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文檔簡介
押題01科學探究題一、科學探究題1.(2023春·江蘇南京·九年級校聯(lián)考階段練習)某興趣小組在實驗室里準備常見酸、堿、鹽的性質(zhì)實驗時,發(fā)現(xiàn)實驗臺上擺放的藥品中,有一瓶未蓋瓶塞且標簽破損的溶液(如圖),他們決定對這瓶溶液的成分進行探究?!咎岢鰡栴}】這瓶溶液的溶質(zhì)是什么?【獲得信息】①酸、堿、鹽的性質(zhì)實驗中用到含鈉元素的物質(zhì)有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉。②實驗室里盛放堿性溶液的試劑瓶通常使用橡膠塞。③碳酸氫鈉溶液和酸反應,但與氯化鋇溶液不反應:氯化鋇溶液呈中性?!咎岢霾孪搿坎孪胍唬簹溲趸c;
猜想二:碳酸鈉;
猜想三:碳酸氫鈉?!緦嶒炋骄俊?1)小軍取樣滴加稀鹽酸有___________產(chǎn)生。得出結(jié)論:該溶液的溶質(zhì)是碳酸鈉或者是___________。(2)小軍另取樣加入過量的氯化鋇溶液,觀察到有___________產(chǎn)生,反應的化學方程式為___________,進而得出結(jié)論:該溶液的溶質(zhì)是碳酸鈉。小華認為小軍的結(jié)論不完全正確,小組同學討論后一致認為還需要進行如下實驗:取小軍(2)實驗后的上層清液,滴入無色酚酞試液,溶液呈紅色。【實驗結(jié)論】(3)這瓶溶液的原溶質(zhì)是___________。【探究啟示】(4)為得到正確的最終結(jié)論,小軍第二次實驗中不能用氫氧化鋇溶液替代氯化鋇溶液,原因是___________。(5)實驗中取用液體藥品時,應注意___________?!敬鸢浮?1)
大量氣泡
碳酸氫鈉##NaHCO3(2)
白色沉淀
(3)氫氧化鈉##NaOH(4)氫氧化鋇能與碳酸鈉反應生成碳酸鋇和氫氧化鈉,會對氫氧化鈉的檢驗產(chǎn)生干擾(5)立即蓋好瓶塞【解析】(1)碳酸鈉能與稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,碳酸氫鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉、二氧化碳和水,氫氧化鈉和稀鹽酸反應生成氯化鈉和水,故取樣,滴加稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,說明該溶液的溶質(zhì)是碳酸鈉或碳酸氫鈉;(2)結(jié)論為該溶液的溶質(zhì)是碳酸鈉,碳酸鈉能與氯化鋇反應生成碳酸鋇和氯化鈉,故觀察到有白色沉淀生成,該反應的化學方程式為:;(3)(2)實驗中,過量的氯化鋇能檢驗碳酸鈉,且將碳酸鈉除盡,取小軍(2)實驗后的上層清液,滴入無色酚酞試液,溶液呈紅色,說明含氫氧化鈉,說明這瓶溶液的原溶質(zhì)是氫氧化鈉,氫氧化鈉與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈉和水,發(fā)生了變質(zhì);(4)氫氧化鋇能與碳酸鈉反應生成碳酸鋇和氫氧化鈉,會影響氫氧化鈉的檢驗,故第二次實驗中不能用氫氧化鋇溶液替代氯化鋇溶液;(5)由以上分析可知,氫氧化鈉和空氣中二氧化碳反應生成碳酸鈉和水,從而變質(zhì),則實驗中取用液體藥品時,注意應立即蓋好瓶塞。2.(2023·江蘇宿遷·統(tǒng)考一模)學習復分解反應后,某化學興趣小組的同學對初中化學常見的四種物質(zhì)稀鹽酸、CaCO3粉末、Na2SO4溶液、BaC12溶液之間的反應進行如圖所示的實驗探究。(1)大家一致認為試管①中不發(fā)生復分解反應,理由是_______。(2)試管②中的化學反應方程式為_______。(3)試管③中觀察到的現(xiàn)象是有沉淀產(chǎn)生。將試管③反應后的物質(zhì)過濾,對濾液中溶質(zhì)的成分進一步探究:【提出問題】濾液申溶質(zhì)的成分是什么?【猜想假設】猜想一:NaCl;猜想二:NaCl、Na2SO4;猜想三:_______;猜想四:NaCl、Na2SO4、BaCl2經(jīng)過討論,大家認為猜想四不合理,原因是_______?!驹O計實驗】實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論步驟一:取少量濾液于試管中,加入適量BaC12溶液無明顯現(xiàn)象猜想______不成立步驟二:取少量濾液于試管中,加入適量稀硫酸有白色沉淀生成猜想三成立【反思拓展】探究反應后溶液中溶質(zhì)的成分,既要考慮生成物,又要考慮_______?!敬鸢浮?1)硫酸鈉和稀鹽酸相互交換成分,無沉淀、氣體或水生成(2)(3)
NaCl、BaCl2
硫酸鈉能與氯化鋇反應生成硫酸鋇,不能共存
二
反應物是否過量【解析】(1)硫酸鈉和稀鹽酸相互交換成分,無沉淀、氣體或水生成,故試管①中不發(fā)生復分解反應;(2)試管②中的反應為碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水,該反應的化學方程式為:;(3)猜想假設:氯化鋇和硫酸鈉反應生成硫酸鋇和氯化鈉,如果恰好完全反應,則溶質(zhì)為氯化鈉,如果硫酸鈉過量,則溶質(zhì)為氯化鈉、硫酸鈉,如果氯化鋇過量,則溶質(zhì)為氯化鈉、氯化鋇,故猜想三:NaCl、BaCl2;氯化鋇能與硫酸鈉反應生成硫酸鋇和氯化鈉,不能共存,故猜想四不合理;設計實驗:取少量濾液于試管中,加入適量氯化鋇溶液,氯化鋇和硫酸鈉反應生成硫酸鋇和氯化鈉,故無明顯現(xiàn)象,說明不含硫酸鈉,則猜想二不成立;取少量濾液于試管中,加入適量稀硫酸,氯化鋇能與硫酸反應生成硫酸鋇和鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,說明含氯化鋇,則猜想三成立;反思拓展:由以上分析可知,探究反應后溶液中溶質(zhì)的成分,既要考慮生成物,又要考慮反應物是否過量。3.(2023·江蘇蘇州·一模)某興趣小組的同學們以“稀鹽酸與氫氧化鋇溶液能否反應”為課題進行了科學探究。(1)他們做了如圖所示的實驗:同學們在燒杯中加入10mL氫氧化鋇溶液,然后滴加無色酚酞試液,繼續(xù)向燒杯中滴加稀鹽酸,邊滴邊攪拌,觀察到_________________________,從而得出稀鹽酸與氫氧化鋇能發(fā)生反應的結(jié)論。他們繼續(xù)向溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀產(chǎn)生,無其他實驗現(xiàn)象?!咎岢鰡栴}】反應最終所得溶液N的溶質(zhì)成分是什么(不考慮酚酞)?【猜想與假設】甲同學猜想:NaCl、BaCl2乙同學猜想:NaCl丙同學猜想:NaCl、Na2CO3【分析與交流】(2)上述猜想中不合理是_________同學的猜想,依據(jù)是__________。【活動與探究】(3)同學們?nèi)∩倭咳芤篘,向其中滴加______________,觀察到________________________,即可確定乙同學的猜想正確?!究偨Y(jié)與提升】(4)通過上述探究可知:一般我們都是從生成物和反應物兩個角度對反應后溶質(zhì)成分做出猜想,并結(jié)合___________排除不合理猜想,然后再設計實驗驗證猜想。【答案】(1)溶液由紅色變?yōu)闊o色(2)
丙
Na2CO3溶液顯堿性,能使無色酚酞變紅,而溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀產(chǎn)生,無其他實驗現(xiàn)象,說明碳酸鈉不過量(3)
碳酸鈉溶液
沒有白色沉淀生成(4)實驗現(xiàn)象【解析】(1)氫氧化鋇溶液顯堿性,能使無色酚酞溶液變紅,所以,在燒杯中加入10mL氫氧化鋇溶液,然后滴加無色酚酞試液,溶液變紅,繼續(xù)向燒杯中滴加稀鹽酸,稀鹽酸中的溶質(zhì)氯化氫與氫氧化鋇發(fā)生酸堿中和反應,生成的氯化鋇和水,氯化鋇溶液顯中性,無色酚酞試液不變色,因此,當稀鹽酸中的溶質(zhì)氯化氫與氫氧化鋇恰好完全反應時,溶液由紅色變?yōu)闊o色,從而得出稀鹽酸與氫氧化鋇能發(fā)生反應的結(jié)論,故填寫:溶液由紅色變?yōu)闊o色。(2)①由題干可知,繼續(xù)向溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀產(chǎn)生,無其他實驗現(xiàn)象,丙同學的猜想中有碳酸鈉,碳酸鈉的溶液顯堿性,能使酚酞試液變紅,如果溶液N的溶質(zhì)中有碳酸鈉,實驗現(xiàn)象就不只是產(chǎn)生白色沉淀,溶液還會為紅色,所以,丙同學的猜想錯誤,故填寫:丙;②依據(jù)是Na2CO3溶液顯堿性,能使無色酚酞變紅,而溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀產(chǎn)生,無其他實驗現(xiàn)象,說明碳酸鈉不過量,故填寫:Na2CO3溶液顯堿性,能使無色酚酞變紅,而溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只有白色沉淀產(chǎn)生,無其他實驗現(xiàn)象,說明碳酸鈉不過量。