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题型突破(五)实验探究题|针对训练|1.某同学对CO2通入滴有紫色石蕊试液的蒸馏水变红色进行了深入研究。问题是什么物质使紫色石蕊变红色。假设a.水使紫色石蕊变红色;b.;c. 。实验装置如图T5-2。图T5-2请回答下列问题。(1)写出仪器的名称:,。(2)写出装置A中发生反应的化学方程式:。(3)装置B的作用是。(4)实验中,装置C内蓝色石蕊试纸的颜色始终没有变化,说明;装置D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化碳气体生成前滴到蓝色石蕊试纸上,未见试纸发生颜色变化,当有二氧化碳通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红,此现象说明 。写出装置E中发生反应的化学方程式: 。结论原假设(填字母)成立。2.图T5-3是一个“化学多米诺实验”,只需装置A中的反应发生,其余装置内的反应就像“多米诺骨牌游戏”一样依次连续进行。图T5-3(1)实验开始前先进行的操作是。打开装置A中活塞,实验开始,装置C中反应的化学方程式为 。装置F中澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为,D中的物质是(写名称)。(2)本实验过程中,在装置(填序号)中会有化合反应发生。3.2019自贡某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,设计实验探究:提出问题甲烷燃烧后生成哪些物质?查阅资料含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色;CO与人体内的血红蛋白结合,会造成人中毒缺氧。猜想与假设猜想一:CO2、H2O;猜想二:CO、H2O;猜想三:CO2、CO、H2O。实验探究将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如下装置(部分夹持、固定装置省略)进行验证:图T5-4(1)实验过程中观察到A中白色粉末变为蓝色,B、E中澄清石灰水变浑浊,D中红棕色粉末变成黑色,由此推断猜想成立。(2)实验过程中B装置的作用是;该反应的化学方程式是 。(3)D装置中发生反应的化学方程式是。(4)实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是 。(5)实验过程中B、C装置的顺序不能颠倒,原因是 。反思与交流日常生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,防止中毒。4.2017扬州为测定钢铁中的含碳量,设计如下装置。钢铁样品在装置A中煅烧时,气体产物只有CO2和SO2。图T5-5(1)钢样品处理成粉末的主要目的是。钢样品中的Fe3C煅烧时的化学方程式为Fe3C+3O2+CO2。(2)实验室用KClO3和MnO2制备O2的化学方程式为,MnO2中Mn的化合价为。(3)装置B的作用是,装置B中的现象是。(4)装置C的作用是,若无装置C,则测定结果(填“偏大”“无影响”或“偏小”)。(5)装置D的作用是,装置E的作用是 。(6)钢铁样品中加入某物质可降低煅烧温度,为不影响测定结果,该物质在组成上需满足的条件是。5.2019绥化我国制碱工业采用联合制碱法生产纯碱,其反应原理如下:NaCl+NH3+H2O+CO2NaHCO3+NH4Cl;2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2。资料阅读 通常情况下,浓氨水具有较强的挥发性,易挥发出氨气。氨气是一种无色有刺激性气味的气体,极易溶于水,排放到空气中会污染空气。饱和碳酸氢钠溶液不能吸收二氧化碳。化学兴趣小组在实验室模拟联合制碱法进行了如下实验:图T5-6.关闭K1,先打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,再打开K1通入CO2。.待三颈烧瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通入NH3;一段时间后,关闭K1停止通入CO2。.将三颈烧瓶内反应后的混合物过滤,将滤出的固体洗涤、低温干燥,得到碳酸氢钠固体。再将其加热使其完全分解即得纯碱。请回答下列问题。(1)写出A装置中反应的化学方程式:。(2)B装置中饱和碳酸氢钠溶液的作用是。(3)D装置中生石灰的作用是。(4)C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水,还有作用。有同学认为应该在长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团,其目的是。(5)关闭K2停止通入NH3,还要继续通入一段时间CO2,其目的是。(6)写出副产品氯化铵和熟石灰反应的化学方程式:。6.化学兴趣小组利用图T5-7所示装置,测定某碳酸饮料中CO2的含量。图T5-7资料CO2与足量Ba(OH)2反应生成BaCO3沉淀;NaHCO3与盐酸反应生成CO2。将一瓶饮料冷藏24小时(未结冰),开封后取一定量样品加入到盛有过量NaOH溶液的容器中,充分反应后作待测液。回答下列问题。(1)装置B中仪器的名称分别为和。加入足量盐酸,仪器中发生的化学反应方程式为、。(2)反应后持续缓缓通入空气,若缺少装置A,则实验结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(3)若不测定C中BaCO3的质量,只测定C在实验前后的质量差,则实验结果明显偏高,原因可能是 。(4)下列各项措施中,不能提高实验结果准确度的是(填字母)。 a.