含有计算的实验探究题

1、含有计算的实验探究题1.氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂。【阅读资料】碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。【氢化钙的制备】氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图所示（固定装置省略）。回答下列问题：（1）装置A中制取氢气的化学方程式为 。（2）装置B的作用是 。（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为 。（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是 。【产品的定量测定】通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）。样品纯度

2、的测定步骤如下：检查装置气密性，装入药品，按图（固定装置省略）所示连接仪器。图11调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0 mL。将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合。反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0 mL。回答下列问题：（5）如何判断样品与水完全反应： 。（6）反应生成氢气的体积为 mL。（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09 mg/mL。样品中氢化钙的纯度为 。（结果精确到0.1%）2.化学小组同学对酸的性质很感兴趣，向老师提出研究硝酸的性质，老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。【实验设计

3、】（1）将石蕊试液滴入稀硝酸中，预计石蕊试液由紫色变 色。 （2）将Zn片投入稀硝酸中，预计将产生H2，其名称为 。【实验验证】同学们按上述设计做了实验，却发现石蕊变色后一会儿即褪去，Zn片投入稀HNO3后，溶液中冒出气泡，产生无色气体A，在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。【提出问题】（1）石蕊试液变色后为何会褪色？ （2）上述产生的无色气体是什么？硝酸具有哪些特性？【查阅资料】看到如此异常的现象，在老师的指导下，同学们上网查到了下列资料：（1）硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐，但不生成H2。 （2）氮元素某些气态物质的物理性质NH3N2NONO2顏色无色无色无色红

4、棕色溶解性极易溶于水不溶于水不溶于水可溶于水或硝酸【猜想与分析】（1）小明同学认为石蕊变色后又褪色的原因是由于试管不干净，含有其他杂质造成的，要证明小明的观点，应进行的操作是 。（2）大家一致认同了红棕色气体B是NO2，但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法：小丽同学认为A是NH3，但遭到大家的一致反对，原因是 ；小强同学认为A是N2，也遭到大家的一致反对，原因是 ；经讨论，最终大家获得了A是NO的共识。NO遇氧变成NO2的化学方程式为 。【实验探究】小红同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣，便取了一小块铜片投入稀HNO3中，发现Cu溶解，也出现上述Zn与稀HNO3反应的类似现象，确证生成了NO，

5、并在老师的帮助下，测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为821，由此获得了Cu与稀HNO3的反应方程式为 。【交流与反思】根据探究结果，请你解释稀HCl跟铜不反应而稀HNO3却能跟铜反应的原因 。 3.某化学兴趣小组根据以下图示进行模拟炼铜的实验，并对产物成分进行探究。 提出问题无色气体A有哪些成分，红色固体B可能是什么? 猜想与假设 甲认为无色气体A一定是CO2，因为CO与CuO反应的化学方程式为 。 乙认为红色固体B一定是Cu。 交流与讨论 丙认为甲的猜想不一定正确，无色气体A除含CO2外，可能含CO，理由是 。 探究与反思 (1)为验证甲的猜想，大家按以下图示进行实验，过程和现象如下(箭

6、头表示气体流向)： 由此，你认为甲的猜想 (选填“正确”或“不正确”)。请写出无色气体A中的CO2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式 。(2)为验证乙的猜想，大家按以下图示进行实验探究，过程和现象如下：经过分析，大家确认乙的猜想是错误的，理由是(要求写出分析过程)： (3)为探究红色粉末C的组成，丁同学做了如下实验： 取洗净、烘干的7.2g红色粉末C，放在纯氧气流中加热，观察到粉末由红色逐渐变为黑色。充分反应，冷却、称量，质量为8.0g。将该黑色粉末放于足量稀硫酸中，黑色粉末全部溶解，得到蓝色溶液。大家分析、讨论、计算，最后得出红色粉末C的组成元素是 ，各元素的质量比为 ，红色粉末C的化学式为 。

