实验探究题训练

PAGEPAGE18实验探究题1．（09）草酸钙(化学式为CaC2O4，相对分子质量为128)是一种难溶于水的白色固体，受热能分解。小红同学为了探究其在加热条件下发生的变化，进行如下实验：取12.8g草酸钙固体在不断加热的条件下测得剩余固体的质量随时间变化如右图所示。请回答下列问题：(1)t1～t2时问段内固体质量减少的原因是产生了一种极易与血红蛋白结合的有毒气体，该气体的化学式为；同时生成一种白色同体，它与大理石的主要成分相同，则该段时问内反应的化学方程式为。(2)t2～t3时间段内固体质量不变的原因是。(3)t3～t4时间段内反应的化学方程式为。(4)小强和小明两位同学另取12.8g草酸钙固体加热一段时间后，对剩余固体的成分进行探究。【查阅资料】CaC2O4能与稀盐酸反应，其反应的化学方程式为：CaC2O4+2HCl=CaCl2+H2C2O4；草酸(H2C2O4【设计方案并实验】同学实验操作实验现象结论小强取少量固体放入烧杯中，加适量水并搅拌。静置后，取上层清液于试管中，滴加紫色石蕊溶液溶液变蓝色剩余固体中一定含有。一定不含有。可能含有。小明另取少量固体放入试管中，加足量稀盐酸有气体产生剩余固体中一定含有。产生气体的化学方程式为。【交流与讨论】三位同学经过交流后认为，该剩余固体与图中时间段的物质成分相同。2．(10)某化学兴趣小组在甲、乙两个充满O2的密闭容器中各加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，两个容器中的碳粉都已完全消失．该小组成员对两容器中反应后的气体进行如下探究：(1)小红同学对甲容器中气体的组成提出如下四种猜想：①只有CO②只有CO2③只有O2④CO和O2的混合气体你认为上述猜想中明显不合理的有________(填序号)．(2)小明同学认为甲容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体，为了验证自己的猜想，他准备按下图所示装置进行探究．请你回答下列问题：①装置B中浓硫酸的作用是______________________________________________．②若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是________，反应的化学方程式是_______．装置C玻璃管中的实验现象是________，反应的化学方程式是_____________．(3)小芳同学对乙容器中气体的组成提出了除上述猜想外的另一种合理猜想，她的猜想是________，于是她设计了下列实验方案验证其猜想：【步骤1】先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间后，再通入乙中的气体，观察现象．【步骤2】将乙中的气体通入澄清石灰水中，观察现象．指导老师在分析其实验方案后，指出了其中存在的错误或不足．①步骤1应先通入乙中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是________．②没有必要进行步骤2的实验，其理由是_______________________________．(4)若反应前甲、乙两容器中炭粉与氧气的质量比分别表示为(mC/mO2)甲和(mC/mO2)乙，当小明和小芳的猜想均成立时，则(mC/mO2)甲__________(mC/mO2)乙（填“﹥”、“﹤”或“=”）。3、（11）钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：ABCDEF浓硫酸加热其中A是实验室用草酸（H2C2O4浓硫酸加热H2C2O4H2O+CO2↑+CO↑(1)B装置中发生反应的化学方程式是.(2)C装置无明显现象，C装置的作用是。D装置中浓硫酸的作用是。（3）E装置中的实验现象是。（4）F装置的作用是、。实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）实验装置如下图：图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中。实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的（填“氧化”或“还原”）性。实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情。【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。【实验方案】实验组别实验操作实验现象结论实验1取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。黑色粉末变成色固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色。Zn和CuO能发生置换反应。实验2取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。发生爆炸，黑色粉末变成红色。固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈色。实验3取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。粉末无变化Cu、Fe2O3不能反应。【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应。【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与的反应相似。4、（12）某工厂用电解饱和食盐水的方法生产氯气、烧碱、氢气等化工产品（反应的化学方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑），这种工业成为“氯碱工业”，某研究性学习小组对该厂生产的烧碱样品进行如下探究．I．定性探究【提出问题】烧碱样品中含有哪些杂质？