化学前三单元经典实验题探究题答案解析

参考答案：1．(1)拉瓦锡(2)检查装置的气密性使装置中氧气完全反应白烟外24实验结果更准确或更环保磷+氧气五氧化二磷铁丝在空气中不能燃烧淡蓝AB【详解】（1）法国化学家拉瓦锡通过用金属汞在空气中加热生成氧化汞实验，第一次明确得出空气是由氧气和氮气组成的结论，故填：拉瓦锡。（2）①小红在做实验之前，同时向内推动活塞，活塞都弹回原位，说明装置气密性好，该操作的目的是检查装置的气密性，故填：检查装置的气密性。②实验过程中小红交替推拉左右活塞的目的是使氧气和铜粉充分接触充分反应，刚开始时出现的现象是：白磷燃烧，产生大量白烟，放热气压增大，活塞向外移动，冷却后，密闭容器内剩余气体的体积约为30mL30mL×=24mL，故填：使装置中氧气完全反应；白烟；外；24。③我们发现图1装置比图2装置有明显的优点是不需要打开瓶塞，那么就避免了打开瓶塞所造成的实验误差，避免了五氧化二磷进入空气对空气的污染，实验结果更准确或更环保，图2红磷燃烧生成五氧化二磷，文字表达式：磷+氧气五氧化二磷，该实验不能铁丝的原因是铁丝在空气中不燃烧。故填：实验结果更准确或更环保；磷+氧气五氧化二磷；铁丝在空气中不能燃烧。④如果将A、B两集气瓶内充满空气，燃烧匙内分别盛有过量的红磷和硫粉，点燃使它们充分反应，硫在空气燃烧产生淡蓝色火焰，冷却至室温，打开弹簧夹后，红磷燃烧生成五氧化二磷，气体减少，气压减小，水进入A瓶，硫燃烧消耗氧气生成二氧化硫，二氧化硫溶于水，气体减少出现的现象B瓶有水进入，故填：淡蓝；AB。2．(1)③①②④⑤(2)把装置内的氧气耗尽(3)缓慢来回推动注射器(4)20%【详解】（1）测定空气中氧气的含量需要知道硬质玻璃管的容积从而确定空气的体积，所以第一步为③测量出实验所用硬质玻璃管的容积；然后组装仪器，检查气密性，装入药品，所以接下来的操作是①在硬质玻璃管中加入铜粉，两端塞上带玻璃导管的橡皮塞，一端用气球封闭一端连接注射器，并在注射器中预留一定体积的气体；之后再固定装置，即②根据酒精灯高度，将连接好的装置固定在铁架台上；最后点燃酒精灯，利用氧气和铜的反应消耗氧气，最后冷却到室温后记录注射器中气体的体积，所以接下来的操作是④用酒精灯加热铜粉部分，并不断推拉注射器；⑤停止加热后，待试管冷却至室温，注射器活塞稳定后，记录注射器中气体的体积；故顺序为③①②④⑤；（2）为将氧气完全消耗，要保证加入的铜粉足量，所以目的是把装置内的氧气耗尽；（3）在实验加热过程中，为使空气中的氧气充分反应，应交替缓慢推动两个注射器活塞；（4）空气的总体积为，减少气体的体积为；所以可以算出该空气中氧气体积分数为。3．(1)燃烧匙(2)吸收反应生成的五氧化二磷固体小颗粒，防止污染空气(3)产生明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，生成有刺激性气味的气体铁丝生锈（或氧气不纯或温度没有达到铁丝的着火点）使碳与氧气充分反应(4)A红磷燃烧的产物为固体，内外产生压强差，冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水倒吸入集气瓶内；木炭燃烧的产物为气体，内外没产生压强差，因此冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水不会倒吸到集气瓶内水进入两个集气瓶中【详解】（1）图甲中盛放硫的仪器名称为燃烧匙，故填：燃烧匙；（2）甲中水的作用是吸收生成的二氧化硫，防止污染空气，乙中水的作用是吸收反应生成的五氧化二磷固体小颗粒，防止污染空气，丙中的水防止生成的灼热固体使瓶底炸裂，所以乙中加少量水的目的吸收反应生成的五氧化二磷固体小颗粒，防止污染空气，故填：吸收反应生成的五氧化二磷固体小颗粒，防止污染空气；（3）硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，生成有刺激性气味的气体，故填：产生明亮的蓝紫色火焰，放出大量的热，生成有刺激性气味的气体；铁丝生锈或氧气不纯或温度没有达到铁丝的着火点都会导致铁丝不燃烧，故填：铁丝生锈（或氧气不纯或温度没有达到铁丝的着火点）；丁实验中需要将木炭缓慢伸入集气瓶中让碳与氧气充分反应，故填：让碳与氧气充分反应；（4）A中红磷燃烧的产物为固体，内外产生压强差，冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水倒吸入集气瓶内；B中木炭燃烧的产物为气体，内外没产生压强差，因此冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水不会倒吸到集气瓶内，如果将甲装置改装成乙装置，红磷燃烧会消耗两个集气瓶中的氧气生成固体，内外产生压强差，冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水进入两个集气瓶中，故填：A；A中红磷燃烧的产物为固体，内外产生压强差，冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水倒吸入集气瓶内；B中木炭燃烧的产物为气体，内外没产生压强差，因此冷却到室温后，松开止水夹，烧杯里的水不会倒吸到集气瓶内；但是导管是相通的，整个装置内气压变小因此水进入两个集气瓶中。