2023年中考化学模拟题知识点汇编专项练习(常州专用)-20科学探究题②
一、科学探究题
1.(2023·江苏常州·统考二模)“二氧化碳的实验室制取”是初中化学必做的实验之一,根据下图回答问题。
(1)实验室用制取CO2选用的发生装置是 (填序号)。
(2)若试剂X为澄清石灰水,则③中发生的化学方程式是 ;若④中干燥的紫色石蕊试纸没有变红,则试剂X可能是 (填序号)。
A.NaOH溶液 B.CaCl2溶液 C.浓硫酸 D.稀盐酸
(3)若要收集8.8g二氧化碳,则至少需要多少克大理石(含CaCO3质量分数为80%)? (写出计算过程) 。
(4)某同学在完成二氧化碳的制取实验后,观察到锥形瓶内无气泡产生,石灰石固体有剩余。他对该反应是否停止提出了疑问,在老师的帮助下,从反应开始到无气泡产生的较长一段时间内,用pH传感器测出溶液pH变化的曲线如图所示。
①AB段溶液pH快速上升的原因是 。
②C点时无气泡产生,固体有剩余,此时溶液中的溶质为 (填化学式)。
③依据曲线变化趋势,说明虽然无气泡产生,其实反应并未停止的理由是 。
④反思:肉眼无法观察到气泡,只能说明反应 ,不能认为反应已经停止。
2.(2023·江苏常州·一模)甲同学在进行过氧化氢制取氧气的实验时,不小心将过氧化氢溶液滴到生锈的铁架台上,与铁锈接触的部分迅速产生大量气泡。据此,他设计了如下实验:
【实验方案】
编号 实验步骤 现象或数据
实验1 在试管中加入5mL5%的H2O2溶液,将带火星的木条伸入试管中 木条不复燃
实验2 在实验1的试管中加入2g氧化铁,将带火星的木条伸入试管中 木条复燃
实验3 待实验2试管中无气泡时,再加入H2O2溶液,将带火星的木条伸入试管中,并反复多次上述操作 木条复燃
实验4 待实验3结束后,将试管中的物质过滤、洗涤、干燥、称量 滤渣质量2g
【实验分析】
(1)甲同学进行上述实验的目的是 。
(2)写出实验2中发生反应的化学方程式 。
【实验反思】氧化铁与二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果哪个更好?
(3)乙同学设计了图1实验,通过对比实验中 ,可比较氧化铁与二氧化锰的催化效果。
【实验拓展】丙同学利用实验4中的滤渣进行如图2实验(固定装置略),发现A装置中红色固体完全变黑,B装置中石灰水变浑浊。
【实验探究】装置A中剩余黑色固体的成分一定是铁吗?
【查阅资料】CO与氧化铁反应后的剩余固体可能由氧化亚铁、四氧化三铁、铁粉和未反应的氧化铁中的一种或几种组成。上述几种物质的部分性质如下表:
物质 铁粉 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁
颜色 黑色 黑色 红色 黑色
磁性 有 无 无 有
与硫酸铜溶液 反应 不反应 不反应 不反应
【设计实验】
(4)
步骤 实验操作 实验现象 结论和解释
1 用磁铁吸引剩余固体 剩余固体中没有氧化亚铁
2 向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液 无明显现象
【实验结论】
(5)装置A中发生反应的化学方程式为 。
3.(2023·江苏常州·统考一模)过氧化镁(MgO2)是一种镁精细化工产品。在医疗上可用来治疗消化不良、胃酸过多等疾病。在环境保护方面,过氧化镁可用来处理地下水污染的土壤。某化学兴趣小组对过氧化镁的性质和制备等进行了以下研究。
I、过氧化镁的性质
(1)过氧化镁是一种白色的粉末,其外观、物理性质与氧化镁相似。过氧化镁在常温下比较稳定,但是加热时会分解生成氧化镁和一种单质。该反应的化学方程式为 。过氧化镁易溶于稀盐酸,发生反应的化学方程式为:。
Ⅱ、过氧化镁的制备
图1是利用碱式碳酸镁【Mg2(OH)2CO3】和30%的过氧化氢溶液来制取过氧化镁。
【资料】
①碱式碳酸镁与碳酸镁有相似的化学性质,能与稀盐酸反应产生CO2;
②氧化镁与过氧化氢反应放出大量的热。
(2)检测煅烧过程碱式碳酸镁已完全分解的方法 (写出具体的操作和现象)。
(3)用上述碱式碳酸镁在550℃、600℃,650℃及700℃下煅烧一定的时间生成氧化镁,再用上述条件制备的氧化镁分别与30%双氧水反应生成过氧化镁的产率如图2和图3。碱式碳酸镁煅烧的温度适宜控制在 ℃,煅烧时间适宜控制在 h。