【猜想】猜想一：可能含有Na2CO3，作出此猜想的依据是_________（用化学方程式表示）．猜想二：可能含有NaCl，作出此猜想的依据是_________（用简洁的文字表述）．【设计实验】实验步骤实验现象解释或结论①取适量烧碱样品置于试管中，加水溶解，并用手触摸试管外壁．试管外壁发热原因是_________②向①所得的溶液中逐渐加入稀硝酸至过量一开始无明显现象，一段时间后产生能使澄清石灰水浑浊的气体样品中含有的杂质是_________③向②所得的溶液中滴加几滴硝酸银溶液产生白色沉淀样品中还含有的杂质是_________【交流与讨论】小明同学提出：“上述实验中稀硝酸也可以用稀盐酸代替”，你认为他的观点_________（填“正确”或“不正确”）．II．定量探究【提出问题】烧碱样品中氢氧化钠的质量分数是多少呢？【设计实验】小婉同学设计探究方案后进行实验并测得数据如下：请你利用小婉同学测得的数据计算烧碱样品中氢氧化钠的质量分数（请列出计算过程）．【交流与反思】小强同学认为小婉同学设计的探究方案不够严密，其理由是：（1）探究方案中没考虑氢氧化钠的吸水性．（2）探究方案中因缺少_________（填操作名称），导致测得的氢氧化钠的质量分数偏小．5、（13）草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料，某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成，探究过程如下：【查阅资料】1、草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO22、白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色【实验设计】（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是（2）可选择以下实验装置中的（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”．【问题讨论】（3）D中浓硫酸的作用是，实验过程中观察到B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊，E中（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O，CO，CO2．（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有（填物质的名称或化学式）溶液的洗气瓶．【数据分析】（6）称取3.60g草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O，相对分子质量是180）用热重法对其进行热分解，得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示，请分析该图回答下列问题：①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为．②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称．（请写出计算过程）6、（14）纳米级Cu2O因具有优良的催化性能备受关注．某兴趣小组同学在《培养中学生基本科学素养的化学实验教学研究》课题组老师的带领下开展了系列研究．I纳米级Cu2O的用途研究【查阅资料】①氨气是一种有刺激性气味的气体，在高浓度氧气中才能燃烧，生成氮气和水．②在纳米级Cu2O的催化作用下，氨气与氧气在一定温度下发生以下化学反应：4NH3+5O2═4NO+6H2O4NH3+3O2═2N2+6H2O工业上用NO制备硝酸、氮肥等化工产品．【实验1】设计图1的实验装置验证氨气在氧气中燃烧：将过量的氧气与氨气分别从a、b两管进气口通入，并在b管上端点燃氨气．实验组需先通入氧气，后通入氨气，理由是．【实验2】设计如图2实验装置，并对生成物进行成分分析根据气体成分分析数据，同学们绘制了曲线图（见图3），发现在纳米级Cu2O的催化作用下，300℃时以生产为主．若利用后续处理装置模拟硝酸的工业制法，最好将电热丝的温度控制在℃左右．II纳米级Cu2O的制备研究利用某些特殊的细菌，在一定条件下将某岩石中的不溶性硫化铜（CuS）转化为可溶性硫化铜，进而制得纳米级Cu2O，其流程如图4：（1）在细菌作用下，岩石中的硫化铜（CuS）与空气中的氧气反应生成硫酸铜，反应的化学方程式为．（2）③中观察到的现象是．（3）在加热条件下，用液态肼（N2H4）还原新制Cu（OH）2生成Cu2O、N2和H2O，反应的化学方程式为，Cu2O中铜元素的化合价是．（4）经测定该岩石由硫化铜（CuS）和其他不含铜元素的物质组成．现用1000g该岩石制得21.6g纯氧化亚铜（Cu2O），该纯氧化亚铜（Cu2O）中铜元素的质量是g．若制得氧化亚铜（Cu2O）的过程中，铜元素的总损耗为25%，通过计算确定该岩石中硫化铜（CuS）的质量分数（请写出计算过程）．（15）善于提出问题、探究问题和解决问题是学好化学的重要方法。某研究性学习小组的同学在学习铁及其化合物知识时进行了系列研究。【来源：21·世纪·教育·网】I．提出问题问题1：铁为何称为黑色金属？问题2：铁和氧气在不同条件下能发生哪些反应？问题3：铁有多种氧化物，它们的性质有哪些差异？问题4：钢铁厂在选矿时，如何测定铁矿石中的含铁量？问题5：用一氧化碳还原氧化铁得到的黑色固体一定是单质铁吗？II．解决问题【问题1】上网查寻，有两种说法：a．因为在铁表面有黑色的铁的氧化物，所以叫黑色金属。b．因为铁的粉末为黑色，铁的氧化物也均为黑色，所以叫黑色金属。(1)你认为正确的说法是（填“a”或“b”）。【问题2】通过学习，已经知道铁丝在潮湿的空气中能生锈，也能在纯氧中燃烧。(2)请写出一种防止钢铁生锈的方法。(3)请写出铁丝在纯氧中燃烧的化学方程式。【问题3】查阅资料：a．铁常见的氧化物有氧化铁(Fe2O3)、四氧化三铁(Fe3O4)和氧化亚铁(FeO)。b．