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阶段测试(五) 科学探究
(考试时间:45分钟 满分:45分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
卷Ⅰ 选择题 (每小题1分,共12分)
1.下列实验基本操作错误的是 ( )
图1
2.如图2所示,实验操作正确的是 ( )
图2
3.下列中草药煎制步骤中,属于过滤操作的是 ( )
图3
4.下列实验安全规范或基本操作正确的是 ( )
A.将未用完的药品放回原试剂瓶中
B.稀释时,将水倒入浓硫酸中
C.将pH试纸直接放入待测液体中
D.加热液体时,试管口远离自己或他人
5.实验室可通过加热高锰酸钾固体制取氧气,下列实验操作正确的是 ( )
A.组装好装置后,检查装置的气密性
B.加入药品后,直接将酒精灯火焰对准药品加热
C.水槽中有气泡冒出时,立即收集气体
D.实验结束时,先撤酒精灯再从水槽中移出导管
6.实验室制取气体选择收集方法时,下列气体性质不需考虑的是( )
A.密度 B.可燃性 C.溶解性 D.能否与水反应
7.下列选项中鉴别O2、CO2两种气体最简便的方法是 ( )
A.分别将燃着的木条伸入集气瓶 B.将集气瓶倒扣在水中
C.闻气味 D.测定两种气体的密度
8.下列方法中可用于鉴别氢氧化钠和碳酸钠两种溶液的是 ( )
A.氯化钙溶液 B.石蕊溶液 C.硫酸钠溶液 D.酚酞溶液
9.根据图4所示实验,不能达到实验目的的是 ( )
图4
10.下列实验操作一定能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
除去CaO中的CaCO3
加入足量的水,过滤
B
检验某种固体是否为碳酸盐
取少量样品,加入稀盐酸
C
鉴别稀盐酸和NaCl溶液
分别滴加酚酞溶液
D
比较Zn、Cu、Ag的金属活动性
将Zn和Ag分别放入CuSO4溶液中
11.图5是“铁丝在氧气中燃烧”的实验改进装置。下列说法错误的是 ( )
图5
A.氧气无须提前制备和收集
B.用塑料瓶代替集气瓶,实验更安全
C.该装置也可用于二氧化碳和氢气的制备、干燥和检验
D.铁丝在氧气中剧烈燃烧,发出黄色火焰,产生黑色固体
12.利用数字化实验室可以更准确地比较不同聚集状态的碳酸钙与稀盐酸反应的速率。如图6所示,倾斜锥形瓶使试管内的稀盐酸流入瓶中与固体发生反应,瓶内气压的变化如曲线所示。有关说法正确的是 ( )
图6
A.曲线①表示块状碳酸钙与稀盐酸反应
B.b点表示碳酸钙与盐酸反应已停止
C.碳酸钙粉末与块状碳酸钙质量相同时,碳酸钙粉末产生的CO2的质量多
D.对比分析点c、d可知,相同的气压时,粉末状碳酸钙与稀盐酸反应速率更快
卷Ⅱ 非选择题 (共33分)
【基本实验及其原理分析】
13.(4分)图7是几项基本实验操作的示意图。
图7
(1)仪器X的名称是 ;加热液体时,液体体积不能超过试管容积的 。
(2)蒸发结晶时,用玻璃棒搅拌,当 ,停止加热。
(3)测定溶液pH时,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上, ,读出pH。
14.(6分)规范使用仪器是实验成功的保障,结合图8所示玻璃仪器,回答问题。
图8
(1)可用作热源的是 (填序号),若往仪器E中加入块状固体,则应先将该仪器 (填“平”“立”或“斜”)放。
(2)若用仪器A和D稀释浓硫酸,则D的作用是 ,若用仪器A和D进行过滤操作,还必须用到上述的一种仪器是 (填名称)。
(3)若某气体只能用F装置收集,则该气体的密度比空气 ,且 。
15.(2分)如图9所示,用细线系住宽1 cm 的铜片使之平衡,然后在铜片一端用酒精灯加热。
图9
(1)加热一段时间后,发现铜片不能保持平衡,请用质量守恒定律解释其原因 。
(2)若想用图示装置证明铜具有导热性,还需要的操作是 。
16.(3分)请从16-A或16-B两题中任选一个作答,若两题均作答,按16-A计分。
16-A
16-B
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选用的发生装置是 (填序号),反应的化学方程式为
(2)溶解NaCl时,③中玻璃棒的作用是
(1)实验室制取二氧化碳时,选用的发生装置是 (填序号),反应的化学方程式为
(2)粗盐提纯时,⑤中玻璃棒的作用是
可供选择的实验装置或操作:
17.(6分)实验室现有石灰石、稀盐酸、火柴、药匙、升降台、木条、棉花、镊子及以下仪器:
图10
(1)若要制取和收集二氧化碳,应选择的仪器有①锥形瓶和 (填序号),还需补充的仪器是
(填名称)。
(2)若补充一种药品还能制取氧气,发生反应的化学方程式为 。
(3)将制取氧气和检验氧气的装置图补充完整。
图11
(4)用排水法收集氧气,当观察到导管口 时,开始收集,气体逸出的原因是试管内温度升高且 ,使试管内压强 ,大于外界大气压,在压强差的作用下,气体逸出。