滴加盐酸不宜过快 b.在AB之间添加盛有浓硫酸的洗气装置 c.在BC之间添加盛有NaHCO3的洗气装置7.呼吸面具中的“氧气再生剂”,主要成分是淡黄色固体过氧化钠(Na2O2),使用后变成白色固体。某兴趣小组对白色固体的成分进行了探究。作出猜想根据呼出的气体中含有较多的CO2和水,作出如下猜想:猜想一:氢氧化钠;猜想二:碳酸钠;猜想三: 。实验验证 (1)小明取少量白色固体,加水溶解,然后滴加酚酞试液,溶液变红色。认为白色固体中一定含有氢氧化钠。同学们认为小明的实验不能得出这一结论,理由是。(2)小李取少量白色固体,加入稀盐酸,有气泡产生,证明白色固体中一定含有碳酸钠。发生反应的化学方程式可表示为。(3)小王取少量白色固体,加水溶解,再加入足量的氯化钙溶液,充分反应后过滤,向滤液中滴加硫酸铜溶液,观察到 ,说明白色固体中含有氢氧化钠。得出结论猜想三成立。拓展应用“氧气再生剂”的保存方法是。8.2019安徽某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。(1)比较金属活动性强弱:铝比铜(填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:。(2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究:提出假设假设一:含有氯化镁;假设二:含有镁粉;假设三:含有氢氧化镁查阅资料氯化镁易溶于水;在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。设计并进行实验各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验:编号实验操作实验现象实验1加入适量蒸馏水,搅拌沉淀未见减少实验2加入适量稀盐酸沉淀全部溶解,没有气泡产生得出结论由实验1可知,假设不成立;由实验2可知,沉淀中不含 。假设三(填“成立”“可能成立”或“不成立”)。实验反思实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊试液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是。(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:时间/min024812162024溶液pH2.05.37.08.69.39.810.010.0实验现象镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀根据表中信息回答下列问题。请描述溶液pH变化的规律并解释原因: 。请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想: 。9.2012淮安在古代,人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙,杂质不参加反应且不溶于水)和纯碱为原料制取烧碱,某小组同学按图T5-9所示流程进行实验,请你参与讨论并回答相关问题。图T5-9(1)贝壳高温煅烧时,发生反应的化学方程式是。(2)操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒。(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是。问题与发现该小组同学所得到的固体C一定是纯净的NaOH吗?猜想与假设根据反应原理,甲、乙、丙三位同学提出以下猜想:甲:纯净的NaOH;乙:NaOH和Na2CO3的混合物;丙:NaOH和Ca(OH)2的混合物。探究与实验甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案,对自己的猜想进行验证。实验操作、现象和结论如下表,请参与他们的探究并完成所缺内容。实验操作现象结论甲取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴酚酞试液溶液变红猜想成立乙取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加足量无气泡产生猜想不成立丙取少量固体C,溶于适量水形成溶液后,滴加几滴饱和碳酸钠溶液猜想成立讨论与交流乙、丙同学认为甲同学的实验方案不正确,其理由是。10.2018镇江图T5-10所示为某同学所做的实验及现象。图T5-10(1)实验1发生反应的化学方程式为。(2)实验2生成Ca(HCO3)2。实验3发生反应的化学方程式为,该实验说明CaCO3比Ca(HCO3)2热稳定性(填“强”或“弱”)。(3)某地区硬水中溶有较多的可溶性Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2。生活中常用来区分硬水和软水。煮沸硬水可降低水的硬度,同时生成难溶性混合物固体A。猜想固体A中除CaCO3外,还含有:猜想1:只含MgCO3;猜想2:只含Mg(OH)2;猜想3:MgCO3和Mg(OH)2。实验取10.0 g干燥的固体A,加入足量的稀盐酸充分反应,产生4.4 g CO2气体。结论猜想1、2错误。其中判断猜想1错误的理由是。猜想3正确。固体A中MgCO3和Mg(OH)2的质量比是。拓展在100 时加热溶有较多Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2的硬水,1小时后得到CaCO3和Mg(OH)2MgCO33H2O的固体混合物。写出Mg(OH)2MgCO33H2O与稀盐酸反应的化学方程式:。11.有一种神奇的蜡烛,点燃后任你怎么吹也吹不灭,而且看上去和普通的蜡烛一模一样,那么到底是什么玄机能让蜡烛持续燃烧?