专题21化学实验（解析版）

浙江中考科学试题专题21化学实验三年真题篇一．实验探究题（共21小题）1．（2022•台州）在研究酸和碱之间发生的反应时，把稀盐酸滴入氢氧化钡溶液中，得到无色溶液A。无色溶液A中除了氯化钡还有什么？某同学进行了如下实验：实验一实验二猜想可能还有盐酸可能还有氢氧化钡实验过程在试管中加入2～3颗锌粒，再滴加少量无色溶液A在试管中加入少量无色溶液A，再滴加2～3滴氯化铁溶液实验现象无气泡产生有②色沉淀产生实验结论无色溶液A不含①无色溶液A会有氯化钡和氢氧化钡（1）请把表格内容填写完整：①盐酸②红褐。（2）该同学为了从无色溶液A中得到纯净的氯化钡晶体，请你帮他写出合理的方法：加入过量的稀盐酸，充分反应后蒸发结晶。【解答】解：（1）在试管中加入2～3颗锌粒，再滴加少量无色溶液A，无气泡产生，则说明无色溶液A不含盐酸。在试管中加入少量无色溶液A，再滴加2～3滴氯化铁溶液，氯化铁能与氢氧化钡溶液反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钡，氢氧化铁沉淀为红褐色沉淀。（2）无色溶液A含有氢氧化钡，该同学为了从无色溶液A中得到纯净的氯化钡晶体，要将氢氧化钡除去，氢氧化钡能与过量的稀盐酸反应生成氯化钡和水，充分反应后蒸发结晶，能得到纯净的氯化钡晶体。故答案为：（1）盐酸；红褐；（2）加入过量的稀盐酸，充分反应后蒸发结晶。2．（2022•湖州）小越在做“碱和盐的性质”实验时，将氢氧化钠溶液加入到氯化钙溶液中，观察到有白色沉淀产生。白色沉淀是怎么产生的呢？小陈认为，是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应，生成了碳酸钙沉淀。小越猜想：除了这种可能性外，还可能是氢氧化钠与氯化钙交换成分，生成氢氧化钙和氯化钠，由于氢氧化钙溶解度较小，从溶液中析出，产生白色沉淀。为了检验小越的猜想，小陈设计了如下实验：取小越实验所用的氢氧化钠溶液，加入过量的氯化钡溶液，静置后取上层液体加入氯化钙溶液，产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许，加水后沉淀溶解，再向其中通入二氧化碳气体，观察到产生白色沉淀。（1）久置的氢氧化钠溶液变质的原因是CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O（用化学方程式表示）。（2）小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是排除碳酸钠的干扰。（3）小越的猜想经检验是正确（选填“正确”或“错误”）的。【解答】解：（1）久置的氢氧化钠溶液变质，是因为氢氧化钠能与空气的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O。（2）小陈认为，是氢氧化钠溶液变质产生的碳酸钠与氯化钙溶液反应，生成了碳酸钙沉淀，小陈在氢氧化钠溶液中加入过量的氯化钡溶液的目的是排除碳酸钠的干扰。（3）取小越实验所用的氢氧化钠溶液，加入过量的氯化钡溶液，静置后取上层液体加入氯化钙溶液，产生了白色沉淀。取该白色沉淀少许，加水后沉淀溶解，说明沉淀不是碳酸钙，再向其中通入二氧化碳气体，观察到产生白色沉淀，说明沉淀是氢氧化钙，则小越的猜想经检验是正确的。故答案为：（1）CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O；（2）排除碳酸钠的干扰；（3）正确。3．（2022•杭州）同学们用4%的NaOH溶液和8%的CuSO4溶液制备Cu（OH）2，有同学并未得到预期的蓝色沉淀，而是得到浅绿色沉淀（经测定为碱式硫酸铜）：还有同学观察到一段时间后蓝色沉淀中出现黑色物质（经测定为氧化铜）。针对这些异常现象，小金在室温下进行了以下探究：探究1：生成沉淀颜色与反应物的质量比的关系两种溶液取用的质量及实验现象如表所示（两种溶液混合后充分振荡试管）编号4%的NaOH溶液的质量/g8%的CuSO4溶液的质量/g沉淀颜色出现黑色物质所等待的时间/min①22浅绿色不出现②4待填蓝色中混有浅绿色5③62蓝色3（1）根据探究目的及相关实验现象，②中8%的CuSO4，溶液的质量应为2g（选填“2”“4”或“6”）。（2）③中生成蓝色沉淀的化学方程式为CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4。探究2：Cu（OH）2分解难易与溶液碱性强弱的关系按探究1中③的方法制备5份含蓝色沉淀的混合物，处理方式和实验结果如表所示：编号①②③④⑤处理方式不做处理直接向试管中加8mL水直接向试管中加16mL水滤出蓝色沉淀，洗涤至中性后放入洁净试管，加8mL水滤出蓝色沉淀，洗涤至中性后放入洁净试管，加8mL4%的Na2SO4溶液出现黑色物质所等待的时间/min31117不出现不出现（3）判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是取适量洗涤液于试管中，滴加酚酞试液，酚酞试液不变色，说明洗涤液显中性。（4）分析实验结果，可得出Cu（OH）2分解难易与溶液碱性强弱的关系是碱性越强，氢氧化铜越容易分解。【解答】解：（1）根据探究目的及相关实验现象，为了进行对比，②中8%的CuSO4，溶液的质量应为2g。故答案为：2。（2）③中生成蓝色沉淀，是因为氢氧化钠和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜和硫酸钠，反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4。故答案为：CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4。（3）判断④中的蓝色沉淀已洗涤至中性的操作是取适量洗涤液于试管中，滴加酚酞试液，酚酞试液不变色，说明洗涤液显中性。故答案为：取适量洗涤液于试管中，滴加酚酞试液，酚酞试液不变色，说明洗涤液显中性。（4）分析实验结果可知，①②③中溶液碱性依次减弱，出现黑色物质所等待的时间依次增加，可得出Cu（OH）2分解难易与溶液碱性强弱的关系是碱性越强，氢氧化铜越容易分解。故答案为：碱性越强，氢氧化铜越容易分解。4．（2022•宁波）久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数，同学们提出了两种实验方法：物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。化学方法：取一定质量的镁带，与足量的稀硫酸反应，根据测得生成气体的体积计算金属镁的质量分数。（1）经讨论，同学们否定了物理方法。理由是：打磨过程中可能会除去部分镁。（2）常温常压下氢气密度已知，因此大家认为化学方法可行。（老师提示：镁与稀硫酸反应放热；灰黑色固体除了氧化镁之外，还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3•Mg（OH）2】，它与酸反应会产生CO2气体；碱石灰是CaO和NaOH的混合物）同学们从下列装置中选择合适的装置，组装并进行实验。①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器（未画出），该仪器是量筒。②完成该实验应选择的装置为ABC（填字母）。③结合实验方法和选择的装置分析，会造成实验结果不准确的是ABC。A．加入稀硫酸不足，镁带有剩余B．装置气密性不好C．反应结束，立即读数【解答】解：（1）物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数，否定了物理方法。理由是：打磨过程中可能会除去部分镁；（2）①测量体积的仪器是量筒；②镁带与硫酸反应是固液不加热型，用A做发生装置，由于灰黑色固体除了氧化镁之外，还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3•Mg（OH）2】，它与酸反应会产生CO2气体，故可用碱石灰吸收二氧化碳，选B，用装置C收集氢气，氢气密度比水小，难溶于水，从短管进入，水从长管排出到量筒，量筒内水的体积即为生成氢气体积，故完成该实验应选择的装置为ABC；③A．加入稀硫酸不足，镁带有剩余，金属镁的质量分数偏小，会造成实验结果不准确；B．装置气密性不好，氢气体积不准确，求得镁质量不准确，会造成实验结果不准确；C．镁与稀硫酸反应放热，反应结束，立即读数，氢气体积偏大，会造成实验结果不准确；故选：ABC。故答案为：（1）可能会除去部分镁；（2）①量筒；②ABC；③ABC。