资源描述
(八) 科学探究题
类型一 物质组成及成分的探究
|针对训练|
1.[2019·滨州]钙元素是一种重要的金属元素,它可组成氢化钙、氢氧化钙等多种物质。
(1)氢化钙(CaH2)固体是登山运动员常用的能源提供剂。某实验探究小组的同学通过查阅资料得知,氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气,请你写出该反应的化学方程式: 。
(2)该实验探究小组将Na2CO3溶液滴加到Ca(OH)2 溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,经检验滤渣的成分是碳酸钙。
[提出问题]
滤液中溶质的成分是什么?
[猜想与假设]
猜想一:NaOH;
猜想二:NaOH和Ca(OH)2;
猜想三:NaOH和 ;
猜想四:NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。
经过讨论,大家认为猜想四不合理,原因是
。
[实验过程]
实验步骤
现象
结论
步骤Ⅰ:取滤液,向其中滴加适量的Na2CO3溶液
猜想二不成立
步骤Ⅱ:另取滤液,向其中加入足量的 溶液
产生气泡
猜想 成立
[拓展延伸]在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑 。
2.[2019·泰安]在整理实验室时,同学发现7瓶不同的无色溶液(见图T8-4所示),其中2、3、7号试剂瓶标签完全破损,4、5号试剂瓶标签部分破损。查阅药品记录单可知,2、3、4、5、7号溶液分别是10% NaOH溶液、饱和石灰水、10% Na2CO3溶液、10% CaCl2溶液、10%稀盐酸中的一种。化学小组同学进行了以下实验探究。
图T8-4
[实验目的]①给试剂瓶贴上正确的标签;
②探究部分溶液混合发生的反应。
[查阅资料]①CaCl2溶液呈中性,能与Na2CO3发生复分解反应;
②Ca(OH)2+NaHCO3CaCO3↓+NaOH+H2O,NaOH+NaHCO3Na2CO3+H2O。
[实验探究](1)分别取2、3、4、5、7号溶液于5支试管中,向其中分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红色,说明这3种溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”),由该实验可确定的溶液为 (写出试剂瓶编号及相应的溶液名称)。
(2)分别取2号5.55 g和7号3.65 g溶液,混合均匀后,逐滴加入5号溶液。首先观察到有气泡冒出,然后有沉淀析出。加入5号溶液的质量与产生气体或沉淀的质量关系如图T8-5Ⅰ所示,加入5号溶液的质量与溶液pH的变化关系如图Ⅱ所示。根据图示回答下列问题。
图T8-5
①7号溶液是 (填名称)。
②图Ⅰ中b点数据为 g。
③图Ⅱ中h→k段发生反应的化学方程式为 。
(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,过滤,则滤液中含有的溶质可能为①NaOH;②Na2CO3;③NaOH、Na2CO3;④NaOH、Ca(OH)2;⑤ 。
[实验反思]分析上述实验,下列说法不正确的是 (填序号)。
A.5号试剂可能是部分变质的氢氧化钠溶液
B.该实验无法确定各种试剂,没有完成实验目的①
C.图Ⅰ中b→c段反应过程中溶液的pH变化情况可用图Ⅱ中h→k段表示
D.碳酸氢钠既能与碱反应,又能与酸反应
3.[2017·常州]膨松剂是一种食品添加剂,某研究小组对膨松剂进行了如下探究。
[趣味实验]
实验1:和面。向20 g面粉中加入10 mL水,制得的面团编为1号;向20 g面粉中加入10 mL水,再加入2 g膨松剂M,制得的面团编为2号。
实验2:发面。将和好的2个面团放入微波炉中加热,几分钟后,取出面团,发现1号面团无明显胀大,2号面团明显胀大且手感比较松软。
[提出问题]膨松剂M的成分是什么?
[提出假设]假设1:M是NH4HCO3;
假设2:M是NaHCO3;
假设3:M是NH4HCO3和NaHCO3。
[实验探究1]
实验步骤
实验现象
实验结论
实验①:取少量M于试管中,加热一段时间
无刺激性气味;试管内壁有水珠;试管内有固体剩余
假设 成立;假设 不成立
[提出新问题]实验①试管中剩余固体是什么?