四氧化三铁是具有磁性的黑色晶体，可以近似地看作是氧化亚铁和氧化铁的化合物，它不溶于水，能与酸反应生成两种盐。c．氧化亚铁是不溶于水的黑色粉末，能与酸反应，无磁性，也不能被磁铁吸引。(4)请写出四氧化三铁与盐酸反应的化学方程式。(5)有一包黑色粉末；可能是铁粉、Fe3O4粉末、FeO粉末中的一种，请你设计一种实验方案进行鉴别。【问题4】同学们参观了某钢铁厂，了解到钢铁厂在选矿时测定铁矿石中含铁量的方法较多。小明结合所学知识，设计了如右图所示的实验装置测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。他称取l0.0g赤铁矿，当赤钛矿中的Fe2O3全部还原为Fe时，剩余固体在CO的保护下冷却、称量，质量为7.6g（假设赤铁矿中的杂质均不与CO反应）。21·cn·jy·com(6)图中酒精灯的作用是。(7)该赤铁矿中Fe2O3的质量分数为（列出计算过程）。【问题5]在钢铁厂的实验室，同学们采集了用某种热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据，并得到固体质量与反应温度的关系曲线，如右图所示：w(8)根据图像分析，写出P点时固体成分的化学式，固体质量由48.0g变为46.4g的过程中发生反应的化学方程式为。8、过氧化钠(Na2O2）可用作呼吸面具的供氧剂.实验室有一瓶放置较长时间的过氧化钠样品，某研究小组对其成分和性质进行了如下探究.【查阅资料】1.过氧化钠能与空气中水和二氧化碳反应生成氧气:2Na2O2+2H2O=4NaOH+02↑,2Na202+2C02==2Na2CO3+O2.【提出问题]1.过氧化钠是否变质?【猜想与假设】假设1:过氧化钠未变质;假设2:过氧化钠部分变质;假设3:过氧化钠全部变质.【实验探究】序号实验步骤实验现象实验结论①取部分固体于试管中，加人足量的水，在试管口播人带火星的木条;固体完全溶解，木条复然假设______不成立取少量①中溶液于试管中，滴加足量的______，振荡.有气泡生成假设2成立【提出新问题】部分变质的过氧化钠中是否含有氢氧化钠？【实验探究】取少量①中溶液于试管中，加人足量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液变红.【定性分析】(1)由实验③可以确定①中溶液含有的溶质是_______(填化学式);(2)小明认为，由上述实验无法确定原固体样品中是否含有氢氧化钠，理由是_________。【定量研究】称取6.04g的过氧化钠样品于锥形瓶中，加入足量的蒸馏水，共收集到气体0.64g,再向上述锥形瓶中加入足量的澄清石灰水，充分反应后，经过沉淀、过滤、干燥等，得到固体2.00g。写出加入澄清石灰水的反应方程式__________________________6.04g上述样品中，含氢氧化钠的质量_______________。【反思与提高】过氧化钠长期暴露在空气中，最终会变质为_______（填化学式）9．某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。(1)常见金属活动性顺序如下，填写相应的元素符号：金属活动性由强逐渐减弱某同学用硫酸铜溶液把“铁刀变成铜刀”，其反应的化学方程式为，该反应的基本反应类型为。(2)兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示的装置进行实验，对生成气体的成分进行探究。[提出问题]生成的气体中是否含有一氧化碳?[实验与讨论]①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间。②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品。③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，下列装置中最为合理的是。[实验求证]将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图甲所示的装置进行实验，A中的固体应选用，B中溶液为澄清石灰水，若A中黑色固体出现了红色，B中澄清石灰水，可说明气体样品中含有一氧化碳。[实验反思]炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比(填“大于”、“等于”或“小于”)3∶810.实验室使用块状石灰石（CaCO3）和稀盐酸制CO2，当观察不到有气泡产生，固体仍有剩余时，通常认为反应结束，剩余液呈中性。某兴趣小组对此进行了以下探究：【实验操作】（1）向试管中加入5粒石灰石，倾倒约试管体积1/3的稀盐酸（1:1）；观察不到气泡后，仍有固体剩余；将试管静置。（2）取上层清液，用pH试纸测得溶液pH=2，说明溶液显_______性；pH测定中，“上层清液滴到试纸上”的后一步操作是_______________。【实验思考Ⅰ】反应剩余液中有哪些物质？其中能使溶液pH=2的有哪些？【实验探究Ⅰ】（1）甲同学通过实验排除了CaCl2的可能性。简述其实验方案___________。（2）乙同学将CO2通入蒸馏水中至饱和，测得pH＞5,。（3）综合甲、乙两同学实验，得出的结论是：剩余液中还含有_______________。【实验思考Ⅱ】试管中剩余固体是否仍含有CaCO3？【实验探究Ⅱ】小组同学向试管中继续加入稀盐酸（1:1），又有大量气泡产生。（1）由此得出的结论是_________________________；写出反应的化学方程式_______________________。（2）比较稀盐酸加入前后的实验现象，解释“又有大量气泡产生”的原因:_____________________________。【拓展延伸】（1）反应剩余液放置一段时间后，溶液pH增大，其主要原因是_________。（2）假如用100g14.6%的稀盐酸和足量的石灰石反应，看不到气泡产生时，停止收集气体。收集到的CO2质量_______（选填“＞”、“＜”、“=”）8.8g。11．碱式碳酸盐广泛应用于工农业生产。

