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文檔簡介
壓軸題02實驗方案設(shè)計與探究結(jié)合實驗圖判斷實驗方案設(shè)計的合理性,常涉及對比思想根據(jù)提出的問題對物質(zhì)的成分作出猜想判斷猜想的合理性以及不合理猜想的原因分析實驗方案的設(shè)計:常見氣體、液體、固體、其他生活中常見物質(zhì)的檢驗、鑒別與除雜一、實驗方案的設(shè)計1.常見化學(xué)實驗方案設(shè)計的高頻考點(1)物質(zhì)制取的實驗設(shè)計;(2)物質(zhì)性質(zhì)的實驗設(shè)計;(3)物質(zhì)成分測定與檢驗的實驗設(shè)計;(4)裝置組合、儀器改進(jìn)、藥品選擇的實驗設(shè)計;(5)操作步驟的實驗設(shè)計;(6)實驗方案的重新設(shè)計。2.解答實驗設(shè)計題的基本思路(1)明確目的、原理——明確實驗?zāi)康?,弄清題給信息。(2)選擇儀器、藥品——選擇合適的儀器和藥品。(3)設(shè)計裝置、步驟——設(shè)計出合理的實驗裝置和操作步驟。(4)記錄現(xiàn)象和數(shù)據(jù)——全面、及時而又準(zhǔn)確地記錄實驗過程中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。(5)分析得到結(jié)論——根據(jù)實驗現(xiàn)象和記錄的數(shù)據(jù),通過分析、計算、推理等得出正確的結(jié)論。3.設(shè)計方案時注意事項(1)實驗操作順序裝置選擇與連接→氣密性檢查→加固體藥品→加液體藥品→開始實驗(按程序)→拆卸儀器→其他處理等。(2)加熱操作的先后順序若氣體制取實驗需加熱,應(yīng)先預(yù)熱氣體發(fā)生裝置,再給實驗中需要加熱的物質(zhì)加熱,用得到的氣體排出裝置中的空氣。如實驗室用KClO3制取O2。熄滅酒精燈的順序則相反。(3)儀器選用及連接順序二、方法總結(jié)根據(jù)實驗?zāi)康膶ξ镔|(zhì)成分作出猜想1.單一反應(yīng)后物質(zhì)成分的猜想(1)已知反應(yīng):根據(jù)反應(yīng)后的物質(zhì)中一定有生成物,可能有某一種過量的反應(yīng)物進(jìn)行猜想。第一步:寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:A+B→C+D(D為沉淀或氣體或水,探究反應(yīng)后溶質(zhì)成分時無需考慮)第二步:根據(jù)是否恰好完全反應(yīng)進(jìn)行溶質(zhì)成分的猜想。①恰好完全反應(yīng)→C②A過量→C、A③B過量→C、B第三步:排除不合理猜想。A、B可以反應(yīng),不會在同一猜想中出現(xiàn)(2)陌生反應(yīng):根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變、反應(yīng)現(xiàn)象及題目所給的生成物信息(如狀態(tài)、顏色、氣味等)進(jìn)行猜想。第二步:結(jié)合已知生成物分析未知物中一定或可能含有的元素給生成物的信息進(jìn)行猜想2.兩個反應(yīng)結(jié)束后再混合成分的猜想第一步:分析混合前各裝置中一定存在及可能存在的物質(zhì)。(一定存在生成物,可能存在反應(yīng)物中的某一種)第二步:根據(jù)混合后的現(xiàn)象分析最終的成分3.混合物成分的猜想根據(jù)題干中可能存在的物質(zhì),進(jìn)行自由組合。若某混合物成分可能為A、B、C中的兩種或三種,則猜想成分為:①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。4.破損標(biāo)簽上成分的猜想(1)名稱:排除不符合命名的藥品。如標(biāo)簽上寫“X化鈉”,則一定不是碳酸鈉、硫酸鈉等。(2)化學(xué)式:排除與化學(xué)式中元素符號、角標(biāo)不符的物質(zhì)。(3)濃度:根據(jù)溶解度計算飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù),與標(biāo)簽溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對比,排除濃度不符的物質(zhì)。(4)藥品的物理特性:顏色、氣味等,如含Cu2*的溶液為藍(lán)色等二、實驗方案的評價1.常見的高頻考點:包括對實驗原理及實驗方案的評價、實驗裝置的評價、實驗操作的評價、實驗現(xiàn)象的描述與結(jié)論分析的評價等。2.明確評價的基本要求目錄:01實驗探究類02猜想探究成分類03傳感器類04化學(xué)實驗裝置組合流程題05工藝流程類06酸堿鹽滴加實驗綜合07實驗裝置流程與工藝流程類綜合01實驗探究類1.(2022·上海浦東新·三模)一碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。(1)工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng),得到CO和,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,得到的CO和的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬。(2)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實驗室模擬了合成氣的制備,并設(shè)計實驗驗證合成氣的還原性。Ⅰ.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)得到合成氣。根據(jù)①中所寫的化學(xué)方程式。合成氣中CO和的質(zhì)量比為。Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅。實驗裝置如下圖所示:
設(shè)計的實驗步驟:a.連接好裝置并檢查氣密性。b.裝入藥品,通入一段時間合成氣。c.分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。d.緩緩?fù)ㄈ牒铣蓺?,加熱裝置C,使其充分反應(yīng)。e.停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復(fù)到室溫。f.再次分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。經(jīng)過討論同學(xué)們認(rèn)為,裝置E后還應(yīng)添加一個酒精燈,并在實驗步驟(填實驗步驟的序號)中點燃(點燃前應(yīng)對氣體驗純)。(3)該小組的同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實驗;并記錄了實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù):裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是。稱量數(shù)據(jù)如表所示。裝置D的質(zhì)量裝置E的質(zhì)量反應(yīng)前292.4g198.2g反應(yīng)后296.0g201.5gⅠ.甲同學(xué)根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認(rèn)為是合成氣中的CO和還原了CuO。寫出任意一個化學(xué)方程式。