[实验探究2]
实验②:将实验①所得固体继续加热,无明显现象。冷却,向试管中加水,固体全部溶解,将所得溶液分为2份,向其中1份溶液中滴加稀盐酸,有气泡生成,将生成的气体通入澄清石灰水,有白色沉淀生成;向另1份溶液中滴加足量氯化钙溶液,有白色沉淀生成,静置,向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液,溶液不变红。
[得出结论]
实验①试管中剩余固体是 (填化学式)。
[反思提高]
(1)NH4HCO3受热分解的化学方程式是 。
(2)热稳定性:Na2CO3 (填“>”“<”或“=”)NaHCO3。
[拓展应用]
某品牌复配膨松剂N的配料为:磷酸二氢钙、碳酸氢钠和玉米淀粉,N遇水会发生如下反应:Ca(H2PO4)2+2NaHCO3CaHPO4↓+Na2HPO4+2CO2↑+2H2O。利用N和面和发面(加热)时,面团都会胀大。下列叙述正确的是 (填序号)。
a.常温下的溶解度:Na2HPO4>CaHPO4
b.碳酸氢钠在水溶液中遇到酸性物质能产生气体
c.根据上述反应,产生0.22 g CO2至少需要NaHCO3的质量为0.42 g
4.[2019·无锡]水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠(aNa2CO3·bH2O2)。某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
[查阅资料]①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质,50 ℃开始分解;②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
Ⅰ.“鱼浮灵”的制备。
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图T8-6所示。
图T8-6
(1)反应温度不能超过20 ℃的原因是 。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。
Ⅱ.“鱼浮灵”的成分测定。
[定性检测]检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号
实验步骤
实验现象
解释或结论
①
取样,加入MnO2粉末,用带火星的木条伸入试管内
木条复燃
反应的化学方程式
②
溶液中含有Na2CO3
[定量研究]测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡(BaCO3)固体3.94 g。
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗KMnO4的质量为1.896 g,该反应的原理是2KMnO4+5H2O2+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)计算确定过氧碳酸钠(aNa2CO3·bH2O2)的化学式。(写出计算过程)
Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理。
研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究CO32-、OH-对H2O2分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。
编号
试剂
pH
溶解氧
/(mg·L-1)
①
H2O
6.96
5.68
②
4%H2O2溶液
6.01
6.44
③
Na2CO3溶液+4%H2O2溶液
8.14
9.11
④
NaOH溶液+4%H2O2溶液
8.15
9.12
⑤
NaOH溶液+4%H2O2溶液
9.26
10.97
(5)由实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是 。
类型二 物质性质的探究
|针对训练|
1.[2018·无锡节选]根据图T8-9所示实验装置,回答有关问题。
小强和小明两位同学对黄色的FeCl3溶液产生了浓厚的兴趣,查阅资料获得如下信息:
①FeCl3能与Cu、Fe、Al等金属反应生成FeCl2,如2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2;
②FeCl3溶液能使无色的苯酚溶液变成紫色。
[提出问题]①FeCl3溶液与金属铝反应有哪些现象?
②FeCl3溶液中的哪种粒子使苯酚溶液变成紫色?
