2023年中考化学模拟题知识点汇编专项练习(辽宁专用)-36科学探究题②
一、科学探究题
1.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。实验室用氧化铁粉末模拟炼铁,并对对“CO还原Fe2O3粉末”的实验进行探究:
I、探究CO与Fe2O3的反应产物(加持仪器已略去)
(1)【实验过程】步骤1在通风橱中,按上图两个装置并检查装置的气密性。
步骤2装入试剂:玻璃管内装入Fe2O3粉末,试管I中装入澄清石灰水。
步骤3从a端通入CO一段时间,待空气排尽,再点燃酒精灯。
实验时,先通CO再加热的目的是 。
【实验现象】反应一段时间后,玻璃管内粉末由红棕色变成黑色,生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引。试管I中出现白色沉淀,用化学反应方程式表示: 。
【查阅资料】铁粉、FeO、Fe3O4均为黑色固体;铁粉、Fe3O4均能被磁铁吸引。
【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想:
猜测I:Fe ;猜测II:Fe3O4; 猜测III:Fe和Fe3O4
【实验验证】取少量反应后的黑色固体放入试管中,加入足量的硫酸铜溶液,振荡,充分反应后静置,观察到红色固体中混有黑色颗粒,说明 (填“猜想I”“猜想II”“猜想III”)是正确的。
【拓展研究】进一步查阅资料,发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜和氨水的混合液]。因此可在装置I后再连接下图装置II,其目的是 ,装置I、II的连接顺序:b连接 (“c”或“d”)。
II、原料气CO的制备
(2)方法一:加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO,同时还得到两种金属氧化物: (填化学式)。
方法二:加热草酸晶体(H2C2O4·2H2O)制备CO:H2C2O4·2H2OCO↑+CO2↑+3H2O(已知:常压下,草酸晶体的熔点为101℃。)
(3)若选用图装置III制备装置I所需的CO,应选择装置 。(填①或②)
(4)III某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁,日产含铁1.4×104t的生铁,至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量 t。
2.(2023·辽宁抚顺·统考三模)某班同学为了探究稀硫酸的化学性质,做了以下实验,分析并回答下列问题。
(1)向滴有酚酞溶液的稀硫酸中滴入过量氢氧化钠溶液,试管中溶液的颜色变化是 。该实验 (填“能”或“不能”)证明二者发生反应。
(2)实验B结束后,溶液中含有的所有溶质有 种。
(3)实验C中发生反应的方程式为 。
实验结束后,同学们将A、C试管中过滤后的溶液倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,经过滤,得到无色滤液D。为了探究无色滤液D的溶质成分,同学们再次设计实验进行探究。
【实验探究】
实验步骤 实验现象 实验结论
①取少量滤液D于试管中,滴入紫色石蕊溶液。 滤液中不含HCl。
②另取少量滤液D于试管中,滴入 。 产生白色沉淀 滤液中含有。
【得出结论】由上述实验探究可知,滤液D中的溶质成分为 。
3.(2023·辽宁锦州·统考二模)某化学兴趣小组的同学利用一瓶久置的氢氧化钠溶液进行了如下探究:
【实验探究一】
【提出问题】氢氧化钠与稀硫酸是否能发生反应
【实验操作】
(1)如图,在A试管中加入酚酞溶液的作用是 。
【实验反思】
(2)该化学小组同学在实验过程中还观察到:有气泡产生。该小组同学认为该瓶氢氧化钠溶液已经变质,其变质的原因是 (用化学反应方程式表示)。
针对该瓶氢氧化钠溶液的变质程度进行探究:
【实验探究二】
【提出问题】氢氧化钠溶液是否完全变质
【提出猜想】猜想一:部分变质; 猜想二:完全变质
【查阅资料】氯化钡溶液呈中性。
【实验设计】如表
实验步骤 实验现象 结论
先取少量该溶液于B试管中,加入几滴氯化钡溶液,过滤 有白色沉淀生成 猜想一成立
取上述滤液于C试管中,加入2~3滴酚酞溶液 上层清液变为红色
【实验反思】
(3)该小组有部分同学认为该实验不能判断“猜想一”一定成立,你的理由是 。
【讨论与交流】
(4)将上述A、C试管中的废液倒入同一个烧杯中,最终只得到无色溶液。则所得溶液中的溶质(除酚酞外)一定含有 ,可能含有 。
(5)要想检验烧杯中可能含有的溶质是否存在,写出你设计的一种实验方案: 。
4.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)点点和小组同学拟用水培法种植豆苗菜,为此买了市场上的通用营养液(分A、B两瓶),并开展了接下来的项目式学习。
营养液A 营养液B
肥料名称 硝酸钙 硝酸钾 硫酸铵 磷酸二氢钙
溶质的质量分数(%) 9.45 8.08 4.93 1.53
项目一:探究营养液的成分
(1)营养液成分如上表所示,以下判断合理的是______(填字母序号)。
A.两瓶营养液能提供N、P、K营养元素
B.硝酸根离子和铵根离子都能提供氮元素
C.营养液A含有大量的钙离子,它并不是植物生长所需要的营养元素
(2)验证营养液B中含有铵态氮肥:
【设计并实验】
实验操作 实验现象 实验结论
取少量营养液B于试管中, 。 。 营养液中含有铵态氮肥
项目二:探究营养液的适切性
【查阅资料】I.豆苗适宜生长的pH为6.5~7.5。
II.常见的营养液改良剂及其溶液的pH如下表:
改良剂 重过磷酸钙 熟石灰 草木灰
有效成分的化学式 Ca(H2PO4)2 Ca(OH)2 K2CO3
pH 3.1 8.3 7.1
(3)说明书中提示A、B两瓶是浓缩溶液,不能直接混合使用,必须稀释到一定浓度后才可混合使用,推测其原因是 。
(4)取10g营养液A,加水稀释后,溶液中溶质的质量分数为0.0945%,请问需加入水的质量是 g。
(5)检测营养液的酸碱性
①取少量营养液A于试管中,向其中滴加几滴无色酚酞试液,观察到 ,证明营养液A呈中性。有同学质疑该结论,他的理由应是 。
②经检测,A、B浓缩液按照配比稀释混合后,溶液pH为3.6,说明呈 性,不适用于种植豆苗。
【分析交流】
(6)若采用加入改良剂的方法来调控溶液酸碱度,肯定不能选用“查阅资料”II中的物质: 。
项目三:自制营养液
经研究,同学们决定利用从实验室中找到的KNO3、K2SO4、(NH4)2SO4、Na3PO4自制营养液。
已知部分酸碱盐的溶解性如下表(室温):
NO3- Cl- SO42- PO43-
K+ 溶 溶 溶 溶
Na+ 溶 溶 溶 溶
Mg2+ 溶 溶 溶 不
Ca2+ 溶 溶 微 不
溶:该物质可溶于水;
不:该物质不溶于水:
徽:该物质微溶于水。
(7)不能用含Ca2+、Mg2+较多的自来水来配制营养液,请根据所给的溶解性表推测原因: 。
(8)配制过程中发现硫酸铵药品不足,需自制一些。请你从氢氧化钠、氨水(NH3·H2O)、盐酸、稀硫酸中选择两种药品制取硫酸铵: (用化学方程式表示)。
【总结反思】
(9)通过上述探究可知,配制无土栽培营养液选择物质时,除要考虑植物生长所需营养元素外,还应考虑的因素有 (答一条即可);同学们在水培豆苗菜的过程中不断改进营养液的配方,最终成功培植出新鲜的豆苗菜!
