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文檔簡介
專題22科學(xué)探究
1.(2021.江蘇鹽城)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究的重要手段。
(1)完成“探究某種鹽的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn),填寫下表。
試管序號(hào)甲乙丙
酚酎溶滿BaCh溶液稀鹽酸
33
實(shí)驗(yàn)操作
y某鹽y某鹽y某鹽
0-溶液既溶液
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅色溶液白色沉淀無色氣體
實(shí)驗(yàn)結(jié)論該鹽是______(選填“NaCl”“Na2co>"'Na2so/'),其水溶液呈______性。
實(shí)驗(yàn)解釋丙中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
全班同學(xué)完成試管乙實(shí)驗(yàn),共消耗質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.4%的BaCL溶液50g,
實(shí)驗(yàn)計(jì)算
實(shí)驗(yàn)后最多收集到_____g白色沉淀。
(2)處理“CCh的實(shí)驗(yàn)室制取與檢驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)廢液。全班同學(xué)完成該實(shí)驗(yàn)共產(chǎn)生1000g含HC1廢液(固體已除,
大理石中雜質(zhì)未參加反應(yīng)),不能直接排放。
(實(shí)驗(yàn)方案)先測定廢液中HC1的質(zhì)量分?jǐn)?shù),再用熟石灰處理廢液至中性。
(實(shí)驗(yàn)操作)①稱量______NaOH固體,溶解,配制30g5%的NaOH溶液。
②取100mL小燒杯,倒入20g廢液樣品,插入pH計(jì)測定溶液的pH,向廢液樣品中逐滴加入5%的NaOH
溶液,實(shí)驗(yàn)過程中溶液pH變化如圖所示。
NaOH溶液的質(zhì)量也
③投入_____g熟石灰處理剩余廢液(寫出計(jì)算過程)。
(實(shí)驗(yàn)反思)有同學(xué)提出也可以根據(jù)鹽酸具有揮發(fā)性直接加熱廢液除去雜質(zhì)HC1,并得到CaCb。寫出你的
觀點(diǎn)及理由:。
【答案】Na2co3堿Na2co3+2HCl=2NaCl+CO2f+H2O4.9251.5g35.77g同意,HCI
具有揮發(fā)性,蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣
【詳解】
(1)該鹽能使酚瞅溶液變紅,說明溶液顯堿性,能和氯化鋼生成沉淀,能和稀鹽酸生成氣體,該鹽是碳酸
鈉,顯堿性,丙中碳酸鈉和稀鹽酸生成氯化鈉二氧化碳和水,故填:Na2co3;堿;
Na2co3+2HCl=2NaCl+CO2T+H2O。
實(shí)驗(yàn)計(jì)算:
解:設(shè)生成白色沉淀質(zhì)量為北
BaCl2+Na2co3=2NaCl+BaC03J
208197
50gx10.4%x
208_50gx10.4%
T97x
產(chǎn)4.925g
故填:4.925。
(2)[實(shí)驗(yàn)操作]
①配制30g5%的NaOH溶液,需要?dú)溲趸c30gx5%=1.5g,故填:1.5g。
③解設(shè)20g廢液中HC1的質(zhì)量為y,需要?dú)溲趸}質(zhì)量為z。
NaOH+HCl=NaCl+H2O
4036.5
16gx5%y
4016gx5%
36^5-y
y=0.73g,HCI質(zhì)量分?jǐn)?shù)
100%=3.65%
20g
Ca(OH)2+2HC1=CaCl2+2H2O
7473
Z980gx3.65%
74_z
73-980gx3.65%
Z=35.77g
[實(shí)驗(yàn)反思]
同意,HC1具有揮發(fā)性,蒸發(fā)后剩余固體是氯化鈣,故填:同意,HC1具有揮發(fā)性,蒸發(fā)后剩余固體是氯化
鈣。
2.(2021?四川南充)(1)如圖為實(shí)驗(yàn)室制取并收集氣體的裝置圖,請回答下列問題:
①儀器a的名稱是o
②若用A裝置制取氧氣,寫出對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式_____。
③若需收集一瓶較純凈的氧氣,應(yīng)選用的裝置是(填裝置序號(hào))。
④若用C裝置收集一瓶二氧化碳?xì)怏w,其驗(yàn)滿的方法是。
⑤二氧化硫是一種有刺激性氣味的有毒氣體,比空氣的密度大,易溶于水且與水反應(yīng)。若用F裝置收集二
氧化硫氣體,則氣體應(yīng)從(填“b”或"c”)端導(dǎo)入。
(2)電解飽和食鹽水可以制得氫氧化鈉、氯氣(CL)和氫氣,并進(jìn)而生產(chǎn)具有消毒、漂白作用的漂白液。
①粗鹽中的難溶性雜質(zhì)可通過溶解、操作除去,以免破壞電解裝置。
②寫出電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式o
③某同學(xué)想知道某一瓶放置一段時(shí)間的漂白液是否變質(zhì),設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)。
(查閱資料)I.制取漂白液(有效成分為NaQO)的原理:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O
II.在空氣中NaQO易發(fā)生反應(yīng):2NaClO+H2O+CO2=Na2CO3+2HClO,HC1O能使有色布條褪色,
且HC1O含量越高,漂白效果越好;HC1O易分解,分解后喪失漂白作用
HI.Ca(ClO)2易溶于水
(提出問題)放置一段時(shí)間的漂白液是否變質(zhì)?
