1、试卷第 1 页,总 9 页探究题提升1某化学兴趣小组利用以下装置探究气体的制取及性质。结合下图回答有关问题:请结合图示实验装置,回答下列问题。(1)用加热高锰酸钾制氧气选用发生装置是 ;该反应的符号表达式为 若用装置 G 收集氧气,氧气应从 端通入(选填 “a”或“b” ) ,用此装置收集氧气时检验氧气收集满的方法(2)已知 CO2能溶于水且与能水反应,密度比空气大,实验室可用块状大理石和稀盐酸来制取 CO2,可选用的装置组合是 ,若用 F 装置收集 CO2,油层的作用是 。(3)小明同学选用如图所示的装置制取氧气。制取过程中所发生的符号表达式为: 实验前小明同学先向仪器 A 中加入水,然后将
2、导气管放入水槽中,并打开仪器 A 的活塞,观察导气管口是否有连续的气泡出现。该实验操作的目的是 。(4)小红同学通过互联网得知:CuSO 4溶液、动物某些脏器中含有的物质等能催化过氧化氢的分解。【初次探究】实验证明,在过氧化氢溶液中滴加 CuSO4溶液能显著加快过氧化氢的分解,如果要确定 CuSO4是催化剂,还必须通过实验确定它在化学反应前后【再次探究】CuSO 4溶液主要含有三种粒子(H 2O、Cu 2+、SO 42-) ,稀硫酸中含有三种粒子(H 2O、H +、SO 42-)为了进一步探究 CuSO4溶液中哪种粒子能起催化作用。小红同学作了以下分析和设计。小红同学认为最不可能的是 H2O,
3、他的理由是 。要说明另外的两种粒子是否起到催化作用,小红同学设计了如下实验,完成了这次探究活动。实验步骤 实验现象 结论a. 取一支试管加入 5mL5%过氧化氢溶液,然后加入 2-3 滴稀硫酸溶液几乎没有气泡放出B 另取一支试管加入 5mL5%过氧化氢溶液,然后加入 2-3 滴氯化铜溶液来溶液中有大量气泡放出实验证明,起催化作用的是 (5).小玲同学称取一定质量的高锰酸钾固体放入大试管中,将温度控制在 250加热制取 O2实验结束时,该同学发现用排水法收集到的 O2大于理论产量针对这一现象,同学们进行了如下探究:【提出猜想】猜想 I:反应生成的二氧化锰分解放出 O2;猜想:反应生成的锰酸钾分解
4、放出 O2;猜想:试卷第 2 页,总 9 页【实验验证】同学们分成两组,分别进行下列实验:第一组同学取一定质量的二氧化锰,在 250条件下加热一段时间,冷却后测得 MnO2的质量不变,则猜想_错误;第二组同学取高锰酸钾在 250条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想正确的结论该组同学选择的实验方法是_ _【拓展延伸】实验发现,氯酸钾固体加热制取氧气的反应速率很慢,但如果将高锰酸钾固体与氯酸钾固体混合加热,则氯酸钾的分解速率大大加快。请说明高锰酸钾在氯酸钾的分解反应中是否作催化剂,为什么?2学习了课本测定空气中氧气的含量的实验(图一)后,某学校兴趣小组设计了下列装置(注:通电后装置内的红磷能
5、和空气中的氧气反应) ,请回答下列问题:(1) 【图一装置】:装置中的红磷要过量的原因是: 实验中可以观察到红磷燃烧发出黄色火焰,放出大量的热并产生 (2) 【图二装置】:同学们认为该设计避免了在瓶外燃点红磷的不便,确保装置气密性良好你认为其中小气球的作用是 (3) 【图三装置】 (A 装置为密闭、透明容器,B 容器中水足够多):检查装置气密性的方法是先装水使 A、B 装置中液面相平,然后调整 B 装置的高度,如果装置气密性好,则出现的实验现象为 当通电开始反应到冷却到室温,A 中水面的变化情况是 ,为了减少误差,读数前还应进行的实验操作是 ,最终水面会到达 刻度(4) 【图四装置】:同学们设
6、计该装置的目的是探究木炭能否在该实验中代替红磷,由于设计上的缺陷导致实验失败,并没有得到预期的结论红磷和木炭均为足量,燃烧完毕,冷却到室温,打开止水夹,能观察到的现象是: 3李洋同学在实验室用木炭和氧化铜两种黑色粉末在高温下反应制取单质铜,反应的化学方程式为:C+2CuO 2Cu+CO2 他联想到单质碳的一些化学性质,认为在该实验中还可能会有 CO 产生查阅资料:CO 气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色试卷第 3 页,总 9 页实验验证:(1)点燃 A 处酒精灯,数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红,该红色物质是 ;(2)装置 B 的作用是 ;(3)C 装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色,说明有