5．（2022•金华）同学们在学习碱的化学性质时，进行了如图所示的实验。实验结束后，将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中，发现烧杯底部有白色沉淀，上层清液呈红色。【提出问题】烧杯D中上层清液含有哪些溶质（除指示剂外）？【分析讨论】小组讨论后认为，确定反应后物质成分的思维路径：①考虑反应物用量的不同；②抓住化学反应的本质，即微粒的重组。某小组同学分析过程笔记如下：【初步结论】（1）通过分析确定：烧杯D上层清液中肯定不含H+，肯定含有Na+、Cl﹣。判断一定含有Na+、Cl﹣的依据是Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应，肯定存在；【实验探究】小组按如下方案进行实验探究实验实验内容实验现象实验结论Ⅰ取少量上层清液于试管中，加入过量碳酸钠溶液，静置无沉淀，溶液呈红色肯定没有Ca2+Ⅱ取少量上层清液于试管中，加入过量“？”溶液，静置有白色沉淀，溶液呈红色肯定有OH﹣、CO32﹣（2）根据实验Ⅰ可以初步推断：上层清液中溶质（除指示剂外）所有可能的组成①NaCl、NaOH；②NaCl、Na2CO3；③NaCl、NaOH、Na2CO3（用化学式表示）；（3）实验Ⅱ中应加入过量的氯化钡或氯化钙或硝酸钡或碳酸钙溶液。【实验结论】烧杯D中上层清液的溶质有指示剂、氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠。【解答】解：（1）A中氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，反应实质是氢离子和氢氧根离子生成水分子，Na+、Cl﹣没有参加反应，实验结束后，将A、B、C三个实验的废液倒入同一个干净烧杯D中，氯化钠没有与其它物质反应，即Na+、Cl﹣没有参加反应；判断一定含有Na+、Cl﹣的依据是Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应，肯定存在；（2）钙离子与碳酸根离子反应生成碳酸钙沉淀，故取少量上层清液于试管中，加入过量碳酸钠溶液，静置，没有沉淀，则肯定没有Ca2+，溶液呈红色，可能有碳酸钠和氢氧化钠中的一种或两种，故根据实验Ⅰ可以初步推断：上层清液中溶质（除指示剂外）所有可能的组成①NaCl、NaOH；②NaCl、Na2CO3；③NaCl、NaOH、Na2CO3；（3）由实验结论有OH﹣、CO32﹣，碳酸根与钙离子或钡离子反应生成白色沉淀，故取少量上层清液于试管中，加入过量氯化钡溶液或氯化钙溶液或硝酸钡溶液或碳酸钙溶液，生成白色沉淀，证明有碳酸根，由于所加溶液过量，可除尽碳酸根离子，溶液显红色，证明有氢氧根离子。故答案为：（1）Na+、Cl﹣在整个过程中没有参加反应，肯定存在；（2）①NaCl、NaOH；②NaCl、Na2CO3；③NaCl、NaOH、Na2CO3；（3）氯化钡或氯化钙或硝酸钡或碳酸钙。6．（2022•金华）某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。【实验原理】CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑【发生装置】（1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取CO2气体的是：B或C（填字母）【实验探究】探究Ⅰ.影响因素探究在制取CO2气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示实验组别甲乙丙丁大理石的质量/g、颗粒大小m块状m块状m粉末状m粉末状盐酸的体积/mL、浓度V稀盐酸V浓盐酸V稀盐酸V浓盐酸（2）若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与乙（选填实验组别）进行对照。探究Ⅱ.性质探究做CO2与NaOH溶液发生反应的验证实验时，同学们将NaOH溶液加入到充满CO2气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到CO2与NaOH发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是CO2气体溶于水导致气压减小。为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满CO2气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和NaOH溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出CO2气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时CO2与NaOH也发生了化学反应的结论。（3）结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明CO2与NaOH发生了化学反应的证据B曲线明显低于A曲线。【拓展提高】小组同学完成某石灰石样品中CaCO3的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的CO2质量，再根据CO2的质量求出样品中CaCO3的质量分数。小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：①先通一段时间的空气②称量D装置的质量为m1③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞④再次通空气一段时间⑤再次称量D装置的质量为m2（4）有同学指出实验步骤③操作明显不合理，你认为该同学的理由是未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。【解答】解：（1）反应物为固液混合物，不需要加热，故选B或C为发生装置；故答案为：B或C。（2）实验变量为盐酸浓度，所以选择变量只有盐酸浓度的实验组，故选甲和乙；故答案为：乙。（3）B曲线明显低于A曲线，说明氢氧化钠与二氧化碳发生了反应，才可以出现此现象；故答案为：B曲线明显低于A曲线。（4）反应有气体生成，需要保证装置气密性，若不及时关闭活塞开关，气体从分液漏斗逸出，导致实验结果出现误差；故答案为：未及时关闭活塞可能导致产生的二氧化碳从分液漏斗逸出。7．（2022•嘉兴）小舟选用白磷、锥形瓶、气球、天平等药品和器材，探究化学反应中物质质量的变化规律，装置如图。【实验思路】先确认化学反应已经发生，再比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等。【实验步骤】Ⅰ.锥形瓶内装入白磷，塞紧瓶塞放在天平托盘上，调节平衡；Ⅱ.取下锥形瓶，将瓶塞上的铁丝在酒精灯上烧红后，接触引燃白磷，并立即塞紧瓶塞；Ⅲ.待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡。【实验结论】参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和。【交流反思】（1）要确认化学反应已经发生，本实验中观察到的现象是白磷燃烧，产生大量的白烟。（2）反应结束后，若白磷有剩余，你认为是否仍能得出述结论，并请说明理由。能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变。【解答】解：【实验步骤】验证质量守恒定律，要比较反应物的质量总和和生成物的质量总和是否相等，故待反应结束冷却后，将锥形瓶放回天平托盘上，观察天平是否平衡。【交流反思】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟。（2）反应结束后，若白磷有剩余，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变，仍能得出述结论。故答案为：【实验步骤】天平是否平衡；【交流反思】（1）白磷燃烧，产生大量的白烟；（2）能，剩余白磷未参加反应，反应前后质量不变。8．（2022•丽水）小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：【提出问题】足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么？