一、中考初中化学科学探究题
1.某实验小组的同学在做氢氧化钙溶液与稀盐酸反应的实验时,忘记加入指示剂,为探究反应溶液中溶质的成分,又进行了以下实验探究。 (提出问题)反应后溶液中溶质是什么?
(假设猜想)猜想一:溶质是CaCl2; 猜想二:溶质是CaCl2和Ca(OH)2 猜想三:溶质是________________; 猜想四:溶质是CaCl2、Ca(OH)2和HCl (资料)CaCl2溶液呈中性
同学们经过讨论,一致认为猜想______是错误的,理由是_____________________________; (进行实验)
实验一 实验操作 取少量反应后的溶液于试管中,滴入酚酞溶液 再取少量反应后的溶液与另一只试管中,加入少量铁粉 实验现象 ______________ 结论 猜想二不成立 实验二 ______________ 猜想三成立
(交流反思)边巴同学认为,只用下列一种试剂______________(填序号),也可以得出上述猜想三成立。
①AgNO3 ②Fe2O3 ③NaOH (拓展延伸)
(1)在判断反应后所得溶液中溶质成分时,既要考虑生成物,还要考虑________________;
(2)写出实验二中反应的化学方程式__________________________________________; (3)倾倒猜想三的废液前,可向废液中加入足量_______________并过滤,才能使废液中的溶质只含有CaCl2。
【答案】CaCl2和HCl 四 氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应 酚酞溶液不变红 有气泡产生 ② 反应物是否过量 Fe+2HCl=FeCl2+H2 碳酸钙 【解析】 【详解】
(1)反应后溶液的溶质成分,有三种可能:第一、两种反应物恰好完全反应,溶液中只有生成物溶质氯化钙,第二、其中一种反应物过量,溶液中溶质为氯化钙和氢氧化钙,第三、另一种反应物过量,溶液中溶质为氯化钙和氯化氢,故填写:CaCl2和HCl;
(2)猜想四不合理,因为氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应,故答案为:四,氢氧化钙和氯化氢不能共存,会发生反应;
(3)滴入酚酞溶液,结论为猜想二不成立,说明溶液中没有显碱性的物质,故现象为:酚酞溶液不变红,填写:酚酞溶液不变红;
(3)猜想三成立,说明溶液中溶质为CaCl2和HCl,当加入铁粉时,铁粉与稀盐酸反应,产生氢气,故填写:有气泡产生;
(4)①、猜想一、二、三种都有氯化钙,加入AgNO3后,都产生白色沉淀,无法鉴别, 故不符合题意;
②、Fe2O3只与稀盐酸反应生成黄色溶液,猜想三有HCl,可以得出猜想三成立,故符合题意;
③、NaOH与稀盐酸反应,无明显现象,无法得出猜想三成立,故不符合题意; (5) 判断反应后所得溶液中溶质成分时,既要考虑生成物,还要考虑反应物是否过量,故填写:反应物是否过量;
(6)实验二是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,化学方程式为:
Fe+2HCl=FeCl2+H2
(7)因猜想三中有氯化氢,倾倒猜想三的废液前,可向废液中加入足量碳酸钙并过滤,使氯化氢转化为氯化钙,过滤掉多余的碳酸钙,才能使废液中的溶质只含有CaCl2,故填写:碳酸钙。 【点睛】
该题为实验探究中的探究物质成分题,解题关键是:三种猜想的确定(生成物必须有,反应物只能过量一种),验证猜想时要找几种猜想中不同的物质验证,相同的物质不用验证。
2.人被蚊虫叮咬后,蚊虫在人的皮肤内分泌出蚁酸,使叮咬处又痛又痒。化学小组同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究。 [提出问题]蚁酸的成分是什么?它有什么性质?