7、 气体生成,证明李洋同学的判断正确实验反思:(4)李洋同学对 CO 产生的原因进行了分析:原因一:木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生 CO;原因二:反应 C+2CuO 2Cu+CO2中的一种产物和反应物木炭又发生了新的化学反应,产生了 CO;原因三: 如果是原因一反应的化学方程式是 ;如果是原因二,反应的化学方程式是 (5)从环保角度考虑,你认为该装置还需要做怎样的改进 4在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H 2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水,某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究:【提出问题】生成物中有哪种碳的氧化物?【猜测】猜想 1 猜想 2 猜想 3只有
8、CO 只有 含有 CO 和 CO2【设计实验】基于猜想 3,依据 CO 和 CO2的性质,兴趣小组同学设计了如下实验:(1)观察到 装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解有 CO2气体生成(2)有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有 CO:C 装置中澄清石灰水不变浑浊,F 装置中澄清石灰水变浑浊;E 装置中出现 的现象;【实验结论】通过实验探究证明:猜想 3 成立草酸分解的化学方程式是 【问题讨论】(1)B 装置的作用是除去气体中的二氧化碳,避免对气体中一氧化碳的检验造成干扰;试卷第 4 页,总 9 页D 装置的作用是除去混合气中的水蒸气 (2)装置末端酒精灯的作用是 5小明
9、利用硫酸铜进行趣味实验,将浸泡了蓝色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃观察到滤纸颜色变白,由湿变干后燃烧,在燃烧后的灰烬中出现红色固体,他很好奇,进行了相关探究,请你参与并填写有关空白提出问题:红色固体是什么物质?它是如何产生的?查阅资料:(1)温度达 200时,CuSO 4开始分解生成 CuO 和另一种氧化物;此反应前后各元素化合价保持不变(2)温度超过 1000,CuO 才分解生成氧化亚铜(Cu 20) ;Cu 20 呈红色作出猜想:红色固体可能是 Cu;也可能是 Cu20:还可能是 的混合物实验探究:(1)取红色固体观察,呈亮红色;(2)取少量红色固体于试管中,加入稀硫酸,同体不溶解,溶
10、液仍为无色分析推理:(1)小明请教老师后得知,如有 Cu20 存在,加入稀硫酸会发生如下反应:Cu2O+H2SO4CuSO 4+Cu+H2O 结合实验探究的现象,确定亮红色固体为 ,同时也说明滤纸燃烧时的温度低于(2)滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的,经分析,产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的 CuO 发生反应,生成亮红色固体和二氧化碳交流讨论:(1)用酒精灯点燃没有硫酸铜溶液的滤纸,刚开始不能燃烧,是因为 (2)此实验中,CuS0 4受热分解生成 CuO 和 (填化学式) 6同学们用 Na2CO3溶液和浓 HCl 来研究简易灭火器的反应原理时,对废液的成分进行探
