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【實(shí)驗(yàn)攻略】備戰(zhàn)2024年中考化學(xué)實(shí)驗(yàn)新考法專題01數(shù)字化實(shí)驗(yàn)1.(2023·江蘇常州·統(tǒng)考中考真題)某興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。Ⅰ、知識(shí)鏈接(1)人類進(jìn)行呼吸作用的主要形式是有氧呼吸,通過(guò)酶的催化作用,把糖類等有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。葡萄糖(C6H12O6)在人體內(nèi)參與呼吸作用的化學(xué)反應(yīng)方程式為。Ⅱ、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(2)初始實(shí)驗(yàn):如圖1所示,甲同學(xué)通過(guò)導(dǎo)管向澄清石灰水中吹氣,觀察到澄清石灰水變渾濁,于是得出結(jié)論:人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。
①澄清石灰水變渾濁的化學(xué)反應(yīng)方程式為。②經(jīng)過(guò)討論,同學(xué)們認(rèn)為圖1實(shí)驗(yàn)不足以得出正確結(jié)論,原因是吸入的空氣中。(3)改進(jìn)實(shí)驗(yàn):同學(xué)們改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。檢驗(yàn)氣密性良好后,在A、B瓶中裝入等濃度等體積、足量的澄清石灰水。乙同學(xué)對(duì)著同一套裝置吹嘴做了相同時(shí)長(zhǎng)、相同氣流速度的吸氣和呼氣,通過(guò)單向閥控制后的吸氣步驟和呼氣步驟氣流方向如圖2所示,觀察現(xiàn)象。①實(shí)驗(yàn)時(shí)做相同時(shí)長(zhǎng)、相同氣流速度的吸氣和呼氣動(dòng)作的目的是,便于對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。②實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若觀察到現(xiàn)象,則說(shuō)明人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。(4)數(shù)字化實(shí)驗(yàn):同學(xué)們又進(jìn)行如圖3所示實(shí)驗(yàn),把氧氣濃度、二氧化碳濃度和濕度傳感器探頭放入有少量空氣的保鮮袋中,打開儀器開始采集數(shù)據(jù),然后向袋內(nèi)呼出氣體。采集的數(shù)據(jù)如圖4所示,縱坐標(biāo)為某一氣體體積分?jǐn)?shù)(%),橫坐標(biāo)為時(shí)間(s)。
①實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的其余氣體的主要成分為。②能說(shuō)明人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的曲線是。③根據(jù)圖4中信息,推斷Z曲線在下降后又略有上升的可能的原因是。【答案】(1)(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O含有二氧化碳(3)控制單一變量A中澄清石灰水不變渾濁,B中澄清石灰水變渾濁(4)氮?dú)?N2X呼出氣體中部分水蒸氣液化【詳解】(1)呼吸作用是葡萄糖和氧氣在酶的作用下轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳,化學(xué)方程式為。(2)①二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,可使用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳。石灰水中的氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,化學(xué)方程式為。②空氣的成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算,氮?dú)饧s占78%,氧氣占21%,稀有氣體占0.94%,二氧化碳占0.03%,其他占0.03%。吸入的空氣中含有二氧化碳,所以呼出氣體中的二氧化碳不一定是人體呼吸作用產(chǎn)生的。(3)①作對(duì)比實(shí)驗(yàn)需要控制變量,要注意單一變量原則,實(shí)驗(yàn)時(shí)做相同時(shí)長(zhǎng)、相同氣流速度的吸氣和呼氣動(dòng)作的目的是控制單一變量,消除呼吸時(shí)間長(zhǎng)短、氣流速度等對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的影響,便于對(duì)比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。②結(jié)論是能說(shuō)明人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。則推測(cè)對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象是吸入氣體中的二氧化碳不足以使澄清石灰水變渾濁,而呼出氣體中的二氧化碳濃度較高,使二氧化碳變渾濁,從而說(shuō)明有二氧化碳生成,得出人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。吸入的氣體經(jīng)過(guò)A中的澄清石灰水不經(jīng)過(guò)B中,吹出氣體經(jīng)過(guò)B中的澄清石灰水而不經(jīng)過(guò)A中,所以現(xiàn)象是A中澄清石灰水不變渾濁,B中澄清石灰水變渾濁。(4)①空氣的成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算,氮?dú)饧s占78%,氧氣占21%,稀有氣體占0.94%,二氧化碳占0.03%,其他占0.03%。呼吸作用不會(huì)消耗氮?dú)?,呼出氣體中也會(huì)含有大量的氮?dú)?,所以?shí)驗(yàn)中沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的其余氣體的主要成分為氮?dú)?。②空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)約為0.03%,呼出氣體中二氧化碳含量明顯增加,所以能說(shuō)明人體呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的曲線是X。③空氣中氧氣含量約為21%,則Z曲線為氧氣濃度曲線。曲線下降是因?yàn)楹粑饔孟难鯕狻:舫鰵怏w溫度較高,水蒸氣含量較大,呼出后溫度下降,部分水蒸氣液化,氣體中水蒸氣含量減少,氣體總體積減少,而呼出氧氣的體積不變,所以可能導(dǎo)致氧氣濃度在下降后又略有上升。2.(2023·四川涼山·統(tǒng)考中考真題)CaCl2可用于冷凍劑、干燥劑、融雪劑、醫(yī)藥及冶金工業(yè)等?;瘜W(xué)興趣小組在完成實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)后,欲對(duì)剩余廢液的組成進(jìn)行探究,并制定回收CaCl2的方案?!咎岢鰡?wèn)題】實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳后的廢液中含有哪些溶質(zhì)?【猜想與假設(shè)】猜想一:CaCl2猜想二:CaCl2和HCl【查閱資料】CaCl2溶液呈中性【探究活動(dòng)一】取少量廢液等分成2份,甲、乙兩組同學(xué)分別利用其中一份進(jìn)行如下探究:甲組同學(xué)向廢液中滴加紫色石蕊溶液,溶液變成色,證明猜想二成立。乙組同學(xué)用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將80mL一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的碳酸鈉溶液逐滴加入廢液,測(cè)得數(shù)據(jù)如圖2。
【數(shù)據(jù)分析】乙組同學(xué)對(duì)圖2數(shù)據(jù)進(jìn)行討論分析,證明猜想二成立。I.a點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為。Ⅱ.b點(diǎn)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。Ⅲ.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液中全部溶質(zhì)的化學(xué)式為?!咎骄炕顒?dòng)二】丙組同學(xué)提出直接蒸發(fā)溶劑可從剩余廢液中回收純凈CaCl2,理由是。【交流與反思】甲組同學(xué)認(rèn)為丙組同學(xué)提出的方法會(huì)對(duì)空氣造成污染。在不借助其它試劑和儀器的情況下,除去廢液中對(duì)空氣造成污染的物質(zhì),建議最好先在廢液中加入下面(填選項(xiàng)序號(hào))試劑。A.CaOB.Ca(OH)2C.CaCO3【答案】紅有氣泡產(chǎn)生NaClNa2CO3鹽酸易揮發(fā)C【詳解】①、紫色石蕊溶液遇酸變成紅色,故猜想二CaCl2和HCl成立;②、在a點(diǎn)時(shí)碳酸鈉先和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水,故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生;③、b點(diǎn)時(shí)鹽酸被消耗完全,碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成氯化鈉和碳酸鈣沉淀,化學(xué)方程式是;④、c點(diǎn)時(shí),鹽酸和氯化鈣都被反應(yīng)完全,溶液內(nèi)只剩下氯化鈉和碳酸鈉了,故全部溶質(zhì)的化學(xué)式為NaCl和Na2CO3;⑤、鹽酸具有揮發(fā)性,所以直接蒸發(fā)溶劑可從剩余廢液中回收純凈CaCl2;⑥、碳酸鈣會(huì)和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,故可除去廢液中的鹽酸。3.(2023·吉林長(zhǎng)春·統(tǒng)考中考真題)化學(xué)興趣小組以“助力碳中和”為主題,設(shè)計(jì)并開展了如下項(xiàng)目式探究活動(dòng)。項(xiàng)目一:探究廚房中的溫室效應(yīng)【查閱資料】Ⅰ.CO2、CH4等氣體能產(chǎn)生溫室效應(yīng);Ⅱ.相同條件下,陽(yáng)光照射時(shí),溫室氣體含量越高環(huán)境升溫越快;Ⅲ.點(diǎn)燃天然氣后,周圍空氣中的CO2含量會(huì)升高?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(1)小組同學(xué)利用廚房用品中的純堿和反應(yīng)制CO2,并用塑料瓶A收集;再用相同的塑料瓶B,收集一瓶使用天然氣前廚房中的空氣樣品,按圖1連接裝置(氣密性良好);