(提出猜想)猜想1:未變質(zhì),溶液中主要成分為NaCl、NaClO
猜想2:部分變質(zhì),溶液中主要成分為NaCI、NaClO、Na2co3
猜想3:全部變質(zhì),溶液中主要成分為NaCl、Na2co3
(實(shí)驗(yàn)探究)
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
i取適量該溶液于燒杯中,放入有色布條—猜想3不成立
ii另取適量該溶液于試管中,滴入適量氯化鈣溶液產(chǎn)生白色沉淀猜想_____成立
寫出實(shí)驗(yàn)操作ii中產(chǎn)生白色沉淀的化學(xué)方程式______
(拓展應(yīng)用)由(查閱資料)和如圖可知,需控制pH約為時(shí)(填整數(shù)),漂白液具有最佳漂白能力。
含氯物質(zhì)中的HC10的質(zhì)量分?jǐn)?shù),%
MnO,
【答案】錐形瓶2KC1O3^^2KC1+3O,TE將燃著的木條平放在集氣瓶口,若木條熄滅,
A
通電A
則二氧化碳己收集滿c過濾2NaCl+2H2O=2NaOH+H2T+C12T有色布條褪色
2Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl5
【詳解】
(1)①由圖可知儀器a為錐形瓶,故填:錐形瓶;
②氯酸鉀在二氧化銃的催化作用和加熱條件下生成氯化鉀和氧氣,可用A作為發(fā)生裝置,化學(xué)方程式
MnO2MnO2
2KC1O3=^^2KC1+3O7T,故填:2KC10,^^2KC1+3O,T;
AA
③排水法收集的氧氣純凈,若需收集一瓶較純凈的氧氣,應(yīng)選用排水法,故填:E;
④二氧化碳不燃燒也不支持燃燒,若用C裝置收集一瓶二氧化碳?xì)怏w,其驗(yàn)滿的方法是將燃著的木條平放
在集氣瓶口,若木條熄滅,則二氧化碳己收集滿,故填:將燃著的木條平放在集氣瓶口,若木條熄滅,則
二氧化碳己收集滿;
⑤二氧化硫是一種密度比空氣大的氣體,若用F裝置收集二氧化硫氣體,則氣體應(yīng)從c導(dǎo)入,故填:c;
(2)①粗鹽中的難溶性雜質(zhì)可通過溶解、過濾操作除去,以免破壞電解裝置,故填:過濾;
②電解飽和食鹽水可以制得氫氧化鈉、氯氣(Cb)和氫氣,電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式
通電通電
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2T+C12T,故填:2NaCl+2HzO^^ZNaOH+H2T+C12T:
[實(shí)驗(yàn)探究]
取適量該溶液于燒杯中,放入有色布條,有色布條褪色,說明還含有有效成分次氯酸鈉,猜想3不成立,
另取適量該溶液于試管中,滴入適量氯化鈣溶液,產(chǎn)生白色沉淀,說明含有碳酸鈉,碳酸鈉和氯化鈣生成
碳酸鈣沉淀和氯化鈉,化學(xué)方程式Na2cO3+CaCU=CaCO3J+2NaCl,漂白液既有次氯酸鈉,又有碳酸
鈉,猜想2成立,故填:有色布條褪色;2;Na2CO3+CaCl2=CaCO31+2NaCl;
[拓展應(yīng)用]
由圖可知,pH=5次氯酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高,漂白效果最好,故填:5。
3.(2021.湖南邵陽)化學(xué)科技小組的同學(xué)進(jìn)行了某探究實(shí)驗(yàn)將一定量的鋅粉投入到硝酸銅和硝酸銀的混合
溶液中,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和藍(lán)色濾液。
(1)寫出鋅粉與硝酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是;
(2)探究藍(lán)色濾液的成分
(提出問題)藍(lán)色濾液中溶質(zhì)的成分是什么?
(作出猜想)
猜想一:Zn(NO3)2;
猜想二:Zn(NO3)2和Cu(NO3)2;
猜想三:;
上述猜想中,該小組有同學(xué)直接判斷猜想一不合理,理由是;
(實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))為進(jìn)一步驗(yàn)證上述猜想,科技小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論相關(guān)化學(xué)方程式
取少量藍(lán)色溶液于試管
②____________猜想三成立③__________
中,滴加①______
(結(jié)論分析)猜想三成立,則濾渣中一定含有。
【答案】Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+CuZn(NO3)2、Cu(NO.O2和AgNCh濾液顯藍(lán)色,肯定
含有硝酸銅稀鹽酸產(chǎn)生白色沉淀HCl+AgNO3=AgCl+HNO3Ag
【詳解】
將一定量的鋅粉投入到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中,鋅先與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸鋅和銀,硝酸銀完全反
應(yīng)后,鋅再與相同反應(yīng)生成硝酸鋅和銅,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和藍(lán)色濾液,說明硝酸銅有剩余。
(1)鋅粉與硝酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是Zn+Cu(NO3)2=Zn(NC)3)2+Cu:
(2)作出猜想:
充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和藍(lán)色濾液,說明硝酸銅有剩余,硝酸銀可能有剩余,也可能恰好完全反應(yīng);
則猜想三:Zn(NO3)2、Cu(N03)2和AgNCh;
上述猜想中,猜想一不合理,理由是濾液顯藍(lán)色,肯定含有硝酸銅;
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):
取少量藍(lán)色溶液于試管中,滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,說明溶液含硝酸銀,因?yàn)橄←}酸與硝酸銀反應(yīng)生
成氯化銀白色沉淀和硝酸,猜想三成立;
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論相關(guān)化學(xué)方程式
取少量藍(lán)色溶液于試
產(chǎn)生白色沉淀猜想三成立HCl+AgNO3=AgClJ+HNO3
管中,滴加稀鹽酸
結(jié)論分析:
猜想三成立,硝酸銀部分參加反應(yīng),硝酸銅未參加反應(yīng),則濾渣中一定含有Ag,且只含有Ag。
4.(2021?湖南常德)學(xué)習(xí)金屬活動(dòng)性順序后,老師安排同學(xué)們開展系列實(shí)驗(yàn)探究金屬間的置換反應(yīng)規(guī)律。
小明做完鋁條和氯化銅溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)后,將反應(yīng)后的無色溶液(以下簡稱:待測溶液)倒入有水的廢液
缸中時(shí),發(fā)現(xiàn)有白色沉淀析出的“異?,F(xiàn)象”。小明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)開展了如下探究。請根據(jù)要求回答有關(guān)問題:
(發(fā)現(xiàn)問題)
小明取一滴管未倒完的待測溶液,將其注入盛有約三分之二試管體積的水中,依然產(chǎn)生大量白色沉淀(像
牛奶一樣)。
(提出問題)
待測溶液注入水中為什么有白色沉淀產(chǎn)生?白色沉淀是什么物質(zhì)?
