资源描述
题型突破(五) 科学探究
易失分点突破
突破一 描述目的(对比实验)
1.[2018·北京节选]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1~2.5 g进行系列实验。
[查阅资料]①氧化铜(CuO)为黑色固体。
②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+H2O+Cu。
[进行实验]
实验1:取质量比1∶11的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。
序号
装置
反应后物质的颜色、状态
1-1
黑色粉末中混有少量红色固体
1-2
红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质
[解释与结论]
(3)实验1的目的是 。
2.[2017·北京节选]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。
[查阅资料]KMnO4 溶液呈中性、有腐蚀性。
[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。
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
[解释与结论]
(3)实验1的目的是 。
3.[2019·西城二模节选]酱油在使用及储藏过程中颜色会变深,逐渐降低品质。实验小组通过实验研究温度、氧气、光照3个因素对酱油颜色的影响。
[查阅资料]①通过色差仪检测L*值可监控酱油颜色变化,酱油颜色越深,L*值越小。
②保鲜瓶具有的特点是挤出盛放的物质后,空气不会进入。
[实验准备]
将等量样品(同品牌、同批次、初始L*值为43.82的酱油)分装到500 mL的不同容器中,密封。
[进行实验]
实验2:将装有样品的两个容器置于28 ℃的恒温箱中。每15天,分别倒出100 mL酱油,剩余样品放回恒温箱。用色差仪检测倒出样品的L*值,结果如下。
编号
容器
15天
30天
45天
2-1
透明玻璃瓶
43.45
42.36
41.30
2-2
透明保鲜瓶
43.72
42.98
42.53
[解释与结论]
(2)实验2的目的是 。
突破二 证据推理(依据现象得出结论)
4.[2018·北京节选]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1~2.5 g进行系列实验。
[查阅资料]
①氧化铜(CuO)为黑色固体。
②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+H2O+Cu。
[进行实验]
实验2:取一定量的混合物,用T5-1装置进行实验。
图T5-1
序号
木炭粉与氧化铜的质量比
反应后物质的颜色、状态
2-1
1∶9
红色固体有金属光泽
混有少量黑色物质
2-2
1∶10
混有很少量黑色物质
2-3
1∶11
混有极少量黑色物质
2-4
1∶12
无黑色物质
2-5
1∶13
混有较多黑色物质
[解释与结论]
(4)实验2的结论是 。
5.[2019·海淀一模节选]兴趣小组同学尝试用红心火龙果汁、发酵粉和面粉制作“紫红色花卷”。蒸熟后,却发现花卷变成了黄色。对此进行探究。
图T5-2
[查阅资料]
①红心火龙果汁含天然色素,呈紫红色,受热易分解。
②发酵粉主要成分是碳酸氢钠,受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳。
[猜想与假设]
Ⅰ.紫红色花卷变黄与温度升高有关;
Ⅱ.紫红色花卷变黄与发酵粉有关。
实验1:探究影响紫红色花卷变黄的因素。
序号
1-1
1-2
1-3
1-4
用品
红心火龙果
汁、面粉
红心火龙果
汁、面粉
红心火龙果汁、
面粉、发酵粉
红心火龙果汁、
面粉、发酵粉
操作
加热
不加热
加热
不加热
现象
从紫红变
红棕色
仍为紫红色
从紫红变黄色
仍为紫红色