Ⅲ、过氧化镁的纯度检测
(4)在生产过程中,过氧化镁中常常含有少量的氧化镁杂质(不考虑其他杂质),以下是该小组进行纯度检测的实验装置(图4)和实验步骤。
步骤①: 。
步骤②:装入药品(样品质量为0.7g),调节刻度管使左右两边液面相平,刻度管读数为10.0mL;
步骤③:打开分液漏斗开关,待瓶中无气泡产生时,关闭开关;
步骤④:再次调节刻度管使左右两边液面相平,刻度管读数为122mL;
步骤⑤:数据处理。
(5)稀盐酸中放入少量硫酸铜溶液的目的是 。
(6)根据上面实验数据计算样品中过氧化镁的质量分数是 (该实验条件下O2密度为1.429g/L)。
(7)该小组同学所测得质量分数比实际结果偏大,你觉得可能的原因是______(填字母)。
A.生成的氧气有少量溶于水
B.未等装置冷却到室温就开始读数
C.滴入的稀盐酸占了一部分气体的体积
4.(2023·江苏常州·校考一模)水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠(aNa2CO3·bH2O2)。某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质:50℃开始分解;②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
I.“鱼浮灵”的制备,
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图所示。
(1)反应温度不能超过20℃的原因是 。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。
II.“鱼浮灵”的成分测定。
【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号 实验步骤 实验现象 解释或结论
① 取样,加入MnO2粉末,用带火星的木条伸入试管内 木条复燃 有H2O2成分
② 取样,加入氯化钙溶液 溶液中含有Na2CO3方程式: 。
【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡(BaCO3)固体5.91g.
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗KMnO4的质量为3.16g,该反应的原理是:。
(4)计算确定过氧碳酸钠(aNa2CO3·bH2O2)的化学式: 。
III.“鱼浮灵”的增氧原理。
(5)研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究 (填微粒符号)对H2O2分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。
编号 ① ② ③ ④ ⑤
试剂 H2O 4%H2O2溶液 Na2CO3固体4%H2O2溶液 NaOH溶液4%H2O2溶液 NaOH溶液4%H2O2溶液
pH 6.96 6.01 8.14 8.15 9.26
溶解氧(mg·L-1) 5.68 6.44 9.11 9.12 10.97
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是 。
5.(2023·江苏常州·校考一模)管道疏通剂可以有效地疏通由毛发、油脂等各种原因引起的下水管道堵塞,某小组欲探究某品牌固体管道疏通剂中Ca(OH)2、铝粉、缓蚀阻垢剂的用量对疏通效果的影响,寻找三者的最佳质量比;并探究该品牌管道疏通剂对下水管道的腐蚀情况。
【查阅资料】Ca(OH)2与铝粉混合遇水后发生化学反应,放出大量热和气体,可加快疏通毛发等物质。反应的化学方程式为:。
【进行实验1】按表中数据将各固体物质混合均匀后,加入20mL水,观察到有气体产生,并通过测定反应前后温度的变化比较疏通效果(温度升高值越大,疏通效果越好)。
实验数据记录如下:
序号 Ca(OH)2质量/g 铝粉质量/g 缓蚀阻垢剂质量/g 混合前后温度升高值/℃
① 1.3 0.55 0.18 63
② 1.3 0.75 0.18 78
