专题03探究题（下）-2022年初中化学尖子生选拔专题训练（原卷版）

专题03探究题（下）9．化学兴趣小组对牙膏进行探究。实验一：含氟牙膏能否预防龋齿用鸡蛋壳(主要成分CaCO3，在水中能溶解出微量的Ca2+，其他成分对实验影响忽略不计)为牙齿的替代物，含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表面生成氟化钙保护层。此反应为复分解反应，写出相关的化学方程式：______________________________。(1)装入药品前，检查左上图装置的气密性：打开开关，拉或推注射器活塞，松开后，__________________________________，说明装置气密性良好。再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳(用含氟牙膏液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中，用注射器抽取20mL3.5%的盐酸(模拟形成龋齿的酸境)，连接好装置，打开开关，将盐酸快速压入锥形瓶，关闭开关，测得压强随时间的变化如图所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。(2)图中xy段压强增大的主要原因____________________________________。(3)根据右上图数据分析，含氟牙膏__________(填“能”或“不能”)预防龋齿。实验二：牙膏摩擦剂的组成探究某牙膏摩擦剂可能有碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅中的一种或多种。查阅资料：氢氧化铝不溶于水但能与酸反应生成盐和水，也能和碱反应生成盐和水，二氧化硅不溶于水和酸但能与碱反应生成盐和水(牙膏中除了摩擦剂外，其它均不与酸、碱反应)。(一)验证牙膏中是否含有氢氧化铝、碳酸钙、二氧化硅，实验设计如下：(1)从步骤③可知牙膏中一定含有碳酸钙摩擦剂，反应的化学方程式为________________。(2)若沉淀B、沉淀E、沉淀G的质量关系：a＞b＞c，则说明含二氧化硅，二氧化硅的质量为________________________________(用a、b、c表示)克。(3)为进一步证明氢氧化铝存在，取与上述等质量牙膏样品，实验设计如下：若ad____________(填“＝”、“＜”或“＞”)bc，则说明含氢氧化铝。(二)测定牙膏样品中碳酸钙的含量(图中夹持仪器略去)已知：饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。依据图示回答下列问题：(1)装置D的作用是___________________。若无A装置，则测定结果将_________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。装置B中反应结束需持续缓缓通入空气，其作用有__________________。(2)C中观察到有沉淀产生，反应的化学方程式为________________________________，若将装置C中的长导管下方增加一个多孔球泡，目的是__________(填字母序号)。a．防倒吸b．增大接触面积，使反应充分(3)准确称取16.00g的样品，充分反应后得到沉淀7.88g，再通过计算得出装置B中共产生二氧化碳1.76g，请你继续完成：该样品中碳酸钙的质量分数是多少？________________(4)反思：①有同学认为只要测得浊液A的pH，若pH＞7，显碱性，就可得出摩擦剂中一定含有氢氧化铝，你的观点是(要说理由)____________________________。②下列各项措施中，不能提高测定准确度的是______________(填序号)。a．在加入盐酸之前，先通空气排净装置内含有CO2的空气b．沉淀过滤洗涤后立即称量c．在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d．在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