(2)標(biāo)記塑料管內(nèi)紅墨水停留的位置,將裝置移至室外,置于陽(yáng)光下照射一段時(shí)間后,觀察到紅墨水處于標(biāo)記位置的(填“左”或“右”)側(cè)。小組同學(xué)得出結(jié)論:能增強(qiáng)溫室效應(yīng),并可用該裝置驗(yàn)證;將裝置拿回廚房,點(diǎn)燃天然氣一段時(shí)間后,用排盡CO2的塑料瓶A收集爐灶周圍的空氣。冷卻至室溫后連接裝置,重復(fù)(2)實(shí)驗(yàn),觀察到相同的現(xiàn)象?!痉治鲇懻摗浚?)部分同學(xué)認(rèn)為一定是天然氣燃燒產(chǎn)生的CO2增強(qiáng)了廚房中的溫室效應(yīng)。有同學(xué)認(rèn)為該說(shuō)法不嚴(yán)謹(jǐn),理由是?!镜贸鼋Y(jié)論】使用天然氣會(huì)增強(qiáng)廚房中的溫室效應(yīng)。項(xiàng)目二:探究使用不同物質(zhì)吸收CO2的可行性【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們分別使用等體積的H2O、Ca(OH)2飽和溶液和溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的NaOH溶液,利用圖2裝置分別進(jìn)行3次實(shí)驗(yàn),測(cè)得瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線如圖3所示:
(4)CO2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(5)結(jié)合圖3數(shù)據(jù)分析,實(shí)驗(yàn)使用的三種物質(zhì)中,對(duì)CO2吸收效果最好的是?!痉治鲇懻摗浚?)有同學(xué)提出,反應(yīng)中的能量變化也會(huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)變化。于是,小組同學(xué)將壓強(qiáng)傳感器更換為溫度傳感器,重新進(jìn)行了部分實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖4所示。由數(shù)據(jù)可知,與NaOH溶液的反應(yīng)是(填“吸熱反應(yīng)”或“放熱反應(yīng)”);(7)結(jié)合圖4數(shù)據(jù)綜合分析,圖3中NaOH溶液對(duì)應(yīng)曲線在100s﹣300s內(nèi)壓強(qiáng)變化的原因是。【得出結(jié)論】吸收CO2時(shí),要多角度考慮其方案的可行性。項(xiàng)目三:研討低碳行動(dòng)方案【分析討論】(8)小組同學(xué)認(rèn)為如果CO2過(guò)量排放,難以回收。我們可以通過(guò)低碳生活的方式減少CO2的排放,請(qǐng)舉出一種具體做法?!敬鸢浮浚?)食醋(2)右(3)天然氣的主要成分是甲烷,也能增強(qiáng)了廚房中的溫室效應(yīng)(4)(5)NaOH溶液(6)放熱反應(yīng)(7)CO2與NaOH溶液反應(yīng),二氧化碳逐漸減少,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減?。?)拒絕使用塑料袋、一次性筷子【詳解】(1)制取CO2可以選擇鹽和酸發(fā)生反應(yīng),純堿Na2CO3,廚房中食醋CH3COOH為酸,所以利用廚房用品中的純堿和食醋反應(yīng)可以制取制CO2,故填:食醋;(2)因?yàn)锳瓶中二氧化碳溫室氣體,B瓶為使用天然氣前廚房中的空氣樣品,置于陽(yáng)光下照射一段時(shí)間后,瓶?jī)?nèi)溫度升高,相同條件下,溫室氣體含量越高環(huán)境升溫越快,所以A瓶的溫度高,壓強(qiáng)大,B瓶溫度低,壓強(qiáng)小,所以紅墨水會(huì)向右移,故填:右;(3)天然氣主要成分是甲烷,溫室危害是二氧化碳的二十倍,所以增強(qiáng)了廚房中的溫室效應(yīng)除了其燃燒產(chǎn)生的二氧化碳以外,其自身也會(huì)增強(qiáng)了廚房中的溫室效應(yīng),故填:天然氣的主要成分是甲烷,也能增強(qiáng)了廚房中的溫室效應(yīng)。(4)CO2可以與NaOH溶液反應(yīng),其化學(xué)方程式為:(5)由圖3可以看到,相同時(shí)間內(nèi),滴入NaOH溶液后,錐形瓶?jī)?nèi)的壓強(qiáng)減小的最快,證明氫氧化鈉溶液可以更好的吸收二氧化碳,故填:NaOH溶液;(6)由圖4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看到,滴入NaOH溶液時(shí),溫度在升高,證明NaOH溶液與二氧化碳的反應(yīng)時(shí)放熱反應(yīng),故填:放熱反應(yīng);(7)裝有二氧化碳的錐形瓶?jī)?nèi)加入足量氫氧化鈉溶液,二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,集氣瓶中的二氧化碳逐漸減少,瓶?jī)?nèi)氣壓逐漸減小,故有圖3中對(duì)應(yīng)曲線在100s﹣300s內(nèi)壓強(qiáng)變化,故填:CO2與NaOH溶液反應(yīng),二氧化碳逐漸減少,裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小。(8)拒絕塑料袋、一次性筷子,使用節(jié)能燈;少用空調(diào)多開窗,雙面使用紙張,增強(qiáng)室內(nèi)采光,減少照明用電等,均可以減少二氧化碳的排放,符合"低碳生活"。4.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考中考真題)某化學(xué)興趣小組對(duì)家用某品牌發(fā)酵粉進(jìn)行探究?;顒?dòng)一:定性研究(1)小星通過(guò)觀察標(biāo)簽知道這種發(fā)酵粉主要成分是碳酸氫鈉,為測(cè)定發(fā)酵粉溶解形成溶液的酸堿性,取少量發(fā)酵粉加適量水溶解,在室溫下用pH計(jì)測(cè)得所得溶液pH為8.2,說(shuō)明溶液中除、外,一定含有(填離子符號(hào))。(2)小靜對(duì)碳酸氫鈉固體溶解過(guò)程溫度變化進(jìn)行研究,實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,使用溫度傳感器分別測(cè)得不同質(zhì)量的碳酸氫鈉粉末溶解過(guò)程的溫度變化曲線如圖2。由圖可知,碳酸氫鈉固體溶于水熱量,影響溶解過(guò)程溫度變化程度還與因素有關(guān)(答1點(diǎn)即可)。
活動(dòng)二:定量測(cè)定小燕設(shè)計(jì)了如圖3裝置,測(cè)定該發(fā)酵粉樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(已知發(fā)酵粉中其他成分不與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣體)。
(3)B裝置中濃硫酸的作用為。(4)小燕取15.0g固體樣品和足量稀鹽酸置于裝置A中,打開活塞,充分反應(yīng)后,測(cè)得裝置C增重6.6g。請(qǐng)計(jì)算樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計(jì)算過(guò)程)(5)小組同學(xué)圍繞實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)誤差進(jìn)行分析,形成兩種不同意見。請(qǐng)分別寫出產(chǎn)生偏大和偏小兩種誤差的原因和導(dǎo)致結(jié)果。(經(jīng)檢測(cè)裝置氣密性良好)活動(dòng)三:拓展延伸小林發(fā)現(xiàn)NaOH溶液與NaHCO3溶液混合后無(wú)明顯現(xiàn)象,提出問(wèn)題:NaOH和NaHCO3是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?(6)猜想一:兩者不反應(yīng)猜想二:兩者發(fā)生反應(yīng),從元素守恒的角度,反應(yīng)生成H2O和(寫化學(xué)式)。(7)已知:該實(shí)驗(yàn)條件下CaCl2溶液與NaOH溶液混合變渾濁,CaCl2溶液與NaHCO3溶液混合無(wú)現(xiàn)象,為驗(yàn)證猜想二正確,請(qǐng)你補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)方案:取少量NaHCO3溶液,向其中加入足量NaOH溶液,。(實(shí)驗(yàn)方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論??晒┻x用的試劑有:CaCl2溶液、稀鹽酸、澄清石灰水)【答案】(1)OH-(2)吸收碳酸氫鈉的質(zhì)量(3)吸收水蒸氣(4)裝置C增重6.6g即碳酸氫鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為6.6g。設(shè):樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量為xx=12.6g樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=84%答:樣品中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%。(5)產(chǎn)生偏大誤差的原因是D裝置中的堿石灰失效,空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中使得二氧化碳質(zhì)量偏大導(dǎo)致的結(jié)果是測(cè)得碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大;產(chǎn)生偏小誤差的原因是C中氫氧化鈉溶液部分變質(zhì),導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳未完全吸收,測(cè)得二氧化碳質(zhì)量偏小,導(dǎo)致的結(jié)果是測(cè)得碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。