备考2023中考真题题型分类-实验探究题:专题七 分析与评价类(含解析)

专题七 分析与评价类实验探究题
1.(2022·娄底)节日晚会上,小英同学表演魔术“滴水生火”,向包裹着过氧化钠(Na2O2)的脱脂棉上滴几滴水,脱脂棉着火燃烧,魔术表演成功。同学们很感兴趣,对此进行了探究,请你协助完成以下问题。
(1)[查阅资料]
Ⅰ.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,反应放出热量。
Ⅱ.BaCl2、CaCl2溶液显中性,Na2CO3溶液显碱性。
同学们通过认真分析,从燃烧条件的角度得出了脱脂棉能燃烧的原因    。
(2)将燃烧后的残留固体在烧杯中敞口放置一段时间后,加足量水溶解,无气泡产生,同学们得出结论,残留固体中不含    ;同时有同学认为残留固体中可能含有Na2CO3,请用化学方程式说明理由   。
(3)同学们将(2)所得混合液过滤,并设计实验对滤液的溶质成分进行了探究。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
i 取少量滤液于试管中,滴加过量    溶液 有白色沉淀产生 滤液中溶质为Na2CO3
ii 将i所得混合液,静置,往上层清液中滴加2~3滴酚酞溶液    
(4)部分同学认为往滤液中滴加足量稀盐酸,若产生气泡,也能得出同样的结论。你认为是否正确并说明理由    。
2.(2022·成都)劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料,得知草木灰是一种重要的农家肥,碳酸钾含量高。
【提出问题】
如何测定草木灰中碳酸钾的含量?
【查阅资料】
1 常见草木灰钾含量(以碳酸钾表示)如下表:
草木灰种类 小灌木灰 稻草灰 小麦杆灰 棉壳灰 棉秆灰 向日葵杆灰
K2CO3(%) 8.66 2.63 20.26 32.28 16.44 51.97
2 提取碳酸钾主要过程是:秸秆→草木灰→滤液→固体
(1)表格中钾含量最高的草木灰是   ,同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。
(2)【设计与实验】
实验一:提取碳酸钾
第一步:燃烧秸秆,收集草木灰,称取20.00g。
第二步:用60℃水浸洗草木灰(如图1)并过滤,浸洗滤渣2次,合并滤液。
第三步:蒸发滤液,烘干得到9.90g固体。
图1实验中,用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是   。
(3)根据图2,搅拌器转速控制在每分钟   转,浸取时间为   分钟,比较适宜。
(4)实验二:测定碳酸钾含量
取实验一中所得固体3.30g进行图3实验。
实验中需缓慢滴入稀硫酸,原因是   。
(5)装置B的作用是   。
(6)【数据与解释】
称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量,增重0.92g。计算草木灰中碳酸钾的质量分数为   %,与表格中数据相比明显偏低,原因可能是   (填序号)。
a.烧杯中溶液与空气接触 b.固体含有其它钾盐 c.固体含有氯化钠
(7)【反思与评价】
我国秸秆产量巨大,可作为生物质发电的原料,还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾,其优点有   (写一条)。
3.(2022·连云港)CuSO4是化学实验中常见试剂。
(1)验证质量守恒定律。
步骤1:在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m1。
步骤2:将铁钉浸入到CuSO4溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m2
①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是   。
②步骤2中可观察到明显的实验现象是   。该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是   。
③若m1=m2,可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于   。
(2)探究CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用。
①若要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是   。
②为探究CuSO4在反应前后质量是否发生改变,某同学设计如下实验:
向H2O2溶液中滴入10ga%的CuSO4溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的BaCl2溶液,产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。
上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中CuSO4的质量   0.1ag。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(3)将16.0gCuSO4置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,X的化学式为   。
②1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2.计算图中m的值   。(写出计算过程)
4.(2022·连云港)用如图所示装置制取干燥的CO2,并对CO2的部分性质进行探究。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为   。
(2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是   。
②装置C中试剂X应该选用   (填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
(3)收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接,缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中,采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是   。
②随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原因是   。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明   。
(4)取2mL饱和澄清石灰水于试管中,用4mL蒸馏水稀释,向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一:溶液的导电力越强,溶液的电导率越大。
材料二:单位体积溶液中某离子的个数越多,则该离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三:Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时,能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和;。
①石灰水中通入CO2气体,溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是   。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是   、   。
5.(2022·福建)ZB是常用的阻燃剂。已知:
(1)I.用硼酸(H3BO3)与ZnO、H2O合成ZB,ZB的组成会受温度等合成条件的影响。
Ⅱ.ZB受热,先释放出水;当温度高于350℃,生成ZnO和B2O3固体;继续升温到400℃以上,B2O3熔化为玻璃态物质。ZB能起阻燃作用的原因是   (写一种)。
(2)为研究温度对合成的ZB组成的影响,研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下:
m(H3BO3)/g m(ZnO)/g V(H2O)/mL t/℃
实验1 28 10 100 94
实验2 x 10 100 98
实验3 28 y 100 102
x、y分别为   和   。
(3)为检测102℃时合成的ZB含水的质量分数,某同学利用如下图装置(夹持仪器已略)进行实验。
①需要不断通入干燥空气的目的是   。
②实验时,需要称量获得的数据有:ZB样品的质量、   的质量。
(4)为评估102℃时合成的ZB的阻燃性能,进行木材粉末灼烧残重实验:某温度下,灼烧质量相同的两份干燥的木材粉末(一份经ZB处理)30min,测量残留固体质量;调整温度,重复实验,得到木材粉末灼烧后固体残留率(w)随温度变化关系如下图。
(注:w =×100%;残留固体质量已扣除ZB的残余质量)
