專題04 化學實驗探究（解析版）

專題04化學實驗探究【解題技巧】一、實驗方案的評價1．主要考查方式主要是對所設計的實驗方案、實驗裝置、操作步驟等，從某個角度否定、排除不合理或不可行或可行不最優(yōu)等方面進行評價，從而選擇創(chuàng)新出更好的方法。2．明確評價的內(nèi)容(1)科學性：反應能否發(fā)生，即方案在理論上是否科學、合理、嚴密。(2)簡約性：操作是否簡便易行、優(yōu)化，反應條件是否易達到。(3)可行性：所有原料是否常見、易得、廉價。(4)安全性：操作是否安全可靠。(5)注意環(huán)保：反應過程是否節(jié)能與環(huán)保。(6)要有創(chuàng)意：操作更簡單，實驗誤差更小。3．熟悉解題的一般步驟明確目的→確定實驗原理→評價實驗方案的優(yōu)劣(或可行性)→提出改進建議(依題意解答)。二、解題方法技巧點撥1．明確目的原理——明確實驗的目的要求，弄清題給信息。2．選擇儀器藥品——選擇合理的化學儀器和藥品。3．設計裝置步驟——設計出合理的實驗裝置和實驗操作步驟。4．記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全面、及時而準確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。5．分析得出結論——根據(jù)實驗觀察的現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù)，通過分析、計算、圖表、推理等處理，得出正確的結論?！纠}精析】一．測定空氣里氧氣含量的探究1．科學課本上用圖甲的裝置來測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，而小明通過查詢資料對該實驗進行改進，利用四硫化鈉（Na2S4）固體替代紅磷進行實驗，其反應原理為2Na2S4+O2+2H2O＝8S↓+4NaOH實驗步驟：①將足量的四硫化鈉（Na2S4）固體置于試管中，加入適量的水并迅速塞緊橡膠塞，再充分振蕩。②測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h1（如圖乙所示）?③將該試管插入水中（如圖丙所示），取下橡膠塞，觀察到試管內(nèi)液面上升。④當管內(nèi)液面穩(wěn)定時塞緊橡膠塞，將試管取出倒轉過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離（如圖丁所示）記錄數(shù)據(jù)h2。⑤按照①～③再重復實驗兩次。3次實驗數(shù)據(jù)如下表所示：第1次第2次第3次h1/厘米11.011.411.6h2/厘米8.79.19.2（1）步驟①中進行充分振蕩的目的是；（2）計算第3次實驗空氣中氧氣的體積分數(shù)約為（結果精確到0.1%）；（3）小明設計的實驗與課本上的實驗相比，有什么優(yōu)點。（寫出一點即可）（4）同學們分析了小明的實驗方案后，認為步驟④中塞緊橡膠塞的時機對測量結果有影響，請問何時塞橡膠塞測量結果最準確？?！窘獯稹拷猓海?）步驟①中進行充分振蕩的目的是：為了使氧氣充分反應；故答案為：為了使氧氣充分反應；（2）第3次實驗空氣中氧氣的體積分數(shù)=11.6?9.2（3）小明設計的實驗與課本上的實驗相比，優(yōu)點是：不需要加熱，節(jié)約能源；操作簡便等；故答案為：不需要加熱，節(jié)約能源或操作簡便等；（4）塞橡膠塞測量結果最準確的是：上下移動試管（管口始終在液面下），使試管內(nèi)液面與水槽液面相平后，再塞橡膠塞，測量結果最準確；故答案為：上下移動試管（管口始終在液面下），使試管內(nèi)液面與水槽液面相平后，再塞橡膠塞，測量結果最準確；二．實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律2．“魚浮靈”主要成分是過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2），俗稱固體雙氧水．興趣小組對其進行以下探究：【性質(zhì)探究】（1）取少量“魚浮靈”于試管中加水，有持續(xù)細小氣泡緩慢放出；向試管中加入少量MnO2粉末，產(chǎn)生大量氣泡．將，說明有O2生成．（2）取實驗（1）中上層清液，測得溶液pH＞7；向溶液中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，說明有生成．結論：過碳酸鈉具有Na2CO3和H2O2的雙重化學性質(zhì)．【組成測定】為了測定某魚浮靈樣品中活性氧含量（說明：活性氧含量是指產(chǎn)品中能轉化為O2的氧元素的質(zhì)量分數(shù)），某活動小組取10克樣品，利用如圖裝置進行產(chǎn)品中活性氧含量測定和過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成的測定（雜質(zhì)對測定無影響）．【查閱資料】過碳酸鈉能與酸反應放出CO2和O2．（3）實驗前先緩慢通N2一段時間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應；繼續(xù)緩慢通N2，其目的是．（4）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會導致x：y的值（填“偏大”或“偏小”）．（5）實驗測得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，D裝置增重2.2g．該產(chǎn)品中活性氧含量為%．x：y＝．