某课外小组对铁的锈蚀条件进行了如下探究。
【探究1】铁锈蚀的条件
(1)由三支试管放置一周后中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟______ (填化学式)等物质作用的过程。
(2)试管①中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是__________ 。
【提出问题】为什么①中“油封”一段时间后铁丝表面出现了红色物质?
【探究2】“油封”对水中溶解氧的影响
实验1:将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃),取等体积水样于2个烧杯中,其中一个烧杯加5mL花生油进行“油封”,用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。
实验2:操作与实验1相同,室温变为19℃,花生油改用煤油。
已知:未煮沸的蒸馏水中溶解氧含量,12℃时为10.68mg/L,19℃时为9.10mg/L。
【解释与结论】
(3)探究1中,对比___________ (填序号),可得出铁锈蚀需要与水接触。
(4)对比花生油、煤油,进行“油封”时,效果较好的是_________ 。
(5)0小时时,实验2的溶解氧含量低于实验1,其原因可能是__________ 。
(6)由实验得出的结论是 (填序号)。
【反思与评价】
(7)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”,其主要原因是______ 。
(8)探究1实验①中,放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是________ 。
【探究1】铁锈蚀的条件
实验 | ① | ② | ③ | |
现象 | 放置一周 | 无明显变化 | 无明显变化 | 铁丝表面出现红色物质 |
放置两周 | 铁丝表面出现红色物质 | 无明显变化 | 铁丝表面红色物质增多 |
(1)由三支试管放置一周后中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟
(2)试管①中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,其目的是
【提出问题】为什么①中“油封”一段时间后铁丝表面出现了红色物质?
【探究2】“油封”对水中溶解氧的影响
实验1:将蒸馏水煮沸后迅速冷却至室温(12℃),取等体积水样于2个烧杯中,其中一个烧杯加5mL花生油进行“油封”,用溶解氧传感器测定两个水样中溶解氧含量。
实验2:操作与实验1相同,室温变为19℃,花生油改用煤油。
溶解氧含量/(mg/L) | 时间/h | 0 | 2 | 6 | 12 | 24 | 36 | 48 | |
实验1 | ①未油封 | 2.42 | 4.75 | 6.44 | 8.45 | 10.10 | 10.43 | 10.51 | |
②油封 | 2.43 | 3.02 | 4.28 | 4.81 | 6.47 | 7.20 | 7.98 | ||
实验2 | ③未油封 | 1.95 | 3.79 | 6.23 | 7.98 | 8.98 | 9.09 | 9.08 | |
④油封 | 1.93 | 3.42 | 5.37 | 7.11 | 8.26 | 8.24 | 8.22 |
【解释与结论】
(3)探究1中,对比
(4)对比花生油、煤油,进行“油封”时,效果较好的是
(5)0小时时,实验2的溶解氧含量低于实验1,其原因可能是
(6)由实验得出的结论是 (填序号)。
A.“油封”的方式能隔绝氧气在水中的溶解 |
B.通过加热煮沸并冷却,可以明显降低水中含氧量 |
C.“油封”和“未油封”水样中的溶解氧均随时间增加而呈增大趋势 |
【反思与评价】
(7)生活中常用在金属表面涂油的方式“防生锈”,其主要原因是
(8)探究1实验①中,放置两周后铁丝依然出现锈蚀的原因是
更新时间:2022-08-14 11:54:04
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科学探究题
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(0.4)
【推荐1】某兴趣小组发现铁钉生锈需要几天的时间,询问老师如何加快铁钉生锈的速度。
老师说氯化物可能加快铁钉生锈的速度。
【提出问题】氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
【查阅资料】
ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐属于氯化物。
ⅱ.铜能与氧气反应,生成黑色的CuO。
ⅲ.CuO能与稀硫酸发生反应:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
【进行实验、分析解释、获得结论】
实验1:探究氯化物对铁钉生锈速度的影响。
(1)对比实验①②③可以得到的结论是___ 。
(2)小组同学认为,试管④中的红色沉淀可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色沉淀可能是铜的理由是___ (用化学方程式解释)。
实验2:探究试管④中红色沉淀的物质组成。
(3)步骤Ⅱ中所加入的试剂是___ 。
(4)步骤Ⅲ、Ⅳ的实验目的是___ 。
(5)由实验2可得出结论:试管④中红色沉淀的物质组成是___ 。
【反思与评价】
(6)结合实验1、2的结论,对于“氯化物对铁钉生锈速度的影响”,小组同学提出了进一步的假设:___ 。
老师说氯化物可能加快铁钉生锈的速度。
【提出问题】氯化物对铁钉生锈有怎样的影响?
