中考实验探究题 5页

实验探究题 ．(11•桂林)实验室制取氧气是初中化学阶段的重要实验。小元同学准确称取‎7.9g纯净的高锰酸钾加热一段时间后，收集到氧气580mL(标准状况)。‎ ‎(1)请写出两个实验室用固体反应物制取氧气的化学方程式： 、 。‎ ‎(2)意外发现：根据化学方程式计算，‎7.9g高锰酸钾完全分解，应生成氧气560mL(标准状况)。小元通过数据分析，意外发现收集到的氧气体积和理论计算的氧气体积不相符合，并且在实验中还意外发现锰酸钾溶液呈墨绿色。‎ ‎(3)提出假设：小元取实验后的少量固体残渣再次加热，经检验又产生了氧气。根据小元发现的问题和上述实验结果可以做出如下假设：‎ 假设1：二氧化锰也可以受热分解产生氧气 假设2：锰酸钾也可以受热分解产生氧气 假设3：二氧化锰和锰酸钾受热都可以放出氧气 假设4： (只填一种)‎ ‎(4)设计实验：小元用最初加热所得的残渣及必要的实验用品，设计了如下实验流程验证假设2。请在下面实验流程方框中的相应位置填写各步骤的实验操作名称。‎ 请简要叙述步骤5的操作 ‎ ‎ 。‎ ‎(5)得出结论：若观察到 ，则假设2成立；若观察到 ，则假设2不成立。 ‎ 答案：(1)2KClO32KCl＋3O2↑ 2KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑(不要求顺序)‎ ‎(3)MnO2可以催化K2MnO4受热分解产生O2(或“K2MnO4可以催化MnO2受热分解产生O2”或“KMnO4在不同温度下以其它方式分解产生更多氧气”或“升高温度K2MnO4和MnO2相互反应产生O2”)(合理假设均给分)‎ ‎(4)溶解 过滤 蒸发 取干燥后的固体于试管中充分加热，将带火星的木条(或燃烧的木条)插入试管中(2分，未表达出“充分加热”的含义扣1分，其它合理答案给分)‎ ‎(5)带火星的木条复燃(木条燃烧更旺) 带火星的木条没有复燃(木条没有燃烧更旺)‎ ．(11•宜宾)(12分)某化学课外兴趣小组探究氢气还原氧化铜的反应，有如下实验装置：‎ ‎(1)上述A装置可用于实验室制取氢气和二氧化碳，请分别写出实验室制取氢气和二氧化碳的化学方程式 ； ；‎ 上述可用于收集二氧化碳装置是 (用装置字母序号填空)。‎ ‎(2)请你参与探究氢气还原氧化铜得到的红色固体的成分，完成下列各题：‎ 已知信息：Ⅰ．氢气还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O)；Ⅱ．Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体；Ⅲ．Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O 提出问题：红色固体含有什么物质？‎ ‎①猜想假设：‎ 假设一：红色固体只含Cu；假设二：红色固体只含Cu2O；‎ 假设三： (请补充完成假设三)。‎ ‎②实验探究：(填写表中空格)‎ 实验操作 实验现象 实验结论 ‎ ａ．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 无明显现象 假设　　　　成立 ‎ b．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 ‎ 　　　 ‎ 假设二和假设三均成立 ‎③数据处理：甲同学称取Wg红色固体加入到足量硫酸溶液中使其充分反应后， (‎ 填操作名称)、洗涤、干燥，称量剩余红色固体质量为mg，通过计算，若m g (选 填＞、＜或＝)，则假设二成立；若m g (选填＞、＜或＝)，则假设三成立。‎ ‎④交流与反思：只要假设合理，实验方法正确，根据实验现象和数据就能得出结论。‎ 答案：(12分)(1)Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑ C (2)①‎ 假设三：Cu和Cu2O混合物 ‎②实验探究：(填写表中空格)‎ 实验操作 实验现象 实验结论 ‎ ａ．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 无明显现象 假设　　一　　成立 ‎ b．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中 固体部分溶解，溶液由无色变为蓝色 假设二和假设三均成立 ‎③过滤，＝，＞。