專題03探究題（下）-2022年初中化學(xué)尖子生選拔專題訓(xùn)練（原卷版）

專題03探究題（下）9．化學(xué)興趣小組對牙膏進行探究。實驗一：含氟牙膏能否預(yù)防齲齒用雞蛋殼(主要成分CaCO3，在水中能溶解出微量的Ca2+，其他成分對實驗影響忽略不計)為牙齒的替代物，含氟牙膏(含氟成分為NaF)與蛋殼反應(yīng)在表面生成氟化鈣保護層。此反應(yīng)為復(fù)分解反應(yīng)，寫出相關(guān)的化學(xué)方程式：______________________________。(1)裝入藥品前，檢查左上圖裝置的氣密性：打開開關(guān)，拉或推注射器活塞，松開后，__________________________________，說明裝置氣密性良好。再稱取0.50g“牙膏處理過的蛋殼(用含氟牙膏液浸泡、洗滌、晾干)”于錐形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的鹽酸(模擬形成齲齒的酸境)，連接好裝置，打開開關(guān)，將鹽酸快速壓入錐形瓶，關(guān)閉開關(guān)，測得壓強隨時間的變化如圖所示。用“未用牙膏處理的蛋殼”重復(fù)上述實驗。(2)圖中xy段壓強增大的主要原因____________________________________。(3)根據(jù)右上圖數(shù)據(jù)分析，含氟牙膏__________(填“能”或“不能”)預(yù)防齲齒。實驗二：牙膏摩擦劑的組成探究某牙膏摩擦劑可能有碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅中的一種或多種。查閱資料：氫氧化鋁不溶于水但能與酸反應(yīng)生成鹽和水，也能和堿反應(yīng)生成鹽和水，二氧化硅不溶于水和酸但能與堿反應(yīng)生成鹽和水(牙膏中除了摩擦劑外，其它均不與酸、堿反應(yīng))。(一)驗證牙膏中是否含有氫氧化鋁、碳酸鈣、二氧化硅，實驗設(shè)計如下：(1)從步驟③可知牙膏中一定含有碳酸鈣摩擦劑，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________。(2)若沉淀B、沉淀E、沉淀G的質(zhì)量關(guān)系：a＞b＞c，則說明含二氧化硅，二氧化硅的質(zhì)量為________________________________(用a、b、c表示)克。(3)為進一步證明氫氧化鋁存在，取與上述等質(zhì)量牙膏樣品，實驗設(shè)計如下：若ad____________(填“＝”、“＜”或“＞”)bc，則說明含氫氧化鋁。(二)測定牙膏樣品中碳酸鈣的含量(圖中夾持儀器略去)已知：飽和碳酸氫鈉溶液不吸收二氧化碳。依據(jù)圖示回答下列問題：(1)裝置D的作用是___________________。若無A裝置，則測定結(jié)果將_________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。裝置B中反應(yīng)結(jié)束需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?，其作用有__________________。(2)C中觀察到有沉淀產(chǎn)生，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________，若將裝置C中的長導(dǎo)管下方增加一個多孔球泡，目的是__________(填字母序號)。a．防倒吸b．增大接觸面積，使反應(yīng)充分(3)準確稱取16.00g的樣品，充分反應(yīng)后得到沉淀7.88g，再通過計算得出裝置B中共產(chǎn)生二氧化碳1.76g，請你繼續(xù)完成：該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？________________(4)反思：①有同學(xué)認為只要測得濁液A的pH，若pH＞7，顯堿性，就可得出摩擦劑中一定含有氫氧化鋁，你的觀點是(要說理由)____________________________。②下列各項措施中，不能提高測定準確度的是______________(填序號)。a．在加入鹽酸之前，先通空氣排凈裝置內(nèi)含有CO2的空氣b．沉淀過濾洗滌后立即稱量c．在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d．在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

10．化學(xué)興趣小組用如下裝置，進行有關(guān)碳及其氧化物的實驗(圖中夾持儀器已略去)在完成氣密性檢查后加入藥品，并已設(shè)法在玻璃管及試管中充滿二氧化碳。(1)完成實驗，填好表格實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗分析緩緩?fù)ㄈ隒O2，點燃A處酒精噴燈加熱一段時間。木炭粉減少，D中有氣泡、石灰水變渾濁且D中石灰水進入E中A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________點燃B處酒精燈加熱一段時間。B處玻璃管內(nèi)固體變紅說明一氧化碳具有________________(2)C裝置的作用是_______________________________________。