中考化学一轮复习 专题十七 科学探究题（试卷部分）课件

专题十七 科学探究题中考化学中考化学 (福建专用)1.(2018福建,15节选,3分)某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。实验二探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案:好题精练实验序号H2O2质量分数/%pH温度/每分钟气泡数130520 230620 3301120 4151130 5a11b 实验13的实验目的是 。a= ;b= 。答案答案(2)探究溶液pH对反应速率的影响(或其他合理答案)1520(或3030)解析解析(2)由表格数据可知,实验1、2、3中过氧化氢的质量分数和温度都相同,只有pH不同,故这三个实验的目的是探究溶液的pH对化学反应速率的影响。对比实验中只能存在一个变量,故当a=15时,b=20;当a=30时,b=30。2.(2017北京,38,7分)高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。.不稳定性(1)如图所示进行实验,KMnO4受热分解的化学方程式为 ,3.16 g KMnO4产生O2的质量为 g。(2)用向上排空气法收集O2的原因是 。.腐蚀性【查阅资料】KMnO4溶液呈中性、有腐蚀性。KMnO4溶液浓度0.002%0.01%0.1%1%鸡皮的变化无明显变化边缘部分变为棕黄色全部变为棕色全部变为黑色【进行实验】实验1:将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间,现象如下表。实验2:将铜片分别浸泡在4种溶液中进行实验,所得数据如下表。编号实验铜片质量/g实验前0.540.540.540.5418小时后0.540.520.540.43【解释与结论】(3)实验1的目的是 。(4)实验2中,通过对比和,得出的结论是 。(5)实验2中,欲得出“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论,需要对比 (填编号)。(6)实验2中,铜片被腐蚀的反应如下,补全该反应的化学方程式。5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+ 答案答案(1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O20.32(2)氧气的密度比空气略大(3)探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系(4)其他条件相同时,酸性高锰酸钾溶液浓度越高对铜的腐蚀性越强(5)(6)8H2O解析解析.(1)设3.16 g KMnO4受热分解产生O2的质量为x。2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2316 323.16 g x=x=0.32 g。.(3)实验1是完成不同浓度的高锰酸钾溶液对鸡皮的腐蚀程度的分析,腐蚀现象差异是由实验变量造成的。该实验的目的是探究高锰酸钾溶液浓度与鸡皮被腐蚀程度的关系。(5)证明KMnO4溶液单独作用下铜片不被腐蚀;证明H2SO4溶液单独作用下铜片也不被腐蚀;证明KMnO4与H2SO4共同作用时对铜才有腐蚀性。由此得出结论。(6)根据质量守恒定律,在化学反应前后,原子的种类和数目不变,得出化学方程式应为5Cu+2KMnO4+8H2SO4 5CuSO4+2MnSO4+K2SO4+8H2O。316323.16 gx知识拓展知识拓展 控制变量法:把多因素的问题变成多个单一因素的问题,只改变其中某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响。3.(2017河南,25,10分)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。写出一个双球管中可能反应的化学方程式。挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是 。(2)实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2+CO。A装置中能观察到什么现象?写出B装置中反应的化学方程式。要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接 、 接 、 接 、 接 。从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。(3)将30.9 g氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物装入试管中,加热制取氧气,同时生成氯化钾。待反应完全后,将试管冷却、称量,可以得到21.3 g固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。答案答案(1)CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2或2H2O2 2H2O+O2(1分)温度达到可燃物的着火点。(1分)磷(1分)(2)溶液变浑浊。