【查阅资料】氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成Mg（NO3）2和HCl。【建立假设】假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁；……【进行实验】将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：序号实验操作实验现象实验结论实验一取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡固体不溶解假设1不成立实验二取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡固体溶解假设2不成立往上述溶液中滴加硝酸银溶液产生白色沉淀【评价交流】小丽认为该灰白色固体一定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素。【继续探究】……【解答】【进行实验】实验一：氯化镁溶于水，取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡固体不溶解，说明白色固体不是未溶解的氯化镁，故假设1不成立；故答案为：不成立；实验二：假设2不成立，说明白色固体不是氢氧化镁，取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡，固体溶解，说明固体可能是碱式氯化镁，或碱式氯化镁和氢氧化镁的混合物，根据碱式氯化镁[Mg（OH）Cl]难溶于水，但能与稀硝酸反应，生成Mg（NO3）2和HCl，故往上述溶液中滴加硝酸银溶液，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，因此可以观察到的现象为产生白色沉淀；故答案为：产生白色沉淀；【评价交流】通过以上探究，只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素，因此上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁；故答案为：只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素。9．（2021•衢州）为测定石灰石样品中碳酸钙含量，某小组同学在一定质量的样品中加入足量稀盐酸，利用生成CO2的质量来测定（忽略稀盐酸挥发的影响）。（1）小科用图甲装置实验，通过测定反应前后D装置质量的变化来得到CO2质量。为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入浓硫酸（填试剂名称）。（2）小明用图乙装置实验，通过测定反应前后装置总质量的变化来得到CO2质量。他用碱石灰做干燥剂，请判断这种做法是否合理并说明理由不合理，是因为碱石灰也能够吸收二氧化碳。（3）实验时。正确选择干燥剂后，两装置均可通过左侧导管鼓入某种气体一段时间，来进一步减小误差。下列操作可行的是ACD。选项实验装置反应开始前鼓入的气体反应结束后鼓入的气体A甲氮气氮气B甲干燥空气干燥空气C乙氮气氮气D乙干燥空气干燥空气【解答】解：（1）为了避免水蒸气对实验的影响，使测量结果更准确，装置C中应装入浓硫酸，是因为浓硫酸能够吸收水蒸气，不能吸收二氧化碳。故填：浓硫酸。（2）小明的做法不合理，是因为碱石灰也能够吸收二氧化碳。故填：不合理，是因为碱石灰也能够吸收二氧化碳。（3）A、甲装置反应前后鼓入氮气，能使生成的二氧化碳全部被D装置吸收，实验结果更准确，该选项可行；B、甲装置不能鼓入干燥空气，是因为干燥空气中含有二氧化碳，影响实验结果，该选项不可行；C、乙装置反应前后鼓入氮气，能使生成的二氧化碳全部逸出，实验结果更准确，该选项可行；D、正确选择干燥剂后，乙装置反应前后鼓入干燥空气，能使生成的二氧化碳全部逸出，实验结果更准确，该选项可行。故填：ACD。10．（2021•衢州）钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.125﹣0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：步骤一：取3个50mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。步骤二：称取3团等质量的钢丝棉（每团体积约为6cm3），A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙注射器中。步骤三：移动活塞，使它们均处于46mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔（如图所示）。步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如表。5分钟20分钟1小时5小时甲无现象无现象无现象无现象乙出现少许锈斑，活塞未明显移动出现明显锈斑，活塞移动少许锈斑增多，活塞移动明显锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处丙出现明显锈斑，活塞移动少许锈斑增多，活塞移动明显锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处锈蚀严重，活塞处于39mL刻度处（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到活塞回到原处，则气密性良好。（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：氯化钠可以加速铁制品锈蚀。（3）钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为17.5%。【解答】解：（1）检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到活塞回到原处，则气密性良好。故填：活塞回到原处。（2）比较乙、丙实验现象得到的结论：氯化钠可以加速铁制品锈蚀。故填：氯化钠可以加速铁制品锈蚀。（3）空气中氧气的体积分数为：46mL−39mL46mL−6mL×100%＝故填：17.5%。11．（2021•台州）某同学对收集满二氧化碳气体的集气瓶需要正放的必要性进行了探究。实验步骤如下：①将有底的空纸筒盖上硬纸板，在电子秤上称得质量为5.39克；②将该纸筒先后两次收集满二氧化碳气体，盖上硬纸板，分别正放、倒放在电子秤上，如图甲和图乙，观察并记录读数变化；③将两次的读数变化绘制成图丙，并得出结论。回答下列问题：（1）检验二氧化碳收集满的操作是燃着的木条置于纸筒口，木条熄灭，则已集满。（2）纸筒正放时，电子秤读数变小的原因是二氧化碳密度比空气大，通过小孔扩散到空气中。（3）结合图丙推测，若纸筒内收集满的是氢气，请在图丁中画出纸筒正放、倒放时电子秤读数随时间的大致变化情况并标注。（纸筒收集满氢气后的质量为5.30克）【解答】解：（1）二氧化碳不支持燃烧，所以将燃着的木条置于纸筒口，观察木条是否熄灭，判断是否集满；故答案为：燃着的木条置于纸筒口，木条熄灭，则已集满。（2）纸筒有小孔，二氧化碳会逸出到空气中，造成内部二氧化碳减少，而二氧化碳密度比空气大，所以逸出二氧化碳比进入空气质量大，因此造成质量减少；故答案为：二氧化碳密度比空气大，通过小孔扩散到空气中。（3）氢气密度比空气小，氢气逸出到空气中，空气进入纸筒，纸筒质量会增加，最终质量为5.39g，正放时，氢气从小孔逸出快，质量增加的快，倒放时氢气在上部聚集，小孔在下部，质量增加速度慢，所以正放是曲线斜率大于倒放时的斜率，所以曲线为；故答案为：。12．（2021•杭州）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将200mL注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是通入氢气。（2）装置末端连接的气球的作用是收集尾气，并能防止空气中水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验。（3）实验过程中，当观察到U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末变为蓝色现象时可判断一定有产物水生成。