【解答】解：（1）由結論“說明有O2生成”，再根據(jù)：氧氣能使帶火星的木條復燃，則填復燃；（2）根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”，再根據(jù)：二氧化碳能使帶澄清石灰水變渾濁，則此題結論為有CO2（或二氧化碳）生成．（3）實驗前通氮氣一段時間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應是為了除去裝置內(nèi)的氧氣，以防測定值偏高；實驗后還要繼續(xù)通氮氣是為了使殘留在裝置中的氣體全部被裝置吸收；（4）根據(jù)【組成測定】利用如圖裝置進行產(chǎn)品中活性氧含量測定和過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成的測定．若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計算時過氧化氫相對含量偏小，碳酸鈉相對含量偏大，導致x：y的值偏大；（5）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，氧氣質(zhì)量占樣品的百分數(shù)（活性氧含量）為1.2g10g因為生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，則設需要過氧化氫的質(zhì)量為x．2H2O2～O2↑6832x1.2g則68解得x＝2.55g，故由氧氣質(zhì)量可計算過氧化氫質(zhì)量為2.55g．因為D裝置增重2.2g說明生成二氧化碳2.2g，則設需要碳酸鈉質(zhì)量為y．Na2CO3～CO2↑10644y2.2g則106解得y＝5.3g，故計算反應的碳酸鈉質(zhì)量為5.3g，根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測定和過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成”，則可得：106x：34y＝5.3g：2.55g，故解得x：y＝2：3．故答案為：（1）復燃；（2）CO2（或二氧化碳）；（3）使殘留在裝置中的氣體全部被吸收；（4）偏大；（5）12%；2：3．3．醫(yī)學上經(jīng)常用硫酸亞鐵糖衣片給貧血患者補鐵．某興趣小組對這種糖衣片產(chǎn)生了興趣，打算對藥片的糖衣所起作用等問題進行探究．【提出問題】硫酸亞鐵糖衣片中糖衣的作用是什么？【查閱資料】（1）亞鐵離子遇具有氧化性的物質(zhì)易被氧化成鐵離子；（2）亞鐵鹽溶于水時，會水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe（OH）2沉淀；（3）硫酸亞鐵晶體加熱會失去結晶水，高溫會繼續(xù)分解產(chǎn)生金屬氧化物和非金屬氧化物；（4）SO2能使高錳酸鉀溶液褪色．【提出猜想】藥片糖衣的作用除了包裝藥物外，還可能是．【探究一】利用廢水回收銅，制備硫酸亞鐵晶體并觀察其在空氣中的變化推斷糖衣的作用．（1）實驗中硫酸亞鐵溶液中沒有渾濁出現(xiàn)的原因可能是步驟②稀硫酸過量；【探究二】某硫酸亞鐵晶體（FeSO4?xH2O）熱分解研究該興趣小組同學稱取ag硫酸亞鐵晶體樣品按圖1高溫加熱，使其完全分解，對所得產(chǎn)物進行探究，并通過稱量裝置B質(zhì)量測出x的值．（2）①硫酸亞鐵晶體完全分解后裝置A中固體呈紅棕色，放入足量稀鹽酸，固體全部溶解，得到黃色溶液；裝置B中硫酸銅粉末變藍，質(zhì)量增加12.6g；裝置C中高錳酸鉀溶液褪色．②實驗中要持續(xù)通入氮氣的目的是．③小明從理論上分析得出硫酸亞鐵晶體分解還生成另一物質(zhì)SO3．（3）某研究所利用SDTQ600熱分析儀對硫酸亞鐵晶體（FeSO4?xH2O）進行熱分解，獲得相關數(shù)據(jù)，繪制成固體質(zhì)量﹣﹣分解溫度的關系圖如圖2．①圖2中T3至T4過程的化學反應方程式．②計算FeSO4?xH2O中的x為．【解答】解：根據(jù)常識可知糖衣片的作用，故提出猜想答案：隔絕空氣，防止藥品變質(zhì)（1）鐵和硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，亞鐵鹽溶于水時，會水解產(chǎn)生少量氫氧根離子而產(chǎn)生Fe（OH）2沉淀，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，F(xiàn)e（OH）2沉淀能溶于酸，硫酸亞鐵溶液中沒有渾濁出現(xiàn)的原因可能是步驟②稀硫酸過量．（2）②不充氮氣水蒸氣防止生成的部分水蒸氣在裝置A內(nèi)冷凝導致x測得值偏?。ㄊ股傻乃魵饽苓M入B中被完全吸收）；就不能全部從A中排出，故②答案：防止生成的部分水蒸氣在裝置A內(nèi)冷凝導致x測得值偏?。ㄊ股傻乃魵饽苓M入B中被完全吸收）；（3）硫酸亞鐵分解生成氧化鐵、二氧化硫和三氧化硫故①答案：2FeSO4高溫ˉFe2O3+SO2↑+SO3②通過FeSO4?xH2O的化學式可知鐵原子和水的個數(shù)比為1：x，F(xiàn)e2O3～2XH2O16036X8g12.6gX＝7．故答案：7；三．實驗探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素4．某興趣小組利用如圖裝置探究溫度對CO還原Fe2O3的影響（固定裝置略）．（1）F裝置內(nèi)溶液變渾濁的化學反應方程式為；A裝置內(nèi)發(fā)生的反應屬于反應（選填放熱或吸熱）．（2）裝置B的作用是．處理尾氣的方法為．