(1分)Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(1分)hgefc(或d)d(或c)b(1分)将尾气点燃或进行收集等,防止CO污染空气。(1分)(3)解:设原固体混合物中氯酸钾的质量为x。2KClO3 2KCl+3O2(1分)2122.5 332x 30.9 g-21.3 g=(1分)x=24.5 g(1分)245969.6 gx245 9.6 g96答:原固体混合物中氯酸钾的质量为24.5 g。解析解析(1)双球管中分别装有石灰石、二氧化锰,当滴管中的液体滴下时,分别产生二氧化碳和氧气,书写化学方程式时注意标注反应条件、气体符号并配平;挤压右滴管后,过氧化氢溶液与二氧化锰混合可产生氧气,燃烧管内有白磷和红磷,微热燃烧管后,白磷达到着火点而燃烧,红磷未达到着火点,不能燃烧,由此可说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点;相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,化学方程式分别为4P+5O2 2P2O5,3Fe+2O2Fe3O4,2Mg+O2 2MgO,金属与氧气的质量比分别为124 160=1,168 64=1,48 32=1,故等质量的三种物质完全燃烧时,消耗氧气最多的是磷。(2)CO还原Fe2O3生成CO2,因此A装置中观察到氢氧化钙溶液变浑浊;B装置中发生的是一氧化碳还原氧化铁的反应,化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,注意标注反应条件和配平;本实验的目的是制取纯净、干燥的一氧化碳并验证气体产物,因此要先通过D装置除去二氧化碳,然后通过C装置除去水蒸气,接着通入B装置还原氧化铁,最后通入A装置验证气体产物,并且洗气及检验气体产物时,气体要“长进短出”,因此装置中导管接口从左到右的连接顺序为:一氧化碳发生装置接h、g接e、f接c(或d)、d(或c)接b;题给装置中没有尾气处理装置,可在装置末把尾气点燃或收集起来。403182123(3)根据质量守恒定律可知,固体减少的质量即为生成氧气的质量,则氧气的质量为30.9 g-21.3 g=9.6 g;然后利用氯酸钾分解的化学方程式即可计算出原固体混合物中氯酸钾的质量。易错警示易错警示 导管接口的连接顺序易错,要理解制取的一氧化碳中含有杂质气体二氧化碳和水蒸气,净化时要先除杂后干燥;然后还原氧化铁后再验证生成的气体产物是二氧化碳。4.(2017山西,29,9分)经过监测和治理,我省的土壤质量已经得到了很好的改善,但个别地区仍然存在盐碱地。某校化学兴趣小组的同学们为此开展了实践活动,他们采集了本地的土样,并对土样围绕两个问题进行探究。查阅资料:枸杞和合欢等植物均可在轻度盐碱地中生存。盐碱地显碱性。该土样中的可溶性物质只含NaCl、CaCl2和Na2CO3。探究过程:(1)甲组探究土样的酸碱度具体操作是 ,由此得出,该土样pH7。向土样中加入足量的蒸馏水,发生反应的化学方程式为 。同学们对溶液中的溶质成分很感兴趣,做出如下猜想:猜想:只含NaCl猜想:含NaCl、CaCl2猜想:含NaCl、Na2CO3(2)乙组探究土样的成分(如图所示) 验证猜想所用试剂实验现象实验结果方案一AgNO3溶液和稀硝酸有白色沉淀生成猜想正确方案二 无明显现象猜想不正确方案三 猜想正确设计实验,继续探究:反思与评价:通过交流,甲组认为乙组的方案一不太严谨,理由是 。同学们对沉淀中CaCO3的来源展开了热烈的讨论。一致认为,CaCO3也可能来自土样本身。请解释土样中存在CaCO3的原因 。总结与提升:改良我省的盐碱地,充分利用土地资源,造福山西人民,我们任重而道远。以下建议你认为正确的是 。a.轻度盐碱地可以种植枸杞b.可以用熟石灰改良盐碱地c.盐碱地应避免施用碱性化肥答案答案(1)取适量土样于烧杯中,加蒸馏水、搅拌、静置,在玻璃片(或表面皿)上放一条pH试纸,用玻璃棒蘸取上层清液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出pH(2)CaCl2+Na2CO3 2NaCl+CaCO3Na2CO3溶液(或K2CO3溶液)答案1:稀盐酸(或稀硫酸);答案2:CaCl2溶液/BaCl2溶液/Ca(NO3)2溶液/Ba(NO3)2溶液/Ca(OH)2溶液/Ba(OH)2溶液;答案3:酚酞溶液答案1:有气泡产生;答案2:有白色沉淀生成;答案3:溶液由无色变成红色若溶液中含CaCl2,滴加硝酸银溶液和稀硝酸,也会产生白色沉淀在灌溉(或雨水或潮湿)的条件下,该土壤中的CaCl2和Na2CO3反应也生成CaCO3a、c解析解析(2)土样中的可溶性物质有氯化钠、氯化钙和碳酸钠,加入水后,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,溶液中一定有氯化钠,可能有未反应完的氯化钙或未反应完的碳酸钠。根据氯化钙、碳酸钠的性质,结合实验现象和实验结果填写所用试剂。枸杞可在轻度盐碱地中生存,故a正确;熟石灰显碱性,不可以用来改良盐碱地,故b错误;盐碱地应施用酸性化肥,避免用碱性化肥,故c正确。反思评价反思评价 氯化钠、氯化钙中均含有氯离子,滴加硝酸银溶液均会生成白色沉淀;碳酸钠和氯化钙在灌溉、潮湿的条件下就会反应生成碳酸钙。5.(2017重庆A,23,6分)某化学兴趣小组为了探究氢气的实验室制法,进行了一系列实验探索。