铁是重要的金属材料,人类对铁的冶炼在不断探索中。
Ⅰ.课题组甲根据碳还原氧化铁的原理,设计如图所示的实验装置并开展相关探索。
(1)实验前关闭K1、K2、K4,打开K3,向外拉注射器乙的活塞,_____ ,则装置气密性良好。
(2)关闭K2、K3,打开K1、K4,向装置内通入氮气,其目的是_____ 。
(3)关闭K1、K2、K4,打开K3,通电加热,使0.24g炭粉和3g氧化铁反应。注射器乙的作用是_____ 。
(4)证明炼铁过程中产生CO2。
①关闭电源,待装置恢复至室温,此时注射器乙的活塞位于V2mL刻度处。将装有95°C热水的试管(图B)移至虚线框A处并通过橡皮管与装置连通,打开K4,发现无明显现象后关闭K4。
②打开K2,注入V1mLNaOH溶液(足量),将注射器甲的活塞拉回V1mL刻度处并固定。来回推拉注射器乙的活塞数次后,固定于V2mL刻度处,打开K4,发现95°C热水沸腾,原因是_____ ,发生反应的化学方程式是_____ 。
Ⅱ.课题组乙用氩气代替实验Ⅰ中的氮气,在碳与氧化铁的混合物中加入碳酸钾粉末(碳酸钾反应前后质量不变),在不同温度下,分别用石墨粉、活性炭还原氧化铁,实验结果如图所示。(还原率=×100%)
(5)可以用氩气代替氮气的理由是_____ 。
(6)还原率随温度升高而_____ (填“增大”或“减小”)。
(7)碳的存在形式(石墨粉、活性炭)不同,反应的还原率不同,其证据是_____ 。
(8)随着碳酸钾含量的增加,还原率_____ (填“增大”或“减小”),碳酸钾在反应中起_____ 作用。
(9)上述Ⅰ、Ⅱ两项实验,体现“安全、环保或节能”中某一方面的做法是_____ (举一例说明)。
Ⅰ.课题组甲根据碳还原氧化铁的原理,设计如图所示的实验装置并开展相关探索。
(1)实验前关闭K1、K2、K4,打开K3,向外拉注射器乙的活塞,
(2)关闭K2、K3,打开K1、K4,向装置内通入氮气,其目的是
(3)关闭K1、K2、K4,打开K3,通电加热,使0.24g炭粉和3g氧化铁反应。注射器乙的作用是
(4)证明炼铁过程中产生CO2。
①关闭电源,待装置恢复至室温,此时注射器乙的活塞位于V2mL刻度处。将装有95°C热水的试管(图B)移至虚线框A处并通过橡皮管与装置连通,打开K4,发现无明显现象后关闭K4。
②打开K2,注入V1mLNaOH溶液(足量),将注射器甲的活塞拉回V1mL刻度处并固定。来回推拉注射器乙的活塞数次后,固定于V2mL刻度处,打开K4,发现95°C热水沸腾,原因是
Ⅱ.课题组乙用氩气代替实验Ⅰ中的氮气,在碳与氧化铁的混合物中加入碳酸钾粉末(碳酸钾反应前后质量不变),在不同温度下,分别用石墨粉、活性炭还原氧化铁,实验结果如图所示。(还原率=×100%)
(5)可以用氩气代替氮气的理由是
(6)还原率随温度升高而
(7)碳的存在形式(石墨粉、活性炭)不同,反应的还原率不同,其证据是
(8)随着碳酸钾含量的增加,还原率
(9)上述Ⅰ、Ⅱ两项实验,体现“安全、环保或节能”中某一方面的做法是
更新时间:2023-06-15 15:21:01
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】某些铜制品在潮湿空气中久置,表面生成绿色的铜锈(又称铜绿)。某化学实验小组对铜生锈的条件展开了探究。
【提出猜想】根据空气的组成和生锈的环境,铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关,而与空气中的氮气和稀有气体无关,原因是氮气和稀有气体_____ 。
【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝,并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
【解释与结论】
(1)实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”,其目的是_____ 。
(2)为验证猜想,请写出实验⑤的瓶中除铜丝外还应有的物质是_____ 。
(3)得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是_____ (填编号)。
(4)对比实验②和③,得出的结论是铜生锈与_____ 有关。
(5)由上述实验可推知,铜生锈的条件是铜与_____ 接触。
(6)由上述实验可推测铜锈的组成元素有_____ 。
【反思与应用】
(7)结合上述实验,你对保存铜制品的建议是_____ 。
【提出猜想】根据空气的组成和生锈的环境,铜生锈可能与CO2、H2O和O2有关,而与空气中的氮气和稀有气体无关,原因是氮气和稀有气体