③ 1.3 0.95 0.18 89
④ 1.3 1.15 0.18 83
⑤ 1.3 0.95 0.04 86
⑥ 1.3 0.95 0.09 87
⑦ 1.3 0.95 0.27 87
【解释与结论】
(1)实验①~④的目的是 。
(2)欲探究缓蚀阻垢剂的用量对疏通效果的影响,需对比的实验是⑤、⑥、⑦和 (填实验序号)。
(3)由实验1可知,Ca(OH)2、铝粉、缓蚀阻垢剂的最佳质量比为1.3: : 。
【进行实验2】在其他条件相同时。改变下水管道材料,测定管道疏通剂对各材料的腐蚀率。实验结果记录如下:
材料 塑料 铜 铁 钢 铝 铝合金
腐蚀率 0.1% 0.4% 0.5% 0.3% 100% 80%
【解释与结论】
(4)进行实验2时,除了控制下水管道材料的形状、大小相同,水的体积相同,腐蚀时间相同,还需要控制相同的是 。
(5)由实验2可得到的结论是 。
【反思与评价】
(6)为该品牌管道疏通剂的保存提出注意事项: 。
6.(2023·江苏常州·校考一模)“自热米饭”(如图1所示)不用锅不用火,加入冷水即可加热。兴趣小组对市售某品牌“自热米饭”中的发热包进行实验探究。
【提出问题】发热包中含有哪些物质?
【查阅资料】
①发热包由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠中的若干种组成。
②氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体,后者可溶于NaOH溶液。
③溶液中的银离子和氯离子能结合形成氯化银沉淀。
【实验探究】
(1)甲同学取出发热包内灰黑色的固体粉末,用磁铁靠近,发现有黑色物质 (选填“能”或“不能”)被磁铁吸引,证明粉末中含有铁粉;用磁铁将该黑色物质全部吸出,所得剩余粉末(样品A)供其他同学进行后续探究。
(2)乙同学取少量样品A,加水溶解、静置后,滴入酚酞试液,试液变为 色,说明原粉末中含生石灰。
(3)丙同学取少量样品A,按如图2所示流程进行实验。
①将滤渣C放入硬质玻璃管中加热,将产生的气体通入澄清右灰水,石灰水变浑浊,证明滤渣C成分为 。
②丙同学实验后发现“样品A中含有铝粉,不含镁粉”,则“碱化”环节逐滴加入足量NaOH溶液时,他观察到的实验现象是 。
③“酸溶”时,铝粉与盐酸反应的化学方程式为 。
(4)丁同学取少量样品A,加入足量的水溶解,过滤;向所得滤液中滴入5g质量分数为14.6%的稀盐酸(溶液恰好呈中性),再加入足量硝酸银液,产生白色沉淀,经过滤、洗涤、干燥等操作后得到3g白色固体。丁同学认为样品A中一定含有NaC1,其理由为 。
【拓展延伸】
(5)图3为用数字化仪器测得的自热米饭在不同测温点的温度变化曲线。下列说法中正确的是 (填字母)。
a.除生石灰外发热包内还有其他物质能持续反应提供热量
b.t~300s内随着温度的下降,发热包内溶液pH可能上升
c.为使自热米饭快速升温,使用时应密封盒盖上的透气孔
d.自热米饭“自热”后保温时间极短,加热后需立即食用
7.(2023·江苏常州·校考一模)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 。
8.(2023·江苏常州·校考一模)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
9.(2023·江苏常州·统考一模)氢氧化钠溶液和稀盐酸反应时无明显实验现象,为证明反应的发生,某兴趣小组进行了如下实验。
【实验过程】
(1)写出该反应的化学方程式 。
(2)小李同学用pH传感仪测得烧杯内溶液pH的变化(如图),则实验中胶头滴管所加的X溶液是 。从微观角度解释该反应的本质是 。
(3)上述实验从 (填“反应物减少”或“新物质生成”)角度说明了反应的发生。
(4)图中c点对应溶液中的离子种类有 (填符号)。为证明C点溶质成分,可选用的物质有 (填序号)
A.无色酚酞 B.锌粒 C.氧化铜固体 D.碳酸钠溶液
【实验反思】
(5)小张同学另取氢氧化钠和稀盐酸的混合溶液,用玻璃棒蘸取该溶液在酒精灯上加热,出现白色固体,他认为该现象也能说明反应已发生。你是否同意并给出理由 。
【实验改进】能否让可溶物沉淀?
