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题型:科学探究题 难度:0.15 引用次数:345 题号:6045828
镁是20世纪才发展起来的年轻金属,广泛应用于航空、汽车、船舶、通讯电子和国防工业等。兴趣小组同学对金属镁进行了如下探究。
(一)有关金属镁的化学性质探究
兴趣小组同学根据金属的化学性质,知道金属镁能与O2、稀盐酸和CuSO4溶液反应,并设计了如下实验进行验证(以下实验用镁条、镁条均已除去氧化膜)。
(1)兴趣小组同学把镁粉轻轻洒在酒精灯的火焰上,观察到火焰上跳动闪烁着点点银色火花,如绽放的美丽烟花。该反应的化学方程式是_______________________
(2)兴趣小组同学探究镁与稀盐酸的反应,除观察到预期现象外,还观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象。于是进行了以下探究。
【实验1】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:

实验组别

A

B

C

D

镁带长度

1cm

2cm

3cm

4cm

沉淀量

无沉淀

少量沉淀

沉淀较多

沉淀很多

【实验结论1】据表分析,________________是实验出现“异常”的因素之一。
【实验2】向4份相同体积与浓度的稀硫酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:

实验组别

A

B

C

D

镁带长度

1cm

2cm

3cm

4cm

沉淀量

无沉淀

无沉淀

无沉淀

无沉淀

【实验结论2】对比实验1和实验2,______________是实验出现“异常”的因素之一。
(3)兴趣小组同学取一支试管,放入一根镁条,加入一定量硫酸铜溶液,观察到镁条表面有少量气泡产生,且有黑色物质生成。同学们对此实验的现象感到意外和困惑,于是查阅到了相关资料:
资料1:硫酸铜溶液在配制时加入了少量稀硫酸;
资料2:当金属粉末颗粒很小时,容易成为黑色;
资料3:生成的黑色物质可能是CuO、Cu中的一种或两种。
①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为______________(写化学式)。
②同学们进一步设计实验确定黑色物质的成分,请在下表中补全实验方案。
实验操作实验现象结论
将黑色物质过滤、晾干后,分成两份//
将其中一份装入硬质玻璃管中,向其中通入CO后,加热,并将生成的气体通入澄清石灰水中__________黑色粉末中
含有CuO
将另一份置于坩埚中,称其质量为m1,在空气中加热一段时间后冷却,称其质量为m2m1______m2(填“>”、“<”或“=”)黑色粉末中
含有Cu
通过以上探究,兴趣小组同学确定了黑色物质为Cu和CuO两种。
(二)有关镁条表面灰黑色“外衣”组成的探究
【发现问题】镁是一种银白色有金属光泽的金属,但久置的镁条总有一层灰黑色的“外衣”,这层灰黑色的“外衣”是什么物质呢?
【查阅资料】
(1)灰黑色“外衣”的成分是碱式碳酸镁晶体,化学式为:xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O;
(2)Mg(OH)2:白色固体,难溶于水,受热会分解生成两种氧化物;
(3)MgCO3:白色固体,微溶于水,受热会分解生成两种氧化物;
(4)相同条件下,Mg(OH)2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低。
【组成测定】为精确测量碱式碳酸镁晶体的组成,兴趣小组同学取4.66g该晶体用热重分析仪对进行加热,使得各成份在不同温度下逐个分解(加热首先失去结晶水),测定剩余固体质量与分解温度之间关系(如下图所示)。

请回答下列问题:
(1)晶体中结晶水的质量为_______g。
(2)t4~t5段中,固体为_________(写化学式)。
(3)t5~t6段反应的化学方程式为________
(4)根据图中数据计算xMgCO3•yMg(OH)2•zH2O中x:y:z =___________(填最简比)。

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科学探究题 | 困难 (0.15)
【推荐1】漂白粉的主要成分为次氯酸钙[Ca(ClO)2]和氯化钙,既可用作漂白剂,又可用作消毒剂。漂白粉中有效成分是[Ca(ClO)2],漂白的原理是:Ca(ClO)2在空气中发生反应Ca(ClO)2+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO;HClO是一种酸性比盐酸弱的酸,不稳定,易分解生成HCl和一种常见的单质气体。HClO具有漂白性,能使品红等有色物质褪色。
【漂白粉制取的研究】
有人提出可以利用海水(含NaCl)和石灰石为原料制取漂白粉,该方法流程如下:

(1)⑤中的反应是2Ca(OH)2+2Cl2=CaCl2+Ca(ClO)2+2X,X的化学式为 ______ ,其中Ca(ClO)2中氯元素的化合价为 ______
(2)实际工业生产中,反应⑤的反应物Ca(OH)2最好用 ________ ,(填“饱和石灰水”或“石灰乳”)并不断搅拌。
【定性研究】
有一包长时间放置的漂白粉,想知道该漂白粉是否变质,某同学设计了下列探究实验。
【提出问题】长时间放置的漂白粉是否变质?
【猜想】
猜想1:该漂白粉未变质,固体成分为CaCl2、Ca(ClO)2
猜想2:该漂白粉部分变质,固体成分为CaCl2、Ca(ClO)2 CaCO3
猜想3:该漂白粉全部变质,固体成分为CaCl2、CaCO3
【实验探究】
实验操作实验现象实验结论
①取少量样品于试管中, _______有气体产生,气体使石灰水变浑浊。猜想2成立
② 在上述反应后的试管中加少量 _________ 溶液。_________
【定量研究】
已知漂白粉有效成分能与浓盐酸发生如下反应Ca(ClO)2+4HCl=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,某同学通过查阅资料,设计一个最简单的实验,测定漂白粉有效成分的质量分数。
【资料】Cl2能溶于水,但在饱和食盐水中的溶解性非常小。实验条件下Cl2的密度为3.17g/L。
【实验探究】
(3)甲同学准确称取0.5g漂白粉样品,检查装置气密性后装入下图A中,进行实验。实验结束后,量筒内收集到89.6mL食盐水。据此计算,此样品中有效成分的质量分数。(计算过程中,保留3位小数,结果精确到0.1%) ______

(4)在读取量筒的刻度数时,应注意
①视线与凹液面最低点应齐平;
②装置内气体应恢复至室温;
_________
(5)实验结束后,同学们发现,此装置存在着明显的不足: _______ (填序号)。
A、没有考虑到盐酸占据的体积对测定结果的影响
B、没有考虑到残留在导管中的液体和导管本身的体积对测定结果的影响
C、没有考虑到氯气中可能混有的二氧化碳气体对测定结果的影响
D、没有考虑到氯气中可能混有的氯化氢气体对实验结果的影响
2019-01-30更新 | 848次组卷
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【活动一】
(1)选用上述物质中的_____做食品干燥剂(填化学式)。
【活动二】
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实验现象:试管B内产生气泡,试管D变浑浊,则试管D内反应的化学方程式为_____
【活动三】
(3)实验小组将试管B和试管D反应后的上层清液倒在烧杯中,发现有白色沉淀生成如图2,实验小组对烧杯内上层废液的成分产生了探究兴趣。
【提出问题】废液中含有哪些溶质?
【查阅资料】①常温下醋酸盐可溶于水

【猜想与假设】猜想①:CH3COONa、NaOH
猜想②:CH3COONa、NaOH、Na2CO3
猜想③:_____
【进行实验】取废液少许于试管中,再向其中加入足量的氯化钡溶液,实验现象为_____
【得出结论】猜想②正确。
【反思交流】
(4)实验小组利用活动二结束后试管A中的废液除去某水垢(主要成分为氢氧化镁),其反应的化学方程式为_____
(5)实验小组想确定活动二试管C中是否发生了化学反应,现将活动二结束后试管C的溶液分成两等份。第一份溶液中加入过量的纯碱溶液得到a克沉淀,第二份溶液中加入过量硝酸镁溶液得到b克沉淀,当m=_____(用a、b表示并化简)时说明进行活动二时C试管内没有发生化学反应。
2023-06-05更新 | 140次组卷
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Ⅰ.测定碳的含量

【查阅资料】过氧化氢溶液能将Fe2+转化为Fe3+
(1)样品中碳粉的质量为_________________
(2)步骤②生成滤渣丙的化学方程式为_________________
(3)该样品中中铁元素的总质量为_________________
Ⅱ.测定铁和氧化铁质量
【查阅资料】(1)
(2)
下图所示装置气密性良好。硬质玻璃管中放入样品2,打开止水夹K,在球形干燥管出口处检验氢气纯净后,点燃酒精灯,待充分反应后,熄灭酒精灯,冷却至室温,关闭止水夹K。

(4)若无装置乙,会导致测得氧化铁的质量______________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)实验过程中无污染性气体生成,实验结束,硬质玻璃管中剩余固体为单质铁,丁装置中浓硫酸质量比实验前增重了0.54g。则(结果精确到0.01);
①与碳粉反应的氧化铁的质量为_________________,与氢气反应的氧化铁的质量为_________________
②该样品中氧化铁所含的铁元素的质量为_________________
③该样品中铁粉的质量为_________________
2021-01-29更新 | 546次组卷
共计 平均难度:一般