(查閱資料)
(1)AlCb是一種無色透明晶體,極易與水反應(yīng)生成難溶于水的A1(OH)3而產(chǎn)生白色沉淀;
(2)CuCl是一種不溶于水的白色固體,易溶于一定濃度的KC1、NaCl等含C1一的溶液中;CuCl中Cu的化
合價(jià)為o
(提出猜想)
猜想I:白色沉淀是A1(OH)3
猜想II:白色沉淀是CuCl
猜想m:白色沉淀是AI(OH)3和cuci的混合物
(實(shí)驗(yàn)探究)
序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取一滴管待測溶液,將其注入盛有約三分無明顯實(shí)驗(yàn)
①
之二試管體積一定濃度的NaCl溶液中現(xiàn)象
取約2mL待測溶液于試管中,向溶液中插有紅色固體猜想___________
②
入足量潔凈的A1條,充分反應(yīng)析出正確
取一滴管實(shí)驗(yàn)②后的溶液,將其注入盛有無明顯實(shí)驗(yàn)
③
約三分之二試管體積的水中現(xiàn)象
(結(jié)論與反思)
(1)上述實(shí)驗(yàn)表明,A1和CuC12溶液的反應(yīng)是分步進(jìn)行的。第一步反應(yīng)生成CuCl,第二步CuCl繼續(xù)和Al
反應(yīng)生成Cu。請分別寫出上述兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式:第一步:,第二步:。
(2)待測溶液中含有大量CuCl,為什么它沒有以白色沉淀的形式存在?請說明原因:。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)③的目的是o
(啟示與拓展)
通過對(duì)A1和CuCb溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)探究,使我們認(rèn)識(shí)到,我們不少的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)沒有做到細(xì)致入微,特別
是當(dāng)觀察到有紅色固體析出,于是就貿(mào)然斷定這個(gè)反應(yīng)是個(gè)簡單的、一步完成的置換反應(yīng)。實(shí)際上還要關(guān)
注物質(zhì)變化的過程,通過比較和分析,得出可靠的結(jié)論。經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)證明,有些化學(xué)反應(yīng)看似一步完
成,實(shí)際上是分步進(jìn)行的。請根據(jù)你所學(xué)知識(shí),任舉一例反應(yīng)可能分步進(jìn)行的實(shí)例:。
【答案】+1IIA1+3CUC12=A1C13+3CUC1A1+3CUC1=A1C13+3CU待測溶液中氯離子過
高證明溶液中氯化鋁沒有生成氫氧化鋁沉淀碳燃燒生成二氧化碳可能是碳首先和氧氣反應(yīng)生成一
氧化碳、一氧化碳再和氧氣生成二氧化碳(合理即可)
【詳解】
查閱資料:CuCl中氯元素化合價(jià)為負(fù)一價(jià),設(shè)銅元素化合價(jià)為x,化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零;則x+(-l)
=0,x=+l。
實(shí)驗(yàn)探究:①已知,CuQ易溶于一定濃度的KC1、NaCl等含CL的溶液中;取?滴管待測溶液,將其注入
盛有約三分之二試管體積一定濃度的NaCl溶液中無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明沒有生成氫氧化鋁沉淀,可能生成
的CuCl溶于一定濃度的NaCl溶液中;
②取約2mL待測溶液于試管中,向溶液中插入足量潔凈的A1條,充分反應(yīng),有紅色固體析出說明生成了銅
單質(zhì),排除溶液銅離子的干擾;
③實(shí)驗(yàn)②后的溶液中有生成的氯化鋁,取一滴管實(shí)驗(yàn)②后的溶液,將其注入盛有約三分之二試管體積的水
中,無明顯實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明氯化鋁沒有生成沉淀;
綜合分析可知,沉淀為銅元素導(dǎo)致的,沉淀為CuCl,故猜想II正確。
結(jié)論與反思:(1)上述實(shí)驗(yàn)表明,A1和CuCb溶液的反應(yīng)是分步進(jìn)行的。第一步反應(yīng)生成CuCl,第二步CuCl
繼續(xù)和Al反應(yīng)生成Cu。上述兩步反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:A1+3CUC12=A1C13+3CUC1,
A1+3CUC1=A1C13+3CU。
(2)CuCl易溶于一定濃度的KC1、NaCl等含Cl的溶液中;待測溶液中氯離子過高,導(dǎo)致CuO沒有生成
沉淀。
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)③的目的是證明溶液中氯化鋁沒有生成氫氧化鋁沉淀。
啟示與拓展:碳燃燒生成二氧化碳可能是碳首先和氧氣反應(yīng)生成一氧化碳、一氧化碳再和氧氣生成二氧化
碳(合理即可).
5.(2021?甘肅定西)某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究氫氧化鈉的性質(zhì),請你參與他們的探究。
(實(shí)驗(yàn)過程與分析)
實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)2
NaOH溶液稀硫酸
實(shí)驗(yàn)操作
g-CuSO4溶液g-NaOH溶液
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象—無明顯現(xiàn)象
實(shí)驗(yàn)結(jié)論氫氧化鈉能與硫酸銅反應(yīng)氫氧化鈉不與硫酸反應(yīng)
(1)請寫出實(shí)驗(yàn)1的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(實(shí)驗(yàn)反思與拓展)
(2)實(shí)驗(yàn)1發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為o
(3)某同學(xué)認(rèn)為實(shí)驗(yàn)2的結(jié)論不正確,他改進(jìn)了該實(shí)驗(yàn)方案:先向氫氧化鈉溶液中滴入幾滴酚酰溶液并振
蕩,再滴人稀硫酸,觀察到溶液由_____色變?yōu)闊o色,由此表明氫氧化鈉與硫酸確實(shí)發(fā)生了反應(yīng),該反應(yīng)
的化學(xué)方程式為。
(4)由實(shí)驗(yàn)2聯(lián)想到:把二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中也沒有明顯現(xiàn)象,它們是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)呢?(本
實(shí)驗(yàn)中忽略CO2溶于水)
①甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)方案,當(dāng)通過膠頭滴管滴加NaOH溶液時(shí),觀察到現(xiàn)象,說明兩者
發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
②乙同學(xué)重新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:取NaOH溶液于試管中,通入少量CO2,然后向所得溶液中加入足量稀鹽酸,
當(dāng)觀察到現(xiàn)象時(shí),也能證明二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
【答案】產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色2NaOH+CuSC)4=Cu(OH)2J+Na2so彳紅