(3)综合实验1,能得出的结论是 。
实验2:继续探究实验1-3中花卷变黄的原因。
序号
2-1
2-2
2-3
实验
过程
现象
颜色无明显变化
一段时间后变黄色
较短时间后变黄色
(5)综合实验2,能得出的结论是 。
6.[2019·丰台一模节选]在探究金属与酸的反应时,发现铜片与20%的硫酸溶液不反应。有同学提出疑问“在一定条件下铜与硫酸能否发生反应”,并进行了系列实验。
[查阅资料]SO2能让红色的品红溶液褪色,能被NaOH溶液吸收。
[进行实验](夹持仪器略)
实验1:初步实验(所用溶液均为硫酸溶液)
实验序号
装置
主要现象
1-1
铜片a附近溶液逐渐变蓝,铜片b附近产生无色气泡
1-2
无明显现象
1-3
无明显现象
1-4
无明显现象
1-5
铜片溶解,溶液变蓝,生成有刺激性气味的无色气体
经检验实验1-1中产生的气体是氢气。
[解释与结论]
(1)实验1-1中,能证明铜发生反应的现象是 。
(2)实验1中,欲得出“升高温度可使铜与硫酸反应”需对比的实验是 (填实验序号)。
7.[2019·西城二模节选]酱油在使用及储藏过程中颜色会变深,逐渐降低品质。实验小组通过实验研究温度、氧气、光照3个因素对酱油颜色的影响。
[查阅资料]①通过色差仪检测L*值可监控酱油颜色变化,酱油颜色越深,L*值越小。②保鲜瓶具有的特点是挤出盛放的物质后,空气不会进入。
[实验准备]
将等量样品(同品牌、同批次、初始L*值为43.82的酱油)分装到500 mL的不同容器中,密封。
[进行实验]
实验1:将装有样品的多个透明玻璃瓶置于不同温度的恒温箱中。每15天,分别取出未开封样品,用色差仪检测L*值,结果如下。
编号
温度
15天
30天
45天
1-1
5 ℃
43.77
43.53
42.91
1-2
28 ℃
43.71
43.19
42.85
1-3
45 ℃
43.67
42.55
40.89
[解释与结论]
(1)实验1得出的结论是
。
8.[2019·丰台二模节选]同学们在实验室用图T5-3 所示装置制取氧气。
图T5-3
[查阅资料]
草酸溶液能将棕褐色物质除去。
[提出问题]
哪些因素能加快草酸除去棕褐色物质的速率?
[进行实验]
将均匀染为棕褐色的抹布剪成大小相同的小布条进行实验。
实验
编号
现象
颜色
没有褪去
70秒后
颜色褪去
98秒后
颜色褪去
实验
编号
现象
150秒后
颜色褪去
51秒后
颜色褪去
40秒后
颜色褪去
[解释与结论]
(4)证明升高温度能加快草酸除去棕褐色物质的速率,需要对比 (填实验序号)。
(5)由实验2、3、4可以得出的结论是
。
9.[2019·怀柔二模节选]日常生活中,人们利用碳酸钠溶液具有碱性,清洗餐具上的油污,碱性越强,去油污的效果越好,化学小组同学决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究。回答有关问题。
(1)用不同温度的水,分别配制2%、6%、10%的碳酸钠溶液,测量溶液的pH如下表:
序号
质量分数
水温/℃
溶液pH
A1
2%
20
10.90
A2
2%
40
11.18
A3
2%
60
11.26
B1
6%
20
11.08
B2
6%
50
11.27
B3
6%
60
11.30
C1
10%
20
11.22
C2
10%
40
11.46
C3
10%
70
11.50
②要得出碳酸钠溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系的结论,可选择的一组实验是 (填实验序号),结论是
。
10.[2018·东城一模节选]某兴趣小组同学进行溶液的导电性实验研究。
[查阅资料]
(1)溶液的导电性是指溶液传导电流的能力。溶液导电是因为溶液中存在大量自由移动的离子。
(2)利用图T5-4 A所示的装置试验溶液的导电性,灯泡越亮,表示溶液的导电性越强。
(3)溶液的导电性也可以用电导率仪(如图B)测定出的电导率数值大小进行衡量。电导率数值越大,溶液的导电性越强。
图T5-4
[提出问题1]溶液是否都能导电?
