古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具,某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】(1)铜锌合金(又称:假黄金)外发和黄金相似,常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下,氢气密度p 0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案,均验证了该黄金面具是假黄金,请帮他们完成实验报告。
方案一:截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。实验现象为________ 。
方案二:截取小块黄金面具于试管中,加入一定量稀硫酸,有气泡产生。反应的化学方程式为______ 。
方案三:截取小块黄金面具于另一支试管中,如入适量硫酸铜溶液。实验现象为_______ 。
【深入探究】为了定量分析黄金面具中金属锌的质量分数,李阳同学设计了如下实验:
Ⅰ.按如图所示组装实验装置后,应检查装置的________ 。
Ⅱ.向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品,注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ.将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中:每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积,如表。
(1)分析上表中的数据,加入第_________ 次盐酸后,黄金面具中的锌已经反应完。
(2)分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=_________ mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1=_______ 。
【反思评价】
(1)王明对李阳的方案和数据处理进行分析,认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。他将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作:_______ →洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量,也可求出黄金面具中锌的质量分数ω2。
(2)ω1和ω2略有差异,王明对李阳的方案和数据处理提出了质疑,认为自己的更准确,请说出王明质疑的理由__________ 。
(3)按照李阳的实验方案,生成的氢气会部分滞留在锥形瓶中,若这部分氢气没有计算在内,对最后锌的质量分数的影响会__________ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
【查阅资料】(1)铜锌合金(又称:假黄金)外发和黄金相似,常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下,氢气密度p 0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案,均验证了该黄金面具是假黄金,请帮他们完成实验报告。
方案一:截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。实验现象为
方案二:截取小块黄金面具于试管中,加入一定量稀硫酸,有气泡产生。反应的化学方程式为
方案三:截取小块黄金面具于另一支试管中,如入适量硫酸铜溶液。实验现象为
【深入探究】为了定量分析黄金面具中金属锌的质量分数,李阳同学设计了如下实验:
Ⅰ.按如图所示组装实验装置后,应检查装置的
Ⅱ.向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品,注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ.将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中:每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积,如表。
次数 | 第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 |
收集气体的总体积/mL | 200 | 400 | 515 | 520 | 525 |
(2)分析数据、完全反应后生成氢气的体积V=
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω1=
【反思评价】
(1)王明对李阳的方案和数据处理进行分析,认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。他将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作:
(2)ω1和ω2略有差异,王明对李阳的方案和数据处理提出了质疑,认为自己的更准确,请说出王明质疑的理由
(3)按照李阳的实验方案,生成的氢气会部分滞留在锥形瓶中,若这部分氢气没有计算在内,对最后锌的质量分数的影响会
更新时间:2022-04-14 20:32:46
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,某兴趣小组的同学对实验做进一步探究。
(1)图甲实验中,酒精灯上网罩的作用是___________ 。
(2)图乙实验前,先通入一段时间的CO的目的是___________ 。
【查阅资料】①木炭、一氧化碳分别与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O);
②氧化亚铜是红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O;
③CuSO4溶液显蓝色。
【实验探究】为确定CO与CuO反应的最佳温度,小组同学利用原位X射线衍射仪来测定不同温度下图乙实验反应4小时后固体物质的成分,实验结果如图丙所示,据图回答下列问题。
(3)600℃时,发生的反应的化学方程式为___________ 。
(4)用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度要控制在___________ ℃及以上。
【拓展延伸】
(5)将图甲实验中的试管冷却后,观察到黑色固体全部变为红色。取3.6g红色固体于试管中,滴加足量________ ,充分反应,观察到_______ 时,再将试管中的物质过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,若称得滤渣的质量为mg,当________ (填m的范围)时,则红色固体是Cu和Cu2O的混合物。
(1)图甲实验中,酒精灯上网罩的作用是
(2)图乙实验前,先通入一段时间的CO的目的是
【查阅资料】①木炭、一氧化碳分别与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O);
②氧化亚铜是红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O;
③CuSO4溶液显蓝色。
【实验探究】为确定CO与CuO反应的最佳温度,小组同学利用原位X射线衍射仪来测定不同温度下图乙实验反应4小时后固体物质的成分,实验结果如图丙所示,据图回答下列问题。
(3)600℃时,发生的反应的化学方程式为
(4)用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度要控制在
【拓展延伸】
(5)将图甲实验中的试管冷却后,观察到黑色固体全部变为红色。取3.6g红色固体于试管中,滴加足量
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科学探究题
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解题方法
【推荐2】宏宏发现氢氧化钠溶液忘记盖瓶盖。对于该溶液是否变质,宏宏等同学进行了探究。请你一起完成下列实验报告。
(1) [提出问题1]该溶液是否变质?