5.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)艾灸,中医针灸疗法中的灸法,起源于中国远古时代。艾灸是点燃用艾叶制成的艾柱、艾条等熏烤人体穴位,以达到保健治疗的功效。艾叶燃烧后的灰烬中含有草木灰,其主要成分为碳酸钾。对此化学兴趣小组的同学们决定到实验室进行系列实验探究。
(1)【实验一】从艾叶燃烧后的灰烬中提取碳酸钾
【查阅资料】
温度℃ 0 10 20 30 40 60 80 100
碳酸钾溶解度/g 107.0 109.0 110.0 114.0 117.0 126.0 139.0 156.0
第一步:收集艾叶燃烧后的灰烬。
第二步:用60℃的水浸洗灰烬并过滤,再浸洗滤渣2次,合并滤液(杂质不溶于水)。结合碳酸钾溶解度表,用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是 。
第三步:蒸发滤液,当蒸发皿中 时停止加热,并用 ,将固体转移到滤纸上,称量。
(2)【实验二】实验探究所得碳酸钾溶液的酸碱性
实验步骤 实验现象 实验结论
称取1g第三步所得固体于试管中, 。 。 碳酸钾溶液呈碱性
【实验三】探究艾草燃烧后的灰烬中碳酸钾质量分数
【设计实验】利用下图所示装量进行实验探究(碱石灰为氢氧化钠和生石灰的混合物)。
【步骤如下】
I、称取10.0g艾草灰烬装入锥形瓶中,打开止水夹K,通入一段时间空气;
Ⅱ、称量D装量的质量为220.0g;
Ⅲ、关闭止水夹K,滴加足量的稀硫酸于锥形瓶中;
IV、反应结束后打开止水夹K,再通入一段时间空气;
V、再次称量D装置的质量为222.2g。
【讨论解释】已知艾草灰烬中的其他成分不与稀硫酸发生反应。
(3)装置A的作用是 。
(4)装置B中发生反应的化学方程式为 。
(5)步骤IV中再通入一段时间空气的作用是 。
【实验结论】
(6)灰烬中碳酸钾的质量分数为 。
【实验反思】
(7)如果实验过程中没有连入E装置(碱石灰干燥管),那么所得碳酸钾的质量分数将会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
6.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)某化学兴趣小组在课外活动时发现:镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,同时有白色沉淀生成。该小组的同学对此反应进行了探究。
探究Ⅰ:反应产生的气体是什么?
【猜想】第一小组同学作出了如下猜想:①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳;④氨气。
第二小组同学经过讨论,根据 可排除猜想④。
为进一步确定气体的成分,兴趣小组的同学进行了如下实验。
【实验1】小组同学取出一段镁条,先用砂纸打磨,其目的是 。取200mLNa2CO3溶液与打磨后的镁条放置于装置A中,按图1所示方案进行实验,B中澄清石灰水不变浑浊,C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。则猜想 正确。
(1)反应装置A应选用图2中的 (填字母序号)。
(2)有同学提出质疑,把实验中“烧杯内壁出现水珠”作为“气体中含有氢元素”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证另三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是 。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么?
【查阅资料】①镁能与水缓慢反应生成氢气;
②Na2CO3溶液显碱性,溶液中除有Na+、外,还有OH-。
【猜想】可能是Na2CO3溶液中的某一种粒子促进了镁与水的反应。
【实验2】小组同学按图3所示方案进行实验。发现实验G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡。说明是 (填离子符号)促进了镁与水的反应。
(1)图3中实验G的作用是 。
(2)图3实验I中加入NaOH溶液目的 。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3?
【实验方案】请设计实验方案,证明白色沉淀中存在碳酸根离子: 。
7.(2023·辽宁沈阳·模拟预测)某化学兴趣小组将镁条用砂纸打磨后按图Ⅰ所示方案进行实验。A中缓慢产生气泡,B、C中快速产生较多气泡,且C中有白色不溶物产生。
(1)图I实验中取用镁条的仪器是 (填“药匙”或“镊子”)。
(2)同学们请教老师得知,镁条能与水缓慢反应生成氢氧化镁和氢气。则A中反应的化学方程式为 。
同学们接着对C中产生的白色不溶物的成分进行了以下探究。
【提出问题】C中产生的白色不溶物是什么呢?
【查阅资料】①Mg(OH)2和MgCO3均为白色不溶物,均可与盐酸发生复分解反应。
②Mg(OH)2和MgCO3加热均易分解,分别生成两种氧化物。
③Mg(HCO3)2可溶于水,且不稳定,易分解为MgCO3、H2O、CO2。
④白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
【提出猜想】
(3)猜想一:白色不溶物是纯净的Mg(OH)2。
猜想二:白色不溶物是纯净的 。
猜想三:白色不溶物是Mg(OH)2、MgCO3的混合物。
【实验验证】
(4)取该白色不溶物加足量的稀盐酸,发现不溶物全部溶解,并有气体产生,则猜想 不成立。再取干燥的该白色不溶物加热分解,并将所产生的气体通过无水硫酸铜,发现无水硫酸铜变蓝,由这两个小实验得出猜想 成立。
【拓展探究】
(5)如图Ⅱ,称取干燥的该白色不溶物70.4g于热分解装置中,充分加热至不再产生气体,使分解产生的气体依次通过装置D、E,并使分解产生的气体全部被装置D、E吸收,实验后测得装置D增重3.6g,装置E增重30.8g,若该白色不溶物的组成用表示,则x:y= 。装置F的作用是 。
8.(2023·辽宁阜新·统考二模)同学们在学习“化学反应中的能量变化”时,进行了两个探究实验(如图所示)。
【实验记录】实验中,触摸试管外壁,都有发热现象,说明实验一和实验二的反应均为 (填“吸热”或“放热”)反应。实验一的化学反应方程式为 。
【提出问题】实验二反应后的溶液中溶质成分是什么?