（3）將該小組分為兩組，各取48g氧化鐵粉末按如圖裝置進行對比實驗．甲組用酒精燈（火焰溫度500℃～700℃）、乙組用酒精噴燈（火焰溫度800℃～1000℃）分別對裝置D充分加熱，紅色粉末均變?yōu)楹谏勰畠山M分別用固體產(chǎn)物進行實驗，記錄如下．操作步驟甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1．稱量反應后粉末質(zhì)量（g）44.233.62．取黑色粉末用磁鐵吸引部分能被磁鐵吸引全部能被磁鐵吸引3．取黑色粉末加入足量稀鹽酸，震蕩部分溶解，無氣泡全部溶解，有氣泡為解釋這個現(xiàn)象，小組成員查閱到下列資料：Ⅰ．已知鐵的氧化物有FeO、Fe3O4、Fe2O3，在一定條件下，均能失去或逐步失去其中的氧，最終被還原為鐵．Ⅱ．Fe3O4是一種鐵氧體磁性物質(zhì)，不溶于水和酸．Ⅲ．氧化鐵和一氧化碳進行熱反應分析的相關數(shù)據(jù)圖．【分析與結論】①乙組的固體產(chǎn)物是，產(chǎn)生氣泡的化學方程式為．②小軍根據(jù)實驗現(xiàn)象推測甲組的固體產(chǎn)物可能是．小華通過計算也證明了小軍的觀點．試通過計算說明他的推測依據(jù)．【反思與交流】考慮到二氧化碳氣體通入的不持續(xù)性，裝置E的作用是．從實驗安全的角度考慮，上圖裝置還要采取的改進措施是．【解答】解：（1）由裝置可知，在F裝置內(nèi)，二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，所以溶液變渾濁的化學反應方程式為：Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O；在A裝置內(nèi)，在高溫條件下碳與二氧化碳的反應生成了一氧化碳，此反應屬于吸熱反應．（2）由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應，所以，裝置B的作用是：除去一氧化碳中的二氧化碳；由于一氧化碳具有可燃性，處理尾氣的方法為：在尖嘴口處放置燃著的酒精燈．（3）【分析與結論】①在乙中，黑色粉末全部能被磁鐵吸引，能全部與鹽酸反應有氣泡可知，乙組的固體產(chǎn)物是Fe，產(chǎn)生氣泡的化學方程式為：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．②在甲組中，生成物部分能被磁鐵吸引，與酸反應部分溶解，無氣泡，說明了沒有鐵，成分為：氧化亞鐵和四氧化三鐵．由化學式的意義可知：假設48gFe2O3全部還原成Fe3O4得到的質(zhì)量為：48g×2×232假設全部還原為FeO的得到質(zhì)量為：48g×2×72160=43.2g．因為46.4g＞44.2g＞43.2g，由此可推測出，最后得到的是FeO和Fe3【反思與交流】由于E中的液體會倒吸進入D裝置，所以，E裝置的作用是：防止F中的液體倒吸入D裝置；由于B裝置中的液體會倒吸進入A裝置，所以，從實驗安全的角度考慮，上圖裝置還要采取的改進措施是：在裝置AB間再增加一個E裝置．故答為：（1）Ca（OH）2+CO2＝CaCO3↓+H2O，吸熱；（2）除去一氧化碳中的二氧化碳在尖嘴口處放置燃著的酒精燈；（3）【分析與結論】①Fe，F(xiàn)e+2HCl═FeCl2+H2↑；②FeO和Fe3O4；假設48gFe2O3全部還原成Fe3O4得到的質(zhì)量為48g×2×2323×160=46.4g，假設全部還原為FeO的得到質(zhì)量為48g×2×72160【反思與交流】防止F中的液體倒吸入D裝置；在裝置AB間再增加一個E裝置．四．實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量（共6小題）5．堿式碳酸銅可表示為：xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O，測定堿式碳酸銅組成的方法有多種．（1）現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題：①寫出xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O與氫氣反應的化學方程式；②試驗裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是（填入儀器接口字母編號）：（a）→→→→→→（l）③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水．該樣品的結晶水質(zhì)量為g，化學式為；（2）某同學以氮氣代替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認為是否可行？請說明理由．【解答】解：（1）①xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O與氫氣反應的產(chǎn)物有：Cu、CO2、H2O，方程式為：xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O+（x+y）H2═（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2O；②本實驗的原理，用干燥的氫氣與堿式碳酸銅反應，通過測定生成的二氧化碳和水以及反應后固體的質(zhì)量來確定物質(zhì)的組成，為防止空氣中CO2和H2O進入U型干燥裝置，可在最后再連接一個盛有堿石灰的干燥裝置來吸收空氣中的二氧化碳和水；氫氣流方向的連接順序是a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