人教 九下 化学 拔尖专训13 项目式学习

拔尖专训13项目式学习1答案呈现温馨提示：点击进入讲评2341.[2024•烟台]《天工开物》记载古法造纸术的流程是原料浸泡、蒸煮、抄制、烘干。兴趣小组根据记载，利用回收的废纸进行“制造再生纸”跨学科实践活动，在蒸煮时加入了氢氧化钠。造纸后，为处理剩余的废液进行如下探究活动。【查阅资料】①BaCl2＋Na2CO3===BaCO3↓＋2NaCl；②BaCl2溶液呈中性；③碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物，能吸收水和二氧化碳。【任务一】废液成分分析【提出猜想】推测废液中含有氢氧化钠和碳酸钠中的一种或两种。【实验设计与实施】实验操作实验现象实验结论步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液______________废液中有Na2CO3步骤2：取少量步骤1中的上层清液于试管中，___________________________________废液中有NaOH产生白色沉淀加入适量无色酚酞溶液溶液变红【任务二】废液中碳酸钠含量测定兴趣小组设计了如图所示的实验，取100g废液样品放入装置A的锥形瓶中。先通入一会儿N2，然后称量装置C、D的质量，再向锥形瓶中滴加足量稀硫酸，至不再产生气体，继续通一会儿N2后，测得装置C、D分别增重2.1g和0.1g。(1)锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿N2，其原因是____________________________________________________________________________________________。(2)装置C中反应的化学方程式是________________________________________。使反应生成的二氧化碳全部被吸收，防止部分气体残留在装置中，影响实验结果CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O(3)废液中碳酸钠的溶质质量分数是________(保留到0.1%)。(4)如果缺少装置B，会使测定的碳酸钠含量___________(填“偏大”或“偏小”)。5.3%偏大【任务三】废液的处理(5)为使废液中的碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用，需根据废液中碳酸钠的含量，加入一定量的某种物质，该物质与碳酸钠反应的化学方程式是______________________________________________________________________。Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH【重点】【任务一】步骤1：取少量废液于试管中，加入足量的氯化钡稀溶液，氯化钡溶液能与碳酸钠溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，若产生白色沉淀，说明废液中含碳酸钠，且足量的氯化钡溶液能将碳酸钠除尽；步骤2：氢氧化钠溶液显碱性，能使无色酚酞溶液变红，故取少量步骤1中的上层清液于试管中，加入适量无色酚酞溶液，溶液变红，说明废液中含氢氧化钠。【任务二】(1)为使反应生成的二氧化碳全部被吸收，防止部分气体残留在装置中，影响实验结果，故锥形瓶中不再产生气体后，需要继续通一会儿氮气。(2)装置C中发生的反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，据此书写化学方程式。(3)装置C、D中增加的质量为反应生成的二氧化碳的质量，则生成二氧化碳的质量为2.1g＋0.1g＝2.2g，根据生成CO2的质量计算：设废液中碳酸钠的溶质质量分数是x。Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋H2O＋CO2↑106

