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專題十七科學探究題,中考化學(廣西專用),1.(2018廣西賀州,29,9分)現(xiàn)有一包黑色固體粉末,可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的兩種或者三種,某化學興趣小組通過實驗探究其成分。(1)提出問題:該黑色固體粉末成分是什么?(2)作出猜想:猜想一:混合固體是炭粉、CuO猜想二:混合固體是炭粉、Fe3O4猜想三:混合固體是猜想四:混合固體是炭粉、CuO、Fe3O4(3)查閱資料:Fe3O4為黑色粉末,能與鹽酸反應,含有Fe3+的鹽溶液遇到KSCN(硫氰化鉀)溶液時變成紅色,Fe(OH)2是一種白色沉淀。(4)實驗探究:取一定量的固體于試管中,加足量的鹽酸,充分反應后有部分固體溶解,過濾,得到濾液A,并對濾液A的成分進行如下探究:,好題精練,(5)討論交流:①通過以上實驗,猜想成立。②寫出Fe3O4與鹽酸反應的化學方程式:。③Fe3O4與鹽酸反應時元素的化合價沒有改變,請大家推斷Fe3O4中鐵元素的化合價為。(6)拓展:請寫出同種元素顯不同化合價的一種鹽(寫化學式)。,答案(2)CuO、Fe3O4(4)CuOFeCl3FeCl2(5)①二②Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O③+2、+3(6)NH4NO3(合理即可),解析(2)一包黑色固體粉末,可能含有炭粉、CuO、Fe3O4中的兩種或者三種,其可能組合有四種:①炭粉、CuO,②炭粉、Fe3O4,③CuO、Fe3O4,④炭粉、CuO、Fe3O4,故猜想三應為CuO、Fe3O4。(4)向濾液A中加入足量的鐵粉,無紅色固體析出,則濾液A中不存在Cu2+,固體物質(zhì)一定沒有CuO;向濾液A中加入少量KSCN(硫氰化鉀)溶液,溶液變紅,根據(jù)所提供資料可知,濾液A中存在Fe3+,說明濾液A一定含有FeCl3;向濾液A中加入足量的NaOH溶液,有紅褐色沉淀生成,說明濾液A中存在Fe3+,有少量白色沉淀生成,白色沉淀迅速變成灰綠色,最后變成紅褐色,則濾液A中存在Fe2+,分析可知濾液A中一定含有FeCl3、FeCl2。(5)①分析以上可知,該黑色粉末一定含有Fe3O4,一定不含CuO,故猜想二成立。②Fe3O4和鹽酸能發(fā)生復分解反應生成鹽和水,反應方程式為Fe3O4+8HCl2FeCl3+FeCl2+4H2O;③根據(jù)以上分析,濾液A中存在Fe2+、Fe3+,則Fe3O4中鐵元素的化合價為+2、+3。,2.(2018福建,15,16分)某研究小組對過氧化氫溶液制取氧氣進行如下探究。實驗一氧氣制取和性質(zhì)實驗(1)現(xiàn)有如下裝置:①實驗室用過氧化氫溶液制氧氣的化學方程式為,應選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是(填標號,下同)和。②檢查B裝置氣密性的操作是。③用收集的氧氣進行“鐵絲在氧氣中燃燒”的實驗,觀察到的現(xiàn)象是,反應的化學方程式為。,實驗二探究H2O2質(zhì)量分數(shù)、溶液pH、溫度對反應速率的影響(2)設計如下表實驗方案:,①實驗1~3的實驗目的是。②a=;b=。實驗三探究制取氧氣的適宜催化劑(3)實驗方案如下:Ⅰ.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合,滴入氯化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球,備用。Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球,采用圖1裝置進行實驗。改用其他三種微球,分別重復上述實驗,得到圖2的錐形瓶內(nèi)壓強隨時間變化的曲線圖。,圖1,圖2①每次實驗時,海藻酸鈉微球數(shù)應相同的原因是。②用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗,60s時壓強瞬間回落,其原因是。③從實驗曲線看,催化效果較好、反應溫和的催化劑是。,答案(1)①2H2O22H2O+O2↑BD或E②用止水夾夾住橡膠管,往長頸漏斗中加水形成一段水柱,觀察水柱是否變化(或其他合理答案)③火星四射,生成黑色固體3Fe+2O2Fe3O4(2)①探究溶液pH對反應速率的影響(或其他合理答案)②1520(或3030)(3)①確保催化劑用量一致(或其他合理答案)②產(chǎn)氣速率過快,導致氣壓過大,橡皮塞被彈出(或其他合理答案)③CuO,解析(1)①用過氧化氫溶液制取氧氣,有關反應的化學方程式為2H2O22H2O+O2↑;過氧化氫溶液是液體,二氧化錳是固體,反應無需加熱,故應選用固液常溫型發(fā)生裝置B;氧氣密度比空氣大且不易溶于水,故可用向上排空氣法或排水法收集。②可以用止水夾夾住橡膠管,往長頸漏斗中加水,形成一段水柱,若水柱高度不變說明裝置氣密性良好。③鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體,反應的化學方程式為3Fe+2O2Fe3O4。(2)①由表格數(shù)據(jù)可知,實驗1、2、3中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)和溫度都相同,只有pH不同,故這三個實驗的目的是探究溶液的pH對化學反應速率的影響。②對比實驗中只能存在一個變量,故當a=15時,b=20;當a=30時,b=30。(3)①海藻酸鈉微球數(shù)相同是為了使催化劑用量一致,便于進行對比實驗。②有可能是生成氣體的速率過快,導致容器里的氣壓過大,使橡皮塞被彈出,壓強瞬間回落。③從實驗曲線看,催化效果較好、反應溫和的催化劑是氧化銅。,3.(2018江西,22,8分)興趣小組利用提供的試劑:稀硫酸、澄清石灰水、氯化鈉溶液、硫酸銅溶液和紫色石蕊溶液,探究酸堿鹽的性質(zhì)。小清同學將氯化鈉溶液加入到稀硫酸中沒有觀察到明顯現(xiàn)象,而將混合溶液加熱一段時間后,意外地聞到刺激性氣味?！咎岢鰡栴}】刺激性氣味的氣體是什么?【猜想與假設】猜想1:可能是二氧化硫;猜想2:可能是氯化氫;猜想3:可能是氨氣。大家討論后認為猜想3不合理,依據(jù)是。【查閱資料】SO2和CO2的化學性質(zhì)相似,都能使澄清石灰水變渾濁。寫出二氧化硫和氫氧化鈣反應的化學方程式:。【實驗探究】如圖所示,小誠將產(chǎn)生的氣體通入紫色石蕊溶液中,觀察到,于是他認為猜想2正確。,【評價與改進】小煜認為小誠的結(jié)論不科學,于是他利用提供的試劑通過實驗確認了猜想2正確。,【結(jié)論】加熱氯化鈉與硫酸的混合溶液得到的氣體是氯化氫?！就卣箲谩繉嶒炇铱捎寐然c和硫酸反應制取氯化氫氣體,已知氯化氫氣體極易溶于水。