专题23科学探究题-5年(2017-2021)中考1年模拟化学(福建专用)

热点题型专题23科学探究题1．（2021·福建）已知：。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。I.设计如实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。(1)制取氢气的化学方程式为__________。(2)氧化钙的作用是__________。(3)取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到__________，证明固体产物有Cu2O。II.探究反应生成Cu2O的变化情况。称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t)，检测所得固体中Cu2O的质量(m)，结果如图。(4)由图可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是__________。(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是__________。III.探究反应生成Cu2O的原因。为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：假设1.经历、两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。假设2.经历、、三个反应。(6)结合探究II结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是____________。(7)若要确认“假设2”是否合理，在探究II的基础上，还需进行的实验是__________。【答案】除去氢气中混有的水蒸气溶液变蓝色5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的，5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的延长加热时间氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低，且两者温差不大刚开始反应一段时间后，取样，滴加氨水，观察溶液是否变蓝【详解】（1）实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气，生成物是硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为；（2）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，具有吸水性，氧化钙的作用是除去氢气中混有的水蒸气；（3）氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液，取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到溶液变蓝色，证明固体产物有Cu2O；（4）由图可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是，5分钟之前氧化亚铜的质量是增多的，5分钟之后氧化亚铜的质量是减少的；（5）由图可知，加热时间越长，氧化亚铜的质量越少，为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是延长加热时间；（6）结合探究II结果计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是氢气还原氧化亚铜比还原氧化铜所需的温度低，且两者温差不大；（7）因为氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液，而铜不能再空气中溶于氨水得到蓝色溶液，若要确认“假设2”是否合理，在探究II的基础上，还需进行的实验是，刚开始反应一段时间后，取样，滴加氨水，观察溶液是否变蓝。2．（2020·福建）欲证明“CO2与NaOH发生了化学反应”，某化学兴趣小组进行以下探究实验（实验装置中夹持仪器已略去）。（实验1）配制溶液（1）用NaOH固体配制20g20%NaOH溶液，无需用到的玻璃仪器有___（填标号）。A胶头滴管B酒精灯C量筒D烧杯E玻璃棒（实验2）按如图所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平，将NaOH溶液滴入试管中，恢复到室温后，U型管中的液面左高右低。据此，甲同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。（2）U型管中液面高度发生变化的原因是_______。（3）上述结论的证据不充足，理由是_____。（实验3）按如图所示装置进行实验。查阅资料：i.CaCl2溶液呈中性；ii.实验步骤如下：①检查装置的气密性，往装置中加入药品；②关闭K1.K2，将注射器中的NaOH溶液缓缓推入A中；③A中物质充分作用后，打开K1，B中无色溶液倒吸入A中，A中产生沉淀且溶液显红色④关闭K1，打开K2，将注射器活塞向上拉，C中溶液倒吸入A中。（4）步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明CO2与NaOH发生了化学反应，理由是____。（5）步骤④中，若观察到____（填现象），证明CO2与NaOH发生了化学反应。