空气是一种宝贵的资源。
(1)利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,同时用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化,并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示出气压变化,如图乙所示。
步骤1:获取点燃前集气瓶中的气压(图乙中t1时刻前的A点);
步骤2:红磷点燃,获取实验过程中集气瓶内的气压变化曲线,如图乙所示。
①写出红磷燃烧反应的符号表达式_____ ;
②图象中BC 段气压变化的原因是_____ ,t3时刻后的一段时间内瓶内气压又显著增加,这是因为进行了一个实验操作,即_____ 。
③实验结束时,若进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积的1/5,可能的原因是_____ (只填一种即可)
④丙为改进的装置,与甲装置相比较,其优点为_____ 。
(2)查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2),现设计以下实验进行验证。已知常温下镁的化合物的颜色和状态如下表:
步骤l:用水槽、无底废集气瓶等装配成如图丁所示的装置。另准备一根穿过橡皮塞的铜丝,铜丝末端系一根镁条。
步骤2:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞,充分燃烧,冷却到室温。
步骤3:往水槽中加水使集气瓶内外水面相平。点燃镁条,更换橡皮塞,丁镁条在集气瓶内继续燃烧,发出红光,放出热量。请回答下面问题:
①步骤2的目的是______ 。
②步骤3中观察到的现象:瓶内液面_____ ,镁条在氮气中燃烧的现象是_____ 。
③根据上述实验和你所学的知识,写出镁在氮气中燃烧的符号反应表达式:_____ 。
(1)利用图甲所示装置测定空气中氧气的含量,同时用气体压力传感器测出集气瓶中的气压变化,并用数据处理软件以数字、曲线的形式实时显示出气压变化,如图乙所示。
步骤1:获取点燃前集气瓶中的气压(图乙中t1时刻前的A点);
步骤2:红磷点燃,获取实验过程中集气瓶内的气压变化曲线,如图乙所示。
①写出红磷燃烧反应的符号表达式
②图象中BC 段气压变化的原因是
③实验结束时,若进入集气瓶内的水大于集气瓶内原空气体积的1/5,可能的原因是
④丙为改进的装置,与甲装置相比较,其优点为
(2)查阅资料得知镁可在氮气中燃烧生成氮化镁(Mg3N2),现设计以下实验进行验证。已知常温下镁的化合物的颜色和状态如下表:
物质 | MgO | Mg3N2 |
颜色 | 白色 | 淡黄色 |
状态 | 固体 | 固体 |
步骤2:引燃燃烧匙中足量的红磷,塞好橡皮塞,充分燃烧,冷却到室温。
步骤3:往水槽中加水使集气瓶内外水面相平。点燃镁条,更换橡皮塞,丁镁条在集气瓶内继续燃烧,发出红光,放出热量。请回答下面问题:
①步骤2的目的是
②步骤3中观察到的现象:瓶内液面
③根据上述实验和你所学的知识,写出镁在氮气中燃烧的符号反应表达式:
更新时间:2020-10-21 18:30:09
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科学探究题
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】下面是测量空气中氧气体积含量的实验:
(1)实验小组按A装置进行实验后,发现进入集气瓶中水的体积超过总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是_____ (填序号)。
A 实验前未将橡胶管夹紧;
B 红磷过量;
C 氧气未消耗完;
D 点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢,使空气膨胀逸出
(2)因气体受热迅速膨胀,可能出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况,实验小组将A进行了如B的改进,其所加气球的作用是_____ 。
(3)B实验可以避免不安全因素,但是测得结果仍然不够准确。未形成真正的隔离体。该实验小组通过查阅资料,选定白磷,在如图C所示装置中测量空气中氧气体积分数并取得成功。
【查阅资料】白磷着火燃烧的温度为40℃,燃烧的现象和产物与红磷一样。
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL,注射器中水的体积为50mL,该装置气密性良好。
【实验探究】装入药品,按图所示连接好仪器,夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,然后将锥形瓶从热水中取出。
(1)将锥形瓶底部放入热水中,目的是_____ ,足量的白磷在锥形瓶中未能全部燃烧,说明瓶内剩余气体的性质_____ ,写出白磷在空气中燃烧的化学方程式_____ 。
(2)在整个实验过程中,可观察到气球的变化是_____ 。
(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后,打开弹簧夹,还可观察到的现象是:
①注射器中的水自动喷射出来,导致这个现象发生的原因是:_____ 。
②当注射器中的水还剩约_____ mL时停止下流,导致这个现象发生的原因是_____ 。
(1)实验小组按A装置进行实验后,发现进入集气瓶中水的体积超过总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是
A 实验前未将橡胶管夹紧;
B 红磷过量;
C 氧气未消耗完;
D 点燃的红磷伸入集气瓶速度过慢,使空气膨胀逸出
(2)因气体受热迅速膨胀,可能出现集气瓶爆裂、橡皮塞冲出等情况,实验小组将A进行了如B的改进,其所加气球的作用是
(3)B实验可以避免不安全因素,但是测得结果仍然不够准确。未形成真正的隔离体。该实验小组通过查阅资料,选定白磷,在如图C所示装置中测量空气中氧气体积分数并取得成功。