[查阅资料]I.蚁酸是一种有机酸,化学名称叫做甲酸,化学式为HCOOH; II.蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物。 [实验探究]
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成___色,说明蚁酸溶液显酸性;
(2)小芳同学根据蚁酸中含有_______元素,推测出一种生成物是水; (3)另一种生成的氧化物是气体,小敏提出两种猜想: ①猜想I:该气体是CO2;猜想II:该气体是_______; 他们将蚁酸分解产生的气体通过下图的装置。
②实验时装置A中无明显变化,则猜想I______(填“成立”或“不成立”);若猜想II成立,则:
③实验时装置B的作用是______________________________; ④实验时装置C中的现象是____________________________;
⑤实验时装置D中发生反应的化学方程式为___________________________; [讨论交流]从环保角度看,该装置存在明显的缺陷,处理方法是_____________; [拓展延伸]当你被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质中,你不会选择的物质是____。 A.苏打水
B.肥皂水
C.食醋
D.氨水
【答案】红色 氢、氧(或H、O) CO(或一氧化碳) 不成立 干燥(CO)气体(或除去水蒸汽) 黑色粉末变红色 CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓ + H2O 在D的导管出口点燃一支酒精灯或用气球收集 C 【解析】 【分析】 【详解】 [实验探究]
(1)向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成红色,说明蚁酸溶液显酸性;
(2)水是由氢、氧两种元素组成,蚁酸中含有H、O元素,根据质量守恒定律推测出一种生成物是水;
(3)①由于蚁酸中含有碳、氢、氧三种元素,蚁酸在隔绝空气并加热的条件下会分解生成两种氧化物,一种生成物是水,另一种生成的氧化物是气体,所以,小敏提出的猜想Ⅱ:该气体是CO(或一氧化碳);
②由于二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,实验时装置A中无明显变化,证明不是二氧化碳气体,则猜想Ⅰ不成立,若猜想Ⅱ成立,则:
③浓硫酸具有吸水性,实验时装置B的作用是干燥(CO)气体(或除去水蒸汽); ④在加热的条件下一氧化碳与氧化铜反应生成了二氧化碳和铜,实验时装置C中的现象是:黑色粉末逐渐变红;
⑤二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,实验时装置D中发生反应的化学方程式为:
CO2+Ca(OH)2= CaCO3↓ + H2O;
[讨论交流]由于一氧化碳有毒能污染空气,从环保角度看,该装置存在明显的缺陷是缺少尾气处理,处理方法是:在D的导管出口点燃一支酒精灯或用气球收集;
[拓展延伸]由于蚁酸是一种酸,能与碳酸氢钠溶液、肥皂水、氨水反应,在叮咬处涂抹上述物质可减轻痛痒,不能与食醋反应,不能选择食醋。故选C。
3.小明同学设计以下实验来探究可燃物燃烧的条件和测定空气中氧气的含量。(已知:白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃。) 实验装置 实验过程 实验现象 ①取一烧杯,加入适量的生石灰, 再分别取少量白磷、红磷放在烧杯上的铜片上. ②… 一会儿白磷发生燃烧,红磷不燃烧 ③先在容积为350mL的集气瓶中装进50mL滴有红墨水的水,在燃烧匙中放足量白磷,量筒中盛入足量水. ④按图连好仪器,用激光手电照射白磷,白磷. 集气瓶和量筒中的水均为红色,量筒内的液体体积减少约60mL (1)实验过程②是___________,烧杯中发生反应的化学方程式为_________________。 (2)白磷燃烧反应的化学方程式为_________________________________。
(3)根据实验2的结果,计算空气中氧气的体积分数约为__________(写出计算式和结果)。
(4)在整个实验2的过程中,集气瓶内的压强变化是______________。集气瓶中预先装入50mL水,水起的作用是_________________________。 【答案】向烧杯中加入适量的冷水 CaO + H2O=Ca(OH)2 4P + 5O2
点燃2P2O5 60/(350-
50)=1/5 先变大后变小到与大气压相等 防止集气瓶内的空气因瓶内温度升高、压强增大而泄出瓶外 【解析】 【详解】
(1)实验过程②是:向烧杯中加入适量的冷水,利用氧化钙与水反应放出大量的热来提供热量,从而达到白磷的着火点;发生反应的化学方程式为:CaO + H2O=Ca(OH)2