①低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变的原因是   。
②图中曲线   (填“a”或“b”)对应的木材粉末是经ZB处理的,判断的理由是   。
(5)为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度,应开展的实验是   。
6.(2022·六盘水)金属材料的使用,推动了人类文明的快速发展。
(1)铝是现代文明不可缺少的物质基础。
①铜、铁、铝在自然界中均主要以化合物的形式存在,但人类大量冶炼和使用金属铝的时间较晚,主要原因是   (填字母)。
A.地壳中铝元素含量较低
B.铝较活泼,难以寻找到合适的物质将其从矿物中还原出来,冶炼技术要求高
②将未经砂纸打磨和打磨过的铝片同时放入盛有稀硫酸的同一烧杯中,发现一段时间内未经打磨的铝片表面没有明显现象,原因是   ;经打磨过的铝片表面有气泡产生,反应的化学方程式为   。
(2)中国高铁技术令世界瞩目。如果你是未来的一名高铁设计师,请根据下表给出的信息,选择制造高铁轨道的金属材料。你选择    ,理由是    。
金属硬度(以金刚石的硬度10作为标准) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅
(大)9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5(小)
地壳中金属元素含量 铝 铁 钾 镁 铬 铜
(高)7.73% 4.75% 2.47% 2.00% 1×10﹣2% 5×10﹣3%(低)
金属材料市场价格(万元/吨) 银 铜 铬 铝 锌 铅 生铁
(高)496 6.87 6.6 2.276 2.267 1.43 0.485 (低)
(3)某学习小组对实验室制得的一种蓝色固体物质产生了浓厚的兴趣,老师告诉同学们该物质的化学式可表示为Cu2(OH)x(CO3)y,其受热分解生成CuO、H2O和CO2。他们设计如图装置进行实验,通过测定H2O和CO2的质量,确定Cu2(OH)x(CO3)y中x、y的比值。(已知:碱石灰能吸收H2O和CO2,不能吸收N2;B、C、D中药品均足量)
①实验开始前,应先检查    。
②装置中B和C的位置    (填“能”或“不能”)调换。
③Cu2(OH)x(CO3)y分解完全后需再通入一定量的N2,目的是    。
④B、C反应前后质量增加分别为m g和n g,则x:y=   (用含m、n的代数式表示)。
7.(2022·黔东南)氢氧化钠是化工生产的重要原料,保存不容易发生变质,某化学兴趣小组的同学在实验室中发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,对其是否变质以及变质程度产生了兴趣。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
【猜想与假设】①没有变质:②部分变质:③全部变质。
【实验与结论】
方案 实验操作 现象 结论
方案一 取该溶液2mL于试管中,滴入少量稀盐酸 无明显现象 没有变质
方案二 首先取该溶液2mL于试管中,滴入过量氯化钡溶液 溶液变浑浊 部分变质
静置,然后取上层清液放入试管中,滴入硫酸铜溶液 有蓝色沉淀产生
(1)【评价与解释】
实验结束后,小组同学对两种方案得出的结论不同进行了充分讨论:一致认为方案二科学合理,方案一有明显漏洞,你认为方案一的漏洞导致结论错误的原因是   ;
(2)方案二中加入过量氯化钡溶液的目的是   ,向清液中滴加硫酸铜溶液后发生反应的化学方程式为   。
(3)【反思与整改】
该氢氧化钠溶液变质的原因是   (用化学方程式表示),因此需   保存。
8.(2022·广东)侯德榜是我国制碱工业的先驱,为纯碱和氮肥工业的发展作出了杰出贡献。工业纯碱中可能混有少量NaCl,同学们对工业纯碱样品展开探究。
(1)探究一:确定纯碱样品中是否含有NaCl
实验操作 现象 结论
取样品加水溶解,加入过量稀盐酸至反应完全 有   产生 样品中有NaCl
向上述溶液中继续滴加适量AgNO3溶液 有   产生
有同学认为该实验方案有不正确,正确方案应选用   (填字母)代替稀盐酸。
a.CaCl2溶液 b.稀硝酸 c.BaCl2溶液
(2)探究二:测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数
【方案1】将样品溶解,加入过量CaCl2溶液,搅拌至反应完全。该反应的化学方程式为   。过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,计算Na2CO3的质量分数。
(3)【方案2】如1图所示,取样品于锥形瓶中,加入足量稀盐酸。反应结束后,根据干燥管增重计算Na2CO3的质量分数。若结果大于100%,可能的原因是   。
【讨论】上述两个方案中,你认为方案   更优。
(4)【拓展】2图为Na2CO3和NaCl的溶解度曲线。为提纯含少量NaCl的纯碱样品,将其浓溶液从t1℃冷却至t2℃,t1一t2的最优范围是   (填字母)。
a.40-10 b.60-30 c.70-40
9.(2022·青岛)松花蛋是我国特有的一种传统美食。“圆梦”学习小组进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品松花蛋,初识松花蛋的酸碱性
同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,加入食醋涩味减轻,他联想到碱性物质通常有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质。
【任务二】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。测得滤液pH=12,证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
(1)【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应:,   (写化学方程式)。
甲同学认为滤液中的碱性物质是氢氧化钠。乙同学对甲同学的说法提出了质疑,认为滤液中的碱性物质除氢氧化钠外,还可能含有   (填化学式)或氢氧化钙。
(2)【实验探究】
操作 现象 结论
取滤液少许,向其中加入    无明显现象 滤液中不含   
另取滤液少许,向其中加入碳酸钾溶液     滤液中含有氢氧化钙
(3)【反思总结】判断化学反应后溶液的成分时,既要考虑生成物、又要考虑   。
(4)【任务三】腌松花蛋,制作传统美食
同学们戴上手套。将松花蛋粉加入容器中,慢慢加水,并不断搅拌。充分反应后冷却,得到松花蛋泥,将松花蛋泥均匀裹到新鲜鸭蛋上密封。
从安全的角度说明“慢慢加水,并不断搅拌”的目的是   。
(5)【项目拓展】
为了使松花蛋产生美丽的松花,传统工艺中加入密陀僧(主要成分为氧化铅),目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代,制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析这一工艺改进的原因是   。
10.(2022·青岛)请阅读下面的材料,回答有关问题。
研究显示:每年排放的二氧化碳近一半存留在大气层,其它被陆地和海洋吸收。人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料,砍伐森林,导致过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,表层海水平均pH从8.1下降到7.9。人类给海洋的二氧化碳越多,海水pH越小,吸收二氧化碳的能力就会相对减弱,这样的循环会导致海洋生物链发生变化。
垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一,但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要购买辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如下图所示。
(1)过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,发生反应的化学方程式为   。
(2)下列有关海洋酸化的说法错误的是____(选填字母序号)。
A.海洋酸化是指表层海水呈酸性
B.海洋酸化会导致气候变暖加剧
C.海洋酸化不会影响海洋生物及其生态系统
D.海洋酸化会改变海水中某些离子的浓度
(3)流程中“净化装置”的作用是   ,“其它气体”的主要成分有O2和   (填化学式)等气体。
(4)使用P2G技术的优点是   (写一条即可)。
(5)“甲烷化装置”中发生的化学反应是,其中X是   (填化学式)。
(6)若用P2G技术处理550kg二氧化碳,使其完全反应。请根据化学方程式计算生成甲烷的质量(写出计算过程)。
11.(2022·达州)我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数,经讨论后设计了如下两种实验方案。