[实验探究1]
(2) [提出问题2]该溶液变质程度怎样?
[提出猜想]
猜想一:已完全变质,该溶液中溶质只含Na2CO3
猜想二:部分变质,该溶液中溶质含有___________ 。
[查阅资料]氯化钡溶液呈中性。
[实验探究2]
(3) [提出问题3]怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体。
[实验探究3]为得到纯净的氢氧化钠固体,同学们取该样品并设计了如图实验方案。
请回答下列问题:
①操作a和操作b中都需用到玻璃棒,其中操作a中玻璃棒的作用为_____________ .
②根据实验流程可知,最终所得氢氧化钠固体质量___________ 变质后样品中氢氧化钠的质量(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)[反思交流]在[实验探究2]中加入过量的氯化钡溶液的目的是_____________ .
(5) [拓展提升]宏宏在完成实验室制取CO2后,对回收的盐酸和CaCl2混合溶液(不考虑其它杂质)进行以下实验:取200g该溶液于烧杯中,向其中滴加溶质质量分数为10. 6%的Na2CO3溶液,滴入Na2CO3溶液与生成沉淀的质量关系如图所示。
①回收液中HCl的质量分数是多少?___ (写出计算过程)
②当Na2CO3溶液与CaCl2溶液恰好完全反应时,溶液中溶质的质量是多少g?___ (写出计算过程)
(1) [提出问题1]该溶液是否变质?
[实验探究1]
实验步骤 | 实验现象 | 解释与结论 |
取少量该溶液放于试管中,滴加足量稀盐酸 | 有 | 说明该溶液已变质。变质的原因是 |
(2) [提出问题2]该溶液变质程度怎样?
[提出猜想]
猜想一:已完全变质,该溶液中溶质只含Na2CO3
猜想二:部分变质,该溶液中溶质含有
[查阅资料]氯化钡溶液呈中性。
[实验探究2]
实验步骤 | 实验现象 | 结论 |
先取少量该溶液放于试管中,加入过量氯化钡溶液 | 有 | 猜想 |
静置,取上层清液于另一支试管中,加入2- 3滴酚酞溶液 | 上层清液变红 |
(3) [提出问题3]怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体。
[实验探究3]为得到纯净的氢氧化钠固体,同学们取该样品并设计了如图实验方案。
请回答下列问题:
①操作a和操作b中都需用到玻璃棒,其中操作a中玻璃棒的作用为
②根据实验流程可知,最终所得氢氧化钠固体质量
(4)[反思交流]在[实验探究2]中加入过量的氯化钡溶液的目的是
(5) [拓展提升]宏宏在完成实验室制取CO2后,对回收的盐酸和CaCl2混合溶液(不考虑其它杂质)进行以下实验:取200g该溶液于烧杯中,向其中滴加溶质质量分数为10. 6%的Na2CO3溶液,滴入Na2CO3溶液与生成沉淀的质量关系如图所示。
①回收液中HCl的质量分数是多少?
②当Na2CO3溶液与CaCl2溶液恰好完全反应时,溶液中溶质的质量是多少g?