【查阅资料】白磷着火燃烧的温度为40℃,燃烧的现象和产物与红磷一样。
【实验准备】锥形瓶内空气体积为230mL,注射器中水的体积为50mL,该装置气密性良好。
【实验探究】装入药品,按图所示连接好仪器,夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中,白磷很快被引燃,然后将锥形瓶从热水中取出。
(1)将锥形瓶底部放入热水中,目的是
(2)在整个实验过程中,可观察到气球的变化是
(3)待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后,打开弹簧夹,还可观察到的现象是:
①注射器中的水自动喷射出来,导致这个现象发生的原因是:
②当注射器中的水还剩约
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】某化学兴趣小组的同学对铁以及含铁物质的相关实验现象产生了兴趣,进行了一系列探究活动,请你一同参与。
探究一:铁丝燃烧产生火星四射的原因
【查阅资料】日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧,观察现象
(1)下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录,请你分析完成下表:
(2)通过以上实验,说明铁丝燃烧产生火星四射现象与_______ (填元素符号)有关。这种细铁丝燃烧时,同时生成_______ (填名称)气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
探究二:对含有铁粉的“暖宝宝”进行探究,并利用发热原理测定空气中氧气的体积分数。
【查阅资料】铁粉是黑色;铁能与稀盐酸发生反应产生氢气。
同学们在实验室打开一片暖宝宝,取出其中黑色粉末做了下面的实验。
(3)黑色粉末成分的探究
(4)探究“暖宝宝”反应原理与铁的生锈本质是否一致
按图1(夹持仪器已略去)采用传感器收集数据,将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中,密封装置,开始收集,观察曲线变化(如图2、图3、图4)。
从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与____ 和___ 等物质发生反应,并____ 热量(填写“吸收”或“放出”),这一反应与铁生锈原理一致。
(5)实验拓展
利用上述原理,同学们设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图5所示,量筒中水的读数为100mL。
①实验过程中,可以观察的现象是_______ 。
②冷却一段时间之后,打开弹簧夹,水从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)最后量筒内水为61mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计),通过计算,本实验数据测得空气中氧气的体积分数为:_______ 。(结果保留一位小数)
③上述结果与理论值相比,引起误差的原因可能是_______ (填字母)
a.装置漏气
b.弹簧夹未夹紧
c.暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足
d.最后读取量筒中水的体积是俯视读数
e.温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积
探究一:铁丝燃烧产生火星四射的原因
【查阅资料】日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。
【实验内容】取长短相同、直径均为0.20mm、含碳量不同的铁丝分别在足量的氧气中燃烧,观察现象
(1)下表是将几种铁丝放入氧气中燃烧时的实验现象的记录,请你分析完成下表:
物质 | 纯铁丝 | 含碳0.05%的铁丝 | 含碳0.2%的铁丝 | 含碳0.6%的铁丝 |
燃烧时的现象 | 无火星四射现象,熔断 | 剧烈燃烧, 极少火星 | 剧烈燃烧, 少量火星 |
探究二:对含有铁粉的“暖宝宝”进行探究,并利用发热原理测定空气中氧气的体积分数。
【查阅资料】铁粉是黑色;铁能与稀盐酸发生反应产生氢气。
同学们在实验室打开一片暖宝宝,取出其中黑色粉末做了下面的实验。
(3)黑色粉末成分的探究
操作 | 现象 | 结论 |
取暖宝宝中的黑色粉末于试管中,加入足量稀盐酸 | ① | 黑色粉末中有铁粉 |
反应结束之后,发现仍有黑色固体残留,经过② | 澄清石灰水变浑浊 | 黑色粉末中还有③ |
按图1(夹持仪器已略去)采用传感器收集数据,将拆除包装的暖宝宝倒入三颈烧瓶中,密封装置,开始收集,观察曲线变化(如图2、图3、图4)。
从收集到的图象看暖宝宝发热是因为颗粒微小的铁粉与
(5)实验拓展
利用上述原理,同学们设计使用暖宝宝贴来测定空气中氧气的含量,实验开始前的装置如图5所示,量筒中水的读数为100mL。
①实验过程中,可以观察的现象是
②冷却一段时间之后,打开弹簧夹,水从量筒中流入玻璃瓶(容积为250mL)最后量筒内水为61mL(铁粉生锈消耗的水忽略不计),通过计算,本实验数据测得空气中氧气的体积分数为:
③上述结果与理论值相比,引起误差的原因可能是
a.装置漏气
b.弹簧夹未夹紧
c.暖宝宝贴中铁粉的使用数量不足
d.最后读取量筒中水的体积是俯视读数
e.温度计的读数未恢复至室温就记录量筒内剩余水的体积
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐3】某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
(1)如上图所示装置和药品进行实验,待红磷燃烧熄灭、装置冷却后打开止水夹后看到__________________ 。
