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文档简介
实验专项15物质的性质及变化规律一、科学探究题1.蚊虫叮咬时,会分泌蚁酸。化学小组同学对蚁酸产生了浓厚的兴趣,决定对其进行探究。[提出问题]蚁酸的成分是什么?它有什么性质?[查阅资料]I.蚁酸的化学名称叫甲酸,化学式为HCOOHII.蚁酸隔绝空气并加热时会分解生成两种氧化物(1)[实验探究]向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成色,说明蚁酸显酸性。(2)小芳同学根据蚁酸中含有元素,推测出蚁酸在隔绝空气并加热分解时生成水。(3)对它分解生成的另一种氧化物,小敏提出两种猜想:猜想Ⅰ是CO2;猜想Ⅱ是;他们按如图所示进行实验:先向装置中通入一会N2,再将蚁酸分解产生的气体通入其中。①先通N2的目的是;②若装置A中无明显变化,则猜想Ⅰ(填“成立”或“不成立”);③装置B的作用是(用化学方程式表示);④装置D中的现象为;(4)[结论]甲酸受热能分解,反应的化学方程式是;(5)[讨论交流]从环保角度看,该装置存在的明显缺陷是。(6)[拓展延伸]小组同学利用蚁酸分解产生的气体,测定10g氧化铜样品(杂质不参与反应)中氧化铜的质量分数,在不同时刻测定C中固体的质量(如表):反应时间/min246810固体质量/g9.38.88.58.48.4分析表中数据,完成以下问题:①在称量质量过程中,必须把玻璃管两端封住,目的是;②样品中氧化铜的质量分数是?【答案】(1)红(2)氢、氧(3)CO;排净装置内的空气;不成立;CaO+H2O=Ca(OH)2;澄清的石灰水变浑浊(4)HCOOH△¯H2(5)在尾部放一个燃着的酒精灯(6)防止固体粉末洒落,造成测量结果不准确;80%【解析】(1)石蕊溶液遇酸变红色,所以向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,观察到溶液颜色变成红色,说明蚁酸显酸性;故答案为:红;(2)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,蚁酸的化学式为HCOOH,蚁酸含有碳、氢、氧三种元素,所以蚁酸隔绝空气加热分解会生成水,因为水中含有氢元素和氧元素;故答案为:氢、氧;(3)蚁酸含有碳元素,所以蚁酸隔绝空气加热分解除了生成水,还生成另一种氧化物,该氧化物可能是CO2,也可能是CO,猜想Ⅰ是CO2,所以猜想Ⅱ是CO;①先通入N2的目的是排净装置内的空气,避免影响实验;②装置A中盛有澄清石灰水,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,若A中无明显变化,说明没有二氧化碳气体,则猜想Ⅰ不成立;③装置B装的是氧化钙,氧化钙可以和水反应生成氢氧化钙,对气体进行干燥,所以装置B的作用是:CaO+H2O=Ca(OH)2;④C中一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳进入D装置与石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,所以D中澄清石灰水会变浑浊;故答案为:CO;排净装置内的空气;不成立;CaO+H2O=Ca(OH)2;澄清的石灰水变浑浊;(4)由以上分析可知甲酸受热分解生成水和一氧化碳,其反应的化学方程式为:HCOOH△¯H2故答案为:HCOOH△¯H2(5)一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,从环保角度看,该装置存在的明显缺陷是没有尾气处理装置,应该在尾部放一盏燃着的酒精灯;故答案为:没有尾气处理装置,应该在尾部放一盏燃着的酒精灯;(6)①在称量质量过程中,必须把玻璃管两端封住,目的是防止固体粉末洒落,造成测量结果不准确;故答案为:防止固体粉末洒落,造成测量结果不准确;②设样品中氧化铜的质量为χCO+806480-64=16χ10g-8.4g=1.6g8016=故答案为:80%。2.汽水是人们喜爱的饮料之一,小明学习了化学后对制汽水产生了浓厚的兴趣,于是以“自制汽水的相关探究”为主题开展项目式学习。自制汽水配方食品级小苏打1.5g食品级柠檬酸1.5g白糖7g、果汁适量、500mL凉开水(1)【任务一】认识配方成分汽水的配方如图,小苏打的化学式为。(2)各取18.5mL的凉开水于3个玻璃杯中,分别加入各1.5g的小苏打和柠檬酸、白糖,用筷子搅拌,完全溶解后,蘸取待测液于pH试纸上,显色后马上与标准比色卡作对比,读数如下,显酸性的是溶液。成分小苏打柠檬酸白糖pH827(3)【任务二】配制汽水准备500mL的塑料瓶,按以下步骤配制汽水。①制汽水时,加入小苏打溶液后,旋紧瓶盖后摇匀,产生的现象是。②小明倒出自制的汽水,喝了一杯后会打隔,这说明气体在水中的溶解度与温度有关。(4)【任务三】探究小苏打的热稳定性小明按如图充分加热4.2g小苏打,观察到试管口有水雾,瓶内澄清石灰水变浑浊,说明小苏打热稳定性差,那它受热后生成固体是什么呢?【作出猜想】猜想I:氢氧化钠猜想Ⅱ:。猜想Ⅲ:碳酸钠和氢氧化钠的混合物(5)【设计方案】步骤实验操作实验现象实验结论①取少量加热后的固体样品于试管中,加入适量的蒸馏水,充分溶解,再滴加溶液,振荡,静置。产生白色沉淀产物中含有碳酸钠。反应的化学方程式为。②再取操作①静置后的上层清液于另一试管中,滴加无色酚酞溶液。。产物不含氢氧化钠。【实验结论】猜想Ⅱ正确。【答案】(1)NaHCO3(2)柠檬酸(3)溶液中有气泡产生(4)Na2CO3##碳酸钠(5)过量CaCl2;CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;无明显现象【解析】(1)碳酸氢钠的俗称是小苏打,化学式为NaHCO3;故填:NaHCO3;(2)酸性溶液的pH<7,柠檬酸的pH为2,显酸性;故填:柠檬酸;(3)NaHCO3能与柠檬酸溶液反应生成CO2,则实验中会观察到溶液中有气泡产生;故填:溶液中有气泡产生;(4)NaHCO3受热分解产生Na2CO3、H2O、CO2,则猜想Ⅱ为Na2CO3;故填:Na2CO3或碳酸钠;(5)设计实验:取少量加热后的固体样品于试管中,加入适量的蒸馏水,充分溶解,再滴加过量的CaCl2溶液;实验中产生白色沉淀,则说明溶液中含有Na2CO3;反应的方程式为:CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;再取操作①静置后的上层清液于另一试管中,滴加无色酚酞溶液,若观察实验无明显的现象,则说明溶液不呈碱性,故溶液中不含有NaOH。