請推測實驗室制取氯化氫氣體最適宜的方法為(填序號)。A.加熱氯化鈉溶液和稀硫酸的混合物B.加熱氯化鈉固體和稀硫酸的混合物C.加熱氯化鈉固體和濃硫酸的混合物,答案【猜想與假設】質(zhì)量守恒定律(或反應物中無氮元素等)【查閱資料】Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O【實驗探究】溶液由紫色變紅色(或溶液變紅)【評價與改進】通入澄清石灰水中無明顯現(xiàn)象(或不出現(xiàn)白色沉淀)【拓展應用】C,解析【猜想與假設】將氯化鈉與稀硫酸的混合溶液加熱一段時間后產(chǎn)生了刺激性氣味的氣體,由于反應物中不存在氮元素,故不可能是氨氣,猜想3錯誤。【查閱資料】二氧化硫與氫氧化鈣反應生成亞硫酸鈣沉淀和水,反應的化學方程式為Ca(OH)2+SO2CaSO3↓+H2O?！緦嶒炋骄俊坎孪?是氯化氫氣體,因此將其通入紫色石蕊溶液中,溶液變紅色?！驹u價與改進】如果產(chǎn)生的氣體是氯化氫,則將其通入澄清石灰水中,石灰水不會變渾濁,此現(xiàn)象可以證明該氣體不是二氧化硫,間接地證明猜想2正確。【拓展應用】由于氯化氫極易溶于水,為了避免生成的氣體溶于水,實驗室最好采用加熱固體氯化鈉與濃硫酸的方法制取氯化氫氣體,因此選C。,難點突破二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁,因此將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水后如果沒有渾濁現(xiàn)象,說明該氣體不是二氧化硫,猜想1不正確,從而間接地證明了猜想2正確。,4.(2018山西,29,9分)化學實驗過程經(jīng)常會產(chǎn)生一定量的廢液,經(jīng)過無害化處理可有效防止水體污染。在一次實驗課上,興趣小組的同學們完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鑒別,并對廢液成分展開探究?；顒右煌ㄟ^小組合作,同學們完成了下圖所示的三組小實驗。實驗中生成白色沉淀的化學方程式是(寫一個)。,活動二小雪將六支試管中的剩余物倒入一個潔凈的大燒杯中(如下圖),充分攪拌、靜置,觀察到杯內(nèi)上層是無色溶液,下層有白色沉淀。由此可以確定:上層溶液中一定不含有的離子是以及一定含有的離子。小組同學對上層溶液中還可能含有的離子進行了如下探究?！咎岢鰡栴}】上層溶液中還可能含有什么離子?【猜想與假設】上層溶液中還可能含有OH-、C、Ca2+中的一種或幾種?！具M行實驗】,【反思與評價】(1)小明同學對方案一提出質(zhì)疑,他的理由是。(2)經(jīng)過綜合分析,最終確定上層溶液中肯定存在的離子有。(3)將燒杯內(nèi)物質(zhì)過濾,濾渣回收,向濾液中加入適量進行處理后再排放。,答案活動一:Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH(或CaCl2+Na2CO3CaCO3↓+2NaCl)活動二:H+(或氫離子)【進行實驗】滴加過量的BaCl2溶液,靜置,繼續(xù)滴加CuSO4溶液[或滴加過量的Ca(NO3)2溶液,靜置,繼續(xù)滴加FeCl3溶液](合理即可)①產(chǎn)生白色沉淀②產(chǎn)生藍色沉淀(或產(chǎn)生紅褐色沉淀)(合理即可)【反思與評價】(1)溶液中有C(或Na2CO3)也會使酚酞變紅,無法判斷是否含OH-[或溶液中有C(或Na2CO3),溶液也顯堿性,無法判斷是否含OH-](合理即可)(2)Na+、Cl-、OH-、C(或鈉離子、氯離子、氫氧根離子、碳酸根離子)(3)稀硫酸(或稀鹽酸/酸)(合理即可),解析活動一:氫氧化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應生成碳酸鈣白色沉淀,氯化鈣溶液與碳酸鈉溶液反應也生成碳酸鈣白色沉淀,反應的化學方程式分別為Ca(OH)2+Na2CO3CaCO3↓+2NaOH、Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl?；顒佣?六支試管內(nèi)的剩余物倒在一起有白色沉淀,該白色沉淀一定是碳酸鈣,則上層清液中一定不含氫離子,因為碳酸鈣與鹽酸能發(fā)生反應生成氯化鈣、水和二氧化碳?！具M行實驗】根據(jù)離子的性質(zhì)確定檢驗方法。OH-能使酚酞變紅,能與Cu2+、Fe3+分別結(jié)合成Cu(OH)2藍色沉淀、Fe(OH)3紅褐色沉淀。C與鹽酸反應產(chǎn)生二氧化碳氣體,與Ca2+、Ba2+分別結(jié)合成CaCO3、BaCO3白色沉淀。方案一中用酚酞檢驗OH-,用稀鹽酸檢驗C;根據(jù)實驗結(jié)論一定含C、無Ca2+,一定有OH-,方案二可以用可溶性鈣鹽、鋇鹽檢驗C,用可溶性銅鹽、鐵鹽檢驗OH-。【反思與評價】(1)碳酸鈉溶液呈堿性,也能使酚酞溶液變紅,無法判斷是否含有OH-。(2)經(jīng)過分析可知上層溶液中一定存在Na+、Cl-、OH-、C。(3)濾液中含有OH-、C,顯堿性,可以加入適量稀鹽酸(或稀硫酸)除去OH-、C。,5.(2017廣西桂林,29,11分)一些金屬易生銹,某小組同學設計如下實驗,對金屬銹蝕進行探究?！緦嶒炓弧咳?枚去油去銹的潔凈鐵釘,分別裝入下表的試管中,進行實驗。,(1)通過上述實驗可知,溫度越高,鐵釘生銹速率越(填“慢”或“快”);在(填“酸性”“堿性”或“中性”)環(huán)境中鐵釘生銹速率較快?！緦嶒灦繛樘骄胯F銹的成分,用下圖所示裝置(夾持儀器已省略)進行實驗(每步反應和吸收均完全)?！静殚嗁Y料】無水硫酸銅能吸收水而變藍,堿石灰既能吸收水也能吸收CO2。,(2)請指出上圖所示實驗裝置的一個明顯缺陷:。(3)加熱前,先通入CO一段時間,目的是。(4)將鐵銹樣品加熱,樣品逐漸變黑,無水硫酸銅逐漸變藍,由此推知鐵銹中一定含有元素,從而推斷出空氣中的參加了鐵生銹反應?！緦嶒炗涗洝?(5)根據(jù)上表數(shù)據(jù)推算,可確定鐵銹的成分,用FexOynH2O表示。則n=;若缺少D裝置,x∶y的值(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。【實驗三】鎂帶久置空氣中,表面因銹蝕而變黑,此黑色物質(zhì)是堿式碳酸鎂、帶結(jié)晶水的碳酸鎂和氫氧化鎂的混合物。(6)欲通過實驗探究鎂帶在空氣中銹蝕的條件,下圖所示裝置中試管內(nèi)可選用的物質(zhì)如下:①O2②水③CO2④O2和CO2⑤CO2和水⑥O2和水⑦O2、CO2和水。至少需要選用(填數(shù)字序號),才能達到探究鎂帶銹蝕的條件。(7)請寫出鎂帶在空氣中銹蝕,生成堿式碳酸鎂[Mg3(OH)2(CO3)2]的化學方程式。