【查阅资料】
ⅰ.NaCl、CaCl2、CuCl2等由氯离子与金属离子构成的盐属于氯化物。
ⅱ.铜能与氧气反应,生成黑色的CuO。
ⅲ.CuO能与稀硫酸发生反应:CuO+H2SO4═CuSO4+H2O。
【进行实验、分析解释、获得结论】
实验1:探究氯化物对铁钉生锈速度的影响。
试管 编号 | ① | ② | ③ | ④ |
实验 | ||||
现象 | 2天后,铁钉表面出现红色 | 1天后,铁钉表面出现红色 | 1天后,铁钉表面出现红色 | 7分钟时铁钉表面出现红色,20分钟后试管底部出现红色沉淀 |
(1)对比实验①②③可以得到的结论是
(2)小组同学认为,试管④中的红色沉淀可能是铁锈,也可能是铜。他们认为红色沉淀可能是铜的理由是
实验2:探究试管④中红色沉淀的物质组成。
实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 |
Ⅰ | 取出试管④中的铁钉,过滤剩余物,洗涤滤纸上的物质 | 固体为红色 |
Ⅱ | 将步骤Ⅰ所得红色固体加入试管中,再向试管中加入足量的…… | 红色固体大部分溶解,溶液变为黄色 |
Ⅲ | 将步骤Ⅱ所得混合物过滤,洗涤、干燥滤纸上的固体后,置于石棉网上充分加热 | 红色固体变黑 |
Ⅳ | 向试管中加入步骤Ⅲ所得黑色固体,再加入足量稀硫酸 | 黑色固体全部溶解,溶液变为蓝色 |
(3)步骤Ⅱ中所加入的试剂是
(4)步骤Ⅲ、Ⅳ的实验目的是
(5)由实验2可得出结论:试管④中红色沉淀的物质组成是
【反思与评价】
(6)结合实验1、2的结论,对于“氯化物对铁钉生锈速度的影响”,小组同学提出了进一步的假设:
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】某兴趣小组同学发现镁条在空气中久置表面会变灰黑。为了探究镁条变灰黑的原因,他们进行了如下的探究,请你根据题意回答问题。
【提出问题】空气中什么物质使镁条久置表面变灰黑?
【猜想假设】甲同学认为:氧气;
乙同学认为:二氧化碳;
丙同学认为:水蒸气;
丁同学认为:氧气、二氧化碳、水蒸气都需要。
【进行实验】小组为了验证猜想,做了以下实验(每组镁条长度为3cm,试管容积为20mL)
【实验现象】实验⑥中的镁条久置变灰黑,其他组实验均无变黑。
【解释与结论】
(1)根据现象,丁同学认为①-⑥中多余的实验设计是_____ 。
(2)得出“镁条变灰黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是_____ (填序号)。
(3)大家在老师的帮助下得出结论:丁同学猜想是正确的。但是甲同学认为要得出丁同学猜想是正确的,需要补充一个实验,即_____ 。
(4)在猜想与假设时,同学们认为镁条变灰黑与N2无关,其理由是_____ 。
(5)经过老师指导,得知镁条在空气中变灰黑,是因为与这三种物质反应变成了碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]请写出该反应的化学方程式_____ 。
【提出问题】空气中什么物质使镁条久置表面变灰黑?
【猜想假设】甲同学认为:氧气;
乙同学认为:二氧化碳;
丙同学认为:水蒸气;
丁同学认为:氧气、二氧化碳、水蒸气都需要。
【进行实验】小组为了验证猜想,做了以下实验(每组镁条长度为3cm,试管容积为20mL)
【实验现象】实验⑥中的镁条久置变灰黑,其他组实验均无变黑。
【解释与结论】
(1)根据现象,丁同学认为①-⑥中多余的实验设计是
(2)得出“镁条变灰黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是
(3)大家在老师的帮助下得出结论:丁同学猜想是正确的。但是甲同学认为要得出丁同学猜想是正确的,需要补充一个实验,即
(4)在猜想与假设时,同学们认为镁条变灰黑与N2无关,其理由是
(5)经过老师指导,得知镁条在空气中变灰黑,是因为与这三种物质反应变成了碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]请写出该反应的化学方程式
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科学探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】我校兴趣小组同学设计实验进行铁的生锈及其冶炼的探究。
[探究一]铁的生锈
(1)下图为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验,最先观察到铁锈的是_________ (填标号)。
(2)铁生锈的主要过程为:;次要过程为:。
写出Fe→Fe(OH)2反应的化学方程式_________ 。
[探究二]铁锈的组成
某铁锈成分为Fe2O3·xH2O和FeCO3,为确定其组成,兴趣小组称取此铁锈样品mg,在老师的指导下用下图装置进行实验。
【查阅资料】①碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合固体;
②Fe2O3·xH2O失去结晶水的温度为110℃,FeCO3在282℃分解为FeO和CO2,Fe2O3在300℃时不分解;
③温度高于500℃时,铁的氧化物才能被CO还原。
(3)组装实验装置后,首先要_________ 。