实验结论,猜想Ⅱ正确;故填:过量CaCl2;CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl;无明显现象;3.我国提出2060年前实现碳中和,彰显了负责任大国的作为与担当。某兴趣小组同学对CO2的吸收进行了相关探究。(1)实验探究一:运用已有知识设计实验吸收CO2实验序号实验1实验2设计依据能溶于水并与水反应能与澄清石灰水反应实验过程实验现象塑料瓶变瘪塑料瓶变瘪程度大,澄清石灰水通过上述实验现象判断,实验(填实验序号)吸收二氧化碳的效果更好,其原因是(用化学方程式表示)。(2)实验探究二:比较水和海水吸收CO2的能力大小【提出问题】CO2被水和食盐水(模拟海水)吸收的情况如何?【作出猜想】猜想I:水吸收的CO2更多;猜想II:食盐水(模拟海水)吸收的CO2更多。【进行实验】分别将收集有100mLCO2的量筒倒扣在等体积的水和食盐水中如图1所示,每隔一定时间观察并记录量筒内CO2的体积,所测数据如表。时间/h00.56122448烧杯A量筒中CO2体积/mL10098.585.5776659烧杯B量筒中CO2体积/mL100999390.58988【解释与结论】①由表中数据分析,相同条件下,吸收CO2更多的是(填“水”或“食盐水”)。②地球表面71%被水覆盖,海水占全球储水量的96.5%,采取海洋吸收CO2,可有效减碳,但也会造成海水酸化,涉及的反应为(用化学方程式表示)。(3)【拓展交流】用两个量筒分别收集100mLCO2倒置于水槽中,向1个量筒内注入少量的植物油,使CO2与水被植物油隔开(CO2与植物油不反应),测得量筒内CO2体积随时间变化曲线如图2所示。①比较图中两条曲线,说明植物油(填“能”或“不能”)减少CO2溶于水。②事实上用排水法也可以收集到CO2,请根据以上表格的实验数据分析理由是。【答案】(1)变浑浊;2;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(2)水;CO2+H2O=H2CO3(3)能;二氧化碳溶于水的速度远小于二氧化碳逸出的速度【解析】(1)将澄清的石灰水倒入充满二氧化碳的塑料瓶中,观察到塑料瓶变瘪程度大,澄清的石灰水变浑浊;通过上述现象判断,实验2澄清的石灰水吸收二氧化碳的效果更好,原因是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(2)①由表中数据分析,相同条件下,吸收CO2更多的是水;②二氧化碳与水反应生成碳酸,反应的化学方程式为CO2+H2O=H2CO3;(3)①比较图中两条曲线说明植物油能减少二氧化碳溶于水;②事实上用排水法也可以收集到二氧化碳,原因是二氧化碳溶于水的速率远小于二氧化碳逸出的速率。4.某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后,进行了如图所示的探究。(1)实验中,用于加热的仪器名称是。为了使反应充分发生,可在酒精灯火焰处加一个铜罩,目的是。(2)【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是:I、石墨棒(主要成分为碳);Ⅱ、。(3)【实验】实验内容实现现象实验结论用天平称量1.5g氧化铜粉末,并放入一根石墨棒,用铝箔包裹后,进行如上图的操作。黑色粉末变红色猜想I成立用天平称量1.5g氧化铜粉末,直接用铝箔纸包裹,进行如上图的操作。黑色粉末猜想Ⅱ不成立(4)【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜,该反应的化学方程式为。(5)【改进】把石墨棒换成铝粉,重复上述操作,又获成功。实验小组对此进行分析:①称取铝粉的质量必须和石墨棒相等,是为了遵循法。②改进后的实验证明,铝粉在加热条件下也可以把氧化铜还原成铜,说明金属铝的活动性比铜(选填“强”或“弱”)(6)【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜,效果更好。联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧,而铁粉能燃烧,其原因是。【答案】(1)酒精灯;集中火焰,提高温度(2)铝箔(3)不变红(4)C+CuO(5)控制变量;强(6)增加接触面积,加快反应速率【解析】(1)实验室常用于加热的仪器是酒精灯,氧化铜与碳在高温下反应生成铜和二氧化碳,为了使之充分反应应在酒精灯火焰处加一个铜罩来集中火焰,提高温度。(2)利用碳的还原性来还原氧化铜,也可以利用比铝活泼金属来置换出铜。故答案为:铝箔。(3)铝比铜活泼,在高温下,铝先与氧气反应生成氧化铝,氧化铝不与氧化铜反应,故加热用铝包裹的氧化铜粉末,无现象,那么猜想二不成立。(4)石墨与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳,该反应的方程式为:C+CuO高温(5)①称取铝粉的质量必须和石墨棒相等,是为了遵循控制单一变量法。②铝粉在加热条件下也可以把氧化铜还原成铜,说明金属铝的活动性比铜强。(6)物质燃烧现象与反应物和氧气的接触面积有关,接触面积越大反应越明显,故“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜,效果更好的原因是增加接触面积,加快反应速率。5.胆矾、硫酸铜溶液是实验中常见的化学试剂,兴趣小组的同学开展了有关硫酸铜项目研究。(1)项目一:硫酸铜的性质胆矾是一种蓝色晶体,描述的是胆矾的(填“物理”或“化学")性质。(2)固体硫酸铜粉末呈白色,遇水会变蓝色,实验室常用固体硫酸铜粉末来检验。(3)项目二:硫酸铜的用途西汉时期的《淮南万毕术》记载了湿法炼铜工艺:“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,其反应也可以用来验证质量守恒定律,该反应的化学方程式为。(4)项目三:硫酸铜的制备【查阅资料】制备硫酸铜的一种方案Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2X,X的化学式为。制备过程中H2O2发生反应生成了O2,该反应属于(填“反应基本类型”)。(5)项目四:实验异常现象探究制备硫酸铜过程中开始时有少量气泡,后来反应剧烈产生大量气泡,放出热量。【提出问题】什么因素加快了H2O2分解?【猜想与假设】猜想一:生成的CuSO4;猜想二:温度升高;猜想三:。(6)【实验探究】实验实验一实验二实验三实验四现象产生气泡无明显现象产生气泡快速产生气泡【实验分析】对比实验一和实验二可以得出的结论是,为了验证温度升高能加快H2O2的分解,甲同学的方案是实验二和实验三对比;乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为同学的方案更严谨,理由是。