（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为45a（用含有【解答】解：（1）氢气还原氧化铜时，要先通氢气排净空气防止爆炸，所以在点燃酒精灯加热前的操作是通入氢气；（2）气球能收集尾气，并能防止空气中水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验；（3）水能使无水硫酸铜由白色变为蓝色，所以当观察到U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末变为蓝色，说明一定有产物水生成；（4）氢气与氧化铜完全反应，生成的固体物质只有铜H2+CuO△¯Cu+H28064a克b克根据：8064=a克故答案为：（1）通入氢气；（2）收集尾气，并能防止空气中水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验；（3）U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末变为蓝色；（4）4513．（2021•金华）科学学习小组同学在完成盐酸除铁锈实验时，发现生锈的铁钉表面有气泡生成。同学们对此现象感到很好奇，针对“气体是由什么反应生成的”这一问题，设计实验进行探究。【设计实验】小组同学经过认真分析思考，提出了自己的假设，并设计了图甲所示的实验A和B进行探究。实验时，观察到试管A中有气泡，试管B中没有气泡，从而验证了自己的假设是成立的。（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是气体是由铁和稀盐酸反应生成的；（2）小金同学认为图甲实验A和B对照设置不够严谨，溶液中的水可能会对气体生成产生影响。于是在图甲实验基础上补充设计了如图乙对照实验C和D。但小科同学认为对照实验D的设置没有必要，他提出这一观点的理由是稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡；【反思提高】设置对照实验首要问题是找准找全影响因素，通过控制变量，来进行对照实验的设置，实现对照实验组设置的有效性和完整性。【迁移应用】一次课外实验的意外现象：镁条放入Na2CO3溶液中，快速产生气泡。请结合设置对照实验的思想，完成“气体是由什么反应生成的”问题探究。【实验探究】查阅资料：①镁能与水缓慢反应生成氢气；②Na2CO3溶液呈碱性，其溶液中除了Na+、CO32﹣、水分子外，还有OH﹣。小组同学设计了如图丙对照实验E、F和G。（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液，x溶液进行实验，一段时间后、观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多。从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x溶液”应该是氢氧化钠溶液。（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是碳酸根离子。【解答】解：（1）小组同学设计图甲所示实验基于的假设是气体是由铁和稀盐酸反应生成的。故填：气体是由铁和稀盐酸反应生成的。（2）对照实验D的设置没有必要，提出这一观点的理由是稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡。故填：稀盐酸中含有水，而铁锈在稀盐酸中不产生气泡。（3）往镁条中分别加入等量的水、Na2CO3溶液，x溶液进行实验，一段时间后、观察到试管E、G中有气体产生，但缓慢且少，试管F中产生气体既快又多，从对照实验设置的角度分析，实验G所加“x溶液”应该是氢氧化钠溶液，是因为氢氧化钠溶液显碱性，并且含有钠离子和氢氧根离子，便于对比。故填：氢氧化钠溶液。（4）分析图丙实验可知，镁条放入Na2CO3溶液中，气体是由镁与水反应生成的。试管F中快速产生气体，是因为Na2CO3溶液中存在能促进镁与水反应的离子，该离子是碳酸根离子。故填：碳酸根离子。14．（2021•嘉兴）小嘉用H2O2溶液制取氧气时，在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2，再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢？查阅资料发现：在不加入水时，若注入H2O2溶液速度过快，反应会过于剧烈而引发事故。【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢？【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度，从而减缓反应速度。【实验方案】他利用如图装置，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，观察并比较。【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度，使反应速度变慢。【交流反思】（1）为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的速度相同。（2）判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集到氧气的体积。【继续探究】针对提出的问题，他又利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是降低温度，可以减缓反应的速率。【解答】解：（1）除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，在相同条件下，分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验，为了更好地比较反应的快慢，需控制三次实验中滴加H2O2溶液的速度相同。（2）图中实验，用量筒收集生成的氧气，判断产生氧气的速度时，可以通过观察产生气泡的快慢，还可以比较相同时间内收集到氧气的体积。（3）利用如图装置，用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验，控制的变量是温度不同，进行该实验所基于的假设是降低温度，可以减缓反应的速率。故答案为：（1）速度；（2）相同时间内收集到氧气的体积；（3）降低温度，可以减缓反应的速率。15．（2021•丽水）建构合理的思维模型，既能促进深度学习，又能提高思维品质。小科建构了“两组份混合物含量测定”的思维模型：运用该模型对教材中“测定空气中氧气含量”的实验进行了再探究：忽略含量很低的其它物质，空气可以看成由氮气和氧气组成的两组份混合物。【探究一】根据沸点低的组份先汽化的性质，测定混合物中某组份的含量。（1）将空气转变为液态空气，液氮先汽化。从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；【探究二】根据混合物中某组份发生化学反应，测定混合物中某组份的含量。（2）按图甲装置测定空气中氧气含量时，止水夹最合理的打开时间是冷却到室温时（填“反应刚结束时”或“冷却到室温时”）；【交流评价】（3）已知：在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应。小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，规范操作后，测得的氧气含量将偏小（填“偏大”、“偏小”或“不变”）；【继续探究】（4）运用上述思维模型，小科又设计了图乙的实验装置，其“测定空气中氧气含量”的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。【解答】解：（1）将空气转变为液态空气，液氮的沸点低先汽化，从混合物中分离出来，并没有转化为新的物质，因此从建模角度分析，该操作属于上述思维模型中的分离转移；故填：分离转移；（2）为了使测量结果更准确，装置内的压强差最大，因此在步骤⑤中应等集气瓶冷却至室温后才打开止水夹；故填：冷却到室温时；（3）从题目中所给的信息，小科用足量木炭替换红磷，等体积氢氧化钠浓溶液替换集气瓶中的水，是通过碳与氧气反应生成二氧化碳，然后用氢氧化钠溶液吸收生成的二氧化碳，从而达到测定空气中氧气含量的目的，但木炭燃烧过程中随着反应的进行，氧气越来越少，在氧气不充足时，碳与氧气反应生成一氧化碳，一氧化碳不溶于水且不与碱反应，因此生成的气体不能被全部吸收，故测得的氧气含量将偏小；故填：偏小；（4）图乙装置中，测定空气中氧气含量的原理是铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量；故填：铜和装置中的氧气反应，生成氧化铜固体，装置内的气体冷却到室温时注射器内减少的体积即为装置内氧气的体积，氧气的体积与反应前装置内的总体积之比即为氧气的含量。