CO2与NaOH反应的化学方程式为_______。【答案】B试管内气体压强减小没有证明有新物质生成（或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”等其他合理答案）CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，也会产生沉淀A中有气泡冒出【详解】实验1：（1）用NaOH固体配制20g、20%NaOH溶液，实验步骤为：称量（托盘天平）；量取（量筒、胶头滴管）、溶解（烧杯、玻璃棒），故不需要的是酒精灯。故选B；实验2：（2）氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，由于消耗了二氧化碳，装置内压强减小，在外界大气压的作用下，U型管中右边液面下降，故填：试管内气体减少，压强减小；（3）二氧化碳能溶于水，且能与水反应，也能使装置内压强减小，也会使U型管中右边液面下降，故填：没有证明有新物质生成（或“CO2溶于水或与水反应也会造成试管内气压减小”；（4）钙离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，也可能有沉淀产生，故步骤③“产生沉淀”的现象仍不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生了反应，故填：CaCl2与NaOH溶液结合生成氢氧化钙，氢氧化钙微溶于水，也会产生沉淀；（5）步骤④中，稀盐酸被吸入A中，若氢氧化钠与二氧化碳反应生成了碳酸钠，碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，有气泡产生，故若观察到有气泡产生，说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应；二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：。3．（2019·福建）某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。（实验1）按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。（实验2）按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是_____。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是________。（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是________（写一点）。（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1.实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3.图4所示。依据图3.图4信息，_____（填"实验1”或“实验2"）的测定方法更准确，判断依据是_____。（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物。用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是_____（写两点）。（实验3）测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。浓NaOH溶液的作用是_____（用化学方程式表示）。（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。为达到实验目的，操作方法是_____。【答案】产生大量白烟（或“黄色火焰”“放热”等合理答案）氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压装置的气密性良好（或“红磷和铁粉除氧剂足量”等其他合理答案）实验2反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽能够和氧气反应，生成物不影响测定结果（或其他合理答案）2NaOH＋CO2=Na2CO3＋H2O用冰水冷却集气瓶，打开K（或其他合理答案）【分析】红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水。【详解】（1）红磷在氧气中点燃生成五氧化二磷，实验1中，红磷燃烧的主要现象是产生大量白烟。红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。（2）为提高实验的准确性，两个实验都需要注意的事项是装置的气密性良好。（3）实验过程中，连接数字传感器，由实验1.实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系可知，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽，故实验2的测定方法更准确，判断依据是反应后，实验1集气瓶中剩余氧气的体积分数为8.6%，而实验2集气瓶中氧气几乎耗尽。（4）寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物不影响测定结果。（5）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，甲同学设计图5所示装置进行测定，故浓NaOH溶液的作用是吸收二氧化碳，化学方程式为。