【实验结论】猜想三正确。【答案】(1)物理(2)水(3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(4)H2O;分解反应(5)生成的CuSO4和温度升高共同作用(6)CuSO4能加快过氧化氢的分解;甲;乙同学的方案实验对照组中影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜【解析】(1)胆矾是一种蓝色晶体,颜色和状态不需要发生化学变化就能表现出来,故描述的是胆矾的物理性质。(2)固体硫酸铜粉末呈白色,遇水会变蓝色,实验室常用固体硫酸铜粉来检验水。(3)曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,该反应原理为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。(4)化学方程式Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2X中,反应前有:1个铜原子、4个氢原子、6个氧原子和1个硫原子;反应后有:1个铜原子、1个硫原子、4个氧原子,反应前后原子的种类与数目不变,则2X中含有4个氢原子、2个氧原子,因此X的化学式为H2O;制备过程中H2O2发生反应生成了O2,该反应是由一种物质生成两种新物质,属于分解反应;(5)根据猜想一、猜想二分析可知,猜想三为生成的CuSO4与温度升高共同作用;(6)实验一和实验二的变量为硫酸铜,实验观察到的现象是实验一产生气泡,实验二无明显现象,则可以得出结论是CuSO4能加快过氧化氢的分解。实验二和实验三对比实验中没有CuSO4的干扰,可得出温度对反应的影响,故加同学的方案更严谨,理由是乙同学的方案实验对照组中影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜。6.【科学探究】合理处理废旧锌锰干电池既能回收资源,又能减少污染。某化学兴趣小组对干电池内物质的成分产生了浓厚的兴趣。(1)活动一:拆解干电池小周剥开一节干电池后,发现干电池的构造如图1所示。【提出问题】黑色固体是什么?【查阅资料】①废旧干电池中可能含有二氧化锰、石墨、氯化锌等固体。氯化锌可溶于水,氯化锌溶液能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀。②石墨具有优良的,常用作干电池的电极材料,因此黑色固体中一定有石墨。(2)【作出猜想】猜想1:黑色固体中含有石墨和氯化锌猜想2:黑色固体中含有。猜想3:黑色固体中含有石墨、二氧化锰和氯化锌(3)【实验探究】请完善下面表格。实验序号操作现象结论1取少量黑色固体溶于水,过滤,取少量滤液于试管内,滴加适量。。黑色固体中一定不含氯化锌。2取少量实验1中滤渣于燃烧匙中,在酒精灯上充分灼烧。黑色固体中一定含有石墨和二氧化锰。3取少量实验2中完全灼烧后的黑色固体于试管中,滴加适量。产生大量气泡(4)活动二:回收二氧化锰并测定其质量分数【查阅资料】NaOH溶液常用于吸收CO2,2NaOH+CO①先通一段时间氧气,第一次称量装置B的总质量。②继续通入足量氧气并加热,反应结束后第二次称量装置B的总质量。步骤i通一段时间氧气的目的是。(5)若装置C中澄清石灰水,则说明生成的CO2被全部吸收。(6)【数据处理】第一次测量第二次测量装置B的总质量117.8g120g根据实验数据计算黑色固体中二氧化锰的质量分数为。【答案】(1)导电性(2)石墨和二氧化锰(3)硝酸银溶液;无明显现象;黑色固体减少;过氧化氢溶液(4)将装置内空气排尽(5)不变浑浊(6)80%【解析】(1)②石墨具有优良的导电性,常用做干电池的电极材料;(2)废旧干电池中可能含有二氧化锰、石墨、氯化锌等固体,猜想黑色固体中含有石墨和二氧化锰;(3)氯化锌可溶于水,氯化锌溶液能与硝酸银溶液反应生成白色沉淀,取少量黑色固体溶于水,过滤,取少量滤液于试管内,滴加适量硝酸银溶液,观察到无明显现象,说明黑色固体中一定不含有氯化锌;石墨是碳的单质,具有可燃性,取少量实验1中滤渣于燃烧匙中,在酒精灯上充分灼烧,观察到黑色固体减少,说明黑色固体中一定含有石墨;过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,取少量实验2中完全灼烧后的黑色固体于试管中,滴加适量过氧化氢溶液,观察到产生大量气泡,说明黑色固体中含有二氧化锰;(4)通入氧气的目的是将装置内的空气排尽;(5)若装置C中澄清的石灰水不变浑浊,说明生成的二氧化碳被全部吸收;(6)二氧化碳的质量=120g-117.8g=2.2g二氧化碳中碳元素的质量=2.2g×二氧化锰的质量=3g-0.6g=2.4g黑色固体中二氧化锰的质量分数为2.4g7.学习小组制取CO2和SO2,并探究其水溶液的性质。(1)Ⅰ制取CO2和SO2在常温、气体压强为101kPa时,1体积水里最多能溶解大约1体积CO2或40体积SO2。学习小组利用图1所示装置制取CO2和SO2。利用该装置制取CO2的化学反应方程式为。(2)不能用排水法收集SO2的理由是。(3)Ⅱ探究CO2和SO2水溶液的性质在通风橱中分别向100mLH2O中通入CO2和SO2至饱和,用pH计测定饱和溶液pH,静置2h后,再次读取溶液pH。结果如表所示。饱和溶液pH静置2h后溶液pHCO2水溶液3.944.12SO2水溶液0.880.79①测定pH最简便的方法是使用pH试纸,操作时玻璃棒的作用是(填字母)。A.搅拌B.引流C.蘸取溶液②静置2h后,CO2水溶液酸性(填“增强”或“减弱”)。③有同学根据溶液的pH认为CO2也是造成酸雨的重要因素。请判断该推论是否正确,并说明理由:。(4)取静置后的SO2水溶液于试管中,向其中滴加过量Ba(OH)2溶液,有沉淀产生。【提出问题】该沉淀是什么?【查阅资料】①SO2水溶液、BaSO3都能与O2发生氧化反应。②BaSO3和BaSO4都难溶于水。③BaSO3能溶于浓度较大的盐酸,BaSO4不溶于盐酸。【提出猜想】沉淀可能为BaSO4或BaSO4、BaSO3的混合物。【实验验证】请设计实验验证沉淀中一定含有BaSO4。简述实验过程(包括操作和现象):。(实验中须使用的试剂:10%的盐酸)(5)煤燃烧排放的SO2可能导致酸雨。南通市2021年酸雨发生率为1.7%,比2020年减少1%。你了解的本地决策部门为降低SO2排放做出的举措有(写一条)。(6)酸雨对环境的影响因地区地质而异。如图2中河流受酸雨损害的程度较小的原因是。