(4)装置A中的反应为:,通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体,洗气瓶B中应盛放_________ (填标号)。
A 浓硫酸 B 氢氧化钠溶液 C 氢氧化钙溶液
(5)实验时,控制D装置中的温度为300℃对样品进行加热,直至D装置中剩余固体质量不再变化为止。若冷却后分别测得装置E和F增重的质量,则_________ (填“能“或“不能”)确定样品中Fe2O3·xH2O中x的值。
(6)实验中装置G的作用是_________ 。
[探究三]模拟炼铁
兴趣小组同学将探究二实验中E装置的试剂换成澄清石灰水,利用D装置中剩余固体继续实验。
(7)实验时,先点燃A装置中的酒精灯,排尽装置内原有的气体后,再_________ (填实验操作),充分反应后,观察到D中固体全部变黑,E中_________ (填现象)。
(8)D装置中可能发生反应的化学方程式是_________ (写一个)。
[探究一]铁的生锈
(1)下图为某兴趣小组探究铁生锈的三个实验,最先观察到铁锈的是
(2)铁生锈的主要过程为:;次要过程为:。
写出Fe→Fe(OH)2反应的化学方程式
[探究二]铁锈的组成
某铁锈成分为Fe2O3·xH2O和FeCO3,为确定其组成,兴趣小组称取此铁锈样品mg,在老师的指导下用下图装置进行实验。
【查阅资料】①碱石灰是氢氧化钠和生石灰的混合固体;
②Fe2O3·xH2O失去结晶水的温度为110℃,FeCO3在282℃分解为FeO和CO2,Fe2O3在300℃时不分解;
③温度高于500℃时,铁的氧化物才能被CO还原。
(3)组装实验装置后,首先要
(4)装置A中的反应为:,通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体,洗气瓶B中应盛放
A 浓硫酸 B 氢氧化钠溶液 C 氢氧化钙溶液
(5)实验时,控制D装置中的温度为300℃对样品进行加热,直至D装置中剩余固体质量不再变化为止。若冷却后分别测得装置E和F增重的质量,则
(6)实验中装置G的作用是
[探究三]模拟炼铁
兴趣小组同学将探究二实验中E装置的试剂换成澄清石灰水,利用D装置中剩余固体继续实验。
(7)实验时,先点燃A装置中的酒精灯,排尽装置内原有的气体后,再
(8)D装置中可能发生反应的化学方程式是
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(0.4)
解题方法
【推荐1】某学习小组对铁锈蚀进行相关探究。
【知识回顾】
(1)铁锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的_______ 等发生化学反应的过程。
(2)用稀盐酸除去铁锈的化学方程式为_______ 。
(3)一氧化碳将氧化铁中的铁还原出来的化学方程式为_______ 。
【查阅资料】
①一定条件下,碳可加快铁的锈蚀。但碳本身不参加反应。
②。
【实验一】定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图1装置(气密性良好),将铁粉和碳粉加入三颈烧瓶,时刻加入饱和溶液后,再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。_______ 。
(5)据图3,对比AB段和BC段说明______ ,分析时刻后压强突然变大的原因是_______ 。
【实验二】测定铁锈样品组成
学习小组称取的铁锈样品(颜色为红褐色),按照图4装置进行实验(气密性良好)。假定该铁锈样品中只有和两种成分,和不发生反应,实验过程中每步均完全吸收或反应。_______ 。
(7)充分反应后冷却、称量,装置A的玻璃管中剩余固体的质量为,装置B增重,则中_______ ,铁锈样品中单质铁的质量分数为_______ (计算结果保留一位小数)。
(8)通过测定玻璃管中剩余固体质量和装置C的增重,_______ (填“能”、“不能”)计算出中x的数值。
【知识回顾】
(1)铁锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的
(2)用稀盐酸除去铁锈的化学方程式为
(3)一氧化碳将氧化铁中的铁还原出来的化学方程式为
【查阅资料】
①一定条件下,碳可加快铁的锈蚀。但碳本身不参加反应。
②。
【实验一】定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图1装置(气密性良好),将铁粉和碳粉加入三颈烧瓶,时刻加入饱和溶液后,再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(4)据图2,时刻后反应并未停止温度却开始降低,原因是
(5)据图3,对比AB段和BC段说明
【实验二】测定铁锈样品组成
学习小组称取的铁锈样品(颜色为红褐色),按照图4装置进行实验(气密性良好)。假定该铁锈样品中只有和两种成分,和不发生反应,实验过程中每步均完全吸收或反应。
(6)实验中,A装置的玻璃管中现象是
(7)充分反应后冷却、称量,装置A的玻璃管中剩余固体的质量为,装置B增重,则中
(8)通过测定玻璃管中剩余固体质量和装置C的增重,
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】1 氯化钙固体可作干燥剂。