（6）只要存在压强差，则能产生倒吸，二氧化碳的体积分数，利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K。【点睛】水能倒吸入集气瓶的原因是氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。4．（2018·福建）某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究：实验一：氧气制取和性质实验(1)现有如下装置①实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为______________________，应选择的发生装置和收集装置分别是____________(填标号，下同)和____________。②检查B装置气密性的操作是_____________________________。③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，观察到的现象是_______________，反应的化学方程式为_______________________。实验二：探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响(2)设计如下表实验方案：实验序号H2O2质量分数/%pH温度/℃每分钟气泡数130520230620330112041511305a11b①实验1~3的实验目的是_____________________。②a=____________；b=___________。实验三：探究制取氧气的适宜催化剂(3)实验方案如下：I．用MnO2.CuO、Fe2O3.Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。II．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因________________________________。②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是____________。③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是___________________。【答案】2H2O2MnO22H2O+O2↑BD或E用止水夹夹住橡胶管，往长颈漏斗中加水形成一段水柱，观察水柱是否变化（或其他合理答案）火星四射，生成一种黑色固体3Fe+2O2点燃Fe3O4探究溶液的pH对反应速率的影响a=15，b=20或a=30，b=30确保催化剂用量一致产气速率过快，导致气压过大，橡胶塞被弹出（或其他合理答案）CuO【详解】(1)①根据过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气解答；根据反应物的状态、反应条件和生成氧气的密度和溶解性解答；②根据用止水夹夹住橡胶管，往长颈漏斗中加水形成一段水柱，观察水中柱是否变化解答；③根据铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体解答；(2)根据控制变量法分析解答；(3)①根据确保催化剂用量一致解答；②根据压强瞬间回落可能是装置内压强与外界压强趋于一致分析解答；③根据实验曲线分析解答。(1)①过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，反应的化学方程式为2H2O2MnO22H2O+O2↑；反应物是固体和液体混合，反应在常温下进行，故应选择的发生装置是B；由于氧气的密度比空气大不易溶于水，可以选择向上排空气法或排水法收集，可选择的收集装置是D或E；②检查B装置气密性的操作是用止水夹夹住橡胶管，往长颈漏斗中加水形成一段水柱，观察水柱是否变化；③用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，观察到的现象是火星四射，生成一种黑色固体，反应的化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4；(2)①由表中数据可知，过氧化氢溶液的质量分数相同，反应温度相同，溶液的pH不同，故实验1~3的实验目的是探究溶液的pH对反应速率的影响；②对比分析实验4.5，若控制的变量为温度，则a=15，b=20；（或若控制的变量为H2O2质量分数则a=30，b=30）；(3)①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因是确保催化剂用量一致；②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是产气速率过快，导致气压过大，橡胶塞被弹出；③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO。1．（2021·福州二模）为测定某CuSO4溶液中溶质的质量分数，设计以下两个方案进行实验。I.甲方案(1)步骤①中用来引流的玻璃仪器是__________。(2)判断CuSO4反应完全的方法是__________(写出操作和现象)。(3)步骤②中选用的洗涤剂为__________。(4)步骤③的实验操作是__________。(5)处理数据，得出实验结论。II.