,答案(1)快酸性(2)缺少尾氣處理裝置(3)排凈裝置中的二氧化碳、氧氣等氣體(或空氣)(4)氫(H)水蒸氣(H2O)(5)4偏小(6)⑤、⑦(7)6Mg+3O2+2H2O+4CO22Mg3(OH)2(CO3)2,解析(1)對比第1個實驗和第4個實驗可知,溫度越高,鐵釘生銹速率越快;對比前3個實驗可知,鐵釘在酸性環(huán)境中生銹速率較快。(2)CO有毒,會污染空氣,故應在裝置末增加一個尾氣處理裝置。(3)空氣中有CO2,會對CO還原鐵銹樣品產(chǎn)生的CO2的測定產(chǎn)生干擾;空氣中的O2和CO混合加熱可能發(fā)生爆炸,故先通入CO一段時間排凈裝置內(nèi)的空氣。(4)加熱,鐵銹樣品逐漸變黑,無水硫酸銅逐漸變藍,說明生成了H2O,由此推出鐵銹中一定含有氫元素,則鐵生銹過程中一定有H2O參加反應。(5)由表中數(shù)據(jù)可知,CO與鐵銹FexOynH2O反應生成水的質(zhì)量為239.6g-232.4g=7.2g,生成CO2的質(zhì)量為211.4g-198.2g=13.2g,故鐵銹中H2O的質(zhì)量為7.2g,FexOy的質(zhì)量為23.2g-7.2g=16g,FexOy中氧元素的質(zhì)量為13.2g=4.8g,則鐵元素的質(zhì)量為16g-4.8g=11.2g,故x∶y∶n=∶∶=2∶3∶4,則鐵銹的化學式為Fe2O34H2O,n=4。若缺少D裝置,空氣中的H2O和CO2會進入C裝置,使測得CO2的質(zhì)量偏大,即FexOy中氧元素的質(zhì)量偏大,故x∶y的值偏小。(6)鎂銹蝕后的產(chǎn)物中有Mg、C、H、O四種元素,則鎂銹蝕肯定與CO2和H2O有關,可能與O2有關,故選⑤和⑦。(7)反應的化學方程式為6Mg+3O2+2H2O+4CO22Mg3(OH)2(CO3)2。,解題思路(5)由表格中數(shù)據(jù)可計算出H2O和CO2的質(zhì)量,而CO2中的氧有一半來自鐵銹,由此計算出鐵銹中Fe、O、H2O的質(zhì)量,再根據(jù)質(zhì)量與相對分子質(zhì)量的比值即得三者的個數(shù)比,由此得出鐵銹的化學式。,6.(2017廣西貴港,21,12分)某化學興趣小組學習堿的性質(zhì)后,到實驗室做實驗。小明將二氧化碳通入氫氧化鈉溶液后無明顯現(xiàn)象,然后向得到的溶液中滴加CaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀;小杰做的實驗和小明一樣,但沒有出現(xiàn)白色沉淀。他們?yōu)榱瞬槊髟?查閱資料:①CO2與NaOH反應的產(chǎn)物與反應物的量有關,少量CO2得到Na2CO3,過量CO2得到NaHCO3,反應的化學方程式:CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3;②Ca(HCO3)2溶于水,溶液呈堿性;③CaCl2溶液呈中性;④Na2CO3、NaHCO3溶液都呈堿性,都能與酸反應;⑤鋁、鋅、鐵、銅的鹽溶液與NaHCO3溶液混合會產(chǎn)生沉淀。他們對CO2與NaOH溶液反應后,溶液中溶質(zhì)是什么進行探究?！静孪肱c假設】猜想①:Na2CO3;猜想②:NaHCO3;猜想③:Na2CO3、NaOH;猜想④:。,【實驗探究】,【繼續(xù)探究】將4.0gNaOH固體溶解在100mL水中,然后通入4.0g二氧化碳氣體,充分反應后,所得溶液的溶質(zhì)是。,答案【猜想與假設】Na2CO3、NaHCO3【實驗探究】,【繼續(xù)探究】Na2CO3、NaHCO3,解析【猜想與假設】由題意可知,溶液中溶質(zhì)還可能是Na2CO3和NaHCO3?！緦嶒炋骄俊?1)根據(jù)實驗現(xiàn)象及結(jié)論可知,后加入的試劑為稀鹽酸,稀鹽酸與NaHCO3反應的化學方程式為NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑。(2)猜想③是Na2CO3和NaOH,要證明有NaOH,可向過濾后的濾液中滴加無色酚酞,再滴加足量的稀鹽酸,若溶液先變紅,后無氣泡冒出即可證明有NaOH?！纠^續(xù)探究】4.0gNaOH完全反應轉(zhuǎn)化成Na2CO3需CO2的質(zhì)量為2.2g,完全反應轉(zhuǎn)化為NaHCO3需要CO2的質(zhì)量為4.4g,現(xiàn)通入了4.0gCO2,則溶液中溶質(zhì)是Na2CO3和NaHCO3。,易錯警示【實驗探究】(2)中容易誤認為滴加無色酚酞,溶液變紅即可證明是Na2CO3、NaOH。因溶液中含有NaHCO3時,溶液也呈堿性,也能使酚酞溶液變紅,因此滴加酚酞溶液后還要滴加稀鹽酸。,7.(2017廣西南寧,29,8分)興趣小組在做完鹽的性質(zhì)實驗后,發(fā)現(xiàn)一瓶碳酸鈉固體可能混入了氯化鈉、硫酸鈉中的一種或兩種。為此,他們對這瓶固體的成分進行了探究?！緦嶒烌炞C】,【實驗反思】步驟(2)中滴入過量稀硝酸的目的是。,【實驗拓展】興趣小組還想測定該固體中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù),利用如下圖所示的實驗裝置(氣密性良好)進行實驗,每一步反應均完全進行。(1)為達到實驗目的,首先稱取一定質(zhì)量的該固體樣品放入裝置甲中,然后進行有關實驗操作,正確的順序是(填序號,可重復)。,a.稱量裝置丙。b.打開彈簧夾,通入足量的氮氣,關閉彈簧夾。c.打開分液漏斗的活塞,注入足量的稀硫酸,關閉活塞。(2)裝置乙的作用是。,答案【實驗驗證】(2)先有氣泡產(chǎn)生,后有白色沉淀生成Ba(NO3)2+Na2SO42NaNO3+BaSO4↓(3)還混有氯化鈉Na+、H+、Ba2+【實驗反思】除去碳酸鈉,以免對氯化鈉和硫酸鈉的檢驗造成干擾(合理即可)【實驗拓展】(1)bacba(2)吸收二氧化碳氣體中的水分或干燥二氧化碳氣體,解析加水溶解后加入過量稀硝酸,Na2CO3完全反應,再加入過量Ba(NO3)2溶液,若有沉淀生成,則一定有Na2SO4,反應的化學方程式為Ba(NO3)2+Na2SO4BaSO4↓+2NaNO3;取清液加入幾滴AgNO3溶液,有白色沉淀,說明該固體中一定有NaCl,此時溶液中一定有NaNO3、HNO3、Ba(NO3)2,則一定有的陽離子是H+、Na+和Ba2+。若要測定固體中Na2CO3的質(zhì)量分數(shù),則測出樣品與足量稀H2SO4反應生成的CO2的質(zhì)量即可:反應前通入足量N2排盡空氣后稱量丙裝置質(zhì)量,加入稀H2SO4使反應發(fā)生,反應后再通N2把CO2全部排出使其被丙中的NaOH吸收,最后稱量丙裝置質(zhì)量。,8.(2016廣西南寧,29,10分)某?；瘜W興趣小組,在實驗室里用二氧化錳和濃鹽酸在加熱條件下制取氯氣并進行有關氯氣性質(zhì)的實驗探究(如下圖所示)。回答下列問題:(1)從分液漏斗中加入的藥品是。(2)從反應物的狀態(tài)和反應條件考慮,裝置A屬于型氣體發(fā)生裝置。