(3)小明同學(xué)又將木炭與氧化銅混合加熱得到紅色固體，為弄清這種紅色固體的成分，進行了如下的探究：【查閱資料】Cu和Cu2O均為紅色固體，且Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O【提出猜想】紅色固體是：Ⅰ.CuⅡ.Cu2OⅢ.______________________?！具M行實驗】操作現(xiàn)象結(jié)論取灼燒后的紅色固體2.88g于試管中，加入足量稀硫酸充分反應(yīng)_____________________紅色固體一定有Cu2O【思考與分析】小林同學(xué)認為猜想Ⅱ正確，同學(xué)們分析后認為他的結(jié)論不準確，理由是_______________________，要得出正確結(jié)論，還需要測定的數(shù)據(jù)是__________________，若用a表示該數(shù)據(jù)，則a的取值范圍為_______________________，可以得出猜想Ⅲ正確。11．化學(xué)興趣小組對一定質(zhì)量的蔗糖在一定質(zhì)量的氧氣中燃燒的產(chǎn)物成分進行實驗探究?！咎岢鰡栴}】一定質(zhì)量的蔗糖在一定質(zhì)量的氧氣中燃燒生成什么氣體？【猜想與假設(shè)】猜想：①H2O、CO2；猜想②：CO、H2O、CO2；猜想③：___________________。【查閱資料】無色硫酸銅遇水變藍色【實驗探究】將一定質(zhì)量的蔗糖在一定質(zhì)量的氧氣中點燃，反應(yīng)后將燃燒的產(chǎn)物依次通過裝置A、B、C、D、E(夾持儀器省略)?！緦嶒炗涗洝緼裝置中無水硫酸銅變藍色，B、D裝置中澄清石灰水變渾濁，C裝置中黑色固體變紅色?！緦嶒灲Y(jié)論】猜想______________________(填“①”“②”或“③”)正確?！痉此荚u價】(1)實驗時，先將氮氣通入實驗裝置一段時間，再通入燃燒產(chǎn)物，加熱。先通入氮氣的目的是__________________________________________________。(2)C裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________。【實驗拓展】(1)圖中所示A裝置與B裝置能否互換位置？并說明理由。__________________________。(2)E裝置的作用是______________________________________。(3)氧氣的質(zhì)量不同，蔗糖燃燒的產(chǎn)物不同。34.2g蔗糖(C12H22O11)在空氣中完全燃燒，生成物的質(zhì)量為m，則m的取值范圍為__________________________。12．已知木炭還原氧化銅實驗中發(fā)生的主要反應(yīng)：C+2CuO2Cu+CO2↑，化學(xué)興趣小組對該實驗產(chǎn)物(假設(shè)反應(yīng)物已完全反應(yīng))作如下探究：探究一檢驗產(chǎn)物的成分[提出問題]實驗產(chǎn)物是暗紅色固體，很難觀察到紫紅色固體。暗紅色固體是什么？[查閱資料]氧化亞銅Cu2O為紅色固體：[猜想與假設(shè)]暗紅色固體除銅外還可能含有Cu2O[設(shè)計實驗]取少量暗紅色固體，加入稀硫酸，如果觀察到現(xiàn)象_________________________。說明暗紅色固體含有Cu2O。探究二：測定產(chǎn)物中Cu2O的含量原理：Cu2O+H2=2Cu+H2O，稱取一定質(zhì)量的固體樣品，用如圖裝置進行實驗(固定裝置略去，堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉的混合物)，通過測定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量達到實驗?zāi)康摹?1)裝置a中用稀硫酸而不用稀鹽酸，原因是______________________________________；(2)若不加裝置e，實驗結(jié)果會偏高，原因是__________________________________________；(3)點燃酒精燈前涉及的部分操作如下，正確的順序是______________________：①打開K2，關(guān)閉K1②檢查裝置的氣密性③連接儀器④關(guān)閉K2，打開K1，通氫氣一段時間(4)還可通過測定反應(yīng)前后裝置__________________(填“a”、“b”或“c”)的質(zhì)量達到實驗?zāi)康模?5)小聰認為，探究一的方案也可以測定產(chǎn)物的成分，同學(xué)們補充進行了以下實驗；稱取mg紅色固體于試管中，加入過量的稀硫酸充分反應(yīng)，然后過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體。當__________________(含m的代數(shù)式)時，可以得出產(chǎn)物含Cu2O和Cu的結(jié)論。13．某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進行Fe與水蒸氣反應(yīng)的實驗:(1)A裝置的作用是_____________________________，點燃C中產(chǎn)生的肥皂泡，有的發(fā)出輕微的爆鳴聲，有的可以被點燃，請你推斷反應(yīng)生成的氣體是_________________?判斷的依據(jù)_________________________________________?