【进行实验】实验小组同学取直径、长度均相同的铜丝,并打磨光亮。设计了如图所示的5个实验并持续观察。
编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
实验 | |||||
现象 | 无明显现象 | 无明显现象 | 铜丝表面有绿色物质 | 无明显现象 | 无明显现象 |
(1)实验中使用“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”,其目的是
(2)为验证猜想,请写出实验⑤的瓶中除铜丝外还应有的物质是
(3)得出“铜生锈一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是
(4)对比实验②和③,得出的结论是铜生锈与
(5)由上述实验可推知,铜生锈的条件是铜与
(6)由上述实验可推测铜锈的组成元素有
【反思与应用】
(7)结合上述实验,你对保存铜制品的建议是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】为提高测定空气中氧气含量实验的精确度,科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。
【实验步骤】
①取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封;向管口注入一滴水将玻璃管密封,用手握紧玻璃管处。
②将食品脱氧剂粉末(能与氧气反应且耗氧彻底)迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示;
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;
⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
(1)潜水员水下作业时需携带氧气瓶,因为氧气能_______ 。
(2)与氧气不同,氮气“性格孤独”,在博物馆里,常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里,原因是_______ 。
【得出结论】
(3)根据表格中的实验数据,可知空 气中氧气含量为_______ (用百分数表示),该结果与课本上21%的含量不一致,可能的原因是_______ 。(答一种即可)。
【思考讨论】
(4)实验步骤①中,用手握紧玻璃管处的目的是_______ 。
(5)此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,有不少的优点,请你写出一条:_______ 。
(6)水滴由A处向B处移动的原因是_______ 。
(7)实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是_______ ;如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密,会使实验结果偏大,其原因是_______ 。
【实验步骤】
①取一根玻璃管,用橡皮塞将一端密封;向管口注入一滴水将玻璃管密封,用手握紧玻璃管处。
②将食品脱氧剂粉末(能与氧气反应且耗氧彻底)迅速装入玻璃管,立即向管口注入一滴水将玻璃管密封,水滴的下端标为A。弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密,脱氧剂的上端标为O,如图甲所示;
③水平滚动玻璃管,使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中。静置至水滴不再移动时,水滴的右端标为B,如图乙所示;
④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度,并计算出AB与AO的比值,将数据记录在表格中;
⑤洗涤、干燥实验装置,重复上述实验。
实验次数 | AO/mm | AB/mm | AB/ AO |
1 | 523.5 | 109.5. | 0.2092 |
2 | 525.5 | 110.0 | 0.2093 |
3 | 527.0 | 110.5 | 0.2097 |
(1)潜水员水下作业时需携带氧气瓶,因为氧气能
(2)与氧气不同,氮气“性格孤独”,在博物馆里,常将一些贵重而稀有的画页、书卷保存在充满氮气的圆筒里,原因是
【得出结论】
(3)根据表格中的实验数据,可知空 气中氧气含量为
【思考讨论】