[进行实验1]25 ℃时,用图A装置进行如下三个实验。
实验编号
液体
现象
实验结论与解释
1-1
100 mL水
灯泡不亮
水不
导电
1-2
100 mL 10%的硝酸钾溶液
灯泡亮
硝酸钾溶液能导电
溶解在水中的硝酸钾能够解离出自由移动的K+和NO3-
1-3
100 mL 10%的蔗糖溶液
灯泡不亮
蔗糖溶液不导电
溶解在水中的蔗糖不能解离出自由移动的离子,仍以蔗糖分子形式存在
[解释与结论](2)通过实验1-2和实验1-3的对比,说明 对溶液的导电性有影响。
11.[2018·海淀一模节选]某兴趣小组发现铁钉生锈需要几天的时间,询问老师如何加快铁钉生锈的速率。老师说氯化物可能加快铁钉生锈的速率。
[提出问题]氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
[查阅资料]Ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐属于氯化物。
Ⅱ.铜能与氧气反应,生成黑色的CuO。
Ⅲ.CuO能与稀硫酸发生反应:CuO+H2SO4CuSO4+H2O。
[进行实验、分析解释、获得结论]
实验1:探究氯化物对铁钉生锈速度的影响。
编号
①
②
实验
现象
2天后,铁钉表面出现红色
1天后,铁钉表面出现红色
编号
③
④
实验
现象
1天后,铁钉表面出现红色
7分钟时铁钉表面出现红色,20分钟后试管底部出现红色沉淀
(1)对比实验①②③可以得到的结论是 。
突破三 分析数据或图像
12.[2019·朝阳一模节选]某小组对“自制小火箭”的发射动力进行了如下探究。
[查阅资料]
①火箭升空主要利用反冲原理:大量高温气体由火箭下方的喷气口向下喷出,使火箭获得向上的反作用力。当反作用力大于火箭受到的重力及空气阻力之和时,火箭飞离地面。
②醋酸化学性质与盐酸相似。
探究一:火箭发射的化学动力
图T5-5
同学们利用如图T5-5所示装置,选择不同的化学反应,在常温下进行火箭模拟发射实验,相关数据如下。
序
号
实验组1
实验组2
实验组3
H2O2溶液
MnO2
质量
飞行
距离
醋酸溶液
Mg
质量
飞行
距离
氧化钙
质量
水
体积
飞行
距离
质量分数
体积
质量分数
体积
1
7.5%
100 mL
1 g
10.1 m
15%
100 mL
1.2 g
10.6 m
5 g
100 mL
0
2
15%
100 mL
1 g
12 m
15%
100 mL
1.6 g
11.7 m
10 g
100 mL
0
3
30%
100 mL
1 g
17 m
15%
100 mL
2 g
12.5 m
15 g
100 mL
0
[解释与结论]
(2)探究一中,分析实验组1和实验组2的实验数据可知,火箭发射的化学动力与 因素有关。
13.[2018·朝阳一模节选]某小组同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行探究。
[提出问题]①三种溶液的酸碱性?
②它们与酸反应时溶液的pH如何变化?
[查阅资料]
pH
2~3
4~6
7
8~9
10~11
12~14
紫甘蓝汁液显示的颜色
紫红
浅紫
紫色
蓝色
绿色
黄色
[实验2]向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图T5-6Ⅰ所示。
图T5-6
[实验3]向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图Ⅱ、图Ⅲ所示。将图Ⅱ与图Ⅲ的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合。
[解释与结论]
(2)实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是 ,
实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,观察到的现象是 。
(3)实验3中,b点的溶质为 ,c点后发生反应的化学方程式为 。
(4)依据实验3获取的信息,鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的实验方案为 。
14.[2019·怀柔二模节选]日常生活中,人们利用碳酸钠溶液具有碱性,清洗餐具上的油污,碱性越强,去油污的效果越好,化学小组同学决定对影响碳酸钠溶液碱性的因素展开探究。
(2)测得10%的碳酸钠溶液从20 ℃升温至70 ℃的pH如下表:
温度/℃
20
30
40
50
60
70
溶液pH
11.22
11.35
11.46
11.48
11.50
11.50
①由上表可知,温度对碳酸钠溶液的pH影响是 。
