2022年中考化学实验探究题专练07收集证据解释类实验探究题(教师版).docx
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1、拉分练07 收集证据解释类实验探究题1.小明在查阅资料时看到镁是航空工业的重要材料,决定探究镁的性质 (1)小明推测镁能与_、与_、与硫酸铜溶液等三类物质反应,他的依据是金属的化学性质 (2)小明设计了如下实验对假设进行验证 取一支试管,放入一根镁条,加入一定量稀盐酸,观察到有无色气体产生,发生反应的化学方程式为_将镁条换为铁丝,重复上述操作,可观察到产生气体的速率_(填“变换”、“变慢”或“不变”)另取一支试管,放入一根镁条,加入一定量硫酸铜溶液,观察到镁条表面有少量气泡产生,且有黑色物质生成 (3)镁条与硫酸铜溶液反应的现象让小明感到困惑,他去图书馆查到相关资料: 资料1:硫酸铜溶液在配制
2、时加入了少量硫酸;资料 2:当金属粉末颗粒很小时,容易成为黑色;资料3:实验过程中发生了一系列复杂的反应,生成的黑色粉末可能是CuO、Cu中的一种或两种、资料4:CuO能和稀硫酸反应生成蓝色溶液小明猜想镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为_(4)小明进一步设计实验确定黑色粉末的成分,请在下表中补全实验方案 实验操作实验现象结论将黑色粉末过滤,晾干后,分成两份将其中一份装入试管中,向其中加入稀硫酸溶液由无色变成蓝色_将另一份置于坩埚中,称其质量为m1 , 在空气中加热一段时间后冷却,称其质量为m2 _黑色粉末中含Cu【答案】 (1)氧气;盐酸 (2)Mg+2HClMgCl2+H2;变慢
3、(3)H2(4)黑色粉末中含CuO;样品质量增加 【解析】(1)镁是金属活动顺序表中位于氢前面的金属,因此可推测镁能与O2反应、与稀盐酸反应、与硫酸铜溶液反应;(2)镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,发生反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2;因为在金属活动性顺序中,铁排在镁的后面,因此将镁条换为铁丝,重复上述操作,可观察到产生气体的速率变慢;(4)根据资料,硫酸铜溶液在配制时加入了少量硫酸,因此镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为氢气;根据澄清石灰水变浑浊说明通入一氧化碳加热反应后生成了二氧化碳,二氧化碳是一氧化碳还原氧化铜得到的,因此结论是黑色粉末中含CuO;根据结论“黑色
4、粉末中含Cu”可知样品在空气中加热一段时间后冷却,样品质量会增加2.请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务。【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分【查阅资料】通过查阅资料知道,天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表:物质Ca(HCO3)2Mg(HCO3)2Ca(OH)2Mg(OH)2CaCO3MgCO3溶解性可溶可溶微溶不溶不溶微溶(1)【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 , 可能含有Ca(OH)2和 。(2)【设计方案】(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液,如果没有白色沉淀,说明水垢中无 (填化学
5、式)。(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。其主要实验步骤如下:按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g,则水垢全部是CaCO3。待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气;称量D瓶内物质增加的质量;重复和的操作,直至D瓶内物质质量不变。测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如右图曲线所示(3)【评价】(1)A瓶中的NaOH溶液起到_作用。若A瓶中无 NaOH溶液,D瓶中的质量将_(填“增大”、“不变”或“减小”)。(2)一般情况下,两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同
6、、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知:水垢中一定含有_(化学式),理由是 。【答案】 (1)CaCO3;MgCO3 (2)Ca(OH)2 (3)吸收CO2;增大 ;MgCO3;实际生成CO2的质量是24g,大于22g【解析】【提出猜想】水垢为固体,所以水垢的主要成分应该是不溶的或是微溶的物质,结合题给的“查阅资料”部分可知,不溶的是Mg(OH)2和CaCO3 , 可溶的是Ca(OH)2和MgCO3。【设计方案】(1)结合猜想分析,向上层清夜中加入碳酸钠时,如果存在着氢氧化钙,就会产生沉淀,但是实验结果是没有沉淀产生,所以可判断水垢中没有氢氧化钙。【评价】(1)由于
7、空气中含有二氧化碳,所以在通入空气时,要把空气中的二氧化碳除去,如果不除去空气中的二氧化碳,则会导致D装置中的氢氧化钠多吸收了二氧化碳,所以会导致D瓶的质量增加。(2)根据题给条件可知,如果全部是碳酸钙则生成22g气体,而题目中生成了24g二氧化碳,再根据“两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多”,根据Mr(MgCO3)=84小于Mr(CaCO3)=100,则可以判断在水垢中还含有碳酸镁。3.氮化镁是一种应用范围非常广泛的无机化合物,它可用于制备高硬度、高热导、抗腐蚀、抗磨损和耐高温的其它元素的氮化物,制备特殊的陶瓷材料