16．（2020•衢州）在研究碱的性质时，向充满CO2的矿泉水瓶里加入少量Ca（OH）2溶液，拧紧瓶盖并振荡，瓶变瘪，但溶液中并未出现浑浊，那么Ca（OH）2溶液是否与CO2反应呢？于是同学们进行了猜想和实验：猜想一：Ca（OH）2溶液与CO2不反应，是CO2溶于水导致瓶内气压变小而变瘪。猜想二：Ca（OH）2溶液与CO2反应，生成了可溶性物质。实验步骤与操作实验现象与结果结论一1．取2个相同的软塑料瓶，分别集满CO2气体，编号为A、B．两瓶内气体无色透明，瓶子形状正常。Ca（OH）2溶液与CO2发生了化学反应。2．分别向A、B两瓶中加入等量的饱和Ca（OH）2溶液和？，立即拧紧瓶盖并振荡。两瓶内液体未出现浑浊；两瓶均变瘪，A瓶变瘪程度更大。二1．测出反应前Ca（OH）2溶液的pH．大于7．2．测出反应后A瓶内液体的pH．小于7．（1）将表中“？”处的内容补充完整：蒸馏水。（2）能判断“Ca（OH）2溶液与CO2发生化学反应”的依据：A、B两瓶均变瘪，且A瓶的变瘪程度更大（或氢氧化钙溶液与二氧化碳混合后，溶液的pH变小）。（3）查阅资料得知：A瓶中未出现浑浊是因为过量的CO2与H2O和CaCO3反应生成可溶性的Ca（HCO3）2．有人提出，只要利用现有装置和试剂，对实验一稍作补充或改进就能观察到浑浊现象、请简要说明你的做法：将足量的饱和氢氧化钙溶液加入集满二氧化碳的塑料瓶中（或继续向A瓶内加入足量的饱和澄清石灰水）。【解答】解：（1）要证明，Ca（OH）2溶液与CO2发生了化学反应，而不是二氧化碳溶于水造成的，可在A、B两瓶中加入等量的饱和Ca（OH）2溶液和蒸馏水，振荡后，通过观察塑料瓶的变瘪程度来分析判断；故填：蒸馏水；（2）在实验一中，观察到A、B两瓶均变瘪，且A瓶的变瘪程度更大；实验二中，氢氧化钙溶液与二氧化碳混合后，溶液的pH变小均可证明“Ca（OH）2溶液与CO2发生化学反应”；故填：A、B两瓶均变瘪，且A瓶的变瘪程度更大（或氢氧化钙溶液与二氧化碳混合后，溶液的pH变小）；（3）根据实验目的可设计如下实验：将足量的饱和氢氧化钙溶液加入集满二氧化碳的塑料瓶中或继续向A瓶内加入足量的饱和澄清石灰水即可观察到浑浊现象；故填：将足量的饱和氢氧化钙溶液加入集满二氧化碳的塑料瓶中（或继续向A瓶内加入足量的饱和澄清石灰水）。17．（2020•绍兴）做酸碱实验时，小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中（如图），发现一直无明显现象，突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程，过程如下：（已知BaCl2溶液呈中性）【建立猜想】①氢氧化钡过量②盐酸过量③恰好完全反应【实验设计】步骤一：取少量反应后的溶液于试管中，滴入几滴无色酚酞试液，溶液不变色，得出猜想①错误。步骤二：继续探究实验方案实验操作实验现象实验结论Ⅰ重新取样，滴加少量AgNO3溶液白色沉淀猜想②正确Ⅱ重新取样，滴加足量Na2CO3溶液产生气泡猜想②正确白色沉淀猜想③正确（1）对方案Ⅰ的结论进行评价：不正确，反应生成的氯化钡也能和硝酸银反应生成白色沉淀。（2）表格空白处的实验现象是：产生气泡。【表达交流】为确定猜想②是否正确，还可以选择的试剂有AC。A．紫色石蕊试液B．铜片C．铁锈【解答】解：【建立猜想】①氢氧化钡过量②盐酸过量③恰好完全反应。故填：恰好完全反应。【实验设计】重新取样，滴加少量AgNO3溶液，产生白色沉淀，是因为氯离子和银离子结合生成白色沉淀氯化银；重新取样，滴加足量Na2CO3溶液，产生气泡，是因为盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，说明溶液中含有盐酸，实验过程如下所示：实验方案实验操作实验现象实验结论Ⅰ重新取样，滴加少量AgNO3溶液白色沉淀猜想②正确Ⅱ重新取样，滴加足量Na2CO3溶液产生气泡猜想②正确白色沉淀猜想③正确（1）方案Ⅰ的结论不正确，反应生成的氯化钡也能和硝酸银反应生成白色沉淀。故填：不正确，反应生成的氯化钡也能和硝酸银反应生成白色沉淀。（2）表格空白处的实验现象是：产生气泡，是因为盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。故填：产生气泡。【表达交流】A．紫色石蕊试液遇到显酸性溶液变红色，如果溶液中含有盐酸，滴加石蕊试液时溶液变红色，因此可以用石蕊试液检验；B．铜片不能和稀盐酸反应，因此不能用铜片检验；C．铁锈主要成分是氧化铁，氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，过程中固体溶解，溶液由无色变黄色，因此可以用铁锈检验。故填：AC。18．（2020•舟山）为提高测定空气中氧气含量实验的精确度，科学兴趣小组对课本实验进行了创新改进。【实验步骤】①取一根玻璃管，用橡皮塞将一端密封；②将食品脱氧剂粉末迅速装入玻璃管，立即向管口注入一滴水将玻璃管密封，水滴的下端标为A．弹动玻璃管使脱氧剂粉末分布均匀且紧密，脱氧剂的上端标为O，如图甲所示；③水平滚动玻璃管，使食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中，静置至水滴不再移动时，水滴的右端标为B，如图乙所示；④用刻度尺测量出AO段和AB段的长度，并计算出AB与AO的比值，将数据记录在表格中；⑤洗涤、干燥实验装置，重复上述实验。实验次数AO/mmAB/mmAB/AO1523.5109.50.20922525.5110.00.20933527.0110.50.2097【得出结论】根据表格中的实验数据，可知空气中氧气含量为20.94%。（用百分数表示）【思考讨论】①实验步骤③中，将食品脱氧剂粉末平铺在玻璃管中的目的是增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收。②实验步骤②中，如果玻璃管内的脱氧剂粉末分布不够紧密，会使实验结果偏大，其原因是粉末分布不紧密会使空气混入粉末缝隙内，造成初始气体体积变小，当实验结束时，粉末紧密分布，使吸收气体的体积变大，导致最终测试结果偏大。【解答】解：【得出结论】根据上述实验结果，计算三次平均值，即可求出空气中氧气的含量，所以氧气含量=0.2092+0.2093+0.2097故答案为：20.94%。【思考讨论】①粉末平铺后，增加了粉末与气体的接触面积，利用脱氧剂与氧气充分接触，保证反应充分进行，使测试结果更为准确；故答案为：增大接触面积，使氧气被脱氧剂粉末充分吸收。②粉末不够紧密，造成内部存在间隙，使得初始气体体积变小造成AO段变小，但空气的总体积相等，所以当实验结束时，消耗的氧气体积相等（即AB段不变），那么AB比AO变大，测试结果偏大；故答案为：脱氧剂粉末分布不够紧密，造成AO段变小，但空气的总体积相等，所以当实验结束时，消耗的氧气体积相等（即AB段不变），那么AB比AO变大。19．（2020•温州）小明和兴趣小组同学利用铁与硫酸铜溶液反应，比较铁与铜的活动性强弱，发现铁丝表面有红色物质析出，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色，但有时会出现溶液颜色变为淡黄绿色或淡蓝色，甚至无明显变化的异常现象。（1）针对上述异常现象，他们认为可能是溶液浓度或反应时间不同导致。为进一步探究此问题，请你设计实验方案并写出实验步骤①将质量分数为16%的硫酸铜溶液稀释成4%、8%、12%的硫酸铜溶液备用；②取四支试管分别装入5mL4%、8%、12%、16%的硫酸铜溶液，然后在相同实验条件下，将4根大小相同的铁丝同时放入4支试管内；③在20分钟内观察试管内溶液颜色变化，每2分钟记录一次颜色变化情况；④比较不同浓度的硫酸铜溶液，在相同时间内溶液的颜色变化，同时比较同一浓度硫酸铜溶液在不同时间的颜色变化，得出溶液浓度和反应时间对溶液颜色变化的影响。。建议：①实验可设计4～5组；②实验时每支试管取用硫酸铜溶液5毫升；③每次实验总时间为20分钟。实验室提供铁丝、质量分数为16%的硫酸铜溶液、蒸馏水及其它实验所需的仪器。（2）列举一个因反应物浓度不同导致实验现象不同的例子，写出反应物及现象铁在空气中无法点燃，铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，并放出热量。