2023年中考化学知识点模拟新题专项练习(南京专用)-21科学探究题
一、科学探究题
1.(2023·江苏南京·模拟预测)学科融合,让劳动教育“活”起来。劳动课上,演示制作馒头,老师向已自然发酵的面粉中加入一种白色粉末,做出的馒头疏松多孔,口感更好。
一、成分探究
【提出问题】这种“神奇粉末”的成分是什么?
【信息提示】①老师指出白色粉末的成分只涉及到Na2CO3和NaHCO3。
②NaHCO3溶液不与CaCl2溶液发生反应。
【提出猜想】猜想1:该粉末是Na2CO3;
猜想2:该粉末是NaHCO3;
猜想3:该粉末是______。
【实验与现象】实验过程与现象如下图。
【问题与讨论】
(1)根据步骤①②,甲同学认为猜想1一定正确,乙同学认为根据步骤①②的实验现象,不能得出该结论,请解释其原因______。
(2)结合步骤③现象及信息提示,可知猜想______一定不对。
(3)步骤④中加热至固体质量不再改变,将生成的气体全部通入足量澄清石灰水中,得到白色沉淀a经洗涤、干燥后称量质量2.5g,白色沉淀b的质量______(填“等于”“小于” 或“大于”)2.5g,可得出猜想3是正确的结论。
【实验与反思】
(4)小斌同学指出只要向步骤①所得溶液中加入足量的CaC12溶液,出现______现象,也可以得出相同的结论。
二、组成测定
某处获取的天然碱样品可表示为aNa2CO3·bNaHCO3·cH2O(a、b、c为最简整数比),为测定其组成,兴趣小组同学称取该天然碱样品16.6g进行如下图所示的实验。
已知:图中B处为两个单向阀;推注射器时A1关闭,A2处打开;拉注射器时,A1打开进空气,A2关闭。
【实验步骤】
Ⅰ、组装好装置,______。
Ⅱ、反复推拉注射器后称量E、F的质量。
Ⅲ、关闭弹簧夹,加热D处试管直到反应不再进行。
Ⅳ、打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器。
V、再次称量E、F的质量。
【问题探究】
(5)完成步骤I短线上的操作______。
(6)E中的药品为______;G的作用是______。
(7)步骤Ⅳ中推注射器时缓缓的目的是______;若不进行该操作,则所测得的碳酸氢钠质量分数______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(8)根据下表数据计算可得:天然碱的化学式中a:b:c=______。
反应前 反应后
E的质量为100.0g E的质量为102.25g
F的质量为50.0g F的质量为51.1g
2.(2023·江苏南京·统考一模)某化学兴趣小组在实验室里进行粗盐中杂质的去除实验。
(1)难溶性杂质的去除。
①溶解称取5.0g粗盐,逐渐加入10mL水中,直到不再溶解,剩余粗盐1.3g。
②过滤
③蒸发在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌,防止___________。
④计算产率得到精盐3.2g,则精盐的产率为___________(计算结果保留一位小数)。
(2)可溶性杂质的去除。
【查阅资料】
①粗盐中除了含有难溶性杂质,还含有可溶性杂质氯化镁、氯化钙和硫酸钠。
②电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱;一定条件下,电导率的大小能反映离子浓度的大小。
【验证实验】将经过上述实验得到的精盐全部溶于水。请设计实验验证该精盐溶液中存在硫酸根离子,并完成实验报告。
实验步骤 实验现象 实验结论
___________ ___________ 该精盐溶液中存在硫酸根离子
【除杂实验】测得该精盐溶液的电导率为4420μS/cm,向其中依次缓缓加入过量的氯化钡溶液、过量的氢氧化钠溶液和过量的碳酸钠溶液(除杂试剂的电导率均已调至约4420μS/cm),得到实验过程中溶液的电导率随着加入除杂试剂的体积变化的曲线如图所示。本实验条件下,不考虑微溶物以沉淀形式从溶液中析出。
【分析图像】
①图中出现的从下降到上升的拐点,如b、d、f,表示恰好完全反应。
②cd段加入的除杂试剂发生反应的化学方程式是___________。
③ef段加入的除杂试剂除去的离子是___________(填离子符号)。
④g点溶液中的溶质是___________(填化学式)。
⑤若要得到较纯净的氯化钠,接下来的操作顺序是___________(填字母)。
A.蒸发 B.加入稍过量的稀盐酸 C.过滤
【拓展提升】向一定体积、一定浓度的氯化钠溶液中缓缓加入一定浓度的硝酸银溶液直至过量,所得溶液中各离子数目随着加入硝酸银溶液的体积变化的趋势如下图所示。
甲、乙、丙、丁离子依次为___________(填离子符号)。
3.(2023·江苏南京·模拟预测)钙被称为人体中的“钢筋混凝土”。
【人体中的钙】
(1)人体缺钙可能会导致______。
A.佝偻病 B.侏儒症 C.骨质疏松
【单质钙】
提出问题:钙的化合物很多,为什么我们很少提起单质钙呢?
思考猜想:钙的化学性质活泼。
实验验证一:
查阅资料:在一个化学反应中,有元素化合价升高,同时就有元素化合价降低。
(2)实验结论:
①写出钙与水反应的化学方程式:______________________________。
②该反应属于______反应。(选填“吸热”或“放热”)
【干燥剂中的钙】
提出问题:一包生石灰干燥剂,使用一段时间后可能有哪些固体?
