2022年初中化学尖子生选拔专题训练-专题03探究题(下).docx
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1、专题 03 探究题(下)9化学兴趣小组对牙膏进行探究。实验一:含氟牙膏能否预防龋齿用鸡蛋壳(主要成分CaCO3,在水中能溶解出微量的Ca2+,其他成分对实验影响忽略不计)为牙齿的替代物,含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。此反应为复分解反应,写出相关的化学方程式:_。ww*w.zzste(1)装入药品前,检查左上图装置的气密性:打开开关,拉或推注射器活塞,松开后,_,说明装置气密性良好。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳(用含氟牙膏液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中,用注射器抽取20mL3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸境),连接好装置,打开开关,将盐酸快速压入锥形瓶
2、,关闭开关,测得压强随时间的变化如图所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。(2)图中x-y段压强增大的主要原因_。(3)根据右上图数据分析,含氟牙膏_(填“能”或“不能”)预防龋齿。实验二:牙膏摩擦剂的组成探究某牙膏摩擦剂可能有碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅中的一种或多种。查阅资料:氢氧化铝不溶于水但能与酸反应生成盐和水,也能和碱反应生成盐和水,二氧化硅不溶于水和酸但能与碱反应生成盐和水(牙膏中除了摩擦剂外,其它均不与酸、碱反应)。(一)验证牙膏中是否含有氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅,实验设计如下:来%源:中国教育出版#网(1)从步骤可知牙膏中一定含有碳酸钙摩擦剂,反应的化学方程式为_。(2)
3、若沉淀B.沉淀E.沉淀G的质量关系:abc,则说明含二氧化硅,二氧化硅的质量为_(用A.B.c表示)克。(3)为进一步证明氢氧化铝存在,取与上述等质量牙膏样品,实验设计如下:若a-d_(填“”、“”或“”)b-c,则说明含氢氧化铝。(二)测定牙膏样品中碳酸钙的含量(图中夹持仪器略去)已知:饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。依据图示回答下列问题:中#国教育出版网&%(1)装置D的作用是_。若无A 装置,则测定结果将_(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。装置B中反应结束需持续缓缓通入空气,其作用有_。(2)C中观察到有沉淀产生,反应的化学方程式为_,若将装置C中的长导管下方增加一个多孔球泡,目的是_
4、(填字母序号)。a防倒吸 b增大接触面积,使反应充分(3)准确称取16.00g的样品,充分反应后得到沉淀7.88g,再通过计算得出装置B中共产生二氧化碳1.76g,请你继续完成:该样品中碳酸钙的质量分数是多少?_(4)反思:有同学认为只要测得浊液A的pH,若pH7,显碱性,就可得出摩擦剂中一定含有氢氧化铝,你的观点是(要说理由)_。来源:中国*&教育出版网下列各项措施中,不能提高测定准确度的是_(填序号)。a在加入盐酸之前,先通空气排净装置内含有CO2的空气b沉淀过滤洗涤后立即称量c在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置【答案】 活塞回到原处 将盐
5、酸快速压入锥形瓶中 能 b-c 除去进入空气中的二氧化碳 偏大 使生成的二氧化碳被C装置充分吸收 b 解:通过计算得出装置B中共产生二氧化碳1.76g,即稀盐酸与碳酸钙反应生成1.76g二氧化碳,设碳酸钙的质量为,则:所以16g该样品中碳酸钙的质量分数为:答:该样品中碳酸钙的质量分数是25%。 不正确,因为氢氧化铝不溶于水(答案合理即可) bcd【解析】【详解】实验一:含氟牙膏能否预防龋齿根据题干信息,氟化钠和碳酸钙反应生成氟化钙和碳酸钠,反应的化学方程式为:。来%源#:&中教网(1)装入药品前,检查左上图装置的气密性:打开开关,拉或推注射器活塞,松开后,活塞回到原处,说明装置气密性良好。故填
6、:活塞回到原处。(2)图中x-y段压强增大的主要原因:将盐酸快速压入锥形瓶,锥形瓶中气体被压缩,压强增大。故填:将盐酸快速压入锥形瓶中。来源:zzst%ep#.*com(3)根据题干信息,蛋壳的主要成分是碳酸钙,牙膏中的氟化钙保护层能够保护蛋壳免受盐酸的腐蚀;盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应有气体生成,所以通过数据采集器观察装置内压强的变化,通过压强的变化情况来反应盐酸与蛋壳反应的情况,相同时间内,装置内压强越小则产生的气体就越少;根据图2数据分析,一段时间内,用牙膏处理的蛋壳比未用牙膏处理的蛋壳产生的压强小,因此含氟牙膏在一定程度上减缓盐酸与蛋壳的反应,因此含氟牙膏能预防龋齿