(2)小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,小丽同学认为不可以,其原因是__________________________ 。
(3)小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量。结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶内空气体积的1/5。你认为造成此现象的原因可能是_______________ 。
A.装置有点漏气 B.没有冷却到室温就打开止水夹
C.镁条的量不足 D.镁条与空气中的其它气体发生了反应
(4)小组内同学反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是__________________ 。
(5)小组内同学还对该实验进行了如下改进。(已知试管容积为 35mL).
实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于11mL刻度处,并按上图中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管。 ④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是______________ (填字母符号)。
A. ①③②④ B. ③①②④ C. ③①④②
待试管冷却后松开弹簧夹,注射器活塞将从11mL刻度处慢慢前移到约为___________ mL刻度处才停止。
(1)如上图所示装置和药品进行实验,待红磷燃烧熄灭、装置冷却后打开止水夹后看到
(2)小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,小丽同学认为不可以,其原因是
(3)小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量。结果却发现倒吸的水量远远超过集气瓶内空气体积的1/5。你认为造成此现象的原因可能是
A.装置有点漏气 B.没有冷却到室温就打开止水夹
C.镁条的量不足 D.镁条与空气中的其它气体发生了反应
(4)小组内同学反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择和生成物的要求上应考虑的是
(5)小组内同学还对该实验进行了如下改进。(已知试管容积为 35mL).
实验的操作步骤如下:①点燃酒精灯。 ②撤去酒精灯,待试管冷却后松开弹簧夹。
③将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于11mL刻度处,并按上图中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管。 ④读取注射器活塞的数据。
你认为正确的实验操作顺序是
A. ①③②④ B. ③①②④ C. ③①④②
待试管冷却后松开弹簧夹,注射器活塞将从11mL刻度处慢慢前移到约为
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐1】科学探究是学习化学的重要方法,化学兴趣小组的同学对空气中氧气的体积分数测定做了如下探究。
实验I:化学兴趣小组A为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,兴趣小组对课本实验进行了创新改进。改进后的实验装置如图1所示,根据图1回答下列问题:
(1)粗铜丝的作用是______ 。
(2)白磷从燃烧到熄灭的过程中,图中左侧玻璃管内液面的变化情况是______ 。
(3)与课本上的实验相比较,该装置的优点是______ 。(写一条)
实验Ⅱ:化学兴趣小组B用如图2所示装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
已知①着火点是可燃物燃烧所需的最低温度,白磷的着火点为40℃;②带刻度玻璃管读数从上往下增大
【实验步骤】
①检查图甲装置的气密性:往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡皮塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到液面差没有变化说明装置气密性良好。
②如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V0。
③用激光笔点燃白磷,可观察到管A内白磷燃烧,待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)
④如图丁所示,打开管A上端橡皮塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V2。
【数据记录与处理】
(4)某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
重复3次实验,计算出空气中氧气含量的平均值。
实验I:化学兴趣小组A为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,兴趣小组对课本实验进行了创新改进。改进后的实验装置如图1所示,根据图1回答下列问题:
(1)粗铜丝的作用是
(2)白磷从燃烧到熄灭的过程中,图中左侧玻璃管内液面的变化情况是
(3)与课本上的实验相比较,该装置的优点是
实验Ⅱ:化学兴趣小组B用如图2所示装置(夹持装置已略去)测定空气中氧气的含量。
已知①着火点是可燃物燃烧所需的最低温度,白磷的着火点为40℃;②带刻度玻璃管读数从上往下增大
【实验步骤】
①检查图甲装置的气密性:往管B中加适量水,塞紧管A上端的橡皮塞,调整管B的高度,使管B内液面高于另一侧液面,过一段时间,当观察到液面差没有变化说明装置气密性良好。
②如图乙所示,将稍过量的白磷放入燃烧匙,塞紧橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同一水平线,读取管B内液面读数V0。