2 碳粉可加快铁的锈蚀,碳粉不与盐酸反应。
3 常温常压,氢气密度是dg/mL。
4 铁锈与盐酸反应不产生气体。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如下表。
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀是与空气中的____ 发生化学反应。
(2)对比____ 和D试管中实验现象,说明铁锈蚀快慢与____ 有关。
(3)得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法,是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而____ (填“升高”或“降低”)。
实验二:定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸(盐酸有挥发性)的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。
(4)据图3,说明铁生锈是____ (填“放热”或“吸热”),t2~t3这段时间反应并未停止温度却开始降低,原因是____ 。
(5)据图4,分析t3时刻后压强突然变大的原因是____ 。
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
连接图5装置,检查气密性。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)mg于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,测得生成气体体积为VmL,其反应的化学方程式为____ 。
(7)根据以上数据,则该固体中铁的质量分数表达式为____ 。
(8)学习小组有同学提出:用这种方法测得的气体体积不够准确。可能的原因是____ (填标号)。
a.生成的气体会混有水蒸气 b.铁与盐酸反应放热
c.生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 d.没有扣掉加入的盐酸的体积
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】1 氯化钙固体可作干燥剂。
2 碳粉可加快铁的锈蚀,碳粉不与盐酸反应。
3 常温常压,氢气密度是dg/mL。
4 铁锈与盐酸反应不产生气体。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如下表。
试管 | 一周后现象 |
A | 铁钉表面有一层铁锈 |
B | 铁钉表面无明显变化 |
C | 铁钉表面无明显变化 |
D | 铁钉表面有较厚铁锈 |
(2)对比
(3)得到无氧蒸馏水可采用煮沸的方法,是因为氧气在水中的溶解度随温度的升高而
实验二:定量探究影响铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸(盐酸有挥发性)的注射器插到烧瓶上(此时没有推动注射器活塞),采集数据。
(4)据图3,说明铁生锈是
(5)据图4,分析t3时刻后压强突然变大的原因是
实验三:测定部分生锈的铁粉中铁的含量
连接图5装置,检查气密性。取部分生锈的铁粉(铁和氧化铁的混合物)mg于锥形瓶中,加入足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,测得生成气体体积为VmL,其反应的化学方程式为
(7)根据以上数据,则该固体中铁的质量分数表达式为
(8)学习小组有同学提出:用这种方法测得的气体体积不够准确。可能的原因是
a.生成的气体会混有水蒸气 b.铁与盐酸反应放热
c.生成的气体会部分滞留在锥形瓶中 d.没有扣掉加入的盐酸的体积
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐3】金属的性质和应用是化学研究的重要课题。
【知识回顾】
(1)铁丝在潮湿的空气中会慢慢锈蚀,是铁与___________ (填化学式)等物质作用的过程。
【实验探究】(以下实验均在室温和1标准大气压的环境中进行)
(2)制作暖宝宝要用到铁粉、活性炭、氯化钠等物质。
【实验1】如图1所示,称取2.0g铁粉和2.5g活性炭,搅拌均匀,用滤纸包好,再滴入约1mL溶质质量分数为5%的氯化钠溶液,迅速用温度传感器测量,实验进行到450s时搓揉一次滤纸包使表面结块的混合物松散,实验过程中别得混合物温度随时间变化的曲线如图2所示。
图中450s后混合物温度继续升高的原因是____________ 。
(3)无烟食品加热剂(内装有镁粉、铁粉和氯化钠等化学品)常用于野外加热食物,使用时向化学品中加入一定量的水,能迅速反应升温使水沸腾,对食物进行加热。
【实验2】向加有100mL水的隔热容器中分别加入下表各组物质,连续搅拌,每50s记录一次温度,测得温度变化曲线如下图所示。
①分析上述实验可以发现影响镁和水反应速率的因素是_______________ 。
②无烟食品加热剂的成分不能用于制作暖宝宝的理由是_______________ 。
③从上述实验可知,“无烟食品加热剂”需密封保存的原因是与空气中的______________ 有关。
④在实验2基础上,若要证明温度升高的主要原因是镁参与了反应,设计实验方案是_______________ 。