(1)小组用锌与稀盐酸反应制取氢气,该反应的化学方程式为 。(2)为了加快锌与稀盐酸的反应速率,老师提示可向反应物中加入少量硫酸铜固体。为了弄明白速率加快的原因,小组同学提出了以下猜想。猜想一:起促进作用的是硫酸根离子猜想二:起促进作用的是铜离子猜想三:生成物质起到促进作用为了验证上述猜想是否正确。小明将硫酸铜换成硫酸钠,发现反应速率几乎没有变化,小明得出猜想 不正确。小明提出将硫酸铜换成氯化铜进一步验证猜想,小刘认为不需要替换试剂,只需通过观察加入硫酸铜固体后的现象就可以验证,该反应的现象为 ,发生反应的化学方程式为 。此反应发生后反应速率加快依然较明显,小刘得出猜想 正确。(3)小王觉得用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净,原因是 。答案答案(6分)(1)Zn+2HCl ZnCl2+H2(1分)(2)一(1分)锌片表面出现红色物质,溶液由蓝色变成无色(1分)Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu(1分)三(1分)(3)稀盐酸具有挥发性(1分)解析解析(1)用锌与稀盐酸反应制取氢气,反应的化学方程式为Zn+2HCl ZnCl2+H2。(2)小明将硫酸铜换成硫酸钠,结果发现反应速率几乎没有变化,说明猜想一不正确;加入CuSO4后,Zn与CuSO4发生置换反应生成Cu和ZnSO4,因此会观察到锌片表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色,反应的化学方程式为Zn+CuSO4 ZnSO4+Cu;该反应发生后,反应速率加快依然较明显,说明猜想三正确。(3)盐酸有挥发性,挥发出来的氯化氢气体混入氢气中会使制取的氢气不纯净;硫酸没有挥发性,不会使氢气中混入其他气体,因此用稀硫酸比用稀盐酸制取的氢气更纯净。6.(2017云南,27,6分)小明同学在课外阅读中得知:钠是一种活泼金属,常温下能与氧气、水发生反应,其中钠与水反应的化学方程式为:2Na+2H2O 2NaOH+H2。在实验室,该同学先取50 mL一定溶质质量分数的硫酸铜溶液于烧杯中,再取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和蓝色滤渣,并对滤液的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【查阅资料】已知Na2SO4的水溶液呈中性。【猜想与假设】猜想一:Na2SO4猜想二: 猜想三:Na2SO4、CuSO4猜想四:Na2SO4、CuSO4、NaOH其中猜想不合理的是 。实验实验操作实验现象实验结论实验一取少量滤液于试管中,观察现象溶液为无色猜想 不成立实验二另取少量滤液于试管中,向其中滴加酚酞试剂无明显现象猜想 不成立实验三常温下,再取少量滤液,测溶液酸碱度pH=7猜想 成立【实验方案与验证】【拓展延伸】金属钠在运输、保存中应该注意: 。答案答案(6分)【猜想与假设】Na2SO4、NaOH猜想四【实验方案与验证】【拓展延伸】密封保存(合理即可)实验实验操作实验现象实验结论实验一 三 实验二 二 实验三 一 解析解析【猜想与假设】钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠。若恰好完全反应,则滤液中的溶质为硫酸钠;若氢氧化钠过量,则滤液中的溶质为硫酸钠、氢氧化钠;若硫酸铜过量,则滤液中的溶质为硫酸钠、硫酸铜;故猜想二应为:硫酸钠、氢氧化钠;猜想四是不成立的,因为氢氧化钠和硫酸铜不能同时存在。【实验方案与验证】 实验一中,溶液是无色的,故一定没有硫酸铜,猜想三是不成立的;实验二中滴加酚酞试剂后,溶液是无色的,故溶液中一定没有氢氧化钠,猜想二是不成立的;实验三中,测得溶液的pH为7,溶液呈中性,故猜想一成立。思路分析思路分析 分析反应后溶液中的溶质成分时,不仅要考虑新生成的物质,还要考虑反应物是否过量。7.(2016山东泰安,29,6分)实验室开放日,化学小组的同学来到实验室,对酸的性质很感兴趣,向老师提出研究硝酸的性质,老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。【实验设计】(1)将石蕊试液滴入稀硝酸中,预计石蕊试液由紫色变 色。(2)将Zn片投入稀硝酸中,预计将产生氢气。【实验验证】同学们按上述设计做了实验,却发现石蕊变色后一会儿即褪去;Zn片投入稀HNO3中后,溶液中冒出气泡,产生无色气体A,在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。【提出问题】(1)石蕊试液变色后为何会褪色?(2)上述产生的无色气体是什么?硝酸具有哪些特性?【查阅资料】看到如此异常的现象,在老师的指导下,同学们上网查到了下列资料:(1)硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不生成H2。(2)含氮元素的某些气态物质的物理性质 NH3N2NONO2颜色无色无色无色红棕色溶解性极易溶于水不溶于水不溶于水可溶于水或硝酸【猜想与分析】(1)小明同学认为石蕊变色后又褪色的原因是试管不干净,含有其他杂质。要证明小明的观点,应进行的操作是 。