【解答】解：（1）探究浓度对溶液颜色变化的影响，可以从改变浓度这一变量的角度进行实验设计，配制不同浓度的硫酸铜溶液，加入相同铁丝，记录其不同浓度下颜色变化，另外探究时间对溶液颜色变化的影响时，选定某一浓度下的溶液，加入铁丝后，记录不同时间的颜色变化，从而得出溶液浓度和反应时间的影响结论；故答案为：①将质量分数为16%的硫酸铜溶液稀释成4%、8%、12%的硫酸铜溶液备用；②取四支试管分别装入5mL4%、8%、12%、16%的硫酸铜溶液，然后在相同实验条件下，将4根大小相同的铁丝同时放入4支试管内；③在20分钟内观察试管内溶液颜色变化，每2分钟记录一次颜色变化情况；④比较不同浓度的硫酸铜溶液，在相同时间内溶液的颜色变化，同时比较同一浓度硫酸铜溶液在不同时间的颜色变化，得出溶液浓度和反应时间对溶液颜色变化的影响。（2）空气中氧气体积分数约为21%，而氧气中氧气为100%，两种气体浓度不同，铁在空气中无法点燃，而在氧气中，反应剧烈，火星四射，生成黑色固体，并且放出热量；故答案为：铁在空气中无法点燃，铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，并放出热量。20．（2020•金华）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O．某拓展小组同学设计了如图所示实验装置（夹持装置省略），分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。（1）将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有①②③（填序号）；①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质②B装置中的固体由白色变蓝色③C装置中溶液变浑浊【探究Ⅱ】对气体组成的探究。（2）气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由不合理，因为甲烷与氧化铜反应也会生成水；【探究Ⅲ】对未知气体的探究。（3）将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32．根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为N2H4+2CuO△¯2Cu+N2+2H2O【解答】解：（1）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O，所以可观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质、水可以与白色硫酸铜反应生成蓝色硫酸铜晶体，B装置中的固体由白色变蓝色；生成的二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊，故填：①②③；（2）①C装置中溶液变浑浊，说明A处生成了二氧化碳，可证明气体X中含有甲烷，故填：CH4；②B装置中的固体由白色变蓝色，说明A处生成了水，但是氢气与氧化铜反应、甲烷与氧化铜反应都会生成水，无法证明气体X中含有H2；故填：不合理，因为甲烷与氧化铜反应也会生成水；（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊，说明A处反应生成铜和水，但没有二氧化碳生成。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，说明生成了氮气。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，所以X中含有N、H两种元素，其相对分子质量为32，可得X为N2H4．由题意可得N2H4与氧化铜反应生成铜和氮气，化学方程式为：N2H4+2CuO△¯2Cu+N2+2H2O；故填：N2H4+2CuO△¯2Cu+N2+2H221．（2020•湖州）氯气（Cl2）是一种黄绿色气体，它可溶于水，得到黄绿色的氯水。它易与氢氧化钠反应，不与硫酸反应。（1）小明对氯气溶于水的过程中所发生的变化提出了两种假设：假设1：氯气溶于水的过程中只有物理变化假设2：氯气溶于水的过程中既有物理变化又有化学变化小明向氯水中加入紫色石蕊试液，发现溶液先变红后褪色。由溶液变红可知氯水显酸性，从而知道氯气溶于水的过程中发生了化学变化。假设2成立。（2）小明对褪色现象产生了兴趣，查阅资料后了解到氯水有漂白性。氯水中有氯气分子，还有氯气与水反应得到的盐酸和次氯酸（HClO）。他对氯水的漂白性提出了3种假设：A．盐酸有漂白性B．氯气有漂白性C．次氯酸有漂白性经过认真思考，小明否定了假设A，请写出依据盐酸能使紫色石蕊溶液变红，且不褪色。实验室制备的氯气往往带有水蒸气和其他杂质。为了探究氯气是否具有漂白性，必须要用纯净、干燥的氯气。图甲是小明为了干燥氯气所设计的装置图。请在图甲中将广口瓶中的导管画完整，并在图中的（）处写出试剂名称。最后，将经过除杂后得到的干燥氯气通入装有有色布条的试管中（如图乙）。布条颜色不变。得出结论：氯气不具有漂白性。（3）次氯酸除了有漂白性外还有不稳定性。小明设计了一套装置。收集到一试管次氯酸见光分解后生成的气体，将带火星的木条伸入试管，发现木条复燃。说明分解产物中含有氧气。【解答】解：（1）酸性溶液加入紫色石蕊溶液后变红，实验中观察到溶液变红，说明溶液显酸性；故答案为：酸。（2）根据题目信息可知，氯气与水反应生成了盐酸和次氯酸，盐酸使溶液显酸性，可使紫色石蕊溶液变红，但是次氯酸具有漂白性，可以使颜色褪去，因此该过程使颜色褪去的是次氯酸，与盐酸无关；制取干燥气体，且不吸收氯气，常用浓硫酸，浓硫酸不吸收氯气，只吸收水蒸气，因此甲中是浓硫酸，为了保证气体充分流经浓硫酸，气体从长管进气；故答案为：盐酸能使紫色石蕊溶液变红，且不褪色；。（3）产生的气体使带火星的木条复燃，符合氧气的性质，所以气体为氧气；故答案为：氧气。

一年模拟篇一．选择题（共5小题）1．（2022•临平区模拟）下列关于物质除杂所用的试剂和方法错误的是（）选项实验目的试剂或方法A除去KOH溶液中的K2CO3滴加适量的Ba（OH）2溶液B除去FeCl3溶液中的CuCl2杂质加入过量的铁粉C除去铜粉中混有的锌粉加入过量的盐酸D除去CO中少量的CO2气体通过澄清石灰水A．A B．B C．C D．D【解答】解：A、K2CO3能与适量的Ba（OH）2溶液反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钾，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用的试剂正确。B、FeCl3溶液和CuCl2均能与过量的铁粉反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所用的试剂错误。C、锌粉能与过量的盐酸反应生成氯化锌和氢气，Cu不与过量的盐酸反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用的试剂正确。D、二氧化碳能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳不能与澄清石灰水反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所用的试剂正确。故选：B。2．（2022•宁波模拟）下列实验方案中，能达到预期目的是（）A．用NaOH溶液除CO2中混有的HCl气体 B．用点燃的方法除去CO2中混有的少量CO C．用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢（主要成分是碳酸钙和氢氧化镁） D．用BaCl2溶液除去KNO3溶液中混入的少量K2SO4，得到纯净的KNO3溶液【解答】解：A、CO2和HCl气体均能与NaOH溶液反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。B、除去二氧化碳中的一氧化碳不能点燃，这是因为当除去气体中的气体杂质不能使用气体，否则会引入新的气体杂质，故选项所采取的方法错误。C、水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，均能与稀盐酸反应，可用稀盐酸除去热水瓶胆壁上的水垢，故选项所采取的方法正确。D、K2SO4能与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钾，不能得到纯净的KNO3溶液，故选项所采取的方法错误。故选：C。3．