l；③xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O+（x+y）H2═（x+y）Cu+xCO2↑+（x+2y+z）H2O64（x+y）44x18（x+2y+z）12.7g4.4g7.2g64(x+y)12.7g44x4.4g令x＝1，則y＝1，z＝1，則化學式為CuCO3?Cu（OH）2?H2O，化學方程式為CuCO3?Cu（OH）2?H2O+2H2＝2Cu+CO2↑+4H2O，由化學方程式可以看出，堿式碳酸銅每1個水分子能生成4個水分子，即生成的水中堿式碳酸銅中水占了14，因此堿式碳酸銅中水的質(zhì)量為：7.2g×（2）根據(jù)反應xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O＝（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個量），即可計算出其組成，故答案為：可行；根據(jù)反應xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O═（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H2O質(zhì)量（或其中任意三個量），即可計算出其組成．答案：（1）①xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O+（x+y）H2△ˉ（x+y）Cu+xCO2+（x+2y+z）H2②a→k，j→gf（hi）→de（ed）→hi（gf）→bc（cb）→l③1.8；CuCO3?Cu（OH）2?H2O（2）可行根據(jù)反應xCuCO3?yCu（OH）2?zH2O△ˉ（x+y）CuO+xCO2↑+（y+z）H2O↑，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO2和H26．向Na2CO3溶液中加入一定量MgCl2溶液，出現(xiàn)白色沉淀。某同學經(jīng)過過濾、洗滌、低溫烘干得白色固體，并進行如下探究：【猜測】白色固體可能是：①MgCO3；②Mg（OH）2；③MgCO3和Mg（OH）2?！举Y料】MgCO3、Mg（OH）2加熱易分解，生成對應的兩種氧化物?！緦嶒?】（1）取適量白色固體，充分加熱，將產(chǎn)生的氣體通過裝有無水硫酸銅的U形管，觀察到現(xiàn)象為，則猜測①不成立。（2）另取適量白色固體于試管中，加入，產(chǎn)生大量氣泡，則猜測②不成立。有同學查閱資料得知上述固體應為堿式碳酸鎂[aMgCO3?bMg（OH）2?4H2O]，其不溶于水，加熱易分解，工業(yè)上常用作阻燃劑?！緦嶒?】（3）為進一步確定白色固體的組成，該同學取適量白色固體，充分加熱至質(zhì)量不再改變，并使產(chǎn)生的氣體全部緩緩通過如圖所示裝置，測定生成氣體的質(zhì)量。實驗數(shù)據(jù)如下：①加熱后剩余固體質(zhì)量2.0g：②濃硫酸增重0.9g：③濃NaOH溶液增重1.76g。其中乙瓶濃NaOH的作用是?！就卣埂浚?）如果將甲、乙裝置順序顛倒，則a：b的值會（填“變大”、“變小”或“不確定”）。（5）通過計算得出該堿式碳酸鎂的化學式是4MgCO3?Mg（OH）2?4H2O．工業(yè)上用堿式碳酸鎂作阻燃劑，其可能的原因有：。（寫出一點即可）【解答】解：（1）無水硫酸銅作為檢驗試劑使用時，借助其遇水變藍色的性質(zhì)，說明有水的存在，根據(jù)題目信息及質(zhì)量守恒定律，若如猜想①則里面不含有可以生成水的全部元素，因此若無水硫酸銅變藍，則猜想①直接排除；故答案為：無水硫酸銅變?yōu)樗{色。（2）結論為猜想②不成立，說明有碳酸根的存在，而驗證碳酸根常用稀酸，加入稀酸有氣泡產(chǎn)生，則說明有碳酸根存在，常用稀酸為稀鹽酸；故答案為：稀鹽酸。（3）通過吸收產(chǎn)生的氣體，判斷堿式碳酸銅中各自系數(shù)，濃硫酸有吸水性，氫氧化鈉可以吸收二氧化碳；故答案為：吸收生成的二氧化碳。（4）濃硫酸吸收水，水來自于氫氧化鎂，氫氧化鈉吸收二氧化鈉，二氧化碳來自于碳酸鎂，兩者位置顛倒后，氫氧化鈉吸收生成的二氧化碳，并能吸收一部分水，從而使氫氧化鈉內(nèi)質(zhì)量變大，濃硫酸內(nèi)質(zhì)量減少，進一步推出碳酸鎂質(zhì)量增大，氫氧化鎂質(zhì)量變小，即a變大，b變小，所以比值變大；故答案為：變大。（5）根據(jù)題目信息和質(zhì)量守恒定律，堿式碳酸鎂分解后生成氧化鎂、二氧化碳和水，所以可以從這三者選擇任意一個作為阻燃的解釋，根據(jù)二氧化碳不支持燃燒，此題以此作為一個回答；故答案為：受熱分解后生成二氧化碳，二氧化碳不支持燃燒，起到阻燃的目的。7．網(wǎng)上傳言，一種叫“魚浮靈”的化學藥品能讓奄奄一息的魚立刻活蹦亂跳，但這種白色粉末會致癌，還會影響智力。僅從科學成分上看，純凈的“魚浮靈”是一種無毒無害的增氧劑。其主要成分是過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2），俗稱固體雙氧水。某興趣小組對其進行以下探究：【性質(zhì)探究】：（1）取少量“魚浮靈”于試管中，加水，持續(xù)有細小氣泡緩慢放出；向試管中加入少量MnO2粉末，產(chǎn)生大量氣泡。經(jīng)檢測，氣體為O2。（2）取實驗（1）中上層清液，測得溶液pH＞7；向其中滴加足量稀鹽酸，產(chǎn)生大量氣泡；將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。