(4)实验步骤①中,用手握紧玻璃管处的目的是
(5)此改进装置与课本上“测量空气中氧气体积分数”实验装置相比,有不少的优点,请你写出一条:
(6)水滴由A处向B处移动的原因是
(7)实验步骤③中,将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】氢氧化钾是工业强碱之一,与氢氧化钠化学性质相似。一次化学实验后同学忘记盖瓶塞。化学兴趣小组同学想探究该瓶氢氧化钾固体是否变质。大家展开充分讨论,邀你参与。
【猜想】A、没有变质
B、部分变质
C、完全变质
(1)氢氧化钾在空气中变质的原因____ (用方程式表示)。
【查阅资料】氯化钾溶液和氯化钙溶液呈中性。
(2)设计甲、乙两组实验方案并完成实验取瓶中固体少许,加水溶解配成溶液,分装于两支洁净试管。
(3)【相互交流】大家认为甲的方案不可信,请你说出理由_____ 。滴入硫酸铵后发生的化学反应方程式_____ 。
(4)如果B猜想是正确的,大家想继续探究该瓶氢氧化钾固体中KOH的质量分数。设计了下列实验。
【操作步骤】①首先称量出饱和烧碱溶液(含仪器)的质量m1再与前面装置连接。
②按正确方法检查装置气密性,气密性良好。
③关闭K2,打开K1和K3,挤压N2储气囊给装置充分充气。
④关闭K1,打开K2滴入足量稀HCl,充分反应。⑤关闭K2,打开K1再次挤压N2储气囊,给装置充分充气。⑥关闭K3取下盛装烧碱的装置,称量质量为m2。回答问题:
(Ⅰ)步骤③充入N2的目是_____ 。
(Ⅱ)浓硫酸的作用是_______ 。
(Ⅲ)若不进行步骤⑤,KOH质量分数(偏大或偏小)____ 。
【猜想】A、没有变质
B、部分变质
C、完全变质
(1)氢氧化钾在空气中变质的原因
【查阅资料】氯化钾溶液和氯化钙溶液呈中性。
(2)设计甲、乙两组实验方案并完成实验取瓶中固体少许,加水溶解配成溶液,分装于两支洁净试管。
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
甲 | 取一支试管,滴入无色酚酞试液,振荡 | 溶液变红色 | 猜想A正确 |
乙 | 取另一支试管,滴入足量的氯化钙溶液充分反应后再滴入几滴硫酸铵试液 | 先有 再有 | 猜想B正确 |
(4)如果B猜想是正确的,大家想继续探究该瓶氢氧化钾固体中KOH的质量分数。设计了下列实验。
【操作步骤】①首先称量出饱和烧碱溶液(含仪器)的质量m1再与前面装置连接。
②按正确方法检查装置气密性,气密性良好。
③关闭K2,打开K1和K3,挤压N2储气囊给装置充分充气。
④关闭K1,打开K2滴入足量稀HCl,充分反应。⑤关闭K2,打开K1再次挤压N2储气囊,给装置充分充气。⑥关闭K3取下盛装烧碱的装置,称量质量为m2。回答问题:
(Ⅰ)步骤③充入N2的目是
(Ⅱ)浓硫酸的作用是
(Ⅲ)若不进行步骤⑤,KOH质量分数(偏大或偏小)
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】实验室有一包久置的生铁粉末(成分为铁、碳和氧化铁)。为测定各组分的质量分数,将20g生铁粉末均分成两份,进行如下实验。(装置气密性良好)
实验一:测定碳的质量分数
将10g样品于足量的稀硫酸反应,发生反应的的化学方程式_____________ 。待反应结束,过滤,得滤渣0.36g,则碳的质量分数是_____________ 。
实验二:测定氧化铁的质量分数:
①按上图连接装置。点燃酒精灯前,先进行的操作是_____________ ,实验中A装置的现象是_____________ 。
②反应一段时间,待D装置内的液体质量不再增加时,熄灭酒精灯。此时不宜关闭K,为什么?_____________ 。
③若省略B装置,会导致测得氧化铁的质量分数_____________ (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
④冷却至室温,关闭K,称得D装置反应前后增重了0.54g。
I.若硬质玻璃管中剩余固体为单质铁,通过以上实验可知,10g样品中含氧化铁的质量是_____________ 。
II.若硬质玻璃管中剩余固体除了单质铁,还有碳,则10g样品中氧化铁的质量m合理的范围是_____________ 。
a.m<1.6 b.1.6≤m≤4.8 c.1.6≤m≤3.2 d.3.2≤m≤4.8
实验一:测定碳的质量分数
将10g样品于足量的稀硫酸反应,发生反应的的化学方程式
实验二:测定氧化铁的质量分数:
①按上图连接装置。点燃酒精灯前,先进行的操作是
②反应一段时间,待D装置内的液体质量不再增加时,熄灭酒精灯。此时不宜关闭K,为什么?