11、究。【推理假设】上述两种物质发生反应的化学方程式为: ,由此推测出废液中一定有 NaCl,可能有 Na2CO3或盐酸。【实验探究】 (1)确定废液中是否含有盐酸:选择试剂:根据盐酸的化学性质,同学们选用了如图所示的五种物质,其中物质 X是酸碱指示剂中的 溶液。实验验证:某同学向废液中加入少量的镁粉,观察到 ,确定废液中一定没有盐酸。(2)确定废液中是否含有 Na2CO3:某同学选用 测出废液的 pH=l0,确定废液中一定含有 Na2CO3。试卷第 5 页,总 9 页(3)处理废液,回收利用:欲从废液中得到纯净的 NaCl,请完成如下实验方案设计。方案 加入试剂 分离方法 方案评价一 适量 Ca
12、(NO3)2溶液 过滤、蒸发结晶 不可行,理由是: 二 稍过量的 可行(4)拓展运用:按如下图方案分离 BaCl2和 NaCl 的固体混合物时,溶液中溶质是 。BaCl2NaCl加足量水NaCl 溶液固体 BaCl2 固体NaCl 固体加适量盐酸蒸发蒸发溶液加适量溶液过滤7如图 1 是化学课外活动小组设计的探究工业炼铁实验原理,其中 A 装置的作用是将二氧化碳和碳粉在高温下转化为一氧化碳,回答下列问题:(1)写出装置 A 玻璃管中发生反应的化学方程式: ;(2)整套装置还有一个明显的不足之处是: (3)B 中得到的黑色产物 W,该活动小组同学根据图 2 对产物 W 的成分进行探究【提出问题】黑
13、色粉末 W 可能是什么呢?【查阅资料】铁的氧化物有氧化铁,氧化亚铁和四氧化三铁等,其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色铁的氧化物中四氧化三铁有磁性,能被磁铁吸引铁的氧化物都难溶于水,却都能与稀盐酸反应而被溶解铁的氧化物通常情况下不与 CuSO4溶液反应试卷第 6 页,总 9 页【进行猜想】甲同学认为黑色粉末 W 全部是铁粉请写出生成铁的化学反应方程式 该反应利用了 CO 的 性乙同学认为甲同学的猜想是错误的,理由是 丙同学认为黑色粉末 W 中不含 Fe2O3,理由是 丙同学提出如下猜想,请你结合所学知识帮他补充完整猜想 1:黑色粉末 W 由铁粉和四氧化三铁(Fe 2O3)组成;猜想 2:黑色粉末
14、W 由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成;猜想 3:黑色粉末 W 由 【实验探究】方案 实验操作 可能的现象 结论 取适量黑色粉末 W 用磁铁吸引 黑色粉末全部被吸引 猜想 1 正确 取适量黑色粉末 W 用磁铁吸引 黑色粉末部分被吸引 猜想 2 正确 取适量黑色粉末 R 用加入足量稀盐酸 黑色粉末全部溶解 猜想 3 正确 取适量黑色粉末 R 用磁铁吸引 猜想 4 正确【得出结论】在高温下一氧化碳和氧化铁反应可生成铁、氧化亚铁、四氧化三铁【反思提高】丁同学认为方案和方案中得出的结论不正确,其理由是 查阅资料知道:Fe3O4溶于稀盐酸生成 FeCl3、FeCl 2和水,其反应方程式可表示为 Fe3O4也
15、能溶于稀硝酸(HNO 3) ,反应生成 Fe(NO 3) 3、NO 和水,试写出反应的化学方程式 8科学家设想利用太阳能加热器“捕捉 CO2”、 “释放 CO2”,实现碳循环(如图所示)。某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。(1)能证明装置 A“释放 CO2”的现象是 ;(2)装置 B 在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是 ;(3)上述反应结束后,小组同学对 D 中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到 CO2。【猜想与假设】D 中的固体可能为:I只有氧化钙;氧化钙与碳酸钙;只有碳酸钙【进行实验】甲同学从 D 中取一定量的固体于试管中,并加