【查阅资料】碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。
【设计与实验】
方案甲:“气体质量法”
①按上图所示连接好装置,检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。
②打开止水夹K通入一段时间的氮气后,称量装置C的质量,并记录。
③关闭止水夹K,打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸,关闭活塞。
④待装置A中无气泡产生后打开止水夹K,再次通入氮气一段时间后,关闭止水夹K,第二次称量装置C的质量,并记录。
⑤计算。
(1)【分析与讨论】
①装置A中发生反应的化学方程式为   。
②装置B中浓硫酸的作用是   。
③步骤(4)中再次通入氮气的目的是   。
④装置D的作用是   。
方案乙:“沉淀质量法”
写出上述流程中相关反应的化学方程式:   。
(2)【得出结论】
同学们经过实验,最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。
请你根据方案乙中测定的相关数据,求出样品中碳酸钠的质量分数为   ×100%(用含有m、n的代数式表示)。
(3)【反思与交流】
同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲,理由主要是____(填字母序号)。
A.节约能源 B.操作简便 C.保护环境
12.(2022·苏州)市售纯碱主要成分是碳酸钠,还含少量氯化钠等杂质。某实验小组对市售纯碱样品进行定性检验和定量测定。
已知:①部分银盐的溶解性如下表
NO3- Cl- CO32-
Ag 溶 不 不
②氯化银不溶于稀硝酸。
(1)验证样品中含有氯化钠
实验Ⅰ、取纯碱样品,加水溶解得溶液X,测得溶液pH约为12。
实验Ⅱ、取溶液X,滴加过量试剂Y,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
实验Ⅲ、向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
结论:样品中含有氯化钠。
①测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与   相比较。
②实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用   (填字母)。
a、稀盐酸 b、稀硝酸 c、氢氧化钠溶液 d、氯化钙溶液
③由上述实验推断,溶液X中含有的阴离子除Cl-外,还有   (填离子符号)。
(2)测定样品中碳酸钠含量
准确称取2.000g干燥纯碱样品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00mL。(该盐酸的密度近似等于1g·mL-1,杂质不与盐酸反应)
①通过计算判断该纯碱样品的等级   。(写出计算过程)
无水碳酸钠等级规定如下:
优等品 一等品 合格品
碳酸钠质量分数 ≥99.2% ≥98.8% ≥98.0%
②实验发现,当滴入盐酸体积略少于37.00mL时,溶液pH就降至7以下(约为5),溶液pH小于7的原因是   。将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因   。
13.(2022·安徽)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究。
(1)【活动一】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况
相同条件下,该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(如图1),待收集100mLCO2后,移出导管,每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验,所测数据平均值如下表:
时间/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法时CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食盐水法时CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88
图1发生装置中反应的化学方程式为   ,反应类型是   。
(2)由上表数据分析:
①能用排水法收集CO2的理由是   。
②相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是   (填“水”或“食盐水”)。
(3)海洋封存CO2可能带来的危害是   (写出1点即可)。
(4)【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响
小方设计并完成以下对照实验:用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应),测得量筒内CO2体积随时问变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是   。
(5)【活动三】深度探究【活动二】中CO2的溶解情况
①小松用图3表示无植物油隔离时,量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式,在图4方框中画出有植物油隔离时,量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图   (植物油分子用表示)。
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,请设计实验方案:   。
专题七 分析与评价类实验探究题
本节课重点讲解及训练内容
实验探究物质的组成成分以及含量、常用气体的收集方法、化学实验方案设计与评价
根据化学反应方程式的计算、质量守恒定律及其应用、物质除杂或净化的探究
二氧化碳的化学性质、药品是否变质的探究、分子的定义与分子的特性
溶液的酸碱度测定、验证质量守恒定律、金属元素的存在及常见的金属矿物
盐的化学性质、实验数据处理或者误差分析的探究、灭火的原理和方法
离子或物质的共存问题、制取气体的反应原理的探究、溶液的导电性及其原理分析
常见金属的特性及其应用、催化剂的特点与催化作用、二氧化碳的实验室制法
对应中考真题
1.(2022·娄底)节日晚会上,小英同学表演魔术“滴水生火”,向包裹着过氧化钠(Na2O2)的脱脂棉上滴几滴水,脱脂棉着火燃烧,魔术表演成功。同学们很感兴趣,对此进行了探究,请你协助完成以下问题。
(1)[查阅资料]
Ⅰ.2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑,反应放出热量。
Ⅱ.BaCl2、CaCl2溶液显中性,Na2CO3溶液显碱性。
同学们通过认真分析,从燃烧条件的角度得出了脱脂棉能燃烧的原因    。
(2)将燃烧后的残留固体在烧杯中敞口放置一段时间后,加足量水溶解,无气泡产生,同学们得出结论,残留固体中不含    ;同时有同学认为残留固体中可能含有Na2CO3,请用化学方程式说明理由   。
(3)同学们将(2)所得混合液过滤,并设计实验对滤液的溶质成分进行了探究。
序号 实验操作 实验现象 实验结论
i 取少量滤液于试管中,滴加过量    溶液 有白色沉淀产生 滤液中溶质为Na2CO3
ii 将i所得混合液,静置,往上层清液中滴加2~3滴酚酞溶液    
(4)部分同学认为往滤液中滴加足量稀盐酸,若产生气泡,也能得出同样的结论。你认为是否正确并说明理由    。
【答案】(1)过氧化钠与水反应生成氧气,放出热量,使温度达到脱脂棉的着火点
(2)过氧化钠或;
(3)氯化钡或氯化钙或或;溶液不变红
(4)不正确,无论滤液中是否有氢氧化钠,加入盐酸后都会产生气泡,因此加入过量盐酸不能确定滤液中的溶质只有碳酸钠
【解析】(1)燃烧需要可燃物,可燃物与氧气接触,温度达到可燃物着火点。脱脂棉是可燃物,过氧化钠与水反应放出热量,生成氧气,使温度达到脱脂棉的着火点,从而使脱脂棉燃烧;
(2)将残留固体加水溶解,无气泡,即无氧气生成,说明固体中没有过氧化钠;空气中的二氧化碳与生成的氢氧化钠反应,生成水、碳酸钠,反应的化学方程式为:;
(3)向滤液中加入过量的氯化钡溶液,与碳酸钠反应,生成白色的碳酸钡沉淀和氯化钠,也可加入过量的氯化钙溶液,与碳酸钠反应,生成白色的碳酸钙沉淀和氯化钠;根据实验结论,滤液中的溶质只有碳酸钠,说明上层清液中无氢氧化钠,只有生成的氯化钠,和加入的过量的氯化钡或氯化钙,氯化钠、氯化钡、氯化钙都呈中性,故加入酚酞后,溶液颜色没有变化,呈无色;
(4)若滤液中有氢氧化钠,加入的盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应产生气泡,无论滤液中是否有氢氧化钠,加入盐酸后都会产生气泡,因此加入过量盐酸不能确定滤液中的溶质只有碳酸钠。
2.(2022·成都)劳动实践课上同学们用草木灰给农作物施肥。课后同学查阅资料,得知草木灰是一种重要的农家肥,碳酸钾含量高。
【提出问题】
如何测定草木灰中碳酸钾的含量?