44100g•x

2.2g(4)如果缺少装置B，二氧化碳气体从A装置中携带出的水蒸气会被D装置吸收，导致测得的二氧化碳的质量偏大，则计算出的溶液中碳酸钠的质量分数偏大。【任务三】(5)氢氧化钙溶液能与碳酸钠溶液反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，故可加入适量的氢氧化钙溶液将碳酸钠转化为氢氧化钠循环利用。返回2.学习小组同学对洗衣剂的变迁产生了兴趣，开展探究性活动。任务一：谈古——古代洗衣剂“灰”【资料卡片】资料一：“灰”就是草木灰，其主要成分为碳酸钾。资料二：碱性溶液可清洗油污，碱性越强，去油污效果越好。活动一：获得草木灰【小组实验】在实验室里焚烧秸秆，获得草木灰。活动二：了解草木灰【实验准备】称取ag草木灰，用一定温度的热水浸泡并过滤，将滤液平均分成两份。【探究实验一】草木灰浸出液的酸碱性。无色酚酞实验操作实验现象实验结论取少量滤液于试管中，滴加____________溶液溶液变红色草木灰浸出液显碱性【探究实验二】草木灰中碳酸钾的含量。对另一份滤液进行了实验，部分实验过程如图所示：【实验反思】(1)为了干燥气体，B装置中盛放的试剂是________(填名称)。(2)实验测得C装置质量增加了bg，原因是吸收了____________。浓硫酸二氧化碳(3)查阅资料分析，发现测得的草木灰中碳酸钾的含量偏低，可能的原因是________(填字母)。A.用浓盐酸代替稀硫酸进行了实验B.装置中残留的二氧化碳没有被吸收C.氢氧化钠溶液与空气直接接触【拓展延伸】小组同学对常见的不同植物制得的草木灰都进行了测定，最终得知向日葵秸秆灰中碳酸钾含量较高，更适合作为洗衣剂使用。B任务二：论今——现代洗衣剂“爆炸盐”超市出售的爆炸盐洗衣剂能轻松洗去顽固污渍，小组同学继续进行探究。【查阅资料】爆炸盐是一种含有过碳酸钠的洗涤用品，过碳酸钠遇水后发生分解，生成过氧化氢和一种碳酸盐，洗涤效果与这两种物质的性质相关。(1)根据以上信息，写出碳酸盐中的阳离子__________(用符号表示)。Na＋实验操作实验现象实验结论取适量爆炸盐于试管中，加水、振荡。将少量二氧化锰加入上述试管中，并将带火星的木条伸入试管内有气泡产生，且________________________爆炸盐遇水后有过氧化氢生成(2)为了验证生成的过氧化氢，进行如下实验：带火星的木条复燃【交流讨论】(1)写出实验操作中过氧化氢分解的化学方程式_____________________________________________。(2)爆炸盐应该密封存放。2H2O2=====2H2O＋O2↑MnO2【重点】活动二：【探究实验一】无色酚酞溶液遇碱性溶液变红，结论是草木灰浸出液显碱性，则实验操作是取少量滤液于试管中，滴加无色酚酞溶液；【实验反思】(1)浓硫酸具有吸水性，且与二氧化碳不反应，为了干燥气体，B装置中盛放的试剂是浓硫酸；(2)草木灰的主要成分为碳酸钾，碳酸钾和稀硫酸反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，装置C用来吸收二氧化碳，则实验测定C装置质量增重了bg，原因是吸收了二氧化碳；(3)若用浓盐酸代替稀硫酸进行实验，由于浓盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体，会导致测得的二氧化碳质量偏大，计算出的碳酸钾质量偏大，A不符合题意；若装置中残留的二氧化碳没有被吸收，会导致测得的二氧化碳质量偏小，计算出碳酸钾的质量偏小，则测得草木灰中碳酸钾的含量偏小，B符合题意；氢氧化钠溶液与空气直接接触，会吸收空气中的二氧化碳，导致测得的二氧化碳质量偏大，计算出的碳酸钾质量偏大，C不符合题意；任务二：(1)根据资料可知，过碳酸钠遇水后发生分解，生成过氧化氢和一种碳酸盐，根据元素守恒可知，碳酸盐为碳酸钠，碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的，则碳酸钠中的阳离子是Na＋；(2)实验结论是爆炸盐遇水后有过氧化氢生成，则取适量爆炸盐于试管中，加水、振荡，将少量二氧化锰加入上述试管中，并将带火星的木条伸入试管内，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，氧气具有助燃性，则可观察到的现象是有气泡产生，且带火星的木条复燃；【交流讨论】(1)过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，据此书写化学方程式。返回3.[2024•青海]某校兴趣小组从化学视角对我国造纸工艺开展了系列研学活动。(1)活动一：了解我国古代造纸技术【查阅资料】我国古代手工造纸以麻、木材、竹等为原料，经过如图所示多道工序而制成。【分析交流】古代造纸过程中步骤1加的生石灰(CaO)与水反应的化学方程式为________________________________，该反应属于________(填字母)。A.化合反应 B.分解反应C.复分解反应 D.置换反应CaO＋H2O===Ca(OH)2A同学们对黑液成分产生兴趣，将少量黑液带回实验室进行探究。(2)活动二：探究黑液成分【提出问题】黑液中除了有机物还有哪些成分呢？【查阅资料】①黑液呈碱性；②氢氧化钙与草木灰(主要成分为碳酸钾)反应生成氢氧化钾和碳酸钙。【提出猜想】猜想一：KOH；猜想二：KOH和K2CO3；猜想三：KOH和Ca(OH)2。【实验方案】该兴趣小组分别设计如下实验方案进行探究：实验方案实验操作实验现象方案一取适量黑液于试管中，向其中滴加Na2CO3溶液，观察现象试管中无明显现象实验方案实验操作实验现象实验结论方案一另取适量黑液于容器中，将二氧化碳传感器置于其中，然后逐滴加入H2SO4溶液至过量，得到CO2的浓度变化图像向黑液中加入H2SO4溶液过程中CO2浓度变化情况猜想______成立二实验方案实验操作实验现象实验结论方案二取适量黑液于试管中，向其中滴加_____________________溶液，观察现象试管中有__________________生成与方案一的结论一致【废液处理】造纸会产生碱性废水，加酸调节至接近中性方可排放，生成的盐可用于制备________肥，促进植物生长，增强抗倒伏能力。氯化钙(合理即可)白色沉淀(合理即可)钾(3)活动三：展望造纸发展前景现代壁纸、包装纸要求纸张具有阻燃性，氢氧化铝是常见的阻燃剂，其受热至220℃开始分解生成氧化铝和水，氧化铝覆盖在纸张表面，起到_____________的作用。【成果分享】通过研学实践，同学们认识到造纸术是我国劳动人民长期经验的积累和智慧的结晶，是人类文明史上一项杰出的发明创造，并且在不断创新中传承。隔绝氧气【重点】(1)氧化钙和水反应生成氢氧化钙，该反应的化学方程式为CaO＋H2O===Ca(OH)2；该反应属于化合反应。(2)步骤1加生石灰、草木灰，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾，则黑液中一定含有氢氧化钾，可能含有碳酸钾或氢氧化钙。【实验方案】方案一：取适量黑液于试管中，向其中滴加Na2CO3