7、4.某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究。查阅资料名称食用纯碱食用小苏打主要成分Na2CO3NaHCO3酸碱性水溶液显碱性水溶液显碱性热稳定性受热不分解270时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水实验探究（1）探究两者水溶液酸碱性的差异小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液，发现两者都变 色，但食用纯碱溶液中颜色更深，由此推测可能 溶液碱性更强。小欢认为要比较两种溶液的碱性强弱，可直接用 进行测定。（2）验证两种粉末的稳定性在老师的指导下，该小组按右图装置进行实验操作，观察到 （填“甲”或“乙”）烧杯中澄清石灰水变浑浊，试管中发生反应的化学方程式为 ，装置中棉花的作用是 。（3）测

8、定食用纯碱粉末的纯度取食用纯碱粉末试样，利用右图装置进行实验测定。称量项目称量时间质量/g试样11.0装置+稀盐酸160.0装置+稀盐酸+试样反应开始后20s167.0装置+稀盐酸+试样反应开始后30s166.6装置+稀盐酸+试样反应开始后90s166.6数据记录如下：反应生成CO2的质量为 g。通过计算确定食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数。（写出计算过程，结果保留一位小数。） 如果测得的结果比实际纯度高，可能的原因是 。（答一种即可）5.工业铁红的主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定铁红中铁的质量分数，兴趣小组的同学进行了如下实验，请你参与过程分析。浓H2SO4

9、【资料1】草酸晶体（H2C2O4·3H2O）在浓H2SO4作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O4·3H2O CO2+ CO+ 4H2O（1）下列可用作草酸分解制取气体的装置是 （填字母编号）。a b c d【问题讨论】用下图所示装置进行实验：A B C D E F（2）实验前应先 。（3）进入D中的气体是纯净、干燥的CO，则A、C中的试剂依次是 、 （填字母编号）。a浓硫酸 b澄清的石灰水 c氢氧化钠溶液 （4）B装置的作用是 。 （5）对D装置加热前和停止加热后，都要通入过量的CO，其作用分别是： 加热前 。 停止加热后 。（6）写出D装置中所发生反应的一个化学方程式

10、 。【数据分析与计算】【资料2】铁的常见氧化物中铁的质量分数：铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4铁的质量分数77.870.072.4 （7）称取铁红样品10.0 g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。 D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g，则 m 。 实验前后称得E装置增重6.6g，则此铁红中铁的质量分数是 。【实验评价】反思1：本实验中如果缺少C装置（不考虑其它因素），则测得样品中铁的质量分数会 （填“偏小”、“不变”或“偏大”）。反思2：请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷 。6.某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内

11、一同学设计了如下实验：【设计实验方案】实验装置（如图2所示，固定装置略去）：需要测定的实验数据：纯碱样品的质量；实验前后C装置（包含氢氧化钠固体）的质量。(1)A装置中反应化学方程式是 。为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应，其操作是 。(2)B装置的作用是 ；C装置的化学方程式是是 (3)补充D装置 （简要叙述或画出装置示意图）。【交流与表达】(4)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低，原因是 (5)为了克服图2装置的不足，有同学提出，还应增加图1装置与A装置连接（A装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入空气。反应前，断开B、C装置之间的连接，用

12、图1装置鼓入空气的作用是 反应后，用图1装置鼓入空气的作用是 在A装置中的反应发生时，开关K处于关闭状态，其原因是 【数据处理】(6)称得纯碱样品的质量为10.8g，实验前、后C装置的总质量分别为75.2g和79.6g，纯碱的纯度为 %（计算结果保留小数点后1位）。【反思与评价】(7)能否用稀盐酸代替稀硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是是 （8）改进后的实验装置能减少测定的误差，原因是反应生成的CO2尽可能被装置C吸收； 7. （海淀）（8分）研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动。将木炭、氧化铁及试管充分烘干，并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨。取适量上述混合物于试管中，用图1所示的装置加热（试