【查阅资料】
1 常见草木灰钾含量(以碳酸钾表示)如下表:
草木灰种类 小灌木灰 稻草灰 小麦杆灰 棉壳灰 棉秆灰 向日葵杆灰
K2CO3(%) 8.66 2.63 20.26 32.28 16.44 51.97
2 提取碳酸钾主要过程是:秸秆→草木灰→滤液→固体
(1)表格中钾含量最高的草木灰是   ,同学们选用这种秸秆灰提取碳酸钾。
(2)【设计与实验】
实验一:提取碳酸钾
第一步:燃烧秸秆,收集草木灰,称取20.00g。
第二步:用60℃水浸洗草木灰(如图1)并过滤,浸洗滤渣2次,合并滤液。
第三步:蒸发滤液,烘干得到9.90g固体。
图1实验中,用60℃的温水而不用冷水浸洗的原因是   。
(3)根据图2,搅拌器转速控制在每分钟   转,浸取时间为   分钟,比较适宜。
(4)实验二:测定碳酸钾含量
取实验一中所得固体3.30g进行图3实验。
实验中需缓慢滴入稀硫酸,原因是   。
(5)装置B的作用是   。
(6)【数据与解释】
称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量,增重0.92g。计算草木灰中碳酸钾的质量分数为   %,与表格中数据相比明显偏低,原因可能是   (填序号)。
a.烧杯中溶液与空气接触 b.固体含有其它钾盐 c.固体含有氯化钠
(7)【反思与评价】
我国秸秆产量巨大,可作为生物质发电的原料,还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾,其优点有   (写一条)。
【答案】(1)向日葵杆灰 (2)相同时间内,水温高碳酸钾溶解得更快更多,提高溶解效率
(3)500;20 (4)有利于二氧化碳被氢氧化钠溶液充分吸收
(5)吸收气体中的水蒸气 (6)43.28;bc (7)资源综合利用
【解析】查阅资料
(1)根据表格可知,向日葵杆灰中碳酸钾的含量最高,故表格中钾含量最高的草木灰是向日葵杆灰;
设计与实验
(2)碳酸钾的溶解度随温度的升高而增大,故相同时间内,水温高碳酸钾溶解得更快更多,可提高溶解效率;
(3)根据图2,比较四条钾浸取率曲线,可知同一时间下,搅拌器转速在500r/min时,钾浸取率较高,在20分钟的时候出现平缓的浸取率曲线,故搅拌器转速控制在每分钟500转,浸取时间为20分钟,比较适宜;
(4)实验中需缓慢滴入稀硫酸,控制硫酸与碳酸钾反应速率,有利于二氧化碳与氢氧化钠溶液充分反应而被吸收;
(5)实验测定碳酸钾的含量,碳酸钾与硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水,装置C用氢氧化钠吸收二氧化碳,通过增重来确定生成二氧化碳的质量,装置B中应该为浓硫酸溶液,用来吸收气体中的水蒸气,确保装置C中增重即为反应生成二氧化碳的质量;
(6)称量图3中反应前后烧杯和其中溶液的总质量,增重0.92g,即为生成二氧化碳的质量,实验一中20g草木灰烘干得到9.9g固体,则实验二中实验一中烘干固体3.3g,
设3.3g固体碳酸钾的的质量为,
解得
则草木灰中碳酸钾的质量分数为;
a、烧杯中溶液与空气接触,导致氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳,会导致碳酸钾质量分数偏大;
b、固体含有其它钾盐,与硫酸不反应,导致碳酸钾质量分数偏低;
c、固体含有氯化钠,与硫酸不反应,导致碳酸钾质量分数偏低;
故答案为:bc;
反思与评价
(7)我国秸秆产量巨大,可作为生物质发电的原料,还可利用其燃烧发电产生的草木灰提取碳酸钾,其优点有资源综合利用,减少污染。
3.(2022·连云港)CuSO4是化学实验中常见试剂。
(1)验证质量守恒定律。
步骤1:在锥形瓶中加入适量的CuSO4溶液,塞好橡胶塞。将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m1。
步骤2:将铁钉浸入到CuSO4溶液中,塞好橡胶塞。观察实验现象,待反应有明显现象后,将盛有CuSO4溶液和铁钉的锥形瓶一起放在托盘天平上称量,记录所称质量为m2
①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是   。
②步骤2中可观察到明显的实验现象是   。该变化可说明Fe和Cu的金属活动性由强到弱的顺序是   。
③若m1=m2,可证明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于   。
(2)探究CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用。
①若要证明CuSO4溶液对H2O2分解具有催化作用,除需证明CuSO4在反应前后化学性质和质量不发生改变外,还需证明的是   。
②为探究CuSO4在反应前后质量是否发生改变,某同学设计如下实验:
向H2O2溶液中滴入10ga%的CuSO4溶液,待反应完全后,向试管中加入足量的BaCl2溶液,产生沉淀,过滤、洗涤、干燥,称量沉淀物为bg。
上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,则通过沉淀物bg计算出溶液中CuSO4的质量   0.1ag。(填“大于”或“小于”或“等于”)
(3)将16.0gCuSO4置于坩埚中加热,固体质量与成分随温度变化的曲线如图所示。
①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,X的化学式为   。
②1000℃时,CuO开始发生分解反应,生成Cu2O和O2.计算图中m的值   。(写出计算过程)
【答案】(1)除去铁钉表面的铁锈;银白色的铁钉表面有红色固体出现,溶液由蓝色变为浅绿色;Fe>Cu;生成的Cu和FeSO4的质量总和
(2)CuSO4溶液能改变H2O2分解速率;大于
(3)SO3;解:设生成Cu2O的质量为zz=7.2g即m的值为7.2g
【解析】(1)①用砂纸将铁钉打磨干净的作用是将铁钉表面的铁锈除去,防止影响实验;
将铁钉浸入到CuSO4溶液中,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,现象为:银白色的铁钉表面有红色固体出现,溶液由蓝色变为浅绿色;
铁能将铜从其盐溶液中置换出来,说明金属活动性:Fe>Cu;
③m1为反应前盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉,m2为反应后盛有CuSO4溶液的锥形瓶和铁钉的质量,若m1=m2,说明参加反应的Fe和CuSO4的质量总和等于生成的Cu和FeSO4的质量总和;
(2)①催化剂能改变化学反应速率,且化学反应前后,催化剂的质量和化学性质不变,故还需证明的是CuSO4溶液能改变H2O2分解速率;
②上述实验步骤中若缺少“洗涤、干燥”,会导致沉淀物的质量偏大,计算得出的硫酸铜的质量偏大,则计算出溶液中CuSO4的质量大于0.1ag;
(3)①①650℃时,CuSO4开始发生分解反应,生成CuO和另一种氧化物X,根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类和质量不变,另一氧化物中一定含硫元素,硫元素的质量为,则另一氧化物中氧元素的质量为:16.0g-3.2g-8.0g=4.8g,设该氧化物的化学式为:SxOy,则32x:16y=3.2g:4.8g,x:y=1:3,故该氧化物的化学式为:SO3;
4.(2022·连云港)用如图所示装置制取干燥的CO2,并对CO2的部分性质进行探究。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为   。
(2)①装置B中饱和NaHCO3溶液的作用是   。
②装置C中试剂X应该选用   (填字母)。
a.稀H2SO4 b.浓H2SO4 c.KOH溶液
(3)收集CO2并验满。将集满CO2的锥形瓶与盛有足量NaOH溶液的注射器和传感器密封连接,缓慢的将NaOH溶液注入到锥形瓶中,采集信息形成图像。见图。
①检验装置D中CO2已经集满的方法是   。
②随着反应的进行,锥形瓶中压强降低的原因是   。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa说明   。
(4)取2mL饱和澄清石灰水于试管中,用4mL蒸馏水稀释,向其中缓慢通入足量CO2。测定反应体系的电导率变化如图所示。(忽略反应前后溶液体积的变化)
【查阅资料】
材料一:溶液的导电力越强,溶液的电导率越大。
材料二:单位体积溶液中某离子的个数越多,则该离子的浓度越大,溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。
材料三:Ca(OH)2溶于水能完全解离出Ca2+和OH-。
CaCO3遇到溶有CO2的水时,能反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2在水中能完全解离出Ca2+和;。
①石灰水中通入CO2气体,溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是   。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是   、   。
【答案】(1)
(2)除去HCl气体;b