Ⅱ.乙同學(xué)通過對上表數(shù)據(jù)的分析,推測除了CO和以外,制得的合成氣中未反應(yīng)的,也可能還原了CuO。試通過計算說明他的推測依據(jù)。。Ⅲ.丙同學(xué)提出,實驗步驟e中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實驗產(chǎn)生誤差。你認(rèn)為該誤差對乙同學(xué)的推測結(jié)果是否有影響?并說明理由。。【答案】(1)(2)14:3b(3)黑色固體逐漸變紅或如果只有一氧化碳和氫氣還原氧化銅,生成物中C、H元素的質(zhì)量比為2:1,如果只有甲烷還原氧化銅,則生成物中C、H元素的質(zhì)量比為:3:1,而實際測得生成物中C、H元素的質(zhì)量比為9:4,9:4介于2:1和3:1之間,說明除了CO和H2以外,制得的合成氣中未反應(yīng)的CH4,也可能還原了CuO無影響,因為通入的氣體帶走裝置E中的部分水蒸氣,會導(dǎo)致測得生成二氧化碳質(zhì)量偏低,導(dǎo)致碳元素的質(zhì)量偏低,而實際測得生成物中C、H元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,已經(jīng)可得出甲烷還原了氧化銅【詳解】(1)工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng),得到CO和H2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(2)Ⅰ.由化學(xué)方程式可知,合成氣中CO和H2的質(zhì)量比為:28:6=14:3;Ⅱ.一氧化碳有毒,散逸到空氣中,會污染空氣,故裝置E后還應(yīng)添加一個酒精燈,進(jìn)行尾氣處理,步驟b中通入合成氣,故應(yīng)在實驗步驟b中點燃;(3)裝置C中一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳,氫氣和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和水,故裝置C中出現(xiàn)的現(xiàn)象是:黑色固體逐漸變紅;Ⅰ.一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,氫氣和氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;Ⅱ.如果只有一氧化碳和氫氣還原氧化銅,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類和質(zhì)量不變,生成物中碳元素的質(zhì)量與一氧化碳中碳元素的質(zhì)量相同,氫元素的質(zhì)量與氫氣中氫元素的質(zhì)量相同,合成氣中一氧化碳和氫氣的分子個數(shù)比為1:3,則生成物中C、H元素的質(zhì)量比為:12:(2×3)=2:1;如果只有甲烷還原氧化銅,生成物中C、H元素的質(zhì)量比為:12:4=3:1,而實際生成二氧化碳的質(zhì)量為:201.5g-198.2g=3.3g,碳元素的質(zhì)量為:,生成水的質(zhì)量為:296.0g-292.4g=3.6g,則氫元素的質(zhì)量為:,則生成物中C、H元素的質(zhì)量比為:0.9g:0.4g=9:4,9:4介于2:1和3:1之間,說明除了CO和H2以外,制得的合成氣中未反應(yīng)的CH4,也可能還原了CuO;Ⅲ.實驗步驟e中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,會導(dǎo)致測得二氧化碳的質(zhì)量偏低,導(dǎo)致測得碳元素的質(zhì)量偏小,而實際測得生成物中C、H元素的質(zhì)量比為9:4,已經(jīng)大于2:1,可說明甲烷參與了反應(yīng),故對推測結(jié)果無影響。2.(2024·上?!ひ荒#┿~是人類使用最早的金屬,銅及銅的化合物在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。(一)對古代銅制品認(rèn)識(1)深埋于地下的古代青銅器能保存至今的原因除了銅的活潑性弱,不易生銹,還可能是。(二)實驗室探究銅的冶煉已知:。有文獻(xiàn)報道:在氫氣還原氧化銅的一些實驗中,得到的固體產(chǎn)物是銅和氧化亞銅(Cu2O)組成的混合物。氧化亞銅為紅色固體,在空氣中溶于氨水得到藍(lán)色溶液。某興趣小組對此開展如下探究。I、設(shè)計如圖1實驗裝置,開展氫氣還原氧化銅實驗并檢驗固體產(chǎn)物。(2)實驗開始時,應(yīng)。A.先向長頸漏斗中加稀硫酸,一段時間后再點燃酒精燈B.先點燃酒精燈加熱,再向長頸漏斗中加稀硫酸(3)設(shè)計實驗證明固體產(chǎn)物有Cu2O,(寫出實驗操作、現(xiàn)象和結(jié)論)。Ⅱ、探究反應(yīng)生成Cu2O的變化情況。稱取若干份質(zhì)量均為0.6000g的CuO,在相同條件下分別用氫氣還原不同時間(t),檢測所得固體中Cu2O的質(zhì)量(m),結(jié)果如圖:(4)2~5分鐘內(nèi)固體中Cu2O的質(zhì)量明顯升高的原因是。(三)用廢銅屑生產(chǎn)硫酸銅晶體(CuSO4·5H2O)流程如下:已知:硫酸銅晶體易溶于水,難溶于乙醇。(5)“溶解”時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為。(6)混合溶液經(jīng)過加熱濃縮、、過濾等操作,可以獲得硫酸銅晶體粗品。(7)“洗滌、干燥”過程中常用95%的酒精做洗滌劑,與水相比,優(yōu)點是。(四)利用硫酸銅進(jìn)行趣味實驗將浸泡了藍(lán)色硫酸銅溶液的濾紙在酒精燈火焰上點燃,觀察到濾紙顏色變白,由濕變干后燃燒,在燃燒后的灰燼中出現(xiàn)紅色固體。資料:1.溫度達(dá)200℃時,CuSO4開始分解生成CuO和另一種氧化物2.濾紙主要是由碳、氫、氧三種元素組成(8)經(jīng)實驗分析,產(chǎn)生的紅色固體主要是銅,其原因可能是?!敬鸢浮?1)深埋于地下隔絕空氣(2)A(3)向固體產(chǎn)物中,滴加氨水得到藍(lán)色溶液,說明固體產(chǎn)物有Cu2O(4)2~5分鐘內(nèi)氫氣與氧化銅反應(yīng)先生成氧化亞銅和水,5分鐘后氧化亞銅與氫氣反應(yīng)生成銅和水(5)(6)降溫結(jié)晶(7)可以降低晶體因溶解而造成損失,可以除去表面的可溶性雜質(zhì)和水分,同時酒精易揮發(fā),晶體易干燥(8)CuSO4分解生成的CuO與濾紙分解生成的碳反應(yīng)生成銅【詳解】(1)深埋于地下的古代青銅器能保存至今的原因除了銅的活潑性弱,不易生銹,還可能是深埋于地下隔絕空氣;(2)為防止氫氣不純,加熱時發(fā)生爆炸,實驗開始時,應(yīng)先向長頸漏斗中加稀硫酸,通入一段時間氫氣后再點燃酒精燈,故選:A;(3)由于氧化亞銅為紅色固體,在空氣中溶于氨水得到藍(lán)色溶液。所以設(shè)計實驗證明固體產(chǎn)物有Cu2O,是向固體產(chǎn)物中,滴加氨水得到藍(lán)色溶液,說明固體產(chǎn)物有Cu2O;(4)由于2~5分鐘內(nèi)氫氣與氧化銅反應(yīng)先生成氧化亞銅和水,5分鐘后氧化亞銅與氫氣反應(yīng)生成銅和水,所以2~5分鐘內(nèi)固體中Cu2O的質(zhì)量明顯升高;(5)“溶解”時,過氧化氫先分解生成氧氣和水,氧氣與銅屑反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水。