13、管竖直向上，可使加热时的热量尽少散失）。【提出问题】实验结束后，试管中的剩余固体X含有哪些成分，质量分别是多少？澄清石灰水【查阅资料】图1铁的氧化物被还原时，是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物，最后还原成金属铁。铁的氧化物及其部分性质如下：Fe2O3为红色固体； Fe3O4和FeO均为黑色固体。其中，Fe3O4具有很好的磁性，能被磁铁吸引。三种氧化物均不溶于水，但能溶于稀盐酸，分别发生如下反应：Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3HO图1Fe3O4 + 8HCl 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2OFeO + 2HCl FeCl2 + H2O黄色的FeCl3溶液中滴入无

14、色的KSCN溶液，溶液变为红色，该实验常用于检验FeCl3；FeCl3溶液遇单质铁发生反应：2FeCl3 + Fe = 3FeCl2，溶液变为浅绿色。【猜想】固体X可能含有：Fe FeO Fe3O4 C【实施实验】目的：确定固体X的组成。步骤操作主要现象结论I取部分冷却后的固体X倒在滤纸上，用磁铁充分吸引。部分固体被吸引到磁铁上可能有Fe或Fe3O4II取滤纸上的剩余固体少量，放入图2所示的试管a中，通入氧气，用酒精灯加热。固体剧烈燃烧， b中溶液变浑浊一定有CIII另取滤纸上的剩余固体少量，放入试管中，加入足量的稀盐酸。无明显现象一定没有 IV取步骤I磁铁上的固体少量，放入试管中，逐滴加入稀

15、盐酸。产生 。一定有FeV在步骤IV所得溶液中逐滴加入 。溶液不变红色一定没有Fe3O4【反思改进】同学们讨论发现，用上述实验方法不能确定固体X中一定没有Fe3O4，理由是 。盐酸固体Xa澄清石灰水O2滤纸上的剩余固体图3图2为确定固体X中是否含Fe3O4并测定其中各成分的质量，同学们又进行了以下实验：步骤操作数据I重新取部分冷却至室温的固体X，称量其质量为m1。 m1 = 17.9 gII将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中，称量整套装置及药品的质量为m2；打开分液漏斗旋塞，放入足量稀盐酸后关闭旋塞，待没有气泡产生并恢复至室温，再次称量整套装置及药品的质量为m3。m2 = 317.9

16、gm3 = 317.3.gIII将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥，称量其质量为m4。m4 = 1.1 g【获得结论】（1）为确定固体X中是否含Fe3O4，m1 m4中应该用到的数据有 。（2）固体X的成分及质量分别是 。8、某化学兴趣小组的同学对一瓶久置的熟石灰粉末的组成进行实验探究，请你 一起参与他们的探究活动。 提出问题这瓶熟石灰粉末是否已经变质生或了CaCO3？ 进行猜想猜想一：熟石灰全部变成了CaCO3。 猜想二：熟石灰部分变成了CaCO3。 猜想三：熟石灰没有变质。 设计实验该小组同学对猜想一设计了下列探究方案，请你帮助他们完成下表中相关实验内容。实验步骤实验现象实验结论取样，加

17、适量水，搅拌，过滤取少量滤液于试管中，滴入酚酞试液取少量滤渣于试管中，加入盐酸 。 。猜想成立反思与应用要证明猜想二成立，可参照上述实验方案进行探究，在步骤中产生的实验现象是 。熟石灰变质是由于 的缘故。在初中化学我们所学过的物质中还有 （举一例）等具有这样的性质，因此象熟石灰这类物质在实验室应 保存。称取1.0g上述熟石灰样品，加适量水使之充分溶解，搅拌过滤后，往滤液中滴入酚酞试液，同时加入溶质质量分数为10的盐酸至溶液刚好变为无色，消耗盐酸溶液7.3g。求样品中Ca(OH)2的质量分数（写出计算过程）。9、 某化学兴趣小组有一次活动的内容是：对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答