【猜想假设】猜想一:可能是氯化镁
猜想二: 。
【查阅资料】
(1)部分物质在水中的溶解性表(室温)
物质 Mg(NO3)2 MgCl3 MgSO4 Mg(OH)2
溶解性 溶 溶 溶 不溶
【实验探究】为了验证猜想,同学们设计并进行了如下实验进行探究。
实验操作 实验现象 实验结论
小光取少量该溶液于试管中, 滴加2滴无色酚酞溶液 溶液不变色 猜想一成立
小亮取少量该溶液于试管中, 逐滴加入氢氧化钠溶液 先无明显现象, 后观察到 猜想二成立
【讨论交流】同学们提出小光的实验结论不正确,理由是 。
【总结提升】判断反应后溶液中溶质成分时,除要考虑生成物外,还需考虑 。
9.(2023·辽宁沈阳·统考三模)我国已成为易拉罐使用的大国。市场上常见易拉罐的主要材质为铝材和马口铁。
【查阅资料】马口铁,是一种镀锡钢板,具有一定强度和硬度,能被磁铁吸引。
【探究材质】
(1)“旺仔牛奶”罐的材质为马口铁,“雪碧”罐的材质为铝,鉴别两种易拉罐的简单方案是 。
(2)常见的碳酸饮料还有用塑料包装的,塑料属于 (填“无机”或“合成”)材料。与铝制易拉罐相比,简单说明两种材料的优缺点(答一点即可)。
【探究性质】
(3)
铝制易拉罐 塑料包装
优点 避光性好 。
缺点 。 透光,保质期相对短
【任务一】
(4)铝制易拉罐不需要进行防锈处理的原因是 。
【任务二】有同学提出质疑:铝罐能存放雪碧等碳酸饮料吗?
(5)根据金属的化学性质和标签内容,某同学认为铝罐不能存放雪碧等碳酸饮料的理由是: 。
于是他们走进实验室,完成了以下实验。
【步骤一】
(6)打开一瓶新买到的雪碧,将易拉罐拉环打开的瞬间,看到有大量的气泡冒出,这是因为 。
【步骤二】
(7)用剪刀剪下一块易拉罐,将其外表面用砂纸打磨干净,并浸入足量稀盐酸中,等特几个小时后,固体溶解,发现里面竟然还有一层塑料薄膜。那么加入这层薄膜所起的作用是 。
【实验结论】铝制易拉罐是可以存放碳酸饮料的。
【回收利用】
(8)易拉罐属于可回收利用物,回收易拉罐的好处是 。
10.(2023·辽宁葫芦岛·统考二模)某兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质,请你参与他们的探究。
(1)实验一中,发生反应的化学方程式为 。
(2)实验二中,当观察到溶液由红色变成无色时,说明氢氧化钠和稀盐酸发生了化学反应,从微观角度看,氢氧化的和稀盐酸发生化学反应的实质是 。
(3)实验三中,将氢氧化钠溶液注入锥形瓶内后,观察到气球膨胀,因此,同学们认为是二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应,但有的同学不赞同,理由是 。
(4)为了证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应,小组同学继续进行实验。
实验步骤 实验现象 实验结论
取实验三反应后的溶液少许于试管中, 加入 有气泡产生 二氧化碳和氢氧化钠 发生了化学反应
【拓展延伸】
同学们在上述实验的基础上,对实验三所得溶液中溶质的成分继续探究。
猜想一:Na2CO3、NaOH
猜想二:
实验验证:
实验步骤 实验现象 实验结论
取实验三反应后的溶液少许于试管中,加入 过量的BaCl2溶液和适量的酚酞溶液 猜想一正确
实验反思:
同学们经讨论后一致认为:可以将酚酞溶液换成下列试剂中的 ,也能证明猜想一正确。
A.石蕊溶液 B.稀盐酸 C.硫酸镁溶液 D.二氧化碳
11.(2023·辽宁锦州·统考一模)为了探究中和反应,甲、乙两名同学分别进行以下实验。
(1)甲同学向装有少量Ca(OH)2溶液的试管中倒入一定量的稀盐酸,然后滴加几滴酚酞试液,发现酚酞不变色,此现象 (填“能”或“不能”)说明盐酸与氢氧化钙发生了反应。
(2)乙同学向滴有酚酞的NaOH溶液中逐滴加入稀盐酸,边滴加边振荡,“振荡”的目的是 ,在滴加过程中,乙同学意外发现有气泡产生,通过思考认为该氢氧化钠溶液已变质,变质的原因是 (用化学方程式表示)。
(3)乙同学为了检验该氢氧化钠溶液的变质程度,设计实验方案并得出结论。
实验操作 实验现象 实验结论
取样于试管中,先滴加 , 再滴加 。 氢氧化钠溶液 部分变质
12.(2023·辽宁抚顺·统考三模)化学兴趣小组同学们在学习了氢氧化钠后,进行了以下学习活动。
活动一:鉴别氢氧化钠与氯化钠。
【操作与结论】分别取少量固体于两个表面皿上,在空气中放置一会儿,观察到其中一种固体表面潮湿并逐渐溶解,该固体为 ,而表面无明显变化的为另一种固体。
【交流与讨论】经讨论后,小组同学认为只用水也可以鉴别两种物质,依据是:氢氧化钠溶于水,溶液温度 (填“升高”或“降低”),氯化钠溶于水,溶液温度无明显变化。
活动二:证明氢氧化钠能与二氧化碳反应。
【操作与结论】如图1将注射器内氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中,过一会儿观察到气球鼓起。甲同学认为氢氧化钠与二氧化碳发生了反应,乙同学不同意此说法,你认为乙同学的理由是 。乙同学继续向集气瓶中液体滴加稀盐酸,产生气泡,则可以证明氢氧化钠与二氧化碳反应了,写出产生气泡的反应化学方程式 。
【交流与讨论】小组同学通过查阅资料获得信息:①常温下氢氧化钠易溶于乙醇;②碳酸钠微溶于乙醇;③CO2对氢氧化钠在乙醇中的溶解度的影响忽略不计;④CO2与乙醇不发生反应。
他们进行了如图2所示实验,振荡两支试管,当观察到A中澄清液体里出现 、B中无明显现象时,可以证明氢氧化钠与二氧化碳反应了。
活动感悟:①实验室中,易吸收空气中某些物质的药品必须 保存。
②对于现象不明显的化学反应,我们可以通过设计现象明显的实验证明反应物的减少或消失,还可以证明 ,实现反应过程的“可视化”来证明反应发生。
13.(2023·辽宁葫芦岛·统考二模)某校化学兴趣小组进行了甲、乙两个实验。
(1)乙实验中观察到的现象是 ;
(2)甲实验反应的化学方程式为 ;
(3)实验结束后,小组同学把实验后的两支试管的溶液倒入同一个烧杯中,发现烧杯中仅得到无色溶液,他们决定对烧杯中溶液的溶质成分进行探究。
【提出问题】烧杯中溶液的溶质成分是什么?