(2)大家一致认同了红棕色气体B是NO2,但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法:小丽同学认为A是NH3,但遭到大家的一致反对,原因是 ;小强同学认为A是N2,也遭到大家的一致反对,原因是 ;经讨论,最终大家获得了A是NO,NO在试管口遇氧气生成了NO2的共识。【实验探究】小红同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣,便取了一小块Cu片投入稀HNO3中,发现Cu片溶解,也出现了上述Zn与稀HNO3反应的类似现象,确认生成了NO,并在老师的帮助下,测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为8 21,由此获得Cu与稀HNO3反应的化学方程式为 。【交流与反思】根据探究结果,请你解释稀盐酸跟Cu不反应而稀HNO3却能跟Cu反应的原因 。答案答案(6分)【实验设计】(1)红(1分)【猜想与分析】(1)取少量稀HNO3于干净的试管中,滴入石蕊试液,观察实验现象(或用干净的试管重复上述实验)(1分)(2)NH3极易溶于水,会溶解在稀HNO3中,不会放出气体(1分)N2的化学性质比较稳定,常温下N2不会与氧气反应(1分)【实验探究】3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O(1分)【交流与反思】铜不与稀盐酸发生置换反应,是因为铜的金属活动性弱于氢。而稀HNO3具有强氧化性,能与Cu发生氧化还原反应,生成NO等(若考生答成“稀HNO3具有特性,能与Cu发生其他类型的化学反应而生成NO”,也可给分)(1分)解析解析【实验设计】(1)稀硝酸呈酸性,石蕊遇酸性溶液会变红。【猜想与分析】(1)要证明小明的观点,应取少量稀HNO3于干净的试管中,滴入石蕊试液,观察实验现象。(2)氨气极易溶于水,会溶解在稀HNO3中,所以该气体不可能是氨气;由于氮气的化学性质很稳定,常温下N2不会与氧气反应生成NO2。【实验探究】由题干信息可知反应物是铜与硝酸,生成物是硝酸铜、一氧化氮和水,设该化学方程式中铜与稀硝酸的化学计量数分别为x、y,则=,解得=,则反应的化学方程式为3Cu+8HNO3 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O。【交流与反思】铜的金属活动性弱于氢,所以Cu不能与稀盐酸反应生成氢气;而稀硝酸具有强氧化性,能与铜反应生成一氧化氮等物质。6463xy821xy38教师专用题组教师专用题组【科学探究】1.(2018北京,24,6分)为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物12.5 g进行系列实验。【查阅资料】氧化铜(CuO)为黑色固体。碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O【进行实验】实验1:取质量比为1 11的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。序号1-11-2装置反应后物质的颜色、状态黑色粉末中混有少量红色固体红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质实验2:取一定质量的混合物,用1-2装置进行实验。序号木炭粉与氧化铜的质量比反应后物质的颜色、状态2-11 9红色固体有金属光泽混有少量黑色物质2-21 10混有很少量黑色物质2-31 11混有极少量黑色物质2-41 12无黑色物质2-51 13混有较多黑色物质【解释与结论】(1)配平化学方程式:1C+ CuO Cu+ CO2(2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是 。(3)实验1的目的是 。(4)实验2的结论是 。【反思与评价】(5)实验2没有进行质量比为1 14的实验,理由是 。(6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是 。答案答案(1)1C+2CuO 2Cu+1CO2(2)澄清石灰水变浑浊(3)探究最佳的加热方式(4)在加热方式相同时,木炭粉与CuO的最佳质量比为1 12(5)质量比为1 13时,已有较多黑色固体(6)稀硫酸解析解析(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,配平化学方程式:C+2CuO 2Cu+CO2。(2)CO2与Ca(OH)2反应生成 CaCO3沉淀和H2O,澄清石灰水变浑浊证明实验1-2中产生了二氧化碳气体。(3)实验1-1和1-2中加热方式不同,所得物质的颜色、状态不同,因此实验1的目的是探究最佳的加热方式。(4)分析实验2中的五组数据及对应反应后物质的颜色、状态可知,在加热方式相同时,木炭粉与氧化铜的最佳质量比为1 12。(5)当木炭粉与氧化铜的质量比为1 13时,已经有较多黑色物质剩余,氧化铜的质量再增加会导致有更多黑色物质剩余,因此不需要进行质量比为1 14的实验。(6)依据所给资料可知,Cu2O能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O,CuSO4溶液呈蓝色。