请你一起参与探究。查阅资料普通蜡烛由石蜡和蜡烛芯制成,而吹不灭的蜡烛是在蜡烛芯上包裹一层打火石的粉末,打火石是由某种金属掺入少量稀土元素制成的合金,它的着火点只有150 ,当蜡烛燃烧时,金属并不燃烧;但当蜡烛被吹灭后,未冷却的金属接触到氧气就开始燃烧从而使蜡烛复燃。老师告诉同学们,蜡烛芯内打火石中的某种金属可能是镁、铁或铜中的一种,为确定该金属的成分,大家设计了以下实验方案,请你填空和回答有关问题(注:不考虑打火石中稀土元素对探究金属性质的影响)。实验操作步骤实验现象实验结论1切开蜡烛,取出打火石,用砂纸打磨打火石呈银白色该金属一定不是2取少量打磨后的打火石于试管中,滴加稀盐酸有无色气体产生,该金属一定不是铁,而是镁反思交流(1)实验2中反应的化学方程式为。(2)这种蜡烛燃烧时,蜡烛芯里的金属为什么不燃烧?。(3)这种“吹不灭”的蜡烛实际上也可以熄灭,你采用的方法是。12.2019泰安在整理实验室时,同学发现7瓶不同的无色溶液(见图T5-12所示),其中2、3、7号试剂瓶标签完全破损,4、5号试剂瓶标签部分破损。查阅药品记录单可知,2、3、4、5、7号溶液分别是10% NaOH溶液、饱和石灰水、10% Na2CO3溶液、10% CaCl2溶液、10%稀盐酸中的一种。化学小组同学进行了以下实验探究。图T5-12实验目的给试剂瓶贴上正确的标签;探究部分溶液混合发生的反应。查阅资料CaCl2溶液呈中性,能与Na2CO3发生复分解反应;Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3+NaOH+H2O,NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O。实验探究(1)分别取2、3、4、5、7号溶液于5支试管中,向其中分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈(填“酸性”“碱性”或“中性”),由该实验可确定的溶液为(写出试剂瓶编号及相应的溶液名称)。(2)分别取2号5.55 g和7号3.65 g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。加入5号溶液的质量与产生气体或沉淀的质量关系如图T5-14所示,加入5号溶液的质量与溶液pH的变化关系如图所示。根据图示回答下列问题。图T5-13图T5-147号溶液是(填名称)。图中b点数据为g。图中hk段发生反应的化学方程式为。(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,过滤,则滤液中含有的溶质可能为NaOH;Na2CO3;NaOH、Na2CO3;NaOH、Ca(OH)2;。实验反思分析上述实验,下列说法不正确的是(填序号)。A.5号试剂可能是部分变质的氢氧化钠溶液B.该实验无法确定各种试剂,没有完成实验目的C.图中bc段反应过程中溶液的pH变化情况可用图中hk段表示D.碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应13.2015淮安某化学小组用熟石灰配制石灰水时,发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破损。提出问题1试剂是否变质?猜想没有变质,成分是氢氧化钙;全部变质,成分是碳酸钙;部分变质,成分是氢氧化钙和碳酸钙。进行实验1 步骤操作现象结论1取样品于试管中,加水,滴入23滴酚酞试液猜想正确2向试管中继续加入过量的提出问题2如何测定试剂中碳酸钙的质量分数?进行实验2小丽同学设计了如图T5-15甲所示装置进行碳酸钙的质量分数测定。甲乙图T5-15取一定质量的样品放入锥形瓶中,加入过量稀盐酸(不考虑稀盐酸的挥发),测量装置C在反应前后的总质量,即可计算出试剂中碳酸钙的质量分数。请写出稀盐酸与碳酸钙发生反应的化学方程式:。说明:装置气密性良好,操作无误,各步反应完全。反思与评价 (1)小文同学认为小丽得到的结果有较大的误差,理由是 。(2)小文同学用图乙所示装置(注射器活塞的摩擦力很小,忽略不计),完成测量。注射器除了贮存、加注稀盐酸外,还有的作用是。交流与讨论 实验结束后将A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中,观察到有沉淀生成。(1)同学们将废液过滤并讨论滤液中溶质的成分,该滤液中一定存在的溶质是。(2)经实验确认废液成分,处理后绿色排放。14.为了证明氢氧化钙溶液与稀盐酸能发生反应,氢氧化钠溶液与二氧化碳能发生反应。按如图T5-17所示进行实验(装置气密性良好,实验前弹簧夹K1、K2处于关闭状态)。图T5-17资料:CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl。实验一:氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应。(1)实验过程中需缓缓通入氮气,其作用是。(2)写出氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应的实验操作及现象: 。实验二:氢氧化钠溶液与二氧化碳反应。(3)打开活塞,将足量氢氧化钠溶液加入锥形瓶中,立即关闭活塞,写出利用图示装置证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的实验操作及现象 。(4)实验后,取B中锥形瓶内的溶液,倒入烧杯中,若溶液呈红色,设计实验方案,探究该溶液中是否有氢氧化钠,写出实验操作、预期现象和结论: 15.2019重庆BCa(OH)2变质得到Ca(OH)2和CaCO3的混合物。李琳同学设计了如图T5-19所示的实验装置来测定CaCO3的含量。她用气密性良好的装置装上药品并通一会儿N2后关闭止水夹,再打开分液漏斗活塞。