③用激光笔点燃白磷,可观察到管A内白磷燃烧,待冷却至室温,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V1(如图丙所示)
④如图丁所示,打开管A上端橡皮塞,将管A位置下移,管B上移,至管A中充满水,立即再塞紧上端橡皮塞,调整管A与管B内液面处于同水平线,读取管B内液面读数V2。
【数据记录与处理】
(4)某次实验记录数据如下表,请根据数据计算并填写表中空格。
V0/mL | V1/mL | V2/mL | 管A中氧气所占的 体积(mL) | 管A中空气的 体积(mL) | 空气中氧气含量 (用数值列式即可) |
1.87 | 8.03 | 31.61 |
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究:
(1)讨论后同学们认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体,他们应该选择(填编号)___________。
(2)小组同学共同设计了如图的装置,你认为合理的是(填编号)___________ 。
为了确保实验的成功,在装药品之前应该___________ 。
(3)该小组按设计方案实验后,瓶内上方气体主要是氮气。但得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差,产生误差的原因___________ 。
(4)实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,下列对这种现象解释合理的是_______
(5)乙同学用如下装置测定空气中氧气的含量,其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备将集气瓶内气体压强精确地记录保存下来。图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图(该装置气密性良好,p0是集气瓶内初始气压,p和p'分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压,已知相同条件下集气瓶中气体压强与气体所占体积成正比)。下列说法正确的是______________
【实验改进】
(6)有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测得结果与理论值误差较大。
Ⅰ、铁生锈原理:铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置,再次测定空气中氧气含量、装置中饱和食盐水,活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ、测得实验数据如下表。
【交流表达】
①铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁,写出该反应的方程式
___________ 。
②根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是___________ (计算结果精确到0.1%)。
③从实验原理和操作角度分析,改进后的实验比(5)中的实验测量结果更准确的原因是:
①___________ 。②___________ 。
(1)讨论后同学们认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体,他们应该选择(填编号)___________。
A.蜡烛 | B.红磷 | C.硫粉 | D.镁带 |
为了确保实验的成功,在装药品之前应该
(3)该小组按设计方案实验后,瓶内上方气体主要是氮气。但得到的氮气密度(假设要除去的气体均已除净)与氮气的实际密度有误差,产生误差的原因
(4)实验完毕,甲同学的广口瓶内水面上升明显小于瓶内空气体积的1/5,下列对这种现象解释合理的是_______
A.甲同学使用红磷的量太少,瓶内氧气没有消耗完 |
B.甲同学实验过程中,弹簧夹没有夹紧中间的乳胶管 |
C.甲同学未等到冷却至室温就打开弹簧夹 |
D.甲同学插入燃烧匙太慢,塞紧瓶塞之前,瓶内部分空气受热逸出 |
A.燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响 |
B.反应开始时集气瓶中压强瞬间变大均是由燃烧瞬间产生了大量气体引起的 |
C.图3中p'0是因为该实验装置漏气造成的 |
D.由图2中p0.790可推出空气中氧气的体积占总体的21% |
【实验改进】
(6)有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测得结果与理论值误差较大。
Ⅰ、铁生锈原理:铁与氧气、水作用生成铁锈。根据铁在空气中生锈的原理设计下图实验装置,再次测定空气中氧气含量、装置中饱和食盐水,活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ、测得实验数据如下表。
【交流表达】
①铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁,写出该反应的方程式
②根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是
测量项目 | 实验前 | 实验后 | |
体积/ml | 烧杯中水的体积 | 烧杯中剩余水的体积 | 集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 |
80.0 | 54.5 | 126.0 |
①
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】某同学利用如图1装置验证空气中氧气的体积分数,将装有足量红磷的燃烧匙置于四颈平底烧瓶内中间位置,并把装有足量白磷的燃烧匙浸没在蒸馏水中。
【提出问题】红磷在烧瓶内燃尽熄灭后,瓶中是否有氧气剩余?
