2019-2020年高一化学上学期开学测试题分类之科学探究.doc

2019-2020年高一化学上学期开学测试题分类之科学探究一、实验题（题型注释）1. Mg与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。为确定气体的成分，进行下列实验探究：【假设与猜想】气体可能是HCl，NH3，H2中的一种或几种。【查阅资料】NH3HClNH4ClNH3H2SO4（NH4）2SO4【实验探究】（1）为确定是否含有HCl，将气体通入酸化的 溶液中，无沉淀产生，则该气体中无HCl。（2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置：A中观察到_，证明有NH3；B中玻璃管内观察到_证明有H2；浓硫酸的作用是_。【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐，NH3和H2。写出化学方程式_。【实验反思】综合以上信息和实验结论，有同学认为不需要单独检验HCl，就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理 （填“是”或“否”），理由是_ _。【答案】（1）硝酸银；（2）酚酞试液变红色；黑色铜粉变为红色；在玻璃管末端有水雾出现；吸收多余氨气；干燥气体；【实验结论】Mg+2NH4ClMgCl2+2NH3 +H2 ；【实验反思】是；氨气和氯化氢气体反应产生白烟。【解析】试题分析：（1）检验溶液中的氯离子用酸化的硝酸银溶液；（2）根据结论含有氨气，氨气溶于水溶液显碱性，故溶液变为红色；结论有氢气，氢气具有还原性，产生水蒸气，故观察到黑色铜粉变为红色；在玻璃管末端有水雾出现； 浓硫酸的作用是收多余氨气；干燥气体；【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐，NH3和H2，化学方程式为Mg+2NH4ClMgCl2+2NH3 +H2 ；【实验反思】因为氨气和氯化氢气体反应能产生白烟，故不需要特意检验氯化氢气体。2实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。实验一：甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液进行了如下实验。实验内容NaHCO3溶液Na2CO3溶液（1）加入无色酚酞溶液溶液变红溶液变红（2）加入澄清石灰水产生白色沉淀现象（3）加入5%的CaCl2溶液产生白色沉淀、有气泡产生产生白色沉淀（4）加入稀盐酸现象有气泡产生（5）加热溶液，并用导管与澄清石灰水连接石灰水变浑浊石灰水无明显变化（1）表中的现象为 ；用化学方程式表示现象的原因 。（2）若要鉴别实验中用到的NaHCO3和Na2CO3两种溶液，实验一中提供了 种方法。实验二：甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO3溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤，对滤液中的溶质成分进行了如下探究。【查阅资料】（1）氯化钙溶液显中性，与氢氧化钠溶液不反应。（2）两种溶液的取用量不同，滤液中溶质的组成情况可能有：NaOH；Na2CO3；NaOH和Ca（OH)2；Na2CO3和NaHCO3；Na2CO3和NaOH。【进行实验】实验操作实验现象实验结论甲同学取少量滤液于试管中，滴加足量的稀盐酸有气泡产生滤液中的溶质一定含有Na2CO3乙同学取少量滤液于试管中，向其中通入少量CO2产生白色沉淀则滤液中的溶质是丙同学取少量滤液于试管中，塞紧胶塞，并用导管与澄清石灰水连接，加热澄清石灰水变浑浊则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3【反思与评价】（1）根据丙同学的结论，NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是 。（2）甲同学进一步实验，确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是 。