猜想假设:固体中含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙。
(3)固体中除了氧化钙、氢氧化钙外,还可能会含有碳酸钙的依据是________________(用化学方程式表示)。
实验验证二:
(4)取固体样品加入水中,滴加酚酞后液体变红;继续加足量稀盐酸,如观察到有气泡产生,则该固体中一定含有_________________。
(5)小明认为酚酞变红,则固体中一定还含有氢氧化钙。小红却对此提出质疑,其理由是:__________________________。
(6)为了进一步确定固体样品的成分,实验小组利用如图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验。
查阅资料:Ca(OH)2加热至580℃、CaCO3加热至825℃分别分解生成两种氧化物。
碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠。
①实验前首先要连接仪器,检查装置的气密性,再装入样品。
②在B装置中放入155g固体样品,控温加热使装置B中反应完全,再通一段时间空气,测得反应前后装置C、D分别增重18.0g和22.0g,则固体样品中含有的物质为___________________________。
③装置E的作用是_____________________________。
4.(2023·江苏南京·模拟预测)中和反应再探究。
【初步探究】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液,再逐滴加入50mL一定浓度的盐酸,插入温度计并用玻璃棒搅拌,观察到溶液褪色且温度升高。
(1)能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是______,依据是______(选填“反应物减少”或“生成物增加”)。
(2)从微观角度分析,此反应主要是由于______(填离子符号)两种离子发生了变化。
【深入探究】同学们又设计了以下实验验证反应中的能量变化。
①50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的稀盐酸与______混合,测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的稀盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化用数字化实验技术测得3个实验中溶液温度随时间变化的关系如图所示。
(3)实验①可知:一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时______(选填“放热”或“吸热”)。
(4)实验②横线处应该填写的是______。
(5)由图分析,同学确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量,理由是______。
5.(2023·江苏南京·统考一模)化学实验小组同学针对教材中提出的“硫酸铜溶液对过氧化氢的分解具有催化作用”进行相关探究。
【探究一】
(1)要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4溶液能改变过氧化氢分解的速率外,还需证明CuSO4在化学反应前后的质量和________________不变。
(2)为探究CuSO4在反应前后的质量是否发生改变,实验小组同学设计了如下实验:向一定量的H2O2溶液中滴入含n g CuSO4的溶液,取充分反应后的全部溶液继续进行实验(流程如下图)。
①上述实验步骤中,若白色沉淀过滤后未经“洗涤”就直接“干燥”,则最终计算出的的质量会________________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②蓝色沉淀加热后变成黑色固体,该反应的化学方程式为_______________。
③若CuSO4在化学变化前后质量未改变,则该实验需满足的定量关系为:m=_______________(用a、b表示)。
【探究二】为进一步探究CuSO4溶液中起催化作用的是哪种微观粒子,实验小组同学设计了如图所示的对比实验。
(3)若观察到甲中迅速产生大量气泡,乙、丙中无明显现象,可说明CuSO4溶液中起催化作用的是_______________(填粒子符号)。
【延伸拓展】取16.0 g CuSO4置于坩埚中加热,固体质量随温度变化的曲线如图所示。
(4)650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,则X的化学式为________________。
(5)升温至1000℃,CuO开始分解。t℃时8.0gCuO完全反应得到7.2g固体,请写出该反应的化学方程式_______________。
6.(2023·江苏南京·模拟预测)化学兴趣小组为测定碱式碳酸亚铁【xFeCO3·yFe(OH)2】的组成,在老师的指导下设计了如图实验装置,进行了相关的探究(实验中每一步的吸收都是完全的)。
【查阅资料】
(1)①检查装置气密性后,称取4.83g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中,连接仪器。
②打开弹簧夹K,鼓入一段时间空气,称量装置C、D、E的质量。
③关闭弹簧夹K,加热装置B,直至观察到装置C中______,再打开弹簧夹K,缓缓通入空气一段时间,这样操作的目的是______。
④再次称量装置C、D、E的质量。
【实验数据】
装置C/g 装置D/g 装置E/g
加热前 200.00 180.00 180.00
加热后 200.27 181.32 180.00
【实验结论】
(2)在xFeCO3·yFe(OH)2,x:y=______。
【交流反思】
(3)写出装置A中发生反应的化学方程式为______。
(4)实验结束后,装置B中残留固体可能有氧化亚铁、四氯化三铁。
①残留固体可能有四氧化三铁的原因是______(用化学方程式表示)。
②称得残留固体的质量为3.36g,通过计算得出残留固体为______。
7.(2023·江苏南京·模拟预测)兴趣小组的同学对金属的某些性质进行相关探究。
【实验回顾】用图甲所示装置制取氢气。
(1)锌与稀硫酸反应。化学方程式为______________。
(2)可用排水法收集氢气的原因是______________。
(3)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸、稀硫酸中的氢,判断依据是______________。
【发现问题】小路同学为验证上述“判断依据”,将纯锌片和纯铜片插入稀硫酸中,实验过程中偶然将两种金属触碰(如图乙),发现铜片表面产生了气泡。经检验,产生的气体仍是氢气。
【提出问题】图乙中哪种金属参与了反应?该反应的原理是什么?
【进行实验】在老师指导下,小路同学设计并进行了如下实验:
步骤1:另取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中(如图丙),观察现象;
步骤2:用导线将纯锌片和纯铜片连接,并在两金属片之间串联一个电流表(如图丁),观察现象。
(4)步骤1观察到的现象是______________。
【分析解释】图戊为步骤2的微观原理示意图(提示:图中的e-表示电子)。
(5)氢气是由______________(填“锌片”或“铜片”)与稀硫酸反应产生的。
(6)请根据图示,从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程______________。
【反思拓展】
(7)若按己图进行实验,电流表指针发生偏转。则石墨碳棒上_____________(填“有”或“没有”)气泡产生。
(8)若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液,电流表指针也发生偏转。则_____________(填“锌片”或“石墨碳棒”)上会出现红色固体。
【延伸应用】
(9)一般情况下,两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌的金属是______________(填字母)。
A.银块 B.铜块 C.锡块 D.锌块
8.(2023·江苏南京·模拟预测)研究二氧化碳气体的制备及相关性质。
Ⅰ.制取二氧化碳气体
(1)写出实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳的化学方程式________。用向上排空气法收集二氧化碳的原因是__________。
(2)实验室制取气体的一般思路和方法:
①选择适当的反应,包括_________;
②选择合适的_________;
③验证所制得的气体。
(3)小明为验证制得的气体是二氧化碳,将反应生成的气体通入盛有少量澄清石灰水的试管中,观察到澄清石灰水没有变浑浊,小明猜想可能是盐酸具有________,制取的二氧化碳中常混有少量________气体(填名称)。为使验证实验成功,可将气体先通过足量的________(填字母),再通入少量澄清石灰水中,观察到预期的现象,证明是二氧化碳。
A.氢氧化钠溶液 B.碳酸氢钠溶液 C. 硝酸银溶液
Ⅱ.实验结束清洗仪器,小明同学发现试管中变浑浊的石灰水又澄清了这一异常现象。
【查阅资料】
①二氧化碳与水、碳酸钙能通过化合反应生成碳酸氢钙,碳酸氢钙可溶于水。
②电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱,相同温度下同种溶液离子浓度越大,电导率越大。
③浊度传感器用于测量溶液中悬浮物的多少,悬浮物越多则透光率越小,浊度值越小,溶液透明时浊度值(透光率)为100%。
【实验验证】
该同学将制得的二氧化碳持续通入少量澄清石灰水中,用电导率传感器采集数据,如图所示。
【分析推理】
(1)实验中0~10 s澄清石灰水变浑浊、溶液电导率降低的原因是________(用化学方程式表示)。
(2)10 s后浑浊的液体又逐渐变澄清、溶液的电导率上升,是因为_________。
【实验再探究】
若同时使用浊度传感器测定反应过程中澄清石灰水混浊的情况,反应过程中溶液浊度与时间变化的曲线如图,下列说法不正确的是_______(填字母)。
A.AB段溶液浊度变小是因为有氢氧化钙固体析出
B.BC段浊度上升,此过程发生的反应与AB段的不同
C.最终溶液并未完全澄清
9.(2023·江苏南京·模拟预测)化学兴趣小组为测定碱式碳酸亚铁【xFeCO3·yFe(OH)2】的组成,在老师的指导下设计了如图实验装置,进行了相关的探究(实验中每一步的吸收都是完全的)。
【查阅资料】
(1)碱式碳酸亚铁受热完全分解生成氧化亚铁、二氧化碳和水。
(2)氧化亚铁不稳定,在空气中加热会被氧化成四氧化三铁。
【实验步骤】
(1)检查装置气密性后,称取4.83g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中,连接仪器。
(2)打开弹簧夹K,鼓入一段时间空气,称量装置C、D、E的质量。
(3)关闭弹簧夹K,加热装置B,直至观察到装置C中______,再打开弹簧夹K,缓缓通入空气一段时间,这样操作的目的是______。
(4)再次称量装置C、D、E的质量。
【实验数据】
装置C/g 装置D/g 装置E/g
加热前 200.00 180.00 180.00
加热后 200.27 181.32 180.00
【实验结论】
在xFeCO3·yFe(OH)2,x:y=______。
【交流反思】
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式为______。
(2)实验结束后,装置B中残留固体可能有氧化亚铁、四氯化三铁。
①残留固体可能有四氧化三铁的原因是______(用化学方程式表示)。
②称得残留固体的质量为3.36g,通过计算得出残留固体为______。
10.(2023·江苏南京·模拟预测)欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”,某化学兴趣小组进行以下探究实验(实验装置中夹持仪器已略去)。
【实验1】按图1所示装置进行实验。
实验前U型管两端液面相平,将NaOH浓溶液滴入试管中,恢复到室温后,U型管中的液面左高右低。据此,甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。
(1)U型管中的液面高度发生变化的原因是_______。
(2)乙同学认为得出上述结论的证据不充足,理由是_______。
【实验2】按图2所示装置进行实验。
查阅资料:I.CaCl2溶液呈中性。
Ⅱ.一定条件下可发生反应
实验步骤如下:①检查装置的气密性,往装置中装药品;
②关闭K1、K2,将注射器中的NaOH浓溶液缓缓推入A中;
③A中物质充分作用后,打开K1;
④关闭K1,打开K2,将注射器活塞向上拉,C中溶液倒吸入A中。
(3)写出步骤③中打开K1后出现的现象:_______。上述现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应,理由是_______。
(4)步骤④中,若观察到_______(填现象),证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为_______。
【实验3】某兴趣小组利用压强传感器研究NaOH溶液吸收CO2的情况。
实验步骤如下:
①用3个250mL的烧瓶收集满纯净的CO2,连接压强传感器,同时采集数据;
②用注射器同时等速度分别注入三种不同浓度的NaOH溶液各15mL;
③片刻后,同时振荡烧瓶,等待反应完成,采集的数据如图3所示。
(5)a、b、c三组实验中所用NaOH溶液的浓度由大到小的顺序是_______。
(6)t2时刻对应的操作是_______。
(7)t3时刻后b曲线呈这种形态的原因是_______。