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【推荐3】要“决胜全面建成小康社会”,就必须大力发展农业。
(1)科学保护和使用土地
①首先要检测土壤的酸碱性,请写出用pH试纸检测土壤浸出液酸碱度的操作方法______ 。
②熟石灰可以改良酸性土壤的原因是__________ 。
(2)正确认识和合理使用化肥
某化肥可能含有KNO3、NH4C1、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4中的一种或几种,为探究其成分进行如下实验。
【实验探究】
【实验评价】在步骤②中不能用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液的原因是__________ 。
【实验反思】上述铵态氮肥不能和熟石灰混合使用,用化学方程式表示其原因__________ 。(只写1个)
(3)向一定量的澄清石灰水中通入二氧化碳气体,生成5g白色沉淀,计算所用石灰水中溶质质量_______ (写出解题过程)。
(1)科学保护和使用土地
①首先要检测土壤的酸碱性,请写出用pH试纸检测土壤浸出液酸碱度的操作方法
②熟石灰可以改良酸性土壤的原因是
(2)正确认识和合理使用化肥
某化肥可能含有KNO3、NH4C1、(NH4)2CO3、(NH4)2SO4中的一种或几种,为探究其成分进行如下实验。
【实验探究】
实验操作步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取少量该化肥样品和少量熟石灰放在研钵中混合研磨。 | 含有铵根离子 | |
②另取少量该化肥样品于试管中,加入适量的水完全溶解,滴加足量的硝酸钡溶液;再滴加稀硝酸。 | 产生白色沉淀;有气泡产生,沉淀完全溶解 | 有 |
③取②所得溶液少量于试管中,滴加 | 产生白色沉淀 | 有NH4C1存在 |
【实验评价】在步骤②中不能用氯化钡溶液代替硝酸钡溶液的原因是
【实验反思】上述铵态氮肥不能和熟石灰混合使用,用化学方程式表示其原因
(3)向一定量的澄清石灰水中通入二氧化碳气体,生成5g白色沉淀,计算所用石灰水中溶质质量
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科学探究题
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适中
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【推荐1】实验探究:镁条放置在空气中一段时间表面会形成一层黑色的物质,为探究镁表面黑色物质的生成与空气中哪些成份有关,开展以下探究。
化学小组查得以下资料:
Ⅰ.常温下,空气中的氮气和稀有气体不会与镁发生反应。
Ⅱ.无水CaCl2有很强的吸水性,能吸收空气中的水蒸气。
化学小组根据学过的化学知识设计了一组实验,并在数天后进行观察,实验设计和现象如下表所述:
(1)查阅文献获知,镁条变暗是镁与氧气反应的结果,该反应的化学方程式为__________
(2)设计该组探究实验的基本方法叫__________
(3)能得出镁条变黑一定跟水有关的两个实验是________________ (填实验编号)
(4)编号3实验所用的反应物是__________
化学小组查得以下资料:
Ⅰ.常温下,空气中的氮气和稀有气体不会与镁发生反应。
Ⅱ.无水CaCl2有很强的吸水性,能吸收空气中的水蒸气。
化学小组根据学过的化学知识设计了一组实验,并在数天后进行观察,实验设计和现象如下表所述:
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 |
药品 | 镁条、潮湿的氧气 | 镁条、空气、无水CaCl2 | ? | 镁条、潮湿的空气 |
现象 | 变暗、无黑色物质 | 变暗、无黑色物质 | 镁条表面无变化 | 变黑 |
(1)查阅文献获知,镁条变暗是镁与氧气反应的结果,该反应的化学方程式为
(2)设计该组探究实验的基本方法叫
(3)能得出镁条变黑一定跟水有关的两个实验是
(4)编号3实验所用的反应物是
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某学习小组对铜丝在空气中灼烧后的产物进行探究。
实验1:甲同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,冷却后观察到铜丝表面变为黑色,再伸入质量分数为25%的稀硫酸中,黑色固体消失,溶液出现蓝色,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,溶液蓝色逐渐加深。
【实验分析】灼烧铜丝生成黑色固体,该反应属于基本反应类型中的________ 反应,溶液变为蓝色的原因是黑色固体溶于稀硫酸变成硫酸铜溶液,写出生成硫酸铜的化学方程式_______ 。
实验2:乙同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,迅速伸入质量分数为25%的稀硫酸中,观察到溶液中有红色固体产生,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,红色固体逐渐增多,沉淀后滤出红色固体,滤液呈浅蓝色。
【提出问题】红色固体是什么?