【科学探究】
18.(6分)某同学使用市售双氧护理液及配套附件(带铂黑环的镜片杯,见图12)浸泡隐形眼镜,发现在镜片杯中有气泡产生。对此进行以下探究。
图12
[查阅资料]
①双氧护理液主要成分为3.5%H2O2(有效期内不低于3%),除含有H2O2外,还含有磷酸(H3PO4)。
②金属铂是一种极细粉末状的黑色物质,俗称为铂黑,经常作为化学反应中的催化剂。铂黑环可重复使用。
[实验探究]
实验Ⅰ:探究产生气体的成分。
(1)该同学猜想生成的气体是O2,检验的方法是 。实验证明该同学猜想正确。
实验Ⅱ:探究产生气体的条件。
该同学提出产生气体可能与隐形眼镜、铂黑环、双氧护理液中的H2O2有关,并进行了以下4个实验。
编号
主要实验操作
实验现象
1
在一只50 mL的小烧杯中加入20 mL蒸馏水,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片
无明显变化
2
在一只50 mL的小烧杯中加入20 mL双氧护理液,并放入隐形眼镜片
无明显变化
3
在一只50 mL的小烧杯中加入20 mL双氧护理液,插入铂黑环
有气体生成
4
在一只50 mL的小烧杯中加入20 mL双氧护理液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片
有气体生成
(2)实验1中蒸馏水的作用是 。
(3)实验3的目的是 。
(4)得出“产生气体一定与铂黑环有关”的结论,依据的两个实验是 (填编号)。
(5)由上述探究过程可推知,生成气体的化学方程式为___________________________________________
。
[反思与评价]
(6)为证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4,需补充的实验是______________________________
。
19.(6分)实验小组研究制备Cu(OH)2的条件并探究其稳定性。
[查阅资料] 几种含铜化合物的部分性质如下表所示。
化合物
Cu(OH)2
Cu4(OH)6SO4
CuO
颜色
蓝色
绿色
黑色
在水中的溶解性
难溶
难溶
难溶
[进行实验]
实验1:室温下,取16%CuSO4溶液和4%NaOH溶液进行实验。
序号
CuSO4溶液体积/mL
NaOH溶液体积/mL
实验现象
1-1
2
2
产生浅绿色沉淀
1-2
2
4
产生蓝色沉淀混有少量浅绿色沉淀
1-3
2
6
产生蓝色沉淀
实验2:将1-3所得混合物过滤,得到蓝色沉淀,将沉淀洗涤、干燥后置于恒温烘箱中,3 h后观察并记录实验现象。
序号
2-1
2-2
2-3
2-4
2-5
烘箱温度/℃
40
50
60
70
80
固体是否变黑
不变黑
不变黑
不变黑
变黑
变黑
实验3:重复实验1-3,将所得混合物置于不同水浴温度下,记录实验现象。
序号
3-1
3-2
3-3
3-4
水浴温度/℃
0
30
60
90
出现黑色沉淀的时间
1 h
3 min
25 s
2 s
[解释与结论]
(1)CuSO4溶液与NaOH溶液反应制Cu(OH)2的化学方程式为 。
(2)实验1-1反应得到浅绿色沉淀的主要成分是 。
(3)由实验1可得出制备Cu(OH)2应控制的条件是 。
(4)实验2固体变黑的原因是 (用化学方程式解释)。
(5)实验3的结论是 。
[反思与评价]
(6)对比实验2和实验3,得出的结论是 。
【参考答案】
1.D
2.D [解析]加入块状固体药品时试管要横放,A错误;量筒量取液体读数时视线要与凹液面最低处保持水平,B错误;氢气密度比空气小,应该用向下排空气法收集,C错误;D中用火柴点燃酒精灯的操作是正确的。
3.C 4.D 5.A 6.B 7.A 8.A 9.C 10.D 11.D
12.D [解析]粉末状碳酸钙与盐酸反应比块状碳酸钙与盐酸反应的速率快,因此曲线①表示粉末状碳酸钙与盐酸反应,故A错误;b点反应仍在进行,故B错误;等质量不同状态的碳酸钙参加反应,产生的二氧化碳的质量相等,故C错误;对比曲线①②中c、d两点可知,产生相同质量的二氧化碳,粉末状碳酸钙用时更少,故D正确。
13.(1)试管夹 13
(2)蒸发皿中出现较多量固体时
(3)待试纸变色后与标准比色卡对照
[解析](1)图中仪器X是试管夹,用于夹持加热的试管;加热试管中液体时,液体的体积不得超过试管容积的13,防止加热时液体沸腾冲出试管烫伤人。(2)蒸发结晶时,用玻璃棒搅拌,当蒸发皿中出现较多量固体时,停止加热,利用蒸发皿的余热将剩余的水蒸干。(3)测定溶液pH时,用玻璃棒蘸取待测液滴到pH试纸上,待试纸变色后与标准比色卡对照,读出pH。
14.(1)C 平
(2)搅拌,使溶解时放出的热量迅速扩散 漏斗
(3)小 易溶于水
15.(1)铜与氧气反应生成氧化铜的质量大于参加反应的铜的质量