溶液，观察现象。试管中无明显现象，说明黑液中不含氢氧化钙；另取适量黑液于容器中，将二氧化碳传感器置于其中，然后逐滴加入H2SO4溶液至过量，得到CO2

的浓度变化图像，随着硫酸的加入，开始不产生二氧化碳，一段时间后产生二氧化碳，说明硫酸先与氢氧化钾反应生成硫酸钾和水，待氢氧化钾反应完后，硫酸和碳酸钾反应生成硫酸钾、二氧化碳和水，故说明黑液中含有氢氧化钾和碳酸钾，则猜想二成立；方案二：根据实验结论与方案一的结论一致，即黑液中含有氢氧化钾和碳酸钾，为验证碳酸钾的存在，可取适量黑液于试管中，向其中滴加氯化钙溶液，观察现象，观察到试管中有白色沉淀生成，则说明黑液中含有碳酸钾，即可说明猜想二成立。【废液处理】碱性废水加酸调节至接近中性方可排放，生成的盐中含有钾元素，可用来制备钾肥。(3)氢氧化铝受热至220℃分解生成氧化铝和水，氧化铝覆盖在纸张表面，起到隔绝氧气的作用。返回4.[2024•贵州]大自然的鬼斧神工造就出千沟万壑、千瀑万洞的“喀斯特地貌”，贵州双河溶洞是全球白云岩喀斯特典型的范例，某小组同学开展了研究性学习。任务一：调查溶洞概况小组同学通过实地勘察，绘制部分洞穴剖面图如图1所示。(1)溶洞岩石以白云岩为主，其中的CaCO3、MgCO3两种化合物的类别属于________(填“酸”“碱”或“盐”)。(2)岩石裂缝渗水以及洞内地下水对白云岩不断侵蚀，形成千姿百态的溶洞地貌。测得A处渗水的pH＜7，显_______性。盐酸任务二：探究白云岩溶蚀与钟乳石的形成【资料显示】当CaCO3遇到溶有CO2的水时，会生成溶解性较大的Ca(HCO3)2，发生反应①CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2；溶有Ca(HCO3)2的水遇热或压强变小时，就会分解，重新形成CaCO3沉积下来，发生反应②Ca(HCO3)2===CaCO3↓＋CO2↑＋H2O。【探究活动1】用CaCO3模拟白云岩的溶蚀(1)设计方案制取CaCO3白云岩中除CaCO3、MgCO3外，还含有多种成分。小组同学设计两种不同反应原理的方案制取CaCO3模拟溶蚀过程，完成下表。序号试剂反应原理(化学方程式)方案一CO2、氢氧化钙固体、蒸馏水__________________________________________方案二________________________________________________________________________________CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O碳酸钠溶液、氢氧化钙溶液Na2CO3＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋2NaOH(2)进行溶蚀模拟实验实验一：用方案一进行实验，向盛有一定量氢氧化钙固体的烧杯中加入蒸馏水，搅拌，过滤，得到饱和澄清石灰水。取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中，通入一定量CO2，观察到溶液立即变浑浊，继续通入过量CO2，浑浊液未变澄清。【表达交流】根据资料显示中的反应①，应观察到浑浊液变澄清，现象与预期不符。经过讨论、分析，为达到实验目的，改进实验如下。实验二：另取15mL饱和澄清石灰水于烧杯中，加入35mL蒸馏水，搅拌，通入一定量CO2，溶液逐渐变浑浊，继续通入过量CO2，浑浊液变澄清。【分析与解释】改进后现象与预期相符。加入35mL蒸馏水的作用是_____________________，浑浊液变澄清的原因是___________________________________________________。小组同学用其他的方法，证明了白云岩中的MgCO3也能在酸性条件下发生溶蚀。增加碳酸氢钙溶解的量碳酸钙和二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙【探究活动2】模拟钟乳石的形成取实验二反应后的溶液，静置，放于低压环境，一段时间后发现澄清溶液中出现浑浊现象，实验成功。【迁移应用】图1中，滴水从B处下落的过程中，产生CO2的原因可能是_________________________。压强变小，碳酸氢钙分解任务三：模拟洞内地下水对白云岩的溶蚀洞内地下水中富含钙离子、锶离子、硫酸根离子等，小组同学用四种盐溶液进行地下水对白云岩的溶蚀实验，测得白云岩溶蚀率(溶蚀率：白云岩减少的质量与白云岩总质量的比值)随时间变化的关系如图2所示。下列说法正确的是____________(填