7、。故填:能。实验二:牙膏摩擦剂的组成探究(一)中%&国教*育出版网(1)从步骤可知牙膏中一定含有碳酸钙摩擦剂,是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应有气体产生,反应的化学方程式为:。(2)对题目流程进行分析,氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅均不溶于水,则加足量水过滤后得到的沉淀B是三者的混合物;ag沉淀B中加入过量稀盐酸,发生的反应是:碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水,二氧化硅不与盐酸发生反应,故bg沉淀E为二氧化硅与杂质的混合物。加入过量氢氧化钠溶液,发生的反应是:二氧化硅与氢氧化钠反应生成Na2SiO3和水,此时二氧化硅完全反应,cg沉
8、淀G是不溶性且不反应的杂质,故二氧化硅的质量用A.B.c表示为:(b-c)g;故填:b-c。(3)若样品中存在氢氧化铝,氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅均不溶于水,则加足量水过滤后得到的沉淀B是三者的混合物;ag沉淀B中加入过量氢氧化钠溶液,发生的反应是:氢氧化铝与氢氧化钠反应生成NaAlO2和水,二氧化硅与氢氧化钠反应生成Na2SiO3和水,碳酸钙与氢氧化钠不反应。过滤后得到dg沉淀H中不含氢氧化铝和二氧化硅,含有的是碳酸钙和杂质。则(a-d)g表示样品中氢氧化铝和二氧化硅的质量,在(2)中(b-c)g表示样品中二氧化硅的质量,所以,若样品中含有氢氧化铝,则a-db-c。故填:。来源:中教网&%(
9、二)(1)根据图示信息,装置B中盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,通过计算二氧化碳的生成量来计算碳酸钙的质量,装置D中含有氢氧化钠,氢氧化钠能与二氧化碳反应,所以装置D的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C中,影响实验结果。空气中含有二氧化碳,氢氧化钠能与二氧化碳反应,若无A装置,空气中的二氧化碳能被C装置吸收,则测定结果将偏大。反应结束后,装置B中会存有二氧化碳,实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用是使生成的二氧化碳气体被装置C充分吸收。故分别填:除去进入空气中的二氧化碳;偏大;使生成的二氧化碳被C装置充分吸收。(2)C中观察到有沉淀产生,是因为二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡沉淀和
10、水,反应的化学方程式为:;若将装置C中的长导管下方增加一个多孔球泡,目的是增大接触面积,使反应充分,更有利于二氧化碳和氢氧化钡的反应。故分别填: ;b。(3)见答案。(4)将牙膏样品加足量水溶解后,得到浊液A,因为氢氧化铝不溶于水,所以不能通过溶液pH7,来判断样品中一定含有氢氧化铝,所以该观点是不正确的。故填:不正确,因为氢氧化铝不溶于水(答案合理即可)。A.装置A中的氢氧化钠可以和空气中的二氧化碳反应,在加入盐酸之前,先通空气排净装置内含有CO2的空气,能够提高测定准确度;B.沉淀过滤洗涤干净后,不能立即称量,应该干燥后称量,否则会含有水分,使固体质量增加,不能提高测定准确度;C.在A-B
11、之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,因为气体通过B装置仍然能够带出水蒸气,不能提高测定准确度;D.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的冼气装置,不能提高测定准确度,是因为挥发出的氯化氢和氢氧化钡反应生成氯化钡和水,不能产生沉淀,不影响测定结果。故选:bcd。10化学兴趣小组用如下装置,进行有关碳及其氧化物的实验(图中夹持仪器已略去)在完成气密性检查后加入药品,并已设法在玻璃管及试管中充满二氧化碳。(1)完成实验,填好表格实验步骤实验现象实验分析缓缓通入CO2,点燃A处酒精喷灯加热一段时间。木炭粉减少,D中有气泡、石灰水变浑浊且D中石灰水进入E中A中发生反应的化学方程式为_点燃B处酒精灯加热一段时间
12、。B处玻璃管内固体变红说明一氧化碳具有_(2)C装置的作用是_。(3)小明同学又将木炭与氧化铜混合加热得到红色固体,为弄清这种红色固体的成分,进行了如下的探究:【查阅资料】Cu和Cu2O均为红色固体,且ww#w%.zzstep.*com【提出猜想】红色固体是:.Cu .Cu2O ._。【进行实验】操作现象结论取灼烧后的红色固体2.88g于试管中,加入足量稀硫酸充分反应_红色固体一定有Cu2O【思考与分析】小林同学认为猜想正确,同学们分析后认为他的结论不准确,理由是_,要得出正确结论,还需要测定的数据是_,若用a表示该数据,则a的取值范围为_,可以得出猜想正确。中国教#育&*%出版网【答案】 还