(6)室温时,氯化钠的溶解度为36g。在室温下,取一定量市售溶质质量分数为3.5%浓盐酸与7.85g饱和氢氧化钠溶液(含4g氢氧化钠)恰好完全反应。溶液沸腾,恢复至室温后,理论上析出氯化钠的质量为 。该实验也能说明中和反应 热量。(填“放出”或“吸收”)
10.(2023·江苏常州·校考模拟预测)氢氧化钠与二氧化碳反应再探究。
【实验过程】
(1)如图甲所示,三颈瓶内集满CO2气体,将两支注射器(两种溶液的密度都约为1.0gmL)和相对压强传感器分别通过橡皮塞固定到三颈瓶上,打开相对压强传感器并和数据采集器和电脑连接。
(2)用夹子固定注射器2的活塞,防止注射器内盐酸被吸入颈瓶内。将注射器内的氢氧化钠溶液全部注入三颈瓶中,充分振荡装置,直至压强不再改变为止。
(3)取下子,将注射器2中酸全部压进三颈瓶中,充分振荡,直至压强不再改变。
(4)将两个注射器的活塞都拉回原位,并用夹子固定。实验中测得相对压强变化曲线如图乙所示。
【实验分析】
(1)氢氧化钠与二氧化碳反应的方程式为 。
(2)曲线ef段压强变大的原因是 。
(3)由线cd、ef段分别从 角度和新物质生成角变证明了氢氧化能与二氧化碳反应。
(4)曲线在i点之后的相对压强小于0且保持稳定的原因可能是 。
a少量CO2溶于水b稀盐酸量不足c装置漏气
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)②
(2)
AC
(3)解:设需要大理石的质量为x
x=25g
答:需要大理石的质量为25g。
(4) 碳酸钙和盐酸反应 HCl、CaCl2 pH 缓慢增加 进行缓慢
【详解】(1)石灰石主要成分碳酸钙,和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,该反应不需要加热,发生装置选②;
(2)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,化学方程式为:;
二氧化碳和水生成碳酸,能使紫色石蕊变红,若④中干燥的紫色石蕊试纸没有变红,可能二氧化碳发生了反应,X可能为氢氧化钠(氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水),也可能二氧化碳被干燥,X为浓硫酸,干燥的二氧化碳,不能使紫色石蕊变红;故填:AC;
(3)过程见答案;
(4)①碳酸钙和盐酸反应,酸性减弱,AB段溶液pH快速上升的原因是碳酸钙和盐酸反应;
②碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,C点时无气泡产生,固体有剩余,此时溶液中的溶质为氯化钙,因pH在3左右,有盐酸剩余,则溶质含有氯化氢,故填:HCl、CaCl2;
③pH在缓慢增加,酸性在减弱,依据曲线,说明虽然无气泡产生,其实反应并未停止,故填:pH缓慢增加;
④肉眼无法观察到气泡,只能说明反应进行缓慢,不能认为反应已经停止。
2.(1)探究氧化铁是否可以用作过氧化氢分解的催化剂
(2)
(3)单位时间内长颈漏斗中红墨水上升的快慢
(4) 剩余固体全部被磁铁吸引 剩余固体中没有铁
(5)3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
【详解】(1)实验1是对照实验,说明常温下,过氧化氢的分解速率很慢,实验2是验证氧化铁能加快过氧化氢的分解速率,实验3是验证化学反应后,氧化铁的化学性质是否改变,实验4是验证化学反应前后,氧化铁的质量是否改变,故甲同学进行上述实验的目的是探究氧化铁是否可以用作过氧化氢分解的催化剂;
(2)实验2中发生反应为过氧化氢在氧化铁的催化下分解为水和氧气,该反应的化学方程式为:;