(4)化学兴趣小组按如图所示装置进行实验,瓶中的氧气可以几乎耗尽,测得实验数据如下表所示。
①根据表中数据,计算实验测得的空气中氧气的体积分数是______________ (计算结果精确到0.1%)。
②铜能与空气中氧气、水和二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿【主要成分为Cu2(OH)2CO3】,若将上图装置中的铁粉换成足量的铜粉进行实验,_____________ (选填“能”或“不能”)比较准确的测定空气中氧气的含量,理由是________________ 。
【知识回顾】
(1)铁丝在潮湿的空气中会慢慢锈蚀,是铁与
【实验探究】(以下实验均在室温和1标准大气压的环境中进行)
(2)制作暖宝宝要用到铁粉、活性炭、氯化钠等物质。
【实验1】如图1所示,称取2.0g铁粉和2.5g活性炭,搅拌均匀,用滤纸包好,再滴入约1mL溶质质量分数为5%的氯化钠溶液,迅速用温度传感器测量,实验进行到450s时搓揉一次滤纸包使表面结块的混合物松散,实验过程中别得混合物温度随时间变化的曲线如图2所示。
图中450s后混合物温度继续升高的原因是
(3)无烟食品加热剂(内装有镁粉、铁粉和氯化钠等化学品)常用于野外加热食物,使用时向化学品中加入一定量的水,能迅速反应升温使水沸腾,对食物进行加热。
【实验2】向加有100mL水的隔热容器中分别加入下表各组物质,连续搅拌,每50s记录一次温度,测得温度变化曲线如下图所示。
实验 | 物质 | ||
镁 | 铁 | 氯化钠 | |
I | 2.4g,条状 | 2.8g粉末状 | 5.85g粉末状 |
Ⅱ | 2.4g,颗粒状 | ||
Ⅲ | 2.4g,粉末状 |
①分析上述实验可以发现影响镁和水反应速率的因素是
②无烟食品加热剂的成分不能用于制作暖宝宝的理由是
③从上述实验可知,“无烟食品加热剂”需密封保存的原因是与空气中的
④在实验2基础上,若要证明温度升高的主要原因是镁参与了反应,设计实验方案是
(4)化学兴趣小组按如图所示装置进行实验,瓶中的氧气可以几乎耗尽,测得实验数据如下表所示。
测量项目 | 实验前 | 实验后 | |
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 | 烧杯中水的体积 | 烧杯中水的体积 | |
体积/mL | 131.0 | 90.0 | 63.6 |
②铜能与空气中氧气、水和二氧化碳反应而锈蚀,生成铜绿【主要成分为Cu2(OH)2CO3】,若将上图装置中的铁粉换成足量的铜粉进行实验,
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【推荐1】二氧化碳是我们身边非常重要的物质。
Ⅰ.分类视角
(1)二氧化碳属于 (填字母)。
Ⅱ.组成与结构视角
(2)二氧化碳由______ 组成(填名称),下列能保持二氧化碳化学性质的微粒是______ (填字母)。
A. B. C. D.
Ⅲ.性质与变化视角
(3)如图 1,写出 A 中发生反应的化学式表达式______ ,B 处紫色石蕊溶液变成红色,使紫色石蕊试液变色的物质是______ (用化学用语填空)。
(4)图 2 用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应。ab 段压强减小的原因是______ ,c点对应的操作是______ 。
Ⅳ.制备和用途视角
(5)小明同学用废弃软塑料管设计如图装置作为制取二氧化碳的发生装置,关于该装置的说法正确的是 。
(6)图 1 C 装置表现出来的性质,说明二氧化碳可用于______ 。
(7)工业上用二氧化碳来制备汽水,喝了汽水易引起打嗝,说明二氧化碳在水中的溶解度与______ 有关。
Ⅴ.环保视角
(8)二氧化碳虽然用途广泛,但排放过多会导致全球平均气温升高,这就是所谓的______ 。 因此各国大力提倡低碳生活,同时开发出多种二氧化碳再利用技术。高温下用 CH4 与 CO2 反应生成 H2 和 CO,如图是此变化的产率与温度的关系,试从节能的角度选择最适宜的温度为______ ℃。
Ⅰ.分类视角
(1)二氧化碳属于 (填字母)。
A.混合物 | B.单质 | C.化合物 | D.氧化物 |
Ⅱ.组成与结构视角
(2)二氧化碳由
A. B. C. D.
Ⅲ.性质与变化视角
(3)如图 1,写出 A 中发生反应的化学式表达式
(4)图 2 用数字化实验探究二氧化碳与石灰水的反应。ab 段压强减小的原因是
Ⅳ.制备和用途视角
(5)小明同学用废弃软塑料管设计如图装置作为制取二氧化碳的发生装置,关于该装置的说法正确的是 。
A.能控制反应速度 |
B.能控制反应的发生和停止 |
C.变废为宝,废物再利用 |
(6)图 1 C 装置表现出来的性质,说明二氧化碳可用于
(7)工业上用二氧化碳来制备汽水,喝了汽水易引起打嗝,说明二氧化碳在水中的溶解度与
Ⅴ.环保视角
(8)二氧化碳虽然用途广泛,但排放过多会导致全球平均气温升高,这就是所谓的
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】镁能与NH4Cl溶液反应,不仅生成一种盐,还有气泡产生。为确定气体的成分,某化学兴趣小组的同学进行下列实验探究。
[提出问题]镁与NH4Cl溶液反应生成何种气体?