【查阅资料1】①Cu与O2在高于900℃时会反应生成红色的Cu2O。
②Cu2O能与H2SO4发生反应:。
③加热条件下,Cu2O能与H2反应生成Cu和H2O。
【提出猜想】丙同学认为红色固体全部是Cu,不含Cu2O。
【实验验证1】学习小组取经过干燥的红色固体,采用如图装置验证猜想。
(1)仪器X的名称为_________ 。
(2)装置B中浓硫酸的作用是_________ 。
(3)实验时,应先将产生的氢气通入装置C中,待________ ,再开始加热。
(4)实验中观察到_______ (填实验现象),说明红色固体中含有Cu2O,丙同学猜想错误。
【提出问题2】实验2中有稀硫酸存在的情况下,为什么红色固体中仍含有Cu2O?
【查阅资料2】Cu2O与H2SO4反应的快慢与稀硫酸的浓度有关。稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4反应越快。
【实验验证2】请设计实验验证“稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4的反应越快”这一结论。简述实验过程(包括操作和现象):_______ 。
(实验中须使用的试剂:Cu2O、质量分数为5%和40%的稀硫酸)
【问题解决】因实验2中稀硫酸浓度变小,Cu2O与H2SO4反应变慢,Cu2O没有反应完全,故红色固体中仍含有Cu2O。
实验1:甲同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,冷却后观察到铜丝表面变为黑色,再伸入质量分数为25%的稀硫酸中,黑色固体消失,溶液出现蓝色,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,溶液蓝色逐渐加深。
【实验分析】灼烧铜丝生成黑色固体,该反应属于基本反应类型中的
实验2:乙同学将螺旋状铜丝灼烧至红热,迅速伸入质量分数为25%的稀硫酸中,观察到溶液中有红色固体产生,将铜丝取出洗净;重复上述实验2~3次,红色固体逐渐增多,沉淀后滤出红色固体,滤液呈浅蓝色。
【提出问题】红色固体是什么?
【查阅资料1】①Cu与O2在高于900℃时会反应生成红色的Cu2O。
②Cu2O能与H2SO4发生反应:。
③加热条件下,Cu2O能与H2反应生成Cu和H2O。
【提出猜想】丙同学认为红色固体全部是Cu,不含Cu2O。
【实验验证1】学习小组取经过干燥的红色固体,采用如图装置验证猜想。
(1)仪器X的名称为
(2)装置B中浓硫酸的作用是
(3)实验时,应先将产生的氢气通入装置C中,待
(4)实验中观察到
【提出问题2】实验2中有稀硫酸存在的情况下,为什么红色固体中仍含有Cu2O?
【查阅资料2】Cu2O与H2SO4反应的快慢与稀硫酸的浓度有关。稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4反应越快。
【实验验证2】请设计实验验证“稀硫酸的浓度越大,Cu2O与H2SO4的反应越快”这一结论。简述实验过程(包括操作和现象):
(实验中须使用的试剂:Cu2O、质量分数为5%和40%的稀硫酸)
【问题解决】因实验2中稀硫酸浓度变小,Cu2O与H2SO4反应变慢,Cu2O没有反应完全,故红色固体中仍含有Cu2O。
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【推荐3】某小组同学将某种“锡纸”剪成一段两头宽中间窄的条状,再将两头分别连接电池的正负极,观察到“锡纸”立即燃烧。根据所学知识完成下列实验。
(1)“锡纸”燃烧的原因:“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧,从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是______ 。
(2)探究“锡纸”中金属的成分:
【查阅资料】①“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成;
②锌粉是一种深灰色固体;
③锡(Sn)与酸或另一种金属的化合物溶液反应时表现为正二价。
【提出猜想】猜想1:“锡纸”中的金属是锡;猜想2:“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】设计方案并进行实验
【交流讨论】①实验中打磨“锡纸”的目的是_______ 。
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是_______ 。(填代号)
A.氯化钠 B.硝酸银 C.氯化亚铁 D.氯化铜
【拓展应用】电器短路会引起火灾,我们要严加防范。如果电器着火应该采取的灭火方法是先_______ 后______ 。