8、等某校化学研究小组用镁与氮气反应制备氮化镁(Mg3N2),并用实验方法测定氮化镁的纯度I制备氮化镁【查阅资料】(NH4)2SO4+2NaNO22N2+Na2SO4+4H2O,该反应为放热反应饱和硫酸亚铁溶液能吸收氧气;稀硫酸能吸收氨气在常温下或温度不高的条件下镁几乎与水不反应【实验】制备氮化镁的装置示意图如图1(1)D装置的作用是 ,G装置的作用是 (2)E装置中发生反应 的化学方程式为 (3)实验时先进行_(选填“A”或“E”)处加热,理由是_II测定氮化镁的含量氮化镁是浅黄色粉末,极易与水反应生成Mg(OH)2沉淀和NH3 , 反应的化学方程式为 ,氮化镁(Mg3N2)中氮元素的化合价是_
9、【定性分析】,步骤一:取少量氮化镁样品于试管中加足量蒸馏水,试管底部有沉淀生成,试管口闻到有刺激性气味的气体生成步骤二:弃去上层清液,加入稀盐酸,观察到沉淀全溶且冒气泡该步骤中产生气泡的化学方程式为 【定量测定】按如图2实验装置进行实验:(4)取氮化镁样品16g进行实验,I装置增重3.4g,求该样品中氮化镁的质量分数(请写出计算过程)(5)球形干燥管的作用是 【答案】 (1)吸收水蒸气(或干燥氮气);防止空气中氧气进入E装置(2)3Mg+N2Mg3N2(3)A;排尽装置内的空气;Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3;3;Mg+2HClMgCl2+H2(4)解:设样品中氮化镁的质量为X
10、Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3100 34X 3.4gX=10gMg3N2的质量分数为100%=62.5%答:样品中氮化镁的质量分数为62.5%(5)充分反应,防止倒吸 【解析】(1)浓硫酸具有吸水性,能够吸收水蒸气(干燥氮气);G装置的作用是防止空气中的氧气进入E装置;D干燥氮气,除去水蒸气,防止对E装置反应的影响故填:吸收水蒸气(或干燥氮气);防止空气中氧气进入E装置;(2)装置E中氮气与镁反应生成氮化镁,反应方程式为:3Mg+N2Mg3N2;故填:3Mg+N2Mg3N2;(3)进行实验时先进行A加热,理由是排尽空气;故填:A;排尽装置内的空气;氮化镁与水反应生成氢氧化镁和
11、氨气,根据在化合物中正负化合价代数和为零,则 氮化镁中氮元素的化合价为:(+2)3+x2=0,则x=3,故答案为:Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3;3;弃去上清液,加入盐酸,若观察到有气泡产生,则证明产物中含有未反应的镁,反应的方程式:Mg+2HClMgCl2+H2故填:Mg+2HClMgCl2+H2;(4)解:设样品中氮化镁的质量为XMg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3100 34X 3.4gX=10gMg3N2的质量分数为100%=62.5%答:样品中氮化镁的质量分数为62.5%(5)球形干燥管的作用是充分反应,防倒吸;故填:充分反应,防止倒吸4.观察是学习化学的重
12、要方法。研究小组进行如下实验,发现均有红棕色二氧化氮气体产生。 查阅资料:4HNO3 O2+4NO2+2H2O;C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+2H2O(1)浓HNO3(浓硝酸)易挥发出HNO3 , 浓硝酸的挥发性是浓硝酸的_(填“物理”或“化学”)性质。 (2)(实验1)中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应,灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是 。 (3)(实验2)中有红棕色气体产生,并不能证明(实验2)中木炭与浓硝酸发生了反应,理由是:_ 。 (4)(实验3)发现生成的气体产物中检测出二氧化碳(体积分数大于0.03%),但也不能证明(实验3)中木炭与浓硝酸发生了反应,请用化学方程式说明理
13、由: 【答案】 (1)物理 (2)加热 (3)红热的木炭可以为浓硝酸直接分解提供热量(4)C+O2 CO2 【解析】(1)浓HNO 3(浓硝酸)易挥发出HNO 3 , 挥发的过程中没有生成新的物质,所以挥发性是物理性质,浓硝酸的挥发性是浓硝酸的物理性质,故填:物理;(2)由于实验1中所用碎玻璃与浓硝酸不发生化学反应,所以灼热的碎玻璃在实验中起到的作用是提供热量,故填:加热;(3)实验2中有红棕色气体产生,并不能证明实验2中木炭与浓硝酸发生了反应,因为红热的木炭可以为浓硝酸的直接受热分解提供热量,故填:红热的木炭可以为浓硝酸直接分解提供热量;(4)实验3发现生成的气体产物中检测出二氧化碳(体积分
14、数大于0.03%),但也不能证明实验3中木炭与浓硝酸发生了反应,因为红热的木炭与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳,故填:C+O 2 CO 2。 5.碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症某实验小组同学要测定一种钙片中碳酸钙的含量查阅资料:获得的资料有:补钙剂中常加入糖类、维生素D等改善口感或增强药效这些物质不与稀盐酸反应产生气体,高温灼烧时会燃烧或分解碳酸钙高温灼烧分解生成氧化钙和二氧化碳常见的碳酸钙含量测定方法:将碳酸钙粉碎,加入已知浓度的过量盐酸充分反应,然后测剩余盐酸的量,根据消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量澄清石灰水中的Ca(OH)2含量很少,100g澄清石灰水中最多含0.15gCa(OH)2
15、 【方案设计和实施】根据资料和已学知识,该小组同学设计如下两种方案进行测定方案1:根据如图所示装置实验(1)锥形瓶中发生反应的化学方程式为 (2)长颈漏斗下部插入液面下的目的是 (3)加入药品前,检验该装置气密性的方法是 (4)记录数据如下:钙片质量空洗气瓶质量澄清石灰水的质量反应后洗气瓶及瓶内物质总质量25g100g200g300.4g方案2: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记录数据如下(空烧杯质量为100g,加入钙片质量为25g):加入稀盐酸的质量100g200g300g400g充分反应后烧杯及杯内物质总质量222.8g320.6g418.4g518.