(2)白磷燃烧反应的化学方程式为:4P + 5O2
点燃2P2O5
(3)集气瓶的总容积为350mL,但由于事先加了50mL红墨水,即反应前只有300mL的空气,故根据实验2的结果,计算空气中氧气的体积分数约为:60/(350-50)=1/5
(4)在整个实验2的过程中,由于刚开始白磷燃烧放热,使集气瓶内的气体膨胀,压强增大,待冷却,氧气被消耗,瓶内气体量减少,压强又降低,打开止水夹,水进入集气瓶,这是压强由于大气压相等,故集气瓶内的压强变化是:先变大后变小到与大气压相等;集气瓶中预先装入50mL水,水起的作用是:防止集气瓶内的空气因瓶内温度升高、压强增大而泄出瓶外
4.在研究“酸碱中和反应”时,某兴趣小组同学想证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后是否发生了化学反应,进行了如下探究:
(1)在盛有氢氧化的溶液的烧杯中入几滴酚酞溶液,再逐滴加入稀盐酸,并不断搅拌(如图一)。用数字化传感器测得盐酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况(如图二)。
由实验现象和曲线变化情况分析可知,盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并_____(填“吸收”或“放出”)热量。
(2)从微观角度分析盐酸与氢氧化钠溶液的反应
由如图可知,该反应的微观实质是_____。
(交流讨论)同学们讨论后认为,如果盐酸和氢氧化钠减少(或消失),或者有新物质生成,都能证明反应已经发生。 (3)探究实验后烧杯中溶质的成分。
步骤 实验1:取烧杯中的溶液少许于试管中,加入硫酸铜溶液 实验2;另取烧杆中的溶液少许于试管中,加入硝酸银溶液 实验3:再取烧杯中的溶液少许于蒸发皿中,加热蒸干 现象 _____ 结论 证明没有NaOH 出现白色沉淀 证明含有HCl 有_____产生 证明有NaCl生成 (得出结论)氢氧化钠溶液和盐酸发生了中和反应。 (评价反思)
Ⅰ.有同学认为,仅通过实验2得出“溶液中含有HCl”证据不足,理由是_____。 Ⅱ.运用中和反应,可以解决生产,生活中的实际同题。如工厂用氨水(NH3•H2O)处理废水中的硫酸,能得到一种氮肥一硫酸铵,写出该反应的化学方程式_____。 Ⅲ.多角度认识少学反应是学习化学的重变方法。
【答案】放出 氢离子和氢氧根离子结合生成水分子 不产生蓝色沉淀 白色固体 氯化钠也能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银 2NH3•H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O 【解析】 【详解】
(1)由实验现象和曲线变化情况分析可知,盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并放出热量。故填:放出
(2)由如图可知,该反应的微观实质是氢离子和氢氧根离子结合生成水分子。故填:氢离子和氢氧根离子结合生成水分子
(3)取烧杯中的溶液少许于试管中,加入硫酸铜溶液,不产生蓝色沉淀,说明溶液中不含有氢氧化钠;再取烧杯中的溶液少许于蒸发皿中,加热蒸干,有白色固体产生,说明生成了氯化钠,实验过程如下所示: 步骤 实验1:取烧杯中的溶液少许于试管中,加入硫酸铜溶液 实验2;另取烧杆中的溶液少许于试管中,加入硝酸银溶液 实验3:再取烧杯中的溶液少许于蒸发皿中,加热蒸干 有白色固体产生 证明有NaCl生成 出现白色沉淀 证明含有HCl 不产生蓝色沉淀 证明没有NaOH 现象 结论 故填:不产生蓝色沉淀;白色固体 [评价反思]
Ⅰ.有同学认为,仅通过实验2得出“溶液中含有HCl”证据不足,理由是氯化钠也能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银。故填:氯化钠也能和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银 Ⅱ.氨水和稀硫酸反应生成硫酸铵和水,该反应的化学方程式:2NH3•H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O。故填:2NH3•H2O+H2SO4=(NH4)2SO4+2H2O
5.小明在实验室里进行以下实验:他首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15g•mL﹣1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸,再跟石灰石反应制得气体,将此气体通入澄清石灰水,但一直未见浑浊出现。为此,小明请教老师,老师建议他为弄明原因进行实验探究。下面是他探究的过程,请你帮他填答补充完整。 (提出问题)为什么制得的气体不能使石灰水变浑浊?