【猜想假设】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
【实验验证】步骤①:按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;
步骤②:待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷被点燃。
(1)从燃烧的条件分析,高能激光笔的作用是__________ 。
(2)实验过程中,刚开始即使用激光笔照射,燃烧匙内的白磷不会燃烧的原因是_______ 。
(3)写出步骤②中白磷燃烧的化学方程式:_________ 。
【得出结论】
(4)根据上述实验可知:猜想_________ (填序号)正确。
【反思与拓展延伸】
(5)实验小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。下列说法不正确的是 (填字母)。
(6)兴趣小组同学又设计了如图3实验,实验前该注射器中空注射器具支试管铜粉气的体积至少为___________ mL才能顺利的完成实验。(空气中氧气的含量按照20%计算)
【提出问题】红磷在烧瓶内燃尽熄灭后,瓶中是否有氧气剩余?
【猜想假设】猜想①:有氧气剩余;猜想②:无氧气剩余。
【实验验证】步骤①:按图1组装好实验装置,利用高能激光笔照射燃烧匙上的红磷,红磷燃烧直至熄灭;
步骤②:待装置完全冷却后,将装有白磷的燃烧匙提出水面,再次用高能激光笔照射,白磷被点燃。
(1)从燃烧的条件分析,高能激光笔的作用是
(2)实验过程中,刚开始即使用激光笔照射,燃烧匙内的白磷不会燃烧的原因是
(3)写出步骤②中白磷燃烧的化学方程式:
【得出结论】
(4)根据上述实验可知:猜想
【反思与拓展延伸】
(5)实验小组同学从开始实验到最后装置冷却后的整个实验过程中,用氧气传感器测量的容器内氧气浓度变化曲线如图2。下列说法不正确的是 (填字母)。
A.足量红磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气完全耗尽 |
B.红磷在密闭容器内燃烧熄灭时,氧气仍有10%~15%的剩余 |
C.足量白磷在密闭容器内充分燃烧可将氧气几乎耗尽 |
D.白磷在密闭容器中燃烧比红磷对氧气的消耗更充分 |
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科学探究题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】有一包白色固体粉末,可能由氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠、氯化钠、硝酸镁和硫酸铜中的一种或几种组成。为确定其成分,小博同学进行了如下实验:
【科学探究】实验1:取一些白色粉末于试管中,加入适量的水,振荡后得到无色溶液,接着滴加几滴稀盐酸,未观察到明显的实验现象,于是小博同学得出白色粉末中不含碳酸钠的结论,请你对她的结论进行评价_______ 。
实验2:向实验1所得的无色溶液中继续滴加稀盐酸,发现溶液中产生气泡,再滴加足量的硝酸钡溶液,产生白色沉淀,充分反应后,过滤;再向滤液中滴加硝酸银溶液,观察到溶液中产生白色沉淀,由上述实验1和实验2可知,白色粉末中一定有_______ ,一定没有_______ ;对尚未鉴别出的物质,小博同学取实验2中过滤出来的白色沉淀,向其中加入_______ ,观察到白色固体无明显变化,于是得出原白色粉末可能是NaOH、Na2CO3、Na2SO4或_______ (填化学式)。
【反思与总结】通过上述实验1和实验2的探究可知,在检验物质或离子成分时,当所加试剂与两种或多种待测物质或离子均反应,产生相同的明显现象,需要先加入足量或过量的某种试剂_______ ,从而才能确定其它物质或离子的存在。
【科学探究】实验1:取一些白色粉末于试管中,加入适量的水,振荡后得到无色溶液,接着滴加几滴稀盐酸,未观察到明显的实验现象,于是小博同学得出白色粉末中不含碳酸钠的结论,请你对她的结论进行评价
实验2:向实验1所得的无色溶液中继续滴加稀盐酸,发现溶液中产生气泡,再滴加足量的硝酸钡溶液,产生白色沉淀,充分反应后,过滤;再向滤液中滴加硝酸银溶液,观察到溶液中产生白色沉淀,由上述实验1和实验2可知,白色粉末中一定有
【反思与总结】通过上述实验1和实验2的探究可知,在检验物质或离子成分时,当所加试剂与两种或多种待测物质或离子均反应,产生相同的明显现象,需要先加入足量或过量的某种试剂
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量(可用g/cm3表示)都是重要的空气质量指标。在工业生产上规定:空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg/L。《2004年江苏省环境状况公报》指出:江苏省2004年工业(主要是热电厂)二氧化硫排放总量为1.24×106t,全省酸雨污染比较严重。分析降雨成分发现,雨水中阴离子仍以硫酸根离子为主,约占阴离子总量的61.9%。