(3)若進入裝置D中的氯氣是純凈干燥的,則裝置B的作用是,裝置C中盛有的溶液是。,(4)實驗過程中,同學們看到裝置D中“石蕊紙花”(用石蕊溶液染成的紫色的干燥紙花,下同)無明顯變化,E中濕潤的石蕊紙花先變紅后褪色。對此,同學們產(chǎn)生了濃厚的興趣,于是繼續(xù)進行以下實驗探究?！静殚嗁Y料】Ⅰ.氯氣(Cl2)是一種黃綠色的有毒氣體,能溶于水(溶解性不大),并能與水反應:Cl2+H2OHCl+HClO(次氯酸)。Ⅱ.氯氣溶于水所得的溶液稱為氯水,氯水除了具有消毒作用,還具有漂白作用。【提出問題】氯水中的什么物質(zhì)具有漂白作用?【提出猜想】猜想1:氯水中的H2O具有漂白作用。猜想2:氯水中的HCl具有漂白作用。猜想3:氯水中的HClO具有漂白作用。猜想4:氯水中的Cl2具有漂白作用。,【反思交流】①同學們一致認為,不用再做實驗對猜想4進行探究,理由是:進行氯氣性質(zhì)的實驗探究時,裝置(填裝置序號)的現(xiàn)象已證明了Cl2不具有漂白作用。②錢程同學認為,由于氯氣在水中溶解性不大,用實驗裝置F中的蒸餾水吸收氯氣效果不是很理想,于是將裝置F中的蒸餾水換成了氫氧化鈉溶液,則最終反應所得溶液中含有的鹽類物質(zhì)是。,【實驗探究】,答案(1)濃鹽酸(2)固液加熱(3)除去Cl2中混有的HCl濃硫酸(4)【實驗探究】①無明顯變化②鹽酸③將石蕊紙花放入次氯酸溶液中成立【反思交流】①D②氯化鈉(NaCl)、次氯酸鈉(NaClO),解析(1)從分液漏斗中加入的藥品是濃鹽酸。(2)濃鹽酸和二氧化錳在加熱的條件下反應產(chǎn)生氯氣,從反應物的狀態(tài)和反應條件考慮,裝置A屬于固液加熱型氣體發(fā)生裝置。(3)制備的氯氣中含氯化氫氣體和水蒸氣,通過飽和食鹽水可以除去氯化氫氣體;濃硫酸具有吸水性,能夠吸收氯氣中的水蒸氣,所以裝置C中盛有的溶液是濃硫酸。(4)【實驗探究】①水顯中性,石蕊在中性溶液中不變色;②由實驗結(jié)論可知該實驗的目的是證明HCl是否具有漂白作用,所以應將石蕊紙花放入鹽酸中;③該實驗的目的是驗證HClO是否具有漂白作用,所以應將石蕊紙花放入次氯酸溶液中,由實驗現(xiàn)象可推出猜想3成立。【反思交流】①D中石蕊溶液染成的紫色的干燥紙花不變色,說明Cl2不具有漂白作用;②Cl2能與水反應生成次氯酸和鹽酸,則最終反應所得溶液中含有的鹽類物質(zhì)是氯化鈉、次氯酸鈉。,9.(2016廣西桂林,29,9分)課堂上,老師取20g蔗糖放入小燒杯中,加少量水使它潤濕,注入10mL濃硫酸,攪拌,同學們看到蔗糖先變黑后“發(fā)酵”形成“黑面包”,同時還聞到了刺激性氣味,同學們判斷黑色固體是碳,原因是濃硫酸具有強。形成“黑面包”的主要原因是什么?在老師的指導下,同學們開展了探究活動。【猜想與假設】濃硫酸與碳反應,生成大量氣體使黑色固體膨脹。【查閱資料】Ⅰ.濃硫酸與碳在加熱條件下反應,生成物中有SO2、CO2兩種氣體。Ⅱ.SO2是一種具有刺激性氣味的氣體,能與Ca(OH)2溶液反應生成白色沉淀。Ⅲ.SO2能使品紅溶液褪色,而CO2不能。【實驗探究】為驗證碳與濃硫酸在加熱條件下生成的氣體產(chǎn)物,同學們在老師指導下設計并進行如圖實驗:,【事實與結(jié)論】(1)請將能得出對應結(jié)論的實驗現(xiàn)象填入表中。,(2)碳與濃硫酸反應的化學方程式是。(3)濃硫酸與碳在加熱條件下產(chǎn)生大量的SO2和CO2,使黑色固體膨脹,形成“黑面包”,猜想成立?！痉此寂c交流】(1)小明同學提出,因老師的演示實驗沒有進行加熱,所以同學們的探究實驗無意義,其他同學一致否定了他的說法,理由是。(2)若B、E中試劑交換,(填“能”或“不能”)得出有CO2產(chǎn)生的結(jié)論,理由是。(3)C中酸性高錳酸鉀溶液的作用是。,答案腐蝕性【事實與結(jié)論】(1),(2)C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O【反思與交流】(1)濃硫酸稀釋時放出大量的熱,不加熱也可進行(2)不能二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁(3)除去二氧化硫氣體,解析【事實與結(jié)論】(1)如果B中品紅溶液褪色,說明有SO2產(chǎn)生;而SO2和CO2均能使E中澄清石灰水變渾濁,所以若D中品紅稀溶液不褪色,E中澄清石灰水變渾濁,說明有CO2產(chǎn)生。(2)C與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生反應生成二氧化碳、二氧化硫和水,化學方程式為C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2O。【反思與交流】(1)濃硫酸稀釋時放出大量的熱,不加熱也可進行。(2)SO2和CO2均能使澄清石灰水變渾濁,若將B、E中試劑交換,則無法判斷是否有CO2產(chǎn)生,故不能將B、E中試劑交換。(3)C中酸性高錳酸鉀溶液的作用是吸收SO2,防止干擾CO2的檢驗。,10.(2016廣西玉林、防城港、崇左,29,10分)下列是某興趣小組在學習堿的性質(zhì)時進行的探究活動,請按要求回答問題。(1)通過分析實驗一可知,氫氧化鈉會吸收空氣中的。(2)實驗二中觀察到3個塑料瓶變癟的程度為A>B>C,可證明CO2能與NaOH、Ca(OH)2反應,其中C瓶在實驗中起作用。,(3)曉曉查閱資料了解到往Ba(OH)2溶液中滴加或通入下列物質(zhì)會產(chǎn)生如下現(xiàn)象:A中溶液顯紅色,B、C、D中均產(chǎn)生白色沉淀。①寫出D試管中反應的化學方程式。②不同的堿溶液中都含有OH-,所以,堿有一些相似的化學性質(zhì),上述關于Ba(OH)2性質(zhì)的實驗不能體現(xiàn)堿的相似性質(zhì)的是(填字母序號)。,,(4)冬冬發(fā)現(xiàn)工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體標簽如圖所示,于是對其所含雜質(zhì)進行了探究。氫氧化鈉含量≥96%凈重500g【提出問題】【提出猜想】猜想Ⅰ:查閱資料可知,工業(yè)用氫氧化鈉可能含有NaCl。猜想Ⅱ:工業(yè)用氫氧化鈉可能含有Na2CO3,原因是(用簡潔的文字表述)?！具M行實驗】,【進行實驗】,答案(1)水分(或H2O)(2)對比(3)①Ba(OH)2+SO2BaSO3↓+H2O②C(4)【提出問題】工業(yè)上使用的氫氧化鈉固體含有什么雜質(zhì)【提出猜想】氫氧化鈉與空氣中的CO2反應生成Na2CO3【進行實驗】②稀硝酸③AgNO3+NaClNaNO3+AgCl↓,解析(1)由實驗一可知,氫氧化鈉會吸收空氣中的H2O。(2)對比3個塑料瓶變癟的程度,可證明CO2能與NaOH、Ca(OH)2發(fā)生反應。