(猜想假设)猜想一:盐酸浓度仍过大,气体中有挥发出来的氯化氢气体 猜想二:澄清石灰水已经完全变质 (实验探究) 实验操作 ①将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中 ②吸取少量所用澄清石灰水于试管中,滴加_____,振荡。 实验现象 ______ 实验结论 猜想一正确 化学方程式______ 猜想二不正确 溶液变红色 (分析结论)原来所配盐酸浓度达_____,应当将其再进行稀释。
(反思拓展)①小明的实验证明了澄清石灰水没有完全变质,但是并不能说明澄清石灰水没有变质,理由是_____。
②若除掉二氧化碳中混有的少量氯化氢气体,可选择的最佳试剂是_____(填字母序号)。 a氢氧化钠溶液 b水
c饱和的碳酸氢钠溶液 d硝酸银溶液
【答案】产生白色沉淀 HCl+AgNO3═HNO3+AgCl↓ 无色酚酞溶液 15% 石灰水部分变质,也会使酚酞溶液变红色 c 【解析】 【详解】
[实验探究]将所得气体通入稀硝酸和硝酸银的混合溶液中,氯化氢气体能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和盐酸,猜想一正确,对应的现象是产生白色沉淀;反应的化学方程式为:HCl+AgNO3═HNO3+AgCl↓;
氢氧化钙溶液呈碱性,能使无色酚酞试液变红,吸取少量所用澄清石灰水于试管中,滴加
溶液变红色,说明滴加的是无色酚酞溶液,说明氢氧化钙没有完全变质,则猜想二不正确;
[分析结论]首先取溶质质量分数为30%、密度为1.15g•mL﹣1的较浓盐酸40mL与46g蒸馏水混合配制稀盐酸,则原来所配盐酸浓度为
1.15g/mL40mL30%×100%=15%;
1.15g/mL40mL+46g[反思拓展]①部分变质后的石灰水中仍含有氢氧化钙,也会使酚酞溶液变红色; ②a 、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项错误;
B、二氧化碳、氯化氢均能水,不但能把杂质除去,也会把原物质除去,不符合除杂原则,故选项错误;
C、氯化氢气体能与饱和的碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,能除去氯化氢气体,且能得到更多的二氧化碳,是最佳试剂,故选项正确;
D、氯化氢能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,但二氧化碳能溶于水,不是最佳试剂。 【点睛】
除杂的原则:只除杂,不引杂。即所加试剂只能与杂质反应,不能与想要的主要成分反应,同时不能引入新的杂质。
6.科学兴趣小组的同学在学了俗称为苏打的碳酸钠后,得知它还有一个俗称为小苏打的“兄弟”,这个“兄弟”的性质是否和它相似?它们之间能发生转化吗? 小明查阅了资料,将相关信息整理如表: 俗名 苏打 纯碱 小苏打 化学式 Na2CO3 NaHCO3 构成微粒 Na+CO32﹣ Na+HCO3﹣ 溶解度(常温) 21.5克 9.6克 两者的转化 Na2CO3+CO2+H2O Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3 2NaHCO3 下面是小明同学进行的探究:
(1)用试管取适量NaHCO3溶液,向试管中滴加酚酞试液,观察试液颜色变化。此实验的目的是 。
(2)在研究Na2CO3与NaHCO3转化时,小明觉得Na2CO3转化为NaHCO3过程中,由于NaHCO3溶于水,整个过程不会有明显现象。老师笑着对小明说:“做实验吧,实验会告诉你答案。”于是小明在老师的指导下,向饱和的Na2CO3溶液中通入CO2,起初无明显现象,继续不断地通入CO2,溶液中出现了白色沉淀。这让小明很疑惑:NaHCO3溶于水,为什么还有白色沉淀呢?小明经过思考,明白了白色沉淀产生的原因是 。 (3)在小明同学的带动下,兴趣小组又对NaHCO3的其他性质进行了探究,发现两“兄弟”既有相似的性质也有不同的个性。从微观角度分析,造成两“兄弟”不同个性的原因是 不同。
【答案】(1)Na2CO3溶液和NaHCO3溶液碱性的强弱
(2)酸钠与二氧化碳反应后要生成碳酸氢钠,而碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以出现了白色沉淀 (3)酸根离子 【解析】 试题分析:
(1)相同浓度时Na2CO3水解程度大,碱性强,用试管取适量NaHCO3溶液,向试管中滴加酚酞试液,观察试液颜色变化。此实验的目的是比较Na2CO3溶液和NaHCO3溶液碱性的强弱。
(2)碳酸钠与二氧化碳反应后要生成碳酸氢钠,而碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠,所以可观察到的现象是:有晶体析出,产生了白色沉淀。
(3)在小明同学的带动下,兴趣小组又对NaHCO3的其他性质进行了探究,发现两“兄弟”既有相似的性质也有不同的个性。从微观角度分析,造成两“兄弟”不同个性的原因是酸根离子不同。
考点:实验探究物质的性质或变化规律;盐的化学性质
7.甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点,是一种新型甜味剂,我国是全球最主要的生产国,实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成,进行如下实验: [提出猜想] 甜叶菊苷由什么元素组成?