(一)(1)正常的雨水显____ 性(填:酸、碱、或中),原因是__________________________ ;
(2)由于大气中SO2和NOx(NO和NO2)的含量不断升高,并转变为H2SO4型和HNO3型雨水降落而形成的。我省主要是硫酸型酸雨。我省这种酸雨形成过程有两种途径:一种是SO2在空气中的飘尘做催化剂的作用下被氧气氧化为SO3,溶于水生成硫酸,写出有关的反应化学方程式___________ 、____________ ;
另一种是SO2溶于水生成亚硫酸,再被空气中的氧气氧化成硫酸,写出有关的反应化学方程式_______________ 、_____________ 。由于SO2的氧化非常缓慢,故后一种途径是其主要形成过程。
(3)兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行测定,每隔五分钟测一次pH,其数据如下表所示:
分析上述数据变化,你可以得出的结论是_________ ;针对此结论,你猜测其中的原因为____________ 。结合大理石被酸雨腐蚀的事实,你认为碳酸、硫酸、亚硫酸酸性由强到弱的顺序为__________ 。
(二)SO2气体能使品红溶液、高锰酸钾溶液褪色。
回答以下问题:
(1)单独检查装置C的气密性的操作是:关闭活塞b,然后___________ ,若发现________________ ,说明装置C气密性良好。
(2)实验室用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用__________ (选“A”或“C”)做气体发生装置,不选用另一装置的理由是_________ 。
(3)小组的同学在A、C装置中的另一个用块状FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的方程式为______________ 。
(4)SO2气体通过D装置时现象是_____________ ,通过E装置时现象是__________ ;SO2与H2S在B装置中反应,生成一种氧化物和一种单质,反应的方程式是 _______ 。
(5)F仪器的名称是_______ ;F中盛有NaOH固体,作用是 _________
(三)⑴为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,查阅资料得知:可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO2含量,反应方程式是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。甲同学设计了如下图所示的实验装置:
①应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3/min)外,还需要测定吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量和_________ 。
②已知:碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。
请你协助甲同学完成稀碘溶液的配制:
第一步:准确称取1.27g碘单质加入烧杯中,________ ;
第二步:加适量水使之完全溶解,然后加水至溶液体积为1000 mL;
第三步:从第二步所得溶液中,取出10.00mL溶液加入稀释至100 mL。
⑵乙同学拟用下列简易装置测定空气中的SO2含量:准确取50mL第三步所得的碘溶液,注入如图所示广口瓶中,加2~3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气,每次抽气100mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,记录抽气次数(n)。
假设乙同学的测量是准确的,乙同学抽气的次数为80次,计算说明该地空气中的SO2含量是否符合排放标准________
⑶该小组同学认为这些工厂要对排出的废气进行处理,为了达到最好效果,在实验室进行了实验模拟,你认为他们为了吸收产生的SO2气体,所使用药品应该是________ ,发生的化学反应方程式_________________
经过再三思考,设计了以下装置,认为下列哪种不能采用______ ,因为其他装置都具有________ 作用。
(一)(1)正常的雨水显
(2)由于大气中SO2和NOx(NO和NO2)的含量不断升高,并转变为H2SO4型和HNO3型雨水降落而形成的。我省主要是硫酸型酸雨。我省这种酸雨形成过程有两种途径:一种是SO2在空气中的飘尘做催化剂的作用下被氧气氧化为SO3,溶于水生成硫酸,写出有关的反应化学方程式
另一种是SO2溶于水生成亚硫酸,再被空气中的氧气氧化成硫酸,写出有关的反应化学方程式
(3)兴趣小组同学取刚降到热电厂附近的雨水进行测定,每隔五分钟测一次pH,其数据如下表所示:
测定时刻 | 5∶05 | 5∶10 | 5∶15 | 5∶20 | 5∶25 | 5∶30 | 5∶35 |