2-4实验中只得到红色固体,其成分可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物,铜与稀硫酸不反应,若向固体中加入稀硫酸后,过滤,所得溶液呈蓝色,则说明固体中含有Cu2O;若溶液为无色,则说明红色固体中只有铜。知识拓展知识拓展 木炭还原氧化铜的反应为C+2CuO 2Cu+CO2,实验中有任一黑色反应物剩余,都会混在生成的红色固体中,理论上木炭粉与氧化铜恰好反应的质量比为12 160=3 40。但考虑到在实验中随温度升高会有部分木炭和空气中的氧气发生反应,故木炭粉与氧化铜的最佳质量比应大于3 40。2.(2017内蒙古呼和浩特,16)化学兴趣小组同学取一定量碳酸钙固体,高温煅烧一段时间后冷却,对剩余固体成分进行如下探究。【提出问题】剩余固体的成分是什么?【猜想与假设】.全部是氧化钙. .全部是碳酸钙【实验探究】(1)甲同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体有碳酸钙。乙同学认为上述实验不足以证明剩余固体中有碳酸钙,其理由是 。(2)乙同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁感觉发热,据此得出猜想 (填“成立”或“不成立”)。乙同学继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有气泡产生,认为猜想成立。丙同学认为上述实验不足以证明猜想成立,其理由是 。(3)丙同学设计实验证明了猜想成立。丙同学的实验方案是 (要求写出实验的操作和现象)。答案答案CaO和CaCO3(氧化钙和碳酸钙也可以)(1)氧化钙与水反应生成的氢氧化钙微溶于水,也可能出现白色不溶物(2)不成立氧化钙与水反应生成氢氧化钙,即使有碳酸钙,加入的少量稀盐酸也会先消耗氢氧化钙,不会出现气泡(3)取少量剩余固体于试管中,滴加足量稀盐酸(或稀硝酸),有气泡产生解析解析高温煅烧碳酸钙时发生反应:CaCO3 CaO+CO2。当CaCO3完全分解时所得固体为CaO;当CaCO3没有分解时所得固体为CaCO3;当CaCO3部分分解时所得固体为CaO和CaCO3。3.(2017甘肃兰州A,34,8分)某校化学兴趣小组在学完碱的化学性质后,做了澄清石灰水和稀盐酸反应的实验,并将废液倒入一洁净的废液缸中,进行了如下探究:探究:甲同学在做该实验时没有观察到明显现象,于是对澄清石灰水和稀盐酸能否发生反应表示怀疑。乙同学认为,甲同学实验时应先向澄清石灰水中滴几滴酚酞试液,再滴加适量的稀盐酸,当观察到(1) 时,就可以说明两种物质能发生反应。探究:废液中溶质的成分是什么?【做出猜想】猜想一:CaCl2猜想二:CaCl2、HCl猜想三:CaCl2、HCl、Ca(OH)2你的猜想:(2) 丙同学认为猜想三是错误的,理由是(3) (用化学方程式解释)。【实验设计】设计者实验操作实验现象实验结论丁同学取少量废液于一支试管中,向其中加入足量的碳酸钠溶液有白色沉淀生成猜想一正确戊同学取几粒锌粒于一支试管中,向其中加入少量废液(4) 猜想二正确【评价与反思】请判断以上设计的两个方案中,(5) 同学的方案合理,请分析另一个方案不合理的理由:(6) 。【表达与交流】若实验证明猜想二是正确的,你认为该废液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是(7) (填一点)。答案答案(每空1分,方程式2分,共8分)(1)溶液的红色逐渐褪去(2)CaCl2、Ca(OH)2(3)2HCl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O(4)锌粒逐渐溶解,有气泡产生(5)戊(6)猜想中都有CaCl2,加Na2CO3溶液都会产生白色沉淀(7)腐蚀下水道或污染水质(合理答案均可得分)解析解析(1)澄清石灰水呈碱性,使酚酞试液变红,加入稀盐酸,其与氢氧化钙反应,碱性减弱,溶液的红色变浅,当恰好完全反应时红色刚好褪去。(2)盐酸与氢氧化钙反应生成氯化钙和水,废液中溶质一定有氯化钙,若盐酸有剩余,则废液中还含有HCl;若氢氧化钙有剩余,则废液中还含有Ca(OH)2,故废液中溶质成分还可能为CaCl2、Ca(OH)2。(3)盐酸能与氢氧化钙反应,二者不可能同时剩余,因此丙同学猜想错误。(4)废液中若含有HCl,加入锌粒,锌粒会逐渐溶解,产生气泡。(5)戊同学的方案合理,溶液中含有盐酸,放入锌粒后,一定会反应生成氢气。(6)丁同学方案不合理,因为猜想中都有氯化钙,在废液中加入足量碳酸钠,都能产生白色沉淀。(7)废液中含有盐酸,直接倒入下水道,盐酸会腐蚀下水道,也会污染水质。知识拓展知识拓展 两种溶液反应的情况有两种:一是恰好完全反应,二是有一者剩余。证明溶液呈酸性,可考虑酸的化学性质,加入紫色石蕊试液、活泼金属或碳酸盐均可;证明溶液呈碱性,可考虑碱的化学性质,可加入无色酚酞试液。4.(2017河北,35,7分)小明在市场看到:鱼老板将一勺白色粉末加入水中,水中奄奄一息的鱼很快张开嘴,活蹦乱跳起来。小明对这种“白色粉末”很感兴趣,与小刚进行了相关探究。【查阅资料】这种“白色粉末”的主要成分是过碳酸钠(化学式为Na2CO4),常温下,与水反应生成氧气。【实验1】小明选用下图所示装置中的 (选填序号),进行过碳酸钠与水的反应并收集产生的气体。经检验该气体是氧气,检验方法是 。【提出问题】过碳酸钠与水反应后得到的溶液M中溶质的成分是什么?【作出猜想】根据过碳酸钠和水的组成作出三种猜想。