(1)“锡纸”燃烧的原因:“锡纸”两端接入电池两极后造成短路致使“锡纸”燃烧,从燃烧的条件分析:开始“锡纸”不燃烧但短路后却能燃烧的原因是
(2)探究“锡纸”中金属的成分:
【查阅资料】①“锡纸”是锡箔或铝箔和纸粘合而成;
②锌粉是一种深灰色固体;
③锡(Sn)与酸或另一种金属的化合物溶液反应时表现为正二价。
【提出猜想】猜想1:“锡纸”中的金属是锡;猜想2:“锡纸”中的金属是铝。
【进行实验】设计方案并进行实验
实验操作 | 实验现象 | 实验分析与结论 |
取打磨后的“锡纸”片放入试管中,滴加氯化锌溶液 | “锡纸”表面有深灰色固体析出 | 猜想 |
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是
A.氯化钠 B.硝酸银 C.氯化亚铁 D.氯化铜
【拓展应用】电器短路会引起火灾,我们要严加防范。如果电器着火应该采取的灭火方法是先
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科学探究题
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【推荐1】化学科技小组的同学进行了一个探究实验:将一定量的锌粉投入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。为探究蓝色滤液的成分,做如下实验。
【提出问题】蓝色滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】
(1)猜想一:Zn(NO3)2;猜想二:Zn(NO3)2和 Cu(NO3)2;猜想三:______ ;上述猜想中,该小组有同学直接判断猜想一不合理,理由是______ ;
【实验设计】
(2)为进一步验证上述猜想,科技小组的同学设计了如下实验。
【结论分析】
(3)猜想三成立,则滤渣是______ 。
【提出问题】蓝色滤液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】
(1)猜想一:Zn(NO3)2;猜想二:Zn(NO3)2和 Cu(NO3)2;猜想三:
【实验设计】
(2)为进一步验证上述猜想,科技小组的同学设计了如下实验。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | 相关化学方程式 |
取少量蓝色溶液于试管中,滴加 | 猜想三成立 |
【结论分析】
(3)猜想三成立,则滤渣是
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】学完金属的性质后,某校兴趣小组同学对金属的部分性质进行了研究。
【活动一】探究金属与酸的反应
(1)为探究金属与盐酸反应剧烈程度的影响因素,兴趣小组做了以下实验,将铁粉与镁片分别放入10%的盐酸溶液中,观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是_______ ,写出铁与盐酸发生反应的化学方程式_______ 。
(2)取表面积大小相同的3种金属片,分别加入足量相同的三份稀盐酸中,并用温度传感器测定反应过程中的温度变化,所得温度变化曲线如图A所示。由图A可知:_______ (填“能”或“不能”)根据金属与酸的反应放热来判断不同金属的活动性强弱。
【活动二】探究金属与金属化合物溶液反应
(3)兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜,请你参与设计方案:
(4)铁在潮湿的空气中易生锈,铁锈的主要成分是_______ (填化学式),要防止洗完后的铁锅生锈,合理的做法是_______ (写一条)。
(5)该小组用如图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约_______ mL刻度处,原因是_______ 。
(6)小强同学进行如表实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如表。
小强同学的实验是探究_______ 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,最终小强得出的结论是:温度越高,铁钉锈蚀越快。请你对他的结论给予评价:_______ 。
【活动一】探究金属与酸的反应
(1)为探究金属与盐酸反应剧烈程度的影响因素,兴趣小组做了以下实验,将铁粉与镁片分别放入10%的盐酸溶液中,观察到铁粉产生气泡速率更快。由此得出的结论是
(2)取表面积大小相同的3种金属片,分别加入足量相同的三份稀盐酸中,并用温度传感器测定反应过程中的温度变化,所得温度变化曲线如图A所示。由图A可知:
【活动二】探究金属与金属化合物溶液反应
(3)兴趣小组同学想检测生产硫酸铜工厂排放的污水中是否含有硫酸铜,请你参与设计方案:
操作 | 现象及原理(用方程式表示) | 结论 |
将打磨过的铁钉放入装有少量废水的试管中,观察现象 | 现象: 原理: | 污水中含有硫酸铜 |
(4)铁在潮湿的空气中易生锈,铁锈的主要成分是
(5)该小组用如图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约
(6)小强同学进行如表实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如表。
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
铁钉质量增加/g | 0.02 | 0.04 | 0.08 | 0.16 | 0.18 | 0.18 | 0.18 |
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【推荐3】中国是最早冶炼和使用金属铜的国家之一,古代炼铜有“湿法炼铜”和“火法炼铜”。
(1)①火法炼铜:古代人们就发现了在翠绿色的孔雀石(主要成分为)上燃烧木炭会有红色的铜生成,该过程通过两步反应生成,请写出第二步的化学方程式。
第一步:
第二步:_______ (填化学方程式)。
②湿法炼铜:《梦溪笔谈》中记载“敖胆矾铁釜,久之亦化为铜”,胆矾化学式为,属于_______ (填“纯净物”或“混合物”),胆矾溶于水可得硫酸铜溶液,请写出“铁金化为铜”发生反应的化学方程式_______ (填化学方程式),观察到的现象是_______ 。
(2)铜在潮湿的空气中会生锈,产生铜锈(主要成分为:),为探究铜生锈的条件,某实验小组设计了以下所示实验。
【提出猜想】铜生锈可能与空气中的有关。
【进行实验】实验小组的同学取形状大小均相同的铜片,并打磨光亮.设计了如下图所示的4个实验并持续观察。
(注:所用蒸馏水都是经煮沸迅速冷却的;固体干燥剂只吸收水分,不吸收。)
①为探究铜生锈是否与有关,应选择实验_______ (填编号)进行对照。
②为探究铜生锈是否与有关,实验试管中所加物质除了金属和干燥剂外,还有_______ (填化学式)。
【反思讨论】有同学认为无需上述的实验,依据_______ 定律也能推理出空气中的和肯定参加了铜生锈的反应。
(1)①火法炼铜:古代人们就发现了在翠绿色的孔雀石(主要成分为)上燃烧木炭会有红色的铜生成,该过程通过两步反应生成,请写出第二步的化学方程式。
第一步:
第二步:
②湿法炼铜:《梦溪笔谈》中记载“敖胆矾铁釜,久之亦化为铜”,胆矾化学式为,属于
(2)铜在潮湿的空气中会生锈,产生铜锈(主要成分为:),为探究铜生锈的条件,某实验小组设计了以下所示实验。
【提出猜想】铜生锈可能与空气中的有关。
【进行实验】实验小组的同学取形状大小均相同的铜片,并打磨光亮.设计了如下图所示的4个实验并持续观察。
编号 | A | B | C | D |
实验 | ||||
现象 | 铜丝表面出现铜锈 | 无明显现象 | 无明显现象 | 无明显现象 |
①为探究铜生锈是否与有关,应选择实验
②为探究铜生锈是否与有关,实验试管中所加物质除了金属和干燥剂外,还有
【反思讨论】有同学认为无需上述的实验,依据
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】钛(Ti)是一种重要的航天金属材料。某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究。过程如下:
(提出假设)A.Ti金属活动性比Al强,B.Al金属活动性比Ti强
(查阅资料)钛能与盐酸反应。
(实验设计)同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应,观察现象。
(操作分析)三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是_____ 。
(实验现象)
(实验结论)(1)原假设中_____ 不正确(填:“A”、“B”或“AB”)。
(2)三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为____ 。
(结论应用)能否用铝制容器来盛装波尔多液(含硫酸铜),______ (填“能”或“否”),理由是______ (化学方程式表示)。
(拓展延伸)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的从其盐溶液中置换出来,可发生下列反应:
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;I2+Na2S=2NaI+S↓; Br2+2KI=2KBr+I2