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O氣球膨脹有氣泡產(chǎn)生
【詳解】
(1)實(shí)驗(yàn)1將氫氧化鈉和硫酸銅混合,二者能反應(yīng)生成藍(lán)色的氫氧化銅沉淀和硫酸鈉。所以能觀察到的現(xiàn)象
是:溶液中有藍(lán)色沉淀產(chǎn)生,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色;
(2)氫氧化鈉和硫酸銅混合,反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)24<+Na2SO4;
(3)③向氫氧化鈉溶液中滴加酚儆,由于氫氧化鈉溶液顯堿性,能夠使無色酚儆變紅。當(dāng)向其中加入硫酸后,
硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和水,此時(shí)溶液中的堿被消耗,則溶液的堿性變?nèi)踔燎『猛耆磻?yīng),溶液
呈中性,則此時(shí)中性的溶液不能使無色酚獻(xiàn)變色,則能觀察到溶液逐漸由紅色變?yōu)闊o色;硫酸和氫氧化鈉
反應(yīng)生成硫酸鈉和水,反應(yīng)方程式為:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O:
(4)①滴入氫氧化鈉后,氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,錐形瓶中的二氧化碳被消耗,則氣體減
少,錐形瓶內(nèi)的壓強(qiáng)也減小,而外界大氣壓大于內(nèi)部大氣壓,則此時(shí)氣球會(huì)在大氣壓的作用下不斷膨脹,
所以當(dāng)觀察到氣球膨脹,可以證明氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng);
②氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,再滴入足量稀鹽酸,碳酸鈉和稀鹽酸能反應(yīng)生成氯化鈉、水和二
氧化碳:該過程中能觀察到有氣泡產(chǎn)生,當(dāng)觀察到滴入稀鹽酸后,溶液中有氣泡產(chǎn)生,可以證明有碳酸鈉,
即可以證明氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)。
6.(2021?重慶)早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期,我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。某實(shí)驗(yàn)小組利用焦炭和Fe2O3模擬早期
煉鐵并檢驗(yàn)可能的產(chǎn)物,實(shí)驗(yàn)裝置如下:
(查閱資料)①鐵粉為黑色;常溫下,F(xiàn)e、Fe3O4可被磁鐵吸引;
②PdCb,溶液可用于檢驗(yàn)CO,原理是:PdCb+CO+H2O=Pdl+CO2+2HCl;
③Fe3CU與硫酸反應(yīng):Fe3O4+4H2sCU=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O。
(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)澄清石灰水變渾濁,PdCb溶液中產(chǎn)生黑色沉淀,玻璃管內(nèi)粉末全部變成黑色。冷卻后,用磁
鐵靠近黑色固體,黑色固體被部分吸引。
(1)儀器A的名稱是.
(2)為了檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物,裝置從左到右的接口連接順序?yàn)閍-—--。
(3)澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式_____o
(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)反應(yīng)生成CO和CO2,磁鐵上的黑色固體可能是Fe、Fe3O4?
(提出猜想)磁鐵上的黑色固體是什么?
猜想一:Fe
猜想二:Fe3O4
猜想三:Fe和Fe3O4
(設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn))
設(shè)計(jì)思路操作現(xiàn)象結(jié)論
取少量黑色固體于試管中,固體完全溶解,產(chǎn)生
定性實(shí)驗(yàn)猜想______不成立
加入足量稀硫酸,充分反應(yīng)氣泡
取一定質(zhì)量的稀硫酸(足量)固體完全溶解,產(chǎn)生
定量實(shí)驗(yàn)猜想一成立
放入燒杯中,加入5.6g黑色氣泡,溶液增加的質(zhì)
固體,充分反應(yīng)后稱量溶液量為一
的質(zhì)量
(歸納總結(jié))根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和探究結(jié)果C與FezCh反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【答案】酒精燈debcCO2+Ca(OH)2=CaCO3I+H2O二5.4g
局溫人人
2C+Fe2O3^2Fe+COT+CO2T
【詳解】
(1)由圖可知,儀器A的名稱是:酒精燈;
(2)一氧化碳能與PdCL、水反應(yīng)生成Pd、二氧化碳和氯化氫,會(huì)影響二氧化碳的檢驗(yàn),故應(yīng)先用澄清石
灰水檢驗(yàn)二氧化碳,再用PdCb溶液檢驗(yàn)一氧化碳,且應(yīng)“長進(jìn)短出”,這樣反應(yīng)比較充分,現(xiàn)象明顯,故裝
置從左到右的接口連接順序?yàn)閍-d-e-b-c:
(3)二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CO2+Ca(OH)2=CaCO3J+H2O;
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):定性實(shí)驗(yàn):取少量黑色固體于試管中,加入足量稀硫酸,充分反應(yīng),固體完全溶解,產(chǎn)生氣泡,
鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,四氧化三鐵能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸亞鐵和水,故一定
含鐵,猜想二不成立;
定量實(shí)驗(yàn):結(jié)論為猜想一成立,故黑色固體是鐵,設(shè)鐵完全反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為x
Fe+H2SO4=FeSO4+H2T
562
5.6gx
56_5.6g
產(chǎn)02g
2x
故溶液增加的質(zhì)量為:5.6g-0.2g=5.4g。
歸納總結(jié):由以上分析可知,碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成了鐵、氧化碳和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方
高溫不小
=
程式為:2C+Fe2O3^2Fe+COT+CO2T。
7.(2021?江西)化學(xué)社團(tuán)的同學(xué)在探究金屬化學(xué)性質(zhì)時(shí),進(jìn)行了圖1所示的實(shí)驗(yàn)。
銅導(dǎo)線
圖1圖2圖3圖4
圖1實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是:鋅片表面產(chǎn)生氣泡,銅片表面_____。鋅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
實(shí)驗(yàn)過程中小辰意外發(fā)現(xiàn):當(dāng)兩種金屬發(fā)生觸碰時(shí)(如圖2),銅片表面產(chǎn)生了氣泡。
(提出問題)圖2中銅是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?產(chǎn)生的氣體是什么?