③若省略B装置,会导致测得氧化铁的质量分数
④冷却至室温,关闭K,称得D装置反应前后增重了0.54g。
I.若硬质玻璃管中剩余固体为单质铁,通过以上实验可知,10g样品中含氧化铁的质量是
II.若硬质玻璃管中剩余固体除了单质铁,还有碳,则10g样品中氧化铁的质量m合理的范围是
a.m<1.6 b.1.6≤m≤4.8 c.1.6≤m≤3.2 d.3.2≤m≤4.8
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐2】某研究小组发现,维C泡腾片(保健药品,主要成分见图1)溶于水,有许多气泡产生(如图2)。该小组同学进行如下探究。
探究一:该气体的成分
【猜想与假设】
小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2
小明说:不可能含有N2,因为_____ 。
小芳说:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO_____ 。
该小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有_____ 。
(2)由实验②_____ (填“能”或“不能”)确定该气体中不含氧气。
探究二:CO2的部分性质:①CO2能灭火,其灭火原理是_____ 。
②已知在化学反应中化合价升高的物质具有还原性,化合价降低的物质具有氧化性,H2、C、CO在夺氧的过程中化合价均升高,所以有还原性,则在反应CO2+C2CO中,CO2具有_____ 性。
③查阅资料发现Mg能在CO2中燃烧,由此给你启发是_____ 。
探究一:该气体的成分
【猜想与假设】
小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2
小明说:不可能含有N2,因为
小芳说:不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO
该小组同学认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。
【进行实验】
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 将气体通入澄清的石灰中 | 澄清石灰变浑浊 |
② | 将带火星的木条伸入该气体中 | 带火星的木条没有复燃 |
【得出结论】(1)由实验①可知,该气体中肯定含有
(2)由实验②
探究二:CO2的部分性质:①CO2能灭火,其灭火原理是
②已知在化学反应中化合价升高的物质具有还原性,化合价降低的物质具有氧化性,H2、C、CO在夺氧的过程中化合价均升高,所以有还原性,则在反应CO2+C2CO中,CO2具有
③查阅资料发现Mg能在CO2中燃烧,由此给你启发是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】某化学兴趣小组的同学探究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下:
【提出假设】气体产物是CO2。
【查阅资料】①氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。
②高温下可以发生下列反应:
【设计方案】将一定量Fe2O3在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应,用实验中测得的有关物质的质量,进行分析、判断。
【进行实验】用如图所示装置进行实验。首先称得玻璃管C的质量为48.48 g,再称取2.40 g Fe2O3和1.50 g炭粉,加到玻璃管C中。连接好装置,通一段时间氮气,再夹紧弹簧夹T,点燃酒精喷灯加热。待玻璃管C中固体质量不再变化时,称得玻璃管C与残留固体共51.30 g。
【问题分析】
(1)用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是___________ 。
(2)加热前先通一段时间氮气的目的是___________ 。
(3)尾气处理的方法是___________ 。
(4)若Fe2O3与炭粉反应的气体产物全部是CO2. 求2.40 g Fe2O3完全反应时生成CO2的质量________ 。(写出计算过程)
(5)根据实验数据计算,实验中实际获得气体质量为________ 。
(6)结论:原假设_________ (填“能”或“不能”)成立,理由是 __________ 。
【提出假设】气体产物是CO2。
【查阅资料】①氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。
②高温下可以发生下列反应:
【设计方案】将一定量Fe2O3在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应,用实验中测得的有关物质的质量,进行分析、判断。
【进行实验】用如图所示装置进行实验。首先称得玻璃管C的质量为48.48 g,再称取2.40 g Fe2O3和1.50 g炭粉,加到玻璃管C中。连接好装置,通一段时间氮气,再夹紧弹簧夹T,点燃酒精喷灯加热。待玻璃管C中固体质量不再变化时,称得玻璃管C与残留固体共51.30 g。
【问题分析】
(1)用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是
(2)加热前先通一段时间氮气的目的是
(3)尾气处理的方法是
(4)若Fe2O3与炭粉反应的气体产物全部是CO2. 求2.40 g Fe2O3完全反应时生成CO2的质量
(5)根据实验数据计算,实验中实际获得气体质量为
(6)结论:原假设
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科学探究题
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较难
(0.4)
真题
解题方法
【推荐1】某气体由H2、CO中的一种或两种组成,某化学兴趣小组对该气体的组成进行探究。
【提出问题】该气体由什么物质组成?