(1)S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是_____ 。
(2)下列化学方程式书写错误的是______
A.Cl2+2NaI=2NaCl+I2 B.I2+2KBr=2KI+Br2
C.Br2+Na2S=2NaBr+S↓ D.Cl2+K2S=2KCl+S↓
(提出假设)A.Ti金属活动性比Al强,B.Al金属活动性比Ti强
(查阅资料)钛能与盐酸反应。
(实验设计)同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应,观察现象。
(操作分析)三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是
(实验现象)
金属 | Ti | A1 | Cu |
与盐酸反应现象 | 反应缓慢 | 反应剧烈 |
(实验结论)(1)原假设中
(2)三种金属的金属活动性由强到弱的顺序为
(结论应用)能否用铝制容器来盛装波尔多液(含硫酸铜),
(拓展延伸)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间的置换反应规律,即活动性较强的非金属可把活动性较弱的从其盐溶液中置换出来,可发生下列反应:
Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2;I2+Na2S=2NaI+S↓; Br2+2KI=2KBr+I2
(1)S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是
(2)下列化学方程式书写错误的是
A.Cl2+2NaI=2NaCl+I2 B.I2+2KBr=2KI+Br2
C.Br2+Na2S=2NaBr+S↓ D.Cl2+K2S=2KCl+S↓
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科学探究题
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适中
(0.65)
【推荐2】在一次学生实验中,学生用铝片分别和稀盐酸、稀硫酸反应,发现铝片和稀盐酸反应现象非常明显,而和稀硫酸却几乎不反应,这和教材上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氢气”不一致?是什么原因呢?为此,某化学兴趣小组在室温下做了如下的探究实验,将打磨后大小相同的铝片分别放入稀盐酸和稀硫酸中,观察现象:
(1)铝与稀硫酸反应的化学方程式为_________
(2)x=___ ,实验过程中,可以通过观察_______ 来比较铝与稀盐酸和稀硫酸反应的剧烈程度。
【查阅资料】金属与盐酸、稀硫酸之间的反应实际上是金属与酸中H+发生反应:pH相同的酸,H+浓度相同
【提出问题】:铝片与稀盐酸和稀硫酸反应产生差异的原因是什么?
【猜想与假设】:猜想一:铝表面的致密氧化膜有保护作用,使H+与铝不易接触
猜想二:__________
猜想三:硫酸根离子对H+与金属铝的反应起阻碍作用
【实验验证】
(3)将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图2所示,下列分析中不正确的是______
A AB段的化学反应是:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
B A点盐酸浓度最低C点盐酸浓度最大
C CD段压强变化的主要影响因素是气体温度
D D.E两点处的气体压强相等
【获得结论】同学结合实验和相关资料,最终获得结论:铝表面的氧化膜不仅能被H+所破坏,还能被酸溶液中分阴离子所破坏,不同的阴离子破坏能力不同,Cl−对氧化膜的破坏能力较硫酸根离子强,表现在两个方面;①阻止氧化膜的形成。②破坏已生成的氧化膜。铝表面的氧化膜被破坏后,使H+与铝原子直接接触,迅速反应生成氢气。而硫酸根离子对铝与H+的反应没有阻碍作用,但破坏氧化膜的能力很弱,使H+与铝原子不能接触,反应不能进行,故铝与稀硫酸几乎不反应。
基于实验结论,思考:铝片与硫酸铜、氯化铜溶液反应现象应该怎样?并设计实验验证。
(1)铝与稀硫酸反应的化学方程式为
(2)x=
反应进程/min | 1 | 2 | 5 | 15 | 20 |
pH=1的HCl | 少量气泡 | 较多气泡 | 大量气泡 | 反应剧烈 | 铝片耗尽 |
pH=1的H2SO4 | 均无明显现象(无气泡) |
【查阅资料】金属与盐酸、稀硫酸之间的反应实际上是金属与酸中H+发生反应:pH相同的酸,H+浓度相同
【提出问题】:铝片与稀盐酸和稀硫酸反应产生差异的原因是什么?