猜想一:Na2CO3;猜想二:NaOH;猜想三:Na2CO3和NaOH。【实验2】小明取溶液M,滴加CaCl2溶液,观察到有白色沉淀生成。他认为白色沉淀是CaCO3,溶液中一定含有Na2CO3。小刚提出质疑,产生的白色沉淀不一定是CaCO3。他的理由是: 。【实验3】小刚取溶液M,滴加稀盐酸,观察到 。证明溶液中一定含有Na2CO3,从而否定了猜想二。Na2CO3与稀盐酸反应的化学方程式为 。【实验4】为进一步确定溶液M中是否含有NaOH,他们向溶液M中滴加CaCl2溶液至不再产生沉淀为止,取上层清液,加入 ,无明显现象。证明溶液中无NaOH,猜想一正确。该实验中用CaCl2溶液而不能用饱和石灰水,原因是: 。【反思拓展】(1)根据过碳酸钠的性质,保存时应注意防潮。(2)检验A、B两种物质是否同时存在,一定要考虑二者性质的互相干扰问题。答案答案【实验1】BC将带火星的木条伸入集气瓶中,木条复燃【实验2】Ca(OH)2微溶于水,白色沉淀可能是Ca(OH)2【实验3】有气泡产生Na2CO3+2HCl 2NaCl+CO2+H2O【实验4】酚酞溶液反应生成NaOH,无法确定溶液M中是否含有NaOH评分说明:实验2、实验4答案不唯一,合理即可。解析解析【实验1】过碳酸钠固体与水常温下反应生成氧气,发生装置选择B,收集装置选择C;氧气的检验方法是将带火星的木条伸入集气瓶内,带火星的木条复燃。【实验2】氯化钙溶液与碳酸钠溶液反应生成难溶的白色固体碳酸钙,氯化钙溶液也能与氢氧化钠溶液反应生成微溶的氢氧化钙,溶液一样会变浑浊,所以向溶液M中加入氯化钙溶液,反应后生成的白色沉淀不一定是碳酸钙,也可能是微溶的氢氧化钙。【实验3】碳酸盐与稀盐酸反应会生成二氧化碳,所以在溶液中加入稀盐酸若有大量气泡生成,则说明溶液中有可溶性的碳酸盐。碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2。【实验4】证明溶液M中是否含有氢氧化钠的方法是:向溶液M中先加入足量的氯化钙溶液,再向反应后的上层清液中加入无色酚酞溶液,如果上层清液变红,说明溶液M中有氢氧化钠;如果上层清液不变色,则溶液M中没有氢氧化钠。由于氢氧化钙溶液与碳酸钠溶液反应会生成氢氧化钠:Na2CO3+Ca(OH)2 2NaOH+CaCO3,会对原溶液中是否含氢氧化钠的检验产生干扰,故不能用饱和石灰水。5.(2017陕西A,22,7分)同学们在实验室用块状大理石和5%的稀盐酸反应制取CO2,观察不到气泡产生时,发现固体还有剩余,对此进行探究(杂质不溶于水且不与酸反应)。【提出问题】不再产生气泡的原因是什么?【猜想假设】猜想一:盐酸已经完全反应猜想二:剩余固体中无碳酸钙猜想三:生成物或杂质附着在大理石表面,阻碍反应继续进行【实验探究一】反应后溶液中是否有盐酸。(1)小亮取上述反应后的清液,测得溶液pH=2,说明溶液显 性,由此得出猜想一不成立的结论。(2)小慧认为此结论不够严谨,还应考虑生成物对溶液酸碱度的影响,补充了如下实验。取洁净的烧杯,另配制 溶液,测得溶液pH=7。取洁净的试管,加入适量水和紫色石蕊溶液,持续通入CO2,发现溶液变为 色。但小亮认为实验不能说明CO2对溶液酸碱度的影响,他重新改进了实验。另取洁净的试管,加入适量水,持续通入CO2至饱和,测得溶液pH=5.6。由以上实验可知,该反应的生成物对溶液酸碱度影响不大,猜想一不成立,反应后的溶液中有盐酸。【实验探究二】剩余固体中是否有碳酸钙。小亮先振荡反应容器,使剩余固体和液体充分接触,观察到仍无气泡产生。再向容器中滴加少量5%的稀盐酸,又有气泡产生。一段时间后,不再产生气泡,仍有固体剩余。产生气泡的化学方程式是 。由以上实验可知,猜想二和猜想三不成立。【得出结论】根据以上实验探究,可得出影响反应能否进行的因素之一是 。【反思交流】小慧又提出,也可能是反应太慢,无法观察到气泡产生。她设计了如下对比实验:取出【实验探究二】所得的部分清液,放置一段时间后,测得pH为X,同时测得【实验探究二】容器中剩余清液的pH为Y,若X Y(填“”“=”或“”),则她的猜想成立。答案答案【实验探究一】(1)酸(2)氯化钙或CaCl2红【实验探究二】CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2(未配平或无“”符号扣1分,化学式错误扣2分)【得出结论】反应物的浓度大小【反思交流】解析解析【实验探究一】(1)溶液pH=2,说明溶液显酸性。(2)反应生成了氯化钙和二氧化碳,所以需分别探究氯化钙和二氧化碳对溶液酸碱度的影响。【实验探究二】加入稀盐酸,有气泡生成,说明固体中仍存在碳酸钙,产生气泡的化学方程式是CaCO3+2HClCaCl2+CO2+H2O。【得出结论】根据两个实验探究,可得出影响反应能否进行的因素之一是反应物的浓度大小。6.(2016河北,35,7分)蔗糖是生活中常见的一种物质,某兴趣小组对“蔗糖的组成”进行了探究。【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气,葡萄糖进一步转化为蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。【实验验证】方案一:小明将蔗糖在氧气中燃烧,检验到生成物中有水和二氧化碳,得出结论“蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的”。