(6)Na2CO3(7)讓兩者充分混合后,加入CaCl2溶液,觀察到溶液變渾濁,產(chǎn)生白色沉淀,將反應(yīng)后得到的液體過(guò)濾,取濾渣洗凈后放入試管中,加入稀鹽酸,觀察到有氣泡產(chǎn)生,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,看到澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明有二氧化碳產(chǎn)生,說(shuō)明NaOH和NaHCO3反應(yīng)生成了碳酸鈉,可得結(jié)論:NaOH和NaHCO3發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)【詳解】(1)用pH計(jì)測(cè)得所得溶液pH為8.2,說(shuō)明溶液呈堿性,即溶液中應(yīng)含有OH-,故填:OH-;(2)由圖可知,加入碳酸氫鈉固體后,溶液的溫度在下降,說(shuō)明碳酸氫鈉固體溶于水會(huì)吸收熱量,由圖2可知,不同質(zhì)量的碳酸氫鈉去溶解,溫度下降的快慢也不一樣,故填:①吸收②碳酸氫鈉的質(zhì)量;(3)B裝置中濃硫酸的作用為吸收水蒸氣,防止水蒸氣進(jìn)入C中被吸收,導(dǎo)致測(cè)得二氧化碳質(zhì)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,故填:吸收水蒸氣;(4)見答案(5)產(chǎn)生偏大誤差即測(cè)得碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,則測(cè)得二氧化碳的質(zhì)量也應(yīng)偏大,故應(yīng)該是D裝置中的堿石灰失效,空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中使測(cè)得二氧化碳質(zhì)量偏大導(dǎo)致碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大;產(chǎn)生偏小誤差即測(cè)得碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,則測(cè)得二氧化碳的質(zhì)量也應(yīng)偏小,故應(yīng)該是C中氫氧化鈉溶液部分變質(zhì),導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳未完全吸收,測(cè)得二氧化碳質(zhì)量偏小,導(dǎo)致測(cè)得碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。故填:產(chǎn)生偏大誤差的原因是D裝置中的堿石灰失效,空氣中的二氧化碳進(jìn)入C中使得二氧化碳質(zhì)量偏大,導(dǎo)致的結(jié)果是測(cè)得碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大;產(chǎn)生偏小誤差的原因是C中氫氧化鈉溶液部分變質(zhì),導(dǎo)致反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳未完全吸收,測(cè)得二氧化碳質(zhì)量偏小,導(dǎo)致的結(jié)果是測(cè)得碳酸氫鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小。(6)從元素守恒的角度,反應(yīng)前后元素種類不變,反應(yīng)前有鈉、氧、氫、碳四種元素,反應(yīng)后也要有這四種元素,反應(yīng)生成H2O有氫、氧元素,則另一種產(chǎn)物一定要有鈉、碳元素,結(jié)合所學(xué),則另一產(chǎn)物應(yīng)為Na2CO3,故填:Na2CO3;(7)證明二者發(fā)生反應(yīng),可以從證明生成物的角度出發(fā),生成物為碳酸鈉,利用氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉,碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng),生成能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳,故填:讓兩者充分混合后,加入CaCl2溶液,觀察到溶液變渾濁,產(chǎn)生白色沉淀,將反應(yīng)后的液體過(guò)濾,取濾渣洗凈后放入試管中,加入稀鹽酸,觀察到有氣泡產(chǎn)生,將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中,看到澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明有二氧化碳產(chǎn)生,說(shuō)明NaOH和NaHCO3反應(yīng)生成了碳酸鈉,可得結(jié)論:NaOH和NaHCO3發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。5.(2023·河北·統(tǒng)考中考真題)登山運(yùn)動(dòng)員登山時(shí)常用氫化鈣作為供氫劑,用來(lái)提供能源。某興趣小組同學(xué)對(duì)放置了一段時(shí)間的氫化鈣取樣進(jìn)行探究?!静殚嗁Y料】氫化鈣()是一種固態(tài)儲(chǔ)氫物質(zhì),它遇水劇烈反應(yīng)釋放出氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為?!咎岢鰡?wèn)題】該氫化鈣樣品與水反應(yīng)是否還能生成氫氣?【實(shí)驗(yàn)1】小組同學(xué)用適量氫化鈣樣品和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)如圖所示是小組同學(xué)設(shè)計(jì)的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,為便于控制反應(yīng)速率,最好選用裝置(選填“A”或“B”)。(2)連接好裝置后,加入藥品前,應(yīng)進(jìn)行的操作是。(3)向裝置中加入藥品并開始實(shí)驗(yàn)。錐形瓶中快速產(chǎn)生氣泡;將導(dǎo)管插入肥皂水中,吹出肥皂泡,用燃著的木條靠近上升到空中的肥皂泡,肥皂泡被點(diǎn)燃。“肥皂泡被點(diǎn)燃”是因?yàn)闅錃饩哂行??!镜贸鼋Y(jié)論】該氫化鈣樣品與水反應(yīng)還能生成氫氣?!咎岢鲂聠?wèn)題】實(shí)驗(yàn)1中不再產(chǎn)生氣泡后,錐形瓶中有較多白色渾濁物。白色渾濁物是什么?【分析討論】氫化鈣與水反應(yīng)生成了氫氧化鈣,氫氧化鈣微溶于水,白色渾濁物中一定含有氫氧化鈣:氫化鈣在保存過(guò)程中可能變質(zhì)生成碳酸鈣,故白色渾濁物中還可能含有碳酸鈣。【實(shí)驗(yàn)2】按圖1所示,將白色渾濁物裝入錐形瓶中,用注射器注入適量稀鹽酸,并利用二氧化碳傳感器測(cè)得錐形瓶中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖2所示。
(4)實(shí)驗(yàn)2中錐形瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為(寫一個(gè)即可)。(5)圖2中說(shuō)明有二氧化碳生成的依據(jù)是?!镜贸鼋Y(jié)論】白色渾濁物中含有氫氧化鈣和碳酸鈣,同時(shí)說(shuō)明氫化鈣樣品有少量變質(zhì)?!痉此纪卣埂浚?)保存氫化鈣的一條建議是。(7)氫能有很多優(yōu)點(diǎn),如(寫一條即可)。我們共同努力,助力我國(guó)早日進(jìn)入“氫能經(jīng)濟(jì)”時(shí)代?!敬鸢浮浚?)A(2)檢驗(yàn)裝置氣密性(3)可燃(4)(5)隨反應(yīng)時(shí)間增加,二氧化碳體積分?jǐn)?shù)增加(6)應(yīng)該密封保存(7)清潔無(wú)污染【詳解】(1)A裝置中式分液漏斗,可以通過(guò)控制液體滴加速度來(lái)控制反應(yīng)速率,故填:A;(2)有氣體生成的反應(yīng),在反應(yīng)開始前應(yīng)該先檢驗(yàn)裝置氣密性;(3)能夠燃燒,說(shuō)明氫氣具有可燃性;(4)由于有二氧化碳生成,說(shuō)明有碳酸鈣存在,碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳:(5)圖2可以看出,隨反應(yīng)時(shí)間增加,二氧化碳體積分?jǐn)?shù)增加,這說(shuō)明有二氧化碳生成;(6)氧化鈣接觸水和二氧化碳之后會(huì)變質(zhì)生成氫氧化鈣和碳酸鈣,屬于日常保存時(shí)應(yīng)該注意要密封保存;(7)氫能在燃燒過(guò)程中產(chǎn)物只有水,所以屬于清潔能源,故填:清潔無(wú)污染。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)是通過(guò)“傳感器+數(shù)據(jù)采集器+計(jì)算機(jī)”定量采集數(shù)據(jù)得到曲線和數(shù)字的一種新型實(shí)驗(yàn),這些圖形直觀可視、真實(shí)可靠,可以將一些不易感受,不好理解的現(xiàn)象很直觀的展示出來(lái)。初中化學(xué)常通過(guò)濃度傳感器、壓強(qiáng)傳感器、溫度傳感器、pH傳感器、濕度傳感器等,對(duì)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中的濃度變化、壓強(qiáng)變化、溫度變化、pH變化、電導(dǎo)率變化等進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的定性和定量分析。近年來(lái),各地化學(xué)中考中出現(xiàn)了不少以數(shù)字化實(shí)驗(yàn)為情境的試題。數(shù)字化實(shí)驗(yàn)題考查形式,類似但不同于坐標(biāo)圖像題,題目常以某一反應(yīng)或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中氣體的含量、氣體的壓強(qiáng)、溶液的pH、溶液的溫度等隨時(shí)間的變化曲線為切入點(diǎn),利用傳感儀導(dǎo)出的數(shù)據(jù)建立坐標(biāo),使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象數(shù)字化、圖像化、可視化,從而將化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的微變化從定性描述升華到定量分析。由于同一時(shí)間段內(nèi)會(huì)產(chǎn)生多種變化因素,可從多個(gè)角度設(shè)置問(wèn)題進(jìn)行考查,因此同一坐標(biāo)下可呈現(xiàn)一條或多條變化曲線。學(xué)生可根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理,依據(jù)不同的曲線圖,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或分析產(chǎn)生某種現(xiàn)象引發(fā)的原因等。該題型分值逐年增加分,各種題型均可涉及。題型1:化學(xué)反應(yīng)中氣體含量的變化曲線1.(2023·吉林長(zhǎng)春·??寄M)鈣是人體所需的重要元素之一。某化學(xué)小組用主要成分為碳酸鈣的補(bǔ)鈣劑進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。查閱資料①白醋的主要成分是醋酸(CH3COOH),可與碳酸鈣反應(yīng),不與補(bǔ)鈣劑中的其他成分反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中暫不考慮醋酸揮發(fā)。②ppm常用來(lái)表示氣體的濃度,數(shù)值越大,說(shuō)明氣體的濃度越高。③碳酸鈣與醋酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:。I.驗(yàn)證補(bǔ)鈣劑能與白醋反應(yīng)?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】裝置現(xiàn)象