(3)将燃着的小木条置于锥形瓶口,木条熄灭;CO2与NaOH反应,使锥形瓶中CO2气体减少,压强变小;向上排空气法收集到的CO2气体不纯
(4)Ca(OH)2与CO2反应生成CaCO3沉淀,使溶液中离子的浓度逐渐降低,溶液的导电能力逐渐下降;生成的CaCO3未能完全转化为Ca(HCO3)2;OH-导电能力强于
【解析】(1)装置A为稀盐酸与石灰石反应制取二氧化碳,方程式为:。
(2)①装置B中溶液为碳酸氢钠溶液,呈碱性能与挥发出的HCl发生反应,所以其作用是吸收HCl气体。
②装置C是为了吸收水蒸气,则X应选用的具有极强吸水性的浓硫酸,
故答案为:b。
(3)①二氧化碳不支持燃烧,验满的方法是在锥形瓶口放置燃着的木条,若木条熄灭,则已集满。
②氢氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠,反应过程中消耗二氧化碳气体,二氧化碳气体减少,锥形瓶内压强降低。
③反应结束后锥形瓶中的压强保持在40kPa,则可说明有其他气体剩余,即为收集到的二氧化碳气体不纯。
(4)①石灰水中通入CO2气体,溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是,氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水,使溶液中离子浓度降低,致使其电导率逐渐下降。
②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是氢氧根离子导电能力强于碳酸氢根离子、生成的碳酸钙沉淀未能完全转化为碳酸氢钙。
5.(2022·福建)ZB是常用的阻燃剂。已知:
(1)I.用硼酸(H3BO3)与ZnO、H2O合成ZB,ZB的组成会受温度等合成条件的影响。
Ⅱ.ZB受热,先释放出水;当温度高于350℃,生成ZnO和B2O3固体;继续升温到400℃以上,B2O3熔化为玻璃态物质。ZB能起阻燃作用的原因是   (写一种)。
(2)为研究温度对合成的ZB组成的影响,研究小组在不同温度下制取ZB。实验如下:
m(H3BO3)/g m(ZnO)/g V(H2O)/mL t/℃
实验1 28 10 100 94
实验2 x 10 100 98
实验3 28 y 100 102
x、y分别为   和   。
(3)为检测102℃时合成的ZB含水的质量分数,某同学利用如下图装置(夹持仪器已略)进行实验。
①需要不断通入干燥空气的目的是   。
②实验时,需要称量获得的数据有:ZB样品的质量、   的质量。
(4)为评估102℃时合成的ZB的阻燃性能,进行木材粉末灼烧残重实验:某温度下,灼烧质量相同的两份干燥的木材粉末(一份经ZB处理)30min,测量残留固体质量;调整温度,重复实验,得到木材粉末灼烧后固体残留率(w)随温度变化关系如下图。
(注:w =×100%;残留固体质量已扣除ZB的残余质量)
①低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变的原因是   。
②图中曲线   (填“a”或“b”)对应的木材粉末是经ZB处理的,判断的理由是   。
(5)为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度,应开展的实验是   。
【答案】(1)B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气 (2)28;10
(3)使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出;含样品的玻璃直管加热前后
(4)木材尚未燃烧;a;曲线a对应的固体残留率比b的大
(5)在相同条件下,分别取不同温度下合成的ZB,进行木材粉末灼烧残重实验
【解析】(1)根据题意,ZB受热会先后释放出水,水能起到降温至着火点以下的作用,而释放出的ZnO和B2O3固体以及玻璃态的B2O3能起到隔绝空气的作用,所以ZB能起阻燃作用,故填:B2O3熔化成玻璃态物质能隔绝空气(合理即可);
(2)如图表可知温度对ZB成分的质量没有影响,故实验2中的值是28,实验3中的值是10,故填:28;10;
(3)①为了使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出,所以要不断通入干燥空气,故填:使产生的水蒸气全部从玻璃直管排出;
②由于加热使ZB释放出水,故整个玻璃管以及管内固体质量反应前后减少的质量即生成水的质量,故除了测得ZB样品的质量外还需称量含样品的玻璃直管加热前后的质量,故填:含样品的玻璃直管加热前后;
(4)①由于木炭燃烧会生成二氧化碳,而如图低于200℃时。两份木材粉末质量均保持不变,说明木材为燃烧,故填:木材尚未燃烧;
②由于加入ZB会起到阻燃的作用,如图a的暂留固体占木材粉末的百分比大说明a中木材燃烧的少,故a对应的木材粉末是经ZB处理的,故填:a;曲线a对应的固体残留率比b的大;
(5)为寻找阻燃性能最佳的ZB的合成温度,根据控制变量法,应在相同条件下,分别取不同温度下合成的ZB,进行木材粉末灼烧残重实验。
6.(2022·六盘水)金属材料的使用,推动了人类文明的快速发展。
(1)铝是现代文明不可缺少的物质基础。
①铜、铁、铝在自然界中均主要以化合物的形式存在,但人类大量冶炼和使用金属铝的时间较晚,主要原因是   (填字母)。
A.地壳中铝元素含量较低
B.铝较活泼,难以寻找到合适的物质将其从矿物中还原出来,冶炼技术要求高
②将未经砂纸打磨和打磨过的铝片同时放入盛有稀硫酸的同一烧杯中,发现一段时间内未经打磨的铝片表面没有明显现象,原因是   ;经打磨过的铝片表面有气泡产生,反应的化学方程式为   。
(2)中国高铁技术令世界瞩目。如果你是未来的一名高铁设计师,请根据下表给出的信息,选择制造高铁轨道的金属材料。你选择    ,理由是    。
金属硬度(以金刚石的硬度10作为标准) 铬 铁 银 铜 金 铝 铅
(大)9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5(小)
地壳中金属元素含量 铝 铁 钾 镁 铬 铜
(高)7.73% 4.75% 2.47% 2.00% 1×10﹣2% 5×10﹣3%(低)
金属材料市场价格(万元/吨) 银 铜 铬 铝 锌 铅 生铁
(高)496 6.87 6.6 2.276 2.267 1.43 0.485 (低)
(3)某学习小组对实验室制得的一种蓝色固体物质产生了浓厚的兴趣,老师告诉同学们该物质的化学式可表示为Cu2(OH)x(CO3)y,其受热分解生成CuO、H2O和CO2。他们设计如图装置进行实验,通过测定H2O和CO2的质量,确定Cu2(OH)x(CO3)y中x、y的比值。(已知:碱石灰能吸收H2O和CO2,不能吸收N2;B、C、D中药品均足量)
①实验开始前,应先检查    。
②装置中B和C的位置    (填“能”或“不能”)调换。
③Cu2(OH)x(CO3)y分解完全后需再通入一定量的N2,目的是    。
④B、C反应前后质量增加分别为m g和n g,则x:y=   (用含m、n的代数式表示)。
【答案】(1)B;未打磨的铝表面有一层氧化铝薄膜,会先与稀硫酸反应,生成盐和水,反应无现象;
(2)铁;铁的硬度大,在地壳中含量相对较多、价格便宜
(3)装置的气密性;不能;保证生成的水蒸气和二氧化碳完全被浓硫酸和碱石灰吸收;44m:9n
【解析】【解答】(1)【答题空1详解】地壳中含量最多的金属元素为铝元素,但是铝的金属活动性大于铁和铜的金属活动性,自然界中铝大部分都是以化合物的形式存在,需要很高的冶炼技术,
故答案为:B;【答题空2详解】未打磨的铝表面有一层氧化铝薄膜,会先与稀硫酸反应,生成盐和水,反应无现象,故应填:未打磨的铝表面有一层氧化铝薄膜,会先与稀硫酸反应,生成盐和水,反应无现象;【答题空3详解】打磨过的铝已经去除表面的氧化物,发生的是铝与稀硫酸的反应,生成硫酸铝和氢气,反应方程式为:,故应填:;
(2)选用材料时要考虑到材料的实用性,同时也要考虑到材料的价格等因素,选择制造高铁轨道的金属材料,首先要考虑到金属的硬度,铬的硬度最大,但是铬在地壳中含量低且价格贵,不合适;铁的硬度仅次于铬,在地壳中含量高且价格便宜,是最合适的金属材料,故应填:铁、铁的硬度大,在地壳中含量相对较多、价格便宜;
(3)【答题空1详解】在开始任何实验前,都要先检查装置的气密性,故应填:装置气密性;
【答题空2详解】B实验装置是为了吸收反应生成的水蒸气,装置C是为了吸收反应生成的二氧化碳,如果将装置C放在装置B前,反应生成的二氧化碳和水蒸气都将被碱石灰吸收,无法单独确定生成的二氧化碳和水蒸气的量,故应填:不能;
【答题空3详解】分解完全后需再通入一定量的N2,目的是为了排净装置内生成的二氧化碳和水蒸气,保证生成的水蒸气和二氧化碳完全被浓硫酸和碱石灰吸收,故应填:保证生成的水蒸气和二氧化碳完全被浓硫酸和碱石灰吸收;
【答题空4详解】根据质量守恒定律得到 所以可得 ,得到 ,则x:y=44m:9n,故应填:44m:9n。
7.(2022·黔东南)氢氧化钠是化工生产的重要原料,保存不容易发生变质,某化学兴趣小组的同学在实验室中发现一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液,对其是否变质以及变质程度产生了兴趣。
【提出问题】氢氧化钠溶液是否变质及变质的程度?