一致认为溶液的溶质一定有Na2SO4和 ;溶质中还可能有什么?
【进行猜想】小明认为烧杯中溶液的溶质可能有Na OH;小亮认为烧杯中溶液的溶质可能有Na2CO3;你认为烧杯中溶液的溶质可能有 。
【验证猜想】
实验操作 现象 结论
①取少量烧杯中的溶液于试管,测定 pH pH >7 溶液呈碱性
②另取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加足量BaC12溶液,静置再滴加无色酚酞溶液。 ,溶液由无色变为红色 你的猜想成立
【结论分析】小刚认为实验操作②的结论不严谨,因为 (用文字表述);
若要确定你的猜想是否成立,应另取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加 ,然后观察是否有 出现。
14.(2023·辽宁本溪·统考二模)海水中含有丰富的化学资源,其中含有的金属阳离子有Na+、K+、Mg2+、Ca2+等。化学兴趣小组要完成从海水中提取氯化镁的实验设计。
【思路选择】
关于如何从海水中提取氯化镁有两种意见:
Ⅰ.将海水中的氯化钠、氯化钙、氯化钾等设法除去,只保留氯化镁。
Ⅱ.将海水中的氯化镁转化成其他物质从海水中分离出来,再转化成氯化镁。你赞成哪种意见?理由是 。
【流程设计】
选择好意见后,小组同学们设计了从海水中提取氯化镁的流程如下图:
【方案研讨】
(1)海水中加入石灰乳后,发生反应的化学方程式为 。
(2)得到的白色沉淀中还含有氢氧化钙的原因是 。
(3)设计实验检验海水冲洗后的氢氧化镁固体中是否还含有氢氧化钙。
实验操作 实验现象 实验结论
取海水冲洗后的固体少量于烧杯中,加入蒸馏水, (请将方案补充完整) 若 含有氢氧化钙
若无明显现象 不含氢氧化钙
(4)蒸发时,需用到玻璃棒搅拌,其作用是 。
【情感升华】
海洋是生命的起源之地,海洋为人类提供多种多样的资源,为了保护海洋生态环境,请你发起一条倡议: 。
15.(2023·辽宁营口·统考二模)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。某实验小组利用焦炭和Fe2O3模拟早期炼铁并检验可能的产物,实验装置如下:
【查阅资料】
①铁粉为黑色;常温下,Fe、Fe3O4可被磁铁吸引;
②PdCl2溶液可用于检验CO原理是:PdCl2+CO+H2O=Pd↓+CO2+2HCl
③Fe3O4与硫酸反应:Fe3O4+4H2SO4=FeSO4+Fe2(SO4)3+4H2O
(1)为了检验气体产物,装置从左到右的接口连接顺序为a→ ;
(2)实验现象:玻璃管内 ;PdCl2溶液中产生黑色沉淀,澄清石灰水 ,冷却后,用磁铁靠近玻璃管内的固体,固体被部分吸引。
【实验结论】反应生成CO和CO2。
【提出猜想】磁铁上的黑色固体是什么
猜想一:Fe
猜想二:Fe3O4
猜想三:Fe和Fe3O4
【设计实验】
(3)请完成下面表格。
操作 现象 结论
取5.6 g黑色固体于试管中加入足量稀硫酸,充分反应 固体完全溶解,产生气泡 猜想 不成立
测得产生的气体等于0.2g 猜想 成立
【归纳总结】
(4)根据实验结论和探究结果C与Fe2O3反应的化学方程式为 ;
【反思】
(5)中固体被部分吸引的原因可能是 。
16.(2023·辽宁丹东·统考一模)学习金属活动性顺序后,老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后,将反应后的无色溶液(以下简称:待测溶液)倒入有水的废液缸中时,发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题:
(发现问题)小明取一滴管未倒完的待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,依然产生大量白色沉淀(像牛奶一样)。
(提出问题)待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生?白色沉淀是什么物质?
(查阅资料)
(1)AlCl3是一种无色透明晶体,极易与水反应生成难溶于水的 Al(OH)3 而产生白色沉淀;
(2)CuCl 是一种不溶于水的白色固体,易溶于一定浓度的 KCl、NaCl 等含 C1-的溶液中;CuCl 中 Cu 的化合价为 。
(提出猜想)
猜想Ⅰ:白色沉淀是
猜想Ⅱ:白色沉淀是 CuCl
猜想Ⅲ:白色沉淀是 A1(OH)3和 CuCl 的混合物
(实验探究)
序号 实验操作 实验现象 实验结论
① 取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl 溶液中 无明显现象 猜想 正确
② 取约 2mL 待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的 A1 条,充分反应 有红色固体 析出
③ 取一滴管实验②后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 无明显现象
(结论与反思)
(1)上述实验表明,Al 和 CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成 CuCl,第二步 CuCl 继续和 Al 反应生成 Cu。请写出上述反应的化学方程式 (任写一个即可)
(2)待测溶液中含有大量 CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在?请说明原因: 。
(3)设计实验③的目的是 。
(启示与拓展)经过无数次实验证明,有些化学反应看似一步完成,实际上是分步进行的。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1) 将装置内空气排尽,防止发生爆炸
猜想III 吸收一氧化碳,防止污染空气 d
(2)MgO、ZnO
(3)②
(4)2.5×104
【详解】(1)实验过程:一氧化碳具有可燃性,混有一定量的空气,遇到明火,容易发生爆炸,故实验时,先通CO再加热的目的是:将装置内空气排尽,防止发生爆炸;
实验现象:反应一段时间后,玻璃管内粉末由红棕色变成黑色,生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引,说明生成了铁,试管I中出现白色沉淀,说明生成了二氧化碳,则该反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
实验验证: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,故取少量反应后的黑色固体放入试管中,加入足量的硫酸铜溶液,振荡,充分反应后静置,观察到红色固体中混有黑色颗粒,说明黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物,故猜想III成立;