試管中的固體逐漸減少,有氣泡產(chǎn)生,燒杯中______【解釋與結(jié)論】(1)補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象。用化學(xué)方程式解釋產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因?!拘〗M交流】分組實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡的速率不同,于是進(jìn)行了如下探究。Ⅱ.探究影響補(bǔ)鈣劑與白醋反應(yīng)速率的因素?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】室溫條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),記錄如下:實(shí)驗(yàn)操作組別實(shí)驗(yàn)序號(hào)補(bǔ)鈣劑形態(tài)白醋中酸濃度(g/100mL)二氧化碳濃度隨時(shí)間的變化曲線
第1組①
片狀6
②
片狀3第2組③
粉末6
④
粉末3【解釋與結(jié)論】(2)上述實(shí)驗(yàn)中,反應(yīng)速率最快的是(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。(3)設(shè)計(jì)第1組實(shí)驗(yàn)的目的是。(4)若探究補(bǔ)鈣劑形態(tài)對(duì)反應(yīng)速率的影響,可選擇的實(shí)驗(yàn)序號(hào)是。【反思與評(píng)價(jià)】(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溫度對(duì)該反應(yīng)速率有影響。同學(xué)們?cè)龠M(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),不需要控制相同的______(填序號(hào))。A.補(bǔ)鈣劑的質(zhì)量B.溫度C.白醋中醋酸濃度D.白醋的體積E.補(bǔ)鈣劑形態(tài)【答案】(1)澄清石灰水變渾濁(2)③(3)探究白醋中醋酸濃度對(duì)補(bǔ)鈣劑與白醋反應(yīng)速率的影響(4)①③(或②④)(5)B【詳解】(1)白醋與碳酸鈣反應(yīng)生成醋酸鈣、二氧化碳和水,二氧化碳能與澄清石灰水中的溶質(zhì)氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為試管中的固體逐漸減少,有氣泡產(chǎn)生,燒杯中澄清石灰水變渾濁;該反應(yīng)方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以看出③中二氧化碳濃度達(dá)到最大所需的時(shí)間最短,所以此時(shí)反應(yīng)速率最快;(3)第1組實(shí)驗(yàn)中的變量為醋酸的濃度,所以是探究白醋中醋酸濃度對(duì)補(bǔ)鈣劑與白醋反應(yīng)速率的影響;(4)若探究補(bǔ)鈣劑形態(tài)對(duì)反應(yīng)速率的影響,根據(jù)控制變量唯一的原則,除補(bǔ)鈣劑的形態(tài)不同外,其它條件要保持一致,故可選擇①③或②④;(5)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,根據(jù)控制變量唯一的原則,除了溫度不同外,其他實(shí)驗(yàn)條件需要保持一致,所以需要控制補(bǔ)鈣劑質(zhì)量、白醋中醋酸濃度、白醋的體積以及補(bǔ)鈣劑形狀一致,所以不需要控制相同的溫度,故選B。2.(2023·福建福州·福建省福州延安中學(xué)??寄M)興趣小組探究金屬的性質(zhì),做了如下實(shí)驗(yàn)?!緦?shí)驗(yàn)一:探究鋅、鐵、銀三種金屬的活動(dòng)性】步驟①在試管中取少量鹽酸,插入鐵絲,充分作用;步驟②在①所得的溶液中,插入銀絲,充分作用;步驟③在②所得的溶液中插入鋅絲,充分作用。
(1)寫出步驟③的化學(xué)方程式:。(2)小鵬認(rèn)為方案中補(bǔ)充一個(gè)實(shí)驗(yàn),就可得出Zn>Fe>H>Ag的結(jié)論。補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是。(3)小晗認(rèn)為要得到Zn>Fe>H>Ag的結(jié)論,不必做補(bǔ)充實(shí)驗(yàn),只需調(diào)整實(shí)驗(yàn)步驟即可,你認(rèn)為調(diào)整插入金屬的順序是?!緦?shí)驗(yàn)二:探究鐵生銹的條件】
(4)檢查裝置的氣密性:打開彈簧夾,(填操作和現(xiàn)象),則裝置氣密性良好。(5)實(shí)驗(yàn)I中鐵絲生銹,鐵絲和氧氣反應(yīng)時(shí)間足夠,當(dāng)打開止水夾時(shí),還能觀察到的現(xiàn)象是:。(6)對(duì)比實(shí)驗(yàn)(填序號(hào)),可以得出鐵生銹需要氧氣。【拓展與延伸1】某小組同學(xué)利用手持?jǐn)?shù)據(jù)采集器,測(cè)定鐵釘與不同溶液(濃度相等)接觸生銹氣濃度的變化,裝置及數(shù)據(jù)如圖:
(7)實(shí)驗(yàn)所用三種溶液中,鐵釘接觸到溶液(填化學(xué)式)更容易生銹。(8)根據(jù)三條曲線都是“先陡后緩”的現(xiàn)象。關(guān)于鐵生銹快慢的問(wèn)題,你能得出的結(jié)論是:。【拓展延伸2】(9)銅能與空氣中氧氣、水、二氧化碳反應(yīng)而銹蝕,生成銅綠【主要成分為Cu2(OH)2CO3】,能否用銅粉與實(shí)驗(yàn)I的裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量?(填“能”或“不能”)你判斷的理由是?!敬鸢浮浚?)Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2(2)取一試管裝入少量稀HCl,插銀絲觀察是否有氣泡產(chǎn)生(3)Ag、Fe、Zn(4)往右側(cè)管中注入水,觀察兩邊管能否形成液面差(5)左邊管中液面上升至刻度1處(6)Ⅰ、Ⅲ;(7)NH4Cl(8)氧氣濃度越低,鐵生銹越慢(9)不能銅粉除了消耗空氣中氧氣之外,還會(huì)消耗空氣中的CO2【詳解】(1)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序進(jìn)行判斷,步驟①中發(fā)生鐵與稀鹽酸的反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,步驟②中銀不能與氯化亞鐵溶液發(fā)生反應(yīng),所以步驟③鋅與氯化亞鐵溶液反應(yīng)生成鐵和氯化鋅,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+FeCl2=Fe+ZnCl2。(2)步驟①能證明鐵排在氫的前面,步驟②銀不與氯化亞鐵溶液反應(yīng),證明銀排在鐵的后面,步驟③能證明鋅排在鐵的前面,綜上分析,銀排在氫的哪里不太清楚,所以需要證明銀排在氫的哪里,需要選擇酸溶液來(lái)實(shí)驗(yàn),故答案為:取一試管裝入少量稀鹽酸,插入銀絲,觀察是否有氣泡產(chǎn)生。(3)如果步驟①中放稀鹽酸,插入銀絲,充分作用,無(wú)明顯現(xiàn)象,可以證明銀排在氫的后面,步驟②在①中所得溶液中插入鐵絲,充分作用,產(chǎn)生氣泡,可以證明鐵排在氫的前面,步驟③在②中所得溶液中插入鋅絲,充分作用,可以證明鋅排在鐵的前面,從而證明Zn>Fe>H>>Ag,故插入金屬的順序是銀絲、鐵絲、鋅絲。(4)檢查裝置的氣密性時(shí),利用壓強(qiáng)的原理,向右管中加水,觀察兩邊管能否形成液面差,若右管液面高于左管液面或上下移動(dòng)右管,若兩管液面始終不相平,證明裝置的氣密性良好。(5)鐵絲生銹消耗管中的氧氣,造成管中左邊壓強(qiáng)減小,所以打開止水夾時(shí),右管中的水進(jìn)入左管,又因?yàn)檠鯕饧s占空氣體積的五分之一,所以左管液面上升至刻度1處。(6)I中有氧氣和水,具備鐵生銹的條件,Ⅲ中沒(méi)有氧氣,只有水,通過(guò)控制變量,分析得知,鐵生銹需要氧氣,故答案為:Ⅰ、Ⅲ。(7)結(jié)合圖像可知,隨時(shí)間的變化,氧氣濃度在氯化銨的環(huán)境中減少的迅速,結(jié)合鐵生銹的條件,可知鐵接觸到氯化銨溶液更容易生銹。(8)鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水共同作用的結(jié)果,結(jié)合圖像趨勢(shì)進(jìn)行分析得知:氧氣濃度越低,鐵生銹越慢。(9)測(cè)定空氣中氧氣的含量實(shí)驗(yàn),必須選擇只消耗氧氣的化學(xué)試劑,結(jié)合題目所給信息,銅能與空氣中氧氣和二氧化碳兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以不能用銅粉與實(shí)驗(yàn)I的裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量。3.(2023·廣東惠州·統(tǒng)考一模)某化學(xué)興趣小組利用如圖1裝置驗(yàn)證燃燒條件并驗(yàn)證用紅磷或白磷燃燒測(cè)定空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是否精確,燃燒匙中加入相同質(zhì)量且足量紅磷和白磷,將各傳感器連接電腦收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(1)按圖1組裝好實(shí)驗(yàn)裝置,將兩個(gè)裝置的電阻絲串聯(lián)在同一個(gè)電源上電源,觀察到的現(xiàn)象為燃燒匙上的白磷先燃燒和紅磷后燃燒并產(chǎn)生,水下的白磷。(2)紅磷和白磷都是磷的單質(zhì),其物理性質(zhì)不同的原因是。(3)燒瓶底部的蒸餾水的作用除了隔絕空氣外,還有的作用(填一點(diǎn));(4)寫出磷燃燒的化學(xué)方程式:。(5)該實(shí)驗(yàn)證明燃燒需要的兩個(gè)條件為和。