[实验探究]取适量FeCl3溶液于试管中,进行如下实验:
图T8-9
[思考与交流]
(1)实验前,铝箔表面需要进行打磨处理,其目的是 。
(2)FeCl3溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7。
(3)溶液由黄色变成浅绿色的化学反应方程式为 。
(4)D中无色溶液的溶质是 (填化学式)。
(5)经分析,小强同学认为是Fe3+使苯酚溶液变成紫色,但小明同学认为若要得出此结论还需补做如下实验:在苯酚溶液中滴加稀盐酸,观察溶液是否变成紫色。小明的理由是 。
2.[2018·淮安]水垢是日常生活中常见的物质,某兴趣小组收集了一部分水垢[主要成分CaCO3和Mg(OH)2,不考虑其他成分对实验的影响]并对其进行实验探究。
[查阅资料]①Mg(OH)2受热易分解,生成MgO和H2O;
②无水硫酸铜是白色固体,遇水变蓝色。
[探究活动一]验证水垢中的CaCO3和Mg(OH)2。
(1)小斌取一定量水垢样品,高温灼烧,将生成的气体依次通过澄清石灰水和无水硫酸铜,观察到澄清石灰水变浑浊、无水硫酸铜变 色。
得出结论:水垢中含有CaCO3和Mg(OH)2。
(2)小红提出小斌的实验方案存在明显缺陷,小红的理由是 。
[探究活动二]分离水垢中的CaCO3和Mg(OH)2。
小林设计了如下实验流程(部分产物已略去):
图T8-10
(1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和 。
(2)滤液A中的溶质有 (用化学式表示)。
(3)加入MgCl2溶液时,发生反应的化学方程式是 。
(4)操作Ⅱ的实验步骤是 。
3.[2019·泰州]某化学兴趣小组学习了酸、碱、盐的知识后,对某些盐的性质开展了探究活动。
研究主题:探究FeCl3溶液加热、灼烧的变化。
相关信息:酒精(C2H5OH)具有还原性,加热条件下能与Fe2O3反应;Fe和Fe3O4易被磁铁吸引,FeO是一种黑色固体,不能被磁铁吸引; Fe3O4能与盐酸反应生成盐和水。
(1)实验一:将大约20 mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发,沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。
①FeCl3溶液呈黄色主要是因为溶液中含有铁离子,铁离子符号为 。
②加热时,FeCl3溶液易与水反应生成红褐色的物质和盐酸,发生反应的化学方程式为 。
③由实验启示,FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式 (填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。(2)实验二:将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧,颜色由红褐色变为红棕色。
①此过程发生分解反应,除生成红棕色物质外,还生成水,反应的化学方程式: 。
②氢氧化镁、氢氧化铜等加热分解也能得到对应的金属氧化物,结合实验,从物质类别及其溶解性推断,通过加热分解 可生成对应的金属氧化物。
(3)实验三:小组同学用多根玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液于酒精灯火焰上灼烧,随着加热时间的持续,在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为:黄色、红褐色、红棕色、黑色。
①实验三相对于实验一和二,优点是 (答1点即可)。
②同学们对黑色物质的成分产生了疑问。联系酒精的可燃性、还原性等相关性质,对黑色物质的成分提出了猜想,经讨论认为,可能是 和Fe3O4四种物质中的一种或几种。
③为了确定黑色物质的成分,收集黑色物质,进行了如下实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
取黑色粉末,用磁铁吸引,观察现象
黑色粉末全部被磁铁吸引
综合实验现象判断,此黑色物质成分是
向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸,充分反应,观察现象
固体逐渐溶解,但无气泡产生
(4)拓展延伸:
①配制FeCl3溶液时,为防止出现红褐色物质,可向其中滴加少量的 。
②结合已学知识,从元素化合价变化的角度分析,Fe2O3发生还原反应时,反应前后铁元素化合价一般呈
(填“上升”或“下降”)的变化。
4.[2018·盐城]盐城盛产海盐。某化学兴趣小组同学在市场购到粗盐,带回实验室进行提纯。
(1)在溶解、过滤、蒸发等操作中,均用到的玻璃仪器是 (填仪器名称)。
(2)配制50 g质量分数为6%的NaCl溶液,需称量NaCl固体 g,若用粗盐配制上述溶液,则所配溶液中NaCl的质量分数会 (填“偏大”“偏小”或“无影响“)。
探究活动:以NaCl为原料可以制取金属钠。兴趣小组同学认为Na是活泼金属,能与CuSO4等盐溶液反应,生成相应的金属单质。
[提出问题]Na与CuSO4溶液反应,是否有Cu生成?