拓展研究:一氧化碳有毒,散逸到空气中,会污染空气,进一步查阅资料,发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜和氨水的混合液]。因此可在装置I后再连接下图装置II,其目的是:吸收一氧化碳,防止污染空气;
装置I、II的连接顺序:b连接d,这样可使一氧化碳与铜液充分接触,反应比较充分;
(2)加热MgCO3、Zn的混合物可快速制备CO,同时还得到两种金属氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中含Mg、C、O、Zn,生成物中也应含Mg、C、O、Zn,故生成的两种金属氧化物是ZnO、MgO;
(3)加热草酸晶体制备CO,常压下,草酸晶体的熔点为101℃。而分解温度为189℃,故草酸晶体分解时是液体,故选装置②;
(4)解:设至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量为x
x=2.5×104t
答:至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量为2.5×104t
2.(1) 无色变成红色 能
(2)三/3
(3) 显紫色 氯化钡(或硝酸钡)溶液 硫酸钠和氯化钠(或Na2SO4和NaCl)
【详解】(1)无色酚酞溶液遇酸性溶液和中性溶液不变色,遇碱性溶液变红,所以试管中溶液的颜色变化是由无色变成红色;酚酞遇酸不变色,开始加入氢氧化钠溶液,酸碱发生中和反应,试管中溶液没有变红色,证明稀硫酸能与氢氧化钠反应。故填:无色变成红色;能。
(2)稀硫酸与带锈钉表面氧化铁反应生成硫酸铁和水,氧化铁反应完后继而与裸露出的铁反应生成硫酸亚铁和氢气,所以实验B结束后,溶液中含有的所有溶质有反应生成的硫酸铁、硫酸亚铁和过量的硫酸三种,故填:三或3。
(3)氯化钡与硫酸反应生成硫酸钡和盐酸,该反应的化学方程式为:。
①实验结束后,将A、C试管中过滤后的溶液倒入废液缸中,观察到有白色沉淀生成,白色沉淀硫酸钡由硫酸钠和氯化钡反应生成,经过滤,得到无色滤液D,说明溶液显中性或酸性,由实验结论滤液中不含HCl,所以取少量滤液D于试管中,滴入紫色石蕊溶液,溶液显紫色。
②由实验现象产生白色沉淀和实验结论滤液中含有可知,实验步骤②中滴入的是可溶性钡盐溶液,如氯化钡、硝酸钡等,同时说明溶液中有硫酸钠。
由上述实验探究可知,滤液D中的溶质成分含有硫酸钠,还含有氯化钡与硫酸钠反应生成的氯化钠。
故填:;显紫色;氯化钡(或硝酸钡)溶液;硫酸钠和氯化钠(或Na2SO4和NaCl)。
3.(1)指示反应是否发生
(2)2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O
(3)氯化钡溶液量过少,可能无法除尽碳酸钠,碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,所以不能判断溶液中是否含有氢氧化钠(合理即可)
(4) 氯化钠、硫酸钠 硫酸
(5)取烧杯内的少量无色液体于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,若紫色石蕊溶液变红,则有硫酸(合理即可)
【详解】(1)酚酞遇酸性、中性溶液不变色,遇碱性溶液变红,可以根据指示剂的颜色变化,判断氢氧化钠与硫酸是否发生反应,因此在A试管中加入酚酞溶液的作用是指示反应是否发生,故填:指示反应是否发生;
(2)氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水而变质,反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O,故填:2NaOH+CO2=Na2CO3 +H2O;
(3)氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,加入几滴氯化钡溶液,可能无法除尽碳酸钠,碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,所以不能判断溶液中是否含有氢氧化钠,故填:氯化钡溶液量过少,可能无法除尽碳酸钠,碳酸钠溶液呈碱性,也能使酚酞溶液变红,所以不能判断溶液中是否含有氢氧化钠(合理即可);
(4)由题中信息可知,所有的物质中含有的阳离子有H+、Na+(由于氯化钡滴加过少,钡离子已转化为沉淀,溶液中不存在钡离子),含有的阴离子有、Cl-、OH-、,将A、C试管中的废液倒入同一个烧杯中,最终只得到无色溶液,说明溶液中一定不含OH-、,H+能与OH-、发生反应,则溶液中可能含有H+,而Na+、、Cl-不能转化为沉淀、水或气体,因此溶液中一定含有氯化钠、硫酸钠,可能含有硫酸,故填:氯化钠、硫酸钠;硫酸;
(5)硫酸呈酸性,能使紫色石蕊试液变红,检验烧杯中是否存在硫酸,实验方案为取烧杯内的少量无色液体于试管中,滴加几滴紫色石蕊溶液,若紫色石蕊溶液变红,则有硫酸(合理即可)。
4.(1)AB
(2) 加入氢氧化钠溶液后加热 有刺激性气味的气体产生
(3)A、B两种溶液浓度太大,混合后可能形成微溶性的物质,如硫酸钙等,影响营养液的效果
(4)990
(5) 无明显现象 酚酞溶液遇酸也不变色 酸
(6)重过磷酸钙
(7)钙离子、镁离子会与硫酸根形成难溶性物质,降低肥效
(8)
(9)物质间是否发生反应
【详解】(1)A、硝酸钙中含有氮元素,硝酸钾中含有氮、钾元素,硫酸铵中含有氮元素,磷酸二氢钙中含有磷元素,则两瓶营养液能提供N、P、K营养元素,该选项判断合理;
B、硝酸根离子和铵根离子中都含有氮元素,该选项判断合理;
C、钙元素也是植物生长所需要的营养元素,该选项判断不合理。
故选AB。
(2)铵态氮肥能与碱反应生成有刺激性气味的氨气,则操作为取少量营养液B于试管中,向其中加入氢氧化钙溶液或氢氧化钙溶液,加热,有刺激性气味产生,则说明营养液中含有铵态氮肥。
(3)硝酸钙与硫酸铵能形成微溶与水的硫酸钙,则A、B溶液浓度较大,直接混合可能会结合为微溶性的物质,如硫酸钙等,影响营养液的效果。
(4)稀释前后,溶质质量不变,设稀释后溶液质量为x,则10g×9.45%=0.0945%x,则x=1000g,则需加入水的质量为1000g-10g=990g。
(5)①酚酞溶液遇中性溶液不变色,则说明现象为无明显现象;
又由于酚酞遇酸也不变色,则不能根据无明显现象得出营养液A呈中性。
②pH为3.6的溶液显酸性。
(6)豆苗适宜生长的pH为6.5~7.5,则需使pH增大,而根据常见的营养液改良剂及其溶液的pH可知,重过磷酸钙的pH为3.1,不可能将溶液pH增大,而草木灰、熟石灰均显碱性,能使pH增大,则不能选用重过磷酸钙。
(7)由表中信息可知,钙离子、镁离子会与磷酸根形成难溶性物质,则会降低肥效。
(8)氨水能与硫酸反应生成硫酸铵和水,反应的化学方程式为。
(9)结合前面分析可知,在配制无土栽培营养液选择物质时,还需要考虑所选试剂是否发生反应等。
5.(1) K2CO360℃时溶解度较大 出现大量的固体 玻璃棒
(2) 加入适量的无色酚酞试剂并振荡试管 溶液变红色