(3)①D試管中反應的化學方程式為Ba(OH)2+SO2BaSO3↓+H2O;②堿可以使指示劑變色,可以和酸反應,可以與非金屬氧化物反應,所以不能體現(xiàn)堿的相似性質(zhì)的是C。(4)【提出猜想】因為氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉,所以可能含有碳酸鈉?！具M行實驗】②根據(jù)實驗現(xiàn)象可知加入的是酸溶液,但要排除酸根離子對氯離子檢驗的干擾,所以只能滴加稀硝酸;③氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀沉淀,化學方程式為NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3。,11.(2016廣西北海,29,8分)已知某金屬粉末由鐵、銅、鋁三種金屬中的兩種組成,興趣小組的同學對此進行了如下探究。【提出問題】該粉末由什么組成?【查閱資料】鐵和銅與氫氧化鈉溶液都不反應,而鋁與氫氧化鈉溶液可反應生成溶于水的偏鋁酸鈉和氫氣(2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑)?！咎岢霾孪搿坎孪擘?該粉末由銅、鐵組成;猜想Ⅱ:該粉末由銅、鋁組成;猜想Ⅲ:該粉末由組成?！緦嶒炋骄俊?綜合上述實驗,說明猜想成立。【實驗反思】有同學認為能用淺綠色的FeSO4溶液代替NaOH溶液完成步驟②,你認為(填“能”或“不能”),理由是。【拓展應用】鋁與稀鹽酸反應的化學方程式是。,答案【提出猜想】鐵、鋁(或Fe、Al)【實驗探究】①銅或(Cu)②有Ⅱ【實驗反思】能若溶液顏色褪去,則證明粉末中含有鋁(或若溶液無明顯變化,則證明粉末中含有鐵)【拓展應用】2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,解析【提出猜想】由題意可知,該粉末是由三種金屬中的兩種組成的,故猜想Ⅲ是該粉末由鐵、鋁組成。【實驗探究】①加入稀鹽酸,粉末部分溶解并有氣泡產(chǎn)生,則粉末中有一種是氫前金屬,一種是氫后金屬,故粉末中一定有Cu。②粉末中有鋁時,加入足量的氫氧化鈉溶液,有氣泡冒出?！緦嶒灧此肌恳驗樵诮饘倩顒有皂樞蛑?前邊的金屬(K、Ca、Na除外)可以把后邊的金屬從它的鹽溶液中置換出來,故Al能與FeSO4溶液反應生成Fe和Al2(SO4)3,若步驟②中用FeSO4溶液代替NaOH溶液,如果溶液的顏色褪去,則粉末中有Al;若無明顯變化,則粉末中不含Al?！就卣箲谩緼l和稀鹽酸反應的化學方程式為2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑。,12.(2015廣西玉林、防城港,29,10分)玲玲在學習復分解反應時,對復分解反應發(fā)生的條件產(chǎn)生了興趣,于是她和小組內(nèi)的同學僅用以下藥品展開了探究活動。實驗藥品:稀硫酸、稀鹽酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液、Ba(NO3)2溶液、NaCl溶液、酚酞溶液【提出問題】他們要探究的問題是。【查閱資料】Ba(NO3)2溶液顯中性,且Ba2+有毒。【實驗探究】玲玲用上述物質(zhì)做了下列幾組實驗:,【記錄和解釋】(1)組合①、②、⑤均無明顯現(xiàn)象,其中組合與另外兩組的實質(zhì)不同。為證明該不同之處,玲玲在實驗過程中使用了酚酞溶液。(2)請寫出組合③的化學方程式?！緦嶒灲Y(jié)論】他們請教老師并討論后知道,只有當兩種化合物互相交換成分,生成物中有沉淀或時,復分解反應才可以發(fā)生?！就卣寡由臁繉嶒灲Y(jié)束后,他們將所有廢液收集在廢液缸中靜置,觀察到白色沉淀和無色的上層清液。為了確定沉淀和清液的成分,繼續(xù)展開探究?！緦嶒?】探究沉淀的成分?！咎岢霾孪搿竣?沉淀只有BaSO4Ⅱ.沉淀只有BaCO3Ⅲ.沉淀中含有BaSO4和BaCO3梅梅取少量沉淀于試管中,滴加(請補充完整實驗操作和觀察到的現(xiàn)象),證明了猜想Ⅲ是正確的。,【實驗2】探究清液的成分①取少量清液于試管中,向其中滴加幾滴Ba(NO3)2溶液,無明顯現(xiàn)象。②取少量清液于另一支試管中,滴入幾滴,有白色沉淀產(chǎn)生?！窘忉屌c結(jié)論】探究活動結(jié)束后,小組內(nèi)成員通過討論分析,一致認為清液中含有的離子是(指示劑除外)。【處理廢液】為了防止污染環(huán)境,玲玲向廢液缸中加入適量的,對廢液進行處理后,將固體回收進一步處理,溶液排放?！窘涣髋c反思】根據(jù)你對物質(zhì)溶解性的了解,結(jié)合復分解反應發(fā)生的條件,請寫出一種在水溶液中一般不能發(fā)生復分解反應的可溶性鹽(寫化學式)。,答案【提出問題】復分解反應發(fā)生的條件【記錄和解釋】(1)①(2)H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2↑【實驗結(jié)論】水或氣體【實驗1】過量的稀鹽酸,沉淀部分溶解,有氣泡產(chǎn)生【實驗2】稀硫酸【解釋與結(jié)論】Na+、N、Cl-、Ba2+【處理廢液】Na2CO3溶液【交流與反思】NaNO3(或KNO3),解析【提出問題】由題干信息可知,要探究的問題是:復分解反應發(fā)生的條件。【記錄和解釋】(1)氫氧化鈉和硫酸會發(fā)生中和反應,但沒有明顯現(xiàn)象;硫酸和氯化鈉、氫氧化鈉和硝酸鋇均不反應,所以組合①與另外兩組的實質(zhì)不同。(2)碳酸鈉和硫酸反應生成硫酸鈉、水和二氧化碳,化學方程式為H2SO4+Na2CO3Na2SO4+H2O+CO2↑?！緦嶒灲Y(jié)論】復分解反應發(fā)生的條件是:生成物中必須有沉淀或氣體或水?！緦嶒?】碳酸鋇和稀鹽酸反應生成二氧化碳,硫酸鋇不與稀鹽酸反應,所以取少量沉淀于試管中,滴加過量稀鹽酸,沉淀部分溶解,有氣泡產(chǎn)生,證明猜想Ⅲ是正確的?！緦嶒?】通過分析可知,清液中含有鋇離子,所以滴入的試劑應為稀硫酸?！窘忉屌c結(jié)論】廢液混合后,鈉離子、氯離子、硝酸根離子仍留在清液中;由步驟②可知,清液中含有鋇離子,所以清液中含有的離子是Na+、Cl-、N、Ba2+?！咎幚韽U液】鋇離子有毒,所以為了防止污染環(huán)境,向廢液缸中加入適量的碳酸鈉溶液將鋇離子轉(zhuǎn)化為沉淀后再排放?！窘涣髋c反思】所有的鈉鹽、鉀鹽、硝酸鹽都溶于水,所以在水溶液中一般不能發(fā)生復分解,反應的可溶性鹽是NaNO3、KNO3。,1.(2017湖北黃岡,31,6分)鋁是重要的輕金屬,廣泛應用于航空、電訊和建筑等領域。鋁亦有其特殊的性質(zhì),試根據(jù)以下信息填空或簡答。(1)按金屬的活動性順序,鋁比鋅。但是將鋁片和鋅粒分別投入稀硫酸中,鋁片表面產(chǎn)生的氣泡卻比鋅粒少而慢。為了探究鋁與酸反應的規(guī)律,小強用相同質(zhì)量、相同形狀的光亮鋁片設計如下實驗。