(作出猜想)同學(xué)們對(duì)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行了以下猜想:
小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧氣;小彬猜想是氫氣。他們作出猜想的理論依據(jù)是。
(查閱資料)
(1)將鋅片、銅片用導(dǎo)線連接后平行插入稀硫酸中,銅片表面產(chǎn)生氣體。該反應(yīng)過程中金屬失去的電子通
過導(dǎo)線發(fā)生了轉(zhuǎn)移。
(2)二氧化硫能使品紅溶液褪色。
(設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn))他們設(shè)計(jì)了圖3裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將產(chǎn)生的氣體分別通過導(dǎo)管與圖4中的裝置連接,驗(yàn)
證自己的猜想。
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
小知連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管d,向品紅溶液中通入氣體一段時(shí)間—
選用正確方法收集氣體一段時(shí)間后,向試管內(nèi)伸入帶火星的
小辰木條不復(fù)燃小彬的猜
木條
想正確
連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管______(填序號(hào)),收集氣體后用拇指堵氣體燃燒,聽到
小彬
住試管口,靠近酒精燈火焰,移開拇指點(diǎn)火輕微的“噗”聲
(教師釋疑)圖1實(shí)驗(yàn)中,鋅與稀硫酸反應(yīng),鋅失去電子,酸溶液中氫離子在鋅片表面獲得電子生成氫氣。
(學(xué)生感悟)圖3實(shí)驗(yàn)中,酸溶液中的氫離子從銅片表面獲得(選填“鋅”或“銅”)失去的電子生成了
氫氣。
(得出結(jié)論)圖2中兩種金屬觸碰后銅(選填“有”或“沒有”)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(延伸應(yīng)用)制造鋼制船閘門時(shí),為防止鐵被腐蝕,常在鋼閘門表面安裝比鐵更活潑的金屬。這種金屬可
以是o(填序號(hào))
A.鋅B.銅C.銀
【答案】無明顯現(xiàn)象Zn+H2SO4=ZnSO4+H2T質(zhì)量守恒定律品紅溶液不褪色c鋅
沒有A
【詳解】
鋅能與稀硫酸反應(yīng),銅不能與稀硫酸反應(yīng),圖1實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是:鋅片表面產(chǎn)生氣泡,銅片表面無
明顯現(xiàn)象。鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H2sC)4=ZnSC)4+H2T。
作出猜想:
小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧氣;小彬猜想是氫氣。他們作出猜想的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律,稀
硫酸中含有硫、氫、氧元素。
(2)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn):
連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管d,向品紅溶液中通入氣體一段時(shí)間,品紅溶液不褪色,說明氣體不是二氧化硫;
選用正確方法收集氣體一段時(shí)間后,向試管內(nèi)伸入帶火星的木條,木條不復(fù)燃,說明氣體不是氧氣;
該氣體應(yīng)該是氫氣,氫氣密度比空氣小,連接導(dǎo)管a與導(dǎo)管c,收集氣體后用拇指堵住試管口,靠近酒精燈
火焰,移開拇指點(diǎn)火,氣體燃燒,聽到輕微的“噗''聲,說明氣體為氫氣;
學(xué)生感悟:圖3實(shí)驗(yàn)中,鋅失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到銅片上,酸溶液中的氫離子從銅片表面獲得鋅失去
的電子生成了氫氣。
得出結(jié)論:
圖2中兩種金屬觸碰后銅沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),是鋅失去的電子形成鋅離子。
延伸應(yīng)用:
制造鋼制船閘門時(shí),為防止鐵被腐蝕,常在鋼閘門表面安裝比鐵更活潑的金屬,鋅的金屬活動(dòng)性比鐵強(qiáng),
銅、銀的金屬活動(dòng)性比鐵若,這種金屬可以是鋅;
故填:Ao
8.(2021?云南)小英設(shè)計(jì)了探究SCh與AgNCh溶液反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。將SCh通入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.7%的AgNCh溶
液中,反應(yīng)后過濾得到無色溶液A和白色沉淀B。對(duì)體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得知沉淀B可能為Ag2s03,
Ag2s04或二者混合物。
(查閱資料)Ag2s04為白色固體,微溶于水
Ag2sCh為白色固體,難溶于水,溶于過量的Na2sCh溶液
(提出問題)白色沉淀B的成分是什么?
(猜想與假設(shè))猜想一:僅有Ag2s04猜想二:僅有Ag2sCh猜想三:
(實(shí)驗(yàn)探究)
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論
取少量溶液A于試管中,滴加足量Ba(NO3)2溶液無明顯現(xiàn)象猜想___________成立
(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)SO2與AgN03溶液反應(yīng)生成一種酸和沉淀B,反應(yīng)的化學(xué)方程式是o
(拓展延伸)
①另取溶液A,滴加足量Ba(NO3)2溶液,無明顯現(xiàn)象,再加入BaCb溶液,產(chǎn)生白色沉淀,原因是。
②向盛有少量AgNO3溶液的試管里滴入NazSCh溶液至過量,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。
【答案】Ag2so3、Ag2s04二H2O+SO2+2AgNO3=Ag2SO3|+2HNO3溶液A中含有銀離子,加入
氯化鍬后,氯離子和銀離子生成氯化銀沉淀開始生成白色沉淀,隨著Na2s03溶液的不斷加入沉淀溶解
【詳解】
猜想與假設(shè):對(duì)體系中有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)分析得知沉淀B可能為Ag2so3,Ag2s04或二者混合物。結(jié)合猜想一、
二可知,猜想三:Ag2so3、Ag2SO4
實(shí)驗(yàn)探究:硫酸根離子和鋼離子反應(yīng)生成硫酸鋼白色沉淀,實(shí)驗(yàn)中無明顯現(xiàn)象,說明溶液中不存在硫酸根
離子,故猜想一、三不成立,猜想二成立。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:由實(shí)驗(yàn)探究結(jié)論可知,沉淀B為Ag2so3,反應(yīng)前后元素種類不變,則SCh與AgNCh溶液反應(yīng)生
成一種酸為硝酸HN0"且反應(yīng)物中還有水參與,故反應(yīng)的化學(xué)方程式是H2O+SO2+2AgNCh=
Ag2so31+2HNCh。
拓展延伸:①氯離子和銀離子生成不溶于酸的氯化銀沉淀;另取溶液A,滴加足量Ba(NCh)2溶液,無明
顯現(xiàn)象,再加入BaCh溶液,產(chǎn)生白色沉淀,原因是溶液A中含有銀離子,加入氯化鋼后,氯離子和銀離
子生成氯化銀沉淀。
②已知:Ag2sCh為白色固體,難溶于水,溶于過量的Na2s。3溶液:向盛有少量AgNCh溶液的試管里滴入
NazSCh溶液至過量,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是開始生成白色沉淀,隨著Na2sCh溶液的不斷加入沉淀溶解。
9.(2021?四川成都)學(xué)習(xí)興趣小組對(duì)貝殼中碳酸鈣的含量進(jìn)行探究。某學(xué)習(xí)小組對(duì)鐵銹蝕進(jìn)行探究。
(提出問題)鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)?