結論：過碳酸鈉具有和H2O2的雙重化學性質(zhì)。【組成測定】某課外活動小組取9.0克樣品，利用如圖裝置進行產(chǎn)品中過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成的測定（雜質(zhì)對測定無影響）?！静殚嗁Y料】過碳酸鈉能與酸反應放出CO2和O2．請回答：（3）實驗前先緩慢通N2一段時間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應；繼續(xù)緩慢通N2，其目的是；（4）若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，會導致計算時過氧化氫相對含量（填“偏大”或“偏小”）；（5）實驗測得C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，D裝置增重2.2g。x：y＝。（最簡整數(shù)比）【解答】解：（2）根據(jù)題目中信息“將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中，出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象”，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，生成的氣體為CO2，所以過碳酸鈉具有碳酸鈉和過氧化氫的雙重化學性質(zhì)；（3）實驗前通氮氣一段時間，加熱銅網(wǎng)至紅熱后，再緩慢滴入過量稀硫酸，直至A中樣品完全反應是為了除去裝置內(nèi)的氧氣，以防測定值偏高；實驗后還要繼續(xù)通氮氣是為了使殘留在裝置中的氣體全部被裝置吸收；（4）根據(jù)【組成測定】利用如圖裝置進行產(chǎn)品中活性氧含量測定和過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成的測定。若先滴入稀硫酸，后加熱銅網(wǎng)，將使部分氧氣散逸，計算時過氧化氫相對含量偏小，碳酸鈉相對含量偏大，導致x：y的值偏大；（5）C裝置中銅網(wǎng)增重1.2g，則說明生成氧氣的質(zhì)量為1.2g，生成二氧化碳的質(zhì)量為2.2g。設生成1.2g氧氣需要過氧化氫的質(zhì)量為x2H2O2MnO2ˉ2H26832x1.2g6832設生成2.2g二氧化碳需要碳酸鈉的質(zhì)量為yNa2CO3+2HCl＝2NaCl+H2O+CO2↑10644y2.2g10644根據(jù)“產(chǎn)品中活性氧含量測定和過碳酸鈉（xNa2CO3?yH2O2）組成”，則可得：106x：34y＝5.3g：2.55g，x：y＝2：3故答案為：（2）Na2CO3；（3）使殘留在裝置中的氣體全部被吸收；（4）偏大；（5）2：3。8．工業(yè)燒堿具有較好的殺菌消毒作用且廉價易得，但工業(yè)燒堿中常含有雜質(zhì)碳酸鈉。某科學學習小組同學圍繞工業(yè)燒堿樣品純度測定問題，展開了討論與探究。【原理思路】利用Na2CO3與稀H2SO4反應產(chǎn)生CO2，通過CO2質(zhì)量的測定，確定樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，從而計算樣品純度。【實驗方案】小科同學根據(jù)以上思路，設計了如圖甲的實驗方案（固定裝置省略）。裝置中，儀器A的名稱。【交流討論】小明認為圖甲實驗方案的設計有缺陷，若按該方案進行測定會導致難以避免的誤差。你認為下列哪些因素會導致難以避免的誤差（填序號）。①加入的稀硫酸量不足②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒有排出③反應產(chǎn)生的CO2未被完全吸收④干燥管與空氣直接相通【方案改進】為減少誤差，使CO2質(zhì)量的測定更準確，該小組同學根據(jù)以上討論，對圖甲方案進行改進，設計了如圖乙的實驗方案（固定裝置省略）。圖乙B裝置中樣品在與稀硫酸反應前和停止反應后，都要通過量的空氣，反應后通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是。【數(shù)據(jù)分析】若撤去圖乙中的C裝置，則測得工業(yè)燒堿的純度將（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。【拓展提高】已知Na2CO3溶液與稀硫酸反應先生成NaHCO3，當Na2CO3全部轉化為NaHCO3后，生成的NaHCO3能繼續(xù)與稀硫酸反應生成CO2．現(xiàn)向樣品中加一定量的稀硫酸，反應后產(chǎn)生無色氣體并得到X溶液。請分析推斷反應后所得X溶液的溶質(zhì)，其所有的可能組成?！窘獯稹拷猓骸緦嶒灧桨浮繄D中所標的儀器的名稱為錐形瓶；【交流討論】甲裝置存在明顯的缺陷②裝置內(nèi)空氣中的CO2沒有排出，影響實驗結果；③反應產(chǎn)生的CO2未被全部排出，也就不能完全吸收；④干燥管與空氣直接相通，會吸收空氣中的二氧化碳；【方案改進】反應前通空氣的作用是用不含二氧化碳的空氣將裝置內(nèi)的空氣排凈，反應停止后通空氣的作用是把產(chǎn)生的二氧化碳全部排出并吸收；反應后通空氣時a、b、c三個彈簧夾的控制方法是關閉b，打開a，c；這樣才能把含二氧化碳的空氣全部排入D中吸收?！緮?shù)據(jù)分析】反應生成的氣體在逸出的過程中要帶出一部分水蒸氣，如果沒有裝置C則會使D裝置中吸收的物質(zhì)偏大，而使測量結果偏低。