（1）某碱式碳酸盐样品M(OH)2·MCO3，为确定金属M的相对原子质量，某研究小组设计如下实验装置及步骤（不考虑植物油中溶解CO2产生的影响）。DDAB橡胶管050量气管水水准管C

①连接装置并；②准确称量样品的质量；③装药品，调节量气装置两边液面相平，读数；④加热至样品质量不再减少；⑤冷却到室温；⑥调节两期装置两边液面相平，读数、列式计算。Ⅰ．请将上述实验步骤补充完整；Ⅱ．装置B的作用是

，少量植物油的作用是，C中的试剂是（填字母序号）；

a．碱石灰

b．浓硫酸

c．硫酸铜Ⅲ．步骤⑥中调节液面相平的操作是将水准管

（填“缓慢上移”或“缓慢下移”）。Ⅳ．若其他操作均正确，仅因下列因素可使M相对原子质量的测定结果偏大的是（填字母序号）；

a．反应前量气管水面在0刻度处，反应后仰视读数

b．样品未分解完全即停止实验

c．量气管中未加植物油（2）实际生产中的碱式碳酸铜可表示为Cu(OH)2·mCuCO3，某研究小组仍使用上述装置测定m的值，测得3组数据如下表所示。取3组数据的值得到CO2的体积为