提示:碱石灰(可以吸收CO2和H2O)、浓硫酸均足量,稀盐酸不考虑其挥发性。图T5-19(1)通入N2的原因之一是N2的化学性质(填“活泼”或“不活泼”)。(2)甲装置中发生中和反应的化学方程式为。(3)浓硫酸的作用是。(4)测定CaCO3的含量需要测定两个物理量,其中一个物理量为样品的质量。另一个物理量为(填字母)。A.滴下的稀盐酸质量B.反应前后乙装置增加的质量C.反应前后丙装置增加的质量D.反应前后丁装置增加的质量若去掉丁装置,测得CaCO3含量(填“偏高”“偏低”或“不变”)。甲装置中反应结束后打开止水夹再通入一会儿N2的目的是。16.我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜。在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(如图T5-20中甲),又能用改进的微型实验装置(如图乙)。化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。图T5-20提出问题木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质?查阅资料(1)木炭与CuO的反应是C+2CuO2Cu+CO2,若该反应进行不彻底,产物中还有氧化亚铜(Cu2O)。(2)Cu2O是红色固体,能与稀硫酸发生反应:Cu2O+H2SO4 Cu+CuSO4+H2O。作出猜想红色固体的成分:全部是Cu;全部是Cu2O;。实验探究(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量,再加少许CaCl2(能降低反应温度,加快反应速率)均匀混合,然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内。(2)按图乙连好实验装置,然后加热反应物;2分钟后,黑色粉末出现红热现象,同时澄清石灰水,此时停止加热。(3)待玻璃管冷却后,提取里面的红色固体,进行如下验证:步骤现象结论取1.44 g红色固体装入试管,滴入足量的,充分反应红色固体部分减少,溶液变为色猜想错误过滤出试管中残留的红色固体,洗涤干燥后,称其质量为1.04 g猜想正确评价反思(1)图乙装置与图甲装置相比,其优点是 (写出一条即可)。(2)若要证明CaCl2是该反应的催化剂,还需要验证CaCl2的。(3)在铜的冶炼史中,我国劳动人民还有一项重大发明就是“湿法炼铜”,该方法可用化学方程式表示为 。17.2019江西足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到嗅盐。同学们对嗅盐产生了好奇,并对其成分进行如下探究。查阅资料嗅盐是由一种盐类物质和香料(不参与下列探究中的任何反应)组成的,能释放出氨味气体,对人体神经会产生强烈的刺激作用,但过量吸入会危害健康。氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。提出问题嗅盐中盐类物质是什么?实验探究填写表中空格。实验小军的实验小英的实验方案嗅盐与(填一种物质)混合研磨(续表)实验小军的实验小英的实验现象闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝 结论嗅盐中含有NH4+嗅盐中含CO32-确认了小军的实验结论证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵质疑小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验(方案见表),进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性。图T5-21继续探究同学们利用如图T5-21所示装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。反应原理:(NH4)2CO3+2NaOHX+2NH3+ 2H2O。其中X的化学式为。数据记录实验称取样品质量为m1,反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3,反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。数据处理通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。反思与评价关于该实验的说法正确的是(填字母,双选)。A.嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为:48(m3-m2)17m1100%B.倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸C.可以用浓硫酸替代稀硫酸D.停止加热后要通入一段时间空气,否则测定结果会偏小18.2017淮安氯化镁是一种重要的化工原料,同学们在实验室对其展开了一系列研究。课题1:选择制取氯化镁的原料查阅资料全球海水中含有的盐类总质量为5亿亿吨,其中含有的各种离子占盐类总质量的百分含量如下表所示:离子Cl-Na+Mg2+Ca2+K+其他含量55.06%30.61%3.69%1.15%1.10%工业生产中海水或卤水(海水晒盐后的剩余溶液)都可以作为制取氯化镁的原料。交流讨论同学们经讨论,一致选择卤水用于实验室制取氯化镁。你认为他们的理由是 。课题2:由卤水制取氯化镁同学们设计如图T5-22所示方案,从卤水中制取氯化镁。图T5-22(1)溶液X的名称是。(2)部分同学认为上述制取方案不够完善,在“过滤”操作后缺少“洗涤”操作,从而导致制取的氯化镁不纯,可能混有的杂质是 。