化學(xué)方程式(6)由于最后可以獲得硫酸銅晶體粗品,所以混合溶液需經(jīng)過加熱濃縮、降溫結(jié)晶、過濾等操作;(7)為降低晶體因溶解而造成損失,除去表面的可溶性雜質(zhì)和水分,使晶體快速干燥。因此,“洗滌、干燥”過程中常用95%的酒精做洗滌劑;(8)由于CuSO4分解生成的CuO與濾紙分解生成的碳反應(yīng)可能生成銅,所以產(chǎn)生的紅色固體主要是銅。02猜想探究成分類3.(2024·上?!と#┨妓釟溻c俗稱小蘇打,受熱易分解產(chǎn)生氣體,同時留下白色固體。Ⅰ、探究受熱分解生成的氣體成分。查閱資料:,受熱分解生成和。產(chǎn)物驗證:將受熱分解生成氣體通入如下實驗裝置。(1)實驗進(jìn)行一段時間后,裝置A中的現(xiàn)象是裝置B的作用是。實驗結(jié)論:受熱分解生成的氣體是和。Ⅱ、探究受熱分解后剩余固體的成分提出猜想:猜想一:猜想二:NaOH猜想三:。與NaOH實驗方案一:稱量一定質(zhì)量固體于試管中,加熱至固體質(zhì)量不再發(fā)生變化;取樣剩余固體,進(jìn)行以下實驗:實驗步驟實驗現(xiàn)象結(jié)論①向樣品固體中加入適量的水溶解,滴加無色酚酞______猜想一正確②向①所得溶液中加入____________(2)步驟①的實驗現(xiàn)象是;步驟②向①所得溶液中加入,實驗現(xiàn)象是。(3)綜上所述:固體受熱分解的化學(xué)方程式為。實驗方案二:實驗裝置:Ⅰ、稱量8.4g的于玻璃管中Ⅱ、打開氮氣氣囊開關(guān),通入一段時間氮氣后,記錄裝置B、C的質(zhì)量;Ⅲ、點燃A處酒精燈,直至裝置B、C的質(zhì)量不變,再次記錄裝置B、C的質(zhì)量并熄滅A處酒精燈;Ⅳ、等待裝置冷卻至室溫后,關(guān)閉氮氣氣囊的開關(guān)。數(shù)據(jù)記錄:裝置A中固體質(zhì)量裝置B總質(zhì)量裝置C總質(zhì)量反應(yīng)前8.4g110.5g80.4g反應(yīng)后5.3g111.4g82.6g實驗分析:(4)實驗步驟Ⅱ中先通入一段時間氮氣的目的是,請結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析剩余固體為何只有碳酸鈉??!敬鸢浮?1)無水硫酸銅變藍(lán)吸收二氧化碳(2)溶液變紅過量的氯化鈣溶液產(chǎn)生白色沉淀,溶液由紅色變?yōu)闊o色(3)(4)排盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣影響實驗結(jié)果由實驗數(shù)據(jù)可知,碳酸氫鈉受熱分解生成二氧化碳和水的質(zhì)量分別為,設(shè)生成碳酸鈉質(zhì)量為,經(jīng)過計算得知,生成的碳酸鈉質(zhì)量剛好為5.3g,與反應(yīng)后固體質(zhì)量一致,所以剩余固體只有碳酸鈉?!驹斀狻浚?)碳酸氫鈉受熱分解生成水和二氧化碳,無水硫酸銅與水反應(yīng)生成五水硫酸銅晶體,五水硫酸銅晶體是藍(lán)色晶體,所以實驗進(jìn)行一段時間后,裝置A中的現(xiàn)象是無水硫酸銅變藍(lán);二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,發(fā)生的反應(yīng)是二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,所以裝置B的作用是吸收二氧化碳;(2)由實驗結(jié)論可知猜想一正確,說明NaHCO3受熱分解后剩余固體的成分是碳酸鈉,碳酸鈉的水溶液顯堿性能使無色酚酞溶液變紅,故向樣品固體中加入適量的水溶解,滴加無色酚酞,可觀察到實驗現(xiàn)象為溶液變紅;向變紅的溶液中加入過量氯化鈣溶液,氯化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,氯化鈣、氯化鈉溶液顯中性,故可觀察到實驗現(xiàn)象為產(chǎn)生白色沉淀,溶液由紅色變?yōu)闊o色;(3)NaHCO3固體受熱分解生成碳酸鈉、水和二氧化碳,化學(xué)方程式(4)為防止空氣中的二氧化碳、水蒸氣影響實驗結(jié)果,故實驗步驟Ⅱ中先通入一段時間氮氣排盡玻璃管內(nèi)的空氣;結(jié)合實驗數(shù)據(jù)分析剩余固體為何只有碳酸鈉,詳見答案。4.(2024·上?!ひ荒#┳闱虮荣愔凶屢馔饣杳缘那騿T快速恢復(fù)意識會用到“嗅鹽”。同學(xué)們對“嗅鹽”產(chǎn)生了好奇,并對其成分進(jìn)行如下探究?!静殚嗁Y料】①“嗅鹽”是一種由鹽類和香料(香料不參與反應(yīng))配制而成的藥品,給人聞后有刺激作用。②CaCl2稀溶液與NH4HCO3稀溶液不發(fā)生反應(yīng)?!咎岢鰡栴}】“嗅鹽”中鹽類物質(zhì)是什么?【猜想與假設(shè)】猜想一:可能是(NH4)2CO3;猜想二:可能是NH4HCO3?!緦嶒炋骄俊俊靶猁}”的組成探究(1)甲同學(xué):取適量“嗅鹽”于研缽中,加入熟石灰混合研磨,(填實驗現(xiàn)象),說明“嗅鹽”中含有。(2)乙同學(xué):取適量“嗅鹽”于試管中,加入稀H2SO4,并將生成的氣體通入,觀察到溶液變渾濁,原因是(用化學(xué)方程式表示),說明“嗅鹽”中含。(3)丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的實驗結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn)。丙同學(xué)通過補(bǔ)做一個實驗(見圖1),觀察到的現(xiàn)象是,由此排除“嗅鹽”中含的可能性,進(jìn)而確認(rèn)了乙同學(xué)的結(jié)論。已知“嗅鹽”與NaOH反應(yīng)的方程式為,其中X的化學(xué)式為?!纠^續(xù)探究】“嗅鹽”中(NH4)2CO3含量的探究稱取6.0克樣品,用圖2裝置進(jìn)行實驗(每步反應(yīng)均充分),量氣管中產(chǎn)生氣體的體積為558mL(CO2的密度約為1.97g/L)。(4)量氣管內(nèi)水面上的油層起的作用是。(5)該方案實驗結(jié)束后,會有氣體殘留,不能完全進(jìn)入量氣管中,(填“需要”或“不需要”)通入N2將其中殘留的氣體排入量氣管中。(6)如果圖2裝置中無導(dǎo)管a,則測得的(NH4)2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(填“偏大”、“不變”或“偏小”)。(7)為保證“嗅鹽”的使用效果,應(yīng)將“嗅鹽”密封包裝,并與(寫物質(zhì)類別)類物質(zhì)分開存放,切忌混儲。【答案】(1)產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體(2)澄清的石灰水(3)產(chǎn)生白色沉淀Na2CO3(4)防止二氧化碳溶于水(5)不需要(6)偏大(7)堿【詳解】(1)由結(jié)論可知,“嗅鹽”中含有,取適量“嗅鹽”于研缽中,加入熟石灰混合研磨,能與熟石灰中的OH-離子結(jié)合成水和氨氣,氨氣是有刺激性氣味的氣體,故填:產(chǎn)生有刺激性氣味的氣體。(2)由結(jié)論可知,“嗅鹽”中含,取適量“嗅鹽”于試管中,加入稀H2SO4,碳酸根離子能和稀硫酸中氫離子結(jié)合成水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,若將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,說明“嗅鹽”中含有碳酸根離子,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,故①填:澄清的石灰水,②填:。