(3)吸收空气中的CO2
(4)K2CO3+H2SO4=K2SO4+H2O+CO2↑
(5)使反应产生的CO2完全进入D装置中被吸收
(6)69%
(7)偏大
【详解】(1)根据表格数据分析可知碳酸钾的溶解度随温度升高而增加,60℃时碳酸钾的溶解度较大,则实验中用60℃的温水而不用冷水浸洗;
蒸发操作时当蒸发皿中出现大量的固体时停止加热,利用余热将剩余水分蒸干;然后用玻璃棒将固体转移到滤纸上;
(2)碱性溶液能使无色酚酞试剂变红色,则可以设计实验:称取1g第三步所得固体于试管中,加入适量的无色酚酞试剂并振荡试管,若观察到溶液变为红色,则可以证明碳酸钾溶液呈碱性;
(3)NaOH能与CO2反应生成碳酸钠与水,则NaOH溶液可以用于吸收CO2,空气经过A装置NaOH溶液洗气后可以除去空气的CO2,防止对后面的实验产生干扰;
(4)碳酸钾能与稀硫酸反应生成硫酸钾、水与二氧化碳,化学反应方程式为:K2CO3+H2SO4=K2SO4+H2O+CO2↑;
(5)反应后再通一段时间的空气可以将B中产生的CO2全部赶入D装置中被完全吸收;
(6)D装置中NaOH溶液可以用于吸收CO2,则D装置增加的质量即产生的CO2的质量;则CO2的质量=222.2g-220g=2.2g;设参加反应的碳酸钾的质量为x
则碳酸钾的质量分数=;
(7)E装置可以吸收空气中的CO2,若没有E装置,空气中的CO2会被D装置吸收,则实验后称量的质量会偏大,导致得出的CO2质量偏大,根据碳元素守恒得出碳酸钾的质量会偏大,最终得到的碳酸钾质量分数也偏大。
6. 质量守恒定律(或反应前后元素种类不变) 去除镁条表面的氧化膜 ① D 在B、C之间加一干燥装置 作对比 证明不是Na+、OH-促进镁与水的反应 取少量白色沉淀,加入一定量的稀盐酸,产生气泡,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊
【详解】探究Ⅰ:
[猜想]
根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,反应物中没有氮元素,因此不可能生成含有氮元素的氨气;
[实验1]
镁的性质比较活泼,常温下能与氧气反应生成氧化镁,实验前应先用砂纸打磨,去除附着在镁条表面的氧化镁;
B中的澄清石灰水不变浑浊,说明没有生成二氧化碳气体,C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠,说明有氢气生成,可推测猜想①正确;
(1)镁条(固体)放入碳酸钠溶液(液体)中,快速产生较多气泡,说明反应在常温下即可进行,需选用“固液不加热型”的实验装置,D、F都是“固液不加热型”的装置,但是F选用试管,在所用试剂的量较少时,可选用试管作为反应容器,但本实验所用的试剂量较大,故选择装置D;
(2)气体通过澄清石灰水时会带出溶液中的水蒸气,水蒸气中含有氢元素,为排除水蒸气的干扰,需要在B、C之间加一个干燥装置,可添加1个盛有浓硫酸的洗气瓶;
探究Ⅱ:
[实验2]
G中含有的主要微粒是水分子,H中含有的主要微粒是钠离子、碳酸根离子、水分子,I中含有的主要微粒是钠离子、氢氧根离子、水分子,G、I中缓慢产生气泡,说明水分子、钠离子、氢氧根离子不能促进镁与水的反应,H中快速产生较多气泡,说明碳酸根离子促进了镁与水的反应;
(1)G实验起到对照作用,说明水不能加快该反应的反应速率;
(2)I中加入氢氧化钠溶液的目的是:证明钠离子、氢氧根离子不能促进镁与水的反应;
探究Ⅲ:
[试验方案]
检验是否有碳酸镁即检验是否有碳酸根,取少量白色沉淀,加入一定量的稀盐酸,产生气泡,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊
7.(1)镊子
(2)
(3)MgCO3
(4) 一 三
(5) 2:7 防止空气中二氧化碳和水加入E装置,影响实验结果
【详解】(1)镁条是块状固体,应用镊子取用;
(2)由题干可知:水能解离出少量H+、OH-,则A中镁与水反应生成氢氧化镁和氢气,反应的化学方程式为:Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑;
(3)C中产生的白色不溶物是猜想一:白色不溶物是纯净的Mg(OH)2;猜想三:白色不溶物是Mg(OH)2、MgCO3的混合物;因此猜想二:白色不溶物是纯净的MgCO3;
(4)碳酸镁与盐酸反应生成氯化镁、水和二氧化碳,取该白色不溶物加足量的稀盐酸,发现不溶物全部溶解,并有气体产生,说明有碳酸镁,则猜想一不成立;
氢氧化镁和碳酸镁受热分解生成两种氧化物,则氢氧化镁受热分解生成氧化镁和水,碳酸镁受热分解生成氧化镁和二氧化碳,再取干燥的该白色不溶物加热分解,并将所产生的气体通过无水硫酸铜,发现无水硫酸铜变蓝,说明有水生成,则有氢氧化镁,由这两个小实验得出猜想三成立;
(5)设碳酸镁的质量为x,氢氧化镁的质量为y
x=58.8g
y=11.6g
则xMg(OH)2 yMgCO3中x:y==2:7;
装置F中的生石灰与碱石灰的混合物的作用是防止空气中二氧化碳和水加入D装置,影响实验结果。
【点睛】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
8. 放热 可能是MgCl2、HCl 白色沉淀 盐酸有剩余时,酚酞溶液也不变色(合理即可) 反应物是否有剩余
【详解】实验记录:
实验中,触摸试管外壁,都有发热现象,说明实验一和实验二的反应均为放热反应,实验一中氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学反应方程式为,故填:放热;;
猜想假设:
实验二中,若镁与盐酸恰好完全反应,则溶质为氯化镁,若盐酸有剩余,则溶质为氯化镁和盐酸,故填:可能是MgCl2、HCl;
实验探究:
实验结论是猜想二正确,说明溶液中含有氯化氢和氯化镁,加入氢氧化钠,先与稀盐酸反应生成氯化钠和水,无明显现象,当稀盐酸反应完后,再和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠,产生白色沉淀,故填:白色沉淀;
讨论交流:
无色酚酞遇中性溶液和酸性溶液均不变色,因此同学们提出小光的实验结论不正确,理由是盐酸有剩余时,酚酞溶液也不变色,故填:盐酸有剩余时,酚酞溶液也不变色(合理即可)。
总结提升:
在分析反应后溶液中溶质成分时,除要考虑生成物外,还需考虑反应物是否有剩余,故填:反应物是否有剩余。
9.(1)用磁铁吸引,能被吸引的是铁,不被吸引的是铝
(2)合成
(3) 便于成形 硬度较差
(4)铝在空气中能与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜
(5)氧化铝、铝均和酸反应
(6)压强变小,二氧化碳的溶解度减小
(7)将易拉罐与饮料隔开,防止两者反应
(8)避免浪费,保护金属资源
【详解】(1)“旺仔牛奶”罐的材质为马口铁,“雪碧”罐的材质为铝,鉴别两种易拉罐的简单方案是用磁铁吸引,能被吸引的是铁,不被吸引的是铝。