(查閱資料)
(1)氯化鈣固體可作干燥劑。
(2)一定條件下,碳可加快鐵的銹蝕,但碳本身不參加反應(yīng)。
(3)常溫常壓,氫氣密度是dg/mL。
(設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)一:定性探究鐵銹蝕的因素
取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管,進(jìn)行圖1實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象如表。
包有氯化
鈣的棉花u無氧蒸僧水配
圉—制的飽和
啰-NaCl溶液
CD
試管一周后現(xiàn)象
A鐵釘表面有一層鐵銹
B鐵釘表面無明顯變化
C鐵釘表面無明顯變化
D鐵釘表面有較厚鐵銹
(1)對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明鐵銹蝕主要是與空氣中的.發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
(2)對(duì)比A、D試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說明鐵銹蝕還與有關(guān)。
(3)鐵銹蝕后應(yīng)及時(shí)除銹的原因是,寫出除鐵銹的化學(xué)方程式______。
實(shí)驗(yàn)二:定量探究鐵銹蝕的因素
小組設(shè)計(jì)了如圖裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,t,時(shí)刻加入2mL飽和NaCl溶液后,
再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上,采集數(shù)據(jù)。
(4)據(jù)圖,t2時(shí)刻后反應(yīng)并未停止溫度卻開始降低,原因是
(5)據(jù)圖,對(duì)比AB段和BC段說明分析t3時(shí)刻壓強(qiáng)突然變大的原因是
實(shí)驗(yàn)三:測定鐵銹含量
將實(shí)驗(yàn)二燒瓶中剩余物質(zhì)過濾、洗滌、干燥,得mg固體,連接如圖裝置,檢查氣密性,加入固體與足量稀
鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(6)完全反應(yīng)后,常溫常壓下測得生成氣體體積為VmL,則該固體中鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為,
(7)該實(shí)驗(yàn)條件下測得鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因是,解決方法是。
(反思與評(píng)價(jià))
(8)與實(shí)驗(yàn)一對(duì)比,實(shí)驗(yàn)二鐵銹蝕明顯更快的原因是o
【答案】氧氣和水蒸氣氯化鈉鐵銹疏松多孔,能吸附氧氣和水蒸氣,會(huì)加快鐵的銹蝕
Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量加氯化鈉溶液前,鐵銹蝕較慢
鐵銹蝕消耗氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶,反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣---------xlOO%
m
氫氣未干燥,含有水蒸氣在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥裝置使用鐵粉和加入碳粉,加快了鐵銹蝕的
速率
【詳解】
(1)A鐵釘和氧氣、水同時(shí)接觸生銹,B沒有氧氣不生銹,C沒有水不生銹,對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)
象,說明鐵銹蝕主要是與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故填:氧氣和水蒸氣;
(2)A無氯化鈉生銹速度慢,D有氯化鈉生銹速度快,說明說明鐵銹蝕還與氯化鈉有關(guān),故填:氯化鈉;
(3)鐵銹蝕后應(yīng)及時(shí)除銹的原因是鐵銹疏松多孔,能吸附氧氣和水蒸氣,會(huì)加快鐵的銹蝕,鹽酸和氧化鐵
反應(yīng)生成氯化鐵和水,可用來除銹,化學(xué)方程式Fe2O3+6HCl=2FeCb+3H20,故填:鐵銹疏松多孔,能吸附
氧氣和水蒸氣,會(huì)加快鐵的銹蝕;Fe2O3+6HCl=2FeC13+3H2O:
(4)據(jù)圖,t2時(shí)刻后反應(yīng)并未停止溫度卻開始降低,原因是鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量,故填:
鐵生銹放出的熱量小于裝置散失的熱量:
(5)對(duì)比AB段和BC段說明加氯化鈉溶液前,鐵銹蝕較慢,t3時(shí)刻壓強(qiáng)突然變大的原因是鐵銹蝕消耗氧氣,
裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶,反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣,故填:加氯化鈉溶液前,鐵銹蝕較慢;
鐵銹蝕消耗氧氣,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,注射器內(nèi)鹽酸被吸入燒瓶,反應(yīng)產(chǎn)生較多氫氣。
(6)解:設(shè)鐵的質(zhì)量為尤。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2T
562
xvdg
56_x
2vdg
,r=28vdg
則該固體中鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式rn匕-2-今28v2dx100%,故填:rmn/-2z-2o8vdUxioo%
mm
(7)該實(shí)驗(yàn)氫氣未干燥,含有水蒸氣,故得到氫氣體積偏大,計(jì)算鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,鐵銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,
解決方法在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥裝置,故填:氫氣未干燥,含有水蒸氣;在乙、丙裝置間加一個(gè)干燥
裝置;
(8)實(shí)驗(yàn)1是鐵釘,實(shí)驗(yàn)二是鐵粉,實(shí)驗(yàn)二鐵銹蝕明顯更快的原因是使用鐵粉和加入碳粉,加快了鐵銹蝕
的速率,故填:使用鐵粉和加入碳粉,加快了鐵銹蝕的速率。
10.(2021.浙江湖州)小明在冬天輸液時(shí)發(fā)現(xiàn)護(hù)士在輸液管上加了一個(gè)如圖所示的裝置,護(hù)士告訴他這是一
次性輸液加熱棒,可以消除藥液溫度與體溫的差異。加熱棒里的成分到底是什么呢?科學(xué)研究小組通過上