(3)碳酸氫銨和碳酸銨都能和稀硫酸反應(yīng)生成二氧化碳,往“嗅鹽”中加入稀硫酸,并將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁不能說明“嗅鹽”中含有,因此丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的實驗結(jié)論不嚴(yán)謹(jǐn);丙同學(xué)通過補(bǔ)做如圖1的實驗,往“嗅鹽”溶于水的上層清液中加入氯化鈣稀溶液,氯化鈣能和碳酸銨反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀,若產(chǎn)生白色沉淀,說明“嗅鹽”中含有,從而排出“嗅鹽”中含的可能性,進(jìn)而確認(rèn)了乙同學(xué)的結(jié)論;故①填:產(chǎn)生白色沉淀,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和個數(shù)不變,反應(yīng)前:N原子2個、H原子10個、C原子1個、O原子5個、Na原子2個,反應(yīng)后:N原子2個,H原子10個,O原子2個,則X中含有2個Na原子、1個C原子和3個O原子,則X的化學(xué)式為Na2CO3;故②填:Na2CO3。(4)二氧化碳能溶于水,用量氣管量取二氧化碳的體積,量氣管內(nèi)水面上的油層可防止二氧化碳溶于水,故填:防止二氧化碳溶于水。(5)該方案實驗結(jié)束后,會有氣體殘留,不能完全進(jìn)入量氣管中,不需要通N2將其中殘留的氣體排入量氣管中,是因為有多少體積的二氧化碳產(chǎn)生,就有多少體積的水進(jìn)入量氣管,故填:不需要。(6)如果圖2裝置中無導(dǎo)管a,稀硫酸加入后在錐形瓶中占據(jù)一定體積,導(dǎo)致測定的二氧化碳的體積偏大,則測得的(NH4)2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大,故填:偏大。(7)“嗅鹽”中含有銨根離子,與堿性物質(zhì)混合會產(chǎn)生氨氣,為保證“嗅鹽”的使用效果,應(yīng)將“嗅鹽”密封包裝,并與堿類物質(zhì)分開存放,切忌混儲,故填:堿。5.(2023·上海徐匯·一模)社團(tuán)同學(xué)用如圖所示裝置做木炭還原氧化銅的實驗。(1)寫出試管a中反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)實驗結(jié)束時,先移走試管b,再熄滅酒精噴燈,用彈簧夾迅速夾緊橡膠管,這些操作的目的是。(3)試管冷卻后倒出生成物,觀察到紅色金屬中混有黑色固體。社團(tuán)同學(xué)對黑色固體的成分提出三種猜想:i,ii木炭,iii氧化銅和木炭。為驗證猜想,他們將生成物分為兩份,做了以下兩個實驗:實驗一:裝置見下圖(省略夾持裝置)。①試管口略微向下傾斜的目的是。②點燃酒精燈a,寫出試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式,二氧化錳的作用是。③待澄清石灰水中的導(dǎo)管口出現(xiàn)均勻連續(xù)的氣泡,點燃酒精燈b。一段時間后,澄清石灰水變渾濁,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。該實驗現(xiàn)象證明黑色固體中含。實驗二:在5支試管中分別混合對應(yīng)的試劑,記錄實驗現(xiàn)象。試管編號試劑組合實驗現(xiàn)象1稀硫酸+木炭無明顯現(xiàn)象2稀硫酸+銅無明顯現(xiàn)象3稀硫酸+氧化銅無色溶液變?yōu)樗{(lán)色4稀硫酸+木炭+銅無明顯現(xiàn)象5稀硫酸+混有黑色固體的紅色金屬無色溶液變?yōu)樗{(lán)色①稀硫酸中溶質(zhì)的化學(xué)式為。②根據(jù)實驗現(xiàn)象,證明猜想正確?!敬鸢浮?1)C+2CuO2Cu+CO2↑(2)防倒吸,防止Cu被氧化(3)氧化銅防止冷凝水回流到熱的試管底部使試管炸裂催化CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O木炭H2SO4iii【詳解】(1)試管a中木炭和氧化銅在高溫的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(2)實驗結(jié)束時,先移走試管b,再熄滅酒精噴燈,用彈簧夾迅速夾緊橡膠管,這些操作的目的是防止試管口中有澄清的石灰水到吸入試管中,使試管炸裂,同時防止熱的氧化銅再次被氧化;(3)黑色固體的成分可能為氧化銅或木炭或氧化銅和木炭的混合物,故猜想i為:氧化銅;實驗一:①試管口略微向下傾斜的目的是防止冷凝水回流到熱的試管底部使試管炸裂;②試管中氯酸鉀在二氧化錳作催化劑和加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;二氧化錳起催化作用;③澄清的石灰水變渾濁是氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;澄清的石灰水變渾濁說明有二氧化碳產(chǎn)生,證明黑色固體中含木炭;實驗二:①稀硫酸中溶質(zhì)化學(xué)式為H2SO4;②根據(jù)試管3中稀硫酸能和氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅和水,無色溶液變?yōu)樗{(lán)色,證明其中含有氧化銅,根據(jù)試管5中稀硫酸+混有黑色固體的紅色金屬反應(yīng),無色溶液變?yōu)樗{(lán)色,木炭和銅加熱反應(yīng)生成氧化銅,氧化銅再和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅,因此證明猜想iii正確。6.(2023·上海金山·二模)如圖是實驗室中常見的一些裝置,請根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題:(1)實驗室用A裝置制備氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式是,若要收集較純凈的氧氣,選擇的收集裝置是(填裝置編號)。(2)實驗室用B裝置制備二氧化碳?xì)怏w,實驗開始前,應(yīng)從(填“a”或“b”)處裝入大理石,收集完氣體后,(填操作),反應(yīng)隨后停止。(3)E裝置的集氣瓶中充滿CO2,打開分液漏斗①,滴入少量NaOH濃溶液,氣球明顯脹大,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;關(guān)閉分液漏斗①,打開分液漏斗②,氣球恢復(fù)原狀,則分液漏斗②中可能盛放的溶液是(填名稱,忽略滴入液體體積)。(4)用鹽酸和碳酸鈣制備CO2產(chǎn)生了大量廢液。通過以下探究制定廢液處理方案。I.探究廢液成分。推測廢液所含溶質(zhì):推測一:CaCl2;推測二:CaCl2和HCl。用一種藥品驗證哪種推測成立,可選擇(填標(biāo)號)A.NaOH溶液
B.AgNO3溶液
C.鋅粒
