资源描述
题型突破(六) 实验探究题
类型一 有关物质成分的定性及定量探究
|针对训练|
角度1 变质后成分类
1.[2019·广元]小娟同学发现,上个月做化学实验用的氢氧化钠溶液忘记了盖瓶盖。对于该溶液是否变质,小娟和同学们进行了如下探究活动。
提出问题该瓶氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
查阅资料氯化钡溶液呈中性。
猜想①该溶液没有变质;
②该溶液全部变质;
③该溶液部分变质。
进行实验小娟和同学们按如下方案进行了实验。
图T6-2
问题讨论
(1)操作Ⅰ的名称是 。
(2)写出产生白色沉淀的化学反应方程式: ,由此现象可得出:猜想 (填序号)错误。
(3)结合操作Ⅰ和Ⅱ,若“现象X”是溶液不变色,则猜想 (填序号)正确;若“现象X”是 ,则猜想③正确。
拓展应用
(1)小娟和同学们通过以上实验探究得出,实验室保存氢氧化钠溶液的方法是 。
(2)如果氢氧化钠溶液中混有少量碳酸钠杂质,常加入适量 [填“BaCl2”或“Ba(OH)2”]除去。
角度2 无明显现象类
2.[2019·益阳]向一定量的NaOH溶液中慢慢通入CO2气体,看不到明显现象。某实验小组的同学对所得溶液成分进行了如下探究,请你参与他们的探究活动,并完成以下问题。
提出问题所得溶液中溶质的成分是什么?
查阅资料资料一:将CO2气体慢慢通入一定量的NaOH溶液中,可能发生以下两个化学反应。
先发生反应:2NaOH+CO2Na2CO3+H2O;
当NaOH反应完全后,继续发生反应: Na2CO3+H2O+CO22NaHCO3。
资料二:Ca(HCO3)2易溶于水;CaCl2溶液与NaCl溶液均呈中性;NaHCO3溶液显碱性,可使酚酞试液变红色。
猜想与假设小组同学通过讨论,提出了以下四种猜想:
猜想一:溶质为NaOH和 Na2CO3;
猜想二:溶质全部为Na2CO3;
猜想三:溶质为 ;
猜想四:溶质全部为NaHCO3。
实验探究小组同学设计并完成了如下实验:
实验步骤
实验过程
实验现象
实验结论
①
取适量反应后的溶液置于试管中,加入过量CaCl2溶液
有白色沉淀生成
猜想 不成立
②
取适量步骤①反应后的上层清液,滴加几滴酚酞试液
___________
猜想二不成立
③
取适量步骤①反应后的上层清液,滴加适量稀盐酸
有气泡产生
猜想 成立
实验总结
盐酸针对上述实验,实验小组的同学总结并写出了上述探究过程中的各步反应方程式。你认为步骤①发生反应的化学方程式是 。
3.[2019·湘西]某化学兴趣小组在进行酸碱中和反应的实验探究时,向烧杯中的氢氧化钠溶液滴加稀盐酸一段时间后,发现忘记添加酸碱指示剂。某同学从烧杯中取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,观察到试管中溶液不变色,于是针对此溶液的成分,同学们进行了科学探究。
(1)猜想与假设:
猜想一:反应后氢氧化钠过量,溶液呈碱性;
猜想二:氢氧化钠与盐酸恰好完全中和,溶液呈中性;
猜想三: 。
同学们经过讨论后觉得猜想一不正确,其理由是 。
(2)设计并进行实验:
①化学兴趣小组的同学为了验证自己的猜想,设计了实验方案一:
实验步骤
实验现象
实验结论
用洁净、干燥的玻璃棒蘸取少量反应后的溶液滴在干燥的pH试纸上,观察颜色变化并与标准比色卡对比
pH (填“>”“<”或“=”)7
猜想二不成立,猜想三成立
②请你设计另一个实验方案(与实验方案一不同),验证猜想三成立,并填写下表:
实验步骤
实验现象
实验结论
__________________
________________________
猜想三成立
角度3 标签破损类
4.[2018·十堰]某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图T6-3),经实验员分析知原瓶溶液中的溶质可能是NaHCO3、NaOH、Na2CO3和NaCl中的一种,请你对该试剂作出猜想并进行实验探究。
图T6-3
提出问题这瓶试剂是什么溶液?