11.(2023·江苏南京·模拟预测)宋代画家王希孟绘制的《千里江山图》是一幅绢本设色画,其中使用了色彩鲜艳、性质稳定的矿物颜料石青和石绿。某化学兴趣小组对石青和石绿进行了以下探究。
【查阅资料】
石青的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2,石绿的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2,都可以称为碱式碳酸铜。碱式碳酸铜的化学式可表示为xCuCO3·yCu(OH)2。
【实验探究】
(1)如图所示,取少量2CuCO3·Cu(OH)2粉末于试管中,充分加热后观察到试管中固体变黑,烧杯中溶液变浑浊。试管中发生反应的化学方程式为2CuCO3·Cu(OH)2______+2CO2↑+H2O,烧杯中发生反应的化学方程式为______。
(2)取少量CuCO3·Cu(OH)2粉末于试管中,加入足量稀硫酸,观察到固体溶解,产生气泡,生成蓝色溶液,发生反应的化学方程式为______。
【拓展提升】
为测定某种碱式碳酸铜[化学式可表示为xCuCO3·yCu(OH)2]的组成,利用下图所示装置进行实验(说明:夹持仪器已省略,碱石灰能吸收二氧化碳和水,实验中每一步吸收都是完全的)。
步骤1:连接好装置并______。
步骤2:装入药品。
步骤3:打开活塞K,鼓入空气。
步骤4:一段时间后关闭活塞K,称量相关装置的质量。
步骤5:点燃酒精灯,至装置C中无气泡产生。
步骤6:打开活塞K,鼓入空气。
步骤7:熄灭酒精灯。
步骤8:一段时间后关闭活塞K,称量相关装置的质量。
【实验分析】
(1)步骤3和步骤6的操作相同,但作用不同。请从减小实验误差的角度,简要分析步骤3和步骤6的作用:______。
(2)若碱式碳酸铜已完全分解,实验后装置C增重4.5 g,装置D增重4.4 g,则该碱式碳酸铜的化学式可表示为______,实验后玻璃管中剩余固体的质量为______。
12.(2023·江苏南京·模拟预测)铁及其化合物在生活生产中应用非常广泛。某兴趣小组的同学对于碳酸亚铁的制取和相关性质进行探究。
【查阅资料】
I.溶液pH大于8.8时,Fe2+可完全转化为Fe(OH)2沉淀。
II.FeCO3是白色固体,难溶于水,遇氧气、水会发生反应,生成Fe(OH)3;遇酸也会发生反应。
III.FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液会变为血红色,而FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色。
【进行实验】
(1)制取FeCO3。
①兴趣小组的同学将已生锈的铁钉放入稀硫酸中除锈,该反应的化学方程式为_______。
②将除尽铁锈后的铁钉再放入足量的稀硫酸中,反应完成后发现溶液中有少量黑色固体出现,说明除锈后的铁钉属于________(填“纯金属”或“合金”)。
③用上述溶液和pH=11.9的Na2CO3溶液反应制取FeCO3时,可能制得FeCO3的操作是______(填字母)。
A.将少量的FeSO4溶液与大量的Na2CO3溶液同时加入到烧杯中,边加边搅拌
B.先将Na2CO3溶液加入烧杯中,再缓慢加入FeSO4溶液,边加边搅拌
C.先将FeSO4溶液加入烧杯中,再缓慢加入Na2CO3溶液,边加边搅拌
D.先将NaCO3溶液加入烧杯中,再加入过量稀盐酸,最后加FeSO4溶液,边加边搅拌
(2)探究久置于潮湿空气中FeCO3的成分。
实验I:
①取少量久置于潮湿空气中的FeCO3固体于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到试管内_______,说明该固体中含有FeCO3。
②取少量上述反应后的溶液于试管中,进行了下一步实验操作,该操作是_______,可观察到_______,说明久置于空气中的FeCO3固体中还含有Fe(OH)3。
实验Ⅱ:
该兴趣小组为进一步确定固体中FeCO3的质量分数,称取10.0g固体做了如下图所示的补充实验。
①装置A的分液漏斗中盛放的溶液可以为_______(填字母);装置C中盛放的溶液最合适的是____(填字母)。
A.浓盐酸 B.稀硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.氢氧化钙溶液
②反应结束后,继续通入一段时间N2的目的是_______。
③实验结束后,测得装置C和D共增重0.44g,则固体中FeCO3的质量分数为______。
【实验结论】碳酸亚铁在潮湿的空气中易变质,故需要密封保存。
13.(2023·江苏南京·模拟预测)小耿同学在某门户网站上看到一段震撼的视频,将大块的钠扔入湖水中瞬间产 生爆炸。于是,他对钠和水的反应产生了强烈的好奇,并在老师和同学的帮助下进行相关探究。
【查阅资料】
①钠是一种活泼金属,常温下不与煤油反应,能与氧气、水等物质发生反应,与水剧烈反应能生成一种可燃性气体。
②钠的密度是0.97g/cm3,煤油的密度是0.8g/cm3,水的密度是1g/cm3。
【实验探究】
在小扈同学的启发下,小耿同学设计了如图1所示的一套钠与水反应的实验装置(夹持仪器 已略)。
【实验步骤】
①检查装置气密性;
②向大试管中加入一定体积煤油;
③用小刀切一小块钠,放入大试管,塞上橡皮塞;
④打开活塞,通过长颈漏斗向试管中加入水,使煤油的液面升至胶塞,关闭活塞,观察现象。
请回答下列问题:
(1)步骤①中检查该装置气密性的方法是___。
(2)步骤②中煤油的作用是___。
(3)实验中长颈漏斗的作用除了可以方便添加液体,还能___。
【实验反思】实验结束后,小戴同学对于剩余溶液的溶质成分产生了好奇,并在老师的指导下运用如图2所示的装置进行探究,在此基础上,绘出了如图3所示的图象。
根据图3回答下列问题:
(4)钠和水的反应属于___反应(填“吸热”或者“放热”)。
(5)小乐同学认为通过图3就可以初步判断剩余溶液的溶质为___,理由是___。
【实验拓展】
(6)写出钠和水反应的化学方程式为___。
(7)小季同学将图1试管中的水换成足量的硫酸铜溶液,观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀,反应后,溶液中SO42﹣的质量分数___(填“变大”、“不变”或者“变小”)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1. Na2CO3和NaHCO3 NaHCO3溶液也呈碱性,与酸反应也产生气体 2 大于 出现白色沉淀,溶液仍为红色 检査装置气密性 浓硫酸 吸收空气中的二氧化碳和水,防止空气中的二氧化碳和水进入F装置 使二氧化碳、水被充分吸收 偏小 2:1:2
【详解】[提出猜想]
猜想1:该粉末是Na2CO3;猜想2:该粉末是NHCO3;则猜想3:该粉末可能同时含有碳酸钠和碳酸氢钠;
[问题与讨论]
(1)根据步骤①加适量水和酚酞后,溶液显红色,则说明粉末溶于水显碱性;根据步骤②加入盐酸后,有气体生成,说明该粉末能和盐酸反应生成气体。但不能说明粉末中一定有碳酸钠,因为NaHCO3溶液也呈碱性,与酸反应也产生气体;