16、4g【分析和评价】方案1和方案2中合理的是_,原因是 (5)该小组同学没有使用碳酸钙高温灼烧分解的方法(假设实验室可以进行该实验),原因是 (6)要使用查阅资料中介绍的方法,还需要学习的是_ (7)【结论】经过计算,该钙片中碳酸钙的质量分数是_【答案】 (1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(2)防止CO2气体逸出(液封)(3)夹住胶管(堵住导管出口),从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面,若一段时间不下降,则证明该装置气密性良好;分析和评价(4)方案2;澄清石灰水中的Ca(OH)2含量很少(不足),吸收的二氧化碳量很少(5)加入的糖类、维生素D等物质高温灼烧时会燃烧或
17、分解,导致最终的数据偏大(6)如何测定未知浓度(剩余)盐酸的量(7)60% 【解析】【方案设计和实施】(1)根据题中信息,补钙剂中除碳酸钙外其他物质不与稀盐酸反应,锥形瓶中发生碳酸钙与稀盐酸反应,化学方程式为CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2;(2)为防止二氧化碳气体溢出,长颈漏斗下部应插入液面下;(3)加入药品前应检查装置的气密性,夹住胶管(堵住导管出口),从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面,若一段时间不下降,则证明该装置气密性良好;【分析和评价】(4)因为氢氧化钙微溶,澄清石灰水中的Ca(OH)2含量很少,吸收的二氧化碳量很少,所以方案2合理;(5)根据资料补钙剂中
18、糖类、维生素D等效,高温灼烧时会燃烧或分解,导致最终数据偏大,不能使用碳酸钙高温灼烧分解的方法(6)要使用查阅资料中介绍的方法,还需要学习的是如何测未知浓度(剩余)盐酸的量,才能计算消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量;(7)根据生成气体的量计算钙片中碳酸钙的含量,【结论】有实验记录可知:加入300g盐酸时碳酸钙已完全反应,生成二氧化碳的质量为,(300+100+25)418.4=6.6g设碳酸钙与盐酸完全反应生成6.6g二氧化碳,需要碳酸钙的质量为xCaCO3+2HClCaCl2+H2O+CCO210044X6.6gx=15g钙片中碳酸钙的质量分数为 100%=60%故答案为:方案设计及实施(1
19、)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2;(2)防止CO2气体逸出(液封);(3)夹住胶管(堵住导管出口),从长颈漏斗加水至长颈漏斗中液面高于锥形瓶内液面,若一段时间不下降,则证明该装置气密性良好;分析和评价;(1)方案2;澄清石灰水中的Ca(OH)2含量很少(不足),吸收的二氧化碳量很少;(2)加入的糖类、维生素D等物质高温灼烧时会燃烧或分解,导致最终的数据偏大; (3)如何测定未知浓度(剩余)盐酸的量;【结论】60%6.探究学习小组在实验室中用图1所示装置制取CO2并探究CO2与过氧化钠(Na2O2)的反应查阅资料得知:过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与CO2 , H2O
20、发生反应:Na2O2+2CO22Na2CO3+O2 , 2Na2O2+H2O4NaOH+O2请回答下列问题:(1)装置A中发生反应的化学方程式为_,利用装置A制取CO2的优点是 (2)装置B的作用是吸收CO2中混有的HCl,发生反应的化学方程式为 (3)装置D的作用是 (4)装置E中收集到的气体是_(填化学式),该气体还可以用下列图2装置中的_进行收集(填写字母序号)(5)为探究反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分,该小组同学进行了如图3实验:根据判断,反应后装置C硬质玻璃管中固体为_【答案】 (1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2;便于控制反应的发生和停止(2)NaHCO3+H
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- 2022 年中 化学 实验 探究 题专练 07 收集 证据 解释 教师版
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