猜想与假设甲猜想:NaHCO3溶液;
乙猜想:NaOH溶液;
丙猜想:Na2CO3溶液;
丁猜想:NaCl溶液。
查阅资料上述四种物质相关信息如下:
物质
NaHCO3
NaOH
Na2CO3
NaCl
常温下溶解度/g
9.6
109
21.5
36
常温下稀溶液的pH
9
13
11
7
实验探究1取瓶中溶液少许于试管中,滴加几滴酚酞试液,溶液变红。
实验探究2另取瓶中溶液少许于试管中,滴加足量的稀盐酸,产生气泡。
实验分析通过实验探究1可知(1) 同
学的猜想一定错误。
甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想错误,他的理由是(2) 。
丙同学分析实验探究2并结合以上同学的实验结论,认为原瓶溶液是Na2CO3溶液。实验探究2中发生反应的化学方程式为(3) 。
讨论质疑乙认为以上同学分析有漏洞,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
实验探究3在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生。
得出结论通过实验探究3可证明这瓶试剂为(4) 溶液,但已经部分变质。
反思与拓展学习小组反思了这瓶试剂因为(5) 而变质,得出了该溶液正确的保存方法。若要除去该溶液变质部分所采用的方法是(6) (用化学反应方程式表示)。
角度4 气体成分类
5.[2019·黄冈]获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后,学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品,进行成分探究。兴趣小组经资料查询,通常瓦斯气体可能含有CO、CO2、CH4等气体,为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种,小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论:
图T6-4
(已知:CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O)
(1)同学甲认为,氧化钙的作用是防止空气中的CO2和H2O对实验造成干扰,小组成员一致同意。
(2)同学乙认为,若装置C中CuO变红,则除了甲烷与CuO可能发生反应外,还可能发生的反应是
(用化学方程式表示)。
(3)同学丙认为,欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重,说明混合气体中含有CH4的思路不严密,认为需要在 (填序号)间再增加一个D装置(编号为F),才能证明含有CH4。
(4)同学丁认为,B装置可有可无。说说你的看法和理由: 。
(5)同学戊认为,该装置存在着 重大安全隐患,小组成员一致同意。
综合上述讨论,兴趣小组将经过安全处理后的混合气体,通过改进后的装置进行了实验探究,请根据实验现象和数据填写结论:
装置
实验现象/数据
实验结论
A
石灰水变浑浊
通过实验现象和数据,小组成员一致认为该气体样品中含有
B
无明显现象
C
黑色粉末变成红色
D
装置D增重3.6 g
E
装置E增重4.4 g
6.[2018·徐州]为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式: 。老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。
提出问题铜与浓硫酸反应的生成物是什么?其中气体是什么?