10．化学兴趣小组用如下装置，进行有关碳及其氧化物的实验(图中夹持仪器已略去)在完成气密性检查后加入药品，并已设法在玻璃管及试管中充满二氧化碳。(1)完成实验，填好表格实验步骤实验现象实验分析缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯加热一段时间。木炭粉减少，D中有气泡、石灰水变浑浊且D中石灰水进入E中A中发生反应的化学方程式为_________________点燃B处酒精灯加热一段时间。B处玻璃管内固体变红说明一氧化碳具有________________(2)C装置的作用是_______________________________________。(3)小明同学又将木炭与氧化铜混合加热得到红色固体，为弄清这种红色固体的成分，进行了如下的探究：【查阅资料】Cu和Cu2O均为红色固体，且Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O【提出猜想】红色固体是：Ⅰ.CuⅡ.Cu2OⅢ.______________________。【进行实验】操作现象结论取灼烧后的红色固体2.88g于试管中，加入足量稀硫酸充分反应_____________________红色固体一定有Cu2O【思考与分析】小林同学认为猜想Ⅱ正确，同学们分析后认为他的结论不准确，理由是_______________________，要得出正确结论，还需要测定的数据是__________________，若用a表示该数据，则a的取值范围为_______________________，可以得出猜想Ⅲ正确。11．化学兴趣小组对一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中燃烧的产物成分进行实验探究。【提出问题】一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中燃烧生成什么气体？【猜想与假设】猜想：①H2O、CO2；猜想②：CO、H2O、CO2；猜想③：___________________。【查阅资料】无色硫酸铜遇水变蓝色【实验探究】将一定质量的蔗糖在一定质量的氧气中点燃，反应后将燃烧的产物依次通过装置A、B、C、D、E(夹持仪器省略)。【实验记录】A装置中无水硫酸铜变蓝色，B、D装置中澄清石灰水变浑浊，C装置中黑色固体变红色。【实验结论】猜想______________________(填“①”“②”或“③”)正确。【反思评价】(1)实验时，先将氮气通入实验装置一段时间，再通入燃烧产物，加热。先通入氮气的目的是__________________________________________________。(2)C装置中发生反应的化学方程式为______________________________________________。【实验拓展】(1)图中所示A装置与B装置能否互换位置？并说明理由。__________________________。(2)E装置的作用是______________________________________。(3)氧气的质量不同，蔗糖燃烧的产物不同。34.2g蔗糖(C12H22O11)在空气中完全燃烧，生成物的质量为m，则m的取值范围为__________________________。12．已知木炭还原氧化铜实验中发生的主要反应：C+2CuO2Cu+CO2↑，化学兴趣小组对该实验产物(假设反应物已完全反应)作如下探究：探究一检验产物的成分[提出问题]实验产物是暗红色固体，很难观察到紫红色固体。暗红色固体是什么？[查阅资料]氧化亚铜Cu2O为红色固体：[猜想与假设]暗红色固体除铜外还可能含有Cu2O[设计实验]取少量暗红色固体，加入稀硫酸，如果观察到现象_________________________。说明暗红色固体含有Cu2O。探究二：测定产物中Cu2O的含量原理：Cu2O+H2=2Cu+H2O，称取一定质量的固体样品，用如图装置进行实验(固定装置略去，碱石灰为氧化钙和氢氧化钠的混合物)，通过测定反应前后装置d的质量达到实验目的。(1)装置a中用稀硫酸而不用稀盐酸，原因是______________________________________；(2)若不加装置e，实验结果会偏高，原因是__________________________________________；(3)点燃酒精灯前涉及的部分操作如下，正确的顺序是______________________：①打开K2，关闭K1②检查装置的气密性③连接仪器④关闭K2，打开K1，通氢气一段时间(4)还可通过测定反应前后装置__________________(填“a”、“b”或“c”)的质量达到实验目的；(5)小聪认为，探究一的方案也可以测定产物的成分，同学们补充进行了以下实验；称取mg红色固体于试管中，加入过量的稀硫酸充分反应，然后过滤、洗涤、干燥、称量，得到固体。当__________________(含m的代数式)时，可以得出产物含Cu2O和Cu的结论。13．某化学兴趣小组利用下图装置进行Fe与水蒸气反应的实验:(1)A装置的作用是_____________________________，点燃C中产生的肥皂泡，有的发出轻微的爆鸣声，有的可以被点燃，请你推断反应生成的气体是_________________｡