(3)①乙同學和甲同學的猜想?yún)^(qū)別之處就是:甲同學的猜想里多了BaCl2,BaCl2與Na2CO3反應有白色沉淀BaCO3出現(xiàn),所以,檢驗BaCl2是否存在,可以滴加碳酸鈉溶液,故填寫:碳酸鈉溶液;②乙同學的猜想正確,觀察到?jīng)]有沉淀生成,故填寫:沒有沉淀生成。(4)在排除丙同學的猜想時,我們需要結(jié)合溶液M中滴加碳酸鈉溶液產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象,當我們判斷乙同學的猜想正確時,我們需要結(jié)合溶液N中滴加碳酸鈉的實驗現(xiàn)象,所以,一般我們都是從生成物和反應物兩個角度對反應后溶質(zhì)成分做出猜想,并結(jié)合實驗現(xiàn)象排除不合理猜想,然后再設計實驗驗證猜想,故填寫:實驗現(xiàn)象。4.(2023春·江蘇泰州·九年級??茧A段練習)水是生命資源。為了探究水的組成,化學興趣小組的同學進行電解水驗證實驗。同學們利用如圖所示的裝置進行實驗,閉合開關后燈泡微亮,兩個石墨電極上有極少量氣泡產(chǎn)生;針對這個異常現(xiàn)象,查閱資料后知道是由于純水的導電能力比較弱;經(jīng)過討論后,同學們認為可以向水中加入某些物質(zhì)形成溶液,使溶液中存在大量______而增強溶液的導電性?!具M行實驗】興趣小組的同學利用飽和Ca(OH)2溶液進行導電性實驗。閉合開關后燈泡亮,兩個石墨電極上均有大量氣泡產(chǎn)生,其中負極產(chǎn)生的氣體是______,同時在與電源正極相連的石墨電極附近產(chǎn)生大量白色渾濁物?!景l(fā)現(xiàn)問題】正極附近為什么會產(chǎn)生白色渾濁物,白色渾濁物是什么物質(zhì)?【提出猜想】(1)部分水被電解,水的減少導致Ca(OH)2析出。(2)通電過程中溶液溫度升高使Ca(OH)2析出;做出猜想2的理由是______。(3)電解產(chǎn)生的氧氣與石墨電極發(fā)生反應生成了二氧化碳;二氧化碳和石灰水反應產(chǎn)生白色渾濁,實驗中產(chǎn)生CaCO3反應的化學方程式是______?!具M行實驗】驗證猜想1飽和石灰水恒溫蒸發(fā)水,出現(xiàn)少量白色渾濁物。結(jié)論:白色渾濁物的產(chǎn)生與水的減少______(填“有”或“沒有”)關系。驗證猜想2測通電過程中水溫的變化,結(jié)果:水從室溫升高至30℃時產(chǎn)生少量白色渾濁物。結(jié)論:白色渾濁物的產(chǎn)生與______。驗證猜想3(1)用鉑絲(不與氧氣反應)代替石墨電極重復Ca(OH)2溶液導電性實驗,白色渾濁明顯減少。(2)把興趣小組實驗中渾濁的液體進行過濾,把分離出的固體分于兩支試管中、向一支試管中______(寫出所用試劑和現(xiàn)象,下同),結(jié)論:固體中含有Ca(OH)2;向另一支試管中______,結(jié)論:固體中含有CaCO3?!緦嶒灲Y(jié)論】白色渾濁的物質(zhì)是______(填“純凈物”或“混合物”)。白色渾濁的產(chǎn)生與通電過程水分減少、溫度升高和電極材料石墨有關?!敬鸢浮?/p>
自由移動的離子
氫氣##H2
氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小,電解過程中溫度升高,所以氫氧化鈣的溶解度在溫度升高時也會析出氫氧化鈣固體
有
溫度升高有關
加水、加入無色酚酞試液,溶液變紅色
加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生
混合物【解析】利用如圖所示的裝置進行實驗,閉合開關后燈泡微亮,兩個石墨電極上有極少量氣泡產(chǎn)生;針對這個異?,F(xiàn)象,查閱資料后知道是由于純水的導電能力比較弱;經(jīng)過討論后,同學們認為可以向水中加入某些物質(zhì)形成溶液,使溶液中存在大量自由移動的離子而增強溶液的導電性;[進行實驗]利用飽和Ca(OH)2溶液進行導電性實驗。閉合開關后燈泡亮,兩個石墨電極上均有大量氣泡產(chǎn)生,電解水實驗中,根據(jù)正氧負氫,故其中負極產(chǎn)生的氣體是氫氣,同時在與電源正極相連的石墨電極附近產(chǎn)生大量白色渾濁物;[提出猜想](1)部分水被電解,水的減少導致Ca(OH)2析出;(2)通電過程中溶液溫度升高使Ca(OH)2析出;做出猜想2的理由是氫氧化鈣的溶解度隨溫度升高而減小,電解過程中溫度升高,所以氫氧化鈣的溶解度在溫度升高時也會析出氫氧化鈣固體;(3)電解產(chǎn)生的氧氣與石墨電極發(fā)生反應生成了二氧化碳;二氧化碳和石灰水的溶質(zhì)氫氧化鈣反應產(chǎn)生碳酸鈣沉淀和水,該反應方程式為;[進行實驗]驗證猜想1:飽和石灰水恒溫蒸發(fā)水,出現(xiàn)少量白色渾濁物,說明白色渾濁物的產(chǎn)生與水的減少有關系;驗證猜想2:測通電過程中水溫的變化,水從室溫升高至30℃時產(chǎn)生少量白色渾濁物,說明白色渾濁物的產(chǎn)生與溫度升高有關;驗證猜想3:(1)用鉑絲(不與氧氣反應)代替石墨電極重復Ca(OH)2溶液導電性實驗,白色渾濁明顯減少;(2)把興趣小組實驗中渾濁的液體進行過濾,把分離出的固體分于兩支試管中,根據(jù)固體中含有氫氧化鈣,氫氧化鈣固體溶于水顯堿性,能夠使酚酞變紅色,故向一支試管中加水、加入無色酚酞試液,溶液變紅色,說明固體中含有Ca(OH)2;根據(jù)結(jié)論固體中含有碳酸鈣,碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水,故向另一支試管中加入稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,說明固體中含有CaCO3;[實驗結(jié)論]由上可知,白色渾濁的物質(zhì)是氫氧化鈣和碳酸鈣的混合物;白色渾濁的產(chǎn)生與通電過程水分減少、溫度升高和電極材料石墨有關。5.(2023春·九年級單元測試)酸、堿、鹽是我們身邊重要的化合物,在生活和生產(chǎn)中具有廣泛的應用。(1)焙制糕點所用發(fā)酵粉中含有碳酸氫鈉,其俗名為________(填字母)。A.純堿 B.燒堿 C.蘇打 D.小蘇打(2)如圖是氫氧化鈉溶液與硫酸反應時溶液pH變化的示意圖。①寫出發(fā)生反應的方程式:________。②根據(jù)圖示判斷,該實驗是將________(填“NaOH
溶液”或“H2SO4”)滴加到另一種溶液中。③用pH試紙測定反應后溶液的pH時,下列說法正確的是________(填字母)。A.pH試紙在使用之前不能用蒸餾水潤濕
B.將pH試紙投入待測液中,對照標準比色卡C.利用酸堿指示劑也可以測溶液的pH
D.讀取pH值可精確到小數(shù)點后一位④為了探究氫氧化鈉溶液與稀硫酸是否恰好完全反應,分別取少量反應后的溶液,用下表中的方法進行實驗。其中,不正確的是________(填字母)。選項所有試劑或用品現(xiàn)象和結(jié)論A氯化鎂溶液出現(xiàn)白色沉淀,則氫氧化鈉過量B硝酸鋇溶液出現(xiàn)白色沉淀,則硫酸過量C鐵片氣泡產(chǎn)生,則硫酸過量DpH試紙pH=7,則恰好完全反應(3)某白色固體可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一種或幾種物質(zhì)組成。某興趣小組的同學為確定該白色固體的成分,進行了如下的實驗探究,請你參與并回答相關問題:【查閱資料】BaCl2溶液顯中性。①原白色固體中一定有的物質(zhì)是____,一定沒有的物質(zhì)是______。②M溶液中的溶質(zhì)一定有____,一定沒有氯化鋇?!窘涣饔懻摗啃∮⒄J為:無色溶液M變紅色,說明溶液M中含有堿性物質(zhì),但不能由此推導出原固體物質(zhì)中是否含有氫氧化鈉。若要進一步確定,需對溶液M繼續(xù)進行探究。為此同學們進行了如下的探究:【提出問題】無色溶液M中有氫氧化鈉嗎?【猜想與假設】猜想一:有NaOH
猜想二:沒有NaOH【探究與結(jié)論】實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論A、取無色溶液M于試管中,加入過量的氯化鋇溶液,振蕩,靜置____證明溶液M中有碳酸鈉并除盡B、取實驗A所得的上層清液加入__________猜想一正確【答案】(1)D(2)
H2SO4
A
B(3)
氯化鋇、碳酸鈉或BaCl2、Na2CO3
硫酸鈉##Na2SO4
氯化鈉##NaCl
溶液中有白色沉淀產(chǎn)生
酚酞試液
溶液變紅【解析】(1)碳酸氫鈉,其俗名為小蘇打。故答案:D;(2)①氫氧化鈉與硫酸反應,生成硫酸鈉和水,化學方程式為;故填:;②根據(jù)圖示判斷,pH越來越小,說明加入了酸。故答案:H2SO4;③用pH試紙測定反應后溶液的pH時,A、pH試紙在使用之前不能用蒸餾水潤濕;