13、原性 防止液体倒吸进入玻璃管 Cu和Cu2O 溶液变蓝,有红色固体剩余 无论红色固体中是否含有Cu,实验现象都不变,因此不能判断出Cu是否存在 反应结束后剩余红色固体的质量 1.28ga2.88g【解析】中%&国#教育出版网【详解】(1)点燃A处酒精喷灯一段时间,碳还原二氧化碳生成一氧化碳,因此木炭粉减少,反应产生的一氧化碳及剩余的二氧化碳进入D中,二氧化碳能使石灰水变浑浊,同时D装置中液体被未反应的气体压出,从D装置进入E装置;碳还原二氧化碳生成一氧化碳,其化学方程式为:。点燃B处酒精灯,一段时间后,前面碳还原二氧化碳生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,因此B处黑色粉未变为红
14、色,说明一氧化碳具有还原性。故分别填: ;还原性。(2)当实验结束,停止通入二氧化碳,熄灭A.B两处的火焰,C中气压减小,D中的液体会产生倒吸, 液体从D装置进入C装置中,所以C装置的作用是:防止液体倒吸进入玻璃管;故填:防止液体倒吸进入玻璃管。(3)提出猜想:通过分析可知,Cu和Cu2O都是红色固体,所以反应后红色固体的成分可能是Cu、可能是Cu2O、也可能是Cu和Cu2O的混合物。故填:Cu和Cu2O。进行实验:根据结论红色固体中一定有Cu2O,再结合Cu2O和硫酸反应的方程式:可知,如果有 Cu2O,则加入稀硫酸会看到溶液变蓝(有CuSO4生成)、有红色固体(Cu)剩余;故填:溶液变蓝,
15、有红色固体剩余。思考与分析:猜想及猜想中都含有Cu2O,则加入稀硫酸都会出现相同的现象,因为无论红色固体中是否含有Cu,实验现象都不变,因此不能判断出Cu是否存在,因此不能确定到底是猜想还是猜想正确;要得出正确结论,还需要称量反应结束后剩余红色固体的质量,即还需要测定的数据是:反应结束后剩余红色固体的质量,也就是反应结束后铜的质量。若要得出猜想正确,则红色固体是Cu和Cu2O,取灼烧后的红色固体2.88g于试管中;假设红色固体都是铜,则a=2.88g;假设2.88g红色固体都是氧化亚铜,设反应生成铜的质量为,则:来%源:中教#&网如果猜想正确,则红色固体是Cu和Cu2O,则a的取值范围为:1.
16、28ga2.88g。故分别填:无论红色固体中是否含有Cu,实验现象都不变,因此不能判断出Cu是否存在;反应结束后剩余红色固体的质量;1.28ga2.88g。11化学兴趣小组对一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中燃烧的产物成分进行实验探究。【提出问题】一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中燃烧生成什么气体?【猜想与假设】猜想:H2O、CO2;猜想:CO、H2O、CO2;猜想:_。【查阅资料】无色硫酸铜遇水变蓝色【实验探究】将一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中点燃,反应后将燃烧的产物依次通过装置A.B.C.D.E(夹持仪器省略)。来源&:中教*#网【实验记录】A装置中无水硫酸铜变蓝色,B.D装置中澄清石灰水变
17、浑浊,C装置中黑色固体变红色。【实验结论】猜想_(填“”“”或“”)正确。来*源:中国教育出版&网【反思评价】(1)实验时,先将氮气通入实验装置一段时间,再通入燃烧产物,加热。先通入氮气的目的是_。(2)C装置中发生反应的化学方程式为_。【实验拓展】(1)图中所示A装置与B装置能否互换位置?并说明理由。_。(2)E装置的作用是_。(3)氧气的质量不同,蔗糖燃烧的产物不同。34.2g蔗糖(C12H22O11)在空气中完全燃烧,生成物的质量为m,则m的取值范围为_。【答案】 CO、H2O 排尽装置内的空气,以防止加热发生爆炸 不行,若互换将无法检验出燃烧体中是否存在水蒸气 尾气处理 53.4gm7
18、2.6g【解析】【详解】猜想与假设:蔗糖完全燃烧生成二氧化碳、水,不完全燃烧生成一氧化碳、水;结合猜想,可知猜想:CO、H2O。实验结论:A装置中无水硫酸铜变蓝色,说明有水;B装置中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳,C装置中黑色固体变红色,说明有还原性气体一氧化碳;故猜想正确。反思评价:(1)一氧化碳具有可燃性,和氧气混合加热容易爆炸;实验时先将氮气通入实验装置一段时间,排净装置内的空气,以防止加热发生爆炸。ww*w.zzste&(2)C装置中发生反应为一氧化碳和氧化铜在加热下生成铜和二氧化碳,。实验拓展:(1)气体通过B装置,会带出溶液中的水,干扰气体中水的检验;故A装置与B装置互换位置后将
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