‎ 答案：【实验设计】(1)2H2O22H2O＋O2↑(2分)‎ ‎(2)(2) 吸收从A中溢出的水蒸气(1分)‎ ‎(3)将葡萄糖不完全燃烧产生的少量CO氧化成CO2，保证葡萄糖中的碳都转化为CO2(1分)‎ ‎【方案评价】‎ ‎(1) 否 (1分) 空气中的CO2会干扰实验结果的测定 ‎(2) 在密闭体系里燃烧(或反应物均为纯净物或用酒精灯隔着玻璃管加热，达到着火点等)(1分)‎ ‎【数据处理】若葡萄糖中只含有C、H两种元素，则需O2：2.64g+1.08g-1.8g=1.92g，而2.64g CO2中氧的质量为2.64g×32÷44 = 1.92g，1.08g H2O中氧的质量为1.08g×16÷18 = 0.96g,因为产物中共有氧1.92g + 0.96g = 2.88g＞1.92g,所以，葡萄糖含有C、H、O三种元素(2分，其中质量守恒定律思路1分，质量分数计算1分)‎ ‎【讨论交流】‎ ‎(1) 先通氧气再加热(或通过B中气泡的多少来O2控制产生的速度，防止气流过快，冲走葡萄糖和氧化铜，堵塞导气管或控制反应物的量，防止反应过快热量来不及散发而引起试管炸裂或氧气足量防止燃烧不充分或反应结束，待冷却后再称量D、E的质量等)(1分)‎ ‎(2) 将F换成装有NaOH的干燥管，同时吸收空气中的CO2和H2O，减少实验误差(或A、B间加一个空集气瓶，用导气管连接等)(1分)‎ ．(11•宿迁)(10分)某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。‎ ‎【教师提醒】它由Cu、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。‎ ‎【提出猜想】红色粉末可能的组成有：①只有Cu；②只有 ；③是Cu、Fe2O3的混合物 ‎【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3＋Cu==2FeCl2＋CuCl2‎ ‎【实验探究】‎ ‎(1)甲同学取少量红色粉末于试管中，滴加足量稀盐酸，振荡后观察，发现固体全部溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③，而乙同学认为只能排除猜想①，你认为 的观点正确(填“甲”或“乙”)。‎ 红色粉末 少量澄清石灰水 CO A B ‎(2)丙同学为进一步确定红色粉末的组成，称取该粉末‎5.0g装入硬质玻璃管中，按右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体，过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后，停止加热，仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量，其数据如下表：‎ ‎ ‎ 反应前 反应后 Ⅰ组 玻璃管和红色粉末的总质量为‎37.3 g 玻璃管和固体物质的总质量为‎36.1 g Ⅱ组 洗气瓶和所盛溶液的总质量为‎180.0 g 洗气瓶和瓶中物质的总质量为‎183.1 g ‎【交流讨论】 ‎ ‎(1)在装置A中先通CO气体的作用是 。 ‎ ‎(2)应该选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明：该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。‎ ‎(3)写出A装置中发生反应的化学方程式 ；实验中观察到A装置中的现象为 。‎ ‎(4)为了防止溶液倒吸，本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处？‎ ‎ (填“需要”或“不需要”)，理由是 。‎ ‎【反思评价】丁同学指出：从环保角度，上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？ 。‎ 答案：(每空1分，共10分)‎ ‎【提出猜想】② Fe2O3 【实验探究】(1)乙 ‎ ‎【交流讨论】 (1)排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸) ‎ ‎(2) Ⅰ，③ (3)3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 部分红色粉末变黑 ‎ ‎ (4)不需要，因为一直通入CO气体，B中溶液不会倒吸到A装置中 ‎ ‎【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋收集等)。 ‎ ．(11•南京)(12分)电解水实验可以确定水的组成。甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究。‎ ‎ 【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗？‎ ‎ 【查阅资料】‎ ‎ 图Ⅰ所示装置可用于电解水实验；‎ ‎ 硫酸钠可增强水的导电性，硫酸钠溶液呈中性。