课题3:测定氯化镁产品的纯度(氯化镁的质量分数)同学们设计如下实验方案对制得的氯化镁进行纯度测定。实验步骤称取9.5 g氯化镁样品,放于烧杯中,加足量的水溶解,形成溶液;向上述溶液中加入90 g质量分数为10%的氢氧化钠溶液;充分反应后,过滤;向所得溶液中加入几滴无色酚酞试液,溶液变红,再逐滴加入10%稀硫酸(密度为1.07 gmL-1),并,当观察到溶液恰好褪色且30 s内红色不复现,停止加入稀硫酸;计算氯化镁样品的纯度。问题讨论(1)为计算出氯化镁样品的纯度,除上述数据外,实验还需测量的数据是。(2)若缺少步骤,则会导致氯化镁纯度测定不准确,步骤的操作是。 19.2016淮安实验室有一瓶长期放置的氢氧化钠固体(见图T5-23甲),某兴趣小组同学欲对该固体变质情况进行探究。图T5-23提出问题1该瓶氢氧化钠固体是否变质,变质情况如何?查阅资料氢氧化钠在空气中容易变质但不会转化为NaHCO3;CaCl2溶液呈中性;CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl。提出猜想猜想:固体未变质;猜想:固体全部变质;猜想:固体部分变质。原因分析氢氧化钠在空气中变质的原因是(用化学方程式表示)。进行实验小聪同学取少量样品于烧杯中,用足量水溶解,再向溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液变红,由此他得出猜想正确,但其他同学很快予以否定,否定的理由是 。为了进一步得出结论,组内其他三位同学分别取小聪实验后的溶液于试管中,进行如下表所示实验。同学小红小美小伍实验操作加入适量氢氧化钙溶液加入过量氯化钙溶液加入过量稀盐酸实验结论小红、小美的实验中都观察到有白色沉淀生成且溶液仍是红色,于是他们都得出猜想正确。反思评价1(1)老师指出,仅凭小红的实验操作和现象无法确定猜想正确,理由是 。(2)根据小美的结论推测小伍的实验现象是 。提出问题2如何测定变质的氢氧化钠固体中碳酸钠的质量分数?实验原理通过测定一定质量的样品与足量稀硫酸反应生成二氧化碳的体积来计算碳酸钠的质量分数。实验设计小伍称取一定质量的样品,按如图乙装置进行实验(已知该装置气密性良好,水准管高度可以上下调节,量气管是带有刻度的仪器)。反思评价2(1)在实验中,若没有植物油,测定结果会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。(2)操作中,下列情况不影响测定结果的是(填字母)。A.实验前试管中有空气B.实验中水准管口有水溢出C.读数时量气管和水准管液面不相平D.实验后生成的气体在试管中仍有滞留20.2018葫芦岛同学们用大理石和稀盐酸制取二氧化碳后,小欣同学发现容器内液体是浑浊的,她很好奇,浑浊液体是什么?于是她和同学们一起将浑浊液体过滤,得到滤液和固体,并对此展开了探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。提出问题滤液中的溶质以及过滤得到的固体的成分是什么?查阅资料大理石中含有SiO2(不溶于水,且不与盐酸反应),可能含有少量的Fe2O3等。FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏地显现出红色。猜想验证.经讨论,大家认为滤液中一定含有CaCl2,原因是 (用化学方程式表示)。.小欣同学根据资料中大理石的成分,猜想滤液中可能含有少量。她取少量滤液于试管中,滴加硫氰化钾(KSCN)溶液,观察到滤液颜色无变化,由此得出的结论是。.小雨又提出猜想,滤液中还可能含有 (填化学式)。请你和小雨一起验证她的猜想。 实验操作实验现象实验结论取少量滤液于试管中,向其中滴加 溶液变成红色 小雨的猜想成立.根据小雨的验证结果,可知过滤得到的固体中含有。得出结论最终同学们确定了滤液中的溶质以及过滤得到的固体的成分。21.2019温州小明用大小不同的玻璃罩罩在两组点燃的蜡烛上(见图T5-26甲),观察发现A组实验高处烛焰先熄灭,B组实验低处烛焰先熄灭。为了探究玻璃罩中烛焰熄灭顺序不同的原因,小明以A组为研究对象进行如下实验:图T5-26实验一:将6个盛有等量澄清石灰水的敞口容器固定在铁丝上,点燃蜡烛,立即用小玻璃罩罩上(如图乙),分别记下各容器内石灰水变浑浊所需的时间,多次重复实验获得数据如下表。容器编号123456平均时间/s3.23.85.07.111.119.0实验二:将3支温度计分别挂在小玻璃罩内不同位置(如图丙),点燃蜡烛,一段时间后发现温度计示数明显增大,温度计示数增大不明显。(1)根据实验一的结果,推测A组实验高处烛焰先熄灭的原因是。(2)实验二研究的问题是 。(3)结合本实验的研究结果,对B组实验现象做出简要解释22.2019淮安一模某化学兴趣小组在实验室做“金属与酸反应”的实验,将两根铝丝分别插入稀盐酸和稀硫酸中发现产生气泡的速率不同,于是进行了下列研究:提出问题影响铝和酸反应的速率的因素有哪些?猜想与假设猜想一:酸的浓度;猜想二: ;猜想三: ;猜想四:金属颗粒的大小。验证实验(1)为了验证猜想一是否正确,小明同学进行了如下实验:实验步骤实验现象将打磨后质量相同、粗细一致的两根铝丝分别加入两支试管中,再分别倾倒体积相同、浓度不同的稀盐酸倒入盐酸浓度大的反应速率快写出铝与盐酸反应的化学方程式: 。反应前打磨铝丝的原因:。该实验得出的结论是。(2)为了验证猜想四是否正确,小阳同学进行了如下实验:实验步骤实验现象将打磨后质量相同、粗细不同的铝丝分别放入两支试管中,再分别倾倒体积和浓度均相同的稀盐酸放入细铝丝的试管产生的气泡更快小星用质量相同的替换细铝丝进行实验,现象更显著。反思与评价小铭将铝丝与一定量稀盐酸混合,在一密闭容器内反应,利用压强和温度传感器测出了反应过程中压强和温度随时间变化的关系(见图T5-29)。图T5-29(1)由图可知,(填字母)点时铝与盐酸反应结束。