猜想假设同学们对产生的气体作出了猜想。
猜想一:氢气;猜想二:二氧化硫;猜想三:氢气和二氧化硫的混合物。
查阅资料(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应;(2)H2+CuOCu+H2O。
实验探究师生设计了如图T6-5所示装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
图T6-5
主要实验步骤
主要现象
解释或结论
①加热装置A一段时间
装置B中的现象是
有二氧化硫生成
②点燃装置D处酒精灯
装置D玻璃管中无明显现象
猜想 正确
③停止加热,将铜丝上提,向装置A中玻璃管鼓入空气
④冷却,将A中液体用水稀释
A中液体变为 色
有硫酸铜生成
表达交流(1)在步骤③中,鼓入空气的目的是 。
(2)请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+ 。
反思拓展
(1)若将装置A中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置D玻璃管中看到的现象是 。
(2)下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是 (填序号)。
①锌、铜、稀盐酸
②锌、硫酸铜溶液
③锌、铜、氯化镁溶液
角度5 金属及氧化物成分类
7.[2019·临沂]老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种。同学们对该粉末进行了定性与定量研究。
(1)定性实验:
实验方案
实验现象
实验结论
取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的稀盐酸振荡
红色粉末全部消失,溶液呈棕黄色
粉末为Fe2O3
______________________
粉末为铜
写出“红色粉末全部消失”发生反应的化学方程式: 。
(2)定量实验:取该粉末4 g放入硬质玻璃管中,先通CO,然后再用酒精喷灯加热一段时间,停止加热后继续通入CO至装置冷却。实验装置如图T6-6:
图T6-6
①实验时,先通CO再加热的目的是 。
②若该粉末全部是氧化铁,在硬质玻璃管中观察到的实验现象是 。B装置用于吸收二氧化碳并收集CO,其中盛放的试剂最好是 。
A.NaOH溶液 B.稀盐酸 C.水
如果该实验没有装置B、C,实验造成的危害是 。
③若该粉末为铜粉和氧化铁的混合物。待装置完全冷却至室温,称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为m g。则m的取值范围是 。
8.[2019·衢州]某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主,其他成分对实验无干扰),开展了以下探究活动。
提出问题锡纸中的金属是什么?
建立猜想根据锡纸有银白色金属光泽,并结合金属活动性、价格等因素,猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。
探究过程
步骤
活动内容
收集证据
分析并得
出结论
步骤一
①查阅资料:金属锌在常温下很脆
②取锡纸反复折叠
锡纸未破损
锡纸中金属不是锌
步骤二
用磁铁靠近锡纸
锡纸没有被磁铁吸引
锡纸中金属不是
步骤三
①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到 现象时,取出锡纸条并用蒸馏水清洗
②将处理过的锡纸条放入试管中,加入饱和硫酸锌溶液,静置观察
②中锡纸条表面无明显现象
说明锡纸中的金属活动性比锌弱,则锡纸中金属不是铝,而是锡
交流评价
小科对实验结论提出质疑:“无明显现象”并不代表没有发生反应,因为铝与硫酸锌反应[2Al+3ZnSO43Zn+Al2(SO4)3]生成的金属锌为银白色,与铝颜色相同,因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案,并根据预期结果得出相应结论: 。
继续探究运用完善后的方案进行实验,分析实验结果,得出初步结论:锡纸中金属是铝。
9.[2017·徐州]某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。
(1)按如图T6-7装好药品,连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是 。
图T6-7
(2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣声。该气体燃烧的化学方程式为 。
(3)同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”,玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
查阅资料铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色,铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应。
实验探究
实验步骤
实验现象
实验结论
倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上
黑色固体不变色
黑色固体中一定没有
(填物质名称)
取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量 溶液