18、有关问题。【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3 、Fe(OH)3三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：只有Cu 只有Fe2O3 只有 Fe(OH)3 是Fe2O3 、Fe(OH)3的混合物 是Cu 、Fe2O3的混合物 是Cu 、Fe(OH)3的混合物【资料获悉】（1）2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O （2）白色无水CuSO4遇水变蓝 （3）Cu在FeCl3溶液中发生反应：2FeCl3Cu 2FeCl2CuCl2【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别，先分别探究其中是否含有Fe(OH)3 、Cu等，逐步缩小范围，然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成

19、。红色粉末无水CuSO4图28-1（装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计）【实验探究】（1）甲同学取适量红色粉末装入试管中，按图28-1进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝，从而排除猜想中的 。（2）在甲同学实验结论的基础上，乙同学另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，溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的和，而丙同学认为只能排除猜想，你认为 的观点正确。图28-2红色粉末少量澄清石灰水COAB（3）丁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，按图28-2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

20、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

21、”或“不需要”），理由是 。【反思评价】 戊同学指出：从环保角度，图28-2装置有严重不足之处。你认为应该如何改进？ 。【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替，并将图28-2中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管，来确定该红色粉末的组成，你认为是否可行？ （填“可行”或“不可行”）。10. 氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，登山运动员常用其作能源提供剂。【查阅资料】碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物。钙和氢化钙都能与水反应，均生成氢氧化钙和氢气。【氢化钙的制备】氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图所示（图中固定装置省略

22、）。（1）装置A中制取氢气反应的化学方程式是 。（2）装置B的作用是 。（3）装置D的作用是 。（4）装置C中制取氢化钙的化学方程式是 。【样品成分的猜想】通过上述方法制得的氢化钙样品的成分有下列两种猜想：猜想一：全部是氢化钙； 猜想二： 。【设计实验】现有2.1 g氢化钙样品，请设计实验验证猜想二是否成立 （要求操作、数据和结论）。11.（9分）某学习小组对在实验中吸收过二氧化碳气体的碱石灰成分进行了研究。【查阅资料】 碱石灰是CaO与NaOH 的固体混合物，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。 碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应。【提出猜想】该碱石灰的主要成分可能含

23、有 、Ca(OH)2、CaCO3、NaOH和 。【设计方案、收集证据】（1）甲同学在烧杯中放入少量的碱石灰样品，加入足量蒸馏水充分搅拌，静置有白色沉淀，甲同学认为样品中一定含有CaCO3，乙同学认为他的结论不准确，原因是： (填化学方程式)。（2）乙同学进一步设计实验并进行验证，过程如下：实验操作实验现象实验结论从甲同学的烧杯中取少量上层清液于试管中，向其中滴加足量 溶液。有白色沉淀生成生成白色沉淀的化学方程式为： 。过滤，向滤液中滴加无色酚酞试液。无明显现象通过实验及分析，样品中不含有： 。【解释与评价】（1）乙同学进一步设计了下列实验装置，通过称量B装置的质量变化来确定样品的成分及质量（气

24、密性良好，每步均完全反应，操作无误）。多次实验发现测定结果有时偏大有时偏小偏差，试分析其主要原因： 。（2）在老师的指导下乙同学完善了实验装置，并重新进行了实验，步骤如下：检查装置气密性，将5.06g干燥的样品放入锥形瓶中；打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；称量盛有氢氧化钠浓溶液的D瓶质量；向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡；打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气；称量D瓶质量，增重2.2g。通过分析及计算可知：5.06g样品中各成分及质量 。参考答案1. Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 吸收水蒸气和氯化氢气体 Ca+H2 CaH2 将活塞关闭后，往