【提出假设】猜想Ⅰ:只有氢气;
猜想Ⅱ:只有一氧化碳;
猜想Ⅲ:_______________________ ;
【提供信息】由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。
【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B,根据装置A、B中物
质质量的变化情况来推测该气体的组成。
【现象与结论】
【分析讨论】
(1)装置A质量增加,说明气体燃烧的产物中有__________ 生成,推知该气体成分中一定含有 ________ 元素;装置B质量增加,说明该气体燃烧的产物中有 _________ 生成,推知该气体成分中一定含有 _______ 元素。
(2)装置A中浓硫酸的作用__________________________ 。
【反思】若某纯净物完全燃烧,将其产物依次通过该套实验装置A、装置B,发现装置A、B的质量都增加了,则该纯净物可能是_____________ (任写一种物质的化学式或名称)。
【提出问题】该气体由什么物质组成?
【提出假设】猜想Ⅰ:只有氢气;
猜想Ⅱ:只有一氧化碳;
猜想Ⅲ:
【提供信息】由H2、CO中的一种或两种组成的气体能在氧气中安静地燃烧。
【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置A、B,根据装置A、B中物
质质量的变化情况来推测该气体的组成。
【现象与结论】
现象 | 结论 |
①. 装置A质量增加, 装置B质量无变化 | 猜想 |
②. 装置A质量 | 猜想Ⅱ成立 |
③. 装置A质量增加,装置B质量 | 猜想Ⅲ成立 |
【分析讨论】
(1)装置A质量增加,说明气体燃烧的产物中有
(2)装置A中浓硫酸的作用
【反思】若某纯净物完全燃烧,将其产物依次通过该套实验装置A、装置B,发现装置A、B的质量都增加了,则该纯净物可能是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】某兴趣小组用如下图所示装置制取CO2并对CO2的部分性质进行探究。【任务一】检查装置A气密性
(1)连接好装置,在装置A、B间的导管连接处夹上弹簧夹,向分液漏斗内加水,打开分液漏斗活塞,_______________ ,则装置A气密性良好。
【任务二】制取并收集干燥的CO2
(2)兴趣小组的同学认为,装置B中导管口刚出现气泡时不宜收集,理由是_______________ 。为了收集干燥的CO2,装置B中的试剂X可选用_______________ 。
【任务三】探究CO2的性质
(3)如下图,将集满CO2的锥形瓶与注射器、压强传感器密封连接,注入NaOH溶液至锥形瓶中,测得瓶内压强随时间的变化如图所示。锥形瓶内压强先略微增大后减小,压强略微增大的可能原因是_______________ 。请用化学方程式表示压强减小的主要原因是_______________ 。
(4)实验结束后,压强并未降至零,你认为可能的原因是_______________ ,请设计实验验证你的猜想_______________ 。
(5)若你的猪想正确,请在方框中画出任务三实验结束后,锥形瓶内主要气体的微观示意图,并标注气体名称。
(1)连接好装置,在装置A、B间的导管连接处夹上弹簧夹,向分液漏斗内加水,打开分液漏斗活塞,
【任务二】制取并收集干燥的CO2
(2)兴趣小组的同学认为,装置B中导管口刚出现气泡时不宜收集,理由是
【任务三】探究CO2的性质
(3)如下图,将集满CO2的锥形瓶与注射器、压强传感器密封连接,注入NaOH溶液至锥形瓶中,测得瓶内压强随时间的变化如图所示。锥形瓶内压强先略微增大后减小,压强略微增大的可能原因是
(4)实验结束后,压强并未降至零,你认为可能的原因是
(5)若你的猪想正确,请在方框中画出任务三实验结束后,锥形瓶内主要气体的微观示意图,并标注气体名称。