,
且有红色固体出现
黑色固体中一定含有
探究结论铁与水蒸气发生置换反应,有关的化学方程式是 。
拓展创新同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图T6-7装置,设计出图T6-8装置,并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水剂,实验都获得成功。
图T6-8
①改进装置与原装置相比,改进装置有很多优点,请你写一条: 。
②分析上述供水剂的供水原理,其中正确的是 (填序号)。
A.疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能
B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来
C.本身不含水的固体物质,不能用作供水剂
角度6 综合类
10.[2019·陕西]一种自加热食品包装中加热包的成分有:生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠、氯化钙、硫酸镁,使用时需向加热包加水。课堂上老师分别取适量加热包中的固体样品进行如图T6-9实验。
图T6-9
(1)实验A中,将样品加入水里,触摸烧杯外壁发烫,其原因是 (用化学方程式表示)。
(2)实验B中,将一定量稀盐酸加入锥形瓶中,剧烈反应,生成大量气体。学习小组同学对气体成分和锥形瓶内溶液进行探究。
Ⅰ.对气体成分进行探究
作出假设假设一:只有H2;
假设二:只有CO2;
假设三:H2和CO2。
实验验证小明同学设计如下实验对气体成分进行探究。
图T6-10
①当气体通过甲时,澄清石灰水变浑浊,证明假设 不成立。
②丁中出现 的现象时,证明假设三成立。
③乙的作用是 。
Ⅱ.对锥形瓶内的溶液进行探究
实验后,小萍同学取少量锥形瓶内的溶液于试管中,向其中滴加NaOH溶液,开始一段时间无沉淀生成,其原因是锥形瓶内的溶液中存在 。
总结反思通过以上探究,小林同学做了如下的反思归纳:
a.加热包应密封防潮保存
b.向用过的加热包内的固体中,加入过量稀盐酸后过滤,可以回收活性炭
c.能与水混合放出热量的物质均可用作加热包中的发热材料
你认为其中不正确的是 (填序号)。
11.[2019·徐州市区一模]某实验小组同学在做探究二氧化碳性质的实验时,将二氧化碳通入澄清石灰水,开始看到澄清石灰水变浑浊,继续通入二氧化碳后又变澄清。小组同学查阅资料发现是因为沉淀CaCO3转变成了易溶于水的Ca(HCO3)2,所以溶液由浑浊又变澄清。该小组同学对长时间向碱溶液中通入CO2反应后溶液中的溶质组成产生了浓厚的兴趣。
提出问题一定量CO2与NaOH溶液反应后溶质组成是什么?
查阅资料
①开始通入CO2时,CO2与NaOH溶液反应的化学方程式为 ;
②通入过量CO2,继续反应的化学方程式:Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3;
③Ca(OH)2与Na2CO3、NaHCO3均能反应且有白色沉淀生成;
④较稀的CaCl2溶液能与Na2CO3溶液反应,而与NaHCO3溶液不反应;
⑤NaHCO3溶液显碱性。
提出猜想Ⅰ.溶质为NaOH和Na2CO3;
Ⅱ.溶质为 (填化学式);
Ⅲ.溶质为Na2CO3和NaHCO3;
Ⅳ.溶质为NaHCO3。
设计实验
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液,滴在pH试纸上
pH=9
该溶液显碱性
(2)取反应后溶液少许于试管中,向其中滴加过量的
有白色沉淀生成
猜想Ⅳ不成立
(3)将步骤(2)所得的混合物过滤,向滤液中滴加足量的 ,振荡
迅速冒气泡
猜想 成立
讨论交流有同学提出,实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要? (填“需要”或“不需要”)。
反思应用澄清石灰水变浑浊后再通入二氧化碳又会变澄清的原因是 (写化学方程式)。
12.[2019·昆明]小晨同学从课外读物中得知:在加热条件下,钠与CO2反应的产物可能有C、CO、Na2CO3、Na2O。于是设计实验对产物成分进行探究。
查阅资料①BaCl2溶液呈中性;
②4Na+O22Na2O;
③Na2O+H2O2NaOH;
④2Na+2H2O2NaOH+H2↑;
⑤CO通入PdCl2溶液中有黑色沉淀生成。
提出问题在加热条件下,钠与CO2反应的产物有哪些?
猜想假设猜想一:产物中一定有C;
猜想二:产物中一定有CO;
猜想三:产物中一定有Na2CO3;
猜想四:产物中一定有Na2O。
实验验证用图T6-11所示装置(夹持装置已略去)进行实验探究。
图T6-11
装置A中发生反应的化学方程式为 ;装置C的作用是 。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
(1)
待钠完全反应后,将装置D中的固体置于烧杯中,加蒸馏水溶解
有黑色不溶物
猜想 正确
(2)
将实验(1)所得混合物过滤,取滤液加入过量BaCl2溶液
猜想三正确
(3)
猜想二正确
反思与评价小晨同学向实验(2)所得溶液中滴入几滴酚酞试液,溶液呈红色。于是得出结论:在加热条件下,钠与CO2反应一定产生Na2O。该结论是否严谨? (填“是”或“否”),理由是 。
13.[2016·徐州]化学兴趣小组探究金属的性质时,将一段去除氧化膜的镁条,放入一定量的稀盐酸中,有气泡产生,充分反应后静置,发现试管中有灰白色沉淀。
提出问题灰白色沉淀是什么物质?