(2)步骤③加入氯化钙溶液后,有白色沉淀生成,由于碳酸氢钠和氯化钙溶液不发生反应,不生成沉淀,故可知猜想2一定不对;
(3)由碳酸氢钠加热生成碳酸钠,水和二氧化碳,根据,碳酸钠和二氧化碳中所含碳元素的质量相等,把生成的二氧化碳全部通入足量澄清石灰水中,得到白色沉淀a(碳酸钙)的质量是2.5g,则生成的碳酸钠与足量的氯化钙反应得到白色沉淀碳酸钙的质量也是2.5g,若白色沉淀b的质量大于2.5g,说明步骤④中加热后的固体中的碳酸钠由两部分组成,碳酸氢钠受热分解生成的碳酸钠和原白色粉末中含有的碳酸钠,所以猜想3正确,故答案为“大于”。
[实验与反思]
向步骤①所得溶液中加入足量的氯化钙溶液,可检验并除去碳酸钠,氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,若有白色沉淀生成,证明有碳酸钠,若反应后的溶液仍为红色,则证明有碳酸氢钠;
[问题探究]
(5)组装好装置后,应检查装置气密性;
(6)E装置的作用是吸收水蒸气,浓硫酸能吸收水蒸气,E中的药品是浓硫酸;G的作用是除去空气中的二氧化碳、水蒸气等杂质气体,防止空气中的二氧化碳和水进入F装置,影响测量结果的准确性;
(7)先推拉注射器,目的是将装置内的二氧化碳排空,避免装置内本身的二氧化碳导致的E、F质量偏大,导致最终结果偏大。后再次反复缓缓推拉注射器目的是将生成的二氧化碳、水全部排入E、F中,使二氧化碳、水被充分吸收。如不进行该操作部分二氧化碳未被吸收,导致结果偏小。
(8)根据表中的数据可知,反应后生成二氧化碳的质量为51.1g-50g=1.1g,设碳酸氢钠的质量为x,分解生成的水的质量为y,根据化学方程式
解得x=4.2g
y=0.45g
故天然碱中含有水的质量=102.25g-100.0g-0.45g=1.8g;
天然碱中含有碳酸钠的质量=16.6g-4.2g-1.8g=10.6g;
根据天然碱的组成可知
所以a:b:c=2:1:2。
2.(1) 因局部温度过高,造成液滴飞溅 86.5%
(2) 取少量该精盐溶液于试管中,再向其中加入少量氯化钡溶液(或硝酸钡溶液),振荡 有白色沉淀产生
Ca2+、Ba2+ NaCl、NaOH、Na2CO3 CBA Cl-、、Ag+、Na+
【详解】(1)③蒸发在加热过程中,用玻璃棒不断搅拌,防止因局部温度过高,造成液滴飞溅;
④精盐的产率为:86.5%;
(2)验证实验:硫酸根离子和钡离子结合成硫酸钡沉淀,故取少量该精盐溶液于试管中,再向其中加入少量氯化钡溶液(或硝酸钡溶液),振荡,生成白色沉淀,证明该精盐溶液中存在硫酸根离子;
分析图像:
②ab段是加入过量的氯化钡溶液除去硫酸钠的过程;cd段是加入过量的氢氧化钠溶液除去氯化镁的过程;ef段是加入过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量氯化钡的过程;则cd段氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,反应的化学方程式是:;
③ef段碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,除去的离子是Ca2+、Ba2+;
④g点时加入的碳酸钠溶液过量,则此时溶液中的溶质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠,故填:NaCl、NaOH、Na2CO3;
⑤若要得到较纯净的氯化钠,先将沉淀过滤出去,再向滤液中加入过量的稀盐酸除去氢氧化钠、碳酸钠,最后蒸发结晶得到氯化钠晶体,故操作顺序是:CBA;
拓展提升:氯化钠和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,本质反应是氯离子和银离子结合生成氯化银沉淀,故氯离子逐渐减少,钠离子不变,硝酸根离子逐渐增多,刚开始加入银离子转化为沉淀,将氯离子全部完全完后,再加入硝酸银溶液,银离子增多,故甲、乙、丙、丁离子依次为:Cl-、、Ag+、Na+。
3.(1)AC
(2) 放热
(3)
(4)碳酸钙/CaCO3
(5)可能是氧化钙和水反应生成氢氧化钙,使溶液变红
(6) CaO、Ca(OH)2、CaCO3 防止空气中二氧化碳和水进入D装置中
【详解】(1)人体缺锌会导致侏儒症,缺钙可能会导致佝偻病、骨质疏松,故选AC;
(2)①根据滴加酚酞溶液,液体变红,说明溶液显碱性,即钙与水反应生成了氢氧化钙,钙元素的化合价有0价升高为+2价,氧元素化合价不变,根据资料:在一个化学反应中,有元素化合价升高,同时就有元素化合价降低,所以说还会生成氢气,氢元素的化合价由+1价降低为0价,即钙和水反应生成氢氧化钙和氢气,该反应方程式为:Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;
②氢氧化钙溶解度随着温度升高而减小,反应时溶液变浑浊,是因为反应放热,生成的氢氧化钙不能全部溶于水,反应后温度降低,氢氧化钙全部溶于水,溶液变澄清,故该反应属于发热反应;
(3)固体中除了氧化钙、氢氧化钙外,还可能会含有碳酸钙的依据是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
(4)取固体样品加入水中,滴加酚酞后液体变红;继续加足量稀盐酸,如观察到有气泡产生,则该固体中一定含有碳酸钙,这是因为碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化碳气体;
(5)由于氧化钙能和水反应生成氢氧化钙,使溶液变红,所以无法判断样品中是否含有氢氧化钙;
(6)②测得反应前后装置C(浓硫酸具有吸水性)、D(碱石灰可以吸收二氧化碳)分别增重18.0g和22.0g。说明氢氧化钙分解生成了18.0g水、碳酸钙分解生成了22.0g二氧化碳,根据资料Ca(OH)2加热至580℃生成两种氧化物(氧化钙和水)、CaCO3加热至825℃分解生成两种氧化物(氧化钙和二氧化碳);
设氢氧化钙质量为x,碳酸钙质量为y,
x=74g;
y=50g;
则氧化钙质量为:155g-74g-50g=31g,所以固体样品中含有的物质为氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙;
③装置E中碱石灰的主要成分为氧化钙和氢氧化钠,其作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入D装置,影响实验结果。
4.(1) 溶液颜色由红色刚好变为无色 反应物减少
(2)H+与OH-
(3)放热
(4)50mL蒸馏水
(5)稀释溶液时温度的变化量远小于两种溶液混合后温度的变化量
【详解】(1)酚酞遇碱性物质呈红色,遇酸性、中性物质呈无色,呈碱性的氢氧化钠与呈酸性的盐酸反应生成呈中性的氯化钠溶液,能推断出氢氧化钠溶液与盐酸能发生反应的现象是溶液颜色由红色刚好变为无色,依据是氢氧化钠被消耗,反应物减少;
(2)从微观角度看,中和反应的实质是:H+与OH-反应,生成水分子。因此可以判断,发生中和反应时,溶液温度升高与这两种离子有关;