(3)过氧化氢能在二氧化锰或氧化铁的催化下分解为水和氧气,反应生成了气体,装置内压强增大,长颈漏斗中红墨水上升,反应速率越快,单位时间内长颈漏斗中红墨水上升的越快,故通过对比实验中单位时间内长颈漏斗中红墨水上升的快慢,可比较氧化铁与二氧化锰的催化效果,故填:单位时间内长颈漏斗中红墨水上升的快慢;
(4)1、铁和四氧化三铁能被磁铁吸引,而氧化亚铁不能被磁铁吸引,故用磁铁吸引剩余固体,剩余固体全部被磁铁吸引,说明不含氧化亚铁;
2、向剩余固体中加入足量硫酸铜溶液,铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,四氧化三铁和硫酸铜不反应,无明显现象,说明剩余固体中没有铁。
(5)高温条件下,氧化铁和一氧化碳反应生成四氧化三铁和二氧化碳,反应的化学方程式为3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2。
3.(1)
(2)取样,加稀盐酸,不产生气泡
(3) 650 2
(4)检查气密性
(5)加快过氧化氢的分解(作过氧化氢分解的催化剂)
(6)80%
(7)B
【详解】(1)已知过氧化镁加热时会分解生成氧化镁和一种单质,根据化学反应前后原子的种类和数目不变,过氧化镁中镁、氧原子个数比为1:1,氧化镁中镁氧原子个数比为1:1,所以单质中含有氧原子是氧气,所以方程式为:;
(2)碱式碳酸镁与稀盐酸反应可生成二氧化碳,所以可取样加入稀盐酸,无气泡产生则碱式碳酸镁以完全分解;
(3)由图2可知碱式碳酸镁在650℃时,图3可知煅烧时间在2小时,产率最高,所以碱式碳酸镁煅烧的温度适宜控制在650℃,煅烧的时间适宜控制在2小时;
(4)过氧化镁的纯度检测在利用图4进行,要测量气体体积,实验前需要检查装置气密性;
(5)稀盐酸与过氧化镁反应会生成过氧化氢,过氧化氢分解生成水和氧气,实验通过测定生成氧气的量来计算样品中过氧化镁的质量分数,所以硫酸铜的作用是作为催化剂加快过氧化氢分解;
(6)根据转化关系:、可知,两份过氧化镁最终可转化为一份氧气,生成氧气的体积为122mL-10mL=112mL,则氧气的质量为1.429g/L×0.112L,则过氧化镁的质量为 1.429g/L×0.112L÷() ≈0.56g,则过氧化镁的质量分数==80% ;
(7)实验结果偏大则是氧气测定量大于实量;
A、生成的氧气有少量溶于水,则结果偏小,故A错误;
B、未等装置冷却到室温就开始读数,因热胀冷缩影响氧气测定值偏大,故B正确;
C、装置是连通的,所以滴入的稀盐酸占了一部分气体的体积,不影响实验结果,故C错误;
故选B。
4.(1)减少过氧化氢分解
(2)减少溶解的过氧碳酸钠固体,获得更多的产物
(3) 有白色沉淀生成 CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl
(4)3Na2CO3·5H2O2
(5)OH-
(6)碳酸钠溶液为碱性可加快过氧化氢的分解从而快速放出氧气
【详解】(1)过氧化氢易分解,温度越高分解速度越快,反应温度不能超过20℃的原因是减少过氧化氢分解。
(2)根据查阅资料过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。可知,反应结束后加入异丙醇的目的是减少溶解的过氧碳酸钠固体,获得更多的产物。
(3)根据结论有碳酸钠,碳酸钠和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,则实验现象是有白色沉淀生成,化学方程式为。
(4)根据可知,参加反应的碳酸钠和生成的碳酸钡的质量比为106:197,则生成碳酸钡5.91g,同时消耗碳酸钠的质量为3.18g。
根据高锰酸钾、过氧化氢与硫酸反应的化学方程式,消耗高锰酸钾的质量与消耗过氧化氢的质量比为316:170,则消耗高锰酸钾3.16g,同时消耗过氧化氢1.7g。