pH | 4.95 | 4.94 | 4.94 | 4.88 | 4.86 | 4.85 | 4.85 |
(二)SO2气体能使品红溶液、高锰酸钾溶液褪色。
回答以下问题:
(1)单独检查装置C的气密性的操作是:关闭活塞b,然后
(2)实验室用Na2SO3固体和硫酸溶液制取SO2气体,应选用
(3)小组的同学在A、C装置中的另一个用块状FeS固体和稀硫酸制取H2S气体,反应的方程式为
(4)SO2气体通过D装置时现象是
(5)F仪器的名称是
(三)⑴为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,查阅资料得知:可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO2含量,反应方程式是:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。甲同学设计了如下图所示的实验装置:
①应用上述装置测定空气中的SO2含量和可吸入颗粒的含量,除测定气体流速(单位:cm3/min)外,还需要测定吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量和
②已知:碘单质微溶于水,KI可以增大碘在水中的溶解度。
请你协助甲同学完成稀碘溶液的配制:
第一步:准确称取1.27g碘单质加入烧杯中,
第二步:加适量水使之完全溶解,然后加水至溶液体积为1000 mL;
第三步:从第二步所得溶液中,取出10.00mL溶液加入稀释至100 mL。
⑵乙同学拟用下列简易装置测定空气中的SO2含量:准确取50mL第三步所得的碘溶液,注入如图所示广口瓶中,加2~3滴淀粉指示剂,此时溶液呈蓝色。在指定的测定地点抽气,每次抽气100mL,直到溶液的蓝色全部褪尽为止,记录抽气次数(n)。
假设乙同学的测量是准确的,乙同学抽气的次数为80次,计算说明该地空气中的SO2含量是否符合排放标准
⑶该小组同学认为这些工厂要对排出的废气进行处理,为了达到最好效果,在实验室进行了实验模拟,你认为他们为了吸收产生的SO2气体,所使用药品应该是
经过再三思考,设计了以下装置,认为下列哪种不能采用
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】精还原铁粉是一种重要的化工原料,某兴趣小组对其进行下列研究:
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:
粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式: ; 。
写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式_____ 。
(2)焙烧中加入焦炭的作用:_____ 、_____ 。
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验。已知 。
(假设每步反应都完全且不考虑装置内原来有空气对测定结果的影响)。
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
②点燃A处酒精灯;
③缓缓通入纯净干燥的H2;
④点燃C处酒精灯;
⑤分别熄灭A、C处酒精灯;
⑥再缓缓通入少量H2;
⑦再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→④→②→⑤→⑥→⑦;步骤②和③能否交换?_____ (填“能”或“不能”)原因是_____ 。
(4)步骤⑤和⑥能否交换?_____ (填“能”或“不能”)原因是_____ 。
(5)装置F的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E装置,若缺少装置F,则所测氧元素质量分数将_____ (选填“偏大”偏小”或“不变”下同),碳元素的质量分数将_____ 。
【物质制备】利用绿矾制备精还原铁粉的工艺流程如下:
粗还原铁粉中还含有少量铁的氧化物和Fe3C杂质,可用氢气在高温下进一步还原,其反应方程式: ; 。
写出焙烧中氧化铁与CO反应的化学方程式
(2)焙烧中加入焦炭的作用:
【含量测定】为得到精还原铁粉并测定粗还原铁粉中氧和碳元素的质量分数,按如下装置进行实验。已知 。
(假设每步反应都完全且不考虑装置内原来有空气对测定结果的影响)。
(3)主要实验步骤如下:
①按顺序组装仪器,检查装置的气密性,称量样品和必要装置的质量;
②点燃A处酒精灯;
③缓缓通入纯净干燥的H2;
④点燃C处酒精灯;
⑤分别熄灭A、C处酒精灯;
⑥再缓缓通入少量H2;
⑦再次称量必要装置的质量。
操作的先后顺序是①→③→④→②→⑤→⑥→⑦;步骤②和③能否交换?
(4)步骤⑤和⑥能否交换?
(5)装置F的作用是防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入E装置,若缺少装置F,则所测氧元素质量分数将
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