（2022•慈溪市模拟）下列除去物质中所含少量杂质的方法中，难以成功的是（）选项物质杂质除杂试剂除杂方法AN2CO2NaOH溶液将混合气体通入除杂试剂并干燥BKClMnO2水溶解、过滤、蒸发CNaClNa2SO4BaCl2溶液沉淀、过滤、蒸发DNaOHNa2CO3Ca（NO3）2溶液沉淀、过滤、蒸发A．A B．B C．C D．D【解答】解：A、CO2能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，N2不与氢氧化钠溶液反应，再干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。C、Na2SO4能与BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，再过滤、蒸发，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。D、Na2CO3能与Ca（NO3）2溶液反应生成碳酸钙沉淀和硝酸钠，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。故选：D。4．（2022•萧山区模拟）下列实验操作不能达到实验目的的是（）选项实验目的实验操作A除去KCl溶液中少量的K2SO4加入适量的Ba（NO3）2溶液，过滤B除去CO中少量的HCl气体先通过NaOH溶液，再通过浓硫酸C除去CaCl2溶液中的少量盐酸加入过量碳酸钙粉末，充分反应后过滤D除去炭粉中的铁粉加入足量稀硫酸，再过滤、洗涤、干燥A．A B．B C．C D．D【解答】解：A、K2SO4能与适量的Ba（NO3）2溶液反应生成硫酸钡沉淀和硝酸钾，能除去杂质但引入了新的杂质硝酸钾，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。B、HCl能与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和水，CO不与氢氧化钠溶液反应，再通过浓硫酸进行干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。C、HCl能与过量的碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，再过滤除去过量的碳酸钙，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。D、铁粉能与足量稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，炭粉不能与稀硫酸反应，再过滤、洗涤、干燥，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。故选：A。5．（2022•西湖区一模）除去下列物质中的少量杂质，所选试剂或操作方法不合理的是（）选项物质杂质除杂试剂或操作方法AN2O2通过灼热的铜网BKCl固体MnO2溶解、过滤、蒸发结晶CNaOH溶液Na2CO3滴加适量的BaCl2溶液后过滤DCuFe用磁铁吸引A．A B．B C．C D．D【解答】解：A、氧气通过灼热的铜网时可与铜发生反应生成氧化铜，而氮气不与铜反应，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。B、KCl易溶于水，MnO2难溶于水，可采取加水溶解、过滤、蒸发结晶的方法进行分离除杂，故选项所采取的方法正确。C、Na2CO3能与适量的BaCl2溶液反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，能除去杂质但引入了新的杂质氯化钠，不符合除杂原则，故选项所采取的方法错误。D、Fe能被磁铁吸引，铜不能，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项所采取的方法正确。故选：C。二．填空题（共4小题）6．（2022•拱墅区模拟）小乐为了获知某化肥（主要成分为NH4HCO3，杂质不含氮元素）的含氮量，设计了如图所示实验装置进行测定。已知：①NH4HCO3△¯NH3↑+CO2↑+H2O②NH3能被浓硫酸吸收，不能被氢氧化钠固体吸收。（1）装置B的作用是吸收二氧化碳和水。（2）将化肥样品装入试管前，必须进行的一步操作是检查装置气密性。（3）待装置符合实验要求后，取20克化肥样品装入试管，通入氮气排尽试管内的空气，然后点燃酒精灯，每步都充分反应后，再通入氨气。装置B和C反应前后质量如表所示；则反应生成的氨气的质量为3.4克；此化肥的含氮量为14%。装置反应前质量/克反应后质量/克B186198.4C159162.4【解答】解：（1）氢氧化钠固体具有吸水性，且能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，装置B中的氢氧化钠固体能吸收二氧化碳和水；故答案为：吸收二氧化碳和水；（2）实验中加热NH4HCO3时有气体生成，根据实验室操作规范，此类装置第一步是进行装置气密的检查，防止装置漏气，故答案为：检查装置气密性；（3）装置B吸收了水和二氧化碳，装置C吸收了氨气，故生成的氨气的质量为162.4g﹣159g＝3.4g，由于氨气的相对分子质量为14+3＝17，故其中氮元素的质量为3.4g×1417×100%＝2.8g，故此化肥的含氮量为2.8g÷20g×100%＝14%7．（2022•温州模拟）小科欲利用双氧水制取氧气，却发现部分双氧水试剂已失效，他猜想是双氧水保存过程中自行分解造成的。（1）实验时小科应选择图甲中的气体发生与收集装置是：②③或②④（填序号）。（2）对于双氧水失效的原因，小红认为双氧水试剂不会自行分解，因为试剂中没有二氧化锰，失效肯定有其它原因，小科认为小红的说法不合理，他的理由是没有催化剂过氧化氢也能够分解，只是分解速率慢一些。（3）资料显示，某些化合物对双氧水分解有一定的影响，于是小科用双氧水、氯化铜、氯化锌在相同条件下进行实验，测得双氧水的浓度变化如图乙所示，小科据此提出加入少量氯化锌以减缓双氧水分解的保存方案，请对小科的方案进行评价，并说明理由可行，是因为加入氯化锌比不加入氯化铜、不加物质分解速率更慢【解答】解：（1）实验时小科应选择图甲中的气体发生与收集装置是②（反应物是液体和固体，不需要加热）③（氧气不易溶于水）或②④（氧气密度比空气大）。故答案为：②③或②④。（2）小科认为小红的说法不合理，他的理由是没有催化剂过氧化氢也能够分解，只是分解速率慢一些。故答案为：没有催化剂过氧化氢也能够分解，只是分解速率慢一些。（3）小科的方案可行，是因为加入氯化锌比不加入氯化铜、不加物质分解速率更慢。故答案为：可行，是因为加入氯化锌比不加入氯化铜、不加物质分解速率更慢。8．（2022•杭州模拟）日常生活中使用的塑料袋有用聚乙烯制成的，也有用聚氯乙烯制成的。小明同学听说包装食品的塑料袋应该是前者而不是后者，便设计了一个实验方案，用平常在超市买东西时带回来的塑料袋进行探究，以验证其成分。查阅资料：聚乙烯燃烧生成CO2和H2O；聚氯乙烯燃烧除了生成CO2和H2O之外，还会有HCl气体产生。实验探究：小明将以下实验装置按ABCD顺序连接好，然后进行探究。（1）在实验过程中若B、C、D装置都产生明显的现象，则该塑料袋是用聚氯乙烯制成的。（填“聚氯乙烯”或“聚乙烯”）实验反思：连接实验装置时，能否将装置C、D顺序调换？请简述。答：不能理由是氯化氢气体就会被石灰水所吸收，无法通过硝酸银溶液来检验是否生成了氯化氢气体继续探究：小明为了测定聚乙烯的组成，取了5.6g聚乙烯塑料碎片放在硬质玻璃管中，鼓入充足的氧气使之燃烧，将产生的气体通入足量的浓硫酸和氢氧化钠溶液中，并将实验结果记录在下表中。实验结果：实验前实验后B装置的质量/g213.6220.8C装置的质量/g200.2217.8（2）根据实验结果可以判断：聚乙烯燃烧生成的水的质量是7.2g；二氧化碳的质量是17.6g。（3）聚乙烯中是否含有氧元素无（填“有”或“无”）；碳氢元素的质量比为6：1。