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】实验探究和证据推理是提升认知的重要手段,某兴趣小组完成了如下探究实验。用如图组合装置研究气体的制取和性质:
(1)A装置中仪器a的名称为_____ 。
(2)实验前应先进行的操作是_____ ,B装置中浓硫酸的作用是_____ 。
(3)若实验时C装置中蜡烛燃烧更剧烈,D装置中溶液变浑浊,则A装置中反应的化学方程式为_____ 。
Ⅰ.探究CO2与NaOH反应后溶液中溶质的成分:
【实验探究】将CO2缓缓通入一定浓度的NaOH溶液中并不断搅拌,测得反应过程中溶液的pH随时间的变化关系图如图所示。
【查阅资料】①在本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别为11.0和8.5。
②Na2CO3溶液中通CO2发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3。
③NaHCO3溶液能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀,却不能与CaCl2反应。
【图象分析】AB段发生反应的化学方程式为:_____ 。
【猜想与假设】CO2与NaOH反应后溶液中溶质的成分。
猜想I:NaOH和Na2CO3;
猜想2:_____ ;
猜想3:Na2CO3和NaHCO3;
猜想4:NaHCO3。
【设计并实验】
(1)A装置中仪器a的名称为
(2)实验前应先进行的操作是
(3)若实验时C装置中蜡烛燃烧更剧烈,D装置中溶液变浑浊,则A装置中反应的化学方程式为
Ⅰ.探究CO2与NaOH反应后溶液中溶质的成分:
【实验探究】将CO2缓缓通入一定浓度的NaOH溶液中并不断搅拌,测得反应过程中溶液的pH随时间的变化关系图如图所示。
【查阅资料】①在本实验条件下,Na2CO3溶液和NaHCO3溶液的pH分别为11.0和8.5。
②Na2CO3溶液中通CO2发生反应的化学方程式为Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3。
③NaHCO3溶液能与Ca(OH)2反应生成白色沉淀,却不能与CaCl2反应。
【图象分析】AB段发生反应的化学方程式为:
【猜想与假设】CO2与NaOH反应后溶液中溶质的成分。
猜想I:NaOH和Na2CO3;
猜想2:
猜想3:Na2CO3和NaHCO3;
猜想4:NaHCO3。
【设计并实验】
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
实验一 | 取少量反应后的溶液于试管中,加入足量的 | 产生白色沉淀 | 猜想4不成立 |
实验二 | 将实验一所得混合物进行过滤,向滤液中加入足量的 | 猜想3成立。 |
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一。镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度是判断镀层质量的重要指标。某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮镀锌层的厚度,查阅了资料,并设计了下面的实验方案。
【查阅资料】
A.锌既能与酸反应,也能与碱溶液反应。与碱溶液反应的化学方程式为:Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
B.ZnCl2、FeCl2都能与NaOH溶液反应,生成难溶于水Zn(OH)2和Fe(OH)2。
C.Zn(OH)2既可以溶于酸也可以溶于碱,Fe(OH)2则只能溶于酸。
【问题讨论】在铁皮表面镀锌是为了________ 。(填字母)
a.锌没有铁活泼,镀在铁的表面可防止生锈
b.锌比铁活泼,并且在空气中容易形成致密的氧化膜,防止生锈