【拓展提高】硫酸和碳酸鈉反應生成了硫酸鈉、水和二氧化碳，若硫酸和碳酸鈉恰好完全反應則生成的溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉；若硫酸過量，則得到溶液溶質(zhì)為硫酸鈉和硫酸，若硫酸的量不足，則得到溶液含有的溶質(zhì)為硫酸鈉和碳酸氫鈉。故答案為：【實驗方案】錐形瓶；【交流討論】②③④；【方案改進】關閉b，打開a，c；【數(shù)據(jù)分析】偏低。【拓展提高】硫酸鈉；硫酸鈉和硫酸；硫酸鈉和碳酸氫鈉。9．某品牌純堿中含有少量氯化鈉。某化學探究小組為了測定該純堿的純度（即碳酸鈉的質(zhì)量分數(shù)），組內(nèi)一同學設計了如下實驗：【設計實驗方案】實驗裝置（如圖2所示，固定裝置略去）：需要測定的實驗數(shù)據(jù)：純堿樣品的質(zhì)量；實驗前后C裝置（包含氫氧化鈉固體）的質(zhì)量。（1）為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應，其操作是。（2）補充D裝置（簡要敘述或畫出裝置示意圖）?！窘涣髋c表達】（3）有同學認為圖2所示實驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是。（4）為了克服圖2裝置的不足，有同學提出，還應增加圖1裝置與A裝置連接（A裝置中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應前、后用圖1裝置分兩次緩緩鼓入空氣。反應前，斷開B、C裝置之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣，反應后，用圖1裝置鼓入空氣。在A裝置中的反應發(fā)生時，開關K處于關閉狀態(tài)，其原因是?！緮?shù)據(jù)處理】（5）稱得純堿樣品的質(zhì)量為10.8g，實驗前、后C裝置的總質(zhì)量分別為75.2g和79.6g。則可計算純堿的純度為98.1%（計算結果保留小數(shù)點后1位）?！痉此寂c評價】（6）能否用稀鹽酸代替稀硫酸？同學們經(jīng)過討論認為不能，理由是。（7）改進后的實驗裝置能減少測定的誤差，原因：①反應生成的CO2盡可能被裝置C吸收；②?！窘獯稹拷猓海?）為了保證純堿樣品中的碳酸鈉完全反應，其操作是：從分液漏斗中加入過量的稀硫酸；故答案為：從分液漏斗中加入過量的稀硫酸；（2）補充D裝置：再加一個球形干燥管，防止空氣中的二氧化碳進入C；故答案為：再加一個球形干燥管，防止空氣中的二氧化碳進入C；（3）有同學認為圖2所示實驗裝置會造成測得純堿的純度偏低，原因是：裝置內(nèi)留有二氧化碳；故答案為：裝置內(nèi)留有二氧化碳；（4）在A裝置中的反應發(fā)生時，開關K處于關閉狀態(tài)，其原因是：防止產(chǎn)生的二氧化碳與圖1中的氫氧化鈉固體反應；故答案為：防止產(chǎn)生的二氧化碳與圖1中的氫氧化鈉固體反應；（6）不能用稀鹽酸代替稀硫酸，因為鹽酸容易揮發(fā)出氯化氫氣體，使二氧化碳不純；故答案為：鹽酸容易揮發(fā)出氯化氫氣體，使二氧化碳不純；（7）改進后的實驗裝置能減少測定的誤差，原因：①反應生成的CO2盡可能被裝置C吸收；②反應前裝置中的二氧化碳被排盡；故答案為：反應前裝置中的二氧化碳被排盡；10．一種堿式碳酸鎂鋁A[Al2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O]可用于治療胃酸過多。某興趣小組欲測定其化學式，實驗設計如下：實驗Ⅰ：稱取一定質(zhì)量的A，加熱分解至恒重，冷卻稱量所得固體的質(zhì)量。實驗Ⅱ：稱取一定質(zhì)量的A，與足量的酸反應，測量生成CO2氣體的質(zhì)量?；卮鹣铝袉栴}：（1）寫出A受熱分解的化學方程式。（2）實驗Ⅰ中樣品置于（填儀器名稱）中加熱，判斷己加熱至恒重的方法是。（3）實驗Ⅱ中選用的酸溶液最好是（選填“稀硫酸”“或“稀鹽酸”）。（4）實驗Ⅱ中裝置的正確連接順序為a（按氣流方向，用接口字母表示）（5）實驗I中稱量的樣品A質(zhì)量為9.030g，加熱分解后固體質(zhì)量為5.130g，則A的相對分子量為（計算結果取整數(shù)）（6）實驗Ⅱ中稱得樣品A的質(zhì)量為6.020g，與足量酸完全反應后，CO2吸收裝置增重0.440g，確定A的化學式?！窘獯稹拷猓海?）堿式碳酸鎂鋁[Al2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O]受熱分解生成氧化鋁、氧化鎂、二氧化碳、水，結合原子守恒配平書寫化學方程式為：Al2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+（x2+4）H2O，故答案為：Al2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+（（2）實驗Ⅰ中樣品置于坩堝中加熱，判斷已加熱至恒重的方法是：兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g，故答案為：坩堝；兩次稱量的質(zhì)量差不超過0.1g；（3）實驗Ⅱ中選用的酸溶液是難揮發(fā)性的硫酸反應生成二氧化碳氣體，測定氣體質(zhì)量計算化學式，故答案為：硫酸；（4）要準確測量反應中生成的CO2，則需要除去裝置中殘留的空氣，因此反應前需要利用空氣排盡裝置的中的空氣；由于空氣中含有CO2因此空氣要首先通過氫氧化鈉溶液除去空氣中的CO2；又因為反應中生成的CO2含有水蒸氣，所以還需要先通過濃硫酸除去水蒸氣，最后再通過堿石灰吸收CO2，同時為了防止后面空氣中的CO2也被吸收，還需要再連接有個盛有堿石灰的干燥管或u形管，因此正確的連接