小刚认为该方案不合理,只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是 。方案二:小刚用下图所示装置进行实验。实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。(1)观察到 出现,说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用上图所示装置,另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如下:实验过程实验现象 ,点燃酒精灯硬质玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧,发出白光; 写出上述实验过程中一个反应的化学方程式: 。【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。【拓展交流】(1)方案二中,先通入一会儿氮气的原因是 。(2)查阅资料得知蔗糖的化学式为C12H22O11。小红发现:蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的2倍,但是,蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因是 。答案答案【实验验证】方案一:蔗糖燃烧中有氧气参加反应方案二:(1)小烧杯(或玻璃导管)中有水珠(2)小烧杯中加入澄清石灰水,向硬质玻璃管中通入氧气澄清石灰水变浑浊C+O2 CO2或Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O【拓展交流】(1)排净硬质玻璃管中的空气(或防止氧气参加反应)(2)氧的相对原子质量比氢大评分说明:本小题每空1分,答案不唯一,合理即可。解析解析【实验验证】方案一:蔗糖与氧气反应生成水和二氧化碳,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,只能确定蔗糖中一定含有碳元素和氢元素,不能确定蔗糖中一定含有氧元素。方案二:(1)联想教材中蜡烛燃烧产物之一水的检验方法,可以推知观察到干冷的小烧杯(或玻璃导管)中有水珠出现,说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。(2)根据实验现象可知是碳在纯氧中的燃烧,故应向硬质玻璃管中通入氧气;根据二氧化碳的检验方法可知,应在小烧杯中加入澄清石灰水,实验现象为澄清石灰水变浑浊。【拓展交流】(1)先通入一会儿氮气的原因是排净硬质玻璃管中的空气,防止空气中的氧气参加反应,对实验产生影响。7.(2016广西南宁,29,10分)某校化学兴趣小组,在实验室里用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气并进行有关氯气性质的实验探究(如下图所示)。回答下列问题:(1)从分液漏斗中加入的药品是 。(2)从反应物的状态和反应条件考虑,装置A属于 型气体发生装置。(3)若进入装置D中的氯气是纯净干燥的,则装置B的作用是 ,装置C中盛有的溶液是 。(4)实验过程中,同学们看到装置D中“石蕊纸花”(用石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花,下同)无明显变化,E中湿润的石蕊纸花先变红后褪色。对此,同学们产生了浓厚的兴趣,于是继续进行以下实验探究。【查阅资料】.氯气(Cl2)是一种黄绿色的有毒气体,能溶于水(溶解性不大),并能与水反应:Cl2+H2O HCl+HClO(次氯酸)。.氯气溶于水所得的溶液称为氯水,氯水除了具有消毒作用,还具有漂白作用。【提出问题】氯水中的什么物质具有漂白作用?【提出猜想】猜想1:氯水中的H2O具有漂白作用。猜想2:氯水中的HCl具有漂白作用。猜想3:氯水中的HClO具有漂白作用。猜想4:氯水中的Cl2具有漂白作用。实验操作实验现象结论将石蕊纸花放入水中石蕊纸花 猜想1不成立将石蕊纸花放入 中石蕊纸花变红但不褪色猜想2不成立 石蕊纸花先变红后褪色猜想3 【实验探究】【反思交流】同学们一致认为,不用再做实验对猜想4进行探究,理由是:进行氯气性质的实验探究时,装置 (填装置序号)的现象已证明了Cl2不具有漂白作用。钱程同学认为,由于氯气在水中溶解性不大,用实验装置F中的蒸馏水吸收氯气效果不是很理想,于是将装置F中的蒸馏水换成了氢氧化钠溶液,则最终反应所得溶液中含有的盐类物质是 。答案答案(1)浓盐酸(2)固液加热(3)除去Cl2中混有的HCl浓硫酸(4)【实验探究】无明显变化盐酸将石蕊纸花放入次氯酸溶液中成立 【反思交流】D氯化钠(NaCl)、次氯酸钠(NaClO)解析解析(1)从分液漏斗中加入的药品是浓盐酸。(2)浓盐酸和二氧化锰在加热的条件下反应产生氯气,从反应物的状态和反应条件考虑,装置A属于固液加热型气体发生装置。(3)制备的氯气中含氯化氢气体和水蒸气,通过饱和食盐水可以除去氯化氢气体;浓硫酸具有吸水性,能够吸收氯气中的水蒸气,所以装置C中盛有的溶液是浓硫酸。(4)【实验探究】水显中性,石蕊在中性溶液中不变色;由实验结论可知该实验的目的是验证HCl是否具有漂白作用,所以应将石蕊纸花放入盐酸中;该实验的目的是验证HClO是否具有漂白作用,所以应将石蕊纸花放入次氯酸溶液中,由实验现象可推出猜想3成立。