【设计实验】
(1)甲同学设计的方案是将镀锌铁皮浸泡在盐酸中,先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉,通过测量因产生气体而形成差量计算出锌的质量,然后再计算得到锌层的厚度(如图1)。但是乙同学回顾起上课时老师演示的“用足量盐酸除铁锈”的实验现象,马上对甲同学的方案的可行性提出了异议,乙同学的理由是___ 。该实验中锌镀层已完全反应的标志是 ____ 。
(2)乙同学拟通过称量镀锌铁皮和氧化铁的质量,计算锌皮的厚度。方案如下图所示:
步骤②中加入足量氢氧化钠溶液的目的是_____ 。
(3)丙同学拟通过测量镀锌铁皮与某溶液反应产生气体的体积来计算锌层的厚度,装置如图2所示。
Ⅰ.为了尽可能减少误差,仪器A中盛放的是镀锌铁皮,仪器B中最好盛放_____ 。
A 氢氧化钠溶液 B 浓硫酸 C 浓盐酸 D 稀硫酸
Ⅱ.检查量气装置气密性:连接好装置,关闭弹簧夹,从量气管注水,若观察到____ ,说明该量气装置气密性良好。
Ⅲ.检查气密性后,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录量气管中的液面位置;②待A中不再有气体产生并恢复至室温;③由B向A中滴加足量某溶液;④上下移动量气管,使干燥管和量气管中液面相平。上述操作的顺序是____ (填序号)。
Ⅳ.若分液漏斗上方不连接导管a,则测出气体体积会____ (选填“偏小”、“偏大”或“没有影响”)。
【查阅资料】
A.锌既能与酸反应,也能与碱溶液反应。与碱溶液反应的化学方程式为:Zn+2NaOH+2H2O=Na2[Zn(OH)4]+H2↑
B.ZnCl2、FeCl2都能与NaOH溶液反应,生成难溶于水Zn(OH)2和Fe(OH)2。
C.Zn(OH)2既可以溶于酸也可以溶于碱,Fe(OH)2则只能溶于酸。
【问题讨论】在铁皮表面镀锌是为了
a.锌没有铁活泼,镀在铁的表面可防止生锈
b.锌比铁活泼,并且在空气中容易形成致密的氧化膜,防止生锈
【设计实验】
(1)甲同学设计的方案是将镀锌铁皮浸泡在盐酸中,先用盐酸将镀锌铁皮表面的锌反应掉,通过测量因产生气体而形成差量计算出锌的质量,然后再计算得到锌层的厚度(如图1)。但是乙同学回顾起上课时老师演示的“用足量盐酸除铁锈”的实验现象,马上对甲同学的方案的可行性提出了异议,乙同学的理由是
(2)乙同学拟通过称量镀锌铁皮和氧化铁的质量,计算锌皮的厚度。方案如下图所示:
步骤②中加入足量氢氧化钠溶液的目的是
(3)丙同学拟通过测量镀锌铁皮与某溶液反应产生气体的体积来计算锌层的厚度,装置如图2所示。
Ⅰ.为了尽可能减少误差,仪器A中盛放的是镀锌铁皮,仪器B中最好盛放
A 氢氧化钠溶液 B 浓硫酸 C 浓盐酸 D 稀硫酸
Ⅱ.检查量气装置气密性:连接好装置,关闭弹簧夹,从量气管注水,若观察到
Ⅲ.检查气密性后,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:①记录量气管中的液面位置;②待A中不再有气体产生并恢复至室温;③由B向A中滴加足量某溶液;④上下移动量气管,使干燥管和量气管中液面相平。上述操作的顺序是
Ⅳ.若分液漏斗上方不连接导管a,则测出气体体积会
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】科学探究和证据推理是化学学科的核心素养。某学习小组对蓝绿色碱式碳酸铜晶体【Cu2(OH)2CO3】进行探究,并基于证据进行推理分析。
Ⅰ、分析碱式碳酸铜的组成
(1)根据化学式可知,碱式碳酸铜晶体中 Cu元素的化合价为_________ 价,碱式碳酸铜晶体中氢元素和氧元素的质量比为__________ 。
Ⅱ、探究碱式碳酸铜受热的变化
【设计实验】学习小组设计了如图装置(夹持仪器已略去),并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。