mL，又知常温常压下CO2的密度为1.964g/L，据此计算m的值。（写出计算m的过程，最后结果保留小数点后两位）。

组别样品质量CO2体积第1组0.21g22.39mL第2组0.21g22.41mL第3组0.21g22.40mL

12、小张同学得知我国早在西汉时期，就能利用铁单质与硫酸铜溶液反应制取铜，其反应的化学方程式为．他利用硫酸铜进行趣味实验，将浸泡了色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃，观察到滤纸颜色变白，由湿变干后燃烧．在燃烧后的灰烬中出现红色固体．他很好奇，进行了相关探究，请你参与并填写有关空白．【提出问题】红色固体是什么物质？它是如何产生的？【查阅资料】（1）温度达200℃时，CuSO4开始分解生成CuO和另一种氧化物；此反应前后各元素的化合价保持不变．（2）温度超过1000℃，CuO才分解生成氧化亚铜（Cu2O）；Cu2O呈红色．【作出猜想】红色固体①可能是Cu；②也可能是Cu2O；③还可能是的混合物．【实验探究】（1）取红色固体观赏，呈亮红色；（2）取少量红色固体于试管中，加入稀硫酸，固体不溶解，溶液仍为无色．【分析推理】（1）请教老师后得知，如有Cu2O存在，加入稀硫酸会发生如下反应：Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O结合实验探究的现象，确定亮红色固体为，同时也说明滤纸燃烧时的温度低于（填序号）A.200℃B.1000℃（2）滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成的，经分析，产生红色固体的原因可能是滤纸在燃烧过程中产生的碳与分解产生的CuO发生反应，生成亮红色固体和二氧化碳，请写出该反应的化学方程式．【交流讨论】（1）将浸有硫酸铜溶液的滤纸点燃，刚开始不能燃烧，是因为．（2）此实验中，CuSO4受热分解生成CuO和（填化学式）．13、兴趣小组同学向盛有生石灰的烧杯中加入碳酸钠溶液，搅拌、过滤、洗涤、干燥后得到固体A和溶液B，并对固体A和溶液B进行探究。上述实验中发生的反应有：①CaO+H2O＝Ca(OH)2；②（写化学方程式）。Ⅰ.固体A成分的探究及测定[猜想]①固体A中只有CaCO3；②固体A中含有CaCO3和Ca(OH)2；含有Ca(OH)2的理由是。[实验]取少量固体A于试管中加足量水，振荡、静置，向上层清液中滴加硫酸铜溶液，出现，猜想②成立。[组成测定]取8.7g固体A于试管中，加足量稀盐酸至固体完全溶解，收集到纯净CO22.2g，则固体A中CaCO3和Ca(OH)2的质量比为。Ⅱ.溶液B的成分探究[猜想]①溶液B中的溶质是NaOH；②溶液B中的溶质是NaOH和Na2CO3；③溶液B中的溶质是NaOH和Ca(OH)2。根据对固体A成分的探究，小组同学认为猜想③正确，其理由是。[实验]取少量溶液B于试管中，滴加溶液，产生白色沉淀，证明猜想③正确。14.（镇江）“鱼浮灵”主要成分是过碳酸钠（xNa2CO3•yH2O2)，俗称固体双氧水。兴趣小组对其进行以下探究：[性质探究]（1）取少量“鱼浮灵”于试管中加水，有持续细小气泡缓慢放出；向试管中加入少量MnO2粉末，产生大量气泡。将带火星木条伸入试管，木条，说明有O2生成。（2）取实验（1）中上层清液，测得溶液PH＞7；向溶液中滴加足量稀盐酸，产生大量气泡；将产生的气体通入澄清石灰水中，出现浑浊现象，说明有生成。结论：过碳酸钠具有Na2CO3和H2O2的双重化学性质。[工业制备]（3）稳定剂的作用是；稳定剂中MgCl2和Na2SiO3发生复分解反应，生成一种难溶物将过碳酸钠粒子包裹住，该反应的化学方程式为。（4）浊液中加入异丙醇的作用是。（5）操作Ⅱ中洗涤晶体的试剂最好选用（填字母）。A．饱和NaCl溶液B水C异丙醇D稀盐酸（6）根据下表数据，你认为上述制备反应的最佳温度范围是℃。注：活性氧含量是指产品中能转化为O2的氧元素的质量分数。[组成测定]利用下图装置进行产品中活性氧含量测定和过碳酸钠（xNa2CO3•yH2O2）组成的测定（杂质对测定无影响）。查阅资料：①“鱼浮灵”中活性氧含量≥13.0%是一等品，≥10.5%是合格品。②过碳酸钠能与酸反应放出CO2和O2。（7）实验前先缓慢通N2一段时间，加热铜网至红热后，再缓慢滴入过量稀硫酸，直至A中样品完全反应；继续缓慢通N2，其目的是。（8）若先滴入稀硫酸，后加热铜网，会导致x:y的值（填“偏大”或“偏小”）。（9）装置B的作用是（填序号）①除去气体中的水蒸气②便于观察和控制气流速度（10）实验测得C装置中铜网增重1.2g，D装置增重2.2g。该产品中活性氧含量为%；属于（填“一等品”或“合格品”）；x:y＝。15、我国著名化学家侯德榜先生发明的侯氏制碱法，因原料利用率高，并能进行连续生产，从而享誉中外。侯氏制碱\]法的基本做法是向饱和食盐水中依次通入氨气和二氧化碳，获得碳酸氢钠晶体，再将所得碳酸氢钠晶体加热分解后即可得到纯碱。它的反应原理可用下列化学方程式表示：NaCl（饱和）+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O

某课外兴趣小组同学，按照“侯氏制碱法”原理，设计了如下一套实验装置：

实验室可供选用的药品有：浓氨水、纯碱、大理石、稀盐酸、稀硫酸、熟石灰、氯化铵、氯化钠。

（1）A、D中最合适的试剂为：A_______；D_______。（填名称）

（2）本实验在具体操作过程中，应先通_________气体，再通________气体，原因是___________。

（3）指出该装置中的错误_________。（至少两处）

（4）在改进装置后，该同学进行了实验，实验所用的饱和NaCl溶液中含溶质58.5g，实验最后得到无水碳酸钠26.0g，则其产率为________；该同学针对其实验结果，认真分析了造成损失的原因，发现其操作步骤并没有错误，则主要原因是________________________。（5）在侯氏制碱法工业生产中，原料的利用率高，大大降低了成本。请问本实验中哪些物质可重复利用？________________。16、（泉州）我国著名的闽籍制碱专家侯德榜，在纯碱制造方面做出了重大贡献。用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质，化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，在老师的指导下，他们设计了下列两种实验方案进行试验。