25、分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住装置D的导管口，打开活塞，若气密性良好，可观察到分液漏斗内的液面几乎不下降(合理答案均可) 气泡不再产生(合理答案均可) 100.0 88.4% 2.【实验设计】（1）红（2）氢气 【猜想与分析】（1）取少量稀HNO3于干净的试管中，滴入石蕊试液。观察实验现象（或用干净的试管重复上述实验） （2）NH3极易溶于水，大多数气体会溶解在稀HNO3中。且在常温下NH3不易被氧化成NO。 N2的化学性质比较稳定，常温下,N2在空气中不能氧化成NO 2NO+ O2= 2NO2 【实验探究】 3Cu + 8HNO3 = 3Cu (NO3)2+ 2NO+4H2O 【交流与反

26、思】铜不与稀HCl发生置换反应，是因为铜的金属活动性弱于氢。而稀HNO3具有强的氧化性，能与Cu发生氧化还原反应，生成NO等。（若考生答成“稀HNO3具有特性，能与Cu发生其他类型的化学反应而生成NO”，酌情给分。）3. 猜想与假设 CO+CuOCu+CO2 交流与讨论 CO过量等合理答案 探究与反思 (1)不正确 CO2+Ca(OH)2CaCO3 +H2O (2)往蓝色溶液中加入稀盐酸，有白色沉淀，说明AgNO3溶液过量。当AgNO3溶液过量时，红色固体B中的Cu已经完全反应，可是还有红色粉末C存在，证明红色固体B除了Cu外，还有其他物质或：AgNO3溶液过量时仍有红色粉末C，则固体成分不仅

27、是铜，还有其它物质或：过量的AgNO3溶液不能将固体B完全溶解，说明固体B中还有其它成分 (3)Cu、O Cu：O=8：1或O：Cu=l：8或O：Cu=16：128等 Cu2O4. （1）红 食用纯碱（或Na2CO3） pH试纸 （2）乙 2NaHCO3Na2CO3+CO2+H2O 防止加热时小苏打（或NaHCO3）粉末进入导管（3）4.4 96.4%稀盐酸挥发出的HCl气体随CO2气体排出，从而导致所测纯度偏大。（或水蒸气随CO2气体排出，从而导致所测纯度偏大）5. （1）d （2）检查装置的气密性 （3）c a （4）验证CO2已除尽（意思相近均给分）（5）将装置中的空气排出，防止发生爆炸

28、（或以免产生测定误差）（意思相近均给分）驱赶装置中滞留的CO2，使其全部被E装置中碱石灰全部吸收（或防止空气进入，铁被氧化（意思相近均给分）（6）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（或写FeO、Fe3O4与CO反应的化学方程式且正确，给分）（7）7.0 7.8（7.78） 76.0%（76%）（2分）【实验评价】反思1：偏小 反思2：缺少尾气处理装置（意思相近均给分）或未检验水是否除尽（意思相近均给分）6.（1）Na2CO3+H4SO4=Na4SO4+H2O+CO2 逐滴滴入稀硫酸至不再产生气泡为止（2）除去水蒸气，2NaOH + CO 2 = Na2CO3+ H2O（3）装NaOH固体的球形管 （4）A、B装置中残留的CO2 气体未被装置C中的NaOH 吸收 。（5）用不含二氧化碳的空气排出A、B装置中原有的空气 。用不含二氧化碳的空气排出 残留在A、B装置中的 CO2 。避免图1装置吸收反应产生的部分二氧化碳气体 。（6）98.1（7） 稀盐酸挥发出氯化氢气体被装置C吸收，影响实验测定 。（8）避免A、B装置中原有空气所含二氧化碳气体对实验的干扰 。7. （海淀）（8分）猜想Fe2O3实验实施III. FeO和Fe2O3IV. 气泡V. KSCN（硫氰化钾）溶液反思改进固体X中如果含有Fe3O4，步骤V中加盐酸后，由于铁与FeCl3反应生成FeCl2，遇KSCN溶