(2)测量加热前后铜片右侧的温度(合理即可)
[解析](1)加热一段时间后,发现铜片不能保持平衡,原因是铜与氧气反应生成氧化铜的质量大于参加反应的铜的质量。(2)若想用图示装置证明铜具有导热性,还需要的操作是测量加热前后铜片右侧的温度,或用手感知加热前后铜片右侧的温度。
16.A:(1)② 2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)搅拌,加快溶解速率
B:(1)① CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑
(2)搅拌,使液体受热均匀,防止液滴飞溅
17.(1)②④ 长颈漏斗
(2)2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
(3)画图要求:①补试管中的药品(固体平铺在试管底部);②补集气瓶中的气泡;③画木条及火焰。
(4)气泡连续、均匀冒出 气体增多 增大
18.(1)将带火星的木条伸入该气体中,若带火星的木条复燃,则是氧气
(2)空白对照实验(或排除双氧护理液中的水遇铂黑环和隐形眼镜片产生气体)
(3)探究产生气体是否与隐形眼镜片有关
(4)2和4 (5)2H2O22H2O+O2↑
(6)在一只50 mL的小烧杯中加入20 mL H3PO4溶液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片,观察是否有气体生成
[解析](1)检验氧气的方法是:将带火星的木条伸入该气体中,若带火星的木条复燃,则是氧气;反之,则不是。(2)因为对比实验的实验要求必须有空白实验,本实验中蒸馏水是干扰项,优先安排实验排除蒸馏水对实验的影响。
(3)用对比实验法来看四组实验:
组别
水
双氧护理液
铂黑环
隐形眼镜片
有无气体生成
1
√
×
√
√
×
2
×
√
×
√
×
3
×
√
√
×
√
4
×
√
√
√
√
从上述表格可以发现:1组空白组说明,本实验气泡产生是因为双氧护理液而非其中溶剂——蒸馏水,接下来的1组数据可以不看。对比2、3、4组数据,发现其中变量分别为铂黑环和隐形眼镜片,第3组仅有两种变量,就有明显现象,显然是想探究隐形眼镜片对本次实验的影响。
(4)根据上述分析的表格数据,控制双氧护理液与隐形眼镜片都存在,控制铂黑环是变量,第2、4组对比,可以得出“产生气体一定与铂黑环有关”的结论。(5)由(4)的结果推出,本实验铂黑环是过氧化氢分解的条件(催化剂)。因此生成气体的化学方程式为:2H2O22H2O+O2↑。(6)因为本次双氧护理液中,溶质并非全是过氧化氢,还有少量磷酸(H3PO4),如果要排除磷酸对本实验的干扰,可以仿照第1组实验,写一个对照组实验。
19.(1)CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4
(2)Cu4(OH)6SO4
(3)16%CuSO4溶液与4%NaOH溶液的体积比为1∶3
(4)Cu(OH)2CuO+H2O
(5)Cu(OH)2在有水的环境中可分解生成氧化铜,温度越高,分解越快
(6)Cu(OH)2不稳定,在有水的环境中比在干燥的环境中更容易分解
[解析](1)CuSO4溶液与NaOH溶液反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀和硫酸钠,反应的化学方程式为CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4。(2)根据资料提供的信息可知,Cu4(OH)6SO4固体呈绿色,难溶于水,则实验1-1反应得到浅绿色沉淀的主要成分是Cu4(OH)6SO4。(3)根据实验1的三组实验可知,16%CuSO4溶液与4%NaOH溶液的体积比为1∶1时生成绿色沉淀[Cu4(OH)6SO4];体积比为1∶2时产生蓝色沉淀[Cu(OH)2]并混有少量绿色沉淀[Cu4(OH)6SO4];体积比为1∶3时,产生蓝色沉淀[Cu(OH)2],可得出制备蓝色的Cu(OH)2应控制的条件是16%CuSO4溶液与4%NaOH溶液的体积比为1∶3。(4)实验2将蓝色沉淀洗涤、干燥后置于恒温烘箱中,温度较高时,固体变黑,原因是氢氧化铜受热分解生成了黑色的氧化铜,反应的化学方程式为Cu(OH)2CuO+H2O。(5)根据实验3数据可知,温度越高出现黑色沉淀的时间越短,说明Cu(OH)2在有水的环境中可分解生成氧化铜,温度越高,分解越快。(6)实验2中烘箱温度达到70 ℃时固体才能变黑,而实验3中,水浴温度在30 ℃时就能快速出现黑色沉淀(3分钟),所以对比实验2和实验3,得出的结论是Cu(OH)2不稳定,在有水的环境中比在干燥的环境中更容易分解。
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