B、不能將pH試紙投入待測液中,而要用玻璃棒蘸取待測液,然后對照標準比色卡;C、用酸堿指示劑可以測溶液的酸堿性,無法測酸堿度;D、pH試紙是粗略測量,無法精確到小數(shù)點后一位。故選A;④A、加入氯化鎂溶液,有白色沉淀,是氫氧化鈉和氯化鎂生成了氫氧化鎂白色沉淀,故正確;B、加入硝酸鋇溶液,出現(xiàn)白色沉淀,是硫酸鋇沉淀,硫酸根可能來自生成的硫酸鈉,則不一定是硫酸過量所致,故錯誤;C、加入鐵片,有氣泡產(chǎn)生,一定是有硫酸剩余,故正確;D、由于硫酸鈉溶液為中性,故正確。故選B(3)①根據(jù)反應圖示,加足量稀鹽酸有氣泡且沉淀全部溶解,說明白色沉淀為碳酸鋇,則原白色固體中一定有的物質(zhì)是氯化鋇、碳酸鈉,一定沒有的物質(zhì)是硫酸鈉。故答案:氯化鋇、碳酸鈉;硫酸鈉;②M溶液中的溶質(zhì)一定有反應生成的氯化鈉,一定沒有氯化鋇。故答案:氯化鈉;[探究與結(jié)論]A、由實驗結(jié)論證明溶液M中有碳酸鈉并除盡,加入過量的氯化鋇溶液,氯化鋇與碳酸鈉反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉,故實驗現(xiàn)象為溶液中有白色沉淀產(chǎn)生;B、由猜想一正確,有NaOH,所以取實驗A所得的上層清液加入酚酞溶液,溶液變紅色,證明猜想一正確。6.(2023春·江蘇鹽城·九年級景山中學校考階段練習)KOH溶液中含有H2O、K+、OH-,能使無色酚酞溶液變紅。某化學興趣小組想探究KOH溶液使無色酚酞溶液變紅的原因,請你一起完成探究?!咎岢鰡栴}】KOH溶液中的什么成分使無色酚酞溶液變紅?【猜想】猜想1:KOH溶液中的H2O使無色酚酞溶液變紅。猜想2:KOH溶液中的K+使無色酚酞溶液變紅。猜想3:KOH溶液中的______(填粒子符號)使無色酚酞溶液變紅?!緦嶒炋骄俊繉嶒灢僮鲗嶒灛F(xiàn)象結(jié)論①取少量蒸餾水于試管中,滴入1~2滴無色酚酞溶液試管內(nèi)溶液不變色結(jié)論I:猜想1不成立②取少量KCl溶液于試管中。滴入1~2滴無色酚酞溶液______結(jié)論II:猜想2不成立③______,滴入1~2滴無色酚酞溶液試管內(nèi)溶液變紅結(jié)論III:______【討論反思】有同學認為猜想1不需要實驗驗證就可以排除,你認為該同學的理由是______?!就卣埂?1)KOH和NaOH化學性質(zhì)相似,都易變質(zhì),應______保存。(2)向酒精(C2H5OH)的水溶液中滴入幾滴無色酚酞溶液,酚酞溶液不變紅,說明酒精溶液中______?!敬鸢浮?/p>
OH-
試管內(nèi)的溶液不變色
取少量KOH溶液于試管中(合理即可)
猜想3成立
因為酚酞溶液中有水
密封
沒有自由移動的OH-【解析】①結(jié)合猜想1和猜想2,根據(jù)氫氧化鉀溶液中含有的粒子可以作出如下猜想:是氫氧根離子使酚酞變紅的,其符號為:OH-,故填寫:OH-;②猜想2不成立,說明溶液沒有變色,所以,實驗②的現(xiàn)象為溶液不變色,故填寫:試管內(nèi)的溶液不變色;③根據(jù)上述兩個實驗可以知道水分子和鉀離子都不能使酚酞變紅,所以實驗③中可以直接加入氫氧化鉀溶液,故填寫:取少量KOH溶液于試管中(合理即可);④觀察到溶液變?yōu)榧t色,從而可以判斷猜想3成立,故填寫:猜想3成立;⑤酚酞試液本身就是含有水分子,且氯化鉀溶液中也含有水分子,實驗②就能同時驗證水分子和鉀離子不能使酚酞變色,故填寫:酚酞試液本身就是含有水分子,且氯化鉀溶液中也含有水分子;⑥氫氧化鉀、氫氧化鈉都為堿,能夠和空氣中的二氧化碳反應而發(fā)生變質(zhì),所以應該密封保存,故填寫:密封;⑦向酒精(C2H5OH)的水溶液中滴入幾滴無色酚酞溶液,酚酞溶液不變紅,說明酒精溶液中沒有自由移動的OH-,故填寫:沒有自由移動的OH-。7.(2023春·江蘇泰州·九年級泰州市姜堰區(qū)第四中學??茧A段練習)純堿是一種重要的化工原料,廣泛用于玻璃、造紙、紡織和洗滌劑的生產(chǎn)。某化學興趣小組對純堿的制備、性質(zhì)及用途等開展項目式學習。任務一:了解純堿的制備——“侯氏制堿法”“侯氏制堿法”主要化學原理是利用飽和氯化鈉溶液吸收兩種氣體,生成碳酸氫鈉和氯化銨(NH4Cl),再加熱碳酸氫鈉即可制得純堿。(1)純堿屬于______(填“酸”“堿”或“鹽”)。(2)飽和氯化鈉溶液吸收的兩種氣體是(填字母序號)。A.Cl2 B.NH3 C.SO2 D.CO2任務二:探究純堿的性質(zhì)——Na2CO3溶液呈堿性【查閱資料】①溶液呈堿性,是因為溶液中存在較多的OH-。②Na2CO3在水中全部解離出Na+和。③CaCl2溶液呈中性,Ca2+、Cl-對溶液的酸堿性沒有影響。【提出猜想】(3)猜想一:H2O單獨起作用,產(chǎn)生較多的OH-,使溶液呈堿性。猜想二:Na+與H2O作用,產(chǎn)生較多的OH-,使溶液呈堿性。猜想三:________。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論(1)向試管中加入一定量的蒸餾水,滴入2滴酚酞溶液溶液無明顯變化猜想一不成立(2)向試管中加入一定量的NaCl溶液,滴入2滴酚酞溶液溶液無明顯變化猜想二不成立(3)①向試管中加入一定量的Na2CO3溶液,滴入2滴酚酞溶液②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至過量①溶液由無色變紅色②________猜想三成立【實驗探究】【解釋與結(jié)論】同學們和老師交流,得知和H2O作用,產(chǎn)生較多的OH-和另一種陰離子?!就卣古c延伸】(4)結(jié)合任務二的所有信息和結(jié)論,運用初中化學所學知識,經(jīng)過分析推理可得出:Na2CO3溶液中含有的陰離子是_______、______、_____。任務三:探究純堿的用途——用于生產(chǎn)洗滌劑【查閱資料】Na2CO3可用于生產(chǎn)洗滌劑。Na2CO3溶液呈堿性,可清洗油污,溶液堿性越強,去油污效果越好?!緦嶒炋骄俊颗d趣小組繼續(xù)對影響Na2CO3溶液去油污效果的因素進行探究。用不同溫度的水,配制溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)分別為2%、6%和10%的Na2CO3溶液,并測定溶液pH,記錄數(shù)據(jù)如下表:實驗編號①②③④⑤⑥⑦⑧⑨溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)2%2%2%6%6%6%10%10%10%溶液溫度(℃)204060205060204070溶液pH10.9011.1811.2611.0811.2711.3011.2211.4611.50【解釋與結(jié)論】(5)實驗①、②、③對比,可得出的結(jié)論是_____。(6)要證明Na2CO3溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化與pH變化關系,可選擇的3個實驗的編號是____。【拓展與應用】(7)下列物質(zhì)可用于去油污的是(填字母序號)。A.NaCl B.NaOH C.K2CO3 D.CaCO3任務四:探究市售純堿樣品成分市售純堿主要成分是碳酸鈉,還含少量氯化鈉等雜質(zhì)。已知:①部分銀鹽的溶解性如下表Cl-Ag+溶不不②氯化銀不溶于稀硝酸。驗證樣品中含有氯化鈉實驗Ⅰ、取純堿樣品,加水溶解得溶液X,測得溶液pH約為12。實驗Ⅱ、取溶液X,滴加過量試劑Y,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體。實驗Ⅲ、向?qū)嶒灑蚝笏萌芤褐械渭酉跛徙y溶液,有白色沉淀生成。結(jié)論:樣品中含有氯化鈉。(8)測定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH試紙上,與_______相比較。(9)實驗Ⅱ中所加的試劑Y應選用_____(填字母)。a.稀鹽酸
b.稀硝酸
c.氫氧化鈉溶液
d.氯化鈣溶液任務四:測定樣品中碳酸鈉含量準確稱取2g干燥純堿樣品,加水溶解,逐滴加入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為3.65%的稀鹽酸,邊滴加邊攪拌,當兩者恰好完全反應時(含碳物質(zhì)全部轉(zhuǎn)化為CO2),消耗鹽酸體積為37.00ml。(該鹽酸的密度近似等于1g/ml,雜質(zhì)不與鹽酸反應)(10)通過計算判斷該純堿樣品的等級_____。(寫出計算過程)無水碳酸鈉等級規(guī)定如下:優(yōu)等品一等品合格品碳酸鈉質(zhì)量分數(shù)≥99.2%≥98.8%≥98.0%(11)實驗發(fā)現(xiàn),當?shù)稳臌}酸體積略少于37.00ml時,溶液pH就降至7以下,溶液pH小于7的原因是____。將此時的溶液煮沸,pH會略有升高,其原因______?!敬鸢浮?1)鹽(2)BD(3)
碳酸根離子和水作用,產(chǎn)生較多的OH-,使溶液呈堿性
產(chǎn)生白色沉淀,溶液紅色消失(4)
OH-
(5)溫度越高,碳酸鈉溶液堿性越強(6)①④⑦(7)BC(8)標準比色卡(9)b(10)解:消耗氯化氫的質(zhì)量為1g/ml×37.00ml×3.65%=1.3505g設純堿中碳酸鈉的質(zhì)量為x純堿中碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)為根據(jù)表格知,該純堿樣品的等級為合格品答:該純堿樣品的等級為合格品。(11)
碳酸鈉和稀鹽酸生成的二氧化碳溶于水,與水生成碳酸,碳酸顯酸性,使溶液pH小于7