(2)塑料属于有机合成材料。
(3)铝制易拉罐避光性好,但强度较低,硬度较差;塑料包装便于成形、便宜、透光、保质期相对短。
(4)铝制易拉罐不需要进行防锈处理的原因是铝在空气中能与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。
(5)根据金属的化学性质和标签内容,铝罐不能存放雪碧等碳酸饮料的理由是:氧化铝、铝均和酸反应。
(6)打开一瓶新买到的雪碧,将易拉罐拉环打开的瞬间,看到有大量的气泡冒出,这是因为气体溶解度随压强减小而减小,打开雪碧瓶盖,压强变小,二氧化碳的溶解度减小。
(7)这层薄膜所起的作用是将易拉罐与饮料隔开,防止两者反应。
(8)易拉罐属于可回收利用物,回收易拉罐的好处是回收金属,避免浪费,保护金属资源。
10.(1)
(2)氢离子与氢氧根离子结合成水分子
(3)二氧化碳溶于水也会使气球膨胀(合理即可)
(4) 足量的稀盐酸(或稀硫酸) Na2CO3 产生白色沉淀,溶液由无色变为红色 AD
【详解】(1)氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为:;
(2)氢氧化钠和稀盐酸反应生成氯化钠和水,反应的本质的是氢氧根离子和氢离子反应生成水分子;
(3)二氧化碳溶于水,也会使装置内压强减小,会使气球膨胀,所以不能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应;
(4)氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和酸反应生成二氧化碳气体,则取实验三反应后的溶液少许于试管中,加入过量的稀盐酸;
拓展延伸:若氢氧化钠未全部反应,则成分为Na2CO3、NaOH,即猜想一;若氢氧化钠全部反应,则成分为Na2CO3,即猜想二:Na2CO3;
实验验证:结论是猜想一正确,即碳酸钠和氢氧化钠都存在;则加入过量的氯化钡溶液,氯化钠和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,能观察到有白色沉淀生成;再加入适量的酚酞溶液,能观察到溶液变为红色;
实验反思:酚酞是验证氢氧化钠的存在;
A、石蕊遇碱变蓝,可以验证氢氧化钠的存在,故A正确;
B、稀盐酸和氢氧化钠能反应,但没有明显现象,故不能用,故B错误;
C、硫酸镁和氢氧化钠反应生成氢氧化镁沉淀和硫酸钠,硫酸镁和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化镁,无法验证氢氧化钠的存在,故C错误;
D、二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,若观察到通入二氧化碳后,有沉淀生成,可以验证氢氧化钠的存在,故D正确。
故选AD。
11.(1)能
(2) 使药品充分接触 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
(3) 过量CaCl2溶液 [或BaCl2、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2 ] 酚酞溶液 有白色沉淀生成,酚酞溶液变红
【详解】(1)因为氢氧化钙溶液能使无色酚酞试液变红色,氢氧化钙溶液中滴加盐酸后,二者反应了反应,再滴加酚酞试液不变色,说明氢氧化钙已经参与了反应;故填:能;
(2)振荡能使药品充分接触,充分反应,氢氧化钠吸收了空气中的二氧化碳生成了碳酸钠和水,反应的方程式为2NaOH+CO2 = Na2CO3 + H2O,故填:使药品充分接触,2NaOH+CO2 = Na2CO3 + H2O;
(3)取少量试剂于试管中,滴加过量的CaCl2溶液[BaCl2、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2],目的是除去并检验碳酸钠,再滴加酚酞溶液,目的是检验氢氧化钠的存在,若出现有白色沉淀生成,酚酞溶液变红,证明氢氧化钠部分变质;故填:先滴加过量CaCl2溶液[或BaCl2、Ba(NO3)2、Ca(NO3)2],再滴加酚酞溶液,有白色沉淀生成,酚酞溶液变红,说明氢氧化钠溶液部分变质。
12. 氢氧化钠/NaOH 升高 二氧化碳能够溶于水 Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ 白色浑浊 密封 有新物质生成
【详解】活动一:鉴别氢氧化钠与氯化钠
操作与结论:
氯化钠不具潮解的性质,氢氧化钠固体具有潮解的性质,能够吸收空气中的水分,表面变得潮湿,即表面潮湿并逐渐溶解的固体为氢氧化钠,故填:氢氧化钠或NaOH;
交流与讨论:
氢氧化钠固体溶于水时放出热量,溶液的温度升高,故填:升高;
活动二:证明氢氧化钠能与二氧化碳反应
乙同学认为甲同学的实验方案不合理,理由是二氧化碳能够溶于水,也会造成瓶内压强减小,使气球鼓起;二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,反应的化学方程式为Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑,故填:二氧化碳能够溶于水;Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑;
交流与讨论:
二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,碳酸钠微溶于乙醇,如图2所示实验中,振荡两支试管,当观察到A中澄清液体里出现白色浑浊、B中无明显现象时,可以证明氢氧化钠与二氧化碳反应了,故填:白色浑浊;
活动感悟:①实验室中,易吸收空气中某些物质的药品必须密封保存,故填:密封;
②对于现象不明显的化学反应,我们可以通过设计现象明显的实验证明反应物的减少或消失,还可以证明有新物质生成,实现反应过程的“可视化”来证明反应发生,故填:有新物质生成。
13.(1)产生白色沉淀
(2)CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2 SO4
(3) NaCl/氯化钠 Na2CO3和NaOH 产生白色沉淀 Na2SO4和BaCl2反应也会产生白色沉淀 足量的稀盐酸(或稀硫酸) 气泡
【详解】(1)乙实验中氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,可观察到产生白色沉淀;
(2)甲实验中硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,该反应方程式为;
(3)[提出问题]
甲实验中硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,过滤得到无色透明溶液,说明溶液中不含有硫酸铜,即溶液中一定含有硫酸钠,可能含有氢氧化钠;