,教師專用題組,(2)比較實驗三、實驗四說明鋁與酸反應產(chǎn)生氫氣的速率,與有關。(3)比較實驗一、實驗二說明鋁與酸反應產(chǎn)生氫氣的速率,可能與、粒子和溫度、金屬與酸的接觸面積等多種因素有關。(4)寫出實驗二中發(fā)生反應的化學方程式。(5)小芳將長條狀鋁片的一端放在酒精燈火焰上灼燒片刻,輕輕搖動鋁條,受熱一端會左右搖晃,卻不像蠟燭那樣滴落。為究其原因,小芳查閱資料得知:鋁的熔、沸點分別是660℃、2460℃;氧化鋁的熔、沸點分別為2054℃、2980℃。請解釋上述實驗現(xiàn)象:。,答案(1)活潑(2)氫離子濃度(或鹽酸的濃度)(3)Cl-S(4)2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑(5)加熱條件下,鋁表面易被氧化成致密的高熔點氧化膜。這層膜可以將膜內(nèi)熔融的鋁包裹起來,而不會產(chǎn)生滴落現(xiàn)象,解析(1)金屬活動性順序中,鋁排在鋅之前,鋁比鋅活潑。(2)實驗三、四對比,實驗四中鹽酸的濃度大于實驗三中鹽酸的濃度,因此實驗四中產(chǎn)生的氣泡多且速率快,說明鋁與酸反應產(chǎn)生氫氣的速率與鹽酸的濃度(或氫離子濃度)有關。(3)實驗一、二對比,實驗二中加入了氯化鈉固體,產(chǎn)生氣體的速率比實驗一快,說明鋁與酸反應產(chǎn)生氫氣的速率可能與Cl-、S有關。(4)實驗二中發(fā)生反應的化學方程式為2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑。,2.(2016重慶B,23,6分)工業(yè)上常用電解飽和食鹽水的方法制取燒堿。某化學興趣小組為了探究久置的工業(yè)燒堿的成分,進行了如下實驗:(1)取少量樣品于燒杯中,向其中加入過量稀鹽酸,觀察到有氣泡產(chǎn)生,說明樣品中含有,該反應的化學方程式為。接著又向燒杯中繼續(xù)加入硝酸銀溶液,出現(xiàn)了白色沉淀,甲同學立刻得出結(jié)論:樣品中還含有氯化鈉。乙同學對該結(jié)論提出了質(zhì)疑,認為溶液中不一定含有氯化鈉,理由是。(2)丙同學認為除了需要確認是否含有氯化鈉外,還需要確認樣品中是否含有氫氧化鈉。于是,大家又進行了以下實驗:①另取少量樣品溶于水,向其中加入過量硝酸鈣溶液,產(chǎn)生白色沉淀,然后過濾、洗滌。②向濾液中加入足量稀硝酸,再滴入硝酸銀溶液后產(chǎn)生白色沉淀。③向濾渣中加少量水后滴入酚酞,溶液變紅。由此判斷,濾渣中的物質(zhì)是(填化學式)。,(3)根據(jù)以上實驗,得出的結(jié)論正確的是(填序號)。A.樣品中無NaClB.樣品中只有NaOH和Na2CO3C.樣品中無NaOHD.樣品中有Na2CO3、NaOH和NaCl,答案(1)Na2CO3Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑加鹽酸時引入了Cl-,與硝酸銀生成白色沉淀(2)CaCO3、Ca(OH)2(3)D,解析氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應會生成碳酸鈉,向少量樣品中加入過量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,說明樣品中含有碳酸鈉;碳酸鈉和稀鹽酸反應的化學方程式為Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑;由于“向其中加入過量稀鹽酸”,引入了氯離子,繼續(xù)加入硝酸銀溶液,出現(xiàn)了白色沉淀,無法判斷氯離子是來自鹽酸還是原樣品。樣品中有碳酸鈉,碳酸鈉與硝酸鈣反應生成碳酸鈣和硝酸鈉,所以濾渣中的物質(zhì)有碳酸鈣;向濾液中加入足量稀硝酸,再滴入硝酸銀溶液后產(chǎn)生白色沉淀,說明樣品中含有氯化鈉;向濾渣中加少量水后滴入酚酞,溶液變紅,說明濾渣中的物質(zhì)還有Ca(OH)2,同時證明樣品中含有氫氧化鈉。,3.(2017甘肅蘭州A,34,8分)某?；瘜W興趣小組在學完堿的化學性質(zhì)后,做了澄清石灰水和稀鹽酸反應的實驗,并將廢液倒入一潔凈的廢液缸中,進行了如下探究:探究Ⅰ:甲同學在做該實驗時沒有觀察到明顯現(xiàn)象,于是對澄清石灰水和稀鹽酸能否發(fā)生反應表示懷疑。乙同學認為,甲同學實驗時應先向澄清石灰水中滴幾滴酚酞試液,再滴加適量的稀鹽酸,當觀察到(1)時,就可以說明兩種物質(zhì)能發(fā)生反應。探究Ⅱ:廢液中溶質(zhì)的成分是什么?【做出猜想】猜想一:CaCl2猜想二:CaCl2、HCl猜想三:CaCl2、HCl、Ca(OH)2你的猜想:(2)丙同學認為猜想三是錯誤的,理由是(3)(用化學方程式解釋)。,【評價與反思】請判斷以上設計的兩個方案中,(5)同學的方案合理,請分析另一個方案不合理的理由:(6)?！颈磉_與交流】若實驗證明猜想二是正確的,你認為該廢液未經(jīng)處理直接倒入下水道,可能造成的危害是(7)(填一點)。,【實驗設計】,答案(1)溶液的紅色逐漸褪去(2)CaCl2、Ca(OH)2(3)2HCl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O(4)鋅粒逐漸溶解,有氣泡產(chǎn)生(5)戊(6)猜想中都有CaCl2,加Na2CO3溶液都會產(chǎn)生白色沉淀(7)腐蝕下水道或污染水質(zhì)(合理答案均可得分),解析(1)澄清石灰水呈堿性,使酚酞試液變紅,加入稀鹽酸,其與氫氧化鈣反應,堿性減弱,溶液的紅色變淺,當恰好完全反應時紅色剛好褪去。(2)鹽酸與氫氧化鈣反應生成氯化鈣和水,廢液中溶質(zhì)一定有氯化鈣,若鹽酸有剩余,則廢液中還含有HCl;若氫氧化鈣有剩余,則廢液中還含有Ca(OH)2,故廢液中溶質(zhì)成分還可能為CaCl2、Ca(OH)2。(3)鹽酸能與氫氧化鈣反應,二者不可能同時剩余,因此丙同學猜想錯誤。(4)廢液中若含有HCl,加入鋅粒,鋅粒會逐漸溶解,產(chǎn)生氣泡。(5)戊同學的方案合理,溶液中含有鹽酸,放入鋅粒后,一定會反應生成氫氣。(6)丁同學方案不合理,因為猜想中都有氯化鈣,在廢液中加入足量碳酸鈉,都能產(chǎn)生白色沉淀。(7)廢液中含有鹽酸,直接倒入下水道,鹽酸會腐蝕下水道,也會污染水質(zhì)。,知識拓展兩種溶液反應的情況有兩種:一是恰好完全反應,二是有一者剩余。證明溶液呈酸性,可考慮酸的化學性質(zhì),加入紫色石蕊試液、活潑金屬或碳酸鹽均可;證明溶液呈堿性,可考慮堿的化學性質(zhì),可加入無色酚酞試液。,4.(2017江西,22,9分)為了解甲酸的分解產(chǎn)物,實驗小組進行了以下探究:【查閱資料】甲酸(HCOOH)的熔點為8.6℃,能分解生成兩種物質(zhì)。