【猜想与假设】①没有变质:②部分变质:③全部变质。
【实验与结论】
方案 实验操作 现象 结论
方案一 取该溶液2mL于试管中,滴入少量稀盐酸 无明显现象 没有变质
方案二 首先取该溶液2mL于试管中,滴入过量氯化钡溶液 溶液变浑浊 部分变质
静置,然后取上层清液放入试管中,滴入硫酸铜溶液 有蓝色沉淀产生
(1)【评价与解释】
实验结束后,小组同学对两种方案得出的结论不同进行了充分讨论:一致认为方案二科学合理,方案一有明显漏洞,你认为方案一的漏洞导致结论错误的原因是   ;
(2)方案二中加入过量氯化钡溶液的目的是   ,向清液中滴加硫酸铜溶液后发生反应的化学方程式为   。
(3)【反思与整改】
该氢氧化钠溶液变质的原因是   (用化学方程式表示),因此需   保存。
【答案】(1)滴入稀盐酸的量过少,稀盐酸只与氢氧化钠反应,没有观察到明显现象
(2)将溶液中的碳酸钠除尽;
(3);密封
【解析】(1)氢氧化钠变质的原因是氢氧化钠能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,则变质后的溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠,而向其中滴加盐酸时,盐酸先与氢氧化钠反应生成氯化钠和水,等氢氧化钠反应完后,盐酸才与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳,则为方案一的漏洞为:向溶液中滴入少量盐酸,盐酸先与氢氧化钠反应,则没有明显现象。
(2)溶液部分变质,则溶液中溶质的成分为氢氧化钠和碳酸钠,由于氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠,则氯化钡溶液的作用是除去溶液中的碳酸钠;再向溶液中加入硫酸铜,硫酸铜能与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,化学方程式为。
(3)氢氧化钠溶液变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠和水,化学方程式为;因此氢氧化钠溶液需密封保存。
8.(2022·广东)侯德榜是我国制碱工业的先驱,为纯碱和氮肥工业的发展作出了杰出贡献。工业纯碱中可能混有少量NaCl,同学们对工业纯碱样品展开探究。
(1)探究一:确定纯碱样品中是否含有NaCl
实验操作 现象 结论
取样品加水溶解,加入过量稀盐酸至反应完全 有   产生 样品中有NaCl
向上述溶液中继续滴加适量AgNO3溶液 有   产生
有同学认为该实验方案有不正确,正确方案应选用   (填字母)代替稀盐酸。
a.CaCl2溶液 b.稀硝酸 c.BaCl2溶液
(2)探究二:测定纯碱样品中Na2CO3的质量分数
【方案1】将样品溶解,加入过量CaCl2溶液,搅拌至反应完全。该反应的化学方程式为   。过滤、洗涤、干燥,称量沉淀的质量,计算Na2CO3的质量分数。
(3)【方案2】如1图所示,取样品于锥形瓶中,加入足量稀盐酸。反应结束后,根据干燥管增重计算Na2CO3的质量分数。若结果大于100%,可能的原因是   。
【讨论】上述两个方案中,你认为方案   更优。
(4)【拓展】2图为Na2CO3和NaCl的溶解度曲线。为提纯含少量NaCl的纯碱样品,将其浓溶液从t1℃冷却至t2℃,t1一t2的最优范围是   (填字母)。
a.40-10 b.60-30 c.70-40
【答案】(1)有气泡;白色沉淀;b (2)
(3)氢氧化钠固体吸收水蒸气或氯化氢气体;一 (4)a
【解析】纯碱和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,故①填有气泡;
结论是样品中氯化钠,加入硝酸银,二者会反应生成氯化银白色沉淀和硝酸钠,故②填白色沉淀;
因为纯碱加入稀盐酸也会产生氯化钠,故无法证明样品中是否有氯化钠,因此需用其他物质代替,a氯化钙和碳酸钠反应也产生氯化钠,不正确;b稀硝酸与碳酸钠反应生成硝酸钠,不影响,正确;c、氯化钡和碳酸钠反应也产生氯化钠,不正确;故③选b;
氯化钙和碳酸钠反应产生碳酸钙白色沉淀和氯化钠,故④填;
氢氧化钠吸收二氧化碳增重来测二氧化碳的质量,但这过程中二氧化碳气体逸出时会带出水蒸气,且盐酸具有挥发性,挥发出氯化氢气体被氢氧化钠吸收导致质量偏大,故⑤填氢氧化钠固体吸收水蒸气或氯化氢气体;
综合上述分析可知方案一更优,故⑥填一;
碳酸钠溶解度在1随温度升高,适合用降温结晶,氯化钠随温度变化不大,适合用蒸发结晶,用降温结晶提纯碳酸钠温度控制在1,故⑦选a。
9.(2022·青岛)松花蛋是我国特有的一种传统美食。“圆梦”学习小组进行了“松花蛋制作”的项目研究,请结合任务回答问题。
【任务一】品松花蛋,初识松花蛋的酸碱性
同学们品尝松花蛋时,发现松花蛋略有涩味,加入食醋涩味减轻,他联想到碱性物质通常有涩味,推测松花蛋中含有碱性物质。
【任务二】浸松花蛋粉,寻找涩味缘由
取适量松花蛋粉(用于制作松花蛋泥的原料),加入足量水,搅拌、过滤。测得滤液pH=12,证明滤液中含有碱性物质。
【提出问题】滤液中的碱性物质是什么?