15.[2019·昌平二模节选]菠菜含有多种丰富的营养素。但菠菜也是一种草酸含量比较高的蔬菜,草酸会影响人体健康。同学们对菠菜进行不同处理,寻找去除菠菜中草酸的合理烹调方法,对如何食用菠菜提出合理化建议。
[查阅资料]①豆腐中含有钙盐,能与菠菜中可溶性草酸(H2C2O4)发生反应生成不被人体吸收的沉淀物草酸钙(CaC2O4)。
②草酸钙是人体结石的主要成分。
[进行实验]实验1:用四种方法烹调,可溶性草酸去除率如下:
实验编号
菠菜质量/g
烹调方法
可溶性草酸去除率/%
a
180
冷焯:将1 L水和菠菜一起煮,水沸腾后再煮1 min,取出
64.7
b
180
热焯:将1 L水煮沸,停止加热,放入菠菜等其变色后(约1 min),取出
43.0
c
180
煮:将1 L水煮沸,放入菠菜煮1 min
43.0
d
180
炒:25 g食用油加热至220 ℃,加入菠菜炒1 min
0
实验2:取1 L水煮开,加入豆腐和菠菜同煮,可溶性草酸去除率如下:
实验编号
菠菜质量/g
豆腐质量/g
时间/min
可溶性草酸去除率/%
A
180
180
1
41.2
B
180
180
2
52.7
C
180
180
3
60.7
D
180
120
3
60.5
E
180
90
3
59.6
[解释与结论]
(3)对比实验ABC,可得出的结论是 。
(4)其他条件相同时,豆腐用量对菠菜中可溶性草酸去除率的影响不大,需要对比的实验是 (填实验编号)。
突破四 反思评价说理由
16.[2018·西城一模节选]食品工业中碘化钾(KI)可用作营养增补剂。碘化钾是白色固体,在空气中久置会“泛黄”变质。某实验小组对碘化钾变质后的成分及变质的条件进行探究。
Ⅲ.依据初步结论,深入探究变质的条件
实验3:分别取相同浓度的KI溶液进行实验,在空气中放置相同时间,现象如下表。
编号
①
②
③
④
⑤
实验
溶液
颜色
无色
浅黄色黄色(依次加深)
[解释与结论]
(5)实验3中,观察到③~⑤溶液颜色依次加深,推测其原因是 。
17.小明同学在“化学氧自救器”的说明书中看到“人呼出的CO2与自救器药罐中的生氧剂(超氧化钾KO2)接触能产生O2”,对自救器内发生的化学反应原理产生了探究兴趣。
[查阅资料]KO2能分别与CO2、H2O反应生成O2和一种化合物;未查到KO2能否与HCl反应的资料。
[提出问题]CO2与KO2反应生成的化合物是什么?
[作出猜想]是一种碳酸盐。
[进行实验]
实验步骤
实验现象
实验结论
取适量CO2与KO2反应后的固体于试管中,滴加适量稀盐酸
固体逐渐消失,有气泡产生
猜想正确
你是否同意他的结论,请说明理由: 。
18.硝酸铜为蓝色固体,溶于水可得蓝色溶液。小明同学用如图T5-7所示装置加热硝酸铜,发现固体由蓝色逐渐变黑,同时产生红棕色有刺激性气味的气体,带火星的木条复燃。
图T5-7
通过查阅资料并进行实验验证,可知Cu(NO3)2受热分解生成了CuO 、NO2和O2[2Cu(NO3)22CuO+4NO2↑+O2↑]。相同条件下,气体分子个数比约为体积比。小明同学依据“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象,推出NO2具有助燃性。你是否同意他的结论,并说明理由:
。
19.实验课上,某小组的同学用生石灰进行“化学反应中能量的变化”实验时发现:向块状生石灰中加入适量水后没有明显的温度变化。为确定其原因,进行了如下实验探究。
[提出问题]生石灰是否变质?其成分是什么?
[查阅资料]氢氧化钙溶解过程中无明显温度变化,与盐酸反应无气体生成。
[猜想与假设]同学们认为生石灰样品已经变质,并对其成分作出了如下4种猜想。
猜想1:氧化钙和氢氧化钙;
猜想2:氧化钙和碳酸钙;
猜想3:氢氧化钙和碳酸钙;
猜想4:氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙。
[进行实验]同学们将少量样品研碎后,按如图T5-8所示过程进行实验。
图T5-8
(1)在溶解过程中用温度计测量液体的温度,发现温度计示数升高,说明样品中应该含有氧化钙。结论:猜想3不成立。
(2)滤渣B中一定含有碳酸钙。结论:①块状生石灰表面发生变质;②猜想1不成立。
(3)为验证滤液C的成分,进行后续实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取少量滤液于试管中,滴加适量碳酸钠溶液
溶液变
浑浊
①滤液中溶质为氢氧化钙
②猜想4成立,猜想2不成立
[反思与评价]上述实验过程能否得出猜想4成立、猜想2不成立的结论,并说明理由:
。
题型分类突破
类型一 对比实验
1.[2019·北京]如图T5-9所示“黑面包”实验中,蔗糖(C12H22O11)变黑,体积膨胀,变成疏松的炭,放出有刺激性气味的气体。
图T5-9
[提出问题]改变糖的种类、浓硫酸的体积、水的滴数和温度是否会影响实验效果呢?