乙方案①按如图安装装置(夹持仪器略去)并检查气密性②向各容器中加入相应的药品③调整量气装置中D.E两液面相平，保持D中液面在0刻度处④将CuSO4溶液滴入A中搅拌，反应完成后，再滴加稀硫酸至体系不再产生气体⑤待恢复到室温，调整D.E中两液面相平，记录并处理数据(1)步骤④A中反应的化学方程式为__________。(写一个)(2)若该方案的测定结果偏高，可能的原因是__________。(填标号)a.注入液体体积的影响b.稀硫酸用量不足c.装置内空气体积的影响(3)同样的装置和方法__________(填“能”或“不能”)用于测定MgSO4溶液中溶质的质量分数。【答案】玻璃棒向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全蒸馏水干燥b不能【详解】I(1)过滤操作中使用玻璃棒用来引流。(2)判断CuSO4反应完全的方法是向上层清液中继续滴加BaCl2溶液，无白色沉淀生成，则沉淀完全；(3)固体为硫酸钡，硫酸钡难溶于水可用蒸馏水洗涤。(4)在称重前需要排除水，因此需要干燥；II(1)步骤④中A中发生稀硫酸与锌的反应，反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；(2)a.锌与铜和水都不反应，注入液体对实验没有影响；b.稀硫酸用量不足会导致新不能被完全消耗，从而导致方案的测定结果偏高符合题意；c.装置内空气不与实验物品反应，且不测定空气，因此空气测定结果不影响。故选b。(3)因为镁也能够和稀硫酸反应，因此该装置不能用于测定MgSO4溶液中溶质的质量分数。2．（2021·福州三模）探究课题：酸与碱反应的实质。问题一：酸与碱能否反应？实验Ⅰ：据图所示，选取相关试剂完成相应实验操作。（1）A试管中反应的化学方程式为______；试管B中______（填“有”或“无”）明显现象。问题二：氢氧化钠与稀盐酸是否发生反应？实验Ⅱ：①据图下图选取仪器连接并装入相应的药品。②打开磁力搅拌器，逐滴滴入稀盐酸，观察实验现象并记录数据。（2）能说明盐酸与氢氧化钠反应的实验依据：从实验现象上分析：______。从pH曲线数据上分析：______。（3）从能量变化的角度分析，盐酸与化氢氧化钠反应是______（填“放热”或“吸热”）反应。（4）当pH=7时，所消耗盐酸的体积V2=______（列式即可）解释与结论：下图是盐酸与氢氧化钠反应微观示意图，结合上述实验分析得出酸碱反应的实质：①从宏观上看：酸+碱＝（______）+（______）；②从微观上看：H++（______）＝（______）。【答案】无溶液中红色逐渐褪去，最后显无色pH从大于7逐渐减小，最后小于7放热盐水【详解】实验Ⅰ：（1）A试管中氢氧化钡与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水，反应的化学方程式为；试管B中氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，无明显现象。实验Ⅱ：（2）碱性溶液使酚酞变红，中性、酸性溶液不能使酚酞变色，从实验现象上分析：溶液中红色逐渐褪去，最后显无色，说明氢氧化钠参加了反应。氢氧化钠溶液pH大于7，从pH曲线数据上分析：pH从大于7逐渐减小，最后小于7，说明氢氧化钠参加了反应。（3）从能量变化的角度分析，由图16可知，盐酸与化氢氧化钠反应是放热反应。（4）当pH=7时，恰好完全反应，根据，，则所消耗盐酸的体积。解释与结论：①从宏观上看：是酸与碱反应生成盐和水，酸+碱＝（盐）+（水）；②从微观上看：是氢离子和氢氧根离子结合生成水，+（）＝（）。3．（2021·福州一模）某化学兴趣小组对无明显现象的中和反应进行“可视化”探究，设计并完成以下实验（实验装置中夹持仪器已略去）。（实验一）借助指示剂的颜色变化来判断。实验操作如图1所示。（1）可证明两种物质发生中和反应的现象是______，该反应的化学方程式为______。（实验二）借助数字传感器，进行数据分析判断。用数字传感器测量盐酸与氢氧化钠的反应，pH变化曲线和温度变化曲线如图2所示。（2）根据曲线变化判断，该反应为______（填写“吸热反应”或“放热反应”）。（3）当pH=7时，继续滴加盐酸，溶液的温度下降的原因是______。（实验三）借助其它“可视化”的现象判断。实验如图3所示，其中无水乙酸与氢氧化钠反应的化学方程式为；变色硅胶为蓝色，吸水后变为红色。（4）能证明中和反应有水生成的现象是______。（5）能证明中和反应有发生能量变化的现象是______。（6）丙装置试管中药品不宜过多，原因是______。【答案】溶液由红色褪成无色放热反应盐酸过量，中和反应不再继续进行，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）丙中的硅胶由蓝色变为红色，甲、乙中的硅胶不变色管内红墨水出现液面差（或者液面呈右高左低）（合理均可得分）过量的氢氧化钠固体溶于生成的水中放出大量的热，影响实验过程中能量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）（合理均可）【分析】本题考查酸碱中和反应。【详解】（1）酚酞溶液遇到氢氧化钠变红，将盐酸滴入氢氧化钠溶液中，随着氢氧化钠和盐酸反应，溶液会从红色变为无色，反应的方程式为：；（2）根据图像可知，随着时间进行，溶液温度在上升，所以中和反应是放热反应；（3）随着中和反应结束，盐酸的量逐渐增加，所加入的盐酸温度低于溶液的温度，起冷却作用（或者盐酸过量，中和反应不再继续进行，体系散热导致的结果）（合理均可）；（4）根据题意，硅胶为蓝色，吸水后变为红色，因此无水乙酸遇到硅胶不变色，氢氧化钠遇到硅胶不变色，丙中装置变色可证明反应生成水；（5）中和反应放热，使瓶内压强增大，红墨水会向出现右侧液面升高左侧液面降低；（6）氢氧化钠固体溶于水也会放热，会影响热量的测定（或防止反应大量放热，试管冲塞，导致安全隐患）。