4．(1)长颈漏斗(2)BE/EB(3)D2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑(4)增大B(5)BC【详解】（1）由图示可知仪器①是长颈漏斗；（2）实验室制取二氧化碳，常用大理石或石灰石与盐酸反应，大理石或石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，该反应的反应物是固体和液体，不需加热，属于固、液混合不加热型，分液漏斗能控制液体的滴加速率，从而能控制反应的速率并能节约药品，二氧化碳密度大于空气，可用向上排空气法收集，实验室制取二氧化碳时如需随时控制反应速率并节约药品，最好选用的组合装置为BE；（3）实验室用高锰酸钾制取氧气时，属于加热固体制取气体应选择装置D为发生装置，高锰酸钾在加热条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑；（4）实验室用氯酸钾和二氧化锰为原料制取氧气，二氧化锰是催化剂，反应前后二氧化锰的质量不变，反应后剩余固体质量随氧气的放出，不断减小，二氧化锰的质量分数不断增大；二氧化锰不溶于水，反应结束后欲从剩余残渣中回收二氧化锰，正确顺序为：溶解、过滤、洗涤、干燥，故选B；（5）实验室若使用图G装置收集一瓶干燥的某气体，则该气体不能与硫酸反应，密度大于空气，可能是CO2、O2，故选BC。5．(1)微观粒子之间有间隔(2)微观粒子是不断运动的对比(3)化学【详解】（1）如图1所示，注射器内气体被压缩了，体积减小了，说明微观粒子之间有间隔；故填：微观粒子之间有间隔。（2）如图2所示，一段时间后烧杯B液体变红，是因为A中浓氨水中的氨分子是不断运动的，当运动到B中时，和水结合成氨水，氨水显碱性，能使酚酞试液变红色；烧杯C的作用是进行对比，通过对比说明空气中的物质不能使酚酞试液变红色。故填：微观粒子是不断运动的；对比。（3）图3玻璃管两端的棉球上分别蘸有等量的浓氨水和浓盐酸，观察到玻璃管内产生白烟，说明浓氨水和浓盐酸反应生成了新物质，即氨分子与氯化氢分子反应生成新的分子，分子本身发生了变化，所以发生了化学变化。故填：化学。6．(1)铁架台试管长颈漏斗集气瓶(2)A装置中试管口略向下倾斜E装置中导管伸入集气瓶底部(3)E/F/G/二氧化锰/催化/(4)a将带火星的小木条放在管口b处，若木条复燃则收集满【详解】（1）仪器①的名称是铁架台，仪器②的名称是试管，仪器③的名称是长颈漏斗；仪器④的名称是集气瓶。（2）A装置中加热固体药品时，试管口要略向下倾斜，防止冷凝水倒流，炸裂试管；E装置中导管应伸入集气瓶底部，使空气被全部排出。（3）氯酸钾制取氧气时，选用A装置为发生装置，因氧气密度大于空气，所以可选用E或G装置收集氧气；因氧气不易溶于水，所以也可以选用F装置收集氧气，所以选择装置中的A和E（或F或G）进行组装。氯酸钾在二氧化锰和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的文字表达式为，符号表达式为。实验室中选用C装置作为氧气的发生装置，则药品选用的是过氧化氢溶液和二氧化锰，其中在过氧化氢制取氧气和氯酸钾制取氧气中都用到了二氧化锰，在两个反应中二氧化锰起催化作用，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的文字表达式为，符号表达式为。（4）由于氧气的密度大于空气，所以用G装置排空气法收集氧气，则氧气应从导管口a通入。氧气具有助燃性，可使带火星木条复燃，验证此装置已收集满氧气的方法为将带火星的小木条放在管口b处，若木条复燃则收集满。7．(1)(2)外焰温度最高(3)是(4)能(5)不合理(6)D(7)灯泡通电发光放热是物理变化【详解】（1）蜡烛与氧气点燃生成二氧化碳和水，文字表达式为。（2）从滤纸上碳化形成的黑圈可以看出，与外焰接触部分炭化严重，与焰心接触部分几乎没有炭化，所以可以得出结论：外焰温度最高。（3）推动活塞，注射器口产生火焰，物质能燃烧，而二氧化碳和水蒸气没有可燃性，石蜡具有可燃性，所以猜想③成立；（4）“白烟”是石蜡蒸气受冷形成的石蜡小颗粒，具有可燃性，立即用燃着的火柴去点燃“白烟”，“白烟”能燃烧。（5）空气的成分按体积分数计算，氮气约占78%，氧气占21%，稀有气体占0.94%，二氧化碳占0.03%，其他占0.03%。