判断的依据_________________________________________｡(2)有同学认为导管口有气泡产生即说明反应生成了气体，你认为是否正确_____________(填“是”或“否”)，请说明理由_____________________________________________｡反应一段时间后，学习小组对反应后的黑色固体产生了浓厚的兴趣，并查阅了相关资料:铁粉(黑色)，Fe2O3(红棕色)､FeO(黑色)､Fe3O4(黑色)｡学习小组进行了一系列实验，验证了FeO不存在，然后对黑色固体的成分进行了以下猜想:猜想一:只有铁粉猜想二:只有Fe3O4猜想三:铁粉和Fe3O4的混合物学习小组设计了实验进行验证，请回答以下问题:(3)取少量黑色粉末于试管中，加入足量的稀盐酸，有气泡产生，说明猜想______不成立｡(4)通过实验测得，34.4g黑色固体与足量的稀盐酸反应，产生了0.4gH2，说明猜想________不成立｡(5)另取34.4g黑色固体在高温条件下与足量的CO反应，充分反应后，固体质量变为28.0g，请计算在黑色固体中Fe3O4的质量_________________g｡(6)根据以上探究，请写出Fe与水蒸气反应的化学方程式___________________________｡14．废旧铁制品的利用：硫酸亚铁铵晶体(俗称摩尔盐)化学式为xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O，是一种重要的化工原料，用途十分广泛。某同学利用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体并设计实验测定其组成。(1)步骤②中一系列操作中用到的玻璃仪器主要有：烧杯、_____________、玻璃棒等。(2)步骤③中使用乙醇汽油洗涤可以快速晾干。这样做的优点是_____________。A避免用水洗涤所造成的晶体损耗B酒精易挥发，可低温晾干晶体测定硫酸亚铁铵晶体的组成及热分解实验，兴趣小组称取此晶体样品78.4g，在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验。【查阅资料】①硫酸亚铁铵晶体在200℃完全失去结晶水，剩余物在500℃完全分解为氧化铁、SO2、SO3、NH3和H2O。碱石灰可吸收SO2、SO3、和H2O，但不吸收NH3.浓H2SO4可吸收NH3和H2O。②1400℃后氧化铁隔绝空气能续继分解生成铁的某种氧化物。(3)装配好实验装置后，先要_____________________。(4)加热前后及过程中均通入N2，200℃停止加热后继续通N2的目的是防止倒吸和________。(5)控制温度在不同的范围对A中样品加热，测得装置B和C中的质量变化如下表。并测得装置A剩余固体质量随温度的变化如下图所示。温度/℃室温200500B装置/g200.00221.6255.60C装置/g100.00100.00106.80①根据数据，硫酸亚铁铵晶体中，x：y：z=_____________________②写出B点的化学式_____________________________________________________。③写出E到F段发生反应的化学方程式________________________________________。

15．焦炭与水蒸气在高温条件下反应，产物是一种俗称水煤气的气体燃料(其中不含甲烷)，为确定水煤气的成分，某实验小组进行了如下探究：【提出猜想】小组成员对水煤气的成分提出以下四种猜想；猜想1：H2、CO2；猜想2：H2、CO；猜想3：CO、CO2；猜想4：H2、CO、CO2。(1)讨论后认为猜想3不成立，你的理由是___________________________________。A．猜想3中不含有氢元素B．猜想3中CO和CO2不能同时存在【查阅资料】新鲜的鸡血遇到一氧化碳变为樱桃红色。生石灰用来吸收水蒸气。【实验探究】小组设计了如图所示的实验装置进行探究。【实验现象】通入水煤气后，澄清石灰水不变浑浊，新鲜鸡血变为樱桃红色。(2)由此可知，水煤气中不含__________________，含有____________________(均填化学式)。【继续实验】在B处点燃气体，然后用一个干冷的烧杯罩在火焰上方。(3)气体通过A后，在B处点燃时，观察到所罩烧杯的内壁________________________，由此证明水煤气中含有H2，猜想______________成立。(4)由探究结果可知，焦炭与水蒸气在高温下反应的化学方程式为_____________________。

16．镁条在空气中久置表面会变黑，对镁条变黑条件