【答案】（1）产生白色沉淀 NaHCO3 + HCl = NaCl + H2O + CO2 （2）2实验二：乙同学的实验结论：NaOH和Ca（OH)2（1）2NaHCO3 + Ca（OH)2 = CaCO3+ Na2CO3 +2H2O（2）取甲反应后的滤液于试管中，向其中加入过量的5%CaCl2溶液，直至没有沉淀产生；过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，溶液变为红色【解析】试题分析：碳酸钠和氢氧化钙反应产生沉淀，所以表中的现象为产生白色沉淀；实验中共有五种方法，但是其中三种现象相同不能准确的判断，所以可用的方法是两种；因为有沉淀产生所以一定有氢氧化钙溶液，因此乙同学的结论会是NaOH和Ca（OH)2；NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是2NaHCO3 + Ca（OH)2 = CaCO3+ Na2CO3 +2H2O；进一步实验，确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是取甲反应后的滤液于试管中，向其中加入过量的5%CaCl2溶液，直至没有沉淀产生；过滤，再向滤液中滴加无色酚酞溶液，溶液变为红色，加入过量的氯化钙目的是完全除掉碳酸钠的干扰，因为碳酸钠的溶液也显示碱性。3实验室中的试剂一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组发现一瓶未密闭的NaOH固体，对其成分提出以下假设，并完成了实验探究。假设1：只含NaOH；假设2：含NaOH和Na2CO3；假设3：只含Na2CO3（1）成分中可能含有Na2CO3的原因是（用化学方程式回答） 。（2）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到_，说明假设2或假设3成立。（3）进一步探究的过程如下：“操作1”的名称是 ，“固体A”的化学式是_。加入足量CaCl2溶液的作用是 。溶液B中滴加酚酞后，观察到 ，说明假设2成立。【答案】（1）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O （2）有气泡产生（3）过滤 CaCO3将碳酸钠完全反应，防止对接下来的实验干扰 溶液变红【解析】试题分析：成分中可能含有Na2CO3的原因是氢氧化钠会和空气中的二氧化碳反应产生碳酸钠；因此取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，观察到有气泡产生；“操作1”能将固体和液体分离说明是过滤；“固体A”的化学式是碳酸钙，是变质后的碳酸钠和氯化钙反应产生的沉淀；加入足量CaCl2溶液的作用是将碳酸钠完全反应，防止对OH-的实验鉴别的干扰；溶液B中滴加酚酞后，观察到溶液变红，说明其中还有氢氧根离子，因此说明假设2成立。4实验室中的药品一般要密封保存，否则可能会与空气接触而变质某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠（Na2O2）固体的成分进行探究【查阅资料】（1）Na2O2的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，相关反应的化学方程式为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2；2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2（2）CaCl2溶液为中性【猜想】I：固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物：固体为NaOH和Na2CO3的混合物：固体为NaOH： 。【实验探究】实验操作实验现象实验结论取少量固体于试管中，加水振荡，直至完全溶解猜想I不成立取少量的溶液于试管中，滴加CaCl2溶液至过量证明有Na2CO3存在取少量的溶液于试管中，加入证明有NaOH存在综合以上实验现象，说明猜想II是成立的【反思评价】（1）实验操作中反应的化学方程式为 ；注意：若答对下面小题将奖励4分，但化学试卷总分不超过60分。（2）实验操作中“滴加CaCl2溶液至过量的目的是 ；（3）表格中实验操作还可以采用 方法得到相同结论。【答案】【猜想】固体为Na2CO3【实验探究】不产生气泡 产生白色沉淀 取少量的溶液于试管中，滴加几滴酚酞试液；酚酞试液变红色【反思评价】（1）Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl（2）证明碳酸钠的存在；使碳酸钠完全反应，排除对检验氢氧化钠的干扰。