（合理均可）4．（2021·龙岩三模）实验小组同学验证Ca(OH)2溶液导电性的实验装置如图1所示。实验观察到灯泡变亮的同时，两个电极上均有气体产生，且阳极附近出现了白色浑浊。小组同学对白色浑浊物的成分进行了如下探究。（猜想一）甲同学认为：白色浑浊物是Ca(OH)2。（实验一）为了验证甲同学的猜想，进行如下实验。取少量白色浊液于试管中，加入足量水，充分振荡，观察到仍有白色浑浊。（猜想二）乙同学认为：白色浑浊物中含有CaCO3。（实验二）为了验证乙同学的猜想，进行如下实验。取少量白色浊液于试管中，滴加稀盐酸，白色浑浊消失，没有观察到有气泡产生。（实验三）为了进一步验证乙同学的猜想，进行如下实验。实验装置图实验操作实验现象将注射器内稀盐酸推入瓶中，并用二氧化碳传感器测得装置内二氧化碳的体积分数I.白色浑浊消失，没有观察到有气泡产生II.检测到二氧化碳含量随时间的变化如下图所示（解释与结论）(1)用石墨电极验证Ca(OH)2溶液的导电性实验时，两个电极上产生大量气体，发生的是电解水的反应，写出反应的化学方程式________。(2)甲同学提出白色浑浊为Ca(OH)2的理由是_____。(3)由实验三得出的结论是____，相关反应的化学方程式为____。（反思与交流）(4)实验二中没有观察到明显气泡的可能原因是____。(5)丙同学为了进一步探究白色浑浊物产生的原因，用铂(Pt)电极代替石墨(C)电极完成图1所示实验，其目的是________。【答案】2H2O2H2↑+O2↑Ca(OH)2已经饱和，水因反应而被消耗，使体系内水减少，导致Ca(OH)2析出白色浑浊物中有CaCO3CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑CaCO3含量较少，使反应生成的CO2太少，没有明显逸出探究白色浑浊物的产生与石墨电极有关【详解】（1）在通电的条件下，水分解为氢气和氧气；反应的化学方程式：2H2O2H2↑+O2↑；（2）饱和的石灰水是氢氧化钙的饱和溶液，水因为电解而部分被消耗，所以导致氢氧化钙析出；（3）由图象可知，装置内二氧化碳的含量增加，这是因为碳酸钙与稀盐酸反应生成了二氧化碳，所以白色浑浊物中含有碳酸钙，碳酸钙与盐酸反应生成了二氧化碳、氯化钙和水，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；（4）因为碳酸钙的含量较少，与稀盐酸反应生成的二氧化碳太少，所以没有观察到有明显的气体逸出；（5）用铂（Pt）电极代替石墨（C）电极完成图1所示实验，其目的是探究白色浑浊物的产生是否与石墨电极有关。5．（2021·南平二模）某家用清洁剂的商标如图：使用方法：将需要清洁的物品置于热水中，加入本产品浸泡。查阅资料：过氧碳酸钠的化学式是：2Na2CO3•3H2O2，受热容易分解，2Na2CO3•3H2O22Na2CO3+3H2O2某化学兴趣小组的同学对使用的过程中发现产生大量的气泡，他们对此产生极大的兴趣：(1)气泡的成分：气泡的主要成分可能是CO2、O2.CO、H2.N2一种或几种。小谭同学认为不可能含N2，因为_______；小阳同学认为也不可能含CO、H2，因为从_______角度考虑它们都是可燃性气体且CO有毒；①实验猜想：气体的成分有以下三种可能A：CO2B：O2C：CO2和O2混合气体②实验验证：利用如图所示的装置进行实验操作现象结论1.将清洁剂加入试管中，并加入热水。澄清石灰水____猜想A和猜想C不正确2.将带火星的木条置于试管内_______气体的主要成分为O2(2)反应后试管中溶液的成分探究①测溶液的pH：将pH试纸放在洁净的玻璃片上，用_______蘸取溶液滴在试纸上，试纸呈_______色(填“红”或“绿”或“蓝”)，与标准比色卡对比。②取少量剩余溶液，滴加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，据此现象小谭认为溶液中含有Na2CO3，小阳认为不准确。理由是：_______(用文字表述)。③取溶液，往溶液中滴加CaCl2溶液产生白色沉淀。该反应的化学方程式为：_______。【答案】反应物中不含氮元素安全无明显变化带火星的木条复燃玻璃棒(或胶头滴管)等蓝NaHCO3与盐酸反应也生成二氧化碳气体【详解】（1）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，因为反应物中不含氮元素，所以反应产物中不含氮气；基于CO、H2具有可燃性且CO有毒，从安全角度，也不可能含CO、H2；②1.猜想A和猜想C不正确，说明不含二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故澄清石灰水无明显变化；2.氧气具有助燃性，用带火星的木条检测，木条复燃，证明有氧气生成；（2）①测溶液pH值，将试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒(或胶头滴管)蘸取溶液滴在试纸上，溶液中可能含碳酸钠，碳酸钠显碱性，试纸呈蓝色，并与标准比色卡对比，确定溶液pH值；②取少量剩余溶液，滴加稀盐酸并将产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，据此现象小谭认为溶液中含有Na2CO3，小阳认为不准确。