(6)實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)從開始實(shí)驗(yàn)到最后裝置冷卻后的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,用氧氣傳感器測(cè)量的兩個(gè)容器內(nèi)氯氣濃度變化曲線如圖2。下列說(shuō)法不正確的是______。(填字母)A.足量紅磷和白磷在密閉容器內(nèi)充分燃燒可將氧氣完全耗盡B.白磷在密閉容器內(nèi)燃燒熄滅時(shí),氧氣仍有10%~15%的剩余C.白磷在密閉容器中燃燒比紅磷對(duì)氧氣的消耗更充分D.用紅磷或白磷燃燒來(lái)測(cè)定空氣中氯氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論精確(7)興趣小組同學(xué)又設(shè)計(jì)了如圖3實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)前該注射器中空氣的體積至少為mL才能順利的完成實(shí)驗(yàn)。(空氣中氧氣的含量按照20%計(jì)算)
【答案】(1)大量白煙不燃燒(2)磷原子的排列方式不同(3)加速冷卻(或吸收五氧化二磷,防止空氣污染或防止高溫固體炸裂瓶底)(4)(5)溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)與氧氣接觸(6)ABD(7)20【詳解】(1)白磷燃燒、紅磷燃燒都是磷和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生五氧化二磷,則會(huì)產(chǎn)生大量白煙;水下的白磷沒(méi)有燃燒,因?yàn)闆](méi)有與氧氣接觸;(2)紅磷和白磷都是磷的單質(zhì),其物理性質(zhì)不同的原因是磷原子的排列方式不同;(3)燒瓶底部的蒸餾水的作用除了隔絕空氣外,還有加速冷卻或吸收生成的五氧化二磷,防止造成空氣污染的作用,或防止高溫固體炸裂瓶底;(4)在點(diǎn)燃的條件下,白磷與氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷,化學(xué)方程式為;(5)白磷先燃燒和紅磷后燃燒,說(shuō)明燃燒需要溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn);燃燒匙上的白磷燃燒,水下的白磷沒(méi)有燃燒,證明燃燒需要可燃物與氧氣接觸;故答案為:溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn);與氧氣接觸;(6)A.由圖像可知:足量紅磷和白磷在密閉容器內(nèi)充分燃燒均不可將氧氣完全耗盡,說(shuō)法錯(cuò)誤;B.分析圖像可知,白磷在密閉容器內(nèi)燃燒熄滅時(shí),氧氣仍有1.7%的剩余,說(shuō)法錯(cuò)誤;C.由圖像可知,白磷在密閉容器中燃燒比紅磷對(duì)氧氣的消耗更充分,說(shuō)法正確;D.分析圖像,用紅磷或白磷燃燒來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論并不能精確,說(shuō)法錯(cuò)誤;故答案為:ABD;(7)實(shí)驗(yàn)后裝置中減少的氣體減少了壓強(qiáng),導(dǎo)致注射器的活塞會(huì)向右運(yùn)動(dòng),則可以剛好注射器中沒(méi)有氣體,即減少的體積就是注射器中的氣體,設(shè)注射器內(nèi)空氣的體積為x,則:(80mL+x)×=x,x=20mL,則實(shí)驗(yàn)前該注射器中空氣的體積至少為20mL才能順利的完成實(shí)驗(yàn)。題型2:壓強(qiáng)與溫度的變化曲線4.(2023·廣西南寧·南寧市第二十六中學(xué)??既#?shù)字傳感器的誕生,極大地方便了化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究,現(xiàn)用下圖裝置,進(jìn)行系列實(shí)驗(yàn)探究。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一:檢查裝的氣密性(1)傳感器Ⅰ、Ⅱ分別是溫度傳感器和壓強(qiáng)傳感器。用注射器吸取20mL水,將水全部推入三頸燒瓶并壓住活塞,若傳感器(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)讀數(shù)增大且保持不變,則裝置氣密性良好。實(shí)驗(yàn)二:探究CO2與NaOH溶液能否發(fā)生反應(yīng)傳感器Ⅰ、Ⅱ分別是pH傳感器和壓強(qiáng)傳感器。三頸燒瓶中充滿CO2氣體,注射器中裝少量pH為13.8的NaOH溶液,將溶液全部推入三頸燒瓶并壓住活塞,實(shí)驗(yàn)結(jié)果:A壓強(qiáng)數(shù)值先變大后變??;B溶液pH值持續(xù)變小,最終定格在8.3。(2)能確定CO2氣體和NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為(用序號(hào)A、B選填)。(3)此NaOH溶液若全部生成Na2CO3溶液pH應(yīng)該為8左右,由此可知,本實(shí)驗(yàn)中Na2CO3又反應(yīng)生成了NaHCO3,生成NaHCO3的化學(xué)方程式為。實(shí)驗(yàn)三:定量探究影響鐵銹蝕的因素已知:碳粉可加快鐵銹蝕,碳粉不與鹽酸反應(yīng)。傳感器Ⅰ、Ⅱ分別是溫度傳感器和壓強(qiáng)傳感器,將5g某型號(hào)鐵粉和2g碳粉加入三頸燒瓶,t1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(此時(shí)沒(méi)有推動(dòng)注射器活塞),采集數(shù)據(jù)。
(4)據(jù)圖5,說(shuō)明鐵生銹是(填“放熱”或“吸熱”)。(5)據(jù)圖6分析t3時(shí)刻后壓強(qiáng)突然變大,原因是?!就卣寡由臁浚簻y(cè)定部分生銹的鐵粉中鐵的含量(6)連接如圖7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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。完全反應(yīng)后,立即讀出生成氣體體積為0.2L,已知該條件下氫氣密度為,根據(jù)以上數(shù)據(jù),計(jì)算該固體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。【反思評(píng)價(jià)】(7)學(xué)習(xí)小組有同學(xué)提出:用這種方法測(cè)得的氣體體積不夠準(zhǔn)確,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大,可能的原因是___________(填字母序號(hào))。A.裝置的氣密性不好 B.鐵與鹽酸反應(yīng)放熱C.生成的氣體會(huì)部分滯留在錐形瓶中 D.沒(méi)有扣掉加入的鹽酸的體積【答案】(1)Ⅱ(2)B(3)(4)放熱(5)稀鹽酸和鐵反應(yīng)生成氫氣(6)84%(7)BD【詳解】(1)傳感器Ⅰ、Ⅱ分別是溫度傳感器和壓強(qiáng)傳感器。用注射器吸取20mL水,將水全部推入三頸燒瓶并壓住活塞,燒瓶中氣體體積變小,壓強(qiáng)增大,若裝置氣密性好,則傳感器Ⅱ讀數(shù)增大且保持不變;故填:Ⅱ;(2)三頸燒瓶中充滿CO2氣體,注射器中裝少量pH為13.8的NaOH溶液,將溶液全部推入三頸燒瓶并壓住活塞,二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,溶液pH減小,故能確定CO2氣體和NaOH溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為B;故填:B;(3)碳酸鈉、二氧化碳和水反應(yīng)生成NaHCO3,化學(xué)方程式為;(4)鐵和氧氣和水接觸會(huì)生銹,據(jù)圖5知,t1時(shí)刻加入2mL飽和NaCl溶液后溫度逐漸升高,說(shuō)明鐵生銹是放熱;故填:放熱;(5)加入稀鹽酸后,稀鹽酸和鐵銹主要成分氧化鐵反應(yīng)生成氯化鐵和水,鐵銹反應(yīng)完全后,稀鹽酸和鐵反應(yīng)生成氫氣,故t3時(shí)刻后壓強(qiáng)突然變大;(6)連接如圖7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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。完全反應(yīng)后,立即讀出生成氣體體積為0.2L,已知該條件下氫氣密度為設(shè)鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為xx=84%故填:84%;(7)用這種方法測(cè)得的氣體體積不夠準(zhǔn)確,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變大,可能的原因是:A、裝置的氣密性不好,測(cè)得氫氣體積比實(shí)際氫氣體積小,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)變小,錯(cuò)誤;B、鐵與鹽酸反應(yīng)放熱,會(huì)使氫氣分子間間隔變大,測(cè)得氫氣體積比實(shí)際體積大,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)變大,正確;C、生成的氣體會(huì)部分滯留在錐形瓶中,但相同體積的空氣會(huì)從錐形瓶中排出,不影響氫氣體積的測(cè)量,錯(cuò)誤;D、沒(méi)有扣掉加入的鹽酸的體積,測(cè)得氫氣體積比實(shí)際體積大,鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(huì)變大,正確。故選BD。5.(2023·江蘇泰州·統(tǒng)考二模)鎂是一種重要金屬。