（3）遇硫酸铜溶液产生蓝色沉淀；或蒸干后加水发热【解析】试题分析：【猜想】由于NaOH会吸收空气中的二氧化碳，故有可能NaOH也全部变为Na2CO3，故猜想为：固体只有Na2CO3【实验探究】因为实验结论猜想I不成立，说明不存在Na2O2，而Na2O2的化学性质很活泼，能与水、二氧化碳反应，且都产生气体，故此时实验现象应为：不产生气泡因为实验结论有Na2CO3存在，故滴加CaCl2溶液至过量，发生反应：CaCl2+Na2CO3=CaCO3+2NaCl，故实验现象：产生白色沉淀因为实验结论有NaOH存在，故应抓抓氢氧化钠溶液显碱性，故实验操作为：取少量的溶液于试管中，滴加几滴酚酞试液；实验现象：酚酞试液变红色【反思评价】（1）实验操作中反应的化学方程式为：Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl（2）实验操作中“滴加CaCl2溶液至过量的目的是证明碳酸钠的存在；使碳酸钠完全反应，排除对检验氢氧化钠的干扰，因为碳酸钠溶液也显碱性（3）表格中实验操作是为了证明含有NaOH，只需抓住氢氧化钠的性质即可，故还可以采用：如硫酸铜溶液产生蓝色沉淀；或蒸干后加水发热5工业生产的纯碱中常含有少量氯化钠杂质，下列装置是测定纯碱在该混合物中质量分数的实验方法之一。（碱石灰为CaO和NaOH的固体混合物）检查装置气密性；称量干燥管 I及其干燥剂的总质量为100g；将称量好的纯碱样品 12g放入广口瓶 B 中，关闭分液漏斗旋塞；在未连接干燥装置之前先通入空气几分钟，然后关闭开关a，再连接好干燥装置；从分液漏斗中缓慢加入稀硫酸至不再产生气泡，关闭分液漏斗旋塞：打开开关a，缓慢鼓入空气几分钟后，再称量干燥管 I的质量为1044g（1）最初鼓入空气的目的是排除装置A、B、C中的空气，防止测定结果_（填“偏大”、“偏小”）。（2）装置C的作用是_。（3）装置A中一定发生的反应方程式为 。（4）装置B中发生的反应方程式为 。（5）纯碱样品中碳酸钠的质量分数是_（结果精确到01%）。【答案】（1）偏大（2）吸收水蒸气（3）2NaOH+CO2Na2CO3+H2O（4）Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O（5）883%【解析】试题分析：最初鼓入空气的目的是排除装置 A、B、C 中的空气，防止测定结果变大，因为空气中的二氧化碳也会和氢氧化钠反应；装置C的作用是吸收水蒸气；装置A中一定发生的反应方程式为2NaOH+CO2Na2CO3+H2O；装置B中发生的反应方程式为Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O；纯碱样品中碳酸钠的质量分数是X则Na2CO3+H2SO4Na2SO4+CO2+H2O106 4412X （1044克-100克）列比例式得：106：（12X）=44：（1044克-100克） X=883%6“低钠盐”可以控制钠的摄入量从而防治高血压等疾病制备“低钠盐”在食盐中用NaCl中按照配方比例添加食用KCl国内某些生产厂家为改变“低钠盐”口味还会加入少量镁盐（仅限MgSO4或MgCl2）（1）测得某“低钠盐”样品a中含有NaCl和KCl的质量分数均为50%该样品a的水溶液中，含量最多的离子是 （填离子符号）（2）探究某“低钠盐”样品b中是否添加镁盐，以及添加的是何种镁盐（MgSO4或MgCl2中的一种）请设计实验方案，完成下列表格限选试剂：BaCl2溶液、NaOH溶液、AgNO3溶液、蒸馏水实验操作预期现象及结论步骤1：取少量样品b于烧杯中，样品溶解，形成无色溶液步骤1：取少量步骤1形成的溶液于试管中，在滴加少量NaOH溶液，振荡，说明样品b中添加了镁盐步骤3：【答案】（1）Cl（2）实验操作预期现象及结论步骤1：取少量样品b于烧杯中，加足量蒸馏水，并用玻璃棒搅拌样品溶解，形成无色溶液步骤1：取少量步骤1形成的溶液于试管中，在滴加少量NaOH溶液，振荡有白色沉淀生成，说明样品b中添加了镁盐步骤3：取少量步骤1 形成的溶液于试管中，再滴加少量的BaCl2溶液振荡若有白色沉淀产生，则添加的是MgSO4若无明显现象，则添加的是MgCl2【解析】（1）样品a 中NaCl 和KCl 都含有Cl，所以Cl最多（2）探究样品中是否还有镁盐，即探究是否含有Mg2+，而探究是何种镁盐就是探究是否含有SO42步骤1，先将样品溶解，注意要加足量蒸馏水，并用玻璃棒搅拌步骤2，验证是否含有Mg2+，可以加NaOH 溶液会产生Mg（OH）2，现象为有白色沉淀生成，说明样品b中添加了镁盐步骤3，因为题目说是MgSO4或MgCl2中的一种而且样品中一定还有Cl，因此只要检测是否含有SO42操作：取少量步骤1 形成的溶液于试管中，再滴加少量的BaCl2溶液振荡观察现象及结论，若有白色沉淀产生，则添加的是MgSO4若无明显现象，则添加的是MgCl27在浓硫酸的催化作用下，固体草酸（H2C2O4）受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究：【提出问题】生成物中有哪几种碳的氧化物？