猜想假设小华认为灰白色沉淀为碳酸镁(MgCO3),其他同学认为不需要实验就能否定小华的猜想,理由是 。
小宇认为由于反应后氯化镁的生成量偏多,灰白色沉淀为不能再溶解的氯化镁固体。
小彤认为灰白色沉淀为脱落的镁粉细颗粒。
实验探究1
实验操作
现象
结论
①取试管中的上层清液,加入适量的氯化镁固体
氯化镁固体 (填“溶解”或“不溶解”)
小宇猜想错误
②取适量白色沉淀加入足量稀盐酸中
(填“有”或“没有”)气泡冒出
小彤猜想错误
基于以上探究与分析,原有猜想均遭到了否定。
查阅资料HCl+AgNO3HNO3+AgCl↓,AgCl是一种白色沉淀。
实验探究2他们又另取灰白色沉淀放入试管中加热,将蘸有硝酸银溶液的玻璃棒伸入试管内,玻璃棒上的溶液出现白色浑浊,证明产生了 气体。再将湿润的蓝色石蕊试纸悬于试管口,试纸变 色。
同学们请教老师后得知,足量的镁与稀盐酸反应时,溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程,从而生成了碱式氯化镁沉淀。据文献介绍,碱式氯化镁存在多种组成结构,化学通式可表示为Mgx(OH)yClz·mH2O(其中2x-y-z=0,0≤m≤6)。
反思拓展(1)做镁与稀盐酸反应的实验时,镁条的用量宜少不宜多。
(2)铁片和铜片放入稀硫酸中产生的现象也不相同,据此推测出铁的活动性比铜 。还可根据铁和硫酸铜溶液的反应来确定这两种金属的活动性强弱,该反应的化学方程式为 。
14.[2019·河北]兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么?
作出猜想小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有 三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
实验1
取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按图T6-12甲所示方案进行实验。B中石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
图T6-12
(1)反应装置A应选用图乙中的 (填序号)。
(2)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图甲所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是 。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么?
查阅资料镁与水缓慢反应生成氢气;Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、CO32-外,还有OH-。
作出猜想可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
实验2
按图T6-13所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是CO32-而不是Na+、OH-促进了镁与水的反应。
图T6-13
(1)G中实验的作用是 。
(2)试剂X是 。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3?
实验3取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3。试剂Y及实验现象为 ;该反应的化学方程式为 。
反思交流有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发,通过深入研究而实现的。
15.[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
①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,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。
②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。
③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
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。
继续探究
同学们利用如图T6-14所示装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
图T6-14
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 (填序号,双选)。
A.嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为:48(m3-m2)17m1×100%
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
类型二 有关物质性质的探究
|针对训练|
16.[2019·徐州]某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
图T6-16
实验回顾(1)按图T6-16甲所示,在小烧杯A中盛有少量浓氨水,小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水,几分钟后,B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了 (填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,你认为溶液的颜色会 (填“变深”“变浅”或“不变”)。
(2)图乙是该小组对图甲装置的改进,和图甲相比,其优点有 (任写一条)。
提出问题氨气在水中的溶解性如何?
查阅资料常温常压下,氨气极易溶于水,可用图T6-17所示装置验证。
图T6-17
进行实验步骤1:按图连接装置,检查气密性。
步骤2:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞,把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3:打开橡皮管上的止水夹, (填具体操作),使少量水进入烧瓶。观察到的现象是 ,产生该现象的原因是 。
实验完毕,向烧瓶内的氨水中加入少量稀硫酸将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4,该反应的化学方程式为
。
反思拓展实验后请教老师知道,氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O),则氨水中含有的分子有H2O、 、 (都填化学式)。
17.[2019·贵港]某化学兴趣小组在学习金属知识后,对金属钙及其化合物的化学性质非常感兴趣,并进行了以下实验探究。
(1)对金属钙的化学性质进行探究。
提出问题金属钙能否与水反应?