‎ ‎ 【实验与讨论】‎ ‎ 三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液，接通直流电，观察现象，点解一段时间后，断开电源。‎ 实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红，管②电极附近的溶液任为无色，乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液，pH小于7。‎ ‎ 说明试管①电极附近的溶液呈 性，管②附近的溶液呈 (选填“酸”、“碱”或“中”)性。‎ ‎(2)甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中，发现红色立刻消失。‎ ‎ ‎ ‎ 乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中，发现红色不完全消失。‎ ‎ 经讨论与分析，乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失，原因可能是酸 。‎ ‎(3)甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等，再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中，观察现象：‎ ‎ 甲同学的溶液仍为无色。‎ ‎ 乙同学的溶液中红色仍不消失。‎ ‎ 丙同学的溶液中红色 。‎ ‎(4)甲、乙、丙同学分析了实验现象，为确证溶液的酸碱性，又进行下列实验：‎ ‎ 甲同学用 来测定溶液，原因是 。‎ ‎ 乙同学向溶液中滴加 ，使溶液中红色刚好褪去。因为造成(3)中溶液的红色仍不消失的原因是 。‎ ‎ 【解释与结论】‎ ‎ 用硫酸钠增强水的导电性时，电解后溶液混合均匀，呈中性。‎ ‎ 【交流与反思】‎ ‎ 甲同学取‎55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了‎5g水后，则电解后硫酸钠溶液的质量分数为 。‎ ‎ 甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性，电解后溶液的碱性 。‎ ‎ 乙同学的老师上课时用H2SO4增强水的导电性，电解后溶液的酸性 。‎ 答案：(本题共12分，计算2分，其余每空1分)‎ ‎ 【实验与探讨】(1)碱 酸 (2)不足(或酸液残留在管壁上等)‎ ‎ (3)恰好褪去(或立即消失)‎ ‎ (4)pH试纸 ‎ 实验中滴加酚酞的溶液变为无色，可能呈中性，也可能因酸过量而呈酸性，故用pH试纸来确认。‎ ‎ 稀硫酸(或酸)‎ ‎ 乙同学用pH试纸测定管②电极附近溶液时消耗了少量酸 ‎ 【交流与反思】2.2% 增强 增强 ．碳是形成化合物种类最多的元素，含碳物质是中学化学研究的重要内容。[来源:中§教§网z§z§s§tep]‎ ‎(1)“低碳生活”倡导低能量、低消耗，主要是为了减少 (填化学式)的排放量。‎ ‎(2)右图为元素周期表中的一格，下列说法不正确的是 (填标号)。‎ A．碳元素属于非金属元素 B．碳原子核内质子数为6‎ C．碳元素的原子结构示意图为[来源:中国教育出版网zzstep.com]‎ D．碳的相对原子质量为12．01‎ ‎ ‎ ‎ (3)右上图是某趣味实验装置图。挤压胶头滴管后，可观察到气球胀大的现象。请分析其原因,并写出化学方程式。 ‎ ‎[来源:中.教.网z.z.s.tep]‎ ‎ ‎ ‎(4)利用下图装置可做CO还原Fe2O3，的实验，并检验该反应生成的气体产物。已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2。[来源:z#zs#tep.com][来源:学#科#网]‎ ‎ ①CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。‎ ‎ ②气体通过装置的顺序是A→ (装置不能重复使用)。[来源:z*zs*tep.com]‎ ‎ ③从环保角度考虑，对以上装置的改进措施是 。‎ ‎(6)称取12．‎5g石灰石(主要成分是CaCO3，杂质不参加反应)放人烧杯中，向其中加入‎50g稀盐酸，二者恰好完全反应。反应结束后称量烧杯中剩余物质的总质量[来源:zzstep.com]为58．‎1g(不包括烧杯的质量，且气体的溶解忽略不计)。试计算石灰石中杂质的质量分数。‎ 答案：(1)CO2 (1分) (2)C (1分)‎ ‎ (3) CO2被浓NaOH溶液吸收，锥形瓶内的气压成小，外界大气压大于[来源:中&国教&育出&版网]锥形瓶内的气压，使气球胀大。 (1分) 2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (1分)‎ ‎ 高温 ‎ (4)①Fe2O3+3C0=====2Fe+3CO2 (1分) ②C→D→B (1分)[来源:中教网]‎ ‎ ③将尾气点燃或进行收集等。 (1分)‎ ‎ (6)解：生成CO2的质量为： 12.5 g+50 g-58．1g=4.4g (1分)‎ ‎ 设石灰石中CaCO3的质量为x。[来源:中国教育出版网zzstep.com]‎ ‎ CaCO3+2HCl＝CaCI2+CO2↑+H2O (1分)‎ ‎ 100 44‎ ‎ x 4.4g[来源:中。国教。育出。版网]‎ ‎ x=10g ‎ 石灰石中杂质的质量分数为：‎ ‎×100%=20%（1分）[来源:zzstep.com]‎ ‎ 答：石灰石中杂质的质量分数为20％。‎ ．(11•德州)(9分)请你参与某学习小组研究性学习的过程，并协助完成相关任务。‎ ‎【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分 ‎【查阅资料】通过查阅资料知道，天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表：‎ 物 质 Ca(HCO3)2‎ Mg(HCO3)2‎ Ca(OH)2‎ Mg(OH)2‎ CaCO3‎ MgCO3‎ 溶解性 可溶 可溶 微溶 不溶 不溶 微溶 ‎【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ，可能含有Ca(OH)2和 。‎ ‎【设计方案】‎ ‎(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水充分搅拌，静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液，如果没有白色沉淀，说明水垢中无 (填化学式)。‎ ‎(2)乙同学设计了下列实验装置，进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。‎ 其主要实验步骤如下：‎ ‎①按图组装仪器，将‎50g水垢试样放入锥形瓶中，逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重‎22g，则水垢全部是CaCO3。‎ ‎②待锥形瓶中不再产生气泡时，打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；‎ ‎③称量D瓶内物质增加的质量；‎ ‎0 稀盐酸的体积 增加的质量/g ‎10‎ ‎20‎ ‎24‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎④重复②和③的操作，直至D瓶内物质质量不变。‎ 测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如右图曲线所示；‎ ‎【评价】‎ ‎(1)A瓶中的NaOH溶液起到 作用。若A瓶中无NaOH溶液，D瓶中的质量将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。‎ ‎(2)一般情况下，两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时，若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同，则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知：水垢中一定含有 (化学式)，理由是 。‎ ‎(3)装置图中“？”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞，已知：导管的直径为‎8mm，橡胶塞细段直径为‎3cm。从坚固和美观的角度考虑，请你在由图中标出应在哪三点打孔为好(用圆圈“○”表示打孔位置)。 ‎ 以上实验 (填“能够”或“不能”)检测出水垢中含有Mg(OH)2。‎ 答案：(每空1分，共9分)‎ ‎【提出猜想】CaCO3 MgCO3‎ ‎【设计方案】⑴ Ca(OH)2‎ ‎【评价】⑴吸收CO2 增大 (2)MgCO3 实际生成CO2的质量是24g，大于22g ‎ ‎(3)(三个孔不在一条直线上即可得分，等边三角形最好) 不能 ．(11•南京)(10分)某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定(碳素钢)反应后产生气体的成分。