[猜想与假设]小华说:生成气体可能是HCl、NH3、 H2 中的一种或几种
(1)小华作出上述猜想的理论依据是_________________ 。
[进行实验]经过该小组同学讨论研究后修正了猜想:该气体可能含有NH3和H2的一种或两种。为了一探究竟,他们设计了如下装置进行实验。
[现象与结论]
(2) A中观察到__________________ ,证明生成气体含有NH3.
B装置中浓硫酸的作用:①干燥气体;②_____________ 。
C中有肥皂泡被吹出,飘到空中,用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆呜声,说明生成的气体还含有_____________ 。
[实验反思]
(3)写出Mg与NH4Cl溶液反应的化学方程式_____________ 。
(4)氨气是一种在常温下极易溶于水的气体,上述实验中有氨气逸出 ,请你分析可能的原因是_____________ 。
[提出问题]镁与NH4Cl溶液反应生成何种气体?
[猜想与假设]小华说:生成气体可能是HCl、NH3、 H2 中的一种或几种
(1)小华作出上述猜想的理论依据是
[进行实验]经过该小组同学讨论研究后修正了猜想:该气体可能含有NH3和H2的一种或两种。为了一探究竟,他们设计了如下装置进行实验。
[现象与结论]
(2) A中观察到
B装置中浓硫酸的作用:①干燥气体;②
C中有肥皂泡被吹出,飘到空中,用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆呜声,说明生成的气体还含有
[实验反思]
(3)写出Mg与NH4Cl溶液反应的化学方程式
(4)氨气是一种在常温下极易溶于水的气体,上述实验中有氨气逸出 ,请你分析可能的原因是
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科学探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】养鱼师傅有时会向鱼塘中撒一种微黄色的固体(主要成分为过氧化钙)。
【查阅资料】过氧化钙能与水能缓慢反应生成氢氧化钙和一种气体。
【提出问题】该固体的作用是什么?该反应吸热还是放热?
【实验探究】某同学用如右图所示的装置进行实验,打开仪器a的活塞,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,烧杯中的导管口有气泡产生。
【分析讨论】
(1)按要求装配好仪器,实验前首先要___________________ 。
(2)过氧化钙与水反应产生的气体是________ ;写出反应的文字表达式 ______________ 。
(3)该反应____________ 反应。(选填“吸热”或“放热”)
(4)养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是____________________ 。
【拓展思考】
(5)养鱼师傅说一般在温度比较高的夏天使用过氧化钙较多,说明氧气的溶解能力随着温度的升高而_________ (填“增大”或“减小”)
(6)过氧化钙应_______________ 保存。
【查阅资料】过氧化钙能与水能缓慢反应生成氢氧化钙和一种气体。
【提出问题】该固体的作用是什么?该反应吸热还是放热?
【实验探究】某同学用如右图所示的装置进行实验,打开仪器a的活塞,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,烧杯中的导管口有气泡产生。
【分析讨论】
(1)按要求装配好仪器,实验前首先要
(2)过氧化钙与水反应产生的气体是
(3)该反应
(4)养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是
【拓展思考】
(5)养鱼师傅说一般在温度比较高的夏天使用过氧化钙较多,说明氧气的溶解能力随着温度的升高而
(6)过氧化钙应
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】实验小组以鸡蛋壳(主要成分CaCO3,在水中能溶解出微量的Ca2+,其他成分对实验影响忽略不计)为牙齿的替代物,模拟含氟牙膏保护牙齿的化学原理。
【查阅资料】①含氟牙膏保护牙齿的原因:含氟牙膏中的氟化钠(NaF)能与牙齿表面溶解的微量Ca2+反应,生成更难溶于酸的物质。
②常温下,酚酞溶液遇pH<8.2的碱性溶液不变色,足量CO2与氢氧化钠溶液反应后,溶液pH<8.2。
【进行实验】实验小组用2种不同的方法进行实验。
实验一:如图1连接仪器,进行实验(注射器中药品全部缓慢注入锥形瓶中)。
实验二:如图2连接仪器,锥形瓶和注射器中的物质均与实验一相同。进行实验,测量压强随时间的变化如图3所示。
【解释与结论】
(1)装入药品前,检查装置a的气密性:用止水夹夹住右侧橡皮管,________ ,说明装置气密性良好。
(2)实验一中:
①鸡蛋壳中主要成分与盐酸反应的化学方程式为_______ 。
②m处应填写的是___________ 。