D.CuSO4溶液實驗測得廢液中的溶質(zhì)是CaCl2和HCl。Ⅱ.廢液的處理:決定用Na2CO3除去它們?!咎岢鰡栴}】如何估算Na2CO3固體的用量?【進(jìn)行實驗】取100mL廢液樣品于燒杯中,逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液,用pH傳感器測定滴加過程中溶液的pH。實驗測得部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖二所示?!窘Y(jié)果討論】i.整個實驗過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是、。ii.c點時,將燒杯中的清液于試管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明處理100mL廢液,所需5.3%的Na2CO3溶液的體積120mL。(填“大于”“等于”或“小于”)iii.將燒杯中的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱重,質(zhì)量為4g。若處理100mL該廢液,理論上需要Na2CO3固體g。(實驗所用Na2CO3溶液的密度近似看作1g/mL)【答案】(1)D(2)b關(guān)閉活塞c(3)稀鹽酸等(合理即可)(4)C小于5.3【詳解】(1)實驗室用裝置A制備氧氣,反應(yīng)物應(yīng)為固體且需要加熱,又由于試管口未放置一團(tuán)棉花,選用的藥品為氯酸鉀和二氧化錳,氯酸鉀在二氧化錳催化和加熱的條件下反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;氧氣密度比空氣大,不易溶于水且不與水反應(yīng),可選用向上排空氣法和排水法收集,排水法收集的氣體更純凈,因此收集裝置選D;(2)用裝置B制備二氧化碳,實驗開始前,應(yīng)從b處裝入大理石,從長頸漏斗上端加入稀鹽酸,反應(yīng)物一接觸立即產(chǎn)生氣體,收集完氣體后,關(guān)閉活塞c,裝置B中壓強(qiáng)增大,將稀鹽酸“壓”回長頸漏斗中,反應(yīng)物分離,反應(yīng)隨后停止;(3)E裝置的集氣瓶中充滿CO2,打開分液漏斗①,滴入少量NaOH濃溶液,二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,集氣瓶中壓強(qiáng)減小,氣球明顯脹大,涉及反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;關(guān)閉分液漏斗①,打開分液漏斗②,氣球恢復(fù)原狀,說明分液漏斗②中盛放的液體能與碳酸鈉反應(yīng)生成氣體,則分液漏斗②中可能盛放的溶液是稀鹽酸或稀硫酸等(合理即可);(4)I.要驗證推測一或推測二成立,即驗證HCl是否存在即可;A、氫氧化鈉溶液能與氯化氫反應(yīng),但現(xiàn)象不明顯,無法判斷HCl是否存在,故A錯誤;B、AgNO3溶液能與氯化鈣和氯化氫反應(yīng)生成白色氯化銀沉淀,無法判斷HCl是否存在,故B錯誤;C、鋅粒能與HCl反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,不與氯化鈣反應(yīng),若加入鋅粒產(chǎn)生氣泡說明推測二正確,若不產(chǎn)生氣泡說明推測一正確,故C正確;D、CuSO4溶液不與氯化鈣和氯化氫反應(yīng),無法判斷HCl是否存在,故D錯誤;故選C;Ⅱ.[結(jié)果討論]i.由于實驗測得廢液中的溶質(zhì)是CaCl2和HCl,加入的碳酸鈉先與HCl反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,此階段溶液pH逐漸升高至7,,再與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉此階段溶液pH=7保持不變,反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為:、;當(dāng)碳酸鈉過量后溶液的pH>7;ii.c點時,將燒杯中的清液于試管中,滴加CaCl2溶液,有白色沉淀生成,說明碳酸鈉過量,說明處理100mL廢液,所需5.3%的Na2CO3溶液的體積小于120mL;iii.設(shè)生成4g碳酸鈣沉淀需要碳酸鈉的質(zhì)量為x碳酸鈉溶液的體積為:;即80mL碳酸鈉溶液中含有4.24g碳酸鈉,則20mL碳酸鈉溶液中含有碳酸鈉;則處理100mL廢液需要碳酸鈉固體的質(zhì)量為;答:理論上需要Na2CO3固體5.3g。7.(2022·上海金山·二模)為探究CO2與NaOH溶液發(fā)生的反應(yīng),某興趣小組開展了以下實驗。(1)【實驗一】制取二氧化碳①實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式是。②如圖A或B發(fā)生裝置都可以制取二氧化碳?xì)怏w,B裝置比A裝置的優(yōu)點是,若使用B裝置制取二氧化碳,使反應(yīng)停止的操作是。(2)【實驗二】證明反應(yīng)物CO2減少了已知圖1所示的裝置氣密性良好(圖中a處連接氣體壓力傳感器)。該興趣小組的同學(xué)同時迅速將注射器內(nèi)的液體全部注入集滿二氧化碳的燒瓶中,關(guān)閉活塞,一段時間后,同時振蕩燒瓶。利用數(shù)字化實驗技術(shù)測定燒瓶內(nèi)的氣壓變化,得到如圖2所示的曲線圖。①曲線2表示(填“甲”或“乙”)燒瓶內(nèi)氣壓的變化;寫出該瓶中反應(yīng)的化學(xué)方程式:。②導(dǎo)致CD段氣壓快速變小的操作是。③對比曲線1與曲線2,能得出的結(jié)論是。(3)【實驗三】證明有新物質(zhì)生成實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論1、取乙燒瓶反應(yīng)后的溶液,加入過量氯化鋇溶液有新物質(zhì)生成2、繼續(xù)滴加。氫氧化鈉過量【答案】可以控制反應(yīng)的發(fā)生與停止關(guān)閉止水夾乙振蕩燒瓶CO2與氫氧化鈉反應(yīng)比CO2溶于水并與水反應(yīng),消耗的CO2更多產(chǎn)生白色沉淀酚酞(合理即可)溶液呈紅色(與上一空對應(yīng))【詳解】(1)①實驗室通常用石灰石(或大理石)與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳,石灰石的主要成分是碳酸鈣,碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、二氧化碳和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;②與A裝置相比,B裝置可將固體置于有孔塑料板上,關(guān)閉止水夾,通過長頸漏斗添加稀鹽酸,固液接觸,生成氣體,裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大,將稀鹽酸壓入長頸漏斗中,固液分離,反應(yīng)停止,打開止水夾,氣體導(dǎo)出,固液接觸,反應(yīng)開始,故優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止;由以上分析可知,若使用B裝置制取二氧化碳,使反應(yīng)停止的操作是關(guān)閉止水夾;(2)①甲瓶中二氧化碳和水反應(yīng)生成碳酸,會導(dǎo)致裝置內(nèi)二氧化碳減少,壓強(qiáng)減小,乙瓶中氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,導(dǎo)致裝置內(nèi)二氧化碳減少,壓強(qiáng)減小,且氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳的能力比水強(qiáng),故乙瓶中壓強(qiáng)下降的多,故曲線2表示乙燒瓶內(nèi)氣壓的變化;瓶中發(fā)生反應(yīng)為二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;②導(dǎo)致CD段氣壓快速變小的操作是振蕩燒瓶,增大了二氧化碳和水的接觸面積,反應(yīng)速率加快;③對比曲線1與曲線2,曲線2下降的多,說明CO2與氫氧化鈉反應(yīng)比CO2溶于水并與水反應(yīng),消耗的CO2更多,壓強(qiáng)下降的多;(3)1、二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,取乙燒瓶反應(yīng)后的溶液,加入過量氯化鋇溶液,氯化鋇和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化鈉,產(chǎn)生白色沉淀,說明有碳酸鈉新物質(zhì)生成,且過量的氯化鋇溶液能將碳酸鈉除盡;2、繼續(xù)滴加無色酚酞試液,無色酚酞試液遇堿變紅,如果溶液變紅,說明氫氧化鈉過量。