【反思交流】D中石蕊溶液染成的紫色的干燥纸花不变色,说明Cl2不具有漂白作用;Cl2能与水反应生成次氯酸和盐酸,则最终反应所得溶液中含有的盐类物质是氯化钠、次氯酸钠。8.(2015江苏镇江,27,7分)下图为某同学所做的实验及现象:(1)实验一中发生两个反应,写出化学方程式 、 。(2)实验二中出现浅绿色固体。该同学对浅绿色固体的成分作以下探究。【查阅资料】NaOH与CuSO4反应会生成碱式硫酸铜Cu4(OH)6SO4,其不溶于水,能与酸反应;Cu(OH)2分解温度为80 ,Cu4(OH)6SO4分解温度为300 。【猜想与假设】浅绿色固体为Cu4(OH)6SO4;浅绿色固体为Cu4(OH)6SO4和Cu(OH)2的混合物。【实验验证】将实验二的试管加热至100 ,出现黑色固体,则证明浅绿色固体中含有 。从实验二加热后的试管中分离出固体的操作有 、洗涤等。证明固体已洗涤干净的方法是 。将中所得固体溶于足量 (选填序号),再滴加Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀。A.盐酸B.稀硝酸C.稀硫酸【结论】猜想正确。【拓展与思考】若将实验二中的浅绿色固体浸泡在过量的NaOH溶液中,密封放置一天后,固体全部变为蓝色。写出此反应的化学方程式 。答案答案(共7分,每空1分)(1)CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4Cu(OH)2 CuO+H2O(2)【实验验证】Cu(OH)2过滤取最后一次洗涤液,滴加BaCl2或Ba(NO3)2、Ba(OH)2溶液,无沉淀生成,则固体已洗净A或B或AB【拓展与思考】Cu4(OH)6SO4+2NaOH 4Cu(OH)2+Na2SO4 解析解析(1)氢氧化钠溶液与硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜蓝色沉淀和硫酸钠,化学方程式为CuSO4+2NaOH Cu(OH)2+Na2SO4。氢氧化铜在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜和水,化学方程式为Cu(OH)2 CuO+H2O。(2)【实验验证】由题给资料可知氢氧化铜在80 时会分解,碱式硫酸铜在300 才分解,将实验二的试管加热到100 出现黑色固体,说明固体中含有氢氧化铜,加热时分解生成了黑色的氧化铜。固体与液体分离的操作是过滤,过滤得到的固体表面会残留硫酸钠(或硫酸钠和硫酸铜),可取最后一次洗涤液,滴加氯化钡(或硝酸钡或氢氧化钡)溶液,若无沉淀生成,说明固体已洗净。【拓展与思考】实验二中浅绿色固体为氢氧化铜和碱式硫酸铜的混合物,浸泡在过量的氢氧化钠溶液中,密封放置一天后,固体全部变为蓝色,说明碱式硫酸铜与氢氧化钠发生了反应,生成了氢氧化铜蓝色沉淀,化学方程式为Cu4(OH)6SO4+2NaOH 4Cu(OH)2+Na2SO4。9.(2015北京,37,6分)众所周知,酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是,在分组实验中(如图所示),出现了意想不到的现象:有的溶液变红后褪色;有的出现白色浑浊物。【提出问题】分组实验中,出现意想不到的现象的原因是什么呢?【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。【猜想与假设】.红色褪去,与NaOH溶液和空气中的CO2反应有关。.红色褪去,与NaOH溶液的浓度有关。.出现白色浑浊物,与酚酞溶液的浓度有关。实验实验操作实验现象1向盛有2 mL Na2CO3溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液溶液变红21号试管0.1 min红色褪去2号试管5 min红色褪去3号试管30 min红色明显变浅4号试管120 min红色无明显变化【进行实验】续表【解释与结论】(1)NaOH与CO2反应的化学方程式为 。(2)实验1的现象表明,猜想与假设 (填“成立”或“不成立”)。(3)由实验2得出结论:出现“溶液变红后褪色”现象的原因是 。(4)实验3的操作步骤:取3支试管,分别加入2 mL水, 。实验实验操作实验现象3取3支试管,分别加入2 mL水,酚酞溶液浓度/% 浑浊程度5大量浑浊物2少量浑浊物0.5无浑浊物【反思与评价】(5)依据现有实验,为了确保红色不变,若酚酞溶液浓度为0.5%,建议选用NaOH溶液的浓度为 %。(6)有同学认为,仅通过实验3得出“猜想与假设成立”证据不足,理由是 。答案答案(1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O(2)不成立(3)NaOH溶液浓度较大(4)再各滴加5滴浓度为5%、2%、0.5%的酚酞溶液(5)0.5(6)没有考虑NaOH的影响解析解析(1)NaOH与CO2反应生成碳酸钠和水。(3)通过对实验2中实验现象的分析可知,在所加酚酞溶液浓度相同的条件下,氢氧化钠溶液的浓度越大,红色褪去越快。(4)实验3是为了证明不同浓度的酚酞溶液对浑浊程度的影响情况,因此在3支试管中分别加入2 mL水,再分别滴入不同浓度的酚酞溶液,然后观察浑浊程度。(5)根据实验2中的现象,当酚酞溶液浓度为0.5%时,氢氧化钠溶液的浓度为0.5%时,红色不褪去。(6)实验3中没有考虑氢氧化钠的影响。