则收集1瓶含20%氧气和80%二氧化碳的气体，其氧气含量与空气基本相同，二氧化碳含量远远高于空气。将点燃的蜡烛慢慢伸入瓶中并密封，蜡烛燃烧一段时间后才慢慢熄灭，则说明二氧化碳含量较高不会导致蜡烛熄灭，则假设①不合理。（6）A.实验开始时密封装置内不是纯净的氧气，氧气的体积分数为19.56%，选项A错误；B.根据图2可知：蜡烛熄灭的原因是瓶内氧气过少，不足以支持蜡烛燃烧，最终氧气浓度为15.96%，没有耗尽，选项B错误；C.根据图2可知：蜡烛熄灭后还含有15.96%的氧气，不是纯净的二氧化碳，故C错误；D.由图示可知，氧气浓度小于一定值时（15.96%），蜡烛无法燃烧，选项D正确。故填：D。（7）化学变化是有新物质生成的变化，有发光放热现象的不一定是化学变化，如灯泡通电发光放热，但没有新物质生成，是物理变化。8．(1)汞(2)磷+氧气五氧化二磷P2O5(3)打开止水夹(4)温度(5)实验数据更加精准(6)

(7)偏大(8)增大反应面积，充分的吸收氧气【详解】（1）汞与氧气在加热的条件下反应生成氧化汞，二百多年前，法国化学家拉瓦锡利用加热汞的方法定量得出了空气中氧气的含量；（2）红磷与氧气燃烧生成五氧化二磷，反应文字表达式为：磷+氧气五氧化二磷；五氧化二磷的化学式为P2O5；（3）X曲线为表示压强的曲线，A点时压强已经达到最小值，随后压强又迅速的恢复到了初始状态，则A点时操作为打开止水夹，烧杯中水被压入集气瓶中；（4）曲线Y反应一段时间后数值增大，随后又逐渐的减小到初始值，则Y为表示温度的曲线，反应开始时燃烧放出热量温度升高，反应结束后温度逐渐的恢复到室温；（5）该实验中利用传感器可以更加准确的获得数据，使得测量结果更加的精确；（6）空气中的主要成分是氮气与氧气，氮气由氮分子构成，化学式为N2，氧气由氧分子构成，化学式为O2；则反应前的空气图示为：

；（7）步骤I中若脱氧剂粉末分布不够紧密，导致测定的空气体积小于实际体积，进一步导致测定的反应的氧气体积偏大，则实验所测的氧气含量偏大；（8）步骤II中“使脱氧剂平铺开”的目的是增大与氧气的接触面积，使氧气被脱氧剂充分吸收。9．(1)低于(2)1:2(3)检查装置的气密性步骤IV化学性质(4)催化剂质量(5)氧化铜(或CuO)【详解】（1）根据图2可看出，氯酸钾大约3800℃时分解生成氧气，而氯酸钾熔点约为356℃，因此氯酸钾的熔点低于其分解温度；（2）通过分析图3中氯酸钾的分解数据可看出，氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是配比越大，分解温度越高，故氯酸钾和二氧化锰的质量比为1：2时，氯酸钾分解温度最低；在二氧化锰的催化作用下，加热氯酸钾分解为氯化钾和氧气，文字表达式为：；（3）制备气体时，连接好装置要先检查装置的气密性；故步骤Ⅰ：检查装置的气密性；实验现象：步骤Ⅲ中是单独加热氯酸钾制取氧气，需要加热的温度较高，加热时间长，所以带火星的木条复燃较慢；步骤Ⅳ中氯酸钾在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，需要的温度较低，分解速率快，所以带火星的木条复燃较快；故填：步骤IV；交流反思：在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率（既能提高也能降低），而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫做催化剂，所以步骤Ⅳ的实验现象不能说明MnO2是KClO3分解的催化剂，还需证明在此反应中MnO2的质量和化学性质不变；（4）每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是控制催化剂质量相同；（5）从实验曲线看，利用二氧化锰时反应速率较快，利用氧化铁、三氧化铬时反应速率较慢，逸出催化效果较好、反应温和的催化剂是氧化铜。10．(1)试管(2)氧气密度比空气略大助燃(3)AGE(4)Cu和Cu2O的混合物2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O取少量红色物质于试管中，向试管中导入稀硫酸若溶液逐渐变为蓝色则红色物质中存在Cu2O【详解】（1）标号①仪器的名称为：试管；（2）①选择B装置，常温条件下制氧气，可选择过氧化氢在二氧化锰的作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：；②选择D装置，利用向上排空气法收集氧气是因为：氧气密度比空气大；③木炭伸入盛有氧气的集气瓶中，木炭剧烈燃烧，说明氧气能支持燃烧，具有助燃性；④木炭在氧气中点燃生成二氧化碳，化学方程式为：；（3）该反应属于固体加热型