【猜测】猜想1猜想2猜想3只有CO只有含有CO和CO2【设计实验】基于猜想3，依据CO和CO2的性质，兴趣小组同学设计了如下实验：【实验探究】（1）观察到 装置（填序号）中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成。（2）有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO：C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中 ；E装置中出现 的现象。【实验结论】通过实验探究证明：猜测3成立。草酸分解的化学方程式是 。【问题讨论】（1）B装置的作用是 ；D装置的作用是 。（2）装置末端酒精灯的作用是 。【答案】【猜测】只有CO2。【实验探究】（1）A（2）澄清石灰水变浑浊红棕色的粉末变黑【实验结论】H2C2O4 CO2COH2O。【问题讨论】（1）除去生成的二氧化碳气体 干燥气体（2）将一氧化碳点燃生成二氧化碳，防止形成空气污染的（尾气处理）。【解析】试题分析：【猜测】结合草酸的化学式可知：其生成的气体是含碳元素的物质，所以还可能是只有CO2。【实验探究】为了检验生成物的成分，结合实验装置图可知：A的作用是检验是否生成二氧化碳气体；B的作用是除去生成的二氧化碳气体；C的作用是验证二氧化碳气体全部除完；E的作用是将一氧化碳反应并生成二氧化碳；F的作用是验证E中反应生成二氧化碳。所以：（1）观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊，证明草酸分解有CO2气体生成。（2）当观察到C装置中澄清石灰水不变浑浊，可说明原有的二氧化碳已经完全除去，F装置中如变浑浊则说明有二氧化碳在E中生成；或者是E装置中观察到红棕色的粉末（氧化铁）变黑（铁粉）的现象。两种现象均可说明原气体中有一氧化碳。【实验结论】根据实验可知：草酸分解的生成物中的气体为一氧化碳和二氧化碳的混合物。所以反应的化学方程式是H2C2O4 CO2COH2O。【问题讨论】（1）B的作用是除去生成的二氧化碳气体；D的作用是将气体进行干燥。（2）因为气体中涉及一氧化碳，且一氧化碳直接排放到空气中会引起空气污染。所以装置末端酒精灯是为了将未反应的一氧化碳气体点燃生成二氧化碳，防止形成空气污染。8某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧，他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究：实验：将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中，钠在其中继续燃烧至完全，反应后冷却，瓶底附着黑色颗粒，瓶壁上附着白色物质。查资料：Na2O+H2O=2NaOH提出假设：燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么？假设1：白色物质是Na2O。假设2：白色物质是Na2CO3假设3： 。设计实验方案，验证假设实验方案实验操作实验现象结论方案1取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液溶液变成红色白色物质是Na2O。方案2取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入适量BaCL2有白色沉淀生成白色物质是Na2CO3静置片刻，取上层清液于试管中。思考与交流：（1）甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是 。（2）根据方案2的结论，补齐方案 2中的实验操作，并写出相应的实验现象。实验操作：实验现象：（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，你填 （同意或不同意）该同学的观点，并简述理由： 。（4）根据假设2，写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式 。