【答案】(1)Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+CO2↑+H2O(2)常温、气体压强为101kPa时,SO2在水中溶解度较大(3)C;减弱;不正确,常压下,空气中CO2的压强达不到101kPa,无法形成CO2的饱和溶液(4)向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸,沉淀不消失(5)推广使用清洁能源,减少化石燃料的使用或淘汰旧标燃油机动车,推广新能源车(6)河床中的CaCO3能与酸反应,降低河硫酸性。【解析】(1)实验中是利用碳酸钠与硫酸反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,来制取二氧化碳,反应方程式为Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+CO2↑+H2O。(2)常温、气体压强为101kPa时,SO2在水中溶解度较大,所以二氧化硫不能用排水法收集。(3)①测定pH最简便的方法是使用pH试纸,操作时需用玻璃棒蘸取待测液,故选C。②由表中数据可知,静置2h后,CO2水溶液pH增加,酸性减弱。③常压下,空气中CO2的压强达不到101kPa,无法形成CO2的饱和溶液,所以CO2不能形成酸雨。(4)BaSO3和BaSO4都难溶于水,BaSO3能溶于浓度较大的盐酸,BaSO4不溶于盐酸,所以可利用加盐酸观察沉淀是否溶解来判断沉淀的成分,若一定含硫酸钡,则可利用向产生沉淀的试管中滴加过量的10%的盐酸,沉淀不消失的方法证明。(5)推广使用清洁能源,减少化石燃料的使用或淘汰旧标燃油机动车,推广新能源车等都可降低二氧化硫的排放。(6)河床中的CaCO3能与酸反应,降低河硫酸性,所以河流受酸雨损害的程度较小。8.H2、CO2和CH4都具有可燃性,CO和H2还具有还原性,但CH4有没有还原性呢?于是化学社团的同学在老师的指导下进行如下实验(装置气密性良好,控制一定的温度)。[查阅资料]①白色的无水硫酸铜遇水变成蓝色:CH4、CO2、CO均不能与无水硫酸铜反应。②CO能与银氨溶液反应产生银白色沉淀。(1)点燃酒精灯前先通一会儿CH4,其目的是。(2)①实验中装置A中的现象是固体粉末由黑色逐渐变成红色,实验结束后,取少量红色粉末于试管中并加入稀硫酸,则无明显现象。②装置B的实验现象是。③装置C中澄清石灰水变浑浊,该反应的化学方程式为。(3)该实验装置的缺陷是没有尾气处理,为确认尾气是否对空气造成污染,可进行如下检测。④将尾气通入盛有溶液的试管中,根据是否产生银白色沉淀确定对空气有无污染。⑤由上述实验记录了如下数据,可得出尾气对空气(填“有”或“无”)污染。装置A中玻璃管(含药品)的质量装置B的质量装置C的质量反应前150g152.6g254.8g反应后143.6g156.2g259.2g综上述,CH4具有还原性。CH4与氧化铜反应的化学方程式为。【答案】(1)防止空气中的物质影响实验结果;甲烷具有可燃性,甲烷把空气排出干净,否则有爆炸危险(2)白色的固体遇水变成蓝色;Ca(3)银氨;无;4【解析】(1)点燃酒精灯前先通一会儿CH4,其目的是排出装置中的空气,防止空气中的物质影响实验结果;排出装置中的空气,防止甲烷和空气混合加热时发生爆炸。(2)②装置B的实验现象是白色固体变蓝色,说明反应生成了水,水和硫酸铜反应生成蓝色固体五水硫酸铜。③装置C中澄清石灰水变浑浊,是因为氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。(3)④将尾气通入盛有银氨溶液的试管中,根据是否产生银白色沉淀确定对空气有无污染。⑤反应生成水的质量=156.2g-152.6g=3.6g,其中氢元素质量=3.6g×218反应的甲烷质量=0.4g÷416其中碳元素质量=1.6g×1216反应生成的二氧化碳质量=259.2g-254.8g=4.4g,其中碳元素质量=4.4g×1244说明甲烷和氧化铜反应,碳元素完全转化到二氧化碳中,即过程中没有生成一氧化碳,所以得出尾气对空气无污染。综上述,CH4具有还原性。CH4与氧化铜反应生成铜、水和二氧化碳,反应的化学方程式为4CuO9.《梦溪笔谈》中有关于湿法炼铜的描述,表明我国很早就开始利用硫酸铜。兴趣小组的同学开展了有关硫酸铜项目研究。(1)项目一:硫酸铜的性质硫酸铜是一种白色固体粉末,描述的是硫酸铜的(填“物理”或“化学”)性质。(2)将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中,反应一段时间后观察到的实验现象是,且溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。(3)项目二:硫酸铜的用途农业上用硫酸铜、生石灰加水混合配制常用的杀菌剂波尔多液,但不能用铁制容器配制,原因是(用化学方程式解释)。(4)项目三:硫酸铜的制备【查阅资料】制备硫酸铜的一种方案:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O。【进行实验】将反应物装入烧杯中,观察到如下现象:开始时有少量气泡,后来反应剧烈产生大量气泡,放出热量,溶液呈蓝色,该溶液即为硫酸铜溶液。【提出疑问】实验中为什么有气体生成?同学们进行了如下探究。项目四:实验异常现象探究【查阅资料】制备硫酸铜过程中,H2O2发生了分解反应,生成的气体是【提出问题】什么因素加快了H2O2分解?【猜想与假设】猜想一:生成的CuSO4;猜想二:温度升高;猜想三:。(5)【实验探究】【实验分析】实验观察到的现象:实验一产生气泡;实验二无明显现象;实验三产生气泡;实验四快速产生气泡,对比实验一和实验二可以得出的结论是。为了验证温度升高能加快H2O2的分解,甲同学的方案是实验二和实验三对比;乙同学的方案是实验一和实验四对比。你认为同学的方案更严谨,理由是。【实验结论】猜想三正确。【答案】(1)物理(2)铁丝表面有红色固体析出(3)Fe+CuS(4)生成的硫酸铜和温度升高共同作用(5)硫酸铜能加快过氧化氢的分解;甲;乙同学的实验对照组中影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜,所以甲同学的方案更严谨【解析】(1)硫酸铜是一种白色固体粉末,描述的是硫酸铜的物理性质。(2)将一根打磨过的铁丝插入盛有硫酸铜溶液的试管中,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应一段时间后观察到的实验现象是铁丝表面有红色固体析出。