8.(23-24九年級上·上海長寧·期中)氣體制備與性質(zhì)研究是初中化學(xué)重要實驗,請回答下列問題:實驗一:氧氣制取(1)實驗室用固體氯酸鉀和二氧化錳共熱制取氧氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為;可用裝置D收集氧氣,該收集氣體方法的名稱是;(2)已知固體高錳酸鉀加熱會產(chǎn)生氧氣,同時生成固體錳酸鉀和二氧化錳。用高錳酸鉀固體制取氧氣可選用的發(fā)生裝置是(選填編號);(3)分別加熱等質(zhì)量的a(混有少量高錳酸鉀的氯酸鉀)和b(純凈的氯酸鉀),則產(chǎn)生氧氣速率ab(選填“等于”“小于”或“大于”)。(4)利用如圖裝置收集氧氣,氣體應(yīng)從(填“m”或“n”)端進(jìn)入。(5)加熱氯酸鉀和二氧化錳混合物制取氧氣,反應(yīng)過程中,能正確表示對應(yīng)變化關(guān)系的圖像是_____(填字母編號)。A. B.C. D.實驗二:探究H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對分解速率的影響如圖所示,分別用注射器加入不同濃度的H2O2溶液(見下表),使用傳感器測燒瓶中O2的濃度(燒瓶內(nèi)氣壓變化在安全范圍),繪制氧氣濃度隨時間變化的曲線:試驗編號H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)H2O2溶液的體積(mL)對應(yīng)曲線I3.410.0aⅡ2.4___________bⅢ1.710.0/(6)填寫表中數(shù)據(jù)。(7)從曲線a、b中,可得出的結(jié)論是。(8)計算3.4gH2O2完全分解所得氧氣的物質(zhì)的量。(根據(jù)化學(xué)方程式列式計算)實驗三研究催化劑對KClO3分解反應(yīng)的影響編號KC1O3質(zhì)量(g)催化劑種類催化劑質(zhì)量(g)收集50mLO2所需時間(s)實驗15170實驗25MnO20.549實驗35Fe2O30.560實驗45KCl0.5152(9)設(shè)置實驗1的目的是。(10)KC1的名稱是;表中催化劑的催化效果最佳的是(填化學(xué)式)。維持加熱條件不變,用實驗1繼續(xù)收集50mLO2,所需時間明顯少于170s,解釋原因:。要比較KC1O3分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果,除了測量收集50mLO2所需時間外,還可以測量。實驗四氣體性質(zhì)研究100mL氣體X可能是O2、CO2中的一種或兩種,用下圖所示裝置進(jìn)行實驗(忽略氣體的溶解)。(11)若觀察到甲中石灰水變渾濁,乙中石灰水始終未變渾濁,最終有10mL液體進(jìn)入丙中,則氣體X的成分是。若氣體X中只含有O2,則觀察到的現(xiàn)象是。【答案】(1)↑向上排空氣法(2)A(3)大于(4)m(5)C(6)10.0(7)其它條件相同時,過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速率越快(8)3.4g過氧化氫物質(zhì)的量為:,設(shè)生成氧氣的物質(zhì)的量為x,,x=0.05mol;答:理論上完全分解可以生成0.05mol氧氣。(9)對比實驗(10)氯化鉀MnO2氯酸鉀分解產(chǎn)生氯化鉀,起催化作用相同時間內(nèi),收集氣體體積的多少(11)10mL氧氣和90mL二氧化碳甲乙中石灰水不變渾濁,且乙中石灰水流入丙中約100mL【詳解】(1)氯酸鉀在二氧化錳催化作用下加熱反應(yīng)生成氯化鉀和氧氣,書寫化學(xué)方程式注意配平及氣體符號,所以化學(xué)方程式為↑;D為向上排空氣法收集裝置;(2)反應(yīng)物為固體,且需要加熱,故選A為發(fā)生裝置;(3)高錳酸鉀分解生成二氧化錳,可以加快氯酸鉀分解,所以反應(yīng)速度為a大于b;(4)氧氣的密度大于空氣,若用如圖裝置收集氧氣,氣體應(yīng)從m端通入;(5)A、氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下加熱生成氧氣和氯化鉀,氧氣的質(zhì)量逐漸增大,然后不變,不會出現(xiàn)減小的情況,故選項錯誤;B、根據(jù)剩余固體逐漸減小,錳元素的質(zhì)量不變,所以錳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增大,然后不變,故選項錯誤;C、氯酸鉀分解生成了氯化鉀和氧氣,二氧化錳中也含有氧元素,所以固體中氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先減小,然后不變,故選項正確;D、剩余固體中氯化鉀的質(zhì)量應(yīng)該從零開始逐漸增大,故選項錯誤。故選:C。(6)為了進(jìn)行對比,表中數(shù)據(jù)應(yīng)該是10.0;(7)從曲線a、b中,可得出的結(jié)論是其它條件相同時,過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,反應(yīng)速率越快;(8)見答案(9)通過對比才能知道實驗2、3、4中加入藥品后有無催化作用;(10)KCl讀作氯化鉀;除了加入藥品不同外,其他條件都相同,根據(jù)對比可知,收集相同體積的氧氣,實驗2所用時間最短,即二氧化錳的催化效果最好;維持加熱條件不變,用實驗1再繼續(xù)收集收集50mLO2,所需時間明顯少于170s,是因為氯酸鉀分解產(chǎn)生氯化鉀,起催化作用;要比較KClO3分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果,除了測量收集50mLO2所需時間外,還可以測量相同時間內(nèi),收集氣體體積的多少;(11)若觀察到甲中石灰水變渾濁,乙中石灰水始終未變渾濁,最終有10mL液體進(jìn)入丙中,則氣體X一定有二氧化碳,且不易溶于水的氧氣進(jìn)入乙瓶,被擠出的液體體積即為氧氣的體積,則混合氣體是10mL氧氣和90mL二氧化碳;若氣體X中只含有O2,則觀察到的現(xiàn)象是:甲乙中石灰水不變渾濁,且乙中石灰水流入丙中約100mL。04化學(xué)實驗裝置組合流程題9.(2023·上海徐匯·一模)在一定溫度下用水蒸氣處理木炭,使其產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu),可制得活性炭。用下圖中的裝置甲模擬在900℃左右制備活性炭,再用裝置乙檢驗制備時產(chǎn)生氣體的成分。(1)活性炭能處理冰箱中的異味,這是利用了它具有性。(2)酒精燈火焰溫度范圍為600~800℃,酒精噴燈火焰溫度為800~1000℃,虛線框處應(yīng)選擇(選填“酒精燈”或“酒精噴燈”)作為加熱儀器。(3)制備活性炭實驗分為以下三步。步驟1:連接裝置,添加試劑。步驟2:加熱燒瓶中的水,至水沸騰一段時間,再加熱木炭粉末。步驟3:停止加熱木炭粉末,冷卻一段時間后,熄滅加熱燒瓶的酒精燈。①步驟2中先通一段時間水蒸氣,再加熱木炭粉末的目的是。②水沸騰變?yōu)樗魵獾倪^程中,水分子的(選填編號)發(fā)生了變化。A.摩爾質(zhì)量