[设计实验]兴趣小组同学在老师的指导下,设计了图T8-11所示装置进行实验。
图T8-11
Ⅰ.向大试管中加入一定体积煤油。
Ⅱ.用小刀切一小块钠,放入大试管,塞上橡皮塞。
Ⅲ.打开活塞,通过长颈漏斗向试管中加入CuSO4溶液,使煤油的液面升至胶塞,关闭活塞,观察现象。
[实验现象]
(1)Na在煤油与溶液交界处上下来回振动,表面产生气泡,逐渐变小直至消失。
(2)溶液颜色逐渐变淡,有蓝色絮状沉淀和少量黑色固体生成。
(3)打开活塞,用燃着的木条放在尖嘴管口处,气体被点燃。
[查阅资料]①Na通常存放在煤油中;
②煤油不溶于水且不与水反应;
③2Na+2H2O2NaOH+H2↑;
④Cu(OH)2CuO+H2O。
[实验分析]
(1)根据上述信息,可获知金属钠的物理性质是 (答出一点即可)。
(2)实验中长颈漏斗的作用 (填序号)。
①便于添加CuSO4溶液
②收集气体
③防止压强过大冲开活塞
(3)对于产生的气体,有些同学猜想是H2,有些同学猜想是SO2。小组同学经过讨论,排除了SO2,理由是 。经过进一步实验,确认气体是H2。
(4)将反应后的混合物过滤,向滤渣中滴加足量稀硫酸,滤渣完全溶解。写出滤渣与稀硫酸反应的化学方程式 (写出一个即可)。
[实验结论]Na与CuSO4溶液反应,无Cu生成。
[实验反思]Na与CuSO4溶液反应无Cu生成,原因可能是 。
[定量分析]另取一定量上述CuSO4溶液,完成下列实验。利用数据计算无色溶液的溶质质量分数。(写出计算过程,滴入的酚酞试液质量忽略不计)
图T8-12
5.[2017·连云港]“氧泡泡”系列产品去污能力强、绿色环保,已成为中国氧系清洁品类领导品牌,其主要成分是过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)。某化学活动小组对过碳酸钠产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究。
[查阅资料]
Ⅰ.过碳酸钠在水中易离解成Na2CO3和H2O2,其水溶液具有Na2CO3和H2O2的双重性质;
Ⅱ.过碳酸钠能与盐酸反应:2(2Na2CO3·3H2O2)+8HCl8NaCl+4CO2↑+3O2↑+10H2O;
Ⅲ.过碳酸钠的去污能力主要与其在反应中释放出的“活性氧”有关,“活性氧”含量越高,去污能力越强。
(1)20 ℃时,测得1%过碳酸钠水溶液的pH为10.5,说明其溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(2)向过碳酸钠水溶液中加入少量MnO2时产生大量气泡,发生反应的化学方程式是 。
(3)过碳酸钠样品中“活性氧”含量=样品与足量盐酸反应生成的氧气质量样品质量×100%。
为测定某过碳酸钠样品中“活性氧”含量,取20.0 g样品按图T8-13所示实验装置与足量盐酸反应(已知样品中杂质不溶于水且不与酸反应,装置气密性良好)。
图T8-13
①将盐酸慢慢滴入A中,反应一段时间,观察到 ,停止滴加盐酸。
②装置B可吸收生成的CO2,该反应的化学方程式是 。
③甲同学认为若要得出生成氧气的质量,除要记录量筒内液体的读数外,还需要知道的数据是该实验条件下的 。
④将反应后A中所得溶液过滤、蒸发、结晶、烘干,称得固体质量为11.7 g,乙同学据此计算出该过碳酸钠样品的“活性氧”含量,写出其计算过程。
⑤完成上述探究后,丙同学提出:称量反应前后装置B的质量,其质量差就是反应生成CO2的质量,据此可计算出样品中“活性氧”含量。但丁同学认为该方案不合理,丁同学的理由是 (写一条即可)。
6.[2019·镇江]草酸(H2C2O4)是一种酸,易溶于水。
(一)草酸的化学性质
(1)草酸溶液的pH (填“>”“<”或“=”)7。
(2)草酸溶液中加入石灰水,生成草酸钙(CaC2O4)固体,该反应的化学方程式为 。
(二)CaC2O4热分解探究
资料:CaC2O4CaCO3+CO↑。
兴趣小组称一定量的CaC2O4固体,在老师的指导下用图T8-14装置进行实验。
图T8-14
实验一:先通入N2,再加热相应固体,一段时间后停止加热,缓缓通入N2至试管冷却。
(1)装置B增重6.6 g,装置B中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置C中观察到 的现象,说明反应生成CO。
实验二:取出实验一后装置A试管中的剩余固体,按图①~③进行实验。
(3)②中温度升高,则剩余固体中含有 ,③中产生2.2 g气体。
(4)将③中溶液蒸发得CaCl2固体22.2 g。
[结论](1)取用的CaC2O4固体的质量为 g。
(2)结合实验及相关数据,本实验中CaC2O4分解的总反应化学方程式为 。
类型三 影响物质变化因素的探究
|针对训练|
1.[2019·宁波]常温下,铁在潮湿的空气中容易生锈,产物主要为Fe2O3·nH2O;铁丝在氧气中燃烧,产物为黑色的Fe3O4。
[提出问题]铁在空气中用酒精灯加热时,是否与空气中氧气发生反应?产物是什么?