(1)實(shí)驗(yàn)一:取一段鎂條打磨,用(填儀器名稱)將鎂條放入圖1的燒瓶中(氣密性良好),再將注射器中的稀鹽酸推入,通過(guò)數(shù)字傳感器測(cè)定密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)與時(shí)間的關(guān)系如圖2。b點(diǎn)所含的溶質(zhì)為(填化學(xué)式),圖中c點(diǎn)鎂條已完全消失,cd段容器內(nèi)壓強(qiáng)略有減小的原因?yàn)?。?shí)驗(yàn)二:小組同學(xué)將鎂條放入碳酸鈉溶液中,快速產(chǎn)生較多氣泡,且有白色不溶物。【查閱資料】①鎂能與水緩慢反應(yīng)生成氫氣;②碳酸鈉溶液中除含有、外,還含有?!咎骄?】產(chǎn)生的氣體真的是氫氣嗎?(2)小敏設(shè)計(jì)如圖3所示方案進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)“B中現(xiàn)象,C中氣體燃燒,燒杯內(nèi)壁有水珠”的現(xiàn)象,確認(rèn)氣體為氫氣。(3)小組同學(xué)討論認(rèn)為,C中有水珠產(chǎn)生不能作為A中有氫氣的依據(jù),其原因?yàn)椤!咎骄?】碳酸鈉溶液中什么微粒促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)?【猜想假設(shè)】猜想Ⅰ:能促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)猜想Ⅱ:能促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)猜想Ⅲ:能促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)探究】(4)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取少量鎂條于試管中,加入1-2滴溶液緩慢產(chǎn)生氣泡取少量鎂條于試管中,加入1-2滴溶液快速產(chǎn)生較多氣泡猜想Ⅱ成立【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】碳酸鈉溶液中促進(jìn)鎂與水的反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)三:七水硫酸鎂在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。以鎂礦石(主要成分為、、Fe2O3和等)為原料生產(chǎn),流程如圖4。
已知:既不溶于水也不溶于稀硫酸,“酸浸”時(shí)通入空氣使轉(zhuǎn)化為。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(5)“操作1”的名稱為。(6)“酸浸”時(shí),硫酸不能過(guò)量太多的原因?yàn)?,濾渣b的化學(xué)式為。(7)硫酸鎂晶體的種類隨濃度和溫度變化曲線如圖5?!耙幌盗胁僮鳌敝饕侵刚舭l(fā)濃縮、、過(guò)濾。
(8)現(xiàn)取樣品20g配成溶液,向其中滴加氫氧化鈉溶液。過(guò)濾、洗滌、干燥,稱量沉淀質(zhì)量為2.9g。求樣品中硫酸鎂的質(zhì)量。(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng),請(qǐng)寫出計(jì)算過(guò)程。)【答案】(1)鑷子MgCl2、HCl反應(yīng)結(jié)束,溫度降低(或該反應(yīng)放熱,反應(yīng)停止后恢復(fù)室溫)(2)不變渾濁(3)氣體從B裝置出來(lái)會(huì)攜帶水蒸氣(4)NaOH猜想I、III不成立或Na+、OH-都不能促進(jìn)(5)過(guò)濾(6)浪費(fèi)硫酸或后續(xù)需要更多的氨水(合理即可)Fe(OH)3(7)降溫到1.8℃~48.1℃(8)6g;解:設(shè)參加反應(yīng)的MgSO4的質(zhì)量為x。,x=6g
答:樣品中MgSO4的質(zhì)量為6g?!驹斀狻浚?)根據(jù)圖1可知,b點(diǎn)是反應(yīng)過(guò)程中,稀鹽酸有剩余,故所含的溶質(zhì)為MgCl2、HCl。圖中c點(diǎn)鎂條已完全消失,cd段容器內(nèi)壓強(qiáng)略有減小的原因?yàn)椋悍磻?yīng)結(jié)束,溫度降低或該反應(yīng)放熱,反應(yīng)停止后恢復(fù)室溫。(2)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,氫氣不能使澄清石灰水變渾濁,但氫氣具有可燃性,氫氣燃燒生成水。所以根據(jù)“B中不變渾濁現(xiàn)象,C中氣體燃燒,燒杯內(nèi)壁有水珠”的現(xiàn)象,確認(rèn)氣體為氫氣。(3)小組同學(xué)討論認(rèn)為,C中有水珠產(chǎn)生不能作為A中有氫氣的依據(jù),其原因?yàn)椋簹怏w從B裝置出來(lái)會(huì)攜帶水蒸氣。(4)實(shí)驗(yàn)操作:因?yàn)镹aOH中含有鈉離子、氫氧根離子,用NaOH溶液可驗(yàn)證猜想I和猜想III是否正確,所以取少量鎂條于試管中,加入1-2滴NaOH溶液,緩慢產(chǎn)生氣泡,則猜想I、III不成立。取少量鎂條于試管中,加入1-2滴Na2CO3溶液,快速產(chǎn)生較多氣泡,則猜想Ⅱ成立。(5)通過(guò)過(guò)濾可將難溶于水的固體物質(zhì)與水分離,所以“操作1”的名稱為過(guò)濾。(6)“酸浸”時(shí),硫酸不能過(guò)量太多的原因?yàn)椋豪速M(fèi)硫酸或后續(xù)需要更多的氨水。通常情況下,亞鐵離子及亞鐵的化合物在空氣中都不穩(wěn)定,易被空氣中的氧氣氧化為鐵離子或鐵的化合物。所以向鎂礦石中通入空氣、加入稀硫酸,過(guò)濾后得到濾液1,濾液1中含有鐵離子,向其中加入氨水,因?yàn)榘彼泻袣溲醺x子,氫氧根離子能與鐵離子結(jié)合生成氫氧化鐵沉淀,然后過(guò)濾,則濾渣b的化學(xué)式為Fe(OH)3。(7)硫酸鎂晶體的種類隨濃度和溫度變化曲線如圖5。“一系列操作”主要是指蒸發(fā)濃縮濾液至表面有晶膜出現(xiàn)(此時(shí)MgSO4溶液已經(jīng)飽和)、降溫到1.8℃~48.1℃、過(guò)濾、洗滌、低溫干燥。由硫酸鎂溶液在不同溫度下進(jìn)行濃縮結(jié)晶,可得到不同的晶體可知溫度在1.8℃~48.1℃析出MgSO4?7H2O。(8)見答案6.(2023·江蘇淮安·統(tǒng)考一模)我國(guó)高鐵創(chuàng)造的中國(guó)速度今世界矚目,某學(xué)習(xí)小組對(duì)高鐵建設(shè)中的銅鐵銹蝕進(jìn)行探究。【提出問(wèn)題】鐵銹蝕與哪些因素有關(guān)?!驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一:定性探究鐵銹蝕的因素取四枚大小相同的潔凈無(wú)銹鐵釘分別放入試管。進(jìn)行圖1實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象如下表。試管編號(hào)ABCD一周后鐵釘表面現(xiàn)象有一層鐵銹無(wú)明顯變化無(wú)明顯變化有較厚鐵銹(1)對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明鐵銹蝕是與空氣中的發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(2)對(duì)比A和D試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明鐵銹蝕快慢與有關(guān);實(shí)驗(yàn)二:定量探究影響鐵銹蝕的因素小組設(shè)計(jì)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(shí)刻加入2mL飽和NaC1溶液后,再將一只裝有5mL稀鹽酸的注射器插到燒瓶上(此時(shí)沒(méi)有推動(dòng)注射器活塞),采集數(shù)據(jù)。(3)據(jù)圖3分析,說(shuō)明鐵生銹(填“放熱”或“吸熱”),t2~t3這段時(shí)間反應(yīng)并未停止但溫度卻開始降低,原因是。(4)據(jù)圖3、圖4分析,稀鹽酸注入燒瓶中的時(shí)刻是(填“t2”或“t3”或“t4”)。實(shí)驗(yàn)三:測(cè)定部分生銹的鐵粉中鐵的含量(5)連接如圖5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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。完全反應(yīng)后,測(cè)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(qǐng)計(jì)算該固體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(寫出計(jì)算過(guò)程)(6)學(xué)習(xí)小組有同學(xué)提出:用這種方法測(cè)得的氣體體積不夠準(zhǔn)確,可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,可能的原因是(填序號(hào))。a.裝置的氣密性不好
b.鐵與鹽酸反應(yīng)放熱c.裝置內(nèi)原來(lái)的空氣沒(méi)有排掉
d.沒(méi)有扣掉加入的鹽酸的體積【答案】(1)水、氧氣(2)氯化鈉(3)放熱生銹放熱小于熱量散失(4)t3(5)解:H2的質(zhì)量為:設(shè)該固體中Fe的質(zhì)量為x固體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)答:該固體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為84%。(6)bd【詳解】(1)A試管中鐵與水、氧氣同時(shí)接觸,鐵生銹,B試管中鐵只與水,鐵不生銹,C試管中鐵只與氧氣接觸,鐵不生銹,對(duì)比A、B、C試管中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,說(shuō)明鐵銹蝕是與空氣中的水、氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng),故填:水、氧氣。(2)對(duì)比A和D,D中為氯化鈉飽和溶液,且生銹比較嚴(yán)重,說(shuō)明鐵銹蝕快慢與氯化鈉有關(guān),故填:氯化鈉。(3)①由圖3可知,鐵生銹過(guò)程中溫度升高,說(shuō)明鐵生銹放熱,故填:放熱。②鐵生銹后,裝置內(nèi)的氧氣含量變少,生銹速率變慢,而裝置散熱,則t2~t3這段時(shí)間反應(yīng)并未停止但溫度卻開始降低,是因?yàn)樯P放熱小于熱量散失,故填:生銹放熱小于熱量散失。(4)鹽酸與鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,同時(shí)放出熱量,由圖3、圖4知,t3時(shí)刻后,溫度和壓強(qiáng)都明顯增大,所以稀鹽酸注入燒瓶中的時(shí)刻是t3,故填:t3。(5)見答案。(6)A、裝置的氣密性不好,生成的氫氣會(huì)擴(kuò)散到空氣中,導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小,故A不符合題意;B、鐵與鹽酸反應(yīng)放熱,會(huì)使測(cè)定的氫氣的體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,故B符合題意;C、裝置內(nèi)原來(lái)的空氣沒(méi)有排掉,不會(huì)影響測(cè)定氫氣的體積,故C不符合題意;D、沒(méi)有扣掉加入的鹽酸的體積,會(huì)使測(cè)定的氫氣的體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,故D符合題意。故填:bd或db。題型3:中和反應(yīng)時(shí),溶液PH的變化曲線7.(2023·內(nèi)蒙古包頭·包頭市第三十五中學(xué)三模)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)酸、堿和鹽的性質(zhì)進(jìn)行探究,實(shí)驗(yàn)如圖,回答下列問(wèn)題。