【提出猜想】實驗小組對甲酸的分解產(chǎn)物提出了猜想:猜想1.H2和CO2;猜想2.CO和H2O?！驹O計實驗】20℃時,甲酸的狀態(tài)為;從圖一裝置中選擇合適的裝置(填序號)對甲酸進行加熱。為了加快分解速率,實驗小組加入了催化劑,反應后將分解產(chǎn)物通入圖二裝置進行實驗。,【實驗預測】若猜想1成立,則D中的實驗現(xiàn)象應為?！具M行實驗】實驗中觀察到C處瓶內(nèi)出現(xiàn)大量水珠,F處玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象為,甲酸分解的化學方程式為。【交流拓展】資料表明,不同條件下,甲酸的分解產(chǎn)物不同,猜想1和猜想2均能成立。據(jù)此小新對甲酸的分解產(chǎn)物又提出新猜想:猜想3.H2O和CO2;猜想4.CO和H2。經(jīng)討論認為無需進行實驗就能確定猜想3和猜想4都錯誤,理由是。,答案【設計實驗】液態(tài)A【實驗預測】紫色石蕊溶液變紅色【進行實驗】紅色固體變成黑色HCOOHCO↑+H2O【交流拓展】違背了質(zhì)量守恒定律(或化學反應前后原子數(shù)目不相等、化學方程式無法配平等),解析【設計實驗】由資料知,甲酸的熔點為8.6℃,故20℃時,甲酸的狀態(tài)為液態(tài),因此選擇裝置A對甲酸進行加熱?！緦嶒烆A測】若猜想1成立,則生成的氣體為H2和CO2,二氧化碳與水反應生成的碳酸能使紫色石蕊溶液變紅,因此D中的現(xiàn)象為紫色石蕊溶液變紅色?！具M行實驗】實驗過程中觀察到C處瓶內(nèi)出現(xiàn)大量水珠,則說明猜想2正確,甲酸分解產(chǎn)生了CO和H2O;E裝置中的濃硫酸用于干燥通入F裝置中的氣體,F處玻璃管中發(fā)生的反應為一氧化碳還原氧化鐵,因此觀察到的現(xiàn)象為紅色固體變?yōu)楹谏?則甲酸分解的化學方程式為HCOOHCO↑+H2O?！窘涣魍卣埂縃COOH分子中碳、氫、氧的原子個數(shù)比為1∶2∶2,但猜想3和猜想4的生成物中,化學方程式無論怎么配,碳、氫、氧三種元素的原子個數(shù)比均不可能為1∶2∶2,因此不符合質(zhì)量守恒定律,故猜想3、4錯誤。,5.(2016廣西貴港,21,7分)氫氧化鉀是一種常見的堿,某化學興趣小組的同學依據(jù)綠色化學的核心及原則,利用所學的化學知識,設計了制備氫氧化鉀的方案,同時還可制得純堿等物質(zhì),具體流程如圖所示。(部分反應條件和產(chǎn)物已經(jīng)略去)【提出問題1】溶液C中的溶質(zhì)除氫氧化鉀外,還含有什么?【猜想與假設1】猜想1:K2CO3猜想2:Ca(OH)2【實驗與探究1】小林同學設計了如下實驗對猜想進行探究,同學們經(jīng)過討論分析后認為小林的實驗結(jié)論不嚴密,理由是?！咎岢鰡栴}2】固體D中的成分是什么?【猜想與假設2】小軍同學經(jīng)分析認為一定含有CaCO3,原因是(用化學方程式表示);可能還含有?！緦嶒炁c探究2】請你設計一個簡單可行的實驗方案,證明固體D中存在【猜想與假設】中可能還含有的物質(zhì)(所用試劑只能為溶液)。【表達與交流】由反應①和反應②原理制備純堿的方法就是我國著名的“候氏制堿法”,請寫出反應①的化學方程式?！痉此寂c評論】請你寫出以上物質(zhì)制備流程方案中體現(xiàn)綠色化學的核心及原則的一點。,答案【實驗與探究1】無明顯現(xiàn)象稀鹽酸可能不足(合理即可)【猜想與假設2】Ca(OH)2+K2CO3CaCO3↓+2KOH氫氧化鈣【實驗與探究2】取固體D,加少量蒸餾水,取上層液體,向其中滴加無色酚酞溶液,觀察到酚酞溶液變紅,說明固體D中有氫氧化鈣【表達與交流】NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl【反思與評價】反應過程中生成的CaCO3可以循環(huán)利用,解析【實驗與探究1】猜想1錯誤,即K2CO3不存在,則向少量溶液C中滴加稀鹽酸無明顯現(xiàn)象,該結(jié)論不嚴密的理由是滴加的稀鹽酸會先和KOH反應,并且該反應無明顯現(xiàn)象,若滴加的鹽酸不足,即使有K2CO3也不會產(chǎn)生明顯現(xiàn)象?！静孪肱c假設2】因為Ca(OH)2微溶于水,所以固體D中可能含有Ca(OH)2。【實驗與探究2】CaCO3難溶于水,Ca(OH)2微溶與水且溶液呈堿性,故加入一定量的蒸餾水,取上層液體滴加酚酞溶液,若溶液變紅,則有Ca(OH)2?！颈磉_與交流】由流程圖信息可知,反應①的化學方程式為NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl。【反思與評價】該過程中生成的CaCO3可循環(huán)使用,體現(xiàn)了綠色化學的核心及原則。,6.(2016福建福州,17,8分)某固體粉末由Mg、MgO和Mg(OH)2中的一種或幾種組成。某化學小組為了探究該固體粉末的成分,設計如圖所示的裝置(固定裝置省略)。【信息資料】本實驗條件下,氫氣密度為0.09g/L?！緦嶒炦^程】步驟Ⅰ:檢查裝置氣密性,裝入藥品并連接儀器。步驟Ⅱ:傾斜Y形管,使樣品充分反應,測得生成氣體的體積為55.6mL。步驟Ⅲ:拆下裝置,往Y形管內(nèi)殘余液中加入氫氧化鈉溶液,至不再生成沉淀。經(jīng)過濾、洗滌和干燥后,稱得沉淀質(zhì)量為2.90g。,【回答問題】(1)該套裝置氣密性的檢查方法是。(2)①使樣品與硫酸充分反應的正確操作是(填標號)。A.硫酸溶液轉(zhuǎn)移到樣品中B.樣品轉(zhuǎn)移到硫酸溶液中②判斷樣品完全反應的現(xiàn)象是。(3)根據(jù)實驗結(jié)果分析:①通過步驟Ⅱ推斷,樣品中一定含有的物質(zhì)是。通過步驟Ⅲ計算,樣品中鎂元素的總質(zhì)量為g。②結(jié)論:該樣品中的成分是。,【反思】(4)該化學小組同學經(jīng)過討論得到以下結(jié)論,正確的有(填標號)。A.利用該實驗方案,能計算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量B.實驗前可通過樣品的質(zhì)量估算硫酸溶液的質(zhì)量,確保樣品完全反應C.僅稱量步驟Ⅱ中Y形管內(nèi)藥品減輕的質(zhì)量,即能計算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量,答案(1)把水準管下移一段距離,使水準管和量氣管中的水形成一定的液面差,如果一段時間后液面差保持不變,則說明裝置不漏氣;反之,則表示裝置漏氣(2)①A②Y形管中的固體全部消失(3)①Mg1.20②Mg、MgO和Mg(OH)2(4)AB,解析(2)①為了防止固體藥品附著在容器壁上,應將硫酸溶液轉(zhuǎn)移到樣品中。②鎂、氧化鎂和氫氧化鎂均能與稀硫酸反應,所以看到固體藥品完全消失了,就證明樣品已完全反應。