106a:34b=3.18g:1.7g。a:b=3:5。则过氧碳酸钠的化学式为3Na2CO3·5H2O2。
(5)通过有pH数值及pH数值不同,推测探究的微粒会引起pH的变化。根据②~⑤组都用4%过氧化氢溶液,则推测过氧化氢溶液分解提供氧气。根据③、④、⑤除过氧化氢溶液外加入的固体是碳酸钠、氢氧化钠溶液。而碳酸钠溶液为碱性,氢氧化钠溶液为碱性。碱性溶液是因为溶液中含有氢氧化根离子,则推测探究OH-对过氧化氢分解速率的影响。
(6)根据表格数目可知,溶液碱性越强溶解氧越大,则过氧化氢分解速率越快。过氧碳酸钠有过氧化氢和碳酸钠的双重性,过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是碳酸钠溶液为碱性可加快过氧化氢的分解从而快速放出氧气。
5.(1)探究铝粉质量对疏通效果的影响
(2)③
(3) 0.95 0.18
(4)加入疏通剂的质量
(5)该管道疏通剂不能用于铝及铝合金管道(其他合理即可)
(6)保持干燥通风
【详解】(1)实验①~④氢氧化钙质量相同,铝粉质量逐渐增大,缓蚀阻垢剂质量相同,比较的是混合前后温度升高值。而温度升高值越大,疏通效果越好,则目的是探究铝粉质量对疏通效果的影响。
(2)欲探究缓蚀阻垢剂的用量对疏通效果的影响,则需要氢氧化钙质量、铝粉质量相同,缓蚀阻垢剂质量不同,则需对比的实验是⑤、⑥、⑦和③。
(3)温度升高值越大,疏通效果越好,实验③混合前后温度升高值最大,则效果最好。则Ca(OH)2、铝粉、缓蚀阻垢剂的最佳质量比为1.3:0.95:0.18。
(4)进行实验2时变量是管道材料,则使用的管道除材质外其他条件相同,使用的管道疏通剂浓度应相同,腐蚀时间相同,根据水的体积相同则可知,还需要控制相同的是加入疏通剂的质量。
(5)从表格可以看出,除铝及铝合金外,该管道疏通剂对其他材料的腐蚀率较低。则可以得出结论为:该管道疏通剂不能用于铝及铝合金管道。其他合理即可。
(6)该品牌管道疏通剂中的氢氧化钙、铝粉遇到水后发生反应,反应放出大量的热,则保存需要保持干燥通风。
6.(1)能
(2)红
(3) 炭粉/碳 先产生白色沉淀,后沉淀完全溶解
(4)由HCl反应生成的AgCl沉淀的质量小于3g
(5)ab/ba
【详解】(1)铁能被磁铁吸引,则黑色物质能被磁铁吸引。
(2)生石灰为氧化钙的俗称,氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙溶液显碱性,能使酚酞溶液变红色。
(3)①发热包由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠中的若干种组成,炭粉不与盐酸反应,且其燃烧生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,则说明滤渣C成分为炭粉。
②由于氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体,后者可溶于NaOH溶液,若“样品A中含有铝粉,不含镁粉”,铝与盐酸反应生成氯化铝,氯化铝先于氢氧化钠反应生成氢氧化铝沉淀,当氯化铝完全反应后,沉淀又溶解,则现象为:先产生白色沉淀,后沉淀完全溶解。
③铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气,反应的化学方程式为。
(4)加入的稀盐酸中,溶质的质量为5g×14.6%=0.73g,则其中氯元素的质量为,根据元素守恒,HCl与硝酸盐银反应生成的氯化银中,氯元素的质量为0.71g,则产生的氯化银的质量为<3g,则说明样品A中一定含有氯化钠。
(5)a、铁生锈也放出热量,则除生石灰外发热包内还有其他物质能持续反应提供热量,该选项说法正确;
b、氢氧化钙的溶解度随温度升高而减小,则t~300s内随着温度的下降,氢氧化钙的溶解度增大,碱性增强,溶液pH上升,该选项说法正确;