反应，发生装置应选A，氨气显碱性，可用碱石灰进行干燥，氨气分子质量是17小于空气的平均相对分子质量29，因此密度比空气小，可用向下排空气法收集，故连接顺序是：A一G一E；（4）①猜想：得到的红色物质，可能是铜，可能是氧化亚铜，也可能是铜和氧化亚铜的混合物；②若猜想①成立，反应生成的红色固体是铜，白色无水硫酸铜变蓝，说明反应生成了水，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Cu、O、N、H，生成物中含Cu、H、O，故还应含氮元素，生成的单质气体为氮气，该反应的化学方程式为：2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O；由于已知Cu2O是红色固体，易与稀硫酸反应生成铜、硫酸铜和水，所以要设计一个简单的实验来验证红色物质中是否存在Cu2O，可以是：③实验步骤：取少量红色物质于试管中，向试管中导入稀硫酸；④现象：若溶液逐渐变为蓝色；⑤结论：则红色物质中存在Cu2O。11．(1)甲同学用大理石与浓盐酸反应制取二氧化碳，浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制取的二氧化碳不纯(2)CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑(3)紫色石蕊溶液变红(4)不能燃烧，也不能支持燃烧(5)不变色【详解】（1）甲同学用大理石与浓盐酸反应制取二氧化碳，由于浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制取的二氧化碳不纯。乙同学用块状的大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应速率适中，产生二氧化碳便于收集。所以对甲同学提议有质疑，理由是：浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，使制取的二氧化碳不纯。（2）块状的大理石的主要成分碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑。（3）由于二氧化碳与b处的紫色石蕊溶液中的水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，所以b处的实验现象为：紫色石蕊溶液变红。（4）烧杯中的实验现象是梯架上下边蜡烛先灭，上边蜡烛后灭，说明二氧化碳的密度比空气大，不能燃烧，也不能支持燃烧。（5）在a处放置用石蕊溶液染成紫色的干燥小纸花，小纸花不变色，说明二氧化碳不能使干燥石蕊变色；b处的紫色石蕊溶液变红，说明二氧化碳与水反应生成碳酸使紫色石蕊溶液变红。12．(1)增强水的导电性(2)II氢气/H2III不可以有氯气生成则无法证明水的组成【详解】（1）水的导电性较弱，加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液后使溶液中出现大量的带电离子，增强了水的导电性，故填：增强水的导电性；（2）实验步骤①，由于有黄绿色的气体生成，根据资料可知由氯气生成，故证明猜想II错误；②移近点燃的酒精灯，移开拇指点火听到爆鸣声，说明有氢气生成；则证明有氢气和氯气生成因此证明猜想III正确，故填：III；实验结论，根据题意氯化钠和水反应除了生成两种气体即氢气和氯气，还生成了氢氧化钠，故化学方程式为：；反思与评价：根据题意，该实验由于生成了氯气，则无法证明水是由氢元素和氧元素组成，故填：不可以；有氯气生成则无法证明水的组成。13．(1)氧气和水蒸气(2)氯化钠(3)铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品可以全部锈蚀(4)放出(5)加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢铁锈蚀消耗氧气，装置内压强减小，注射器内盐酸被吸入烧瓶，反应产生较多氢气且放出热量使瓶内压强增大【详解】（1）A试管中有水，还与氧气接触，铁钉表面有一层铁锈，B试管中有水，不与氧气接触，铁钉表面无明显变化，C试管中无水，有包有氯化钠的棉花，铁钉表面无明显变化，对比可知，铁锈蚀主要是与空气中的水、氧气发生反应，故填：氧气和水蒸气；（2）D试管中比A试管多添加了饱和氯化钠溶液，A铁钉表面有一层铁锈，D铁钉表面有较厚铁锈，说明铁锈蚀还与氯化钠有关，故填：氯化钠；（3）铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为，铁锈蚀后应及时除锈的原因是铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气