶液为无色,由于酚 献在pHS8.2的溶液
14、中呈无色,因此此时pH的范围为:7pH8.2;故答案为:7 pH8.2;(5)由于酚醐在pHW8.2的溶液中呈无色,向某碱性溶液中滴加23滴无色酚醐试液,振 荡后,溶液的颜色不一定为红色,故答案为:不一定。5. Na2CO3+2HCl=2NaCl + H2O+CO2 T 酚酷试液(或常见的可溶性镁、钙、钢、铜、亚铁、银盐等) 猜测口不正确,因为稀盐酸存在情况下不能有沉淀生成 有气泡产 生试液变红 白醋或食醋硝酸或HN03 硝酸银溶液或AgNCh【详解】活动一(1)实验1主要的化学反响为盐酸与碳酸钠的反响生成氯化钠、水和二氧化碳,其化学方程式为 Na2co3+2HCl=2NaCl + Hq+CO
15、2 T o(2)碳酸钠溶液呈碱性,氯化钠溶液呈中性,由此可用酚醐试剂对其进行鉴别(其他答案 合理即可)。猜测与假设小组同学将实验1、2反响后的上层清液倒在废液缸中,发现有白色沉淀生 成,该沉淀为碳酸钙沉淀,即废液溶质中不可能存在氯化氢,故猜测不正确,因为稀盐 酸存在情况下不能有沉淀生成。进行实验实验1:取少量废液于试管中,加入过量的稀盐酸,假设有气泡产生,那么能确定碳 酸钠可以存在;实验2:口另取少量废液于试管中,向其中加入过量的CaCL溶液,静置;口向上层清液中滴 加适量的酚儆试液,假设有白色沉淀生成且试液变红,那么能确定氢氧化钠可以存在。反思交流(3)家庭厨房中可用紫甘蓝汁液做指示剂来鉴别
16、食盐和纯碱,还可以利用白醋 来鉴别食盐和纯碱,食醋与纯碱混合能观察到有气泡产生。(4)要进一步证明废液中含有NaCl,即等同于Ct的检验,应该取少量废液于试管中,加 入过量的HN03调节溶液的pHCuAg,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液 中,锌先与硝酸银反响生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反响后,锌和硫酸铜反响生成硫酸 锌和铜,充分反响一段时间后,过滤,发现滤液呈蓝色,说明溶液中还存在硫酸铜,硫酸 铜可能局部参与反响,也可能没有参与反响,锌已经完全反响,故滤渣中一定含银,可能 含有铜,滤液中一定含硫酸铜和反响生成的硝酸锌,可能含硝酸银,故一定含有的阳离子 是:Cu2+ Zn2+O10.
17、 气泡 NaHCCM#碳酸氢钠白色沉淀可能是变质的氢氧化钠溶液酚献试 液 NaOH或氢氧化钠检验并去除碳酸钠,防止对氢氧化钠检验造成干扰 Ca(OH)2 或氢氧化钙【详解】实验探究(1)加入盐酸,得出结论含有碳酸钠,盐酸与碳酸钠反响会生成二氧化碳,而碳酸氢钠也 可以与盐酸反响生成二氧化碳,两种都可以看到气泡;故答案为:气泡;碳酸氢钠。(2)氯化钢与碳酸氢钠不反响,碳酸钠可与氯化根反响生成碳酸钢沉淀和氯化钠,因此可 以看到白色沉淀;故答案为:白色沉淀。(3)由于试剂瓶是敞开口,氢氧化钠可以与二氧化碳反响生成碳酸钠,也会产生上述的实 验现象,因此需要验证是否存在氢氧化钠;故答案为:可能是变质的氢氧
18、化钠溶液。 实验结论碳酸钠与过量氯化钢反响生成碳酸钢沉淀和氯化钠,此时溶质为氯化钠和剩余的氯化领, 溶液中假设不存在其他溶质,而加入酚醐变红,说明溶液中存在碱性物质,根据猜测可知, 碱性物质为氢氧化钠;故答案为:氢氧化钠。探究启示碳酸钠显碱性,影响氢氧化钠检验,碳酸钠和氯化钢生成碳酸钢沉淀和氯化钠,小军实验 中加入过量的氯化钢溶液的目的检验并去除碳酸钠,防止对氢氧化钠检验造成干扰,故 填:检验并去除碳酸钠,防止对氢氧化钠检验造成干扰。拓展迁移碳酸钠和氢氧化钙生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,假设要除去该瓶溶液中的碳酸钠 可向溶液中加入适量的氢氧化钙溶液,故填:氢氧化钙。11. 酚酸溶液 稀盐酸Ca(O
19、H)2微溶于水Ca(OH)2+CO2=CaCO3 +H2O 样品中能与盐酸反响的物质反响完 翻开弹簧夹 0 %3J+H2。;碳酸钙和稀盐酸反 应生成二氧化碳,导致锥形瓶内压强变大,所以ab上升,b点后压强不在变化,说明反响 结束,故口填样品中能与盐酸反响的物质反响完;c点后锥形瓶内压强下降,对应的操作只 能是翻开弹簧夹,二氧化碳逸出,压强变小,故口填翻开弹簧夹; 解,设碳酸钙的质量为xCaCO100x+2HC1=CaCl2 +H2O +CO2 T44100 _ x -44 m44x 八.m = 0.44x100m样品的重量为lg,样品中有碳酸钙和氢氧化钙,碳酸钙的含量为0xlg ,故口填0z8