碳酸受熱分解為水和二氧化碳【解析】(1)純堿是碳酸鈉的俗稱,碳酸鈉是由鈉離子和碳酸根離子組成的化合物,屬于鹽。(2)氯化鈉溶液吸收兩種氣體生成碳酸氫鈉和氯化銨,根據(jù)質(zhì)量守恒定律知,化學變化前后元素種類不變,生成物中多出了氮元素、碳元素,故吸收的兩種氣體中一定含有氮元素和碳元素,故選BD。(3)碳酸鈉在水中全部電離生成鈉離子和碳酸根離子,則猜想三為碳酸根離子和水作用,產(chǎn)生較多的OH-,使溶液呈堿性。猜想三成立,則是碳酸根離子和水作用,產(chǎn)生較多的OH-,故向試管中加入一定量的Na2CO3溶液滴入2滴酚酞溶液,由于碳酸鈉溶液呈堿性,故加入酚酞后溶液變紅,繼續(xù)滴加入CaCl2溶液,氯化鈣會與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,則現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀,溶液紅色消失。(4)由題目信息知,碳酸根和水作用,產(chǎn)生較多的氫氧根和另一種陰離子,根據(jù)所學知識,另一種陰離子為碳酸氫根,故推理可得出:Na2CO3溶液中含有的陰離子是、OH-和。(5)對比實驗①、②、③,發(fā)現(xiàn)溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同,溫度逐漸升高,溶液pH也在逐漸增大,故溫度越高,碳酸鈉溶液堿性越強。(6)要證明碳酸鈉溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)變化與pH變化關系,則溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)是唯一變量,故選擇溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)不同、溫度相同的實驗①④⑦進行證明。(7)由題目信息可知堿性溶液可以去油污。A、氯化鈉是鹽,其溶液呈中性,選項錯誤;B、氫氧化鈉是堿,其溶液呈堿性,選項正確;C、碳酸鉀是鹽,其溶液也呈堿性,選項正確;D、碳酸鈣是不溶于水的鹽,為中性且無法形成溶液,選項錯誤。故選BC。(8)測溶液的pH時,應用玻璃棒待測溶液滴到試紙上,再與標準比色卡對比。(9)取純堿樣品,加水溶解,滴加過量試劑Y,產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體,則氣體為二氧化碳,發(fā)生的反應為碳酸鈉和酸反應,為避免對氯離子的檢驗的干擾,不能用鹽酸,用稀硝酸,故選b。(10)見答案。(11)當?shù)稳臌}酸體積略少于37.00ml時,溶液pH小于7的原因是:碳酸鈉和稀鹽酸生成的二氧化碳溶于水,與水生成碳酸,碳酸顯酸性,使溶液pH小于7;將此時的溶液煮沸,pH會略有升高,其原因碳酸不穩(wěn)定,受熱分解為水和二氧化碳。8.(2023春·江蘇淮安·九年級江蘇省清江中學校聯(lián)考階段練習)在學習了酸堿鹽的性質(zhì)后,同學們進行了如下探究:(1)甲組同學探究“稀鹽酸與氫氧化鈣溶液能否反應”,做了如圖所示的實驗:①同學們在燒杯中加入10mL氫氧化鈣溶液,然后滴加無色酚酞溶液,再向燒杯中滴加稀鹽酸,邊滴邊攪拌,當觀察到_______,得出稀鹽酸與氫氧化鈣溶液能發(fā)生反應的結(jié)論,寫出反應的化學方程式__________。②同學們繼續(xù)向溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只產(chǎn)生白色沉淀,無其它實驗現(xiàn)象。由此可知,溶液M中除了含有酚酞外,還含有的溶質(zhì)是__________(填化學式)。(2)乙組同學探究“甲組最終所得溶液N的溶質(zhì)成分是什么(不考慮酚酞)”。【猜想與假設】猜想一:NaCl、CaCl2猜想二:NaCl猜想三:NaCl、Na2CO3【分析與交流】上述猜想中不合理的是猜想_________。三個猜想中都含有NaC1的依據(jù)是:__________(用化學方程式表示)?!净顒优c探究】同學們?nèi)∩倭咳芤篘,向其中滴加__________,觀察到___________,即可確定猜想二正確。【總結(jié)與提升】通過上述探究可知:一般我們都是從生成物和反應物兩個角度對反應后溶液中的溶質(zhì)成分做出猜想,并結(jié)合實驗現(xiàn)象排除不合理猜想,然后再設計實驗驗證猜想。(3)丙組同學探究“甲組所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)”,設計如下方案:.稱取12g石灰石(雜質(zhì)不參加反應)放入燒杯中,加入100g稀鹽酸,二者恰好完全反應,反應后燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為107.6g(氣體的溶解忽略不計)。請計算該稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。(寫出計算過程)【答案】(1)
溶液由紅色變無色
NaCl(2)
三
碳酸鈉溶液
溶液無明顯變化(3)生成二氧化碳的質(zhì)量:12g+100g-107.6g=4.4g解:設該稀鹽酸中HCl的質(zhì)量為x。該稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)=答:稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為7.3%?!窘馕觥浚?)①氫氧化鈣溶液滴加無色酚酞溶液變紅,再向燒杯中滴加稀鹽酸,當觀察到溶液恰好由紅色變無色證明稀鹽酸和氫氧化鈣發(fā)生了反應,反應的化學方程式為。②向溶液M中滴加碳酸鈉溶液,發(fā)現(xiàn)只產(chǎn)生白色沉淀,無其它實驗現(xiàn)象,證明溶液M中只含有氯化鈉,碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,故溶液M中除了含有酚酞外,還含有的溶質(zhì)是NaCl。(2)上述猜想中不合理的是猜想三,因為碳酸鈉溶液呈堿性,若碳酸鈉存在,溶液N呈紅色,三個猜想中都含有NaC1的依據(jù)是碳酸鈉和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,化學方程式為。確定猜想二正確即證明氯化鈣不存在,故可向溶液N中滴加碳酸鈉溶液,觀察到溶液無明顯變化,即可確定猜想二正確。(3)見答案。9.(2023秋·江蘇泰州·九年級期末)我國高鐵創(chuàng)造的中國速度令世界矚目,某學習小組對高鐵建設中的鋼鐵銹蝕進行探究【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關【查閱資料】碳粉可加快鐵的銹蝕,碳粉不與鹽酸反應;氧化鐵能與鹽酸反應,不產(chǎn)生氣體。【設計實驗】實驗一:定性探究鐵銹蝕的因素取四枚大小相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管,進行圖1實驗,現(xiàn)象如下表。試管編號BCD一周后鐵釘表面現(xiàn)象有一層鐵銹無明顯變化無明顯變化有較厚鐵銹(1)對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕是與空氣中的___________發(fā)生化學反應。(2)得到無氧蒸餾水可采用煮沸的方法,是因為氧氣在水中的溶解度隨溫度的升高面___________(填“升高”或“降低”)。(3)對比A和D試管中實驗現(xiàn)象,說明鐵銹蝕快慢與___________有關(4)生活中鐵制品易生銹而鋁制品不易生銹的原因是___________。實驗二:定量探究影響鐵銹蝕的因素小組設計了圖2裝置,檢查氣密性,將5g鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,t1時刻加入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(此時沒有推動注射器活塞),采集數(shù)據(jù)。(5)據(jù)圖3,說明鐵生銹是___________(填“放熱”或“吸熱”),t2~t3這段時間反應并未停止但溫度卻開始降低,原因是___________。(6)據(jù)圖2圖4,分析t3時刻后壓強突然變大,原因是該時刻小組同學進行___________操作。實驗三:測定部分生銹的鐵粉中鐵的含量(7)連接如圖裝置。取部分生銹的鐵粉(鐵和氧化鐵的混合物)0.6g于錐形瓶中,加入足量稀鹽酸進行實驗。完全反應后,測得生成氣體體積為0.2L,已知該條件下氫氣密度為0.09g/L,根據(jù)以上數(shù)據(jù),請計算該固體中鐵的質(zhì)量分數(shù)。(寫出計算過程)___________。(8)學習小組有同學提出;用這種方法測得的氣體體積不夠準確,可能會導致測定的鐵的質(zhì)量分數(shù)變大,可能的原因是___________(填序號)。a、裝置的氣密性不好b、鐵與鹽酸反應放熱c、生成的氣體會部分滯留在錐形瓶中d、沒有扣掉加入的鹽酸的體積【反思評價】(9)小麗同學猜測:鐵銹蝕的快慢還可能與氧氣的濃度有關,為判斷該猜測是否正確,請你設計實驗驗證小麗同學的猜想,簡述實驗方案。(實驗方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論)___________?!敬鸢浮?1)氧氣、水蒸氣(2)降低(3)氯化鈉(4)在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化鋁薄膜(5)
放熱