B.化學(xué)性質(zhì)
C.間距大小
D.元素組成③步驟3中若同時停止兩處加熱,可能造成的后果是。(4)有同學(xué)猜測制備活性炭過程中可能會生成氫氣和一氧化碳,為了驗證猜測,他將裝置甲中產(chǎn)生的氣體通入裝置乙進(jìn)行檢驗。①寫出一氧化碳還原氧化銅的化學(xué)方程式。②氫氣也能還原氧化銅,反應(yīng)原理為。若氫氣通過灼熱的氧化銅,能觀察到黑色固體變色固體。③堿石灰的主要成分是NaOH和CaO,NaOH中原子團(tuán)的名稱是,堿石灰的作用是。④分析氣體的成分實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式結(jié)論澄清石灰水變渾濁裝置甲中產(chǎn)生的氣體含有裝有無水硫酸銅的干燥管中白色固體變藍(lán)⑤用裝置甲制備活性炭的不足之處是?!敬鸢浮?1)吸附(2)酒精噴燈(3)排出裝置中的空氣C灼熱的碳與空氣反應(yīng),導(dǎo)致活性炭部分損耗(4)紅氫氧根吸收水,防止干擾氫氣的檢驗氫氣,一氧化碳缺少尾氣處理【詳解】(1)活性炭具有吸附性,能吸附色素和異味;(2)由題中信息可知,制備活性炭的溫度需要900℃,故需要酒精噴燈作為加熱儀器;(3)①步驟2中先通一段時間水蒸氣,再加熱木炭粉末的目的是排出管內(nèi)的空氣,防止與碳發(fā)生反應(yīng);②水沸騰變?yōu)樗魵獾倪^程中,屬于物理變化過程,水分子本身沒有發(fā)生改變,水由液態(tài)變成了氣態(tài)分子之間的間隔發(fā)生了變化,分子間隔變大了;故選C;③步驟3中若同時停止兩處加熱,可能造成外界空氣進(jìn)入玻璃導(dǎo)管灼熱的碳與空氣反應(yīng),導(dǎo)致活性炭部分損耗;(4)①一氧化碳與氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳,方程式為:;②氫氣還原氧化銅生成的銅為紅色固體,故能觀察到黑色固體變成紅色固體;③NaOH是由鈉離子和氫氧根離子構(gòu)成的,故其中原子團(tuán)的名稱是氫氧根;堿石灰具有吸水性,吸收氣體中的水分,防止干擾氫氣的檢驗;④實驗現(xiàn)象澄清石灰水變渾濁,說明氣體中含有一氧化碳,一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成了二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,二氧化碳使石灰水變渾濁是二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和水,方程式為:;裝有無水硫酸銅的干燥管中白色固體變藍(lán),說明氣體中含有氫氣,氫氣與氧化銅反應(yīng)生成了水,水與硫酸銅反應(yīng)生成了硫酸銅晶體,水與硫酸銅反應(yīng)的方程式為:;通過實驗現(xiàn)象可得出裝置甲中產(chǎn)生的氣體含有氫氣和一氧化碳;⑤用裝置甲制備活性炭缺少尾氣處理裝置,一氧化碳有毒,排出到空氣中會污染空氣。10.(22-23九年級上·上海浦東新·期末)同學(xué)們對甲烷進(jìn)行探究學(xué)習(xí):探究Ⅰ:甲烷的制取【查閱資料】實驗室通過加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物的方法制取甲烷,甲烷是天然氣的主要成分,密度小于空氣,難溶于水,具有可燃性。(1)制取甲烷的發(fā)生裝置應(yīng)選(填序號,下同),選用裝置C收集甲烷時氣體應(yīng)從端進(jìn)入。探究Ⅱ:甲烷的組成元素(2)點燃干燥的甲烷氣體,在火焰上方罩一冷而干燥的燒杯(見圖E),燒杯內(nèi)壁有生成,向燒杯中倒入少量澄清石灰水,振蕩,現(xiàn)象為。由此推斷,甲烷中一定含C、H兩種元素。(3)點燃甲烷前,通常應(yīng)先。(4)同學(xué)們通過隔絕空氣對甲烷氣體加強(qiáng)熱,也得出了甲烷的組成元素,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:。探究Ⅲ:甲烷的化學(xué)性質(zhì)【提出問題】通過以上探究,甲烷除具有可燃性、能分解外,還具有什么化學(xué)性質(zhì)?(5)寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式?!静殚嗁Y料】I無水硫酸銅粉末遇水由白色變藍(lán)色;Ⅱ甲烷具有還原性?!掘炞C實驗】該同學(xué)按如圖裝置進(jìn)行實驗:【實驗現(xiàn)象與結(jié)論】甲中黑色固體變?yōu)榧t色,乙中無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,丙中澄清石灰水變渾濁。(6)根據(jù)實驗現(xiàn)象,說明甲烷還原氧化銅的產(chǎn)物有。【反思與評價】(7)實驗時,要先向裝置中通入一段時間的氮氣,再通入甲烷加熱的目的是?!敬鸢浮?1)Ab(2)水霧澄清石灰水變渾濁(3)檢驗純度(4)H2(5)(6)銅(或Cu)、水(或H2O)、二氧化碳(或CO2)(7)排盡裝置內(nèi)的空氣,防止裝置發(fā)生爆炸【詳解】(1)①實驗室通過加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體混合物的方法制取甲烷,反應(yīng)物為固體,反應(yīng)條件是加熱,選擇固體加熱型發(fā)生裝置即裝置A,故填:A。②裝置C有長短導(dǎo)管,甲烷密度比空氣小,會聚集在空氣上方,所以甲烷由短導(dǎo)管即b管口進(jìn)入,把空氣從c管口排出,故填:b。(2)甲烷燃燒有水和二氧化碳生成,所以在火焰上方罩一冷而干燥的燒杯,燒杯內(nèi)壁觀察到有水霧生成,二氧化碳可以使澄清石灰水變渾濁,則觀察到的現(xiàn)象為:澄清的石灰水變渾濁,故填:水霧;澄清石灰水變渾濁。(3)可燃性氣體與空氣混合點燃易發(fā)生爆炸,所以甲烷點燃前,應(yīng)先檢驗純度,故填:檢驗純度。(4)根據(jù)質(zhì)量守恒定律反應(yīng)前后原子種類、原子個數(shù)都不變,由化學(xué)方程式可知反應(yīng)前1個碳原子,4個氫原子,反應(yīng)后已有1個碳原子,還差4個氫原子,因為該化學(xué)式的化學(xué)計量數(shù)為2,所以該化學(xué)式為H2,故填:H2。(5)甲烷和氧氣在點燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:,故填:。(6)甲中黑色固體變?yōu)榧t色,說明有銅生成,乙中無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,說明有水生成,丙中澄清石灰水變渾濁說明有二氧化碳生成,所以甲烷還原氧化銅的產(chǎn)物有:銅(或Cu)、水(或H2O)、二氧化碳(或CO2),故填:銅(或Cu)、水(或H2O)、二氧化碳(或CO2)。(7)甲烷和空氣混合物加熱可能發(fā)生爆炸,故先通氮氣排盡裝置內(nèi)的空氣,防止裝置發(fā)生爆炸,故填:排盡裝置內(nèi)的空氣,防止裝置發(fā)生爆炸。11.