实验探究取一粒金属钙投入盛有50 mL水的烧杯中,钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,溶液出现浑浊;用手触摸烧杯外壁,感觉发热。反应结束放置一段时间后,溶液变澄清,向烧杯中滴入无色酚酞试液,溶液变红色。
实验结论金属钙能与水反应,经进一步检验,产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式: 。
交流与反思反应结束放置一段时间后,溶液变澄清的原因是 。
(2)对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究。
查阅资料Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。
实验探究该小组称取10.0 g干燥剂样品于控温电加热器中,按图T6-18所示装置进行实验(装置气密性良好,装置A、B、C中药品足量,实验操作正确)。
图T6-18
实验数据记录充分反应后,产物被完全吸收,A装置增重0.9 g, B装置增重2.2 g。
分析与结论该包干燥剂的成分有 (填化学式),其中Ca(OH)2的质量为 g。
反思与拓展
①停止加热后,需要通入N2一段时间的目的是 。
②若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是 。
类型三 反应实质、反应条件及变化规律类探究
|针对训练|
18.[2019·毕节]某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱,开展了以下活动。
查阅资料经查阅,金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为 。
编号
操作
现象
甲
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中
无明显现象
乙
将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中
铝丝表面析出红色固体
丙
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中
铝丝表面析出红色固体
对比实验
(1)比较实验乙和实验 (填“甲”或“丙”)可知:打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)实验乙中反应的化学方程式为 ,据此可知金属活动性 Al比 Cu (填“强”或“弱”)。
(3)小明同学对实验丙的现象进行分析,认为 H2O 对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定,否定的依据是 。
猜测与探究
小组同学针对实验丙的现象,经讨论后猜测:Cl-破坏了氧化铝薄膜。
为检验此猜测是否正确,他们首先向两支试管中加入相同的 CuSO4溶液,并均浸入表面未打磨的铝丝,然后进行了新的探究:
操作
现象
结论
推论
(1)向一支试管中再加入NaCl 固体
铝丝表面析出红色固体
氧化铝薄膜被破坏
Na+或 能破坏氧化铝薄膜
(2)向另一支试管中再加入Na2SO4固体
___________________
氧化铝薄膜未被破坏
Na+和 SO42-都不能破坏氧化铝薄膜
结论与反思
得出结论:前述猜测 (填“正确”或“不正确”)。
总结反思:本次探究充分运用了比较法和控制变量法。
19.[2019·北京]如图T6-19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T6-19
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 。
【参考答案】
类型一
针对训练
角度1
1.问题讨论(1)过滤
(2)Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl ①
(3)② 溶液变红色
拓展应用(1)密封保存 (2)Ba(OH)2
[解析]问题讨论(1)将白色沉淀和无色溶液分离的操作是过滤。(2)白色沉淀是氢氧化钠变质后的碳酸钠与氯化钡溶液反应生成的碳酸钡沉淀,反应的化学方程式为Na2CO3+BaCl2BaCO3↓+2NaCl;由于有碳酸钡生成,说明样品中含有碳酸钠,氢氧化钠已变质,则猜想①错误。(3)操作Ⅰ中加入过量的氯化钡溶液可除尽样品中的碳酸钠,过量的氯化钡溶液和生成的氯化钠均呈中性,过滤后,向滤液中滴入酚酞试液,如溶液不变色,说明样品中不含氢氧化钠,氢氧化钠全部变质,猜想②正确;如出现的现象是溶液变红色,说明样品中含有氢氧化钠,氢氧化钠部分变质,猜想③正确。拓展应用(1)由于氢氧化钠溶液敞口放置在空气中能吸收二氧化碳气体而变质,因此,实验室保存氢氧化钠溶液的方法是密封保存。(2)除去氢氧化钠溶液中混有的碳酸钠,常加入适量的氢氧化钡溶液,氢氧化钡溶液和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,过滤,既除去了杂质,又没有引入新杂质;不能用氯化钡溶液,氯化钡溶液和碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,引入了新杂质氯化钠。