[进行实验]小晴取适量的甜叶菊苷按图进行操作,并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置与火焰上方。
[讨论交流]其他同学认为小晴的实验设计不严谨,原因是
____________________________。经改进试验后,检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水,由此确定甜叶菊苷中一定含有碳,氢元素。
[继续探究]为了进步确定其元素组成。利用下图进行实验。(已知:装置中C中的氧化铜能
确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)
(1)实验前要通一会儿氮气,目的是_________________。
(2)A装置中发生反应的化学方程式为__________________________。
[数据记录]4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后,D装置增重2.7g, E装置增重8.36g。(产物被完全吸收)
[分析与结论]数据分析: 4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为___g,由此可以确定甜叶菊苷是由碳,氢,氧元素组成。
[反思评价]若没有F装置,对氧元素质量测定结果的影响是_____________。 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【答案】酒精燃烧也生成水和二氧化碳 排除装置中的空气 2H2O2 1.44g 偏小 【解析】
[讨论交流]将甜叶菊苷放在酒精灯火焰上灼烧,并进行验证,由于酒精燃烧也生成水和二氧化碳,无法检验甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物有二氧化碳和水;
[继续探究](1)由于空气中也含有二氧化碳和水蒸气,实验前要通一会儿氮气,目的是排除装置中的空气,防止造成干扰;
(2)A装置中过氧化氢在二氧化锰的催化下生成水和氧气,发生反应的化学方程式为2H2O2
2H2O+O2↑
2H2O+O2↑
[分析与结论] D装置增重2.7g,说明生成2.7g水,其中氢元素的质量为2.7g×
2 18×100%=0.3g,E装置增重8.36g,说明生成8.36g二氧化碳,其中碳元素的质量为
12 ×100%=2.28g,由质量守恒定律可知4.02g甜叶菊苷中氧元素的质量为4.02g-440.3g-2.28g=1.44g;
8.36g×
[反思评价]若没有F装置,空气中的二氧化碳可能被E装置吸收,造成计算碳元素质量变大,使氧元素质量测定结果偏小。
8.金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。 (1)生活中常用铁锅做饭,主要利用了铁的_____性。
(2)厨房中铁锅容易生锈,结合生活实际,写出一种防止铁锅生锈的具体方法_____。
(3)铝合金制造的飞机外壳,具有轻量化、能抗击强大气流的冲击、耐受水雾和雨雪侵蚀等特点。这是利用了铝合金的_____、_____等优点(写出两条即可)。
(4)某研究小组为探究铁、铜、锰(Mn)的金属活动性顺序,进行了如下三个实验(其中金属均已打磨,且形状、大小相同,试管中所用 5%的盐酸体积相同)。 (实验记录与分析)
实验一 实验二 实验三 实验操作 实验现象 实验结论 立即产生气泡,速率较慢 无明显现象 立即产生气泡,速率较快 铁、铜、锰的金属活动性顺序由强到弱为______>______>_____ 写出实验一试管中铁和盐酸发生反应的化学方程式
_________________________________________________________________。 【答案】导热 保持铁锅干燥 耐腐蚀 质量轻 锰 铁 铜 Fe+2HCl=FeCl2+H2 【解析】 【分析】
铁生锈的主要条件是铁与潮湿的空气直接接触,防止钢铁生锈的具体方法有在铁制品表面涂矿物性油,油漆或烧制搪瓷。在金属活动顺序表中,一般位置越后的金属,金属性越弱,原子的还原性越弱;位置越前的金属,金属性越强,原子的还原性越强。 【详解】
(1)生活中常用铁锅做饭,主要利用了铁的导热性。
(2)厨房中铁锅容易生锈,结合生活实际,防止铁锅生锈的具体方法保持铁锅干燥。 (3)铝合金制造的飞机外壳,具有轻量化、能抗击强大气流的冲击、耐受水雾和雨雪侵蚀等特点。这是利用了铝合金的耐腐蚀、质量轻等优点。
(4)铁、铜、锰和盐酸反应,锰立即产生气泡,速率较快,铁立即产生气泡,速率较慢,则锰比铁强,铜无明显现象,故金属活动性顺序由强到弱为锰>铁>铜,试管中铁和盐酸发生反应生成氯化铁和氢气,化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2。 【点睛】