理由是：如果试管中溶液有NaHCO3，碳酸氢钠也能跟盐酸反应，也可以生成二氧化碳气体；③另取溶液，往溶液中滴加CaCl2溶液产生白色沉淀，说明含碳酸钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氯化钠，即：。6．（2021·宁德二模）小秋做实验时不小心把少量的盐酸洒到粉笔灰上，发现有无色无味的气体生成，因此他对粉笔产生了兴趣，做如下探究。（查阅资料）①粉笔主要成分由碳酸钙、生石膏（CaSO4·2H2O）等物质组成。②常温下，生石膏在水中微溶，在不同浓度的盐酸中溶解度如下图。探究一粉笔成分的验证实验步骤现象结论与解释①小秋同学取2g白色粉笔，研成粉末，倒入锥形瓶中，逐滴加入稀盐酸，振荡。______写出反应的化学方程式______②将沾有澄清石灰水的烧杯倒扣在锥形瓶口。观察到澄清石灰水变浑浊。粉笔中含有碳酸钙。③继续锥形瓶中加入盐酸至过量固体完全溶解原因是______（1）完成上述实验报告。（2）上述实验中粉笔研磨成粉末的目的是______。探究二粉笔主要成分含量的测定（验证实验）（3）试计算2g粉笔中CaSO4的质量分数______（列出计算式）。（4）根据实验数据计算结果比实际值偏大的可能原因是______（写一点）。探究三粉笔的制作生石膏（CaSO4·2H2O）脱水与温度的关系如下图。小秋想利用粉笔灰获取熟石膏（）制作粉笔：熟石膏加水调成糊状，灌入模具凝固即得粉笔。（5）AB段固体不分解的原因是______。（6）为获取较纯的熟石膏，实验时要控制温度的范围是______℃。（7）写出生石膏完全脱水的化学方程式______。【答案】有气泡冒出生石膏在盐酸中的溶解度较大（其他合理答案也可）增大粉笔的表面积，使其与其它物质充分接触解：生成的硫酸钡沉淀中硫酸根的质量=mg×固体中硫酸钙的质量=mg×÷=g2g粉笔中CaSO4的质量分数=×100%=答：2g粉笔中CaSO4的质量分数为。过滤后没有洗涤或干燥不充分温度没达到固体分解所需要的温度170-190【详解】（1）①由题文可知，粉笔中含有碳酸钙，加入稀盐酸后碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，观察到有气泡冒出，故填有气泡冒出；碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙水和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑。③由图可知，生石膏在盐酸中的溶解度较大，所以加入盐酸至过量，剩余的固体完全溶解，故填生石膏在盐酸中的溶解度较大。（2）实验中粉笔研磨成粉末能够增大粉笔的表面积，使其与其它物质充分接触，故填增大粉笔的表面积，使其与其它物质充分接触。（3）见答案（4）计算结果比实际值偏大的可能原因是过滤后没有洗涤或干燥不充分，得到的固体中含有其它成分或水分，固体的质量偏大，道州计算结果偏大，故填过滤后没有洗涤或干燥不充分。（5）AB段固体不分解的原因是刚开始加热，温度较低，达不到固体分解所需要的温度，故填温度没达到固体分解所需要的温度。（6）由图可知，熟石膏在170-190℃不再失去水分形成硫酸钙，所以为获取较纯的熟石膏，实验时要控制温度的范围是170-190℃，故填170-190。（7）生石膏在加热的条件下反应生成硫酸钙和水，故反应的化学方程式写为：CaSO4·2H2OCaSO4+2H2O↑。7．（2021·宁德一模）长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体，为鱼提供氧气。过氧化钙与水反应除生成氧气外，还生成什么物质？课外兴趣小组决定对这一问题中进行探究。实验探究一：过氧化钙与水反应除生成氧气外，还生成什么物质？（猜想）另一生成物为氢氧化钙。（进行试验）取适量过氧化钙放入试管中加适量水，向试管中滴加酚酞试液，液体变成红色，猜想成立。写出该反应的化学方程式_______。（意外发现）较长时间后，同学们发现滴入酚酞后变色了的液体颜色又变回无色，你认为褪色的可能原因是_______。（查阅资料）过氧化钙放置在空气中，会变质产生氢氧化钙和碳酸钙两种杂质。实验探究二：测定久置过氧化钙纯（实验过程）称量144g样品放在铜网中，按图1装置组装后(药水瓶底部留有小孔)，称量仪器及药品总质量，将铜网插入足量水中，反应完全后称量仪器及反应后物质总质量。测得实验数据如下表。样品质量装置及药品总质量装置及反应后物质总质量实验数据144g394g378g（问题讨论）(1)药水瓶中碱石灰的作用为_______。(2)根据实验数据计算：样品中过氧化钙的含量是_______g。(3)本实验测得过氧化钙含量可能会偏小的原因是_______。实验探究三：测定久置过氧化钙样品中碳酸钙含量（测定方案）①如图2所示，连接好装置，检查装置气密性合格；②称量mg样品置于烧杯中，加入适量水混合，完全反应后全部倒入下图的烧瓶中，向分液漏斗中加入足量稀盐酸待用；③将量气管液面调节到“0”刻度，并使量气管内液面与油层相平，打开止水夹和分液漏斗活塞；④反应结束后，再次调节量气管内液面与油层液面相平，读出气体体积；⑤查得CO2的密度，计算样品中碳酸钙的质量分数。(4)图中分液漏斗上端橡皮管和烧瓶相连的作用为_______；图中油层的作用为_______，油层上方留有空气，会使测量结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。滴加稀盐酸后，发生装置里发生的中和反应的化学方程式为_______，这个反应的发生可能使测定结果_______(填“偏大”、“偏小”或“不受影响”)。