順序是a→e→f→g→h（或h，g）→i，故答案為：a→e→f→g→h（或h，g）→i；（5）設A的相對分子質(zhì)量為xAl2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O△ˉAl2O3+6MgO+yCO2↑+（x2+x102+240＝3429.030g5.130gxx＝602，故答案為：602；（6）物質(zhì)A與鹽酸反應的化學方程式為：Al2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O+18HCl＝2AlCl3+6MgCl2+（13+x2）H2O+yCOAl2Mg6（OH）x（CO3）y?4H2O+18HCl＝2AlCl3+6MgCl2+（13+x2）H2O+yCO60244y6.020g0.440g602y＝1根據(jù)反應前后氧原子的個數(shù)相等得：x+3y+4＝13+xA的化學式為：Al2Mg6（OH）16CO3?4H2O，故答案為：Al2Mg6（OH）16CO3?4H2O。五．化學實驗方案設計與評價11．“白鐵皮”具有較強的耐腐蝕性，是生產(chǎn)中常用的金屬材料之一．鍍鋅層猶如鐵皮的保護層，這層膜的厚度是判斷鍍層質(zhì)量的重要指標．某研究性學習小組為了測定鍍鋅鐵皮鍍鋅層的厚度，設計了下面的實驗方案（1）討論：在鐵皮表面鍍鋅是為了．（填字母）a．鋅沒有鐵活潑，鍍在鐵的表面可防止生銹b．鋅比鐵活潑，并且在空氣中容易形成致密的氧化膜，防止生銹（2）甲同學的方案是：如圖1，將鍍鋅鐵皮浸泡在鹽酸中，先用鹽酸將鍍鋅鐵皮表面的鋅反應掉，通過測量因產(chǎn)生氣體而形成差量計算出鋅的質(zhì)量，然后再計算得到鋅層的厚度．但是乙同學回顧起上課時老師演示的“用足量鹽酸除鐵銹”的實驗現(xiàn)象，馬上對甲同學的方案的可行性提出了異議，乙同學的理由是（化學方程式表示）（3）乙同學查閱資料：ZnCl2、FeCl2都能與NaOH溶液反應，生成難溶于水的Zn（OH）2和Fe（OH）2，而Zn（OH）2既可以溶于酸也可以溶于堿，F(xiàn)e（OH）2則只能溶于酸，于是設計了如圖3方案：步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是．（4）丙同學設計通過測量鍍鋅鐵皮與酸反應產(chǎn)生氣體的體積來計算鋅層的厚度，他設計了如圖2所示裝置．其中儀器A中盛放的是鍍鋅鐵皮，儀器B中盛放的是稀硫酸．①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是．②檢查量氣裝置氣密性：連接好裝置，關閉彈簧夾，從量氣管注水，若觀察到，說明該量氣裝置氣密性良好．③若分液漏斗上方不連接導管a，則測出氣體體積會（選填“偏小”、“偏大”或“沒有影響”）．【解答】解：（1）在鐵皮表面鍍鋅是因為鋅比鐵活潑，并且在空氣中容易形成致密的氧化膜，防止生銹．故填：b．（2）乙同學的理由是：因為鐵也能和稀鹽酸反應生成氣體，因此很難控制只讓鋅反應，不讓鐵反應．故填：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑．（3）步驟②中加入足量氫氧化鈉的目的是讓氫氧化鋅溶解與氫氧化鐵分離．故填：防止產(chǎn)生氫氧化鋅沉淀．（4）①選擇用稀硫酸而不用濃鹽酸的原因是濃鹽酸有揮發(fā)性，影響氣體的體積的測定．故填：濃鹽酸易揮發(fā)．②檢查量氣裝置氣密性：連接好裝置，關閉彈簧夾，從量氣管注水，若觀察到量氣管中液面與左邊液面形成高度差，一段時間后，兩邊高度差不變，說明該量氣裝置氣密性良好．故填：量氣管中液面與左邊液面形成高度差，一段時間后，兩邊高度差不變．③若分液漏斗上方不連接導管a，則進入錐形瓶中的稀硫酸占據(jù)的空氣會隨著生成的氣體進入球形干燥管，從而導致測出的氣體體積偏大．故填：偏大．12．某課外小組利用H2還原黃色的WO3粉末測定W的相對原子質(zhì)量，下圖是測定裝置的示意圖．A中的試劑是鹽酸．請回答下列問題：（1）接好裝置后應首先檢驗裝置氣密性，其方法是；（2）“加熱反應管E”和“從A瓶逐滴滴加液體”這兩步操作應該先進行的是．在這兩步之間還應進行的操作是；（3）從實驗中測得了下列數(shù)據(jù)：①空E管的質(zhì)量a；④反應前F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量d；②E管和WO3的總質(zhì)量b；⑤反應后F管及內(nèi)盛物的總質(zhì)量e③反應后E管和W粉的總質(zhì)量c（冷卻后）；由以上數(shù)據(jù)可以列出計算W的相對原子質(zhì)量的兩個不同計算式（除W外，其他涉及的元素的相對原子質(zhì)量均為已知）計算式1：（W）相對原子質(zhì)量＝；計算式2：（W）相對原子質(zhì)量＝．【解答】解：（1）實驗裝置連接好了以后，要檢驗裝置的氣密性，可以根據(jù)氣壓原理來檢驗，關閉分液漏斗上的活塞，將G彎管浸沒在盛有水的燒杯中，溫熱燒瓶B，觀察G管口，若有氣泡逸出，停止加熱后，導氣管與燒杯中有液面差，一段時間內(nèi)液面差保持不變，說明裝置的氣密性良好；故答案為：關閉分液漏斗上的活塞，將G彎管浸沒在盛有水的燒杯中，溫熱燒瓶B，觀察G管口，若有氣泡逸出，停止加熱后，導氣管與燒杯中有液面差，一段時間內(nèi)液面差保持不變，說明裝置的氣密性良好；（2）實驗過程中，在H2與WO3反應前必須依次除去氯化氫、水蒸氣，裝置中的空氣趕盡，再進行實驗，所以先從A瓶逐滴滴加液體，待氫氣純凈后進行試驗，故答案為：先從A瓶逐滴滴加液體；檢驗H2的純度；（4）WO3+3H2△ˉW+3H2W+48W54b﹣ac﹣ae﹣d即：W+48分別求解，可求得W=48×(c?a)故答案為：48×(c?a)b?c；54×(c?a)13．