[查阅资料]①常见的铁的氧化物有三种:FeO、Fe2O3、Fe3O4,其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色,FeCl2溶液呈浅绿色。
[探究]①按图T8-16连接实验装置,检查★。向试管内加入铁粉,针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中,活塞发生移动。停止加热后,活塞逐渐向左移动,最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末,发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸,发现有气泡产生,溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内,发现有气泡产生,溶液变为浅绿色。经检验,步骤④、⑤产生的气体相同。
图T8-16
[实验结论与反思]
(1)步骤①中“★”处应填: 。
(2)步骤④、⑤中产生的气体是 。
(3)本实验探究的结论是:铁粉在空气中用酒精灯加热时,与空气中氧气发生反应,产物是 。
(4)结合已学知识和本次探究分析可得,铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的 等因素影响。
2.[2019·北京]如图T8-17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T8-17
[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 。
3.[2018·深圳]小明进行H2O2溶液制O2的实验探究。结合下列过程,回答有关问题。
(1)MnO2作催化剂。
向5 mL 5%的H2O2溶液中加入少量MnO2 ,立即产生大量气泡。
图T8-18
①写出用H2O2溶液制备O2的化学方程式: 。
②用上述反应原理制备并收集一瓶干燥的O2,从所给装置图中选择并组装一套装置,其连接顺序为 → → (填序号)。为了确保实验成功,在装药品之前应该 。
③检验O2的方法是 ,若木条复燃,则证明收集的气体为O2。
(2)FeCl3溶液作催化剂。
向5 mL 5%的H2O2溶液中加入2滴一定浓度的FeCl3溶液,立即产生大量气泡。
[已知]FeCl3溶液中主要含有三种微粒:H2O、Fe3+、Cl-。
[问题]哪种微粒对H2O2溶液的分解起催化作用?
[假设]假设一:可能是H2O;
假设二:可能是Fe3+;
假设三:可能是Cl-。
[分析]①假设一不可能成立,理由是 。
[实验]
操作
现象
其他条件不变,向H2O2溶液中加入NaCl溶液
无明显变化
其他条件不变,向H2O2溶液中加入Na2SO4溶液
无明显变化
其他条件不变,向H2O2溶液中加入Fe2(SO4)3溶液
立即产生大量气泡
[结论]②假设 成立,而假设一和另一种假设不成立。
(3)催化剂比较。
从循环利用的角度分析, (填化学式)更适合作该反应的催化剂。
4.[2018·北京]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
实验2:取一定量的混合物,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
2-1
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]
(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 。
类型四 “创新型”探究
|针对训练|
1.[2019·大庆]某同学将打磨过的铝箔加入到氢氧化钠溶液中,结果发现也有气泡产生,为了解该气体的成分,实验小组进行了以下探究活动:
[作出猜想]
猜想一:氧气;
猜想二:氢气;
猜想三:氮气。
(1)其他同学认为猜想三是错误的,理由是 。
[进行实验]
图T8-22
分别进行实验:
(2)利用图①装置进行实验:反应一段时间后,观察到 ,则猜想一错误。
(3)利用图②装置进行实验:反应一段时间气体验纯后,在尖嘴处点火观察到 ,则猜想二正确。
[得出结论]
(4)氢氧化钠、水、铝能反应生成偏铝酸钠(NaAlO2)和氢气,请写出此反应的化学方程式: 。
(5)铝分别与稀硫酸、氢氧化钠溶液反应,若生成等质量的氢气,则消耗硫酸与氢氧化钠的质量比为 。
(6)若本实验所用试液是在空气中敞口久置的氢氧化钠稀溶液,则观察不到明显的实验现象。其原因是 (用化学方程式表示)。
(7)铝块能制成铝箔是利用了铝的 性,铝在空气中表面形成一层致密的薄膜,具有一定的抗腐蚀性,写出相应的化学方程式: 。
2.[2019·广东]某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO2,验满后,将澄清石灰水倒入集气瓶中,发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。
[提出问题]澄清石灰水为什么没有变浑浊?