(5)反应结束后，测得量气管读数为aml，根据该条件下CO2的密度得知生成CO2的密度是bg/ml。求样品中碳酸钙的质量分数_______。【答案】Ca(OH)2被空气中的二氧化碳反应掉了吸收氧气中的水蒸气，防止干扰数据根据质量守恒定律：生成氧气的质量＝394.0g-378.0g=16.0g，设过氧化钙的质量为x解得x=72g，样品中过氧化钙的含量是72生成的氧气排走了空气，造成瓶内气体质量增大平衡气压隔绝水和二氧化碳，防止其溶于水，影响实验数据不受影响偏大设碳酸钙的质量分数为y解得y=【详解】进行试验：过氧化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，反应的化学方程式为：2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2↑；意外发现：较长时间后，同学们发现滴入酚酞后变色了的液体颜色又变回无色，是因为Ca(OH)2被空气中的二氧化碳反应掉了；问题讨论：（1）药水瓶中碱石灰的作用为吸收氧气中的水蒸气，防止干扰数据；（2）见答案（3）本实验测得过氧化钙含量可能会偏小的原因是：生成的氧气排走了空气，造成瓶内气体质量增大；测定方案：（4）图中分液漏斗上端橡皮管和烧瓶相连的作用为平衡气压，二氧化碳易溶于水，图中油层的作用为隔绝水和二氧化碳，防止其溶于水，影响实验数据，油层上方留有空气，不会影响测量结果。滴加稀盐酸后，稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为Ca(OH)2+2HC1=CaCl2+2H2O，稀盐酸和氢氧化钙是放热反应，会使生成的体积增大，使测定结果偏大；（5）见答案8．（2021·莆田模拟）某化学兴趣小组利用手持技术对不同种类絮凝剂的净水效果进行定量实验探究。（实验准备）Ⅰ、称取2.5g高岭土（主要成分为高岭石），加入1000mL的水中，搅拌沉淀后，取上层清液倒入大烧杯中配成浑浊水样备用。Ⅱ、分别配制溶质质量分数为5.0%的明矾、硫酸铁、聚合硫酸铁（PFS）等3种絮凝剂溶液各100g。（实验过程）（浊度去除率越高，净水效果越好。）影响因素实验内容数据呈现絮凝剂溶液浓度取相同质量、不同浓度及种类絮凝剂溶液，加入100g水样（pH为7.57）中，静置相同时间，测定浊度去除率随浓度的变化。图5静置时间取相同质量和浓度的三种絮凝剂溶液，加入100g水样（pH为7.57）中，静置不同时间，测定浊度去除率随静置时间的变化。图6水样的pH待定请回答下列问题：（1）配制絮凝剂溶液需要用到的仪器有：托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管和______。量取时使用胶头滴管的作用是______。（2）由图5可知：三种絮凝剂的浊度去除率随絮凝剂浓度的增加而呈现______的趋势。浊度去除率最好的絮凝剂是______，其最佳浓度为______mg/L。（3）由图6是可知：用某种絮凝剂净水时，为了达到更好净水效果的做法______。（4）请你设计待定实验方案，测定三种絮凝剂的浊度去除率与水样的pH的关系______。（交流反思）（5）从人体健康角度：含铁元素絮凝剂净水时，不含铝及重金属离子等有害物质。铁是人体必需的一种______（填“常量”或“微量”）元素，缺铁会引起______。（6）从设备腐蚀角度：下表是三种不同絮凝剂净水前后的pH变化。pH变化越______（填“大”或“小”），腐蚀性越强，对设备的要求越高，反之，对设备要求越低。表：水样的pH变化絮凝剂种类pH变化明矾-0.69硫酸铁-1.27PFS-1.19【答案】量筒使量取液体体积更准确先升后降聚合硫酸铁（或PFS）溶液75延长静置时间取相同质量和浓度的三种絮凝剂溶液，加入pH不同的100g水样中，静置相同时间，测定浊度去除率随pH的变化微量缺铁性贫血大【详解】（1）配制絮凝剂溶液需要用到的仪器有：托盘天平、烧杯、玻璃棒、药匙、胶头滴管和量筒，其中量筒是用来量取液体体积；胶头滴管可以滴加少量液体，提高液体量取的准确度，使量取液体体积更准确。故分别填：量筒；使量取液体体积更准确。（2）由图5可知，取相同质量、不同浓度及种类絮凝剂溶液，随着絮凝剂浓度的增加，三种絮凝剂的浊度去除率均呈现先增大后减小的趋势；由图示信息可知，聚合硫酸铁溶液的浊度去除率在低浓度时要比其它两种絮凝剂效果好，且在浓度为75mg/L时浊度去除率最高，即聚合硫酸铁溶液的最佳浓度为75mg/L。故分别填：先升后降；聚合硫酸铁溶液（或PFS溶液）；75。（3）由图6是可知，相同质量和浓度的三种絮凝剂溶液，随着静置时间的增长浊度去除率均呈现增大的趋势，即在使用某种絮凝剂净水时，静置时间越长，净水效果越好。故填：延长静置时间。（4）为了探究三种絮凝剂的浊度去除率与水样的pH的关系，应该保证三种絮凝剂溶液的质量和浓度均相同，该实验只有一个变量就是pH不同，而且加入絮凝剂溶液后静置时间也应该相同，上述两组实验中加入的是100g水样，本组实验也应该加入100g水样。故填：取相同质量和浓度的三种絮凝剂溶液，加入pH不同的100g水样中，静置相同时间，测定浊度去除率随pH的变化。（5）凡是占人体总重量的0.01%以上的元素是常量元素，凡是占人体总重量的0.01%以下的元素是微量元素，铁在人体的含量小于0.01%，属于微量元素；铁是合成血红蛋白的主要元素，缺铁会引发缺铁性贫血。故分别填：微量；缺铁性贫血。（6）絮凝剂净水前后的pH变化越大，则该种物质的作用效果越强，即pH变化越大，腐蚀性越强，对设备的要求越高，反之，对设备要求越低。故填：大。9．（2021·泉州实验模拟）小诚同学在某网站上看到一段震撼的视频，将大块的钠扔入湖水中瞬间产生爆炸。