(3)铁与波尔多液中硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应方程式为Fe+CuSO(4)由所给猜想可知,生成硫酸铜和温度对过氧化氢分解速率有影响,故猜想三为:生成的硫酸铜和温度升高共同作用。(5)实验一和实验二变量为硫酸铜,实验三产生气泡;实验四快速产生气泡,对比实验一和实验二可以得出的结论是硫酸铜能加快过氧化氢的分解,乙同学的实验对照组中影响过氧化氢分解的因素除了温度还有硫酸铜,所以甲同学的方案更严谨。10.新型洗涤剂过氧碳酸钠(Na2CO4)固体,能瞬间清除衣服上的汗渍、果汁渍等顽固污渍。它与水反应生成碳酸钠和其他化合物,某学习小组对产生的其他化合物进行探究。实验1:溶解样品。取适量洗涤剂样品于烧杯中,加入适量蒸馏水,使之完全溶解,有气泡产生并形成无色溶液a。产生的气体能使带火星的木条复燃。【提出问题】过氧碳酸钠与水反应生成的其他化合物是什么?(1)【猜想与假设】猜想一:H2O2猜想二:NaOH猜想三:H2O2、NaOH猜想一、二、三除了遵循质量守恒定律外,猜想H2O2的其他理由是。(2)实验2:验证实验步骤实验现象分析与结论①取适量溶液a于小烧杯中,加入稍过量的氯化钙溶液,过滤,得到清液b产生白色沉淀加入稍过量氯化钙的目的是②取适量清液b于试管中,加入过量二氧化锰,振荡证明过氧碳酸钠与水反应有H2O2生成③将步骤②所得混合物静置,取少量清液于试管中,滴加氯化铁溶液无明显现象(3)【实验结论】猜想正确。写出过氧碳酸钠与水反应的化学方程式:。【反思与评价】该洗涤剂保存时应密封、防潮。【答案】(1)过氧化氢是液体且能生成氧气(2)将溶液中的碳酸钠除尽(或完全除去碳酸钠);产生气泡(或有气泡生成);证明过氧碳酸钠与水反应没有NaOH生成(3)一;N【解析】(1)猜想H2O2是由于过氧化氢是液体且能生成氧气。(2)①碳酸钠能与氯化钙反应产生碳酸钙沉淀和氯化钠,氢氧化钠与氯化钙不反应,加入稍过量氯化钙是为了将溶液中的碳酸钠除尽。②过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解产生氧气,取适量清液b于试管中,加入过量二氧化锰,观察到有气泡产生,证明过氧碳酸钠与水反应有过氧化氢生成。③氢氧化钠与氯化铁反应产生氢氧化铁沉淀,将步骤②所得混合物静置,取少量清液于试管中,滴加氯化铁溶液无明显现象,证明过氧碳酸钠与水反应没有氢氧化钠生成。(3)由上述实验可知,过氧碳酸钠与水反应生成碳酸钠和过氧化氢,猜想一正确,过氧碳酸钠和水反应生成碳酸钠和过氧化氢,反应的化学方程式为Na11.1782年,法国化学家拉瓦锡利用高温下水蒸气与铁的反应,制得了一种黑色固体和“易燃空气”。为了进一步探究水的组成,化学兴趣小组的同学对水蒸气与铁的反应产生了兴趣,展开了如下一系列探究。【查阅资料】硫酸铜粉末遇水变蓝色,其原理是CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O。【分析交流】(1)A处玻璃管中灰色铁粉逐渐变黑,B处碱石灰的作用是。(2)装置C中观察到烧杯内壁出现小水珠,从而验证了“易燃空气”为(填化学式)。(3)实验结束后,同学们对装置A中的黑色固体的成分产生了好奇,继续展开探究。【提出问题】玻璃管中的黑色固体成分是什么?查阅资料】①铁粉(黑色)、FeO(黑色)、Fe2O3(红棕色)、Fe3O4(黑色)。②FeO不能被磁铁吸引,Fe和Fe3O4可以被磁铁吸引实验验证】同学们将装置A中的黑色固体放在白纸上,用磁铁反复吸附,观察到黑色固体全部被吸附,得出黑色固体中一定没有,于是同学们对黑色固体的成分作出如下猜想。(4)【作出猜想】猜想一:(5)猜想二:Fe3O4猜想三:Fe、Fe3O4【继续实验】实验步骤实验现象实验结论取少量黑色固体于试管中,加入足量硫酸铜溶液猜想三正确,写出反应的化学方程式:。(6)【反思交流】水蒸气与铁发生反应(选填“能”或“不能”)证明水是一种化合物。【答案】(1)除去水蒸气(2)H2(3)FeO、Fe2O3(4)Fe(5)黑色固体减少,有红色固体析出;Fe+CuS(6)能【解析】(1)B处碱石灰的作用是:除去水蒸气,将得到的气体干燥后点燃;(2)氢气和氧气点燃生成水,装置C中观察到烧杯内壁出现小水珠,从而验证了“易燃空气”为H2;(3)将装置A中的黑色固体放在白纸上,用磁铁反复吸附,观察到黑色固体全部被吸附,得出黑色固体中一定没有FeO、Fe2O3,因为FeO不能被磁铁吸引,Fe2O3是红色固体;(4)黑色固体的成分可能是铁、四氧化三铁、铁和四氧化三铁的混合物三种猜想;(5)取少量黑色固体于试管中,加入足量硫酸铜溶液,观察到黑色固体减少,有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,证明猜想三正确;铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为Fe+CuSO(6)根据化学反应前后元素种类不变,生成物中有氢气,氢气含有氢元素,四氧化三铁中含有氧元素,证明水是由氢元素和氧元素组成的化合物。12.为探究水电解实验最佳条件,某化学小组利用图1装置开展如下研究。[查阅资料]①电解纯水速率较慢,加入氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸钠等电解质增强导电性,加快反应速率。②氢氧化钠、氢氧化钾有较强腐蚀性。③去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水,生产成本较高。[实验1]探究不同电解质对水电解速率的影响往图1水杯中分别加入等量的浓度为12%的碳酸钠、硫酸钠、氢氧化钾和氢氧化钠溶液进行实验,通电相同时间读取并记录数据,重复实验三次,计算氢气产生速率,结果如图3。(1)检查装置气密性:先用燕尾夹夹紧医用软管,再将注射器竖直向下浸入水中如图2,若观察到(填标号)现象,说明气密性良好。(2)由图3判断:影响水电解速率最大的电解质是。从实验效果分析,(填“有”或“没有”)必要使用去离子水进行本实验。(3)[实验2]探究水电解实验中电解质溶液的最佳浓度(以氢氧化钠溶液为例),结果如图4。浓度为的氢氧化钠溶液为最佳电解质溶液。从安全角度考虑,实验过程需戴橡胶手套的原因是。(4)[实验3]将下列电极连接电源负极,探究不同电极材料对水电解速率的影响,测定产生氢气的速率(cm3/s)如表。电极材料铁丝铜丝铁镍合金石墨第1次0.01640.02140.01380.0031第2次0.01590.02070.01500.0027第3次0.01610.02090.01440.0034平均值0.01600.02100.01440.0030本实验条件下,最佳电极材料是。(5)选择电极材料需考虑的因素:电极应与电解质溶液不反应。