判断金属与金属化合物溶液(即盐溶液)能否发生置换反应:需要满足的条件是前面金属置换后面金属(钾钙钠除外),参加反应的必须是盐溶液,即盐可溶。排在金属活动性顺序中前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。
9.小明取酸性锌锰干电池进行探究,他发现电池内部结构如图所示。
(查阅资料)(1)锌皮为金属锌(含有少量的铁);
(2)黑色糊状填充物由炭黑、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成; (3)有关数据见下表: 温度/℃ 溶解度/g NH4Cl ZnCl2 0 29.3 343 20 37.2 395 40 45.8 452 60 55.3 488 80 65.6 541 100 77.3 614 (实验探究一)小明取适量黑色糊状填充物,按下图所示实验流程进行探究。
(1)溶液A中溶质主要有______________(填化学式),操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是_____________。
(2)欲从固体M中得到较纯的MnO2,操作Ⅲ可采用的简便方法是________________________。
(实验探究二)小明取电池外壳锌皮,用砂纸打磨干净,剪成小块,进行实验。 (1)取一块锌皮放入盛有适量稀盐酸的烧杯中,有ZnCl2生成。
① 实验中可观察到的现象是____________________________;该反应属于基本反应类型中的______________反应。
② 下列各组物质混合后,也能生成ZnCl2的有______________(填字母序号)。 A.ZnO与稀盐酸 B.ZnSO4溶液与BaCl2溶液 C.ZnCO3与NaCl溶液 D.Zn(NO3)2溶液与NH4Cl溶液
(2)另取一块锌皮放入盛有一定量CuSO4溶液的烧杯中,充分反应后得到溶液E和固体F。当溶液E中只含一种溶质时,该溶质是______________(填化学式);当固体F中只含一种物质时,溶液E中最少含有___________种溶质。
(3)若将6.5 g锌皮与足量稀硫酸完全反应,则生成氢气的质量______0.2 g(选填“<”、“>”或“=”)。
【答案】NH4Cl、ZnCl2 两者的溶解度受温度变化的影响不同 在空气中充分燃烧 固体溶解,有大量气泡产生 置换 A、B ZnSO4 2 > 【解析】
(1)黑色糊状填充物中的NH4Cl、ZnCl2易溶于水,操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是两者的溶解度受温度变化的影响不同。(2)在空气中充分燃烧,以除去炭黑。【实验探究二】(1)①锌与盐酸反应生成氢气,单化化单是置换。
②A.ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O,正确;B.ZnSO4+BaC12==BaSO4↓+ZnCl2,正确;C.ZnCO3与NaCl溶液不反应,错误;D.Zn(NO3)2溶液与NH4Cl溶液不反应,错误。故选AB。(2)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,金属活动性顺序相差大的之间先反应,故Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu先反应。当溶液E中只含一种溶质时,该溶质是ZnSO4,当固体F中只含一种物质时,该固体物质是铜,溶液E中最少含有ZnSO4、FeSO4两种溶质。③6.5g纯净的锌与足量稀硫酸反应,生成0.2g氢气,等质量的锌、铁与酸反应,铁生成氢气多,将含有铁的6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应,生成氢气的质量>0.2g。
点睛:本题主要考查溶解度曲线的应用能力、混合物的分离方法、根据化学方程式进行计算的知识。
10.氢化钙(CaH2)固体是一种储氢材料,登山运动员常用其作能源提供剂。
(查阅资料)
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物。 ②钙和氢化钙都能与水反应,均生成氢氧化钙和氢气。 (氢化钙的制备)
氢化钙通常用氢气与钙加热制得.某化学兴趣小组设计的制取装置如图所示(图中固定装置省略)。
(1)装置A中制取氢气反应的化学方程式是________________________。 (2)装置B的作用是_________________________________。 (3)装置D的作用是__________________________________________。 (4)装置C中制取氢化钙的化学方程式是________________________________。 (样品成分的猜想)通过上述方法制得的氢化钙样品的成分有下列两种猜想: 猜想一:全部是氢化钙; 猜想二:____________________________。 (设计实验)现有2.1g氢化钙样品,请设计实验验证猜想二是否成立_______________________(要求操作、数据和结论)。