于是，他对钠和水的反应产生了强烈的好奇，并在老师和同学的帮助下进行相关探究。（查阅资料）①钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水等物质发生反应，与水剧烈反应能生成一种可燃性气体。②钠的密度是0.97g/cm3，煤油的密度是0.8g/cm3，水的密度是1g/cm3。（实验探究）小诚同学设计了如图1所示的一套钠与水反应的实验装置（夹持仪器已略）。（实验步骤）①检查装置气密性②向大试管中加入一定体积煤油③用小刀切一小块钠，放入大试管，塞上橡皮塞（如图2所示）；④打开活塞，通过长颈漏斗向试管中加入水，使煤油的液面升至橡皮塞，关闭活塞，观察现象。（1）步骤①中检查该装置气密性的方法是___________。（2）步骤②中煤油的作用是___________。（3）实验中使用长颈漏斗的作用是便于添加液体药品并形成液封，防止气体从加液口逸出，还能___________。（继续探究）实验结束后，小华同学对于剩余溶液的溶质成分产生了好奇，并在老师的指导下利用如图4所示装置进行探究，测得数据如图5所示。（4）钠和水的反应属于___________反应（填“吸热”或者“放热”）。（5）小华同学认为通过图5就可以初步判断剩余溶液的溶质为___________，理由是___________。请你设计实验方案验证小华同学的判断：___________。（实验拓展）（6）写出钠和水反应的化学方程式为___________。（7）小诚同学将图3试管中的水换成足量的硫酸铜溶液，观察到产生了气泡和一种蓝色沉淀，反应后，溶液中的质量分数___________（填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】关闭活塞，向长颈漏斗中加水至液封，继续加水，至形成一段水柱，若一段时间后，液面不下降，说明气密性良好防止钠与空气中的氧气和水蒸气反应防止压强过大，冲开活塞放热氢氧化钠最终溶液显碱性，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NA.H、O，生成物中也应含NA.O、H，故生成的溶质是氢氧化钠取一定量的溶液于试管中，滴加少量无色酚酞试液，溶液变红，说明是氢氧化钠变大【详解】实验步骤：（1）步骤①中检查该装置气密性的方法是：关闭活塞，向长颈漏斗中加水至液封，继续加水，至形成一段水柱，若一段时间后，液面不下降，说明气密性良好；（2）钠是一种活泼金属，常温下不与煤油反应，能与氧气、水等物质发生反应，故步骤②中煤油的作用是：防止钠与空气中的氧气和水蒸气反应；（3）实验中使用长颈漏斗的作用是便于添加液体药品并形成液封，防止气体从加液口逸出，还能防止压强过大，冲开活塞（压强过大，会将液体压入长颈漏斗中）；继续探究：（4）由图可知，钠和水反应中，温度升高，故钠和水的反应属于放热反应；（5）由图5可知，最终溶液显碱性，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NA.H、O，生成物中也应含NA.O、H，故生成的溶质是氢氧化钠；氢氧化钠显碱性，能使无色酚酞试液变红，可设计实验，取一定量的溶液于试管中，滴加少量无色酚酞试液，溶液变红，说明是氢氧化钠；实验拓展：（6）钠和水反应生成氢氧化钠和一种可燃性气体，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NA.H、O，生成物中也应含NA.O、H，生成的可燃性气体应是氢气，该反应的化学方程式为：；（7）钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠，溶液质量减小，而硫酸根的质量不变，故反应后，溶液中硫酸根的质量分数变大。10．（2021·泉州五中二模）为探究等质量等大小的锌片与硫酸反应速率的影响因素，某实验小组设计了以下4组方案。记录产生气体体积V与反应时间t的数据，根据有关数据绘制得到图1.组别硫酸的浓度（%）（均取20mL）温度（摄氏度）1x2021030353041040（实验探究）（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式是___________。（2）若通过第1组和第3组实验可以验证温度对金属与酸反应速率的影响，则x的数值应为___________。曲线C.d分别表示第3组实验和第1组实验，则温度与反应速率的关系是___________。（3）能验证金属与酸反应速率与硫酸浓度关系的组别是___________和___________。（4）第4组实验对应的曲线是___________。（填“A.B.c或d”）（拓展提升）图2中图甲是利用数字化仪器的实验装置图，图乙是测得的室温下足量的三种金属片（已去氧化膜）分别与20mL10%的稀盐酸反应产生氢气的量。（产生氢气的量用气体压强表示，已知在等温条件下，产生氢气体积与装置内气压成正比。）（5）实验中消耗质量最多的金属是___________。（6）根据图乙，可得出足量的不同金属分别与等体积、等浓度的同种酸反应，生成氢气的质量___________。（填“相等”或“不相等”）（总结反思）图3是室温下一定质量的镁片与足量一定浓度的盐酸反应装置内气压与时间的关系曲线，结果测得的实际值与通过计算得到的理论值如图3所示，请你分析造成以上结果可能的原因：（7）①___________②___________。【答案】Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑5温度越高，反应速率越快第2组第3组a铁相