(3)实验二能证明含氟牙膏对鸡蛋壳有保护作用,其理由是____ 。由此推断出实验一中,t1_ t2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)图3中“a-b”段压强增大的主要原因是________ 。
【反思与评价】
(5)根据本实验模拟的含氟牙膏保护牙齿的化学原理,你认为碳酸钙____ (填“能”或“不能”)用于制作含氟牙膏的摩擦剂,理由是_______ 。
【查阅资料】①含氟牙膏保护牙齿的原因:含氟牙膏中的氟化钠(NaF)能与牙齿表面溶解的微量Ca2+反应,生成更难溶于酸的物质。
②常温下,酚酞溶液遇pH<8.2的碱性溶液不变色,足量CO2与氢氧化钠溶液反应后,溶液pH<8.2。
【进行实验】实验小组用2种不同的方法进行实验。
实验一:如图1连接仪器,进行实验(注射器中药品全部缓慢注入锥形瓶中)。
实验组 | 对照组 | |
锥形瓶中的物质 | 0.5g用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳 | 0.5g未用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳 |
注射器中的物 | 20mL3.5%的盐酸 | ____m_____ (填入合适的药品) |
试管中的物质 | 滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液 | 滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液 |
试管中溶液褪色时间(s) | t1 | t2 |
【解释与结论】
(1)装入药品前,检查装置a的气密性:用止水夹夹住右侧橡皮管,
(2)实验一中:
①鸡蛋壳中主要成分与盐酸反应的化学方程式为
②m处应填写的是
(3)实验二能证明含氟牙膏对鸡蛋壳有保护作用,其理由是
(4)图3中“a-b”段压强增大的主要原因是
【反思与评价】
(5)根据本实验模拟的含氟牙膏保护牙齿的化学原理,你认为碳酸钙
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(0.4)
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解题方法
【推荐2】H2O2溶液俗称双氧水,在生活、生产和实验研究中均有广泛应用。现有一瓶已开启过一段时间的H2O2溶液,标签内容见图-1。
【配制溶液】配制浓度约为5%的过氧化氢溶液
(1)用这种溶质质量分数为30%的H2O2溶液,与H2O以1:5的体积比混合后,所得溶液的溶质质量分数为______ 。(结果精确到0.1%)
【测定浓度】H2O2溶液的浓度可以采用酸化的KMnO4溶液来标定,主要的反应方程式为: 。
(2)取20mL配得的H2O2溶液(密度近似为1.0g/mL)加入少量稀H2SO4,不断滴入一定浓度的KMnO4标准液(每1000mL溶液中含KMnO415.8g),边滴边振荡,直到溶液刚好呈浅红色为止(可认为KMnO4和H2O2恰好完全反应),测得该H2O2溶液的溶质质量分数为1.5%。计算:标定中滴入KMnO4标准液多少毫升?(结果精确到0.1mL)
(3)配得溶液的浓度和标定浓度直偏差的原因是______ 。
【拓展研究】
(4)以图-2所示装置进行实验I~IV,研究影响H2O2分解的因素,每组实验做3次,内容见表格。(室温为20℃,氧气浓度传感器初始读数为21%,水浴时间均为5分钟。)
①实验I试管中产生的气泡是溶解在水中的空气,说明气体的溶解性受________ 影响。
②实验I的目的是________ 。
③通过以上实验,得出加快H2O2分解的原因是________ 。
④实验V:将光亮的粗铜丝灼烧后,迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2%H2SO4溶液的试管中(见图-3)。溶液中立即产生大量气泡,该气体能使带火星的木条复燃。
(5)仅通过实验V,得出“Cu也能加快H2O2分解”的证据是否充足?请做出判断,并说明理由:______ 。
【配制溶液】配制浓度约为5%的过氧化氢溶液
(1)用这种溶质质量分数为30%的H2O2溶液,与H2O以1:5的体积比混合后,所得溶液的溶质质量分数为
【测定浓度】H2O2溶液的浓度可以采用酸化的KMnO4溶液来标定,主要的反应方程式为: 。
(2)取20mL配得的H2O2溶液(密度近似为1.0g/mL)加入少量稀H2SO4,不断滴入一定浓度的KMnO4标准液(每1000mL溶液中含KMnO415.8g),边滴边振荡,直到溶液刚好呈浅红色为止(可认为KMnO4和H2O2恰好完全反应),测得该H2O2溶液的溶质质量分数为1.5%。计算:标定中滴入KMnO4标准液多少毫升?(结果精确到0.1mL)
(3)配得溶液的浓度和标定浓度直偏差的原因是
【拓展研究】
(4)以图-2所示装置进行实验I~IV,研究影响H2O2分解的因素,每组实验做3次,内容见表格。(室温为20℃,氧气浓度传感器初始读数为21%,水浴时间均为5分钟。)
实验编号 | 具支试管内的试剂 | 水浴温度 | 试管内现象 | 传感器3次读数(%) |