(3)①鎂與稀硫酸反應生成硫酸鎂和氫氣,而氧化鎂、氫氧化鎂與稀硫酸反應均沒有氣體生成,由步驟Ⅱ中實驗現(xiàn)象可知,樣品中一定含有鎂;氫氧化鎂沉淀中鎂元素的質(zhì)量即為樣品中鎂元素的質(zhì)量,即2.90g=1.20g。②設生成55.6mL氫氣需要鎂的質(zhì)量為x。Mg+H2SO4MgSO4+H2↑242x0.0556L0.09g/Lx=0.06g若固體粉末由MgO和Mg組成,則氧化鎂中鎂元素的質(zhì)量為(2.00g-0.06g)=1.164g≠1.20g-0.06g=1.14g;若固體粉末由Mg(OH)2和Mg組成,則Mg(OH)2中鎂元素的質(zhì)量為(2.00g-0.06g)=0.803g≠1.14g,所以固體粉末是由鎂、氧化鎂和氫氧化鎂三種物質(zhì)組成的。,(4)根據(jù)實驗提供的數(shù)據(jù)可知,利用該實驗方案,能計算出樣品中各物質(zhì)的質(zhì)量;實驗前可通過樣品的質(zhì)量(假設全部為鎂)估算硫酸溶液的質(zhì)量,確保樣品完全反應;僅稱量步驟Ⅱ中Y形管內(nèi)藥品減輕的質(zhì)量(氫氣的質(zhì)量),只能計算出固體樣品中所含單質(zhì)鎂的質(zhì)量,不能計算出其他成分的質(zhì)量。,7.(2015江蘇鎮(zhèn)江,27,7分)下圖為某同學所做的實驗及現(xiàn)象:,(1)實驗一中發(fā)生兩個反應,寫出化學方程式、。(2)實驗二中出現(xiàn)淺綠色固體。該同學對淺綠色固體的成分進行以下探究?！静殚嗁Y料】①NaOH與CuSO4反應會生成堿式硫酸銅[Cu4(OH)6SO4],其不溶于水,能與酸反應;②Cu(OH)2分解溫度為80℃,Cu4(OH)6SO4分解溫度為300℃。,【猜想與假設】①淺綠色固體為Cu4(OH)6SO4;②淺綠色固體為Cu4(OH)6SO4和Cu(OH)2的混合物?！緦嶒烌炞C】①將實驗二的試管加熱至100℃,出現(xiàn)黑色固體,則證明淺綠色固體中含有。②從實驗二加熱后的試管中分離出固體的操作有、洗滌等。證明固體已洗滌干凈的方法是。③將②中所得固體溶于足量(選填序號),再滴加Ba(NO3)2溶液,出現(xiàn)白色沉淀。A.鹽酸B.稀硝酸C.稀硫酸【結(jié)論】猜想②正確。【拓展與思考】若將實驗二中的淺綠色固體浸泡在過量的NaOH溶液中,密封放置一天后,固體全部變?yōu)樗{,色。寫出此反應的化學方程式。,答案(1)CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4Cu(OH)2CuO+H2O(2)【實驗驗證】①Cu(OH)2②過濾取最后一次洗滌液,滴加BaCl2[或Ba(NO3)2、Ba(OH)2]溶液,無沉淀生成,則固體已洗凈③A或B或AB【拓展與思考】Cu4(OH)6SO4+2NaOH4Cu(OH)2+Na2SO4,解析(1)氫氧化鈉與硫酸銅反應生成氫氧化銅藍色沉淀和硫酸鈉,化學方程式為CuSO4+2NaOHCu(OH)2↓+Na2SO4。氫氧化銅在加熱的條件下反應生成黑色的氧化銅和水,化學方程式為Cu(OH)2CuO+H2O。(2)【實驗驗證】①由題給資料可知氫氧化銅在80℃時會分解,堿式硫酸銅在300℃才分解,將實驗二的試管加熱到100℃出現(xiàn)黑色固體,說明固體中含有氫氧化銅,加熱時分解生成了黑色的氧化銅。②固體與液體分離的操作是過濾,過濾得到的固體表面會殘留硫酸鈉(或硫酸鈉和硫酸銅),可取最后一次洗滌液,滴加氯化鋇(或硝酸鋇或氫氧化鋇)溶液,若無沉淀生成,說明固體已洗凈?！就卣古c思考】實驗二中淺綠色固體為氫氧化銅和堿式硫酸銅的混合物,浸泡在過量的氫氧化鈉溶液中,密封放置一天后,固體全部變?yōu)樗{色,說明堿式硫酸銅與氫氧化鈉發(fā)生了反應,生成了氫氧化銅藍色沉淀,化學方程式為Cu4(OH)6SO4+2NaOH4Cu(OH)2+Na2SO4。,8.(2015北京,37,6分)眾所周知,酚酞溶液遇NaOH溶液變紅。但是,在分組實驗中(如圖所示),出現(xiàn)了意想不到的現(xiàn)象:有的溶液變紅后褪色;有的出現(xiàn)白色渾濁物?！咎岢鰡栴}】分組實驗中,出現(xiàn)意想不到的現(xiàn)象的原因是什么呢?【查閱資料】酚酞溶液由酚酞固體溶于酒精配制而成?！静孪肱c假設】Ⅰ.紅色褪去,與NaOH溶液和空氣中的CO2反應有關。Ⅱ.紅色褪去,與NaOH溶液的濃度有關。Ⅲ.出現(xiàn)白色渾濁物,與酚酞溶液的濃度有關。,【進行實驗】,【解釋與結(jié)論】(1)NaOH與CO2反應的化學方程式為。(2)實驗1的現(xiàn)象表明,猜想與假設Ⅰ(填“成立”或“不成立”)。(3)由實驗2得出結(jié)論:出現(xiàn)“溶液變紅后褪色”現(xiàn)象的原因是。(4)實驗3的操作步驟:取3支試管,分別加入2mL水,?！痉此寂c評價】(5)依據(jù)現(xiàn)有實驗,為了確保紅色不變,若酚酞溶液濃度為0.5%,建議選用NaOH溶液的濃度為%。(6)有同學認為,僅通過實驗3得出“猜想與假設Ⅲ成立”證據(jù)不足,理由是。,答案(1)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O(2)不成立(3)NaOH溶液濃度較大(4)再各滴加5滴濃度為5%、2%、0.5%的酚酞溶液(5)0.5(6)沒有考慮NaOH的影響,解析(1)NaOH與CO2反應生成碳酸鈉和水。(3)通過對實驗2中實驗現(xiàn)象的分析可知,在所加酚酞溶液濃度相同的條件下,氫氧化鈉溶液的濃度越大,紅色褪去越快。(4)實驗3是為了證明不同濃度的酚酞溶液對渾濁程度的影響情況,因此在3支試管中分別加入2mL水,再分別滴入不同濃度的酚酞溶液,然后觀察渾濁程度。(5)根據(jù)實驗2中的現(xiàn)象,當酚酞溶液濃度為0.5%時,氫氧化鈉溶液的濃度為0.5%,才能確保紅色不褪去。(6)實驗3中沒有考慮NaOH的影響。,評析本題以探究氫氧化鈉溶液使酚酞變紅后又褪色的原因為線索,通過對比實驗考查了學生的閱讀理解能力,推理判斷能力,對實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)的分析與處理能力等。第(6)問有一定難度,屬于較難題。,9.(2014安徽,14,8分)常溫下沒有氧氣存在時,鐵與水幾乎不反應,但高溫下,鐵與水蒸氣能反應生成一種常見鐵的氧化物和一種氣體。小明很好奇,設計如下實驗探究鐵粉與水蒸氣反應后的產(chǎn)物。(1)試管尾部放一團濕棉花的目的是。(2)探究生成的氣體是什么?用燃著的木條靠近肥皂泡,有爆鳴聲,稍后有肥皂泡飄到空中。說明生成的氣體是。(3)探究試管中剩余固體成分是什么?,【初步驗證】試管中剩余固體為黑色,能全部被磁鐵吸引?！静孪肱c假設】猜想一:剩余固體是Fe與Fe3O4;猜想二:剩余固體是?！緦嶒炋骄俊?【實驗結(jié)論】鐵和水蒸氣反應的化學方程式為?！痉此寂c交流】該黑色固體不可能是Fe2O3,理由是。,【查閱