專題03探究題（下）-2022年初中化學尖子生選拔專題訓練（原卷版）

專題03探究題（下）9．化學興趣小組對牙膏進行探究。實驗一：含氟牙膏能否預防齲齒用雞蛋殼(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)與蛋殼反應在表面生成氟化鈣保護層。此反應為復分解反應，寫出相關的化學方程式：______________________________。(1)裝入藥品前，檢查左上圖裝置的氣密性：打開開關，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，將鹽酸快速壓入錐形瓶，關閉開關，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生成鹽和水，也能和堿反應生成鹽和水，二氧化硅不溶于水和酸但能與堿反應生成鹽和水(牙膏中除了摩擦劑外，其它均不與酸、堿反應)。(一)驗證牙膏中是否含有氫氧化鋁、碳酸鈣、二氧化硅，實驗設計如下：(1)從步驟③可知牙膏中一定含有碳酸鈣摩擦劑，反應的化學方程式為________________。(2)若沉淀B、沉淀E、沉淀G的質量關系：a＞b＞c，則說明含二氧化硅，二氧化硅的質量為________________________________(用a、b、c表示)克。(3)為進一步證明氫氧化鋁存在，取與上述等質量牙膏樣品，實驗設計如下：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，則測定結果將_________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。裝置B中反應結束需持續(xù)緩緩通入空氣，其作用有__________________。(2)C中觀察到有沉淀產生，反應的化學方程式為________________________________，若將裝置C中的長導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，使反應充分(3)準確稱取16.00g的樣品，充分反應后得到沉淀7.88g，再通過計算得出裝置B中共產生二氧化碳1.76g，請你繼續(xù)完成：該樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)是多少？________________(4)反思：①有同學認為只要測得濁液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．化學興趣小組用如下裝置，進行有關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)象實驗分析緩緩通入CO2，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)生反應的化學方程式為_________________點燃B處酒精燈加熱一段時間。B處玻璃管內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.______________________。【進行實驗】操作現(xiàn)象結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_____________________紅色固體一定有Cu2O【思考與分析】小林同學認為猜想Ⅱ正確，同學們分析后認為他的結論不準確，理由是_______________________，要得出正確結論，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．化學興趣小組對一定質量的蔗糖在一定質量的氧氣中燃燒的產物成分進行實驗探究?！咎岢鰡栴}】一定質量的蔗糖在一定質量的氧氣中燃燒生成什么氣體？【猜想與假設】猜想：①H2O、CO2；猜想②：CO、H2O、CO2；猜想③：___________________?！静殚嗁Y料】無色硫酸銅遇水變藍色【實驗探究】將一定質量的蔗糖在一定質量的氧氣中點燃，反應后將燃燒的產物依次通過裝置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，再通入燃燒產物，加熱。先通入氮氣的目的是__________________________________________________。(2)C裝置中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________________________?！緦嶒炌卣埂?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)氧氣的質量不同，蔗糖燃燒的產物不同。34.2g蔗糖(C12H22O11)在空氣中完全燃燒，生成物的質量為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：C+2CuO2Cu+CO2↑，化學興趣小組對該實驗產物(假設反應物已完全反應)作如下探究：探究一檢驗產物的成分[提出問題]實驗產物是暗紅色固體，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]暗紅色固體除銅外還可能含有Cu2O[設計實驗]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：測定產物中Cu2O的含量原理：Cu2O+H2=2Cu+H2O，稱取一定質量的固體樣品，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)，通過測定反應前后裝置d的質量達到實驗目的。(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，關閉K1②檢查裝置的氣密性③連接儀器④關閉K2，打開K1，通氫氣一段時間(4)還可通過測定反應前后裝置__________________(填“a”、“b”或“c”)的質量達到實驗目的；(5)小聰認為，探究一的方案也可以測定產物的成分，同學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，然后過濾、洗滌、干燥、稱量，得到固體。當__________________(含m的代數(shù)式)時，可以得出產物含Cu2O和Cu的結論。13．某化學興趣小組利用下圖裝置進行Fe與水蒸氣反應的實驗:(1)A裝置的作用是_____________________________，點燃C中產生的肥皂泡，有的發(fā)出輕微的爆鳴聲，有的可以被點燃，請你推斷反應生成的氣體是_________________?判斷的依據(jù)_________________________________________?(2)有同學認為導管口有氣泡產生即說明反應生成了氣體，你認為是否正確_____________(填“是”或“否”)，請說明理由_____________________________________________?反應一段時間后，學習小組對反應后的黑色固體產生了濃厚的興趣，并查閱了相關資料:鐵粉(黑色)，F(xiàn)e2O3(紅棕色)?FeO(黑色)?Fe3O4(黑色)?學習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的混合物學習小組設計了實驗進行驗證，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，產生了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，充分反應后，固體質量變?yōu)?8.0g，請計算在黑色固體中Fe3O4的質量_________________g?(6)根據(jù)以上探究，請寫出Fe與水蒸氣反應的化學方程式___________________________?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。某同學利用廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨晶體并設計實驗測定其組成。(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中的質量變化如下表。并測得裝置A剩余固體質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點的化學式_____________________________________________________。③寫出E到F段發(fā)生反應的化學方程式________________________________________。

15．焦炭與水蒸氣在高溫條件下反應，產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壁________________________，由此證明水煤氣中含有H2，猜想______________成立。(4)由探究結果可知，焦炭與水蒸氣在高溫下反應的化學方程式為_____________________。

16．鎂條在空氣中久置表面會變黑，對鎂條變黑條件