【猜想与假设】:猜想一:铝表面的致密氧化膜有保护作用,使H+与铝不易接触
猜想二:
猜想三:硫酸根离子对H+与金属铝的反应起阻碍作用
【实验验证】
编号 | 实验内容 | 实验现象 | 实验结论 | |
1 | 将去膜的铝片(少量)与HCl反应 | 有大量气泡产生 | 猜想一不成立 | |
2 | 将去膜的铝片(少量)H2SO4反应 | 起初能反应,一段时间后反应停止 | ||
3 | 取表面积相同,质量相等的铝片,分别加入pH=1、等量的稀盐酸和稀硫酸中 | 向盛有稀硫酸的试管中加入1gNaCl晶体 | 猜想二成立 | |
无明显现象 | 猜想三不成立 |
(3)将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图2所示,下列分析中不正确的是
A AB段的化学反应是:Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O
B A点盐酸浓度最低C点盐酸浓度最大
C CD段压强变化的主要影响因素是气体温度
D D.E两点处的气体压强相等
【获得结论】同学结合实验和相关资料,最终获得结论:铝表面的氧化膜不仅能被H+所破坏,还能被酸溶液中分阴离子所破坏,不同的阴离子破坏能力不同,Cl−对氧化膜的破坏能力较硫酸根离子强,表现在两个方面;①阻止氧化膜的形成。②破坏已生成的氧化膜。铝表面的氧化膜被破坏后,使H+与铝原子直接接触,迅速反应生成氢气。而硫酸根离子对铝与H+的反应没有阻碍作用,但破坏氧化膜的能力很弱,使H+与铝原子不能接触,反应不能进行,故铝与稀硫酸几乎不反应。
基于实验结论,思考:铝片与硫酸铜、氯化铜溶液反应现象应该怎样?并设计实验验证。
实验设计 | 现象 | 结论 |
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【推荐3】某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。
(1)比较金属活动性强弱:铝比铜____ (填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:___ 。
(2)同学们做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,对灰白色沉淀的成分进行如下探究:
【提出假设】假设一:含有氯化镁
假设二:含有镁粉
假设三:含有氢氧化镁…。。
【查阅资料】①氯化镁易溶于水。
②在一定条件下镁可与冷水缓慢反应生成氢氧化镁。
【实验验证】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中进行如下实验:
【得出结论】由实验1可知,假设_______ 不成立;由实验2可知,沉淀中不含_______ 。
【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。
【继续验证】取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是_______ 。取少量碱式氯化镁【Mg(OH)C1】加入适量稀盐酸,固体全部溶解且没有气泡产生,得到氯化镁的水溶液。写出化学方程式_______ 。
(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件。该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入50mL溶质质量分数为5%的盐酸和去除氧化膜的镁带5cm,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:
根据表中信息回答:
①溶液pH变化由2.0~10.0逐渐增大,请解释原因_______ 。
②设计实验证明生成碱式氯化镁的条件与镁条的长度有关,你的实验设计方案是_______ 。
(1)比较金属活动性强弱:铝比铜
(2)同学们做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,对灰白色沉淀的成分进行如下探究:
【提出假设】假设一:含有氯化镁
假设二:含有镁粉
假设三:含有氢氧化镁…。。
【查阅资料】①氯化镁易溶于水。
②在一定条件下镁可与冷水缓慢反应生成氢氧化镁。
【实验验证】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中进行如下实验:
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
实验1 | 加入适量蒸馏水、搅拌 | 沉淀未见减少 |
实验2 | 加入适量稀盐酸 | 沉淀全部溶解,没有气泡产生 |
【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。
【继续验证】取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是
(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件。该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入50mL溶质质量分数为5%的盐酸和去除氧化膜的镁带5cm,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
溶液pH | 2.0 | 5.3 | 7.0 | 8.6 | 9.3 | 9.8 | 10.0 | 10.0 |
实验现象 | 一 | 镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成 | 镁带缓慢溶解,产生气泡速率减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀 |
①溶液pH变化由2.0~10.0逐渐增大,请解释原因
②设计实验证明生成碱式氯化镁的条件与镁条的长度有关,你的实验设计方案是
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