若用铁作电极,电解质溶液不能用稀硫酸,原因是(用化学方程式解释)。(6)为验证温度也是影响水电解速率的因素,请写出实验方案:。【答案】(1)b(2)氢氧化钠##NaOH;没有(3)18%;氢氧化钠有较强腐蚀性(4)铁镍合金(5)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(6)采用上述实验装置,水杯中分别加入20℃和30℃,等量的浓度为18%氢氧化钠溶液进行实验,通电相同时间读取并记录数据,重复实验三次,计算氢气产生速率【解析】解:如图1探究不同电解质对水电解速率的影响,根据图3分析得出等质量、等浓度的不同电解质能加快水的分解速度,该速度由快到慢的物质是:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠。对比加入碳酸钠时的去离子水和自来水的效果,效果相差不大,所以没有必要使用去离子水进行本实验。(1)检查装置气密性:先用燕尾夹夹紧医用软管,再将注射器竖直向下浸入水中,由于软管中的气体压缩,压强大于大气压,则液面会低于外界液面,即为b。故若观察到水在b处,说明气密性良好。(2)由图3可知,选用氢氧化钠时,产生氢气的速率最大。对比加入碳酸钠时的去离子水和自来水的效果,效果相差不大,没有必要使用去离子水进行本实验。(3)由图4分析可知,氢氧化钠溶液为18%时,产生氢气速率最大;由于氢氧化钠有较强腐蚀性,则实验过程需戴橡胶手套。(4)由表中不同电极材料的实验数据分析可知,选用铜丝时,产生氢气的速率最大,原因是铜的导电性最强。(5)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,故用铁作电极时,电解质溶液不能用稀硫酸。该反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。(6)若想验证温度也是影响水电解速率的因素,实验应该控制单一变量法。气体条件相同时,则变量为温度,该实验方案为:均选用石墨作电极,向等体积不同温度的水中加入等质量、等浓度的氢氧化钠,测定产生氢气的速率。故答案为:采用上述实验装置,水杯中分别加入20℃和30℃,等量的浓度为18%氢氧化钠溶液进行实验,通电相同时间读取并记录数据,重复实验三次,计算氢气产生速率。13.CO是初中化学常见气体,实验室常用HCOOH浓硫酸某同学为了探究CO的还原性,设计如下图所示的实验。根据所学知识回答下列问题。已知:Fe(1)A装置烧瓶中的反应,浓硫酸起作脱水、吸水和作用,为了保证实验的安全和成功,上图中各装置连接顺序(以气流方向)为(用数字表示)。(2)随着反应进行,B装置可观察到红色粉末变黑和的现象。为了探究反应后B装置中黑色粉末的成分,他补充了如下探究:(3)【查阅资料】I.铁的氧化物主要有Fe3O4(黑色)、II.FeO很不稳定,极易与氧气反应生成其他氧化物;III.F【资料分析】由资料推知,黑色固体的成分中(填“有”或“没有”)FeO。(4)【猜测成分】①Fe3O4②Fe【综合】取少许粉末加入稀硫酸,粉末逐渐溶解且有气泡产生,则猜测不成立。为了进一步探究黑色产物成分,请你从定量角度设计实验方案,简述为。【答案】(1)催化;①⑤④②(2)石蕊溶液由紫色变为红色(3)没有(4)①;取56g样品加入足量硫酸溶液充分反应,最后称得溶液的质量增加54g,则是①,如果增加质量大于54g则是③【解析】(1)A装置烧瓶中的反应,浓硫酸起作脱水、吸水和催化作用,为了保证实验的安全和成功,A反应装置之后,先用浓硫酸干燥,再进行一氧化碳性质实验,如图中各装置连接顺序(以气流方向)为①⑤④②③。(2)随着反应进行,B装置可观察到红色粉末变、石蕊溶液变红色的现象。二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸显酸性,能使石蕊变红色。(3)【资料分析】由资料推知,黑色固体的成分中没有FeO,是因为FeO很不稳定,极易与氧气反应生成其他氧化物。(4)【实验探究】取少许粉末加入稀硫酸,粉末逐渐溶解且有气泡产生,是因为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,说明黑色固体中含有铁,则猜测①不成立。为了进一步探究黑色产物成分,可设计实验:取质量为56g的黑色固体,加入足量稀硫酸,完全反应后测定收集的气体体积,结合气体密度计算出气体质量;根据反应的化学方程式计算铁的质量,根据铁的质量与56g比较,如果相等,说明黑色固体是铁,如果不相等,说明黑色固体是铁和四氧化三铁的混合物。14.宋代画家王希孟绘制的《千里江山图》是一幅绢本设色画,为大青绿设色绢本,纵51.5厘米,横1191.5厘米,气势辽阔超凡。其中使用了色彩鲜艳、性质稳定的矿物颜料石青和石绿。某化学兴趣小组对石青和石绿进行了以下探究。【查阅资料】①石青的主要成分是2CuCO3·Cu(OH)2,石绿的主要成分是CuCO3·Cu(OH)2,都可以称为碱式碳酸铜。②碱式碳酸铜的化学式可表示为xCuCO3·yCu(OH)2。(1)任务一探究碱式碳酸铜的化学性质如图所示,取少量2CuCO3·Cu(OH)2粉末于试管中,充分加热后观察到试管中固体变黑,烧杯中溶液变浑浊。试管中发生反应的化学方程式为:2CuCO3⋅Cu(OH)2(2)取少量2CuCO3·Cu(OH)2粉末于试管中,加入足量稀硫酸,观察到固体溶解,产生气泡,生成蓝色溶液,发生反应的化学方程式为。(3)任务二测定碱式碳酸铜的组成为测定某种碱式碳酸铜【化学式可表示为xCuCO3·yCu(OH)2】的组成,利用下图所示装置进行实验。实验装置及主要步骤(夹持仪器已省略,碱石灰能吸收二氧化碳和水,浓硫酸有吸水性,实验中每一步吸收都是完全的)步骤1:连接好装置并检查装置的气密性。步骤2:装入药品。步骤3:打开活塞K,鼓入空气。步骤4:一段时间后关闭活塞K,称量相关装置的质量。步骤5:点燃酒精灯,至装置C中无气泡产生。步骤6:打开活塞K,鼓入空气。步骤7:熄灭酒精灯。步骤8:一段时间后关闭活塞K,称量相关装置的质量。步骤3和步骤6的操作相同,但作用不同。请从减小实验误差的角度,简要分析步骤6的作用。(4)装置E的作用是。(5)若碱式碳酸铜已完全分解,实验后装置C增重4.5g,装置D增重4.4g,则该碱式碳酸铜的化学式可表示为。