资料摘要：Ⅰ．碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。Ⅱ．浓硫酸具有很强的吸水性；碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳。[方案一]样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数

（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）：实验操作实验现象实验结论取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液．产生白色沉淀反应的化学方程式：（2）分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因：___________________；

（3）将反应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量。利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%，这是因为_____

。

[方案二]样品与稀盐酸反应,测定Na2CO3的质量分数

利用下图所示实验装置（铁架台略去）和试剂，通过测定样品和稀盐酸反应产生的CO2气体的质量，计算Na2CO3的质量分数（装置气密性良好，忽略盐酸的挥发性且每步反应或作用都是完全的）。(4)打开止水夹K，先对装置A和B（已连接）通入已除去CO2的空气一会儿，以排尽装置A和B中含有的

，再接上装置C和D。D的作用是

（5）关闭止水夹K，加入足量的稀盐酸（杂质不与盐酸反应），装置A中样品产生气体的化学方程式为__________________。

（6）待装置A中的反应结束后，再一次打开止水夹K，继续往装置通入已除去CO2的空气一会儿，目的是；根据_______________定律，装置_________（填标号）在反应前后的质量差就是产生CO2的质量，由此计算出该样品中Na2CO3的质量分数。若没有装置D，将会使测定结果________（选填“偏大”或“偏小”）。甲学生在选择方案二时考虑到利用稀盐酸所生成的二氧化碳中含有氯化氢气体，他设计在A\B之间增加一个装有碳酸氢钠溶液的洗气瓶以除去氯化氢气体，你认为这一实际是否合理？（填“是”或“否”），理由是；比较方案一和方案二的测定结果，发现方案一与实际碳酸钠的质量分数偏差较大，其原因是，乙同学经过认真思考后，将方案一中的氯化钙改为氯化钡，按原来同样方法实验，测定结果误差很小，其原因是17、某同学为比较镁和铝的金属活动性强弱，将两块表面积相同并除去氧化膜的镁条、铝条分别与相同体积、相同质量分数的稀硫酸反应，测定两种金属与稀硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间。（1）实验前需用98%的浓硫酸配制10%的硫酸溶液。现有烧杯、玻璃棒、胶头滴管，还需要的仪器有；实验步骤是：计算、、混匀、冷却至室温、装瓶并贴上标签。（2）利用图甲中A、B仪器可以组装一套实验室测量取氢气体积的装置，该装置导管的连接顺序是。（2）图乙中量气管和水准管也可以用来测量氢气体积，为了准确地测量氢气体积，在读取量气管中液面读数的过程中，应注意（填字母编号）。A．读数时视线与凹液面最低处相平B．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数C．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时再读数18、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，请你参与。Ⅰ．定性探究【提出问题】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。【进行实验】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，液体呈色，则猜想成立。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。II．定量探究【提出问题】测定久置过氧化钙样品中碳酸钙的质量分数。【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。【测定方案】①如下图所示，连接好装置，检查装置气密性良好；②称量20g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。【问题讨论】（1）图中油层的作用为，中和反应明显放出热量，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”）。（2）步骤②中将样品和水混合的目的是。（3）反应结束后，测得量气管读数为1120ml，根据该条件下CO2的密度得知生成CO2的质量为2.2g，求样品中碳酸钙的质量分数。（写出计算过程）（4）充分反应后将烧瓶中的液体蒸干，得到27.75g固体，这袋样品在变质前全是过氧化钙，其质量为多少g。19、甲同学为了区别氢氧化钠和氢氧化钙溶液，设计了如下图所示的四组实验方案．

（1）其中能达到实验目的是（2）在C组实验中发生的化学方程式为（3）实验结束后，甲同学将A、C组四支试管中的溶液倒入同一容器中，看到溶液变浑浊，该现象说明有物质生成（填化学式），滴入酚酞后溶液呈红色．（4）滴入酚酞后溶液呈红色，说明溶液呈碱性．使溶液呈碱性的物质是什么呢？甲同学进一步推测：溶液中呈碱性的物质可能是碳酸钠、氢氧化钙和三种物质中的一种，或是三种物质两两混合组成的混合物．