[进行实验]分别取5 g糖粉进行实验,根据前2 min 的现象对实验效果进行评分,记录如下:
表1 实验记录
实验
糖
浓硫酸体积/mL
水的滴数
温度/℃
效果得分
1
蔗糖
4
5
22
65
2
蔗糖
5
10
30
81
3
蔗糖
6
15
50
93
4
冰糖
4
10
50
91
5
冰糖
5
15
22
88
6
冰糖
a
5
30
75
7
葡萄糖
4
15
30
0
8
葡萄糖
5
5
50
0
9
葡萄糖
6
10
22
0
[处理数据]分析表1,计算效果得分均值,结果如下:
表2 效果得分均值
因素
均值
糖
蔗糖
79.7
冰糖
84.7
葡萄糖
0
浓硫酸体积/mL
4
52.0
5
56.3
6
56.0
水的滴数
5
46.7
10
57.3
15
60.3
温度/℃
22
51.0
30
52.0
50
61.3
依据均值推断最佳实验方案,均值越高,效果越好。
[解释与结论]
(1)蔗糖变成黑色的炭,发生了 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)推测放出的气体含SO2,从元素守恒角度说明理由: 。
(3)实验6中,a为 mL。
(4)根据表2推断,“黑面包”实验最好选择5 g冰糖、5 mL浓硫酸、 滴水和50 ℃。
[反思与评价]
(5)表2中,22 ℃对应的均值为51.0,计算该值所依据的3个数据分别是 。
(6)综合分析,使实验3的效果得分高于实验4的因素有 。
2.[2016·北京]镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件。
图T5-10
[查阅资料]常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
[猜想与假设]常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
[进行实验]通过控制与镁条接触的物质,利用图T5-10所示装置(镁条长度为3 cm,试管容积为20 mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
序号
主要实验操作
实验现象
1
先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气
再加入2 mL浓硫酸
镁条始终无明显变化
2
加入2 mL NaOH浓溶液
镁条始终无明显变化
3
先加入2 mL浓硫酸
再通入约4 mL CO2
镁条始终无明显变化
4
先加入4 mL饱和Na2SO3溶液
再充满CO2
镁条始终无明显变化
5
先加入2 mL蒸馏水
再通入约4 mL CO2
镁条第3天开始变黑,至第20天全部变黑
[解释与结论]
(1)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是 (用化学方程式表示)。
(2)实验1的目的是 。
(3)实验3中,试管内的气体主要含有CO2、 。
(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是 (填序号)。
(5)由上述实验可推知,镁条变黑的条件是 。
[反思与评价]
(6)在猜想与假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,其理由是 。
(7)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐,所需要的试剂是 。
3.[2019·大兴一模]实验课上,同学们利用澄清石灰水检验空气中的二氧化碳,实验中发现各组石灰水浑浊程度存在较大差异,于是设计实验探究影响石灰水浑浊程度的因素。
[进行实验]装置如图T5-11所示。
图T5-11
实验1:取饱和澄清石灰水进行实验。
实验序号
1-1
1-2
1-3
1-4
饱和澄清石灰水体积/mL
2.0
1.5
1.0
0.5
缓慢通入2 L空气后的浑浊程度
不明显
明显
非常明显
明显
实验2:利用向饱和石灰水中添加蒸馏水来调节石灰水浓度进行实验(溶液浓度变化引起的溶液密度变化忽略不计)。
实验序号
2-1
2-2
2-3
2-4
饱和澄清石灰水体积/mL
2.0
1.5
1.0
0.5
加入蒸馏水体积/mL
0
a
b
c
缓慢通入3 L空气后的浑浊程度
非常明显
明显
不明显
无现象
[解释与结论]
(1)小试管中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验1的目的为 。
(3)实验2中a、b、c三处数据,设计合理的是 。
A.0.5 0.5 0.5 B.0.5 1.0 1.5