生銹放熱量小于熱量散失(6)鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應生成氫氣(7)生成氣體的質(zhì)量為0.2L×0.09g/L=0.018g,設固體中鐵的質(zhì)量為x,則解得x=0.504g則該固體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為答:該固體中鐵的質(zhì)量分數(shù)為84%。(8)bd##db(9)分別將鐵放入不同濃度的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快【解析】(1)對比A、B、C試管中實驗現(xiàn)象,A既與水接觸,又與氧氣接觸,A生銹了,B只與水接觸、C只與氧氣接觸,B、C均沒有生銹,對比說明鐵銹蝕是與空氣中的氧氣和水蒸氣發(fā)生化學反應。(2)用煮沸的方法可得到無氧蒸餾水,是因為氣體在水中的溶解度隨溫度升高而降低。(3)對比A和D,D中為氯化鈉飽和溶液,且D生銹比較嚴重,則說明鐵銹蝕快慢與氯化鈉有關。(4)鋁制品不易生銹,是因為在常溫下,鋁能與空氣中的氧氣反應生成一層致密的氧化鋁薄膜。(5)由圖3可知,鐵生銹過程中溫度升高,則說明鐵生銹放熱;由于鐵生銹后,裝置中的氧氣含量變少,則鐵生銹速度放慢,而裝置散熱,則t2~t3這段時間反應并未停止但溫度卻開始降低,是因為生銹放熱量小于熱量散失。(6)注射器中裝有鹽酸,而鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵的氫氣,則t3時刻后壓強突然變大的原因為:鐵生銹消耗氧氣,裝置中的壓強變小,則將注射器中的鹽酸吸入,鹽酸與鐵反應生成氫氣(7)見答案。(8)a、裝置的氣密性不好,則產(chǎn)生的氣體會逸散到空氣中,會測定鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小,該選項不符合題意;b、鐵與鹽酸反應放熱,則裝置中的氣體受熱膨脹,則會使測得的氫氣的體積偏大,最終測定鐵的質(zhì)量分數(shù)偏大,該選項符合題意;c、生成的氣體會部分滯留在錐形瓶中,會測定鐵的質(zhì)量分數(shù)偏小,該選項不符合題意;d、沒有扣掉加入的鹽酸的體積,則會使測得的氫氣的體積偏大,最終測定鐵的質(zhì)量分數(shù)偏大,該選項符合題意。故選bd。(9)若想證明鐵銹蝕的快慢還可能與氧氣的濃度有關,可分別將鐵放入不同濃度的試管中,并且試管中有等量的水,若觀察到氧氣濃度較高的試管中鐵生銹嚴重,則說明氧氣濃度越高,鐵生銹越快。10.(2023秋·江蘇鹽城·九年級校考期末)學習酸堿中和反應時,同學們發(fā)現(xiàn)稀鹽酸與氫氧化鈉溶液混合在一起無明顯現(xiàn)象。學習小組的同學們對其產(chǎn)生探究興趣,于是他們分別從不同的角度探究酸堿中和反應?!咎骄恳弧客ㄟ^能量變化的角度,證明酸堿發(fā)生中和反應。(1)毛毛同學將固體氫氧化鈉放入裝有稀硫酸的試管中并振蕩,試管壁發(fā)燙,于是他得出酸堿中和反應是放熱反應的結(jié)論。牛牛同學認為毛毛同學推理不合理,理由是___________。(2)牛牛同學為了驗證毛毛同學的結(jié)論,將實驗加以改進:將稀硫酸慢慢滴入裝有氫氧化鈉溶液的燒杯中,用溫度計測出氫氧化鈉溶液溫度隨加入稀硫酸質(zhì)量的變化如圖①所示:①由圖知,稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生的反應是___________(填“放熱”或“吸熱”)反應。②從A到B過程中,燒杯中溶液pH逐漸___________,到達C時溶液中溶質(zhì)有___________?!咎骄慷客ㄟ^溶液酸堿性變化的角度,證明酸堿發(fā)生中和反應。(3)嬌嬌同學利用圖②實驗進行反應,證明堿與酸發(fā)生反應的現(xiàn)象是___________。(4)明明同學觀察到實驗過程中有氣泡產(chǎn)生,他認為氫氧化鈉溶液已經(jīng)變質(zhì),請你分析變質(zhì)的原因(用化學方程式表示)___________?!咎骄咳客ㄟ^證明有新物質(zhì)生成的角度,證明酸堿發(fā)生中和反應。為驗證中和反應有水生成,萌萌同學在老師的指導下,查閱了相關資料,進行如圖所示的三個實驗。已知:①變色硅膠吸水后由藍色變?yōu)榧t色。②無水醋酸與氫氧化鈉反應生成醋酸鈉和水。(5)證明無水醋酸與氫氧化鈉反應有水生成的現(xiàn)象是___________。(6)實驗過程中,觀察到丙的U形管內(nèi)液面___________?!咎骄克摹?7)從微觀角度認識酸堿中和反應的本質(zhì)。下圖是氫氧化鈉溶液與稀鹽酸反應的微觀示意圖,請你補充完整?!敬鸢浮?1)固體氫氧化鈉溶于水會放出大量的熱(2)
放熱
減小
硫酸鈉和硫酸(3)溶液由紅色變?yōu)闊o色(4)(5)甲、乙變色硅膠不變色,丙中變色硅膠由藍色變?yōu)榧t色(6)左低右高(7)【解析】(1)氫氧化鈉固體溶于水會放出大量的熱,因此使用氫氧化鈉固體和稀鹽酸反應不能得出中和反應放熱的結(jié)論;(2)①由圖知,隨著反應的進行,溶液的溫度升高,說明稀硫酸與氫氧化鈉溶液發(fā)生的反應是放熱反應;②燒杯中的溶液是氫氧化鈉溶液,顯堿性,隨著滴加硫酸,堿性減弱,故從A到B過程中,燒杯中溶液pH逐漸減小;硫酸與氫氧化鈉反應生成硫酸鈉和水,當?shù)渭拥牧蛩徇^量時,溶液中的溶質(zhì)為:硫酸鈉和硫酸;(3)氫氧化鈉和鹽酸反應生成氯化鈉和水,該實驗證明酸與堿發(fā)生反應的現(xiàn)象是溶液由紅色變?yōu)闊o色;(4)明明同學觀察到實驗過程中有氣泡產(chǎn)生,是含有碳酸鈉的緣故,氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水,反應的化學方程式為:;(5)無水醋酸與氫氧化鈉反應生成醋酸鈉和水,變色硅膠可以吸水,由藍色變?yōu)榧t色;(6)氫氧化鈉固體溶于水的過程也會放熱,造成內(nèi)部溫度升高,可以使壓強增大,造成丙的U形管內(nèi)液面左低右高;(7)中和反應的實質(zhì)是氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水的過程。11.(2023秋·江蘇揚州·九年級??计谀┠郴瘜W興趣小組對“影響金屬與鹽酸反應的劇烈程度的因素”進行了如下實驗探究,請你參與探究并回答相關問題?!咎岢鰡栴}】金屬與鹽酸反應的劇烈程度受哪些因素的影響?【作出猜想】猜想I:可能與金屬本身的性質(zhì)有關;猜想II:可能與鹽酸的濃度有關?!痉治鼋涣鳌拷饘黉X在空氣中會形成一層致密的氧化膜,有關反應的化學方程式為______;為保證實驗的準確性,實驗所用金屬均用砂紙打磨?!緦嶒炋骄俊繛樘骄坎孪隝,取相同質(zhì)量的鐵片和鋁片按圖1所示裝置進行實驗。實驗觀察到甲試管中鐵片緩慢溶解,溶液由無色變?yōu)開_____;乙試管中鋁片溶解較快。從實驗現(xiàn)象可判斷:鐵的金屬活動性比鋁______;(選填“強”或“弱”)?!镜贸鼋Y(jié)論】金屬與鹽酸反應的刷烈程度與金屬本身性質(zhì)有關。【繼續(xù)探究】為探究猜想Ⅱ,小組同學設計圖2所示的裝置進行實驗,所用藥品、實驗數(shù)據(jù)如下表所示。實驗編號選用金屬鹽酸濃度(均取50mL)每分鐘產(chǎn)生氣的體積/mL1min1~2min2~3min3~4min4~5min前5min共收集氣體①鐵粉15%2.815.810.88.26.544.1②鐵粉5%1.57.65.44.33.322.1【得出結(jié)論】金屬與鹽酸反應的劇烈程度與鹽酸的濃度有關,其關系是______;【拓展與反思】根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析,鐵粉與鹽酸反應最后變慢的原因是______?!敬鸢浮?/p>
淺綠色
弱
其它條件相同時,稀鹽酸質(zhì)量分數(shù)越大,反應速率越快
隨著反應進行,鹽酸質(zhì)量分數(shù)減小【解析】[分析交流]通常情況下鋁能和氧氣反應生成致密的氧化鋁保護膜,反應的化學方程式:;[實驗探究]甲試管中鐵片緩慢溶解,溶液由無色變?yōu)闇\綠色,乙試管中鋁片溶解較快,從實驗現(xiàn)象可判斷:鐵的金屬活動性比鋁弱;故填:淺綠色;弱;[得出結(jié)論]金屬與鹽酸反應的劇烈程度與鹽酸的質(zhì)量分數(shù)有關,其關系是其它條件相同時,稀鹽酸質(zhì)量分數(shù)越大,反應速率越快;故填:其它條件相同時,稀鹽酸質(zhì)量分數(shù)越大,反應速率越快;[反思評價]分析表中數(shù)據(jù),鋅與鹽酸反應最后變慢的原因是隨著反應進行,鹽酸質(zhì)量分數(shù)減小。12.(2023秋·江蘇鹽城·九年級景山中學??计谀W習完金屬的化學性質(zhì),項目學習小組進行了如下圖所示的實驗。【實驗一】如圖一所示,驗證Fe、Zn、Cu、Ag四種金屬活動性強弱。(1)試管①中觀察到的實驗現(xiàn)象是______。試管③中反應的化學方程式是______。(2)你認為通過上述圖一所示的三個實驗能否驗證Fe、Zn、Cu、Ag四種金屬在溶液中的活動性強弱______(填“能”或“不能”)?!緦嶒灦吭谕瓿蓤D一實驗后,同學們將試管①②③內(nèi)反應后的物質(zhì)都倒入廢液缸中(如圖二)。小組同學對廢液缸中混合物的成分產(chǎn)生了探究興趣。待混合物充分反應后,過濾,得到濾渣和淺綠色濾液。(3)小明將鐵絲放入淺綠色濾液中,一段時間后,鐵絲表面沒有發(fā)生變化。由此判斷濾液中含有的溶質(zhì)是______(填化學式)。(4)探究濾渣的成分:【提出問題】濾渣的成分是什么?【作出猜想】小明的猜想:Ag、Cu、Fe、Zn你的猜想:猜想I:Ag、Cu;猜想Ⅱ:______?!舅伎加懻摗客瑢W們認為小明的猜想不正確,結(jié)合上述的實驗現(xiàn)象分析,小明的猜想不正確的原因是______?!具M行實驗】實驗證明猜想Ⅱ正確,請你完成下列實驗方案。實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論取少量濾渣樣品,______。______。猜想Ⅱ正確【答案】(1)