如下圖是用燃燒法來確定有機物組成的常用裝置，這種方法是在電爐加熱時用純凈氧氣氧化管內(nèi)樣品，根據(jù)產(chǎn)物的質(zhì)量確定有機物的組成（已知：C中的氧化銅是確保有機物中的碳元素完全轉化為二氧化碳；A中的反應為：2H2O2MnO2ˉ2H2回答下列問題：（1）A裝置中a儀器的名稱是（2）若去掉B裝置會對元素的測量結果有影響，會使測量結果（填“偏大”或“偏小”）．（3）E裝置中所盛放物質(zhì)最好選用（填：①氫氧化鈣溶液；②氫氧化鈉溶液；③水）．（4）若準確稱取1.12g樣品（樣品只含C、H、O三種元素中的兩種或三種）．經(jīng)充分燃燒，D裝置增重1.44g，E裝置增重3.52g，則該有機物樣品中所含的元素為．【解答】解：（1）A裝置中a儀器的名稱是燒瓶．故填：燒瓶．（2）B裝置用來吸收氧氣中的水蒸氣，若去掉B裝置時，氧氣中的水蒸氣會被D裝置吸收，導致測定的反應生成的水的質(zhì)量偏大，從而會對氫元素的測量結果有影響，會使測量結果偏大．故填：氫；偏大．（3）氫氧化鈣的溶解度很小，可能不能完全吸收反應生成的二氧化碳，二氧化碳在水中的溶解度較小，可能不能完全吸收反應生成的二氧化碳，氫氧化鈉溶液能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，并且氫氧化鈉的溶解度較大，因此為了完全吸收反應生成的二氧化碳，E裝置中所盛放物質(zhì)最好選用氫氧化鈉溶液．故填：②．（4）參加反應的氧氣質(zhì)量為：1.44g+3.52g﹣1.12g＝3.84g，1.44g水中氫元素質(zhì)量為：1.44g×23.52g中碳元素質(zhì)量為：3.52g×12該物質(zhì)中氧元素質(zhì)量為：1.28g+2.56g﹣3.84g＝0，水中的氫元素和二氧化碳中的碳元素一定來自于該物質(zhì)，則該有機物樣品中所含的元素的碳元素和氫元素．故填：碳元素、氫元素．14．實驗室一般不用塊狀石灰石與硫酸反應制取二氧化碳，原因是碳酸鈣與硫酸反應生成的硫酸鈣微溶，覆蓋在石灰石的表面而阻止與硫酸接觸繼續(xù)反應．小明想能否加入某種物質(zhì)使其反應繼續(xù)進行，他查閱資料后發(fā)現(xiàn)，在石灰石與硫酸反應停止后，加入少量氯化鈉固體，能繼續(xù)反應并產(chǎn)生氣體．小明繼而又想，加氯化鈉后，石灰石與硫酸能繼續(xù)發(fā)生反應，在反應中起促進作用的是Na+還是Cl﹣，或者是二者共同作用的結果呢？于是設計了如下實驗：向4支試管中各加入一塊石灰石和5ml濃度為50%的硫酸溶液，待反應停止后，再分別加入約0.2克的KCl、NH4Cl、CaCl2…等固體輕輕振蕩，觀察到的現(xiàn)象如表：物質(zhì)KClNH4ClCaCl2①現(xiàn)象繼續(xù)發(fā)生反應生成二氧化碳氣體，但反應較慢，反應一段時間后就趨于停止．CaCl2溶解并生成大量的白色固體，但不能繼續(xù)發(fā)生反應沒有明顯可見的現(xiàn)象（1）石灰石與硫酸反應停止后，加入氯化鈉固體反應能繼續(xù)進行，其原因可能是．（2）小明為了驗證Na+在實驗中的作用，在上表①處應加入的物質(zhì)是．（3）通過實驗可得出的結論是．【解答】解：（1）硫酸鈣會阻止反應的進行，但氯化鈉能夠促進反應進行，說明氯化鈉可能會增加硫酸鈣的溶解，或破壞硫酸鈣在碳酸鈣表面的附著等．故填：氯化鈉能夠增大硫酸鈣在溶液中的溶解度，或氯化鈉能使硫酸鈣在石灰石表面脫落，或氯化鈉能夠破壞碳酸鈣表面的硫酸鈣等．（2）為了驗證Na+在實驗中的作用，在上表①處應加入的物質(zhì)可以是硝酸鈉．故填：硝酸鈉．（3）根據(jù)表格現(xiàn)象可知：加快石灰石與硫酸反應是Na+與Cl﹣共同起作用，Cl﹣所起的用比Na+大，鈣離子對該反應起抑制作用．故填：加快石灰石與硫酸反應是Na+與Cl﹣共同起作用，Cl﹣所起的用比Na+大，鈣離子對該反應起抑制作用．故答案為：（1）氯化鈉能夠增大硫酸鈣在溶液中的溶解度，或氯化鈉能使硫酸鈣在石灰石表面脫落，或氯化鈉能夠破壞碳酸鈣表面的硫酸鈣等；（2）硝酸鈉；（3）加快石灰石與硫酸反應是Na+與Cl﹣共同起作用，Cl﹣所起的用比Na+大，鈣離子對該反應起抑制作用15．某同學為了測定水中氫、氧兩元素的質(zhì)量比，設計了以下實驗，實驗裝置如圖．現(xiàn)提供的化學試劑有：銅粉、氧化銅、無水氯化鈣、硫酸銅晶體、稀硫酸、稀硝酸、濃硫酸、濃鹽酸、鋅粒．（1）裝置D中發(fā)生的反應的化學方程式是；（2）裝置C中進氣管出口為多孔球泡，多孔球泡除導氣外，其主要作用是；（3）反應完成后，冷卻時，發(fā)現(xiàn)玻璃管D中有水珠殘留，此時該采用的正確操作是；（4）開始反應前，先稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量，分別依次為W1和W2，反應完成之后，冷卻、再稱量，質(zhì)量分別依次為W3和W4．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，計算水中氫原子與氧原子的個數(shù)比的算式為（用含W1、W2、W3和W4的式子表示）：；（5）如要求實驗更精確，可在裝置E后再接一個盛有堿石灰的U形管，此U形管的作用是；（6）若實驗測得m（H）：m（O）＞1：8，關于導致這一結果的原因的分析中，一定錯誤的是．A．裝置C中硫酸的濃度不大，作用不太好B．裝置E后缺少干燥裝置C．稱量裝置D和裝置E的質(zhì)量時，稱量值均偏大D．CuO沒有全部被還原．【解答】解：（1）反應物是氫氣和氧化銅，生成