【解答】解：二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊、水蒸气能使无色的硫酸铜变成蓝色，氯化氢气体溶于水得到盐酸，盐酸与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀，由题干信息可知，B、C、D装置都产生明显的现象，所以可知燃烧的生成物中有水、二氧化碳和氯化氢气体，该塑料袋是用聚氯乙烯制成的；故填：聚氯乙烯；装置C是用来检验氯化氢气体存在的，石灰水是用来检验二氧化碳存在的，若将装置C、D顺序调换，氯化氢气体就会被石灰水所吸收，无法通过硝酸银溶液来检验是否生成了氯化氢气体；故填：不能；氯化氢气体就会被石灰水所吸收，无法通过硝酸银溶液来检验是否生成了氯化氢气体；【继续探究】根据反应后的产物为水和二氧化碳，由于二氧化碳通过石灰水要带出水蒸气，故应该先吸收水，再吸收二氧化碳，所以B装置吸收的是水，故水的质量为220.8g﹣213.6g＝7.2g，其中氢元素的质量为：7.2g×1×218×100%＝0.8g，而C装置增加的质量为二氧化碳的质量，故二氧化碳的质量为：217.8g﹣200.2g＝17.6g，其中碳元素的质量为：17.6g×1244×100%＝4.8g，根据质量守恒定律可以知道碳元素和氢元素来自于聚乙烯，其质量之和与聚乙烯的质量相当，所以可以判断聚乙烯中只含有碳元素和氢元素，而没有氧元素，所以碳元素和氢元素的质量比为4.8g：0.8g＝6：1；故填：（1）7.2g；17.6g；（9．（2022•西湖区模拟）为了确定某含杂质的硝酸钠溶液中所含杂质的成分，某同学设计了如下实验：请回答下列问题：（1）I，Ⅱ为过滤操作。（2）经分析，原溶液中的杂质可能由一种或几种物质组成。杂质的成分可能是（有几种写几种）：①若原溶液中的杂质由一种物质组成，则该杂质是CaCl2；②若原溶液中的杂质由两种物质组成，则该杂质是CaCl2、NaCl或CaCl2、Ca（NO3）2；③若原溶液中的杂质由三种物质组成，则该杂质是CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl。【解答】解：（1）由于操作后得到的都是固体和液体，符合过滤操作的概念和特点，因此实验中的操作是过滤。（2）由A与稀硝酸作用，A不溶解；A是由原溶液与硝酸银溶液反应生成的，根据质量守恒定律可以确定原溶液中一定含有氯离子；由B于碳酸钠溶液反应生成碳酸钙和硝酸钠，B是由原溶液与硝酸银溶液反应生成的，根据质量守恒定律可以确定原溶液中一定含有钙离子；由原溶液中存在硝酸，说明原溶液中一定没有碳酸根离子。通过上述分析可知原溶液中一定含有钙离子和氯离子，可能含有钠离子和硝酸根离子。因此组成杂质的物质最多有三种，即：CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl．根据题设条件和这一推论，结合新的要求，可以得出如下答案：①只含一种杂质时，该杂质一定是由钙离子和氯离子构成的氯化钙。②杂质由两种物质组成时，只要两物质中含有钙离子和氯离子且离子间不发生反应时的组成均为本题的答案，即：CaCl2、NaCl或CaCl2、Ca（NO3）2。杂质由三种物质组成时，只要三物质中含有钙离子和氯离子且离子间不发生反应时的组成均为本题的答案，即：CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl。故答案为：（1）过滤；（2）①CaCl2；②CaCl2、NaCl或CaCl2、Ca（NO3）2；③CaCl2、Ca（NO3）2、NaCl；三．实验探究题（共6小题）10．（2022•龙湾区模拟）小龙查阅资料发现：氢气还原氧化铜的实验中，若反应过程通入氢气时间不够，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是他对反应产物的生成情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.6克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量，结果如图乙。（1）利用图甲装置进行氢气还原氧化铜的实验时，正确实验操作顺序为③①②④。①加热②停止加热③通纯净的氢气④停止通氢气（2）为解释实验结果，小龙对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：反应经历2CuO+H2△¯Cu2O+H2O，H2+Cu2O△¯2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。根据图乙所示的探究结果分析，假设成立的依据是如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.54g，而不是0.32g（3）已知碳的氧化物有CO和CO2，它们之间的反应有：C+O2点燃¯CO2，C+CO2△¯2CO，根据碳及氧化物间的转化关系，推测Cu2O在上述实验中生成的过程可能是氢气和氧化铜反应生成铜和水，铜和氧化铜反应生成氧化亚铜（或H2+CuO△¯Cu+H2O，Cu+CuO△¯Cu【解答】解：（1）氢气有可燃性，加热氢气与氧气的混合物容易发生爆炸，在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，故正确实验操作顺序为③①②④；（2）设分步进行，0.6g的CuO和氢气反应生成氧化亚铜质量为x，2CuO+H2△¯Cu2O+H2O1601440.6gx160144解得：x＝0.54g，结合图乙所示的探究结果计算分析，假设中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是：如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.54g，而不是0.32g；（3）Cu2O在上述实验中生成的过程可能是氢气和氧化铜反应生成铜和水，铜和氧化铜反应生成氧化亚铜（或H2+CuO△¯Cu+H2O，Cu+CuO△¯Cu2故答案为：（1）③①②④；（2）如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.54g，而不是0.32g；（3）氢气和氧化铜反应生成铜和水，铜和氧化铜反应生成氧化亚铜（或H2+CuO△¯Cu+H2O，Cu+CuO△¯Cu211．（2022•海曙区模拟）将过量的Na2CO3溶液滴入到CuSO4溶液中得到蓝色固体。某学习小组对蓝色固体的成分进行了探究。[猜想与假设]猜想一：固体为CuCO3；猜想二：固体为Cu（OH）2；猜想三：固体为Cu（OH）2和CuCO3的混合物。[查阅资料]①Cu（OH）2和CuCO3晶体均不带结晶水；②Cu（OH）2和CuCO3受热易分解，各生成对应的两种氧化物；③CuCO3遇水发生水解现象，溶液中不存在CuCO3。[设计与实验]I.通过查阅资料排除了猜想一和猜想三。Ⅱ.固体的获取。（1）将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、低温烘干得到蓝色固体。（2）将最后一次洗涤液分成2份，一份滴加硝酸钡溶液，无现象。另一份滴加稀盐酸，无现象，由此判断蓝色固体已洗涤干净。Ⅲ.用如图所示装置，定性探究固体的成分。学习小组将装置以ACB的顺序组合实验，实验中：装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C中无水硫酸铜变蓝。Ⅳ.由此实验现象得出结论：固体中有（“有”、“没有”或“可能有”）Cu（OH）2。于是学习小组又开始进一步的探究.....【解答】解：（1）固体上残留的硫酸钠、碳酸钠会与盐酸反应生成二氧化碳气体，所以取最后洗涤液少量，一份滴加硝酸钡溶液，无现象；另一份滴加稀盐酸，无现象，由此判断蓝色固体已洗涤干净。（2）要证明生成物中有水和二氧化碳，应该先证明水再证明二氧化碳，若先证明二氧化碳，即使原气体中没有水蒸气，气体通过石灰水，也会从石灰水中带出水蒸气，所以正确的实验顺序是：ACB；碳酸铜分解生成氧化铜和二氧化碳，氢氧化铜分解生成氧化铜和水，装置B中澄清石灰水变浑浊，装置C中无水硫酸铜变蓝，由此实验现象得出结论：固体中有Cu（OH）2。故答案为：（1）稀盐酸；（2）ACB；有。12．（2022•常山县模拟）为探究一瓶久置的氢氧化钠固体样品“是部分变质还是完全变质”，小科取少量样品配制成溶液，进行了如图所示的实验（注：BaCl2溶液呈中性）。实验一：定性分析（1）乙试管中的白色沉淀是碳酸钡。（2）甲试管中滴加足量BaCl2溶液目的是检验并且除去碳酸钠。实验二：定量测量如图戊，准确称取11.95g变质的NaOH样品放入锥形瓶中，用电子秤称得锥形瓶及样品的总质量为46.95g，再把150.00g7.3%稀盐酸平均分成6等份，每份25.00g依次加入锥形瓶中，充分反应后用电子秤称得锥形瓶及所盛物质的总质量，实验数据记录如下：加入盐酸的次数第一次第二次第三次第四次第五次第六次锥形瓶及所盛物质总质量/g71.9596.95120.85144.75168.65193.65（3）根据上述实验数据，样品中氢氧化钠的质量为4g。【解答】解：（1）乙试管中的白色沉淀是