(2)有同學(xué)認為導(dǎo)管口有氣泡產(chǎn)生即說明反應(yīng)生成了氣體，你認為是否正確_____________(填“是”或“否”)，請說明理由_____________________________________________?反應(yīng)一段時間后，學(xué)習(xí)小組對反應(yīng)后的黑色固體產(chǎn)生了濃厚的興趣，并查閱了相關(guān)資料:鐵粉(黑色)，F(xiàn)e2O3(紅棕色)?FeO(黑色)?Fe3O4(黑色)?學(xué)習(xí)小組進行了一系列實驗，驗證了FeO不存在，然后對黑色固體的成分進行了以下猜想:猜想一:只有鐵粉猜想二:只有Fe3O4猜想三:鐵粉和Fe3O4的混合物學(xué)習(xí)小組設(shè)計了實驗進行驗證，請回答以下問題:(3)取少量黑色粉末于試管中，加入足量的稀鹽酸，有氣泡產(chǎn)生，說明猜想______不成立?(4)通過實驗測得，34.4g黑色固體與足量的稀鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生了0.4gH2，說明猜想________不成立?(5)另取34.4g黑色固體在高溫條件下與足量的CO反應(yīng)，充分反應(yīng)后，固體質(zhì)量變?yōu)?8.0g，請計算在黑色固體中Fe3O4的質(zhì)量_________________g?(6)根據(jù)以上探究，請寫出Fe與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式___________________________?14．廢舊鐵制品的利用：硫酸亞鐵銨晶體(俗稱摩爾鹽)化學(xué)式為xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O，是一種重要的化工原料，用途十分廣泛。某同學(xué)利用廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨晶體并設(shè)計實驗測定其組成。(1)步驟②中一系列操作中用到的玻璃儀器主要有：燒杯、_____________、玻璃棒等。(2)步驟③中使用乙醇汽油洗滌可以快速晾干。這樣做的優(yōu)點是_____________。A避免用水洗滌所造成的晶體損耗B酒精易揮發(fā)，可低溫晾干晶體測定硫酸亞鐵銨晶體的組成及熱分解實驗，興趣小組稱取此晶體樣品78.4g，在科研人員的指導(dǎo)下用下圖裝置進行熱分解實驗?！静殚嗁Y料】①硫酸亞鐵銨晶體在200℃完全失去結(jié)晶水，剩余物在500℃完全分解為氧化鐵、SO2、SO3、NH3和H2O。堿石灰可吸收SO2、SO3、和H2O，但不吸收NH3.濃H2SO4可吸收NH3和H2O。②1400℃后氧化鐵隔絕空氣能續(xù)繼分解生成鐵的某種氧化物。(3)裝配好實驗裝置后，先要_____________________。(4)加熱前后及過程中均通入N2，200℃停止加熱后繼續(xù)通N2的目的是防止倒吸和________。(5)控制溫度在不同的范圍對A中樣品加熱，測得裝置B和C中的質(zhì)量變化如下表。并測得裝置A剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化如下圖所示。溫度/℃室溫200500B裝置/g200.00221.6255.60C裝置/g100.00100.00106.80①根據(jù)數(shù)據(jù)，硫酸亞鐵銨晶體中，x：y：z=_____________________②寫出B點的化學(xué)式_____________________________________________________。③寫出E到F段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________。

15．焦炭與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)，產(chǎn)物是一種俗稱水煤氣的氣體燃料(其中不含甲烷)，為確定水煤氣的成分，某實驗小組進行了如下探究：【提出猜想】小組成員對水煤氣的成分提出以下四種猜想；猜想1：H2、CO2；猜想2：H2、CO；猜想3：CO、CO2；猜想4：H2、CO、CO2。(1)討論后認為猜想3不成立，你的理由是___________________________________。A．猜想3中不含有氫元素B．猜想3中CO和CO2不能同時存在【查閱資料】新鮮的雞血遇到一氧化碳變?yōu)闄烟壹t色。生石灰用來吸收水蒸氣?！緦嶒炋骄俊啃〗M設(shè)計了如圖所示的實驗裝置進行探究?！緦嶒灛F(xiàn)象】通入水煤氣后，澄清石灰水不變渾濁，新鮮雞血變?yōu)闄烟壹t色。(2)由此可知，水煤氣中不含__________________，含有____________________(均填化學(xué)式)?！纠^續(xù)實驗】在B處點燃氣體，然后用一個干冷的燒杯罩在火焰上方。(3)氣體通過A后，在B處點燃時，觀察到所罩燒杯的內(nèi)壁________________________，由此證明水煤氣中含有H2，猜想______________成立。(4)由探究結(jié)果可知，焦炭與水蒸氣在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________。

16．鎂條在空氣中久置表面會變黑，對鎂條變黑條件