I | 10mL蒸馏水 1mL2%H2SO4溶液 | 20℃ | 无气泡 | 21,21,21 |
40℃ | 极少量气泡 | 21,21,21 | ||
II | 10mL30%H2O2溶液 | 20℃ | 无气泡 | 21,21,21 |
40℃ | 极少量气泡 | 24,23,24 | ||
III | 10mL30%H2O2溶液 1mL2%H2SO4溶液 | 20℃ | 无气泡 | 21,21,21 |
40℃ | 少量气泡 | 27,28,28 | ||
IV | 10mL30%H2O2溶液 1mL2%CuSO4溶液 | 20℃ | 少量气泡 | 35,34,33 |
40℃ | 大量气泡 | 69,70,69 |
②实验I的目的是
③通过以上实验,得出加快H2O2分解的原因是
④实验V:将光亮的粗铜丝灼烧后,迅速伸入盛有10mL30%H2O2溶液和1mL2%H2SO4溶液的试管中(见图-3)。溶液中立即产生大量气泡,该气体能使带火星的木条复燃。
(5)仅通过实验V,得出“Cu也能加快H2O2分解”的证据是否充足?请做出判断,并说明理由:
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(0.4)
解题方法
【推荐3】细心的小琳发现,镁带表面有一层黑色的物质,为此她和兴趣小组的同学进行如下探究:
【探究一】黑色物质与稀硫酸反应
【实验】
【探究二】黑色物质的成分
【查阅资料】①镁条表面的黑色物质是一种混合物,其中主要成分碱式碳酸镁可表示为;
②碱式碳酸镁具有碳酸镁的性质,也具有氢氧化镁的性质,Mg(OH)2、MgCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
【进行实验】兴趣小组同学为进一步确定碱式碳酸镁组成,称取购买的碱式碳酸镁固体18.2g;装入硬质玻璃管,按如下图所示装置进行实验(假设装置A、C、D中所装药品均足量)。
装置连接顺序为A→B→___________ →___________ (填“C”或“D”)。
【数据记录】碱式碳酸镁分解后,C装置试管和所盛溶液的质量增加3.6g,D装置干燥管和固体的质量增加6.6g。
【解释与结论】
(1)当反应结束后,继续通入空气的目的是___________ 。
(2)该碱式碳酸镁中a:b:c=___________ 。
【探究三】黑色物质形成的条件
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
【进行实验】根据镁条表面黑色物质的成分,联系铁生锈的条件,兴趣小组同学分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
【分析】
(3)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是___________ (用化学方程式表示)。
(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是___________ (填编号)。
【结论】根据上述实验,兴趣小组同学得出结论:镁条表而黑色物质的形成与_____ 有关。
【探究一】黑色物质与稀硫酸反应
【实验】
操作 | 现象 | 结论 |
①取一段打磨光亮的镁条,放入试管中,加入适量稀硫酸,将产生的气体通入澄清石灰水中 | 澄清石灰水不变浑浊 | 黑色物质与稀硫酸反应有二氧化碳生成 |
②收集镁条表面的黑色物质,加入试管中,再加入适量稀硫酸,,将产生的气体通入澄清石灰水中 |
【查阅资料】①镁条表面的黑色物质是一种混合物,其中主要成分碱式碳酸镁可表示为;
②碱式碳酸镁具有碳酸镁的性质,也具有氢氧化镁的性质,Mg(OH)2、MgCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
【进行实验】兴趣小组同学为进一步确定碱式碳酸镁组成,称取购买的碱式碳酸镁固体18.2g;装入硬质玻璃管,按如下图所示装置进行实验(假设装置A、C、D中所装药品均足量)。
装置连接顺序为A→B→
【数据记录】碱式碳酸镁分解后,C装置试管和所盛溶液的质量增加3.6g,D装置干燥管和固体的质量增加6.6g。
【解释与结论】
(1)当反应结束后,继续通入空气的目的是
(2)该碱式碳酸镁中a:b:c=
【探究三】黑色物质形成的条件
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应。
【进行实验】根据镁条表面黑色物质的成分,联系铁生锈的条件,兴趣小组同学分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
主要实验操作 | |||||
实验现象 | 镁条始终无明显变化 | 镁条始终无明显变化 | 镁条始终无明显变化 | 镁条始终无明显变化 | 镁条第3天开始变黑至第20天全部变黑 |
(3)实验1和2中,NaOH浓溶液的作用是
(4)得出“镁条变黑一定与CO2有关”结论,依据的两个实验是
【结论】根据上述实验,兴趣小组同学得出结论:镁条表而黑色物质的形成与
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