有紅色固體生成,溶液由藍色變?yōu)闇\綠色
(2)能(3)Zn(NO3)2、Fe(NO3)2(4)
Ag、Cu、Fe
鋅與硝酸亞鐵不能共存
加入稀鹽酸(合理即可)
有氣泡生成(合理即可)【解析】(1)由于金屬活動性順序中,鋅>鐵>銅>銀,則鐵能與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵,鋅能與硝酸亞鐵反應生成鐵和硝酸鋅,銅能與硝酸銀反應生成銀和硝酸鋅,則試管①中的現(xiàn)象為有紅色固體生成,溶液由藍色變?yōu)闇\綠色;試管③中反應的化學方程式為。(2)圖一中,通過鐵能置換出硝酸銅中的銅,說明鐵的活動性比銅強,再通過鋅能置換出硝酸亞鐵中的鐵,銅能置換出硝酸銀中的銀,則能說明鋅的活動性比鐵強,銅的活動性比銀強,則說明金屬活動性順序鋅>鐵>銅>銀,則圖一三個實驗能驗證四種金屬在溶液中的活動性強弱。(3)由于鐵能與硝酸銀反應生成鐵和硝酸亞鐵,鐵能與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵,將鐵絲放入濾液中,無明顯現(xiàn)象,說明其中不含硝酸銀和硝酸銅,又由于濾液呈淺綠色,則說明其中含有硝酸亞鐵和硝酸鋅。(4)[作出猜想]由于濾液的成分為硝酸鋅和硝酸亞鐵,則說明濾渣中一定含有銀和銅,溶液呈淺綠色,則說明濾渣中可能含有鐵,則猜想Ⅱ為銀、銅、鐵。[思考討論]由于鋅能與硝酸亞鐵反應生成鐵和硝酸鋅,濾液中含有硝酸亞鐵,則說明濾渣中不含鋅。[進行實驗]結(jié)論為猜想Ⅱ正確,由于鐵能與鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣,則取少量濾渣樣品,加入稀鹽酸,觀察到有氣泡產(chǎn)生,則說明猜想Ⅱ正確;或鐵能與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵,則可將濾渣加入硝酸銅中,觀察到有紅色固體析出,且溶液由藍色變?yōu)闇\綠色,則說明猜想Ⅱ正確。13.(2022秋·江蘇徐州·九年級??茧A段練習)某化學興趣小組有關鐵生銹的實驗探究過程如下:(1)①將潔凈無銹的鐵釘分別置于如圖所示裝置中,經(jīng)過一段時間觀察,出現(xiàn)明顯銹跡的裝置是______(填裝置序號)。②比較ABC后歸納:鐵生銹是因為鐵與空氣中的______等發(fā)生了化學反應。(2)甲同學有疑問:空氣中的氮氣或二氧化碳沒有參與生銹過程嗎?請利用上圖裝置設計實驗為甲同學釋疑:______,觀察并記錄現(xiàn)象即可證明。(3)常聽說菜刀沾鹽水生銹更快。那么類似NaCl的氯化物對鐵釘生銹有怎樣的影響呢?[查閱資料]ⅰ、NaCl、CaCl2、CuCl2、FeCl3等物質(zhì)屬于氯化物。稀CuCl2溶液呈藍色,F(xiàn)eCl3溶液呈黃色。ⅱ、銅能與O2反應,生成黑色的CuO。ⅲ、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O【實驗過程】1、探究氯化物對鐵釘生銹速度的影響。編號ABCD實驗現(xiàn)象2天后,鐵釘表面出現(xiàn)紅色1天后,鐵釘表面出現(xiàn)紅色1天后,鐵釘表面出現(xiàn)紅色7分鐘時鐵釘表面出現(xiàn)紅色,20分鐘后試管底部出現(xiàn)紅色沉淀①對比分析實驗編號A、B、C,可以得到的結(jié)論是______。②小組同學認為,編號D試管中的紅色沉淀可能是鐵銹,也可能是銅。他們認為紅色沉淀可能是銅的理由是______(用化學方程式解釋)。實驗2、探究試管D中紅色沉淀的物質(zhì)組成。步驟實驗操作實驗現(xiàn)象Ⅰ取出試管D中的鐵釘,過濾剩余物,洗滌濾紙上的物質(zhì)固體為紅色Ⅱ?qū)ⅱ袼眉t色固體加入試管中,再向其中加入足量稀H2SO4紅色固體大部分溶解,溶液變?yōu)辄S色Ⅲ將Ⅱ所得混合物過濾,洗滌、干燥濾紙上的固體后,置于石棉網(wǎng)上充分加熱紅色固體變黑Ⅳ向試管中加入Ⅲ所得黑色固體,再加入足量稀硫酸黑色固體全部溶解,溶液變?yōu)樗{色③步驟Ⅲ、Ⅳ的實驗目的是______。④由實驗2可得出結(jié)論:試管D中紅色沉淀的物質(zhì)組成是______。(4)2022年6月17日,中國航母“福建艦”下水。為防止航母中鋼鐵制品銹蝕,你認為下列措施可行的是______。A.用抗銹蝕性能優(yōu)異的合金制造航母零部件B.刷防銹漆C.船體表面鍍一層黃金D.給某些部位涂油(5)一些民用建筑的金屬大門表面刷了一層銀白色的金屬,該金屬可能是______。A.銀 B.銅 C.鋁 D.金【答案】(1)
A
氧氣和水蒸氣(2)將A裝置中的氧氣換做氮氣或二氧化碳(3)
氯化物能加快鐵釘生銹的速率
Fe+CuCl2═FeCl2+Cu
檢驗紅色沉淀中是否含有銅
Fe2O3和CuO(4)ABD(5)C【解析】(1)①根據(jù)鐵生銹的條件是鐵與空氣中的水分和氧氣共同作用的結(jié)果,A中鐵釘滿足鐵生銹的條件,一段時間后會出現(xiàn)明顯的銹跡;②比較ABC后歸納:鐵生銹是因為鐵與空氣中的氧氣和水蒸氣等發(fā)生了化學反應;(2)甲同學有疑問:空氣中的氮氣或二氧化碳沒有參與生銹過程嗎?故可將A裝置中的氧氣換做氮氣或二氧化碳,觀察并記錄信息就可驗證空氣中氮氣或二氧化碳有沒有參加鐵生銹的反應;(3)①實驗A中2天后,鐵釘表面出現(xiàn)紅色,實驗B、C中1天后,鐵釘表面出現(xiàn)紅色,所以對比實驗①②③可以得到的結(jié)論是:氯化物能加快鐵釘生銹的速率;②小組同學認為,試管D中的紅色沉淀可能是鐵銹,也可能是銅。他們認為紅色沉淀可能是銅的理由是鐵能和氯化銅反應生成氯化亞鐵和銅,反應的化學方程式是Fe+CuCl2═FeCl2+Cu;③銅和氧氣在加熱的條件下生成黑色的氧化銅,氧化銅和稀硫酸反應生成硫酸銅藍色溶液和水,所以步驟Ⅲ、Ⅳ的實驗目的是:檢驗紅色沉淀中是否含有銅;④通過表中的實驗現(xiàn)象:紅色固體大部分溶解,溶液變?yōu)辄S色(氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水),紅色固體變黑,黑色固體全部溶解,溶液變?yōu)樗{色(銅與氧氣加熱生成氧化銅,氧化銅與稀硫酸反應生成硫酸銅和水),故試管④中紅色沉淀的物質(zhì)組成是:Cu和Fe2O3;(4)A、某些合金的抗腐蝕性能優(yōu)異,可以用于制造航母零部件,可行,正確;B、刷防銹漆,起到隔絕空氣和水蒸氣的作用,起到防止生銹的作用,可行,正確;C、船體表面鍍一層黃金,雖然可以防生銹,但是造價昂貴,不可行,錯誤;D、給某些部位涂油,起到隔絕空氣和水蒸氣的作用,起到防止生銹的作用,可行,正確;故選:ABD;(5)A、銀雖然是銀白色的,但是成本太高,不符合題意;B、銅是紫紅色,不符合題意;C、鋁是銀白色的金屬,因為在常溫下,鋁在空氣中能形成一層致密的氧化鋁薄膜,隔絕水分和氧氣,起到防銹作用,符合題意;D、金不是銀白色金屬,不符合題意;故選C。14.(2022秋·江蘇鎮(zhèn)江·九年級??茧A段練習)乙醇(C2H6O)是一種重要的燃料。【探究】乙醇在一定量氧氣中燃燒的產(chǎn)物【設計】小組同學取2.3g乙醇在一定量的O2中燃燒,并對產(chǎn)物進行研究【猜想】(1)四位同學對燃燒產(chǎn)物的猜想產(chǎn)物猜想甲乙丙丁CO2、H2OCO、H2ONH3、CO2、H2OCO2、CO、H2O經(jīng)討論,丙同學清想不合理,理由是___________?!举Y并】①無水CuSO4是白色粉末,遇水變成藍色。②CO和氧化銅的反應與CO還原氧化鐵相似?!緦嶒灐繉⑸鲜?.3g乙醇燃燒產(chǎn)物全部依次通過下列裝置(假設吸收完全):(2)實驗中觀察到A中無水硫酸銅變藍說明有___________生成,A增重___________g。(3)在實驗中觀察到B、D中澄清石灰水變渾濁,C裝置中的反應的化學方程式為___________。完全反應后,測得B中(足量澄清石灰水)質(zhì)量增加3.3g【結(jié)論】(4)①根據(jù)以上現(xiàn)象,___________同學猜想正確:②根據(jù)本實驗結(jié)論及測量數(shù)據(jù),乙醇在一定量氧氣中燃燒的化學方程式為___________。【反思】(5)AB裝置的順序___________(填“能”或“不能”)顛倒?!敬鸢浮?1)反應物乙醇和氧氣中不含氮元素(2)
水
2.7(3)CuO+COCu+CO2(4)
丁