注:碱式碳酸铜受热会产生水、氧化铜和另外一种物质;无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝。
【实验过程及分析】
(2)①在装置丙导管a处连接一导管,并插入水中,微热试管,观察到__________ ,说明整套装置的气密性良好。
②按图示加入样品和试剂,在a端系牢一个小气球,加热一段时间后,试管中固体变黑,澄清石灰水变浑浊。
③装置乙中可观察到的现象是_________ 。
④装置丙中发生反应的化学方程式为__________ 。
⑤装置乙、丙的位置__________ (填“能”或“不能”)颠倒,理由是_________ 。
【实验结论】
(3)经探究可知,碱式碳酸铜受热可分解,分解产物有水、氧化铜和_________ 。
Ⅰ、分析碱式碳酸铜的组成
(1)根据化学式可知,碱式碳酸铜晶体中 Cu元素的化合价为
Ⅱ、探究碱式碳酸铜受热的变化
【设计实验】学习小组设计了如图装置(夹持仪器已略去),并用于探究碱式碳酸铜的分解产物。
注:碱式碳酸铜受热会产生水、氧化铜和另外一种物质;无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝。
【实验过程及分析】
(2)①在装置丙导管a处连接一导管,并插入水中,微热试管,观察到
②按图示加入样品和试剂,在a端系牢一个小气球,加热一段时间后,试管中固体变黑,澄清石灰水变浑浊。
③装置乙中可观察到的现象是
④装置丙中发生反应的化学方程式为
⑤装置乙、丙的位置
【实验结论】
(3)经探究可知,碱式碳酸铜受热可分解,分解产物有水、氧化铜和
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐3】某兴趣小组设计如图装置,对“一氧化碳还原氧化铁”的实验进行拓展研究:
【查阅资料】①加热 MgCO3和 Zn 的混合物,产生三种氧化物;
②氯化亚铜溶液吸收 CO 会产生红色固体 Cu2Cl2(CO)2·2H2O,氨水能加速这一反应;
【提出问题】根据上述资料设计如图实验装置(固定装置省略):
【实验步骤】①如上图所示,连接好仪器,检查装置气密性,方法是____ ;
②打开弹簧夹,通入适量氮气,目的是___ ;
③关闭弹簧夹,点燃 A、B 两处酒精灯;
④观察实验现象,B 处现象是_________ ;D 处出现红色固体,该反应的化学方程式为______________ ;
⑤熄灭两处酒精灯,___________________ (填实验操作);
【实验分析】
(1)步骤③时,下列关于实验的说法正确的是____ ;
a.B 处固体质量逐渐减小
b.D 处现象证明 A、B 处都发生了反应
c.必须在 E 处加一只点燃的酒精灯
(2)已知A处参加反应的 MgCO3质量为 3.36g,C 处得到沉淀质量为 2g,从环保角度考虑 D 中 CuCl质量最少需______ g(精确到 0.01)。
【查阅资料】①加热 MgCO3和 Zn 的混合物,产生三种氧化物;
②氯化亚铜溶液吸收 CO 会产生红色固体 Cu2Cl2(CO)2·2H2O,氨水能加速这一反应;
【提出问题】根据上述资料设计如图实验装置(固定装置省略):
【实验步骤】①如上图所示,连接好仪器,检查装置气密性,方法是
②打开弹簧夹,通入适量氮气,目的是
③关闭弹簧夹,点燃 A、B 两处酒精灯;
④观察实验现象,B 处现象是
⑤熄灭两处酒精灯,
【实验分析】
(1)步骤③时,下列关于实验的说法正确的是
a.B 处固体质量逐渐减小
b.D 处现象证明 A、B 处都发生了反应
c.必须在 E 处加一只点燃的酒精灯
(2)已知A处参加反应的 MgCO3质量为 3.36g,C 处得到沉淀质量为 2g,从环保角度考虑 D 中 CuCl质量最少需
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