20、.2的溶液中呈红色。II、相同温度下,NaOH稀溶液中溶质的质量分数越大,溶液pH越大。猜测假设口 溶液pH7; 恰好完全反响,溶液pH=7; DHCl过量,溶液pH8.2时,变为红色。反思总结向某碱性溶液中滴加23滴无色酚献试液,振荡后溶液的颜色变为红色。(填“一定”或不一定”)5 .食盐和苏打是家庭厨房中常见的物质,实验小组的同学进行了如下实验探究。【活动一】同学们通过如图1所示的两个实验鉴别氯化钠和碳酸钠。图1图2(1)写出实验1发生反响的化学方程式:O(2)小组同学在实验室还选择其他不同种类试剂对食盐和苏打进行鉴别,请你举出一例:o【活动二】小组同学将实验1、2反响后的上层清液倒在废液
21、缸中,发现有白色沉淀生 成,同学们对废液的成分产生了探究兴趣。【提出问题】废液中除NaCl还含有哪些溶质?【猜测与假设】猜测二HC1;猜测: NaOH猜测: NaOH、Na2cO3; 猜测: NaOH、Ca(OH)2你认为哪种猜测不合理,并说明理由:O【进行实验】实验步骤实验现象实验结论实验1取少量废液于试管中,加入过量的稀盐酸有Na2c。3实验2口另取少量废液于试管中,向其中加入过量的CaCb溶液,静置;口向上层清液中滴加适量的酚酸试液有白色沉淀生成O有 NaOH【得出结论】猜测口正确。【反思交流】(3)家庭厨房中可用紫甘蓝汁液或 鉴别食盐和纯碱。(4)要进一步证明废液中含有NaCl,应该取
22、少量废液于试管中,加入过量的至溶液pHAg打磨过的锌片一硫酸铜溶液-3有红色固体析出,溶液 由蓝色逐渐变为无色金属活动性:ZnCu,反响的化学方程式为【实验结论】根据上述实验,小明得出三种金属活动性顺序是ZnCuAg【反思与评价】探究活动结束后,同学们对实验进行分析与反思:(1)有同学提出小明的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其 验证方法:o(2)经过讨论,大家一致认为以上实验方案中,方案 较好。(3)小红提出,试管中的金属可以回收再利用,这样做的意义是。【拓展与延伸】在征得老师同意后,小红把一定量的锌粒加入硝酸铜和硝酸银的混合 溶液中,充分反响一段时间后,过滤,发现滤液呈
23、蓝色。此时,滤渣中可能含有,滤液中一定含有的阳离子是 o8 .兴趣小组在实验室里准备常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验室摆放的药品 中,有一瓶未盖瓶塞且标签破损的溶液(如以下图),他们决定对这瓶溶液的成分进行探 究。橡胶塞【提出问题】这瓶溶液的溶质是什么?【获得信息】(1)酸、碱、盐的性质实验中用到含钠元素的物质有氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳 酸氢钠等。(2)实验室里盛放碱性溶液的试剂瓶通常使用橡胶塞。(3)碳酸氢钠溶液与氯化钢溶液不反响;氯化根溶液呈中性。【提出猜测】猜测一:氢氧化钠:猜测二:碳酸钠:猜测三:碳酸氢钠。【实验探究】(1)小军取样滴加稀盐酸有 产生,得出结论:该溶液的溶质是碳
24、酸钠或者是 O(2)小军另取样加入过量的氯化钢溶液,观察到有 产生,进而得出结论:该溶液的溶质是碳酸钠。(3)小华认为小军的结论不完全正确,理由是;小组同学讨论后一致认 为还需要进行如下实验(4)取小军第二次实验后的上层清液,滴入,溶液呈红色。【实验结论】这瓶溶液的原溶质是 o【探究启示】小军实验中加入过量的氯化钢溶液的目的 o【拓展迁移】假设要除去该瓶溶液中的碳酸钠可向溶液中加入适量的 溶液,充分反响后过滤即可。9 .某校化学兴趣小组的同学在帮助老师配制澄清石灰水时,发现装有熟石灰的试剂 瓶瓶盖没有盖好。于是他们对熟石灰是否变质产生了兴趣。化学兴趣小组的同学在老 师的指导下,对该熟石灰取样开
25、展了探究活动:【查阅资料】氢氧化钙,俗称熟石灰或消石灰,化学式为Ca(0H)2, 20口时溶解度为0.165go【提出问题】熟石灰样品的成分是什么呢?【猜测与假设】熟石灰样品的成分可能是Ca(OH)2和CaCCh中的一种或两种。【设计实验】兴趣小组设计如下实验进行探究。编号实验操作实验现象实验结论取样品于烧杯中,加水溶解。烧杯底有白色沉淀有 CaCO3【反思评价】将口中液体过滤,取少量滤液于试管中,向其中滴入。溶液变红有 Ca(OH)2取口中的少许滤渣于试管中,向其中滴加足量O有 CaCO3(1)经过讨论发现:通过实验口不能得到样品中一定含有CaCCh,理由是o要证明样品中含有CaCCh,还需补做实验口,请完善实验口的操作和现 象。(2)通过小组合作探究,最后得出样品中含有Ca(0H)2和CaCCh请用化学方程式解释样品中CaCCh产生的原因 o【拓展延伸】(3)兴趣小组为了进一步测定样品中各成分的含量,取LOg样品粉末与足量的稀盐 酸反响,并在装置中连接压强传感器,如图一所示;测得实验过程中锥形瓶内气体压 强变化情况,如图二所示。图一图二试分析图二中be段压强几乎没有变化的原因是 o c点对应的操作是假设反响生成的气体质量为mg,那么m的取值范围是 o
限制150内