[查阅资料](1)CO2过量时,CaCO3沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO3)2。
(2)AgCl不溶于稀硝酸。
[提出猜想]Ⅰ.石灰水已完全变质;
Ⅱ. ;
Ⅲ.CO2中混有HCl。
[实验方案]兴趣小组用原药品继续制取CO2,并进行探究。制备CO2的化学方程式为
。
步骤
实验操作
实验现象
结论及化学方程式
(1)
取少量澄清石灰水于试管中,加入 溶液
产生白色沉淀
猜想Ⅰ不成立
(2)
将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中
猜想Ⅱ不成立
(3)
将气体通入盛有 溶液的试管中,再加稀硝酸
猜想Ⅲ成立。反应方程式为
[实验结论]制取的CO2气体中混入了HCl,所以澄清石灰水没有变浑浊。
[交流讨论]若要收集到纯净、干燥的CO2,需将混合气体依次通入饱和NaHCO3溶液和 。
[拓展思考]回忆课本中收集呼出气体的操作后,同学们尝试用排水法收集一瓶CO2,倒入澄清石灰水后,石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是 (写一点)。
3.[2019·河南]已知:2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。为了证明过氧化钠(Na2O2)固体可在呼吸面具和潜水艇中作供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用如图T8-23所示实验装置进行探究活动(铁架台等已略去)。
图T8-23
(1)A装置中所发生反应的化学方程式为 。
(2)请将如图T8-24方框中A装置的长颈漏斗和玻璃导管补画完整。
图T8-24
(3)D装置的作用是 ;E装置中可能发生的有关反应的化学方程式为 。
(4)为了达到实验的目的,以上装置导管接口正确的连接顺序为a接 、 接 、 接 、 接b。
(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气的哪些性质? 。
(6)实验结束后,取C装置中固体溶于水,无气泡产生。请设计实验,检验C装置中固体的成分:
(简要写出实验步骤、现象和结论)。
(7)某潜水艇上有100人,如果每人每分钟消耗氧气为0.001 kg,假如所需要的氧气全部由Na2O2与CO2反应来提供,则该潜水艇一天所需要Na2O2的质量是多少?
4.[2019·江西]化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。
[联想与实验]模仿二氧化碳与水反应进行如图T8-26一所示实验:
资料卡片
1.二氧化硫与二氧化碳的化学性质相似,能与水反应生成亚硫酸(H2SO3),亚硫酸也不稳定。
2.整个实验在通风橱中进行。
图T8-25
图T8-26
[问题与猜想]亚硫酸不稳定,为什么红色液体微热后不变为紫色?其原因可能为:
猜想1:加热不够充分;
猜想2:与空气中氮气有关;
猜想3:与空气中氧气有关。
[探究与验证]填写表格中的空格。
编号
操作
现象
结论
1
将图一中红色液体继续加热至沸腾
仍为红色
猜想1
不成立
2
如图二所示,先通入适量SO2,然后用酒精灯微热
先变红
后变紫
猜想2
不成立
3
如图二所示,先通入适量SO2,再改通入氮气,最后用酒精灯微热
4
如图二所示,先通入适量SO2,再改通入 ,最后用酒精灯微热
猜想3
成立
[分析与结论]红色液体微热后不变为紫色的原因是:H2SO3在空气中会被氧化生成另一种酸,进一步实验证明是硫酸。
[应用与拓展]收集某硫酸厂(生产过程中产生SO2)附近刚降到地面的雨水水样,用pH计测得每隔十分钟数据如下表:
测定时间
5:05
5:15
5:25
5:35
5:45
pH
4.95
4.94
4.86
4.85
4.85
(1)分析表中数据,5:15至5:25时间段内水样中主要酸性溶质有 。
(2)实验社团提出一种处理废气的方案如图T8-27,利用CaCO3粉末、空气为原料,在高温下吸收SO2,写出该反应的化学方程式:
。
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