網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn):一次性輸液加熱棒內(nèi)的主要成分是還原性鐵粉、炭粉和氯化鈉等物質(zhì)。該加熱棒內(nèi)是否
真的含有這幾種物質(zhì)呢?科學(xué)研究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):
(1)探究加熱棒內(nèi)是否含有氯化鈉
①將加熱棒內(nèi)的物質(zhì)放入燒杯中,加入足量的水充分溶解、過濾,得到濾渣和濾液。
②取適量濾液于試管中,滴加適量的硝酸鋼溶液和稀硝酸,無明顯現(xiàn)象,(填寫正確的實(shí)驗(yàn)操作及
現(xiàn)象),證明濾液中含有C1,
在老師的指導(dǎo)下通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)證明濾液中還含有Na+,從而確定含有氯化鈉。
(2)探究加熱棒內(nèi)是否含有鐵粉
小明用磁鐵靠近濾渣,發(fā)現(xiàn)部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物質(zhì)也有可能是四氧化三鐵。
高溫
小明通過如圖裝置探究黑色物質(zhì)是否含有四氧化三鐵,該物質(zhì)鑒定的原理是:Fe3O4+4H2^=3Fe+4H2Oo
當(dāng)觀察到這一現(xiàn)象時(shí),排除了四氧化三鐵存在的可能性。
小英同學(xué)認(rèn)為這還不能確定鐵粉的存在,因?yàn)槌怂难趸F外,鉆粉、銀粉也是能被磁鐵吸引的黑色粉
末。研窕小組的同學(xué)在查閱資料的基礎(chǔ)上,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取適量被吸引的黑色物質(zhì)于試管中,加入足量
的稀鹽酸,充分反應(yīng)后,向試管中加入足量的過氧化氫溶液(能將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+),然后滴加硫氟化鉀溶
液。溶液變?yōu)檠t色,證明溶液中有Fe2+,得出加熱棒中含有鐵粉這一結(jié)論。
(3)探究加熱棒內(nèi)是否含有炭粉
點(diǎn)燃不能被吸引的黑色粉末,并將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水,石灰水變渾濁,得出加熱棒內(nèi)含有炭
粉這一結(jié)論。請寫出此操作過程中確認(rèn)炭粉存在的化學(xué)方程式:、o
綜合上述實(shí)驗(yàn),小明驗(yàn)證了加熱棒內(nèi)的主要成分。
加熱棒為什么能夠起到加熱作用呢?小明還將進(jìn)一步探究。
占燃
【答案】滴加適量硝酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀無水硫酸銅粉末不變藍(lán)C+O2=^CO2CO2+Ca
(OH)2=CaCChI+H2O
【分析】
(1)②根據(jù)氯離子的檢驗(yàn)方法進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)氫氣還原四氧化三鐵的產(chǎn)物進(jìn)行分析;
(3)根據(jù)碳粉的燃燒、二氧化碳與石灰水的反應(yīng)書寫方程式。
【詳解】
(1)②要證明濾液中含有氯離子,取適量濾液于試管中,滴加適量的硝酸鋼溶液和稀硝酸,排除硫酸根離
子的干擾后,滴入硝酸銀溶液,若產(chǎn)生白色的沉淀即氯化銀,說明濾液中含有氯離子,故填:滴加適量硝
酸銀溶液,產(chǎn)生白色沉淀;
(2)根據(jù)/6。4+41123典3"+4H2。,氫氣還原四氧化三鐵的產(chǎn)物為鐵和水,若黑色固體中含有四氧
化三鐵,則通入干燥的氫氣后會(huì)有水和鐵生成,但生成鐵粉和四氧化三鐵均為黑色,無明顯現(xiàn)象,生成的
水能使無水硫酸銅變藍(lán);黑色粉末中無四氧化三鐵,則無水硫酸銅不變藍(lán),故填:無水硫酸銅粉末不變藍(lán);
(3)若黑色粉末中含有碳粉,碳粉點(diǎn)燃生成二氧化碳,二氧化碳?xì)怏w通入澄清石灰水,二氧化碳與氫氧化
占燃
鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,石灰水變渾濁,方程式為:C+O2C+O2^^CO2CO2;
占燃
CO2+Ca(OH\=CaCO3+H2O,故填:C+O2^^CO2;CO2+Ca(OH\=CaCO.I+H2OD
【點(diǎn)睛】
此題難度不大,只是閱讀量較大,解題時(shí)需要認(rèn)真讀題,從題目中找出解題信息結(jié)合所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答。
11.(2021.安徽)關(guān)于燃燒的研究是一項(xiàng)重要的課題。某小組以“探究燃燒的奧秘''為主題開展項(xiàng)目式學(xué)習(xí)。
(任務(wù)一)認(rèn)識(shí)燃燒
(1)酒精、煤(含硫)、天然氣是生活中常見的燃料,下列不屬于三者燃燒共有的現(xiàn)象是(填字母
序號(hào))。
A發(fā)光B產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體C放熱D產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體
(2)寫出酒精(C2H50H)完全燃燒的化學(xué)方程式______。
(任務(wù)二)探究燃燒的條件及質(zhì)量變化
(3)該小組同學(xué)按下列實(shí)驗(yàn)步驟開展探究。
步驟1:室溫下,按如圖組裝裝置,裝入藥品,稱量裝置總質(zhì)量為mg。
步驟2:將錐形瓶浸入80℃的熱水中,觀察現(xiàn)象。
步驟3:取出裝置,恢復(fù)至室溫并擦干錐形瓶;打開止水夾Ki,和K2,從KI處緩慢通入約50mL氧氣,再
關(guān)閉Ki和Kz,稱量裝置總質(zhì)量為m2g()
步驟4:將錐形瓶再次浸入80℃的熱水中,觀察現(xiàn)象。
步驟5:取出裝置,恢復(fù)至室溫并擦干錐形瓶,稱量裝置總質(zhì)量為nng。
①通過上述實(shí)驗(yàn),能證明燃燒需要氧氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是o
②mi、m2、m3的大小關(guān)系是。
(任務(wù)三)調(diào)控燃燒
(4)報(bào)道顯示:國內(nèi)外一些煤田因發(fā)生煤層自燃,帶來了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。一旦煤層自燃,請給出一
條合理的滅火建議o
(任務(wù)四)再探鐵的燃燒
(5)查閱文獻(xiàn):顆粒直徑為20~30nm的鐵粉,在空氣中會(huì)發(fā)生自燃生成氧化鐵。
結(jié)合已有知識(shí),回答下列問題:
①影響鐵燃燒的因素有、(至少答出2點(diǎn))。
②鐵與氧氣反應(yīng)的條件不同,產(chǎn)物不同。若5.6g鐵與氧氣反應(yīng)可得ag產(chǎn)物,且鐵無剩余,則a的取值范
圍是?