【實(shí)驗(yàn)猜想】(1)實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)后成分的確定猜想一:氯化鈣。猜想二:氯化鈣與氯化氫。猜想三?!緦?shí)驗(yàn)驗(yàn)證】取實(shí)驗(yàn)一反應(yīng)后的溶液于燒杯,將實(shí)驗(yàn)二的溶液實(shí)驗(yàn)二中的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為逐滴滴入燒杯中,用傳感器測(cè)定滴加過(guò)程中溶液的,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(2)分析數(shù)據(jù),可以確定猜想成立。(3)點(diǎn)后曲線平緩階段,b點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)(4)點(diǎn)時(shí),溶液呈色。說(shuō)明將反應(yīng)一中所有鈣離子除去,所需的溶液的體積。填“大于”“等于”或“小于”【答案】(1)氯化鈣與氫氧化鈣(2)二(3)NaCl、CaCl2(4)紅小于【詳解】(1)氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水,如果恰好完全反應(yīng),則溶質(zhì)為氯化鈣,如果氫氧化鈣過(guò)量,則溶質(zhì)為氯化鈣、氫氧化鈣,如果鹽酸過(guò)量,則溶質(zhì)為氯化鈣、氯化氫,猜想三:氯化鈣與氫氧化鈣;(2)由圖可知,滴加碳酸鈉溶液前pH<7,說(shuō)明溶液中含鹽酸,則猜想二成立;(3)b點(diǎn)后曲線平緩階段,發(fā)生反應(yīng)為氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉,該階段pH始終等于7,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,點(diǎn)后曲線平緩階段,b點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)NaCl、CaCl2;(4)c點(diǎn)時(shí)pH>7,此時(shí)碳酸鈉過(guò)量,溶液顯堿性,能使無(wú)色酚酞試液變紅,故溶液呈紅色;c點(diǎn)時(shí),加入碳酸鈉溶液的體積為120mL,此時(shí)碳酸鈉過(guò)量,氯化鈣已經(jīng)完全反應(yīng),鈣離子已經(jīng)除去,故所需10.6%的Na2CO3溶液的體積小于120mL。8.(2023·廣東廣州·統(tǒng)考一模)研究和控制化學(xué)反應(yīng)條件有重要意義。(1)小嘉同學(xué)用15%的H2O2溶液制取氧氣時(shí)發(fā)現(xiàn),若注入H2O2溶液速度過(guò)快,反應(yīng)會(huì)過(guò)于劇烈而引發(fā)事故。請(qǐng)你幫小嘉從如圖中選擇合適的儀器組裝一套O2發(fā)生裝置,要求能解決上述問(wèn)題,需要用到的儀器有哪些?(填標(biāo)號(hào))。(2)小明同學(xué)用50g溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的過(guò)氧化氫溶液制氧氣,為了減小反應(yīng)速率,他先向該過(guò)氧化氫溶液中加入50g水,求稀釋后過(guò)氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(3)某小組同學(xué)研究3g大理石與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳受哪些因素影響,該小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)記錄如下表。實(shí)驗(yàn)編號(hào)稀鹽酸的體積稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大理石的形狀二氧化碳的體積/mL實(shí)驗(yàn)120mL5%塊狀28.3實(shí)驗(yàn)220mL5%粉末46.8實(shí)驗(yàn)320mL10%塊狀58.7實(shí)驗(yàn)420mL10%粉末丟失①寫出大理石與稀鹽酸反應(yīng)生成CO2氣體的化學(xué)方程式。②該小組研究了哪些因素對(duì)反應(yīng)快慢的影響?。③為了分析濃度對(duì)反應(yīng)快慢的影響,可對(duì)比表中實(shí)驗(yàn)(填標(biāo)號(hào))。A.1和3
B.2和3
C.1和2
D.3和4④由于沒(méi)有及時(shí)記錄數(shù)據(jù),導(dǎo)致第④組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)丟失,你認(rèn)為合理的數(shù)據(jù)是(填標(biāo)號(hào))。A.45.7
B.54.7
C.95.4⑤下表是某同學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)。時(shí)段/秒0~3030﹣6060~9090~120120~150150﹣180CO2的體積/mL8.120.211.99.67.66.1由上述表格可知,從第60秒開始反應(yīng)的速率減慢,其原因是。(4)某興趣小組在老師指導(dǎo)下繼續(xù)探究了濃鹽酸與大理石的反應(yīng),并用pH傳感器測(cè)得下圖燒杯中溶液的pH隨通入氣體時(shí)間的變化曲線。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:①AB段pH幾乎不變的原因可能是。②BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式主要有?!敬鸢浮浚?)CG(2)7.5%(3)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O大理石的形狀、稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)AC隨著反應(yīng)的進(jìn)行,稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小,反應(yīng)速率減慢(4)開始出來(lái)的氣體是裝置內(nèi)的空氣,不會(huì)使溶液的pH發(fā)生較大變化Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O、Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O【詳解】(1)用15%的H2O2溶液制取氧氣,反應(yīng)不需要加熱,儀器CG組裝一套氧氣發(fā)生裝置可以控制反應(yīng)速率,其原理是通過(guò)控制液滴滴加速度,故要求能解決反應(yīng)會(huì)過(guò)于劇烈而引發(fā)事故的問(wèn)題;(2)設(shè)稀釋后過(guò)氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)x,根據(jù)稀釋前后溶質(zhì)質(zhì)量不變可得50g×15%=(50g+50g)?x;解得x=7.5%。(3)①大理石與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,化學(xué)方程式為。②根據(jù)該小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)記錄表可知,該小組研究了大理石的形狀、稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)快慢的影響,稀鹽酸的體積對(duì)反應(yīng)快慢無(wú)影響。③要分析濃度對(duì)反應(yīng)快慢的影響,變量就只能有濃度的大小,其他不變,則為了分析濃度對(duì)反應(yīng)快慢的影響,應(yīng)該選擇實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3,故選A。④對(duì)比實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2可知,粉末狀的大理石比塊狀大理石反應(yīng)速率更快,實(shí)驗(yàn)4粉末狀的大理石反應(yīng)更快,相同時(shí)間產(chǎn)生的氣體更多,數(shù)值應(yīng)該比58.7更大,故選C。⑤稀鹽酸與大理石反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低,反應(yīng)速率逐漸減慢,所以從第60秒開始反應(yīng)的速率減慢,其原因是稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變小。(4)①開始出來(lái)的氣體是裝置內(nèi)的空氣,空氣呈中性,不會(huì)使溶液的pH發(fā)生較大變化。②BC段的二氧化碳不斷減小,生成的二氧化碳被氫氧化鈣吸收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O,濃鹽酸有揮發(fā)性,生成的二氧化碳中混有大量的氯化氫,氯化氫和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水,化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O。9.(2023·江蘇無(wú)錫·??家荒#┰S多化學(xué)反應(yīng)無(wú)明顯現(xiàn)象,CO2與NaOH溶液的反應(yīng)就是其中之一。【提出問(wèn)題】怎樣證明CO2與NaOH溶液發(fā)生了反應(yīng)?