(3)观察实验①对应的溶液温度变化的图像,曲线都有上升的部分,因此一定浓度的氢氧化钠溶液稀释时放热;
(4)实验②是为验证稀盐酸溶于水是否放热,使实验结果更严密,应用50mL一定浓度的稀盐酸与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化;
(5)观察实验①、实验②和实验③对应的溶液温度变化的图像,曲线都有上升的部分,说明稀释两种溶液和它们发生化学反应时,都放出热量。根据图像,比较稀释溶液时温度变化的数据和发生反应时温度变化的数据,可以发现,稀释溶液时温度的变化量远小于两种溶液混合后温度的变化量,可确认氢氧化钠溶液和盐酸反应放出热量。
5.(1)化学性质
(2) 偏大
(3)Cu2+
(4)SO3
(5)
【详解】(1)催化剂可以加快反应速率,但本身的质量和化学性质在反应前后不变,故填:化学性质;
(2)①不洗涤沉淀,沉淀表面会有杂质,称量沉淀的质量会偏大,根据生成硫酸钡的质量计算得到的硫酸根离子的质量会偏大,故填:偏大;
②蓝色沉淀是氢氧化铜,加热后会生成黑色的氧化铜和水,故填:Cu(OH)2CuO+H2O;
③硫酸铜由硫酸根离子和铜离子构成,ag固体是氯化钡和硫酸铜反应生成硫酸钡,可以计算硫酸根离子的质量=ag×;bg固体是氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,可以计算铜离子的质量=;又溶液被等分为两部分,说明前面的计算质量要双倍,硫酸铜的质量=,故填:;
(3)甲和乙对比,均含有硫酸根离子,说明硫酸根离子不是影响微粒,甲和丙对比,均含有水,说明水分子不是影响微粒,综合可知,硫酸铜溶液中铜离子起到催化作用,故填:Cu2+;
(4)根据硫酸铜分解只产生氧化铜和另一种氧化物,说明另一种氧化物是硫的氧化物,且硫原子和氧原子个数比应该为1:3,否则就会又其他产物,故填:SO3;
(5)固体中只含有铜元素和氧元素,铜元素始终在固体中,8g氧化铜中铜元素的质量=,说明氧元素质量=7.2g-6.4g=0.8g,根据铜、氧元素的质量比可以计算个数比,设该铜的氧化物中铜、氧元素的个数比为x:y,则可得64x:16y=6.4:0.8,计算可知x:y=2:1,化学式为Cu2O,反应为氧化铜反应生成氧化亚铜和氧气,故填:。
6.(1) 导管末端无气泡冒出 使B中生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收
(2)2:1
(3)
(4) 氧化亚铁和四氧化三铁的混合物
【详解】(1)碱式碳酸亚铁受热完全分解生成氧化亚铁、二氧化碳和水,因有气体产生,所以反应时可看见装置C中有气泡冒出。关闭弹簧夹 K ,加热装置 B 至装置 C 中导管末端无气泡冒出,说明反应结束。此时装置内还有部分生成的水和二氧化碳在BC等装置内, 再打开弹簧夹 K ,缓缓通空气一段时间,这样操作的目的是使 B 中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被 D 、 C 装置吸收,使实验数据更准确。
(2)分析表中数据可知:4.83 g碱式碳酸亚铁粉末受热完全分解生成水的质量为200.27 g-200.00 g = 0.27 g(浓硫酸吸收水蒸气,装置C增加的质量为生成水的质量),二氧化碳的质量为181.32 g-180.00 g =1.32 g(氢氧化钠吸收二氧化碳,装置D增加的质量为生成二氧化碳的质量),由反应的化学方程式可知:,,解得x:y=2:1。
(3)装置 A 的作用是除去空气中的水和二氧化碳,故装置A中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生碳酸钠和水,该反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
(4)①由题中信息可知,氧化亚铁不稳定,在空气中加热会被氧化成四氧化三铁,氧化亚铁和氧气反应生成四氧化三铁,该反应的化学方程式为6FeO+O22Fe3O4。
②如果残留固体是氧化亚铁,则氧化亚铁质量:4.83 g-0.27g-1.32g=3.24 g,如果残留固体是四氧化三铁,则四氧化三铁质量:3.24g×(×100%)÷(×100%)=3.48g,称得残留固体的质量为3.36g,大于3.24 g ,小于3.48 g,通过计算可知:残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物。
7.(1)
(2)氢气难溶于水且与水不反应
(3)在金属活动性顺序中,金属是否位于氢前
(4)纯锌片逐渐溶解并产生气泡,纯铜片无明显现象
(5)锌片
(6)在该反应中,锌原子失去电子,电子通过导线传递到铜片处,铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气
(7)有
(8)石墨碳棒
(9)D
【详解】(1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式。
(2)由于氢气难溶于水且与水不反应,所以可用排水法收集。
(3)在金属活动性顺序里,氢前金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,氢后金属不能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,所以判断依据是在金属活动性顺序中,金属是否位于氢前。
(4)取纯锌片和纯铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与稀硫酸不反应,所以步骤1观察到的现象是纯锌片逐渐溶解并产生气泡,纯铜片无明显现象。
(5)由图戊可知,在该反应中,锌原子失去电子,电子通过导线传递到铜片处,铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气,所以氢气是由锌片与稀硫酸反应产生的。
(6)由图戊可知,可从微观角度描述在铜片表面产生氢气的过程是在该反应中,锌原子失去电子,电子通过导线传递到铜片处,铜片处的氢离子得到失去的电子形成氢气。
(7)在该反应中,锌原子失去电子,电子通过导线传递到石墨碳棒处,石墨碳棒处的氢离子得到失去的电子形成氢气,所以石墨碳棒上有气泡产生。
(8)若将己图中稀硫酸换成硫酸铜溶液,电流表指针也发生偏转是因为锌原子失去电子,电子通过导线传递到石墨碳棒处,石墨碳棒处的铜离子得到失去的电子形成铜,所以石墨碳棒上会出现红色固体。
(9)根据两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时,活动性强的金属首先被腐蚀,而在银、铜、锡、锌四种金属中,锌的活动性比铁强;可得知,为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀,通常在轮船外壳镶嵌的金属的活动性比铁强的锌。故选D。
8. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 相同条件下二氧化碳密度比空气大,且不与空气中主要成分发生反应 反应物和反应条件 实验装置 挥发性 氯化氢 BC Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O CaCO3与二氧化碳和水反应生成可溶的Ca(HCO3)2,溶液中Ca2+、等浓度变大 A
【详解】(1)实验室用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,生成氯化钙、水和二氧化碳,该反应化学方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
用向上排空气法收集二氧化碳的原因是相同条件下二氧化碳密度比空气大,且不与空气中主要成分发生反应;
(2)实验室制取气体的一般思路和方法为:
①选择适当的反应,包括反应物和反应条件,以免选择的反应难以实现;
②选择合适的实验装置,根据反应条件和气体的性质,选择合适的发生和收集装置;
(3)可能是盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体,氯化氢气体溶于水形成盐酸溶液,盐酸与氢氧化钙溶液反应生成氯化钙和水,此时二氧化碳与氯化钙溶液不反应,没有白色沉淀生成;
A、氯化氢和二氧化碳都与氢氧化钠溶液反应,不符合题意;
B、二氧化碳与碳酸氢钠溶液不反应,氯化氢溶于水形成盐酸,盐酸与碳酸氢钠溶液反应生成氯化钠、水和二氧化碳,可以除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,符合题意;
C、二氧化碳与硝酸银溶液不反应,盐酸与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸,可以出去二氧化碳中混有的氯化氢气体,符合题意;
答案:BC;
[分析推理]
(1)实验中0~10 s澄清石灰水变浑浊、溶液电导率降低的原因是二氧化碳与氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,溶液中离子的数量减少,溶液电导率降低,该反应化学方程式:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;
(2)10 s后浑浊的液体又逐渐变澄清、溶液的电导率上升,是因为CaCO3与二氧化碳和水反应生成可溶的Ca(HCO3)2,溶液中Ca2+、等浓度变大;
[实验再探究]
A、制取二氧化碳的装置中含有空气,AB段溶液浊度变化不大,因为先排出的是装置里的空气,说法错误;
B、溶液透明时浊度值(透过率)为100%,BC段浊度(透过率)增大,即变澄清,说明此处化学反应与BC段的不同,说法正确;
C、溶液透明时浊度值(透过率)为100%,开始时浊度值(透过率)为100%,最终的浊度值(透过率)为80%,最终并未完全澄清,说法正确;
答案:A。
9. 导管末端无气泡冒出 使B中生成的二氧化碳和水蒸气全部被D、C装置吸收 2:1
氧化亚铁和四氧化三铁的混合物
【详解】实验步骤:
(3)碱式碳酸亚铁受热完全分解生成氧化亚铁、二氧化碳和水,因有气体产生,所以反应时可看见装置C中有气泡冒出。关闭弹簧夹 K ,加热装置 B 至装置 C 中导管末端无气泡冒出,说明反应结束。此时装置内还有部分生成的水和二氧化碳在BC等装置内, 再打开弹簧夹 K ,缓缓通空气一段时间,这样操作的目的是使 B 中分解生成的二氧化碳和水蒸气全部被 D 、 C 装置吸收,使实验数据更准确。
实验结论:
分析表中数据可知:4.83 g碱式碳酸亚铁粉末受热完全分解生成水的质量为200.27 g-200.00 g = 0.27 g(浓硫酸吸收水蒸气,装置C增加的质量为生成水的质量),二氧化碳的质量为181.32 g-180.00 g =1.32 g(氢氧化钠吸收二氧化碳,装置D增加的质量为生成二氧化碳的质量),
由反应的化学方程式可知:
解得
交流反思:
(1)装置 A 的作用是除去空气中的水和二氧化碳,故装置A中发生的反应是二氧化碳与氢氧化钠反应生碳酸钠和水,反应的化学方程式为;
(2)①由题中信息可知,氧化亚铁不稳定,在空气中加热会被氧化成四氧化三铁,故残留固体可能有四氧化三铁的原因是;
②如果残留固体是氧化亚铁,则氧化亚铁质量:4.83 g-0.27g-1.32g=3.24 g,如果残留固体是四氧化三铁,则四氧化三铁质量:,称得残留固体的质量为3.36g,大于3.24 g ,小于3.48 g,通过计算可知:残留固体是氧化亚铁和四氧化三铁的混合物。
10. NaOH溶液吸收CO2气体,使装置内压强减小 常温常压下,CO2溶于水且与水反应,也能使压强减小 B中溶液倒吸进入A中,A中有白色沉淀产生 一定条件下,CaCl2与NaOH也能反应产生白色沉淀 A中有气泡冒出 CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O c>b>a 振荡烧瓶 装置密闭,温度不再改变,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应完全,容器中气体体积不再变化,压强基本不变维持一定
【详解】(1)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,气体减少,装置内部压强降低,外界大气压将水压向左侧,造成液面左高右低的现象;
(2)由于二氧化碳可溶于水且还可以与水发生化学反应,也可以引起气体体积减少造成装置内部压强降低,因此不能得出二氧化碳和氢氧化钠发生化学反应的结论;
(3)氢氧化钠溶液含有水,二氧化碳可能溶于水,造成内部压强减小,氯化钙溶液倒吸入A中,根据题目信息可知,氯化钙与氢氧化钠反应生成氢氧化钙沉淀和氯化钠,此时会观察到A中产生沉淀,不能说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应;上述现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应,理由是一定条件下,CaCl2与NaOH也能反应产生白色沉淀;
(4)盐酸可与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此可以看到气泡,证明有碳酸钠存在,从而说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。所以步骤④中,若观察到A中有气泡产生,证明CO2与NaOH发生了化学反应;氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的化学方程式为:;
(5)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,氢氧化钠的浓度越大,吸收二氧化碳的速率越快,吸收二氧化碳越充分,反应后装置中压强更小,根据图示可知,a、b、c三组实验中所用NaOH溶液的浓度由大到小的顺序c>b>a;
(6)t2时刻氢氧化钠和二氧化碳反应速率加快,因此对应的操作是振荡烧瓶,增大了反应物的接触面积,加快了反应;