（5）为了验证推测，甲同学查阅资料，获悉氯化钡溶液呈中性，并设计如下实验加以验证．请根据要求完成下列空白：实验内容预测现象结论取少量容器中的上层溶液于试管中，加入过量的氯化钡溶液，静置①若有白色沉淀，溶液呈无色物质是碳酸钠②若无沉淀生成，溶液呈红色物质是氢氧化钙③若有白色沉淀，溶液呈红色（6）乙同学认为甲同学第②部验证的结论不严密，原因是20、某肉联厂在鲜肉表面涂抹白色粉末A以延长保持时间．小新进行了如下实验，探究化合物A的化学组成．【定性研究】步骤实验操作实验现象①取样于试管中，加足量蒸馏水，振荡样品消失，得到无色澄清溶液②向步骤①所得溶液中滴加无色酚酞试液溶液变红③向步骤②所得溶液中滴加稀盐酸至过量产生无色、无气温的气体，溶液褪色根据上述实验可初步推知，A是；【定量研究】为进一步探究A的化学组成，进行如下实验：①将盛有292g质量分数为12.5%的稀盐酸的装置置于电子天平上（该装置可确保氯化氢和水蒸气不逸出）；②向装置中加入2.0gA，在天平读数不再变化时记录数据；③重复②若干次；④以mA（加入A的质量）为横坐标、以△m（溶液的增重）为纵坐标，绘得下图．通过计算回答下列问题：（1）实验中反应生成的气体的总质量为g；（2）A中阳离子与阴离子质量的最简整数比为；（3）A的化学式为．21、某化学课外兴趣小组的同学欲探究三聚氰胺(化学式为C3H6N6)的制取原理：

【查阅资料】(1)目前，化工企业常用尿素合成法制取三聚氰胺。即以尿素[化学式：CO(NH2)2]为反应物，硅胶为催化剂，在380℃至400℃的温度下，沸腾反应、冷凝得到三聚氰胺，同时产生两种无色气体，其中一种气体具有刺激性气味。(2)NO是无色气体，不溶于水，在空气中能迅速氧化为红棕色NO2气体。

【提出问题】反应生成的两种气体是什么？

【假设猜想】根据资料及反应物质判断，生成的两种气体可能是：

①二氧化碳和水蒸气；②二氧化碳和氨气；③二氧化碳和氮气；④二氧化碳和二氧化氮；

提出以上猜想的依据是

；

你认为合理的猜想是(填序号)

，理由是

A装置的作用是使生成的三聚氰胺迅速凝华而与气体分离。

【实验现象和分析】(1)实验观察到B中棉花变红，则证明生成

，同时看到D中___________现象，说明还生成了二氧化碳，D中所发生反应的化学方程式是________________________。(2)C中稀硫酸的作用是____________。【实验结论】根据资料和实验现象分析可知，用尿素分解制取三聚氰胺的化学方程式为