乙实验中氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,过滤得到无色透明溶液,溶液中一定含有氯化钠,可能含有氯化钡或碳酸钠;
实验乙有氯化钠生成,氯化钠不与实验甲中的氢氧化钠、硫酸钠反应,所以溶液的溶质中一定有氯化钠;
[进行猜想]
甲实验中得到无色溶液,说明溶液中不含有硫酸铜,即溶液中一定含有硫酸钠,可能含有氢氧化钠;乙实验中一定含有氯化钠,可能含有氯化钡或碳酸钠;因混合后无沉淀生成,因甲实验中一定有硫酸钠在试管中,所以乙实验中不会有氯化钡剩余。所以混合后可能只有氢氧化钠剩余,可能只有碳酸钠剩余,也可能有氢氧化钠和碳酸钠剩余;故你的猜想为:Na2CO3 和NaOH;
[验证猜想]
①取少量烧杯中的溶液于试管,测定 pH,pH>7,则溶液为碱性;
②根据结论你的猜想成立,即含有碳酸钠和氢氧化钠,另取少量烧杯中的溶液于试管中,滴加足量BaC12溶液,碳酸钠和足量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,所以现象为产生白色沉淀;
[结论分析]
因为混合后溶液中一定有硫酸钠,Na2SO4与BaCl2反应也会产生白色沉淀,所以无法判断是否有碳酸钠;
由于硫酸钡沉淀不溶于酸,碳酸钡沉淀与酸反应生成气体二氧化碳,所以可以滴加足量的稀盐酸或稀硫酸,观察是否有气泡出现,如有气泡则存在碳酸钠。
14. 赞成第二种。第一种要处理的杂质种类多,成本高(或K+、Na+很难形成沉淀而分离出去) MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓ 加入的石灰乳过量,氢氧化钙微溶于水,所以固体中有剩余的氢氧化钙 取上层清液,向其中通入二氧化碳气体(合理即可) 溶液变浑浊 防止局部温度过高,造成液滴飞溅 为了保护海洋资源,我们不能向海洋里扔垃圾(合理即可)
【详解】[思路选择]
两种意见:我赞成第二种。因为第一种要处理的杂质种类多,成本高且K+、Na+很难形成沉淀而分离出去;
[方案研讨]
(1)海水中加入石灰乳后,发生反应为氯化镁与氢氧化钙反应生成氯化钙和氢氧化镁沉淀,对应的化学方程式为MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2↓。
(2)得到的白色沉淀中还含有氢氧化钙的原因是加入的石灰乳过量,氢氧化钙微溶于水,所以固体中有剩余的氢氧化钙。
(3)由实验结论:含有氢氧化钙可知操作过程就是为了检验氢氧化钙的存在,所以可以选用二氧化碳,因为二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,反应现象明显,所以实验操作为:取海水冲洗后的固体少量于烧杯中,加入蒸馏水,取上层清液,向其中通入二氧化碳气体(合理即可),对应看到的实验现象为:溶液变浑浊。
(4)蒸发时,需用到玻璃棒搅拌,其作用是防止局部温度过高,造成液滴飞溅。
[情感升华]
为了保护海洋生态环境,发起一条倡议可以为:为了保护海洋资源,我们不能向海洋里扔垃圾(合理即可)。
15.(1)debc
(2) 红色固体逐渐变黑 变浑浊
(3) 二 一
(4)2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑
(5)焦炭有剩余,铁能够被磁铁吸引,焦炭不能被磁铁吸引
【详解】(1)反应生成CO和CO2,由查阅资料,氯化铅与一氧化碳反应生成二氧化碳,所以检验生成的气体的成分,气体先通过澄清的石灰水,再通过氯化铅溶液,即装置从左到右的接口连接顺序为a→d→e→b→c,故填debc。
(2)氧化铁为红色物质,则玻璃管内固体逐渐变黑,故填红色固体逐渐变黑;
反应生成CO和CO2,二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,则澄清石灰水变浑浊,故填变浑浊。
(3)铁能够与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,所以磁铁上的黑色固体中一定含铁,则猜想二不成立,故填二;
铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,反应中铁与生成的氢气的质量比为56:2,则生成0.2g氢气需要铁的质量为5.6g,即生成的固体中只有铁,所以猜想一成立,故填一。
(4)由上述可知,碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁、一氧化碳和二氧化碳,故反应的化学方程式写为:2C+Fe2O32Fe+CO↑+CO2↑。
(5)生成的固体中焦炭有剩余,铁能够被磁铁吸引,焦炭不能被磁铁吸引。
16. +1 A1(OH)3 二 Al+3CuCl2= 3CuCl +AlCl3、Al+3CuCl= AlCl3+3Cu CuCl易溶于一定浓度的 KCl、NaCl 等含 C1-的溶液中,铝和氯化铜反应生成氯化铝,是含有一定浓度的溶液,因此CuCl没有以白色沉淀的形式存在 证明沉淀中不含有氢氧化铝
【详解】CuCl 中氯元素的化合价为-1,根据化合物中各元素化合价的代数和为零,Cu的化合价为+1。
(提出猜想)
根据题给信息及质量守恒定律,猜想Ⅰ:白色沉淀是A1(OH)3
猜想Ⅱ:白色沉淀是 CuCl
猜想Ⅲ:白色沉淀是 A1(OH)3和 CuCl 的混合物
(实验探究)
①取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl 溶液中,无明显现象,说明待测液中的物质易溶于氯化钠溶液中,该白色沉淀是CuCl。
②取约 2mL 待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的 A1 条,充分反应,有红色固体析出,说明待测液中含有铜元素的微粒,说明铜元素的微粒不是铜离子,是亚铜离子。③取一滴管实验②后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,无明显现象,说明亚铜离子完全反应,且氯化铝在水中没有生成氢氧化铝沉淀,从而证明白色沉淀是CuCl,即猜想二正确。
(结论与反思)
(1)上述实验表明,Al 和 CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成 CuCl,第二步 CuCl 继续和 Al 反应生成 Cu。上述反应的化学方程式为:Al+3CuCl2= 3CuCl +AlCl3、Al+3CuCl= AlCl3+3Cu。
(2)待测溶液中含有大量 CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在?原因是:CuCl易溶于一定浓度的 KCl、NaCl 等含 C1-的溶液中,铝和氯化铜反应生成氯化铝,是含有一定浓度的溶液,因此CuCl没有以白色沉淀的形式存在。
(3)设计实验③的目的是证明沉淀中不含有氢氧化铝。
答案第1页,共2页
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