角度2
2.猜想与假设Na2CO3和NaHCO3
实验探究四 溶液变红色 三
实验总结CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl
[解析]猜想与假设根据二氧化碳的量,可以猜想所得溶液中溶质的成分有四种情况:溶质为NaOH和 Na2CO3,溶质全部为Na2CO3,溶质为Na2CO3和NaHCO3,溶质全部为NaHCO3。实验探究向溶液中加入过量CaCl2溶液,有白色沉淀生成,说明溶质中一定含有碳酸钠,因为碳酸氢钙是可溶的,所以白色沉淀是碳酸钙,则猜想四不成立;取步骤①反应后的上层清液,滴加酚酞试液后,得出猜想二不成立,即溶质中不仅仅含有碳酸钠,猜想一和猜想三中都含有能使酚酞变红的物质,所以实验现象为溶液变红色;取适量步骤①反应后的上层清液,滴加适量稀盐酸,有气泡生成,说明生成了气体二氧化碳,能与稀盐酸反应生成二氧化碳,所以溶质中一定含有碳酸氢钠,结合步骤①,故猜想三正确。实验总结步骤①为碳酸钠与氯化钙反应,配平化学方程式即可。
3.(1)反应后稀盐酸过量,溶液为酸性 滴加酚酞试液后,溶液不变色,则溶液不显碱性
(2)①<7 ②取溶液少许放入试管,滴入石蕊试液 溶液变红
[解析](1)氢氧化钠和稀盐酸反应的化学方程式为HCl+NaOHNaCl+H2O,其反应后的溶液中一定有氯化钠,可能还有氢氧化钠或者氯化氢中的一种,若只有氯化钠,溶液显中性,滴加酚酞,溶液不变色;若溶质为氯化钠和氯化氢,溶液显酸性,滴加酚酞,溶液不变色;若溶质为氯化钠和氢氧化钠,溶液显碱性,滴加酚酞,溶液变为红色。
(2)猜想三是溶质为氯化钠和氯化氢,为了证明含有氯化氢,只需要证明溶液显酸性即可,因此可以选择加入活泼的金属看是否生成气体、加入石蕊看颜色的改变、加入碳酸盐看是否产生气体、加入金属氧化物(氧化铁、氧化铜等)看颜色改变或加入难溶性碱等方法。
角度3
4.(1)丁
(2)在该温度下,碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数小于10%
(3)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑
(4)氢氧化钠 (5)敞口放置
(6)Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH
[解析]实验分析(1)通过实验探究1可知,该溶液呈碱性,而氯化钠溶液呈中性,故丁同学的猜想一定错误。(2)由于在该温度下,碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数为9.6g100g+9.6g×100%<10%,故甲同学发现自己的猜想错误。(3)实验探究2中有气泡产生,是碳酸钠和盐酸反应生成了氯化钠、水和二氧化碳,发生反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑。
得出结论(4)在实验探究1试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生,说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,故通过实验探究3可证明这瓶试剂为氢氧化钠溶液,但已经部分变质。
反思与拓展(5)这瓶试剂因为敞口放置而变质。(6)若要除去该溶液变质部分可以加入适量的氢氧化钙溶液。
角度4
5.(2)CuO+COCu+CO2 (3)BC
(4)装置B必须有,因为氢氧化钙微溶于水,装置A不能保证CO2吸收完全
(5)可燃性气体中含有氧气,加热时可能会发生爆炸(合理即可) 二氧化碳和甲烷
[解析](2)一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,化学方程式是CuO+COCu+CO2。(3)要想证明甲烷和氧化铜反应生成水,必须在气体通过氧化铜前,把原来的水分除掉,所以应该在BC之间加入盛有浓硫酸的洗气瓶。(4)装置B必须有,因为氢氧化钙微溶于水,溶液中含有的氢氧化钙少,不能保证二氧化碳被全部吸收,会影响对一氧化碳的检验。(5)加热可燃性气体与氧气混合物容易发生爆炸,可燃性气体中含有氧气,加热时可能会发生爆炸;装置A中石灰水变浑浊,说明气体中含有二
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