_______________。22、某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定器质量分数（假设杂质不参与反应）．草酸晶体（H2C2O4•2H2熔点沸点热稳定性与碱反应101°C～102°C150°C～160°C升华100.1°C失去结晶水，175°C分解成CO2，CO，H2O与Ca（OH）2反应产生白色沉淀（CaC2O4）（1）加热分解草酸晶体最适宜的装置是（填图1字母序号）．（2）图2是验证热分解产物中含CO，CO2的装置①仪器a和b的名称分别是和．②证明存在CO2的现象是，证明存在CO的现象是，D中反应的化学方程式是．③装置A的作用是，气囊的作用是（3）为测定样品中草酸晶体的质量分数，设计两种如下方案．①称一定量样品用上图装置进行实验，测得装置D反应前后的质量差，由此计算出的实验结果比实际值偏低，排除仪器和操作的因素，其原因可能有：CO未完全反应、．②称取8.75g草酸晶体样品配制50.00g溶液，取10.00g溶液加适量的稀硫酸，然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液，恰好反应完全．（已知：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O）则KMnO4溶液显色，25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的质量g．请计算样品中的质量分数．[写出计算过程，Mr（H2C2O4）=90，Mr（H2C2O4•2H2O）=126，Mr23、某研究性小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究．【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范），装置A中发生反应的化学方程式为，洗气瓶B中浓硫酸的作用为【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实测得：①的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为，由水的化学式算得H、O元素的质量比为．【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气的水蒸气、CO2忽略不计）．小姐同学用改进的装置重新实验得到了正确结果．【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色有无色变为蓝色．【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu；②固体是红色的，它与稀硫酸的反应为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O【得出结论】红色固体a中含有Cu2O【分析交流】红色固体a中含有Cu2O是否会影响水测定结果（填“影响”或“不影响”）．【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：是Cu2O和Cu；猜想②是【拓展猜想】丁同学想利用改进后装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法来确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前后红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量的质量．【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立．【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后，得到红色固体b为2g．假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量（利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际的固体2g进行比较，判断猜想成立（填①或②）．24、牙膏中常用碳酸钙、二氧化硅等物质作为摩擦剂．某同学对牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量进行探究．【实验原理】测定C装置中生成的BaCO3沉淀的质量，通过计算确定牙膏中CaCO3的质量分数．【查阅资料】CO2+Ba（OH）2=BaCO3↓+H2O，牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．【实验装置】根据探究过程回答下列问题：（1）装置B中发生反应的化学方程式；（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用有：①搅拌B、C中的反应物，使其充分反应；②；（3）从C中过滤出BaCO3沉淀所需的玻璃仪器有烧杯、和玻璃棒；（4）实验中准确称取三份牙膏样品，每份4.0g，进行三次测定，测得生成BaCO3的平均质量为1.97g．则样品中CaCO3的质量分数为；（5）若没有A装置，直接通入空气，则测得CaCO3的质量分数（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．25、某实验小组利用废硫酸液制备K2SO4并研究CaSO4•2H2O加热分解的产物．（一）K2SO4的制备（1）将CaCO3研成粉末的目的是．（2）上述流程中可循环使用的物质有CO2和（填化学式）．（3）反应Ⅲ中相关物质的溶解度如下表．你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因是．物质KClK2SO4NH4ClM溶解度/g（25℃）34.0（4）不用水而用饱和K2SO4溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入（选填序号，下同），振荡、静置，再向上层清液中滴加，观察现象即可判断．a．AgNO3溶液b．过量的BaCl2溶液c．过量的Ba（NO3）2溶液（二）研究CaSO4•2H2O加热分解的产物．（5）分离所得的CaSO4•2H2O含有CaCO3，可用盐酸除去，该的化学反应方程式．（6）为了测定CaSO4•2H2O和CaCO3的质量比x：y，实验小组利用如图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验．①实验前首先要，再装入样品．装置A的作用是．②已知CaSO4•2H2O在160℃生成CaSO4，1350℃时CaSO4开始分解；CaCO3在900℃时分解完全．现控制B装置温度900℃进行实验并采集了如下数据：a．反应前玻璃管与样品的质量m1gb．反应后玻璃管中固体的质量为m2c．装置C实验后增重m3gd．装置D实验后增重m某同学选用b、d或c、d数据组合求出x：y的值，若无装置E，则实验测定结果将（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．你认为还可选用上述的（选填序号）两个数据组合也可求出x：y的值．（7）CaSO4•2H2O受热会逐步失去结晶水．取纯净CaSO4•2H2O固体3.44g，放在（5）的实验装置B中进行加热，测定固体质量随温度的变化情况如图所示．①G点固体的化学式是．②将T2～1400℃温度段加热固体所产生的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，则H～I段发生反应的化学方程式为．26、过氧化钠（化学式为Na2O2）可用在呼吸面具中作为氧气来源。Na2O2能跟CO2反应生成O2和另一种固体化合物（用X表示）；它也能跟H2O反应生成O2，化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑。以下是某兴趣小组进行的探究活动。(1)利用下图实验装置制取氧气，请回答有关问题。①实验室制取CO2的化学方程式为____________________________。②表明CO2未被Na2O2完全吸收的实验现象为___________________________。③O2可采用D装置收集，并用带火星的木条检验，这是利用了O2的哪些性质？__________________________。④若A装置产生的CO2中混有水蒸气，要检验干燥的CO2能否与Na2O2反应生成O2，以上实验装置应如何改进？__________________________________________。(2)为探究X是哪种物质及其有关性质，同学们进行了如下分析和实验。①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。通过对物质组成的分析，大家一致认为X肯定不是酸和碱，理由是__________________________。②同学们通过讨论和实验证明了X是Na2CO3。以下是他们设计的有关Na2CO3性质的探究实验，请将下表填写完整。(3)7.8g过氧化钠与足量的水反应，生成氧气的质量是多少？若反应后得到了40g氢氧化钠溶液，请计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。27、红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如下图所示．同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．【提出问题】久置固体的成分是什么？

【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．

【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3．久置固体中可能含有Ca（OH）2的原因是（用化学方程式表示）【实验探究1】甲同学的方案：实验操作实验现象实验结论（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不容物，溶液变红固体中一定含有

和氢氧化钙（2）另取少量固体放于试管中滴加足量的固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液固体中一定含有，

一定不含Fe2O3（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中固体中一定含有【实验质疑】（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca（OH）2的结论，理由是．

（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是【实验探