2C2H5OH+5O22CO2+2CO+6H2O(5)不能【解析】(1)反應物乙醇和氧氣中不含氮元素,由質(zhì)量守恒定律可知,反應不能生成含有氮元素的氨氣,故填反應物乙醇和氧氣中不含氮元素。(2)由題文可知,無水CuSO4是白色粉末,遇水變成藍色,實驗中觀察到A中無水硫酸銅變藍說明反應中有水生成,故填水;2.3g乙醇中氫元素的質(zhì)量=2.3g××100%=0.3g,則2.3g乙醇燃燒后生成水的質(zhì)量=0.3g÷×100%=2.7g,所以裝置A增重2.7g,故填2.7。(3)完全反應后,測得B中(足量澄清石灰水)質(zhì)量增加3.3g,即2.3g乙醇燃燒生成的二氧化碳的質(zhì)量為3.3g,其中碳元素的質(zhì)量=3.3g××100%=0.9g,2.3g乙醇中碳元素的質(zhì)量=2.3g××100%=1.2g,0.9g<1.2g,則乙醇燃燒生成的氣體中除二氧化碳外,還有一氧化碳,所以C裝置中的反應是氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下反應生成銅和二氧化碳,故反應的化學方程式寫為:CuO+COCu+CO2。(4)①根據(jù)(3)可知,2.3g乙醇燃燒后的生成物由二氧化碳、一氧化碳和水,即丁同學猜想正確,故填丁。②根據(jù)本實驗結(jié)論及測量數(shù)據(jù),乙醇在一定量氧氣中燃燒生成二氧化碳、一氧化碳和水,故反應的化學方程式寫為:2C2H5OH+5O22CO2+2CO+6H2O。(5)AB裝置的順序不能顛倒,顛倒后氣體帶出澄清石灰水中的水分,影響對水的檢驗,故填不能。15.(2023·江蘇蘇州·一模)草酸是生產(chǎn)、生活中常用的漂白劑,可用于生產(chǎn)抗生素,可作為提煉稀有氣體的溶劑。興趣小組對草酸受熱分解的產(chǎn)物進行如下探究:【查閱資料】①草酸(H2C2O4)是一種酸,熔點為101.5℃,易溶于水,易升華,170℃以上分解。②草酸鈣難溶于水。③無水硫酸銅遇水變藍。④堿石灰是生石灰與燒堿的混合固體,能吸收H2O和CO2?!緦嶒炦^程】同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置,并進行實驗(部分夾持儀器已略去)?!窘涣髋c討論】(1)B裝置的作用是___________________。(2)C裝置使用冰水的原因是___________________。(3)實驗過程中應該先點燃_________________(填“A裝置的酒精燈”或“F裝置的酒精噴燈”)。(4)實驗過程中觀察到B中白色固體變成藍色,D中澄清石灰水變渾濁,______________,則可以證明草酸分解產(chǎn)物為H2O、CO2和CO。(5)F裝置中反應的化學方程式為__________________。(6)從環(huán)保角度考慮,該套裝置的明顯缺陷是__________________。【答案】(1)檢驗是否有水生成(2)冷凝草酸,防止草酸進入裝置D中發(fā)生反應產(chǎn)生沉淀,干擾二氧化碳的檢驗(3)A裝置的酒精燈(4)F中紅棕色固體逐漸變黑,G中澄清石灰水變渾濁(5)(6)缺少尾氣處理裝置【解析】(1)無水硫酸銅遇水變藍,B裝置的作用是:檢驗是否有水生成;(2)草酸易升華,草酸能與氫氧化鈣反應生成草酸鈣和水,故裝置C中冰水用于冷凝草酸,防止草酸進入裝置D中發(fā)生反應產(chǎn)生沉淀,干擾二氧化碳的檢驗,故填:冷凝草酸,防止草酸進入裝置D中發(fā)生反應產(chǎn)生沉淀,干擾二氧化碳的檢驗;(3)草酸中含碳、氧元素,分解可能會生成一氧化碳,一氧化碳具有可燃性,混有一定量的空氣,遇到明火,容易發(fā)生爆炸,故實驗過程中應該先點燃A裝置的酒精燈,利用草酸分解生成的氣體將裝置內(nèi)空氣排盡,然后點燃F裝置的酒精噴燈,防止發(fā)生爆炸;(4)結(jié)論為草酸分解生成水、二氧化碳和一氧化碳,實驗過程中觀察到B中白色固體變成藍色,說明草酸分解生成水,D中澄清石灰水變渾濁,說明草酸分解生成二氧化碳,一氧化碳能與氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,故F中紅棕色固體逐漸變黑,G中澄清石灰水變渾濁,說明草酸分解生成了一氧化碳;(5)F裝置中反應為一氧化碳和氧化鐵在高溫下反應生成鐵和二氧化碳,該反應的化學方程式為:;(6)一氧化碳有毒,未反應的一氧化碳散逸到空氣中,會污染空氣,故該裝置的缺陷是缺少尾氣處理裝置。16.(2023春·江蘇鹽城·九年級校聯(lián)考階段練習)已知某種治療胃病藥品的主要成份是鋁碳酸鎂:(AlaMgb(OH)16CO3·4H2O),假設藥品中的其它成份受熱不分解、不溶于水且不與稀硫酸反應。某研究性學習小組設計了如下實驗探究鋁碳酸鎂片的組成。查閱資料:①CaC12為中性干燥劑,堿石灰為堿性干燥劑;②MgSO4、A12(SO4)3溶液與NaOH溶液反應生成Mg(OH)2沉淀和A1(OH)3沉淀③Mg(OH)2不溶于NaOH溶液也不與NaOH溶液反應;④A1(OH)3能溶于NaOH溶液,生成可溶于水的NaA1O2。【實驗一】取mg該藥片,研成粉末放入硬質(zhì)玻璃管中,加熱,裝置如圖一、(1)鋁碳酸鎂片加熱分解的產(chǎn)物為A12O3、MgO、CO2和H2O,若要測定生成的CO2和H2O的質(zhì)量,裝置C和D中盛放的藥品應選擇:C___________、D___________。(填序號)①濃硫酸②堿石灰③氯化鈣④純堿(2)實驗開始前關閉彈簧夾___________(填a或b),打開另一個彈簧夾,先通入一段時間空氣,裝置A中盛放的是堿石灰,它的作用是___________。(3)一段時間后,打開和關閉相應的彈簧夾,點燃酒精燈加熱,充分反應后,停止加熱,繼續(xù)通入一段時間空氣,目的是___________?!緦嶒灦苛砣g該藥片,加入100g9.8%的稀硫酸,充分反應后濾去不溶物,得到含有MgSO4和A12(SO4)3等溶質(zhì)的濾液,向濾液中逐漸加入足量的稀NaOH溶液,產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量與加入的溶液中NaOH的質(zhì)量的關系如圖二。(4)圖中當加入溶液中NaOH的質(zhì)量為0.80g時仍沒有沉淀,此階段發(fā)生的化學方程式是___________。(5)試確定鋁碳酸鎂的化學式中a:b=___________(填最簡整數(shù)比)【答案】(1)
③
②(2)
b
除去空氣中的H2O和CO2(3)使生成的H2O和CO2被充分吸收(4)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O(5)1:3【解析】(1)裝置C和D中盛放的藥品應分別用來吸收水和二氧化碳,裝置C中應放入能吸水的物質(zhì),但不能吸收二氧化碳氣體,故裝置C可盛放③氯化鈣,裝置D可盛放②堿石灰;(2)實驗開始前關閉彈簧夾b,打開另一個彈簧夾,先通入一段時間空氣,將裝置內(nèi)原有的空氣排盡,防止空氣中含有的二氧化碳和水蒸氣影響實驗結(jié)果;裝置A中盛放的是堿石灰,它的作用是:吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣,防止其對實驗結(jié)果造成影響;(3)一段時間后,打開和關閉相應的彈簧夾,點燃酒精燈加熱,充分反應后,停止加熱,繼續(xù)通入一段時間空氣,目的是:使反應生成的二氧化碳和水蒸氣被充分吸收;(4)圖中當加入溶液中NaOH的質(zhì)量為0.80g時仍沒有沉淀,說明濾液中含有硫酸,氫氧化鈉與硫酸反應生成硫酸鈉和水,此階段發(fā)生的化學方程式是:2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O;(5)當加入溶液中NaOH的質(zhì)量到X時,產(chǎn)生沉淀最多,生成的沉淀是氫氧化鎂和氫氧化鋁,繼續(xù)加入氫氧化鈉,氫氧化鋁溶于氫氧化鈉,待完全反應后,剩余的沉淀是氫氧化鎂,故當加入溶液中NaOH的質(zhì)量到X時,生成的沉淀中Al(OH)3的質(zhì)量是:5.04g-3.48g=1.56g;鋁碳酸鎂與稀硫酸反應生成硫酸鎂、硫酸鋁,硫酸鎂與氫氧化鈉反應:MgSO4+2NaOH=Mg(OH)2↓+Na2SO4,硫酸鋁與氫氧化鈉反應:Al2(SO4)3+6NaOH=2Al(OH)3↓+3Na2SO4,故鋁碳酸鎂中的鎂和鋁全部轉(zhuǎn)化到了氫氧化鎂和氫氧化鋁中,氫氧化鎂為3.48g,其中鎂元素的質(zhì)量為:;氫氧化鋁為1.56g,其中鋁元素的質(zhì)量為:;故鋁碳酸鎂中鎂元素與鋁元素的質(zhì)量比為:27a:24b=0.54g:1.44g,解得a:b=1:3。17.(2023秋·江蘇常州·九年級統(tǒng)考期末)興趣小組同學設計圖8實驗探究鐵釘銹蝕的條件。實驗編號ABCD(1)一周后觀察鐵釘銹蝕最嚴重的試管是_______(填試管編號),鐵銹的成分主要是_______。(2)生產(chǎn)生活中為防止汽車的鐵制外殼銹蝕,可以采用的防銹方法是_______。(3)鐵釘生銹過程中,鐵會與氧氣、水共同作用,化合生成羥基氧化鐵(FeOOH),該反應的化學方程式為_______。(4)為了研究溶液中的不同離子對鐵釘銹蝕速率的影響,同學們又設計如圖1實驗,用傳感器測定的試管內(nèi)氧氣的體積分數(shù)變化如圖2所示。①依據(jù)圖2的實驗結(jié)果,要證明鐵在空氣中銹蝕需要氧氣和水共同作用,可省略圖8中的_______(填實驗編號)實驗。②由以上實驗數(shù)據(jù)推知,溶液中NO3-加快鐵釘銹蝕的能力_______(填“強”或“弱)于C1-?!敬鸢浮?1)
D
Fe2O3(2)噴漆(3)(4)
D