(2)分析图像,解释压强曲线CD段变化的原因:。23.2019威海探究辨真伪。如图T5-30所示,用一次性塑料水杯盛鲜榨果汁时,常用带皮柠檬片作装饰。网上传言,柠檬皮可以溶解这种水杯中的聚苯乙烯,危害人体健康,这种说法是真的吗?为了查明真相,小东用泡沫饭盒(主要成分是聚苯乙烯)和柠檬皮进行探究。图T5-30(1)探究一:柠檬皮真的能溶解聚苯乙烯吗?进行实验 将柠檬皮研磨成酱,取一匙涂在泡沫饭盒上,2分钟后饭盒光滑的表面变得凹凸不平,5分钟后凹凸更加明显,10分钟后出现很多小孔。结论与解释 柠檬皮中含有柠檬烯(C10H16),柠檬烯是一种(填“有机”或“无机”)溶剂,可以溶解聚苯乙烯。反思交流 用一次性塑料水杯喝水时,聚苯乙烯不会进入人体,放了带皮柠檬片后,聚苯乙烯会被溶解而进入人体,这说明物质的溶解性与 有关。一次性泡沫饭盒、一次性塑料水杯随意丢弃造成的环境问题被称为,果汁加工厂的大量柠檬皮被丢弃浪费,对此你有什么建议?。(2)探究二:酸性、碱性溶液对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?实验用品:泡沫饭盒、柠檬皮酱、食醋、纯碱溶液、食盐水、水。查阅资料:酸性溶液、碱性溶液均不能溶解聚苯乙烯。进行实验取一匙柠檬皮酱,与2 mL水混合均匀后涂在泡沫饭盒上;取一匙柠檬皮酱,与2 mL(写溶质化学式)混合均匀后涂在泡沫饭盒上;取一匙柠檬皮酱,与2 mL(写溶质化学式)混合均匀后涂在泡沫饭盒上。该实验方案中采用了对照实验的方法。请指出其中的对照实验:第一组对照实验(填实验编号,下同),第二组对照实验 。5分钟后观察到三个泡沫饭盒表面的凹凸程度几乎相同,实验结论为。(3)探究三:温度对柠檬皮溶解聚苯乙烯有影响吗?请将下表填写完整(柠檬皮中的成分在实验温度下性质稳定)。实验步骤实验现象实验结论温度越高,越不利于柠檬皮酱溶解聚苯乙烯解释实验结论: 【参考答案】1.假设CO2使紫色石蕊变红色水和二氧化碳反应生成的碳酸使紫色石蕊变红色实验(1)分液漏斗烧杯(2)CaCO3 + 2HClCaCl2 + CO2+ H2O(3)吸收二氧化碳中的水分(4)二氧化碳不能使石蕊变色水不能使石蕊变色,二氧化碳和水反应生成的碳酸使石蕊变色CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O结论c2.(1)检查装置的气密性2H2O22H2O+O2Ca(OH)2 + CO2CaCO3 + H2O稀盐酸(2)F3.实验探究(1)三(2)检验甲烷燃烧产物中是否含有二氧化碳Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(4)空气中含有水蒸气、二氧化碳会对实验产生干扰(5)氢氧化钠与二氧化碳反应没有现象,不能鉴别二氧化碳反思与交流CO解析(1)甲烷燃烧产物能使无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,装置B中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳气体生成,D中红棕色氧化铁变成黑色,是因为一氧化碳和氧化铁发生了反应,说明有一氧化碳气体生成,故由此判断猜想三成立。(2)装置B中澄清石灰水用来检验产物中是否有二氧化碳,石灰水中的氢氧化钙与二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钙和水,反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O。(3)装置D中一氧化碳在高温下能将氧化铁还原成铁同时生成二氧化碳,反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(4)实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是空气中含有水蒸气和二氧化碳,影响检验结果。(5)实验过程中如果将装置B和C顺序颠倒,产物中的二氧化碳气体能与氢氧化钠溶液反应,但没有明显现象,不能证明气体中是否含有二氧化碳。反思与交流在日常生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,因为氧气不足时会产生一氧化碳,一氧化碳气体有毒。4.(1)增大反应物间的接触面积,使反应更充分Fe3O4(2)2KClO32KCl+3O2+4(3)除去CO2中的SO2高锰酸钾溶液颜色变浅(4)吸收CO2中的水蒸气(或干燥CO2)偏大(5)吸收CO2,测量生成CO2的质量防止空气中的CO2和H2O进入D装置,影响测量结果(6)不能含有碳元素5.(1)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2(2)除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体(3)生石灰和水反应放热能加快氨气的挥发(4)平衡气压(或平衡压强或缓冲)吸收(或除去)氨气,防止其污染空气(5)尽可能多吸收二氧化碳,增大碳酸氢钠的产率(或增大碳酸氢钠的产率或使反应更充分或生成更多的碳酸氢钠)(6)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3解析(1)A装置中的反应物是碳酸钙和稀盐酸,发生反应的化学方程式是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。(2)饱和碳酸氢钠溶液的作用是除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体。(3)D装置中的生石灰和水反应放热,能加快氨气的挥发。