C.1.0 1.5 2.0 D.1.0 2.0 3.0
(4)实验2的结论是 。
[反思与评价]
(5)通过对比实验1-1和2-1,可得出影响石灰水浑浊程度的另一因素是 ,
理由是 。
类型二 异常现象的探究
4.众所周知,酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是,在分组实验中(如图T5-12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。
图T5-12
[提出问题]分组实验中,出现意想不到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]
Ⅰ.红色褪去,与NaOH溶液和空气中的CO2反应有关。
Ⅱ.红色褪去,与NaOH溶液的浓度有关。
Ⅲ.出现白色浑浊物,与酚酞溶液的浓度有关。
[进行实验]
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
2
1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
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
[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Ⅰ (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, 。
[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Ⅲ成立”证据不足,理由是 。
5.[2019·海淀二模]兴趣小组用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈(主要成分是Fe2O3),发现反应开始时铁锈消失,有气泡产生,溶液颜色为黄色,一段时间后变为浅绿色。
图T5-13
[查阅资料]FeCl3的溶液呈黄色。
甲同学认为生成的FeCl3可能与试管中的物质继续反应,进行了下列实验。
实验编号
实验操作
实验现象
实验1-1
长时间放置,溶液颜色始终为黄色
实验1-2
长时间放置,溶液逐渐从黄色变浅绿色
实验1-3
长时间放置,产生红褐色沉淀
(1)用盐酸除铁锈的化学方程式为 。
(2)实验1-1的目的是 。
(3)综合分析实验1,溶液从黄色变浅绿色的可能原因是 。
乙同学用生锈程度相同的锈铁钉、5 mL盐酸探究溶液颜色变化的影响因素。
实验
编号
所用试剂
实验现象
反应开始时
24 h后
2-1
铁锈和2%盐酸
铁锈、溶液均无明显变化
铁锈消失,溶液变黄色
2-2
生锈铁钉和2%盐酸
生锈铁钉、溶液均无明显变化
铁锈消失,溶液变浅绿色
2-3
生锈铁钉和6%盐酸
铁钉表面有少量气泡,铁锈逐渐消失,溶液逐渐由无色变浅黄色
溶液变为浅绿色
2-4
生锈铁钉和10%盐酸
铁钉表面产生大量气泡,铁锈逐渐消失,溶液很快由无色变黄色
溶液变为浅绿色
(4)生锈铁钉与盐酸反应时,溶液的颜色变化与 有关。
(5)实验2-2中始终未观察到溶液变黄色,结合实验1和实验2推测可能的原因为 。
(6)基于上述实验推测,下列关于工业用盐酸除铁锈的说法合理的是 (填序号)。
A. 除铁锈时,所用盐酸的浓度越大越好
B.在除锈过程中,生成的FeCl3对铁也有腐蚀作用
C.用盐酸除锈时,应注意控制反应的时间
类型三 化学反应原理的探究
6.[2019·西城一模]实验小组以鸡蛋壳(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,模拟含氟牙膏保护牙齿的化学原理。
[查阅资料]①含氟牙膏保护牙齿的原因:含氟牙膏中的NaF能与牙齿表面溶解的微量Ca2+反应,生成更难溶于酸的物质。②常温下,酚酞溶液遇pH<8.2的碱性溶液不变色。
[进行实验]实验小组用2种不同的方法进行实验。
图T5-14
实验一:如图T5-14Ⅰ连接仪器,进行实验。
实验组
对照组
锥形瓶中的物质
0.5 g用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳
0.5 g未用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳
注射器中的物质
20 mL 3.5%的盐酸
m
试管中的物质
滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液
滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液
试管中溶液褪色时间/s
t1
t2