【答案】Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 吸收水蒸气和氯化氢气体 吸收空气中的水蒸气,防止空气中的水蒸气进入与钙反应 Ca+H2ΔCaH2 氢化钙和钙 取2.1 g样品与足量水反应,收
集反应生成的氢气,若生成的氢气质量等于0.2 g,则猜想二不成立;若生成气体的质量小于0.2 g,则猜想二成立. 【解析】 【分析】 【详解】
(1)反应物是锌和盐酸,生成物是氯化锌和氢气,所以化学方程式是:Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑。
(2)碱石灰能与盐酸反应,也能与水反应,所以碱石灰作用是吸收水蒸气和氯化氢气体。 (3)浓硫酸具有吸水性,能吸收空气中水蒸气,防止空气中的水蒸气进入,与钙反应。 (4)反应物是钙和氢气,生成物是氢化钙,反应条件是加热,所以化学方程式是:
Ca+H2ΔCaH2。
[样品成分的猜想] 由于钙也是固体,如果钙过量了,氢化钙中会混有钙,所以猜想二是:氢化钙和钙。
[设计实验] 取2.1 g样品与足量水反应,收集反应生成的氢气,然后通过计算判断。 设2.1g全部是氢化钙生成氢气质量为x。
CaH2422.1g+2H2O=Ca(OH)2+2H24
x422.1g= 4x解得x=0.2g
所以取2.1 g样品与足量水反应,收集反应生成的氢气,若生成的氢气质量等于0.2 g,则猜想二不成立;若生成气体的质量小于0.2 g,则猜想二成立。
11.在一次化学实验中,两组同学都完成了硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应的实验,但观察到了不同的实验现象。 (实验一) 实验组 甲组 乙组 实验操作 实验现象 产生蓝色沉淀 产生蓝绿色沉淀
(1)已知蓝色沉淀是氢氧化铜,写出生成蓝色沉淀的化学方程式____。 (提出问题)乙组产生的蓝绿色沉淀的成分是什么呢?
(查阅资料)Ⅰ.碱式硫酸铜是绿色晶体,在水中溶解度极小,能溶于稀酸溶液。 Ⅱ.碱式硫酸铜的组成不固定,一般可用Cu2(OH)2SO4表示。 (猜想与假设)蓝绿色沉淀是碱式硫酸铜。 (实验二)见图 实验步骤 ① ② ③ ④ ⑤ 主要实验操作 取乙组实验后的混合物过滤 取蓝绿色沉淀,用蒸馏水洗涤多次 向最后一次洗涤液中滴加BaCl2溶液 取洗涤后的蓝绿色沉淀于试管中,滴加稀盐酸 取少量蓝绿色溶液于试管中,滴加试剂X 现象及结论 得到蓝绿色沉淀 无明显现象 无沉淀产生 沉淀全部溶解,得到蓝绿色溶液 产生白色沉淀 实验结论:蓝绿色沉淀是碱式硫酸铜 (解释与结论)实验结论:蓝绿色沉淀是碱式硫酸铜 (2)步骤③的实验目的是____。
(3)步骤④中的稀盐酸____(选填“能”或“不能”)用稀硫酸代替。 (4)步骤⑤中滴加的试剂X是____。 (反思与评价)
(5)甲组同学在本组实验的基础上进一步完成下列实验: ①过滤,取蓝色沉淀于试管中; ②滴加____,沉淀颜色变为蓝绿色; ③重复实验二中的步骤①~⑤。
经实验验证,氢氧化铜也可以转化为碱式硫酸铜。此反应的化学方程式为____。 (6)乙组同学认为在自己组原有实验的基础上,继续滴加___,可以将碱式硫酸铜转变为氢氧化铜。通过实验,也验证了他们的猜想。
(7)为了确保氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜,实验的关键是____。 【答案】CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 +Cu(OH)2↓ 检验蓝绿色沉淀是否洗涤干净 不能 BaCl2溶液 CuSO4溶液 Cu(OH)2 + CuSO4 = Cu2(OH)2SO4 NaOH溶液 氢氧化钠溶液要足量(或过量) 【解析】
(1). 硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和硫酸钠,CuSO4 + 2NaOH = Na2SO4 +Cu(OH)2↓ (2). 硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀,向最后一次洗涤液中滴加BaCl2溶
液,无沉淀产生,说明蓝绿色沉淀已经洗涤干净 ; (3). 盐酸如果换成硫酸会与 BaCl2溶液 反应生成白色沉淀,干扰碱式硫酸铜是验证。 (5). 氢氧化铜和硫酸铜反应生成碱式硫酸铜,所以应滴加CuSO4溶液 ,反应方程式为Cu(OH)2 + CuSO4 = Cu2(OH)2SO4 (7). 由上述分析可知硫酸铜和氢氧化钠反应时,硫酸铜过量会生成碱式硫酸铜,,以此类推,氢氧化钠过量时易得到氢氧化铜,所以应滴加NaOH溶液 ,将蓝绿色沉淀转化为蓝色沉淀; 确保氢氧化钠溶液和硫酸铜溶液反应生成氢氧化铜,实验的关键是氢氧化钠溶液要足量(或过量)
点睛:充分利用利用题中的信息。化学反应中,物质的量不同,生成物可能会不同。
12.某实验小组为探究酸的化学性质,由甲、乙同学设计并完成了如图所示的实验.