【答案】(1)3CuO;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(2)CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O(3)将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收,以免因生成气体未被完全吸收造成误差(4)吸收装置D中产生的水(5)2CuCO3·5Cu(OH)2【解析】(1)根据化学反应前后原子种类不变,原子数目不变可分析化学方程式中填入3CuO;二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(2)碱式碳酸铜与稀硫酸反应生成硫酸铜,二氧化碳和水,反应的化学方程式为CuCO3·Cu(OH)2+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O;(3)步骤6中打开活塞k,鼓入空气的作用是:将生成的二氧化碳和水全部压入C、D装置被完全吸收,以免因生成气体未被完全吸收造成误差;(4)装置E中碱石灰的作用是吸收装置D中产生的水;(5)碱式碳酸铜分解的化学方程式为,则xCuCO44xx:y=2:5该碱式碳酸铜的化学式为2CuCO3·5Cu(OH)2。15.科学探究与实践是我们需要不断培养的学科核心素养。实验课上,同学们做了电解水的实验。(1)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液,目的是。(2)某同学在做电解水实验时,错把氯化钠溶液当成硫酸钠溶液加入水中,发现与正极相连的石墨电极上出现黄绿色气体。【提出问题】加入氯化钠的水通电时,石墨电极上分别生成了什么气体?【查阅资料】①氯气(Cl2)是一种黄绿色、有刺激性气味的有毒气体,常温下1体积水里能溶解2体积的氯气;②氯化钠溶液是在水中加入氯化钠固体,溶解后得到的混合物。【提出假设】猜想Ⅰ:氧气和氯气;猜想Ⅱ:氢气和氧气;猜想Ⅲ:氢气和氯气。【设计实验】用如图所示装置来电解氯化钠溶液,并收集两个电极上产生的气体。实验步骤实验现象解释或结论①按照如图装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观察气体颜色试管a收集到黄绿色气体,试管b收集到无色气体猜想错误②用拇指堵住试管b,移近点燃的酒精灯,移开拇指点火听到爆鸣声证明b试管中收集到的气体为,猜想正确(3)【实验结论】氯化钠溶液通电时,氯化钠和水反应除了生成两种气体外,还生成了氢氧化钠,请写出该反应的化学方程式:。(4)【反思与评价】联系电解水的实验,要证明水的组成,你认为在电解水时不可以加氯化钠溶液的原因是。【答案】(1)增强水的导电性(2)II;氢气或H2;III(3)2NaCl+2H2O通电__2NaOH+H2↑+Cl(4)有氯气生成则无法证明水的组成(答案合理即可得分)【解析】(1)电解水时,通常要加入少量氢氧化钠溶液或硫酸钠溶液,目的是增强水的导电性;(2)①按照如图装置,通电一段时间后,用a、b两支试管分别收集两根石墨电极上产生的气体,观察到试管a收集到黄绿色气体,试管b收集到无色气体,证明猜想II错误,因为氢气和氧气都是无色气体;②用拇指堵住试管b,移近点燃的酒精灯,移开拇指点火,听到爆鸣声,证明试管b中收集到的气体是氢气,猜想III正确,因为氢气具有可燃性;(3)氯化钠和水通电生成氢氧化钠,氢气和氯气,反应的化学方程式为2NaCl+2H2O通电__2NaOH+H2↑+Cl(4)证明水的组成,在电解水的实验时不可以加入氯化钠溶液的原因是:有氯气生成则无法证明水的组成。16.“不用火、不用电,只需加入凉水,片刻便能享受美食”,自热食品在一定程度上给人们的生活带来了便利。【查阅资料】①发热包的主要成分为氧化钙、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠。②Ca(OH)③铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO(1)【实验探究一】发热原理取出发热包加入凉水,剧烈反应,放出大量热,产生该现象的化学方程式为。反应结束后,烧杯底部有大量固体,继续加水搅拌,过滤、洗涤、干燥,得到固体混合物。(2)【实验探究二】固体混合物的成分固体混合物的成分可能有:活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙。为进一步探究其成分,某小组同学设计并进行如下实验:实验操作实验现象结论①取少量固体于锥形瓶中,逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止(如图所示)瓶底有黑色固体剩余黑色固体为溶液固体中含有铁粉澄清石灰水变浑浊固体中含有碳酸钙②另取少量固体于试管中,加入足量溶液产生大量气泡固体中含有铝粉,反应的化学方程式是(3)【反思评价】通过以上探究,做出如下反思:A.发热包应密封防潮保存B.能与水混合放出热量的物质均可做发热包的发热材料C.使用后的发热包应包好按照垃圾分类标准投放你认为其中正确的是(填标号)。【答案】(1)CaO+(2)活性炭;变为浅绿色;氢氧化钠;2Al+2NaOH+2(3)AC【解析】(1)氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应的化学方程式为CaO+H(2)取少量固体于锥形瓶中,逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止,观察到瓶底有黑色固体剩余,说明该黑色固体为活性炭;溶液逐渐变为浅绿色,证明固体中含有铁粉;澄清的石灰水变浑浊,证明固体中含有碳酸钙;另取少量固体于试管中,加入足量的氢氧化钠溶液,观察到产生大量气泡,证明固体中含有铝粉,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H(3)A、发热包中的氧化钙会与水发生反应,所以发热宝应该密封防潮保存。答案正确;B、能与水混合放出热量的物质不一定都可作发热包的发热材料,如浓硫酸,氢氧化钠都能与水混合放出热量,但是浓硫酸和氢氧化钠具有强腐蚀性,不能做发热材料。答案错误;C、使用后的发热包包好按照垃圾分类标准投放。答案正确;故答案为:AC。17.【科学探究】随着碳减排研究的深入,人们发现仅对CO2进行简单的捕获和储存并不足以缓解当下环境压力,实现CO(1)从反应速率视角推断,两种直接矿化法中更有优势的是(填“干法”或“湿法”),理由是。湿法矿化时,部分CO2会溶解在水中,发生反应的化学方程式是(2)Ⅰ.探究二氧化碳与水反应·小高同学用图1中实验验证CO2能与水反应,他是通过证明a.反应物被消耗b.有新物质生成其中乙试管的作用是。(3)小明同学采取图2装置探究CO2能与水反应。按如图所示的实验,打开瓶塞,迅速将烧杯中的水倒入瓶中并拧紧瓶塞,振荡,一会后发现软塑料瓶变瘪。由此得出CO2能与水反应的结论。小区同学认为该实验不足以证明(4)Ⅱ.