实验二:如图Ⅱ连接仪器,锥形瓶和注射器中的物质均与实验一相同。进行实验,测量压强随时间的变化如图T5-15所示。
图T5-15
[解释与结论]
(1)装入药品前,检查装置a的气密性:用弹簧夹夹住右侧胶皮管,
,说明装置气密性良好。
(2)实验一中:
①鸡蛋壳中主要成分与盐酸反应的化学方程式为 。
②m处应填写的是 。
(3)实验二能证明含氟牙膏对鸡蛋壳有保护作用,其理由是 。
由此推断出实验一中,t1 (填“>”“<”或“=”)t2。
[反思与评价]
(4)根据本实验模拟的含氟牙膏保护牙齿的化学原理,推测下列摩擦剂一定不能用于制作含氟牙膏的是 (填序号)。
A.CaCO3
B.SiO2(二氧化硅)
C.Al(OH)3
7.[2019·东城一模]某实验小组同学对铁粉和氧化铜的混合物与足量的硫酸混合后,体系中各反应的先后顺序进行研究。
[查阅资料]CuO+H2SO4CuSO4+H2O
[进行实验]
实验1:将铁粉和氧化铜的混合物与60 mL 10%稀硫酸混合,实验记录如下。
序号
铁粉/g
氧化铜/g
实验现象
1-1
0.56
1.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈蓝色
1-2
1.12
1.6
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色
1-3
1.68
1.6
立即出现红色固体,待红色固体不再增加后产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅绿色
实验2:将1.12 g铁粉和1.6 g氧化铜的混合物与30 mL不同浓度的硫酸混合,实验记录如下。
序号
硫酸浓度/%
实验现象
2-1
20
立即出现红色固体,无气泡产生,充分反应后上层清液呈浅绿色
2-2
30
立即出现红色固体,瞬间产生大量气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色
2-3
50
立即出现红色固体,瞬间产生大量气泡,反应过程中生成红色固体的同时持续产生细小气泡,充分反应后上层清液呈浅蓝色
[解释与结论]
(1)浅绿色溶液中一定含有的溶质是H2SO4、 。
(2)实验中出现红色固体反应的化学方程式为 ;实验中出现气泡反应的化学方程式为 。
(3)依据实验1推测,在稀硫酸浓度为10%,且硫酸足量的条件下,铁粉、氧化铜与稀硫酸反应的先后顺序为 。
(4)对比分析实验1-2与1-3,解释实验1-2没有产生气泡的原因 。
(5)根据实验2判断,下列说法不正确的是 (填序号)。
A.硫酸浓度为20%,CuO先于Fe与硫酸反应
B.硫酸浓度为40%,Fe将先于CuO与硫酸反应
C.硫酸浓度为50%,Fe与CuSO4反应的同时也与硫酸反应
8.[2019·怀柔一模]化学小组同学在查阅“氢氧化钠使酚酞变红的原因”时,看到了以下资料:
①实验室所用酚酞溶液pH<8。酚酞的分子结构受pH影响,酚酞溶液的颜色受其分子结构影响,具体情况如下表所示。
溶液的pH
1≤pH<8
8≤pH≤13
pH>13
酚酞的分子结构
内酯式
醌式
羧酸式
酚酞溶液的颜色
无色
红色
无色
②醌式结构的酚酞能与H2O2溶液发生反应,生成无色物质,且该物质在溶液中的颜色不受pH影响。
③NaOH溶液浓度越大,溶液pH越高。
该小组同学对上述资料产生了兴趣,决定对酚酞溶液颜色的变化开展探究。
[进行实验]
组别
实验操作
实验现象及数据
1
1-1:配制pH=13的NaOH溶液,取5 mL于试管中,向其中滴加2滴酚酞溶液后,分成两等份
1-2:向一支试管中加入稀盐酸
溶液红色褪去
1-3:向另一支试管中加入
溶液红色褪去
2
2-1:分别配制pH=8、10、11、13的NaOH溶液,各取5 mL分别加入4支试管中,再分别向4支试管中加入5滴30%H2O2溶液,最后各滴入2滴酚酞溶液
溶液都先变成红色,然后红色逐渐褪去,4支试管变化情况如下:
2-2:配制pH=9的NaOH溶液,分别取5 mL加入4支试管中,再向各试管中加入5滴质量分数分别为0.5%、1%、2%、4%的H2O2溶液,最后各滴入2滴酚酞溶液
溶液都先变成红色,然后红色逐渐褪去,4支试管变化情况如下:
[解释与结论]
(1)实验1-1中,可以观察到的实验现象是 。
(2)实验1-2中,溶液红色褪去的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)实验1-3的目的是验证pH>13时,红色酚酞溶液会变成无色,则“向另一支试管中加入 ”。
(4)由实验2-1可以得到结论:H2O2能使变红的酚酞褪色, 。
(5)实验2-2的目的是
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