‎ ‎ 【查阅资料】①Fe与浓H2SO4反应，加热，有SO2生成 ‎②C与浓H2SO4反应，加热，有CO2和SO2生成 ‎③SO2可使澄清石灰水变浑浊 ‎④SO2可使品红溶液的红色褪去，而CO2不能 ‎⑤SO2可与酸性KMnO4溶液反应使其褪色，而CO2不能 ‎⑥碱石灰的主要成分为NaOH和CaO ‎ 【实验探究】‎ ‎(1)称取‎24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中，加热，充分反应后得到的溶液X并收集到气体Y。甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO2气体的体积分数为66.7%。同学们认为气体Y中还可能还有H2和Z气体，则Z气体可能是 。探究实验的主要装置如下图所示：‎ ‎(2)装置A中试剂的作用是 。‎ ‎(3)为确认Z的存在，需要将装置甲(如右图所示)接入上述装置的(填编号) 之间。‎ 装置甲中的液体名称是 。‎ ‎(4)实验中，如果观察到装置D中 ，且装置E中 ，则可确认Y中还有H2气体。‎ ‎(5)如果需要测定限定体积气体Y中H2的含量(H2约为‎0.01g)。除可用测量H2体积方法外，‎ ‎ (选填：“能”或“不能”)用称量上图中装置D、装置E的质量变化的方法，通过计算说明你判断的理由。‎ 答案：(本题共10分，第(5)题4分，其余每空1分)‎ ‎ (1)CO2 (2)除去SO2‎ ‎ (3)BC 澄清石灰水 (4)黑色固体出现红色 白色固体出现蓝色 ‎ (5)能(或不能)(回答“能”与“不能”只要与理由匹配均可给分)‎ 解：设0.01g的H2与D中的CuO充分反应后可生成的水的质量为x ‎ H2＋CuOCu＋H2O ‎ 2 18‎ ‎ 0.01g x ‎ ‎ x=0.09g 由生成的水的质量可知：‎ 水中含有的氧元素质量为0.09g-0.01g=0.08g，则参加反应的CuO中氧元素的质量为0.08g；‎ 反应前后，装置D中的质量变化为参加反应的CuO中氧元素的质量，装置E的质量变化为生成水的质量，装置D、装置E的质量变化分别为0.08g和0.09g。‎ 能。可用电子天平称量出装置D或装置E的差量。(或不能，因为实验室中托盘天平只能称准0.1g。)‎ ‎(本题中的计算如不通过化学方程式进行，过程合理均可给分)‎ ．有一包固体粉末，可能是CaCO3、Na2SO4、CuSO4、Na2CO3中的一种或多种，某实验小组对其组成成分进行了以下探究活动。‎ ‎【思考与交流】（1）上述物质中，不溶于水的是______①_______(填化学式，下同)。‎ ‎ （2）能溶于水，其水溶液呈蓝色的是______②_______。‎ ‎【资料查阅】Na2CO3溶液与CuSO4溶液混合能产生蓝色沉淀。‎ ‎【活动与探究】去一定量上述固体粉末，加足量水溶解。在溶解过程中一定要用到的玻璃仪器有______③_______和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是______④_______。‎ ‎【现象与结论】经上述操作，得到蓝色澄清溶液，则原固体粉末中一定没有____⑤_____和____⑥_____（填化学式）。‎ ‎【探索与拓展】为进一步确定原固体粉末的组成，该实验小组同学先用托盘天平称取‎46.2g该粉末，溶于水配成‎174.6g溶液，再往其中加入溶质质量分数为8%的NaOH溶液，发生如下反应：CuSO4+2NaOH = Na2SO4+Cu（OH）2↓，产生沉淀的质量与所加NaOH溶液质量的关系如图所示。据图回答：（结果保留小数点后一位）‎ ‎（3）计算产生最大沉淀量时所加NaOH溶液的质量。‎ ‎（4）通过计算确定‎46.2g固体粉末的组成。（回答出物质名称和其质量）‎ ‎（5）计算A点所示溶液中溶质的质量分数。‎ 答案：（1）①CaCO3‎ ‎ （2）②CuSO4 ③烧杯 ④搅拌（加速固体的溶解）‎ ‎ ⑤CaCO3 ⑥Na2CO3‎ ‎ （3）解：设生成最大沉淀量时所加NaOH的质量为x，46.2g粉末中含有CuSO4的质量为y生成Na2SO4的质量为z CuSO4+2NaOH = Na2SO4+Cu（OH）2↓‎ ‎160 80 142 98‎ y x z 19.6g ‎ ‎ x=16.0g···························1分 ‎ 那么NaOH溶液的质量==200.0g··············1分 y=32.0g···························1分 z=28.4g···························1分 ‎（4）Na2SO4的质量=46.2g-32g=14.2g···············1分 ‎ 则46.2g固体粉末由14.2g Na2SO4和32.0g CuSO4组成。‎ ‎（5）Na2SO4的质量分数= ×100%‎ ‎ =12.0%··················1分 答：略。‎