(7)t3时刻后b曲线呈这种形态的原因是:装置密闭,温度不再改变,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应完全,容器中气体体积不再变化,压强基本不变维持一定。
11. 3CuO CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O 检查装置气密性
步骤3是将装置内空气替换为除去二氧化碳和水蒸气后的空气,步骤6是将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收,以免因生成气体未被完全吸收造成误差;
2CuCO3·5Cu(OH)2
28g
【详解】[实验探究]
(1)根据质量守恒定律可知,化学反应前后原子数目、种类不变,反应前有3个Cu原子,2个C原子,8个O原子,2个H原子,反应后有2个C原子,5个O原子,2个H原子,故空格处共有3个铜原子,3个O原子,故化学式为CuO,应填入:3CuO;
烧杯中是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,化学反应方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(2)碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、二氧化碳和水,化学反应方程式为:CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O;
[拓展提升]
该实验有气体产生,连接好装置要检查装置气密性;
[实验分析]
(1)步骤3是将装置内空气替换为除去二氧化碳和水蒸气后的空气,避免因C、D装置吸收空气中的二氧化碳和水蒸气产生误差,步骤6是将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收,以免因生成气体未被完全吸收造成误差;
(2)装置C增重4.5 g,说明碱式碳酸铜分解生成水质量为4.5g,装置D增重4.4 g,说明碱式碳酸铜分解生成二氧化碳质量为4.4g,根据质量守恒定律可知,生成水中氢元素质量等于碱式碳酸铜中氢元素质量,为:,生成二氧化碳中碳元素质量等于碱式碳酸铜中碳元素质量为:,碱式碳酸铜中国碳、氢元质量比为:,解得:,故该碱式碳酸铜的化学式可表示为:2CuCO3·5Cu(OH)2;
碱式碳酸铜完全分解剩余固体为氧化铜,由化学方程式:;反应中氧化铜和二氧化碳质量比为:(7×80):(2×44)=70:11,二氧化碳质量为4.4g,故氧化铜质量为:28g。
12. 合金 C 有气泡产生 滴加KSCN溶液 溶液变为血红色 B C 排出滞留在装置中的二氧化碳气体 11.6%
【详解】(1)①将已生锈的铁钉放入稀硫酸中除锈,该反应为氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水;
②将除尽铁锈后的铁钉再放入足量的稀硫酸中,反应完成后发现溶液中有少量黑色固体出现,说明除锈后的铁钉中除铁外还含有其它成分,则属于合金;
③已知:溶液pH大于8.8时,Fe2+可完全转化为Fe(OH)2沉淀;FeCO3是白色固体,难溶于水,遇氧气、水会发生反应,生成Fe(OH)3,遇酸也会发生反应。
则在制取FeCO3时,不能加入酸,且pH不能大于8.8,而Na2CO3溶液的pH=11.9;故正确操作为:先将FeSO4溶液加入烧杯中,再缓慢加入Na2CO3溶液,边加边搅拌;
故选C;
(2)实验I:
①碳酸根离子和氢离子会生成二氧化碳气体;取少量久置于潮湿空气中的FeCO3固体于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到试管内有气泡产生,说明该固体中含有FeCO3;
②已知:FeCl3溶液中滴加KSCN溶液,溶液会变为血红色,而FeCl2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色。取少量上述反应后的溶液于试管中,滴加KSCN溶液,可观察到溶液变为血红色,说明久置于空气中的FeCO3固体中还含有Fe(OH)3,氢氧化铁和稀盐酸反应生成铁离子和水,铁离子和KSCN溶液反应会变为血红色;
实验Ⅱ:
①浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体会干扰实验结果;氢氧化钠、氢氧化钙和碳酸亚铁不反应;稀硫酸和碳酸亚铁生成二氧化碳气体,通过生成二氧化碳气体的量可以计算碳酸亚铁的纯度;故装置A的分液漏斗中盛放的溶液可以为B.稀硫酸;
通过生成二氧化碳气体的量可以计算碳酸亚铁的纯度;则装置C中盛放的溶液为可以吸收二氧化碳的溶液,氢氧化钙微溶于水可能导致二氧化碳吸收不完全,故最合适的是C.氢氧化钠溶液;
②反应结束后,部分二氧化碳气体滞留在装置中,影响实验结果,继续通入一段时间N2的目的是排出滞留在装置中的二氧化碳气体;
③氢氧化钠和实验结束后,测得装置C和D共增重0.44g,则生成二氧化碳的质量为4.4g;
由化学方程式体现的质量关系可知,碳酸亚铁的质量为11.6g,则固体中FeCO3的质量分数为。
13. 向长颈漏斗中加水至液封,关闭活塞,继续加水,若长颈漏斗内能形成一段稳定的水柱,则气密性良好 防止 Na 与空气中的氧气反应 形成液封,防止气体从加液口逸出;防止压强过大冲开活塞 放热 NaOH 溶液最终呈强碱性,反应物中只有 Na、O、H 三种元素,故溶质为 NaOH 2Na+2H2O==2NaOH+H2↑ 变大
【详解】(1)步骤①中检查该装置气密性的方法是向长颈漏斗中加水形成液封,关闭活塞,继续加水,若长颈漏斗内能形成一段稳定的水柱,则气密性良好;
(2)根据“钠是一种活泼金属,常温下不与煤油反应,能与氧气、水等物质发生反应,与水剧烈反应能生成一种可燃性气体”可知,步骤②中煤油的作用是防止 Na 与空气中的氧气反应。
(3)实验中长颈漏斗的作用除了可以方便添加液体,还能形成液封,防止气体从加液口逸出;长颈漏斗可以容纳一定量的水,反应生成气体时气压增大,水流回长颈漏斗,减小时水重新流回试管,可以缓冲平衡气压,防止压强过大冲开活塞;
(4)根据图3可知,反应过程溶液的温度不断升高,钠和水的反应属于放热反应;
(5)根据图3可知,反应后溶液的pH大于7,呈碱性,结合质量守恒定律初步判断剩余溶液的溶质为氢氧化钠,理由是溶液最终呈强碱性,反应物中只有 Na、O、H 三种元素,故溶质为 NaOH;
(6)根据上述分析可知,钠和水生成氢氧化钠和氢气,反应的化学方程式为:2Na+2H2O==2NaOH+H2↑;
(7)小季同学将如图试管中的水换成足量的硫酸铜溶液,观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀,反应后硫酸根在水中不发生变化,但水被 Na 消耗,溶剂的质量减小,溶液中SO4的质量分数变大。
答案第1页,共2页
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