【答案】假设3：白色物质可能是 Na2O和 Na2CO3的混合物（1）Na2CO3的水溶液显碱性，遇酚酞变红色（2）滴加酚酞试液；溶液颜色没有变化（上层清液是NaCl显中性）（3）不同意；反应物中无氢元素，违背质量守恒定律（4）4Na+3CO2点燃2 Na 2CO3+C【解析】试题分析：根据质量守恒定律，假设3：白色物质可能是 Na2O和 Na2CO3的混合物（1）取少量白色物质于试管中，加入适量水，振荡，样品全部溶于水，向其中加入无色酚酞试液，现象：溶液变成红色，结论：白色物质是Na2O；甲同学认为方案1得到的结论不正确，其理由是Na2CO3的水溶液显碱性，使酚酞变红色（2）要判断Na2O是否存在，应根据反应：Na2O+H2O=2NaOH，即判断溶液中是否含有NaOH，故根据方案2的结论，补齐方案 2中的实验操作：滴加酚酞试液；实验现象：溶液颜色没有变化（上层清液是NaCl显中性）（3）乙同学认为白色物质可能是NaOH，这种观点是错的，故不同意；理由：反应物中无氢元素，违背质量守恒定律（4）根据上面的探究，钠在二氧化碳中燃烧生成碳酸钠和碳，故化学方程式：4Na+3CO2点燃2 Na 2CO3+C9某校化学兴趣小组参观制碱厂后，获得以下信息并对相关问题进行研究【查阅资料】生产原料粗盐中含有少量可溶性杂质（MgCl2和CaCl2）及不溶性杂质（不与酸反应）生产原理反应：NaCl+ NH3 + CO2 + H2O= NaHCO3+ NH4Cl，分离得晶体B，并使其充分受热，可分解制得纯碱，同时得到二氧化碳和水氯化铵分解的化学方程式是NH4Cl NH3+HCl部分生产流程如下图所示：【问题讨论】（1）溶液A中的溶质有NaCl和 、 ，操作的名称为 流程中Na2CO3溶液的作用是除去粗盐中的 写出加入NaOH溶液与MgCl2反应的化学方程式 晶体B受热分解的化学方程式为 （2）上述生产流程中可循环使用的是 （填序号）ANaOH BNH3 CHCl DCO2【组成探究一】（3）设计实验检验纯碱样品中是否混有晶体B，请完成下表选择的装置实验现象实验结论选择的装置（填序号）实验现象实验结论样品不含晶体B【组成探究二】（4）取纯碱样品加水溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀产生沉淀的方程式为 ，由此确定纯碱样品含有杂质NaCl【组成探究三】（5）同学们为了测定该纯碱样品的纯度，设计了如下实验：判断加入氯化钙溶液是否过量的方法是 ，然后观察现象判断判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加 ，然后观察现象判断A氯化钡溶液 B硝酸银溶液C碳酸钠溶液 D稀盐酸根据实验数据，计算样品中碳酸钠的质量分数是多少？（写出计算过程3分）【答案】（1）碳酸钠 氢氧化钠过滤氯化钙MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2 NaCl2NaHCO3Na2CO3 + CO2 + H2O （2）BCD （3）选择的装置实验现象实验结论AB或AC或ACBB中不变浑浊或C中不变蓝色或C中不变蓝色且B中不变浑浊样品不含晶体B（4）NaCl +AgNO3 =AgCl + NaNO3 （5）在上层清液或滤液Y中加可溶性碳酸盐即可 BC 84.8%【解析】试题分析：粗盐中含有少量可溶性杂质（MgCl2和CaCl2会和加入的过量的氢氧化钠和碳酸钠反应产生氯化钠，但是二者都是过量的所以溶液A中的溶质有NaCl和碳酸钠 氢氧化钠；操作能够得到固体和液体的分离所以名称为过滤；流程中Na2CO3溶液的作用是除去粗盐中的氯化钙；NaOH溶液与MgCl2反应的化学方程式MgCl2+2NaOH=Mg（OH）2+2 NaCl；氯化钠和氨气、二氧化碳反应产生碳酸氢钠，碳酸氢钠固体受热会产生碳酸钠、水、二氧化碳；上述生产流程中可循环使用的是NH3；HCl；CO2；纯碱样品加水溶解，向该溶液中加入过量稀HNO3，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀，发生的反应是：NaCl +AgNO3 =AgCl + NaNO3；判断加入氯化钙溶液是否过量的方法是在上层清液或滤液Y中加可溶性碳酸盐看是否还有沉淀产生；判断滤渣是否洗涤干净，可以采取向最后的洗出液中滴加硝酸银溶液或者碳酸钠溶液；设产生10.克的碳酸钙需要碳酸钠的质量为X。Ca（OH）2 + Na2CO3=2NaOH +CaCO3106 100X 10.0克列比例式得：106：X=100:10.0 求得X=10.6克样品中碳酸钠的质量分数是10.612.5克100%= 84.8%。