【查阅资料】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等。
(1)【分析推理】松花蛋粉加水调和时发生如下反应:,   (写化学方程式)。
甲同学认为滤液中的碱性物质是氢氧化钠。乙同学对甲同学的说法提出了质疑,认为滤液中的碱性物质除氢氧化钠外,还可能含有   (填化学式)或氢氧化钙。
(2)【实验探究】
操作 现象 结论
取滤液少许,向其中加入    无明显现象 滤液中不含   
另取滤液少许,向其中加入碳酸钾溶液     滤液中含有氢氧化钙
(3)【反思总结】判断化学反应后溶液的成分时,既要考虑生成物、又要考虑   。
(4)【任务三】腌松花蛋,制作传统美食
同学们戴上手套。将松花蛋粉加入容器中,慢慢加水,并不断搅拌。充分反应后冷却,得到松花蛋泥,将松花蛋泥均匀裹到新鲜鸭蛋上密封。
从安全的角度说明“慢慢加水,并不断搅拌”的目的是   。
(5)【项目拓展】
为了使松花蛋产生美丽的松花,传统工艺中加入密陀僧(主要成分为氧化铅),目前密陀僧已逐渐被硫酸锌取代,制得无铅松花蛋。从人体健康角度分析这一工艺改进的原因是   。
【答案】(1);Na2CO3
(2)过量盐酸;碳酸钠或Na2CO3;有白色沉淀生成通过以上探究,同学们找到了松花蛋粉加水后滤液显碱性的原因,寻到了涩味的缘由。
(3)反应物
(4)生石灰与水反应剧烈放热,慢慢加水,并不断搅拌可以避免生石灰与水剧烈反应,使得容器炸裂
(5)铅属于重金属元素,对人体有害。
【解析】【分析推理】“松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等”,加水后生石灰与水反应生成氢氧化钙,而生成的氢氧化钙又会与纯碱反应生成碳酸钙和氢氧化钠,其化学反应方程式为:;通过上述反应得知,体系中碱性物质由碳酸钠、氢氧化钙和氢氧化钠,其中氢氧化钠是最终生成产物,故其一定存在,氢氧化钙既是生成物又是反应物,碳酸钠仅是反应物,这两者均可能存在,但不能同时存在,否则会发生反应,故还可能含有Na2CO3或Ca(OH)2;
【实验探究】氢氧化钙与纯碱反应时,若纯碱过量,则滤液中含有氢氧化钠和碳酸钠,故当加入过量盐酸时,碳酸钠会与盐酸反应生成气体二氧化碳,所以可向滤液中加入过量盐酸,若无明显现象,说明滤液中不含有碳酸钠;若氢氧化钙过量,则滤液中含有氢氧化钠和氢氧化钙,故当加入碳酸钾时,其会与氢氧化钙反应生成白色沉淀碳酸钙,则证明滤液中含有氢氧化钙;
【反思总结】因此判断化学反应后溶液的成分时,既要考虑生成物、又要考虑反应物,当有两个反应物时往往难以恰好反应,会造成其中一个反应物过量,存留在反应体系中;
【任务三】松花蛋粉中主要含有生石灰、食盐、纯碱等,而生石灰与水反应剧烈放热,慢慢加水,并不断搅拌可以避免生石灰与水剧烈反应,使得容器炸裂;
【项目拓展】铅是一种有毒的重金属元素,如果经常食用含铅过量的东西,铅就会大量聚集在体内,对人体的神经、血液、骨骼系统等产生终生性的伤害,导致铅中毒,故需要改进工艺制得无铅松花蛋。
10.(2022·青岛)请阅读下面的材料,回答有关问题。
研究显示:每年排放的二氧化碳近一半存留在大气层,其它被陆地和海洋吸收。人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料,砍伐森林,导致过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,表层海水平均pH从8.1下降到7.9。人类给海洋的二氧化碳越多,海水pH越小,吸收二氧化碳的能力就会相对减弱,这样的循环会导致海洋生物链发生变化。
垃圾焚烧发电是生活垃圾处理的有效方式之一,但垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,还会增加二氧化碳的排放,加剧海洋酸化;同时垃圾焚烧需要购买辅助燃料,成本较高。我国烟气处理协同P2G技术很好地解决了这些问题,其主要流程如下图所示。
(1)过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,发生反应的化学方程式为   。
(2)下列有关海洋酸化的说法错误的是____(选填字母序号)。
A.海洋酸化是指表层海水呈酸性
B.海洋酸化会导致气候变暖加剧
C.海洋酸化不会影响海洋生物及其生态系统
D.海洋酸化会改变海水中某些离子的浓度
(3)流程中“净化装置”的作用是   ,“其它气体”的主要成分有O2和   (填化学式)等气体。
(4)使用P2G技术的优点是   (写一条即可)。
(5)“甲烷化装置”中发生的化学反应是,其中X是   (填化学式)。
(6)若用P2G技术处理550kg二氧化碳,使其完全反应。请根据化学方程式计算生成甲烷的质量(写出计算过程)。
【答案】(1) (2)C (3)除去烟尘和有害气体;N2
(4)二氧化碳被利用转化为甲烷,被重复利用,节约资源(合理即可) (5)H2O
(6)解:设生成甲烷的质量为x。
答:生成甲烷的质量的质量为200kg。
【解析】【解答】(1)二氧化碳和水反应生成碳酸,显酸性,使海洋酸化,则发生反应的化学方程式为。
(2)A、人类大量使用煤、石油和天然气等化石燃料,砍伐森林,导致过量的二氧化碳进入海洋,使海洋酸化,表层海水平均pH从8.1下降到7.9,则海洋酸化是指表层海水呈酸性,故A正确;
B、海水pH越小,吸收二氧化碳的能力就会相对减弱,则海洋酸化会导致气候变暖加剧,故B正确;
C、人类给海洋的二氧化碳越多,海水pH越小,吸收二氧化碳的能力就会相对减弱,这样的循环会导致海洋生物链发生变化,则海洋酸化会影响海洋生物及其生态系统,故C不正确;
D、二氧化碳和水反应生成碳酸,水的量减少,则海洋酸化会改变海水中某些离子的浓度,故D正确;
故答案为:C。
(3)垃圾焚烧会产生烟尘和有害气体,则流程中“净化装置”的作用是除去烟尘和有害气体,通入的空气中含有氮气,则“其它气体”的主要成分有O2和N2等气体。
(4)由图可知,P2G技术将二氧化碳转化成甲烷,甲烷作为辅助燃料,被利用,则使用P2G技术的优点是二氧化碳被利用转化为甲烷,被重复利用,节约资源(合理即可)。
(5)由质量守恒定律可知,化学反应前后原子种类和数目均不变,反应前有1个碳原子,2个氧原子,8个氢原子,反应后有1个碳原子,4个氢原子,还有2个氧原子,4个氢原子,X前面的化学计量数为2,则X的化学式为H2O。
11.(2022·达州)我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数,经讨论后设计了如下两种实验方案。
【查阅资料】碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。
【设计与实验】
方案甲:“气体质量法”
①按上图所示连接好装置,检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。
②打开止水夹K通入一段时间的氮气后,称量装置C的质量,并记录。
③关闭止水夹K,打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸,关闭活塞。
④待装置A中无气泡产生后打开止水夹K,再次通入氮气一段时间后,关闭止水夹K,第二次称量装置C的质量,并记录。
⑤计算。
(1)【分析与讨论】
①装置A中发生反应的化学方程式为   。
②装置B中浓硫酸的作用是   。
③步骤(4)中再次通入氮气的目的是   。
④装置D的作用是   。
方案乙:“沉淀质量法”
写出上述流程中相关反应的化学方程式:   。
(2)【得出结论】
同学们经过实验,最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。
请你根据方案乙中测定的相关数据,求出样品中碳酸钠的质量分数为   ×100%(用含有m、n的代数式表示)。
(3)【反思与交流】
同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲,理由主要是____(填字母序号)。
A.节约能源 B.操作简便 C.保护环境
【答案】(1);干燥二氧化碳(或除去二氧化碳中水蒸气);使生成的二氧化碳被C完全吸收;防止空气中水和二氧化碳进入C; (2) (3)B
【解析】(1)【分析与讨论】
①装置A中是碳酸钠和稀硫酸反应,故填:;
②浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体,故填:干燥二氧化碳(或除去二氧化碳中水蒸气);
③无气泡产生后再次通入氮气的目的是使装置内残留的二氧化碳被C完全吸收,故填:使生成的二氧化碳被C完全吸收;