(4)C装置中长颈漏斗的作用除了随时添加饱和食盐水,还有平衡气压的作用;长颈漏斗内放置浸有稀硫酸的棉花团,其目的是吸收(或除去)氨气,防止其污染空气。(5)关闭K2,停止通入NH3,还要继续通入一段时间CO2,其目的是尽可能多吸收二氧化碳,增大碳酸氢钠的产率。(6)氯化铵和熟石灰反应的化学方程式为2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3。6.(1)分液漏斗锥形瓶HCl+NaOHNaCl+H2ONa2CO3+2HCl2NaCl+CO2+H2O(2)偏大(3)挥发出的氯化氢气体被C中溶液吸收(4)bc7.作出猜想NaOH和Na2CO3实验验证(1)碳酸钠溶液也呈碱性,也能使酚酞试液变红(2)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2(3)有蓝色沉淀生成拓展应用密封保存8.(1)强Mg+2HClMgCl2+H2(2)一镁粉可能成立滤纸条变红(3)溶液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。因为前期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物质,最后反应完成猜想:金属镁过量。设计实验:取两只烧杯,各加入等量的稀盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的镁带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成立(合理即可)解析(1)在金属活动性顺序中,铝位于铜的前面,故铝活动性比铜强;镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为Mg+2HClMgCl2+H2。(2)加入适量蒸馏水,搅拌,沉淀未见减少,说明物质不溶于水,氯化镁溶于水,故沉淀中不可能含有氯化镁,假设一不成立;加入适量稀盐酸,沉淀全部溶解,没有气泡产生,说明不含有镁粉,因为镁粉与盐酸反应生成氢气;假设三可能成立,因为氢氧化镁和盐酸反应,沉淀溶解且没有气泡产生。氯化氢气体能使紫色石蕊试液变红。(3)根据实验现象分析可知,溶液pH逐渐增大,最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,最后pH不变。因为前期盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的进行盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续缓慢反应,生成碱性物质,最后反应完成。9.(1)CaCO3CaO+CO2(2)漏斗(3)使液体受热均匀,防止液滴飞溅探究与实验稀盐酸(合理即可)有白色沉淀产生讨论与交流碳酸钠溶液和氢氧化钙溶液也呈碱性,都能使酚酞试液变红10.(1)CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O(2)Ca(HCO3)2CaCO3+CO2+H2O强(3)肥皂水结论若只含MgCO3,则生成CO2的质量大于4.4 g(或MgCO3产生CO2的能力大于CaCO3)214拓展Mg(OH)2MgCO33H2O+4HCl2MgCl2+CO2+6H2O11.查阅资料铜溶液为无色反思交流(1)Mg+2HClMgCl2+H2(2)蜡烛烛芯被石蜡蒸气包围着,缺少氧气,里面的金属难以燃烧(合理即可)(3)剪除灯芯(或用湿抹布盖灭等,合理即可)12.实验探究(1)碱性3号,饱和石灰水(2)稀盐酸5.3Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl(3)Na2CO3、NaHCO3实验反思AB解析(1)无色酚酞溶液遇酸性溶液不变色,遇碱性溶液变红,分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈碱性。氢氧化钠、碳酸钠溶液、饱和石灰水显碱性,由该实验可确定3号溶液为饱和石灰水。(2)分别取2号5.55 g和7号3.65 g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。碳酸钠溶液能与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,碳酸钠溶液能与氯化钙溶液反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠,根据图中数据计算可知,5号溶液是碳酸钠溶液,7号溶液是稀盐酸。设生成0.22 g二氧化碳气体需要碳酸钠溶液的质量为x。Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO21064410%x0.22 g10644=10%x0.22 gx=5.3 g图中hk段,溶液的pH等于7,发生的反应是碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,反应的化学方程式为:Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl。(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,是因为发生的反应为Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3+NaOH+H2O,同时可能发生的反应为NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O。则滤液中含有的溶质可能为氢氧化钠;氢氧化钠和氢氧化钙;碳酸钠;氢氧化钠和碳酸钠;还可能是Na2CO3、NaHCO3。