(1)甲同学实验中所发生的化学方程式为__________________________________. (查阅资料)CaCl2、NaCl的溶液呈中性,Na2CO3溶液呈______(填“酸”或“碱”)性. (实验探究一)确定甲、乙同学上述实验后所得溶液中的溶质.
(2)取甲所得溶液少许,加入石蕊试液,溶液显红色,甲所得溶液中一定含有的溶质是______(写化学式)
(3)取乙所得溶液少许,加入酚酞试液,溶液显红色,乙所得溶液中一定含有的溶质是______(写化学式) (实验探究二)
(4)甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中,观察到废液缸中产生少量气泡,最终有白色沉淀生成,该白色沉淀是__________(写化学式).
(讨论交流)丙同学提出:若将上述废缸中物质取出,过滤,所得滤液中含有哪些物质呢?经过讨论大家一致认为:一定含有NaCl,可能含有CaCl2、盐酸和Na2CO3中的部分物质.
(实验探究三)取少量滤液于试管中,滴加过量的稀硝酸,可观察到有大量气泡产生. (归纳总结)该滤液中含有的溶质是氯化钠和_________(写化学式).
(探索与拓展)有一份由Na2SO4、NaCl两种物质组成的固体样品.为确定其组成,上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中制成119.3g溶液,再往其中加入104gBaCl2溶液,两者恰好完全反应.过滤,得到23.3g白色沉淀和一定质量的滤液.经测定,该滤液中溶质质量分数为9%.试计算:(均需计算过程)
(5)所用B2Cl2的溶液中溶质的质量分数_______. (6)所用样品的质量________________________.
【答案】Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O 碱性 CaCl2和 HCl NaCl 和 Na2CO3 CaCO3 Na2CO3 20%(过程见解析) 18.25g(过程见解析) 【解析】 【详解】
(1)甲同学实验是氢氧化钙与稀盐酸的反应;Na2CO3溶液显碱性;
(2)取甲所得溶液少许,加入石蕊试液,溶液显红色,说明溶液显酸性,所以甲所得溶液中一定含有的溶质CaCl2和 HCl;
(3)取乙所得溶液少许,加入酚酞试液,溶液显红色,说明溶液显碱性,所以乙所得溶液中一定含有的溶质NaCl 和 Na2CO3;
(4)甲、乙同学把上述实验所得溶液倒入同一废液缸中,发生的化学反应是
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl,所以白色沉淀是CaCO3; [归纳总结]取少量滤液于试管中,滴加过量的稀硝酸,可观察到有大量气泡产生,说明有碳酸钠,该滤液中含有的溶质是氯化钠和碳酸钠.
解:设所用BaCl2的溶液中溶质的质量为x,设原混合物中硫酸钠的质量为z,生成氯化钠的质量为y.
Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl 142 208 233 117 z x 23.3g y
x=20.8g
y=11.7g
z=14.2g
(5)所用BaCl2的溶液中溶质的质量分数(6)假设样品的质量为W,则所以W=18.25g
故答案:Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O;碱性;CaCl2和 HCl;NaCl 和 Na2CO3;CaCO3;Na2CO3;20%;18.25g。
=20%;
×100%=9%
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