弱【解析】(1)A中鐵釘只與氧氣接觸,B中鐵釘只與水接觸,故A、B不能生銹;C中鐵釘與氧氣和水同時接觸,故C能生銹;D中氯化鈉會加快生銹,所以最嚴重的是D;鐵銹的成分主要是Fe2O3;(2)鐵生銹的條件是與氧氣和水同時接觸,只要不使其同時接觸即可防銹,生產(chǎn)生活中為防止汽車的鐵制外殼銹蝕,可以采用的防銹方法是噴漆,防止鐵與氧氣直接接觸;(3)鐵釘生銹過程中,鐵會與氧氣、水共同作用,化合生成羥基氧化鐵(FeOOH),;(4)①可以省略實驗D,因為A證明只與氧氣接觸不能生銹,B證明只與水接觸不能生銹,C能證明與氧氣和水同時接觸生銹,D證明有氯化鈉加快生銹,故可省略圖8中的D實驗;②分析圖2可知,硝酸鈉溶液比氯化鈉溶液加速鐵釘腐蝕的程度小,兩種溶液中均有鈉離子,只能是酸根離子影響,故溶液中NO3-加快鐵釘銹蝕的能力弱于C1-。18.(2023春·江蘇鹽城·九年級統(tǒng)考開學考試)實驗活動課上老師將一種黑色粉末均勻地撒在酒精燈火焰的上方,產(chǎn)生了火星四射的燦爛煙花。老師揭秘黑色粉末是食品包裝袋中的脫氧劑。興趣小組對該脫氧劑展開了如下項目式探究。(1)任務一:定性探究脫氧劑中成分【作出猜想】黑色粉末含有鐵粉或碳粉中的一種或兩種。【實驗探究】小組同學設計實驗方案并完成如下實驗:實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論①取黑色粉末放入燒杯中,加入稀硫酸_______,溶液變?yōu)闇\綠色,有黑色不溶物黑色粉末中含有鐵粉,反應的化學方程式為_______②將①中黑色不溶物濾出,洗滌、干燥后,放在陶土網(wǎng)上用電爐灼燒,上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片_______黑色粉末中含有碳粉【反思與評價】用酒精燈替換電爐重復步驟②,雖出現(xiàn)相同現(xiàn)象,但會影響實驗結(jié)論,其原因是__________________。(2)任務二:定量檢測脫氧劑中鐵粉含量【查閱資料】實驗條件下,氫氣的密度約為0.09g·L-1【實驗步驟】①連接好儀器如圖所示,檢查裝置氣密性;②稱取0.5g的樣品于燒瓶中,并在分液漏斗中加入足量稀硫酸;③反應前將液面調(diào)節(jié)到量氣管的“0”刻度,并使兩邊液面相平;④打開分液漏斗活塞,逐滴滴入稀硫酸,至不再產(chǎn)生氣泡,關閉活塞;⑤一段時間后記錄到量氣管在實驗前后的液面差為131mL;⑥用量筒測量圓底燒瓶內(nèi)的剩余液體,讀數(shù)為20mL。【數(shù)據(jù)分析】試通過計算確定該脫氧劑中鐵粉的質(zhì)量分數(shù)_________。(3)任務三:探究脫氧劑中氯化鈉的作用【查閱資料】脫氧劑能延長食品保質(zhì)期是利用了鐵生銹的原理;脫氧劑中還含有氯化鈉?!咀鞒霾孪搿坎孪胍唬篘aCl沒有作用;猜想二:NaCl減慢鐵銹蝕速率;猜想三:__________________?!緦嶒炋骄俊啃〗M同學用控制變量法按下圖裝置進行實驗:一段時間后觀察到燒杯內(nèi)左側(cè)導管液面_________右側(cè)導管液面(填“高于”或“低于”)?!颈磉_交流】氯化鈉可以加快鐵生銹的反應速率。【反思與評價】脫氧劑包裝上應注明的注意事項是__________________(請寫出一條)。【答案】(1)
有氣泡產(chǎn)生
蘸有澄清石灰水變渾濁
無法確定生成的二氧化碳是因為碳燃燒還是酒精燃燒產(chǎn)生的(2)55.9%(3)
NaCl加快鐵銹蝕速率
高于
不可食用【解析】(1)①根據(jù)實驗結(jié)論,黑色粉末中含有鐵粉,故取黑色粉末放入燒杯中,加入稀硫酸,鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣,所以觀察到由氣泡產(chǎn)生,反應的化學方程式為:;②根據(jù)實驗結(jié)論,黑色粉末中含有碳粉,故將①中黑色不溶物濾出,洗滌、干燥后,放在陶土網(wǎng)上灼燒,上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片,碳燃燒生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,觀察到蘸有澄清石灰水的玻璃片變模糊;【反思與評價】酒精燈的燃料酒精燃燒生成二氧化碳和水,無法確定生成的二氧化碳是因為碳燃燒還是酒精燃燒產(chǎn)生的。(2)解:氫氣的質(zhì)量為設鐵粉的質(zhì)量為xx=0.27972g該脫氧劑中鐵粉的質(zhì)量分數(shù)為:(3)由【表達交流】可知氯化鈉可以加快鐵生銹的反應速率,故左邊錐形瓶內(nèi),消耗氧氣更快,則一段時間后觀察到燒杯內(nèi)左側(cè)導管液面高于右側(cè)導管液面;【反思與評價】脫氧劑包裝上應注明的注意事項是不可食用。19.(2023春·江蘇蘇州·九年級統(tǒng)考階段練習)化學小組對鋼鐵的銹蝕進行實驗研究。I.探究鋼鐵銹蝕的基本條件(1)一段時間后,C、D、E中鐵釘生銹,A、B中鐵釘無明顯銹蝕。由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟___________(填化學式)等物質(zhì)作用的過程。D中鐵釘比C中鐵釘銹蝕程度嚴重,說明___________。(2)使用自來水重新進行如圖實驗,一段時間后發(fā)現(xiàn)試管B中鐵釘生銹了,其可能的原因是___________。II.探究食鹽水對鋼鐵腐蝕速率的影響用如圖裝置進行實驗,錐形瓶中放生鐵粉末,滴管中預先加入2mL不同濃度的食鹽水,并用氧氣傳感器測定錐形瓶內(nèi)的氧氣濃度,數(shù)據(jù)如下表所示:實驗組生鐵粉末質(zhì)量食鹽水濃度3min時瓶內(nèi)氧氣濃度實驗①3.5g4%18.96%實驗②3.5g8%18.56%實驗③3.5g16%18.28%實驗④3.5g24%17.99%(3)該實驗探究的是___________對鋼鐵腐蝕速率的影響,其實驗結(jié)論是___________。(4)查閱資料得知,食鹽水中的氯離子能破壞鋼筋表面的鈍化膜(其原理如圖所示),并促使鐵發(fā)生一系列反應得到Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3在空氣中風化失水后變成氧化鐵。①氯離子破壞鋼筋表面的鈍化膜的過程中,從陽極向陰極轉(zhuǎn)移的微粒是___________。②鋼筋銹蝕過程中得到氧化鐵的反應方程式為___________。III.探究水樣的pH及溶解氧濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響步驟1:按如圖連接好裝置,檢查裝置氣密性。步驟2:向三頸燒瓶中放入3.5g生鐵粉末,向分液漏斗內(nèi)加入10mL不同濃度的稀鹽酸。步驟3:將鹽酸全部注入三頸燒瓶內(nèi),關閉分液漏斗活塞,同時采集數(shù)據(jù)見下表:序號鹽酸pH壓強p/kPa溶解氧/mg·L-1p反應前p反應后DO反應前DO反應后開始降低所需時間/s實驗①2.090.891.85.24.3131實驗②3.090.891.55.03.768實驗③4.090.890.34.93.424實驗④5.090.890.54.93.798實驗⑤6.090.890.64.43.7175(5)步驟1中檢查裝置氣密性的方法為___________。(6)實驗1和實驗2反應后壓強變大的主要原因是___________(用化學方程式表示)。(7)進行實驗3時,觀察到溶液中有氣泡冒出,反應后體系內(nèi)壓強卻變小了。其原因是___________。(8)分析表中數(shù)據(jù),在該實驗條件下,下列說法正確的有___________。A.當pH=2時,鐵粉與氧氣的銹蝕速率最快B.稀鹽酸中的溶解氧含量與鹽酸的pH有關C.鐵粉和鹽酸,氧氣的反應可以同時發(fā)生【答案】(1)
O2和H2O
食鹽水可以加速鐵的銹蝕(2)自來水中含有溶解的氧氣(3)
食鹽水濃度
食鹽水濃度越大,鐵的銹蝕速率越快(4)
電子
(5)先在分液漏斗內(nèi)加水,再打開活塞,觀察若水不往下滴,表明裝置氣密性良好(6)(7)進行實驗3時,觀察到溶液中有氣泡冒出,是因為鹽酸和鐵反應生成了氫氣,但是鐵生銹消耗氧氣,且消耗的氧氣比生成的氫氣多,故反應后體系內(nèi)壓強變小(8)B【解析】(1)試管A中的鐵釘只與氧氣接觸,沒有生銹;試管B中的鐵釘只與水接觸,沒有生銹;試管C中的鐵釘與氧氣和水同時接觸,生銹了;由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟O2和H2O等物質(zhì)作用的過程;試管D中的鐵釘與食鹽水接觸,比C中鐵釘銹蝕程度嚴重,說明食鹽水可以加速鐵的銹蝕;(2)自來水中含有溶解的氧氣,鐵釘與氧氣和水同時接觸后發(fā)生了銹蝕;(3)分析表格可知,四組實驗中所以食鹽水的濃度不同,相同時間內(nèi)消耗的氧氣的量不同,故探究的是食鹽水濃度對鋼鐵腐蝕速率的影響;根據(jù)表格可知,食鹽水濃度越大,相同時間內(nèi)消耗的氧氣越多,表明鋼鐵銹蝕速率越快;(4)分析原理圖可知,陽極發(fā)生的反應是,陰極發(fā)生的反應是,故從陽極向陰極轉(zhuǎn)移的微粒是電子;由資料可知Fe(OH)3在空氣中風化失水后變成氧化鐵,反應的方程式為;(5)檢查三頸燒瓶氣密性,需先在分液漏斗內(nèi)加水,再打開活塞,觀察若水不往下滴,表明裝置氣密性良好;(6)實驗1和實驗2反應后壓強變
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