16、入一定量的水,振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想成立,其理由是 试卷第 7 页,总 9 页。乙同学从 D 中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想 I 成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想 I 成立,理由是 。丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞试液和稀盐酸证明了猜想成立,请完成他的实验报告。实验步骤 实验现象 实验结论猜想成立(4)通过以上探究,小组同学认为科学家的设想在反应原理
17、上是可行的。该设想的优点有 (填字母序号)。A原料易得 B充分利用太阳能 C释放出的 CO2可作为资源加以利用9实验室有一瓶保存不当的试剂(如右图所示) ,其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体,是初中化学常用的试剂。小华等几位同学很感兴趣,决定对其成分进行探究。【提出问题】这瓶试剂溶质是什么?【交流研讨】根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是 (填字母序号) 。A酸 B碱 C盐【查阅资料】初中化学常见的含钠化合物有 NaCl、NaOH、Na 2CO3、NaHCO 3。Na 2CO3、NaHCO 3溶液都呈碱性。NaCl 溶液呈中性。室温下(20)时,4 种物质的溶解
18、度的数据如下。物质 NaCl NaOH Na2CO3 NaHCO3溶解度/g 36 109 215 96【得出结论】小华根据试剂瓶上标注和上表溶解度数据判断,这瓶试剂不可能是 。【猜想与实验】可能是 溶液; 可能是 NaOH 溶液; 可能是 NaCl 溶液。(1)小亮用洁净的玻璃棒蘸取该溶液,滴到干燥的 pH 试纸上,测得 pH=11,他判断该溶液不可能是 (2)小强为了确定该溶液的成分,进行了如下实验。操作步骤 实验现象 结论及化学方程式步骤一: 取样品于试管中,滴加足量 产生大量的气泡步骤二:把产生的气体,通入猜想正确。步骤一发生反应的化学方程式是 【质疑】小华则不同意小强的观点,认为溶液
19、中有 Na2CO3还可能有 NaOH。请你帮助他试卷第 8 页,总 9 页完成以下探究方案:探究步骤 预计现象 结论步骤一:取样品于试管中,向其中滴加足量的 溶液并过滤 产生白色沉淀步骤二:向上述滤液中滴加酚酞试液 酚酞试液变 色溶液中既含Na2CO3,又含有NaOH【反 思】NaOH 溶液会因接触空气而变质,写出该反应的化学方程式 ;10碳酸镁晶须(MgCO 3nH2O,n = 15 的整数)广泛应用于冶金、耐火材料及化工产品等领域。为测定碳酸镁晶须中 n 的值,学习小组设计了如下装置并进行了 3 次实验:(不考虑稀盐酸挥发)【查阅资料】:a、碳酸镁晶须受热分解,生成 3 种氧化物;b、相对
20、分子质量:Mr(MgCO 3)84、Mr(H 2O)18、Mr(MgO)40、Mr(CO 2)44【实验步骤】 ;准确称取 3.45g MgCO3nH2O 放在 B 装置中,连接仪器;打开弹簧夹 a,鼓入一段时间空气,称量 C 装置的质量;关闭弹簧夹 a,打开分液漏斗活塞,缓缓滴入稀盐酸至不再产生气体为止;打开弹簧夹 a, ;准确称量 C 装置的质量(如表);编 号 1 2 3实验前 228.00 228.00 228.00实验后 229.10 229.11 229.09重复上述步骤;根据数据进行计算。【实验分析及数据处理】(1)A 装置中盛放的溶液是 ,其目的是 (2)D 装置的作用是 ;(3)计算碳酸镁晶须中的 n 值: (要有计算过程)【实验反思】(4)实验结果与理论值有偏差,可以在 B、C 增加一个 装置以减少误差;(5)下列选项中,会造成实验结果偏大的是 ;偏小的是 ;反应结束后,没有通空气;称量 C 装置前,没有通空气;没有 A 装置;没有 D 装置;(6)为精确测定 n 的值,在老师指导下,小组同学称取 13.8 g MgCO3nH2O 进行热重分析,并绘制出如图所示的热重曲线示意图。则:试卷第 9 页,总 9 页t 2时,剩余固体为 (填化学式) ;最终剩余的 4.0 g 物质是 (填化学式) ;碳酸镁晶须完全分解的化学方程式为: 。