④装置D内放有碱石灰,作用是防止空气中的水和二氧化碳进入C,故填:防止空气中的水和二氧化碳进入C;
流程中涉及的反应是碳酸钠和氯化钙反应,故填:;
(2)【得出结论】
方案乙中ng为生成碳酸钙的质量,可计算碳酸钠的质量,过程如下:
设碳酸钠的质量为x
故填:;
(3)【反思与交流】
A、方案甲、乙均不需要加热,节约能源角度不存在乙优于甲的情况,故不正确;
B、乙溶解过滤、洗涤、干燥的操作比甲方案连接装置、称量要简便,故正确;
C、甲不会排放有害气体,乙也没有有害物质排放,不存在乙优于甲的情况,故不正确;
故答案为:B。
12.(2022·苏州)市售纯碱主要成分是碳酸钠,还含少量氯化钠等杂质。某实验小组对市售纯碱样品进行定性检验和定量测定。
已知:①部分银盐的溶解性如下表
NO3- Cl- CO32-
Ag 溶 不 不
②氯化银不溶于稀硝酸。
(1)验证样品中含有氯化钠
实验Ⅰ、取纯碱样品,加水溶解得溶液X,测得溶液pH约为12。
实验Ⅱ、取溶液X,滴加过量试剂Y,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
实验Ⅲ、向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
结论:样品中含有氯化钠。
①测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与   相比较。
②实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用   (填字母)。
a、稀盐酸 b、稀硝酸 c、氢氧化钠溶液 d、氯化钙溶液
③由上述实验推断,溶液X中含有的阴离子除Cl-外,还有   (填离子符号)。
(2)测定样品中碳酸钠含量
准确称取2.000g干燥纯碱样品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00mL。(该盐酸的密度近似等于1g·mL-1,杂质不与盐酸反应)
①通过计算判断该纯碱样品的等级   。(写出计算过程)
无水碳酸钠等级规定如下:
优等品 一等品 合格品
碳酸钠质量分数 ≥99.2% ≥98.8% ≥98.0%
②实验发现,当滴入盐酸体积略少于37.00mL时,溶液pH就降至7以下(约为5),溶液pH小于7的原因是   。将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因   。
【答案】(1)标准比色卡;b;、OH-或
(2)两者恰好完全反应消耗盐酸的质量为:,设碳酸钠的质量为,则有 解得 则样品中碳酸钠含量为 故样品中碳酸钠含量为98.05%>98.0%,该样品为合格品;碳酸钠溶液与盐酸反应生成H2CO3(或反应生成的CO2溶于水,与水反应生成H2CO3);H2CO3受热分解生成CO2并逸出
【解析】(1)①测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与标准比色卡相比较;
②实验Ⅱ中所加的过量试剂Y可以与碳酸根反应生成能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体,且过量能够除去碳酸钠而不引入氯离子,不影响实验Ⅲ中对氯离子的检验,故:
a、若为稀盐酸,虽然能与碳酸钠反应生成二氧化碳,但是引入了氯离子,不正确;
b、若为稀硝酸 ,稀硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,实验Ⅲ 加入硝酸银产生白色沉淀即可证明碳酸钠中含有氯化钠,正确;
c、若为氢氧化钠溶液 ,氢氧化钠溶液不能与碳酸钠反应生成二氧化碳气体,故不正确;
d、若为氯化钙溶液,实验II中不能生成二氧化碳气体,不正确;
故答案为:b;
③由上述实验推断,溶液中含有碳酸钠和氯化钠,由于溶液pH约为12大于7,则溶液显碱性,溶液中有,故溶液X中含有的阴离子除Cl-外,还有;
(2)①见答案;
②实验发现,当滴入盐酸体积略少于37.00mL时,溶液pH就降至7以下(约为5),溶液pH小于7的原因是碳酸钠溶液与盐酸反应生成H2CO3(或反应生成的CO2溶于水,与水反应生成H2CO3),碳酸显酸性;将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因碳酸受热易分解,H2CO3受热分解生成CO2并逸出,使溶液pH升高。
13.(2022·安徽)海洋封存是实现“碳中和”的途径之一,其原理是利用CO2在水等溶剂中的溶解性来吸收CO2。某小组开展如下探究。
(1)【活动一】探究CO2在水和食盐水(模拟海水)中的溶解情况
相同条件下,该小组分别用排水法、排食盐水法收集CO2(如图1),待收集100mLCO2后,移出导管,每隔一段时间观察并记录量筒内CO2体积。重复实验,所测数据平均值如下表:
时间/h 0 0.5 6 12 24 48
排水法时CO2体积/mL 100 98.5 85.5 77 66 59
排食盐水法时CO2体积/mL 100 99 93 90.5 89 88
图1发生装置中反应的化学方程式为   ,反应类型是   。
(2)由上表数据分析:
①能用排水法收集CO2的理由是   。
②相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是   (填“水”或“食盐水”)。
(3)海洋封存CO2可能带来的危害是   (写出1点即可)。
(4)【活动二】探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响
小方设计并完成以下对照实验:用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中,向其中一个量筒内注入少量植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应),测得量筒内CO2体积随时问变化曲线如图2。分析该图可得出的结论是   。
(5)【活动三】深度探究【活动二】中CO2的溶解情况
①小松用图3表示无植物油隔离时,量筒内气体中存在的CO2分子的微观示意图。请参照图3的表示方式,在图4方框中画出有植物油隔离时,量筒内植物油和水中存在的分子的微观示意图   (植物油分子用表示)。
②为检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,请设计实验方案:   。
【答案】(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;复分解反应
(2)二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度;水
(3)改变海水的pH,危害海洋生物健康
(4)植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解
(5);取量筒内的水少量于试管中,滴加石蕊溶液,如变为红色,说明二氧化碳进入水中
【解析】(1)大理石主要成分碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为。该反应是两种化合物交换成分生成新的化合物的反应,是复分解反应。
(2)①由表中数据可知,二氧化碳溶于水的速度较慢。48h才溶解了41mL,所以可用排水法收集二氧化碳的理由是二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度。
②48h时,水中剩余二氧化碳59mL,食盐水中剩余二氧化碳88mL,说明相同条件下,等体积水和食盐水吸收CO2更多的是水。
(3)二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸呈酸性,可能带来的危害是改变海水的pH,危害海洋生物健康。
(4)比较相同时间内二氧化碳的体积,有植物油的二氧化碳减少的较慢。结合探究的问题“探究植物油隔离对CO2在水中溶解情况的影响”所以可以得出植物油可以减缓二氧化碳在水中的溶解。
(5)分子在不断运动,从活动二可知,二氧化碳分子会进入水中和油中。植物油中会有油分子和二氧化碳分子,水中会有水分子和二氧化碳分子。则图表示为。
②检验有植物油隔离时CO2是否会进入水中,则检验水中是否含有二氧化碳。二氧化碳溶于水形成碳酸,碳酸呈酸性,所以可以取量筒内的水少量于试管中,滴加石蕊溶液,如变为红色,说明二氧化碳进入水中。

备考2023中考真题题型分类-实验探究题:专题七  分析与评价类(含解析)

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