探究蜡烛燃烧的产物如图3所示,用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡,可观察到,证明反应生成了二氧化碳。若将干冷的烧杯罩在火焰上方,观察到,证明反应生成了水。(5)蜡烛在密闭容器内燃烧,同时监测容器内氧气、二氧化碳和水蒸气含量的变化,形成的三条曲线如图4所示,曲线(选填“a”、“b”、“c”)能够说明蜡烛燃烧生成了二氧化碳和水。【答案】(1)湿法;二氧化碳能通入水中,和水的接触面积,比二氧化碳和固体的接触面积大,反应速率更快;C(2)b;对比(3)二氧化碳能溶于水,也会导致气压减小,瓶子变瘪(4)石灰水变浑浊;烧杯内壁有水雾产生(5)b、c【解析】(1)从反应速率视角推断,两种直接矿化法中更有优势的是湿法,理由是二氧化碳和水的接触面积,比二氧化碳和固体的接触面积大,反应速率更快。湿法矿化时,部分CO2会溶解在水中并和水发生反应生成碳酸,其反应的化学方程式为:CO故答案为:湿法;二氧化碳能通入水中和水的接触面积比二氧化碳和固体的接触面积大,反应速率更快;CO(2)小高同学用图1实验,其现象是CO2通入滴有石蕊溶液的水中,石蕊溶液变红,未通入CO2的石蕊溶液没有变红,证明CO2和H2O反应生成了H2CO3,H2CO3使紫色石蕊溶液变红,他是通过证明有新物质生成来实现实验目的,其中乙试管的作用是进行对比,故a不符合题意,b符合题意;故答案为:b;对比;(3)该实验不足以证明CO2能与水反应,主要原因是CO2能溶于水,也会导致气压减小,瓶子变瘪;故答案为:二氧化碳能溶于水,也会导致气压减小,瓶子变瘪;(4)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,注射器内装有澄清石灰水,用注射器在蜡烛外焰部位抽气并振荡,可观察到石灰水变浑浊,证明蜡烛燃烧生成了二氧化碳气体,若将干冷的烧杯罩在火焰上方,观察到烧杯内壁出现水雾,证明蜡烛燃烧生成了水;故答案为:石灰水变浑浊;烧杯内壁有水雾产生;(5)密闭容器内有空气,空气中含有少量的二氧化碳,由于蜡烛燃烧生成二氧化碳和水,所以二氧化碳的和水的浓度会增大,故a不符合题意,b、c符合题意;故答案为:b、c.18.化学实验探究是学习化学的一种方法,也是科学研究的方法之一。(1)探究实验一:维C泡腾片产生的气泡中气体的成分。王亚平在“天宫课堂”中,将泡腾片放入蓝色水球中,失重环境下,泡腾片不断产生气泡,却始终不会离开水球。某研究小组对泡腾片产生的气体非常感兴趣,进行了科学探究,买来了一瓶维C泡腾片(保健药品,主要成分如图1),将它溶于水,有许多气泡产生(如图2)。小华说:该气体可能是CO2、O2、N2。小明说:不可能含有N2,因为。(2)该小组同学通过实验分析认为:该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种。实验编号实验操作实验现象①将气体通入澄清的石灰水中澄清石灰水变浑浊②将带火星的木条伸入该气体中带火星的木条熄灭,没有复燃由上述实验①可知,该气体中一定含有,写出实验①发生反应化学方程式。步骤②的实验现象(填“能”或“不能”)确定该气体中是否含氧气,理由是。(3)探究实验二:小组同学设计如下实验比较蒸馏水、澄清石灰水对二氧化碳的吸收效果。如图1,分别将蒸馏水与澄清石灰水注入装有二氧化碳的烧瓶中,得到装置内压强与时间关系如图2,曲线Ⅰ表示注入蒸馏水后装置内的压强变化:曲线Ⅱ表示注入澄清石灰水后装置内的压强变化。【实验分析与结论】①从图2的实验曲线分析,吸收效果较好的试剂是。②某同学分析图2中曲线Ⅰ可知二氧化碳能与水反应。请问你同意他的推断吗?(填“同意”或“不同意”),理由是。③为了提高实验的准确性,实验中需注意的事项是(写一点)。【答案】(1)反应前后元素的种类不变,反应物中不含氮元素,生成物中不可能有氮气(或违背质量守恒定律等)(2)二氧化碳;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;不能;若生成氧气和二氧化碳的混合物,当氧气含量过低时,带火星的木条也不能复燃(3)澄清石灰水;不同意;可能是二氧化碳与水反应导致的,也可能是二氧化碳溶于水导致的压强减小;保证装置气密性良好【解析】(1)泡腾片的主要成分是维生素C(C6H8O6)、碳酸氢钠(NaHCO3)、柠檬酸(C6H8O7),反应物含有碳、氢、氧、钠四种元素,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中不含氮元素,所以生成物不可能有氮气;故答案为:反应前后元素的种类不变,反应物中不含氮元素,生成物中不可能有氮气(或违背质量守恒定律等);(2)由于二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验①将气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊,说明该气体中一定含有二氧化碳,二氧化碳和石灰水中的溶质氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,其反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;步骤②中将带火星的木条伸入该气体中,带火星的木条熄灭,没有复燃,不能确定气体中是否有氧气,因为通过实验①已经证明气体中一定含有二氧化碳,若生成氧气和二氧化碳的混合物,氧气的含量过低使,由于二氧化碳既不燃烧也不支持燃烧,带火星的木条也不能复燃;故答案为:二氧化碳;Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O;不能;若生成氧气和二氧化碳的混合物,当氧气含量过低时,带火星的木条也不能复燃;(3)①从图2的实验曲线分析可知,注入澄清石灰水比注入蒸馏水的压强变化明显减小,说明澄清石灰水吸收效果更好;②某同学分析图2中曲线Ⅰ注入蒸馏水压强有所下降,但是不能证明二氧化碳能与水反应导致压强减小,也可能是二氧化碳溶于水导致压强减小;③为了提高实验的准确性,实验中要注意的事项是保证装置气密性良好,避免因为装置漏气而造成实验误差;故答案为:①澄清石灰水;②不同意,可能是二氧化碳与水反应导致的,也可能是二氧化碳溶于水导致的压强减小;③保证装置气密性良好。19.屠呦呦因为发现治疗疟疾的药物青蒿素(C15H22O5)获得了诺贝尔奖,也获得了国家最高科学技术奖。某研究小组的同学学习了屠呦呦的事迹后,对验证青蒿素的组成产生了浓厚兴趣。【提出问题】如何通过实验验证青蒿素的组成元素?【查阅资料】青
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