c、由于发热包中反应速率快,则加热过程中应将自热锅盖上的透气孔打开,避免危险,该选项说法不正确;
d、由图3可知,自热米饭“自热”后保温效果好,则“自热”后无需立即食用,该选项说法不正确。
故选ab。
7.(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。
8. 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。
9.(1)NaOH+HCl=NaCl+H2O
(2) 稀盐酸 H+和OH-反应
(3)反应物减少
(4) Na+、Cl-、H+ BCD
(5)不同意,白色固体也可能是氢氧化钠
(6) 1.55g 放出
【详解】(1)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,反应的化学方程式为:NaOH+HCl=NaCl+H2O;
(2)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,溶液的pH由大逐渐变小,则实验中胶头滴管所加的X溶液是稀盐酸;该反应中反应物由Na+、OH-、H+、Cl-构成,生成物由Na+、Cl-、H2O构成,反应前后Na+、Cl-没有变化,则该反应的微观实质为H+与OH-反应生成H2O;
(3)该反应的微观实质为H+与OH-反应生成H2O,观察到实验中溶液由红色变为无色,证明能够使酚酞变红色的氢氧根离子消失了,进而证明反应已经发生;
(4)该实验中是将稀盐酸加入NaOH溶液中,NaOH能与HCl反应生成NaCl与H2O,c点时溶液pH<7呈酸性,证明盐酸过量,则溶液中溶质为NaCl、HCl;小明要证明自己的观点,则要选用能和稀盐酸反应有明显的现象的物质,
A、盐酸遇酚酞不变色,无明显现象,故选项错误;
B、锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,过程中产生气泡,可以证明,故选项正确;
C、稀盐酸和氧化铜反应生成氯化铜和水,过程中固体溶解,溶液由无色变蓝色,故选项正确;
D、碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,过程中产生气泡,可以证明,故选项正确,故选:BCD;
(5)氢氧化钠和稀盐酸的混合溶液,用玻璃棒蘸取该溶液在酒精灯上加热,出现白色固体,不能说明反应已发生,因为白色固体也可能是氢氧化钠;
(6)设理论上析出氯化钠的质量为x
x=1.55g
理论上析出氯化钠的质量为1.55g,好完全反应后溶液沸腾,该实验也能说明中和反应放出热量。
10. 2NaOH +CO2=Na2CO3+H2O 二氧化碳与氢氧化钠反应产生的碳酸钠与稀盐酸发生反应,生成了二氧化碳气体,三颈瓶中气体增多,压强变大 三颈瓶内压强变化 a
【详解】(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,反应的方程式为:2NaOH +CO2=Na2CO3+H2O
(2)将注射器2中盐酸全部压进三颈瓶中,二氧化碳与氢氧化钠反应产生的碳酸钠与稀盐酸发生了反应,生成二氧化碳气体,三颈瓶中气体增多,压强变大。
(3)曲线cd、ef段分别从三颈瓶内压强变化的角度和新物质生成角度证明了氢氧化钠和二氧化碳反应。
(4) a.少量CO2溶于水使得装置内压强变小,小于0,此选项符合题意;b.稀盐酸量不足,不可能先达到0,然后又降低,此选项不符合题意;c.装置漏气应该与装置内的起始压强相等,为0,此选项不符合题意。故选a。
【点睛】密闭容器中气体增多,压强变大,气体减少,压强变小。
答案第1页,共2页
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