占燃
【答案】步驟中白磷未燃燒,步驟中白磷燃燒,產(chǎn)生白
BC2H5OH+3O22CO2+3H2O24
煙m>m2=m3取土填埋,隔絕空氣鐵的表面積氧氣的濃度(溫度)7.2WaW8.0
【詳解】
(1)酒精、煤(含硫)、天然氣燃燒都能發(fā)光發(fā)熱并且產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w使澄清的石灰水變渾濁,但是只
有煤中含有硫會(huì)產(chǎn)生有刺激性氣味的二氧化硫氣體,故選B;
占燃
(2)酒精在點(diǎn)燃的條件下生成二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C2H5OH+3O2^^2CO2+3H2O;
(3)①通過上述實(shí)驗(yàn),能證明燃燒需要氧氣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是步驟2中,隔絕氧氣,白磷未燃燒,步驟4中,
通入氧氣,白磷燃燒,產(chǎn)生白煙;
②一開始錐形瓶充滿二氧化碳,步驟3中通入50mL氧氣,二氧化碳的密度比空氣大,故m>m2,步驟4
中白磷燃燒消耗了氧氣,但是反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,物質(zhì)的總質(zhì)量
不變,步驟5中恢復(fù)室溫擦干錐形瓶,故m2=m”因此mi>m2=m3;
(4)一旦煤層自燃,取土填埋,隔絕空氣;
(5)①鐵在空氣中不能燃燒,在氧氣中能燃燒,說明影響鐵燃燒的因素有氧氣的濃度,顆粒直徑為20~30nm
的鐵粉,在空氣中會(huì)發(fā)生自燃生成氧化鐵,說明鐵的表面積可以影響鐵的燃燒,故影響鐵燃燒的因素有:
鐵的表面積、氧氣的濃度或溫度;
②鐵與氧氣生成FeO時(shí)產(chǎn)物的質(zhì)量最小,設(shè)生成的產(chǎn)物為x,
—
2Fe+O22FeO
112_5.6g
112144
144'X
5.6gX
解得x=7.2g
鐵與氧氣生成三氧化二鐵,產(chǎn)物的質(zhì)量最大,設(shè)生成的產(chǎn)物為》
4Fe+3O2=2Fe2O3
224_二5.6g
224320
320'
y
5.6gy
解得y=8g
故a的取值范圍是7.2<a<8.0,
12.(2021?山東濰坊)過氧化氫性質(zhì)不穩(wěn)定,易被某些含銅化合物催化分解。某化學(xué)興趣小組探究過氧化氫
與氫氧化銅混合產(chǎn)生氣體的過程如下:
(查閱資料)
a.過氧化銅(CuO2)為黃褐色固體
b.H2O2+CU(OH)2=CUO2+2H2O
(實(shí)驗(yàn)過程)
步驟一:制備氫氧化銅
向盛有5mL溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氫氧化鈉溶液的試管中,滴加少量硫酸銅溶液,產(chǎn)生藍(lán)色沉淀。
步驟二:氫氧化銅與過氧化氫混合
向藍(lán)色沉淀中逐滴滴入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的過氧化氫溶液直至過量,發(fā)現(xiàn)藍(lán)色沉淀變?yōu)辄S褐色沉淀,隨后
黃褐色沉淀迅速變?yōu)楹谏恋?,產(chǎn)生氣泡且越來越快,最終試管中得到黑色沉淀。
分析實(shí)驗(yàn)過程,請完成下列問題:
(l)CuO2中氧元素的化合價(jià)為,請寫出產(chǎn)生藍(lán)色沉淀的化學(xué)方程式。為驗(yàn)證該氣體是否為氧
氣,可以使用進(jìn)行檢驗(yàn)。
(提出問題)氣泡越來越快的原因是什么?
(作出猜想)
(2)小組成員作出如下猜想:
猜想I:Cu(OH)2作為催化劑加快H2O2分解產(chǎn)生02;
猜想II:CuCh作為催化劑加快H2O2分解產(chǎn)生02;
猜想III:(填化學(xué)式)作為催化劑加快H2O2分解產(chǎn)生02。
(驗(yàn)證猜想)
①某同學(xué)立即否定猜想I、H,理由是。
②簡述驗(yàn)證猜想ni正確的實(shí)驗(yàn)方案。
(反思拓展)
黃褐色沉淀遇到過氧化氫迅速變?yōu)楹谏恋聿a(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為。
【答案】-12NaOH+CuSO4=Cu(OH)2I+Na2SO4帶火星的木條CuO一開始向藍(lán)色沉淀
中加入過氧化氫,無氣泡產(chǎn)生,生成黃褐色沉淀,也無氣泡產(chǎn)生,后生成黑色沉淀后,才產(chǎn)生氣泡,且隨
著黑色沉淀增多,產(chǎn)生氣泡越來越快取兩支試管,一支加入少量氧化銅,另一支不加,分別加入等量、
等濃度的過氧化氫溶液,將帶火星的木條分別伸入試管內(nèi),加氧化銅的試管,產(chǎn)生大量氣泡,能使帶火星
的木條復(fù)燃,不加氧化銅的,帶火星的木條不復(fù)燃,說明氧化銅能加快過氧化氫分解
CuO2+H2O2=CUO+O2T+H,O
【詳解】
(1)過氧化銅中銅元素顯+2價(jià),設(shè)氧元素的化合價(jià)為X,根據(jù)化合物中,正、負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零,可
得:(+2)+2A-0,r=-l;
產(chǎn)生藍(lán)色沉淀是氫氧化鈉和硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅和硫酸鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2J+Na2SO4;
氧氣具有助燃性,可用帶火星的木條進(jìn)行檢驗(yàn),帶火星的木條復(fù)燃,說明是氧氣;
作出猜想:過氧化氫性質(zhì)不穩(wěn)定,易被某些含銅化合物催化分解,氫氧化銅和過氧化氫混合后,發(fā)現(xiàn)藍(lán)色
沉淀變?yōu)辄S褐色沉淀,隨后黃褐色沉淀迅速變?yōu)楹谏恋恚{(lán)色沉淀為疑氧化銅,黃褐色沉淀為過氧化銅,
黑色沉淀應(yīng)為氧化銅,故可能是CuO作為催化劑加快過氧化城分解;
驗(yàn)證猜想:①根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,一開始向藍(lán)色沉淀中加入過氧化氫,無氣泡產(chǎn)生,生成黃褐色沉淀后,也無
氣泡產(chǎn)生,后黑色沉淀產(chǎn)生后,才產(chǎn)生氣泡,隨著黑色沉淀的增多,氣泡越來越快,說明猜想I、II不正
確;
②取兩支試管,一支加入少量氧化銅,另一支不加,分別加入等量、等濃度的過氧化氫溶液,將帶火星的
木條分別伸入試管內(nèi),加氧化銅的試管,產(chǎn)生大量氣泡,能使帶火星的木條復(fù)燃,不加氧化銅的,帶火星
的木條不復(fù)燃,說明氧化銅能加快過氧化氫分解;
反思拓展:黃褐色沉淀遇到過氧化氫迅速變?yōu)楹谏恋聿a(chǎn)生氣泡,是因?yàn)檫^氧化銅和過氧化氫反應(yīng)生成
氧化銅和氧氣,由于反應(yīng)物中含氫元素,故還有水生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CUO2+H2O2=CUO+O2T+H2O
13.(2021?浙江湖州)市場上常見的蘇打水有蘇打氣泡水和無汽蘇打水兩種。它
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