【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】(1)同學(xué)們根據(jù)堿的化學(xué)性質(zhì),推測(cè)CO2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式為。并從不同的角度分別設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】(2)從壓強(qiáng)變化的角度探究。①利用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),先擠壓膠頭滴管,再打開止水夾,觀察到燒瓶?jī)?nèi)形成紅色“噴泉”,原因是燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)(填“大于”或“小于”)外界大氣壓。②利用圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶中,過(guò)一會(huì)觀察到氣球鼓起,認(rèn)為二者發(fā)生了反應(yīng)。同學(xué)們經(jīng)過(guò)討論認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn),理由是。于是同學(xué)們將該裝置中NaOH溶液換成,通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn),證明二者發(fā)生了反應(yīng)。(3)從新物質(zhì)生成的角度探究。利用圖丙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將NaOH溶液全部推入集氣瓶中,過(guò)一會(huì)打開止水夾,觀察到也證明二者發(fā)生了反應(yīng)。(4)利用“數(shù)字化實(shí)驗(yàn)”探究。實(shí)驗(yàn)測(cè)得燒杯中溶液的pH隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖丁所示,由圖可推知反應(yīng)過(guò)程中濃度不斷減小的離子是(填離子符號(hào))?!敬鸢浮浚?)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O(2)小于氫氧化鈉溶液中有水,二氧化碳可溶于水也可與水反應(yīng)(答案合理即可,下同)等量水(3)稀鹽酸倒吸入集氣瓶中,且集氣瓶中有氣泡產(chǎn)生(4)OH-【詳解】(1)二氧化碳可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。(2)①圖甲裝置實(shí)驗(yàn),先擠壓膠頭滴管加入氫氧化鈉溶液,再打開止水夾,觀察到燒瓶?jī)?nèi)形成紅色“噴泉”,說(shuō)明燒瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)小于外界大氣壓,從而燒杯中的水被吸入燒瓶中,形成噴泉”。②由于二氧化碳可溶于水也可與水反應(yīng),圖乙裝置實(shí)驗(yàn),將氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶中,氫氧化鈉溶液中含有水,所以若二氧化碳溶于水或與水反應(yīng),都會(huì)使裝置中的壓強(qiáng)變小,也能觀察到氣球鼓起。若想證明二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng),可將氫氧化鈉溶液換成等量水,再觀察氣球鼓起的情況,并得到結(jié)論。(3)圖丙裝置實(shí)驗(yàn),二氧化碳可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,所以打開止水夾后,集氣瓶中壓強(qiáng)變小,燒杯中的稀鹽酸會(huì)被吸入集氣瓶中,且吸入的稀鹽酸可與生成的碳酸鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,還會(huì)觀察到有氣泡產(chǎn)生。(4)由燒杯中溶液的pH隨時(shí)間的變化關(guān)系可知,溶液堿性減弱,NaOH溶液中含有Na+和OH-,說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中濃度不斷減小的離子是OH-。題型4:化學(xué)反應(yīng)中溫度的變化曲線10.(2023·廣西·模擬預(yù)測(cè))酸堿中和反應(yīng)是初中階段重要的一類反應(yīng),某小組用一定濃度的溶液和一定濃度的鹽酸反應(yīng)來(lái)進(jìn)行相關(guān)探究。實(shí)驗(yàn)探究I:相同條件下往50mL一定濃度的溶液中滴加50mL一定濃度的鹽酸,并不斷攪拌,觀察到溶液的溫度升高,由此現(xiàn)象得出兩者能發(fā)生反應(yīng)的結(jié)論。通過(guò)查閱相關(guān)資料后,發(fā)現(xiàn)此結(jié)論不夠嚴(yán)謹(jǐn),設(shè)計(jì)了下列3個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn):①50mL一定濃度的鹽酸與50mL蒸餾水混合,測(cè)量溶液溫度的變化。②50mL一定濃度的溶液與50mL蒸餾水混合,測(cè)量溶液溫度的變化。③50mL一定濃度的鹽酸與50mL一定濃度的溶液混合,測(cè)量溶液溫度的變化。用數(shù)字化實(shí)驗(yàn)技術(shù)測(cè)得以上3個(gè)實(shí)驗(yàn)的溶液溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。
(1)由圖可知,鹽酸、溶液稀釋時(shí)均(填“放熱”或“吸熱”),它們稀釋時(shí)溫度的變化量(填“大于”、“等于”、“小于”)兩溶液混合時(shí)溫度的變化量。(2)從微觀角度分析,此中和反應(yīng)的溫度變化主要是由于(填離子符號(hào))兩種離子發(fā)生反應(yīng)放出熱量的緣故。實(shí)驗(yàn)探究II:(3)①往裝有50mL一定濃度的溶液的燒杯中先,再逐滴加入一定濃度的鹽酸,溶液顏色由紅色恰好變?yōu)闊o(wú)色時(shí),可說(shuō)明兩者發(fā)生了反應(yīng)。②取一定量反應(yīng)后的無(wú)色溶液加熱蒸發(fā),“意外”發(fā)現(xiàn)溶液由無(wú)色又變成紅色。同學(xué)們對(duì)此紅色溶液中溶質(zhì)的成分(酚酞除外)進(jìn)行再探究。查閱資料:酚酞在的溶液中呈無(wú)色,在的溶液中呈紅色。作出猜想:猜想一:猜想二:、猜想三:、和大家認(rèn)為猜想三溶液中可能存在的原因是(用化學(xué)方程式表示);實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:取少量樣品溶液于試管中,(填實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象),猜想三錯(cuò)誤;原因分析:反應(yīng)后無(wú)色溶液中仍存在少量,加熱蒸發(fā),當(dāng)溶液的pH在一定范圍內(nèi),溶液的顏色變紅??偨Y(jié)反思:向某堿性溶液中滴加2~3滴無(wú)色酚酞試液,振蕩后溶液的顏色變紅。(填“一定”或“不一定”)【答案】(1)放熱小于(2)H+、OH-(3)滴加滴酚酞試液滴加足量稀鹽酸,無(wú)氣泡產(chǎn)生(合理均可)不一定【詳解】(1)由圖可知,實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②中,溶液在稀釋過(guò)程中溫度都有上升,因此鹽酸、氫氧化鈉溶液稀釋時(shí)均放熱;結(jié)合實(shí)驗(yàn)③曲線,可以發(fā)現(xiàn)鹽酸、氫氧化鈉溶液稀釋時(shí)溫度的變化量遠(yuǎn)小于兩溶液混合時(shí)溫度的變化量,故填:放熱;小于;(2)從微觀角度分析,中和反應(yīng)實(shí)質(zhì)氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水分子,此中和反應(yīng)的溫度變化主要是由于氫離子和氫氧根離子兩種離子發(fā)生反應(yīng)生成水分子放出熱量的緣故,故填:H+、OH-;(3)①無(wú)色酚酞遇堿性溶液變紅,遇中性、酸性溶液不變色;在50mL一定濃度的氫氧化鈉溶液中滴加2~3滴酚酞試液,溶液變紅,再逐滴加入一定濃度的鹽酸,并用玻璃棒攪拌,溶液顏色由紅色剛好變?yōu)闊o(wú)色時(shí),可說(shuō)明兩者發(fā)生了反應(yīng),故填:滴加滴酚酞試液;②氫氧化鈉容易和空氣中二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,故認(rèn)為溶液中可能存在Na2CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為,故填:;實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:取少量樣品溶液于試管中,滴加足量的稀鹽酸,碳酸鈉能和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,若無(wú)氣泡產(chǎn)生,則猜想三錯(cuò)誤,故填:滴加足量稀鹽酸,無(wú)氣泡產(chǎn)生(合理均可);總結(jié)反思:根據(jù)資料,酚酞在pH<8.2的溶液中呈無(wú)色,如果堿性溶液的pH<8.2,滴加酚酞溶液,溶液的顏色就不會(huì)變紅。因此向某堿性溶液中滴加2~3滴無(wú)色酚酞試液,振蕩后溶液的顏色不一定變紅,故填:不一定。11.(2023·江蘇南京·??既#┲泻头磻?yīng)再探究.【初步探究】在一定濃度的氫氧化鈉溶液中滴加2~3滴無(wú)色酚酞溶液,再逐滴加入一定濃度的鹽酸,插入溫度計(jì)并用玻璃棒攪拌,觀察到溶液褪色且溫度升高。(1)能推斷出氫氧化鈉溶液與鹽酸能發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象是,依據(jù)是(選填“反應(yīng)物減少”或“生成物增加”)。(2)中和反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)是寫出該反應(yīng)的方程式。(3)下列四幅圖表示向氫氧化鈉溶液中滴加過(guò)量稀鹽酸的不同時(shí)間點(diǎn)的微觀粒子示意圖,請(qǐng)按時(shí)間先后排序(填序號(hào))。
【深入探究】(4)同學(xué)們又設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證反應(yīng)中的能量變化。①一定濃度的氫氧化鈉溶液與蒸餾水混合,測(cè)量溶液溫度的變化。②一定濃度的稀鹽酸與混合,測(cè)量溶液溫度的變化。③一定濃度的稀鹽酸與一定濃度的氫氧化鈉溶
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