实验反思5号试剂不可能是部分变质的氢氧化钠溶液,若是部分变质的氢氧化钠溶液,不可能出现0a段气体从原点开始产生的情况;由上述分析,该实验可以确定各种试剂,可以完成实验目的;图中bc段反应过程,即碳酸钠与氯化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液的pH变化情况可用图中hk段表示;碳酸氢钠能与氢氧化钙反应,又能与盐酸反应,则碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应。13.进行实验1无色酚酞变为红色稀盐酸有气泡冒出进行实验2CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2反思与评价(1)生成的二氧化碳有一部分停留在A、B中,没有被C中的NaOH溶液吸收(2)测量气体体积交流与讨论(1)氯化钠解析进行实验1可以用酚酞试液检验是否有氢氧化钙,只要无色酚酞变为红色,就证明有氢氧化钙;用稀盐酸检验是否有碳酸钙,如果有气泡冒出,就证明有碳酸钙,最后根据现象,判断猜想的正误。进行实验2稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,反应的化学方程式是CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2。反思与评价(1)生成的二氧化碳有一部分停留在A、B中,没有被C中的NaOH溶液吸收,使结果有较大的误差。(2)注射器除了贮存、加注稀盐酸,还可以测量气体体积。交流与讨论A和E中加入过量稀盐酸与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳,所以溶液中溶质为HCl和CaCl2;C装置中氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,要完全吸收二氧化碳,氢氧化钠一定是过量的,溶液中溶质为NaOH和Na2CO3;A、C、E中废液倒入一个干净的废液缸中,观察到有沉淀生成,所以盐酸一定被耗尽;氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,所以滤液中一定存在的溶质是氯化钠。14.(1)搅拌,使氢氧化钙和盐酸充分反应(2)打开活塞,逐滴滴入稀盐酸,当红色刚好变为无色时,证明氢氧化钙溶液与稀盐酸恰好完全反应(3)打开K2,A中液体倒吸进入B中,有白色沉淀生成(4)取反应后的溶液,滴加过量的氯化钡溶液(或氯化钙溶液),静置,溶液仍呈红色,说明该溶液中有氢氧化钠15.(1)不活泼(2)Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O(3)除去二氧化碳气体中的水蒸气(或干燥二氧化碳气体)(4)C偏高将反应后甲、乙装置中的二氧化碳气体全部压入丙装置中解析(1)氮气的化学性质稳定,实验前通入一会儿氮气,可以排除空气中二氧化碳气体对实验的干扰。(2)酸和碱反应生成盐和水的反应叫中和反应,甲装置中氢氧化钙属于碱,盐酸属于酸,氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水,该反应属于中和反应,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HClCaCl2+2H2O。(3)浓硫酸具有吸水性,可以除去生成的二氧化碳气体中含有的水蒸气,从而减小实验误差。(4)碱石灰能吸收二氧化碳气体,反应前后丙装置增加的质量就是反应生成的二氧化碳质量,再由化学方程式可计算出样品中碳酸钙的质量,因此,需要测定的另一个物理量是反应前后丙装置增加的质量。丁装置可以防止空气中的二氧化碳气体和水蒸气进入丙装置,若没有丁装置,反应前后丙装置增加的质量大于实际反应生成的二氧化碳质量,二氧化碳质量偏大,计算出的碳酸钙质量就偏大。因结束后生成的二氧化碳气体一部分滞留在甲、乙装置中,会使实验结果偏小,因此,甲装置反应结束后,打开止水夹再通入一会儿氮气,可以将装置甲、乙中的二氧化碳全部压入装置丙中被碱石灰吸收。16.作出猜想是Cu和Cu2O实验探究(2)变浑浊(3)稀硫酸蓝评价反思(1)节约药品(合理即可)(2)质量和化学性质在反应前后不变(3)Fe+CuSO4FeSO4+Cu17.实验探究熟石灰或Ca(OH)2有气泡产生,澄清石灰水变浑浊有白色沉淀产生质疑HCO3-(或碳酸氢根)继续探究Na2CO3反思与评价BD解析实验探究嗅盐与一种物质研磨产生有刺激性气味的气体,结合所学知识可知,铵盐与碱混合研磨可以产生氨气,故选取熟石灰与嗅盐混合研磨;因为嗅盐中含有碳酸根离子,碳酸盐与盐酸反应会产生二氧化碳气体,二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊,所以反应现象为有气泡产生,澄清石灰水变浑浊;因为嗅盐中含有CO32-,Ca2+和CO32-结合生成CaCO3沉淀,所以小英补充的实验是取嗅盐溶于水的上层清液,加入氯化钙稀溶液,观察到有白色沉淀产生。质疑通过氯化钙稀溶液与嗅盐溶液混合,有白色沉淀产生可知,嗅盐中不含碳酸氢铵,即排除嗅盐中含有HCO3-。继续探究根据质量守恒定律,反应前后原子种类及个数不变可知,X的化学式为Na2CO3。反思与评价球形干燥管中氢氧化钠固体吸收的是氨气带出的水蒸气,并非反应生成的水,故无法直接用m2、m3计算碳酸铵的质量分数;因为氨气极易溶于水,倒置漏斗可以增大吸收面积,防止倒吸;浓硫酸能吸收空气中的水蒸气,会导致烧杯中增加的质量偏大,导致测定结果偏大;反应结束后,装置中还残留一些没有排出的氨气,所以要继续通入空气,使装置内氨气完全排入稀硫酸中,否则
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