(22-23九年級上·上海楊浦·期末)裝品牌蘇打餅干的配料和營養(yǎng)成分如下表,研究性學(xué)習(xí)小組對其成分進(jìn)行了探究。配料營養(yǎng)成分(每100g)小麥粉,食用植物油,洋蔥粉,食用鹽,碳酸鈣,食品添加劑(碳酸氫鈉),香蔥,酵母,麥精,食用香精等能量蛋白質(zhì)脂肪碳水化合物鈉鈣2017千焦8.5克21.0克63.5克500毫克280毫克【查閱資料】餅干制作的烘焙過程中,配料中的碳酸氫鈉的全部受熱分解轉(zhuǎn)化為碳酸鈉,而碳酸鈉不分解。除碳酸鹽以外其余物質(zhì)忽略與鹽酸的反應(yīng)。Ⅰ.定性判斷餅干中有關(guān)成分的確認(rèn)。取一小包餅干。研碎后放入燒杯,加入適量蒸餾水,用玻璃棒攪拌,得到待檢液。實驗操作和現(xiàn)象實驗結(jié)論①淀粉的檢驗取少量待檢液于試管中,滴入2滴碘水,觀察到溶液變成藍(lán)色餅干中含有淀粉②碳酸鹽的檢驗另取少量待檢液于試管中,加入,有氣泡產(chǎn)生;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁餅干中含有(填名稱)【交流討論】(1)餅干中的元素可減少人體骨質(zhì)疏松、畸形、佝僂病的發(fā)生,有利于人體健康。(2)餅干中的碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為?!旧钊胩骄俊咳绾芜M(jìn)一步確認(rèn)餅干中含有兩種碳酸鹽?將剩余待檢液過濾,用蒸餾水洗滌固體2至3次;將與稀鹽酸反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象,則證明講干中既有碳酸鈣,又有碳酸鈉。Ⅱ.定量檢測:餅干中碳酸鈉質(zhì)量的測定?!緦嶒炑b置】【實驗步驟】①按圖連接好裝置,檢查氣密性;②取一小包餅干研碎后放入燒杯,加入適量蒸餾水、用玻璃棒充分?jǐn)嚢韬?,過濾,洗滌;③將濾液和洗滌液合并后倒入容器A,按圖示裝入其他藥品(試劑X用于吸收揮發(fā)出來的HCl,它不與CO2反應(yīng));④打開止水夾,向裝置中通入一段時間N2后,關(guān)閉止水夾;⑤用電子天平稱量干燥管I的質(zhì)量,記錄數(shù)據(jù)m1;⑥逐滴加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡時,停止滴加;⑦;⑧重復(fù)步驟⑤,記錄數(shù)據(jù)m2?!窘涣饔懻摗浚?)II中堿石灰的作用為:。(4)步驟③將濾液和洗滌液合并的原因是。(5)第⑦步如果沒有進(jìn)行操作,會使結(jié)果(填“偏大”、“不變”、“偏小”)。(6)實驗后若要證明A中殘留液體中鹽酸過量,可以向殘液加入生銹的鐵釘,若看到鐵銹減少,且溶液顏色變?yōu)樯踔量吹接袣馀莓a(chǎn)生,則可證明鹽酸過量。請寫出相關(guān)反應(yīng)方程式:?!緮?shù)據(jù)處理】m2-m1=0.88g,則這包餅干中碳酸鈉的質(zhì)量為g。【答案】足量稀鹽酸碳酸鈉鈣洗滌的固體和濾液分別打開止水夾,向裝置中通入一段時間N2后,關(guān)閉止水夾防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅰ中,影響實驗結(jié)果確保樣品的碳酸鈉不損失,全部參與反應(yīng)偏小黃Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑0.212【詳解】Ⅰ.依據(jù)方案中的待檢液,加入足量稀鹽酸,有氣泡產(chǎn)生;將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,得出結(jié)論是含有碳酸鈉;[交流討論](1)依據(jù)餅干的配料表可知餅干中含有鈣元素,鈣元素能減少人體骨質(zhì)疏松、畸形、佝僂病的發(fā)生;(2)碳酸鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;[深入探究]因為碳酸鈣存在于濾出的固體中,碳酸鈉存在于濾液中,所以實驗步驟是將洗滌的固體和濾液分別與稀鹽酸反應(yīng),根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象;證明餅干中既有碳酸鈣,又有碳酸鈉;[實驗步驟]為了將生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中,被堿石灰全部吸收,步驟⑦的操作是:打開止水夾,向裝置中通入一段時間N2后,關(guān)閉止水夾;[交流討論](3)裝置II與空氣連接,II中堿石灰的作用為防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅰ中,影響實驗結(jié)果;(4)本實驗?zāi)康氖秋灨芍刑妓徕c質(zhì)量的測定,實驗原理是利用碳酸鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳被堿石灰吸收測其質(zhì)量,從而計算出碳酸鈉的質(zhì)量,所以實驗步驟③將濾液和洗滌液合并的原因,是確保樣品的碳酸鈉不損失,全部參與反應(yīng);(5)步驟⑦向裝置中通入一段時間N2目的是將生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中,被堿石灰全部吸收,如果缺少這一步驟測定二氧化碳的質(zhì)量會偏小,計算出碳酸鈉得質(zhì)量也會偏小;(6)鐵銹的主要成分是氧化鐵,能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水,可看到鐵銹逐漸消失,溶液顏色變?yōu)辄S色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O;有氣泡產(chǎn)生是因為鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe+2HCl═FeCl2+H2↑;[數(shù)據(jù)處理]設(shè)餅干中碳酸鈉的質(zhì)量為x,????????????????????????
x=0.212g。12.(2022·上海楊浦·一模)某可燃性氣體可能是CO、H2、CH4中的一種或兩種,為探究其成分,進(jìn)行如下實驗。(裝置氣密性良好,每一步均能完全反應(yīng))(已知:)實驗步驟:Ⅰ、關(guān)閉n,打開m,通入一段時間氮氣后關(guān)閉m。分別稱量裝置A、B、C的質(zhì)量。Ⅱ、打開n,分別點燃兩處酒精燈;通入X氣體觀察,記錄現(xiàn)象。Ⅲ、停止加熱,關(guān)閉n,打開m,再通一段時間的N2。再次分別稱量裝置A、B、C的質(zhì)量。數(shù)據(jù)如下表:裝置A中玻璃管(含藥品)的質(zhì)量裝置B的質(zhì)量裝置C的質(zhì)量反應(yīng)前150g152.6g254.8g反應(yīng)后143.6g156.2g259.2g回答下列問題:(1)步驟Ⅰ中通N2的目的是。(2)步驟Ⅱ中,對“分別點燃兩處酒精燈”,最適宜的操作是。a.先點燃A酒精燈,通一會兒X氣體后點燃D酒精燈b.先點燃D酒精燈,通一會兒X氣體后點燃A酒精燈c.同時點燃A、D兩處酒精燈(3)實驗中裝置A中的現(xiàn)象是;裝置B的作用。裝置C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。不能將裝置B、裝置C位置互換,理由是。(4)根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù),請分析氣體X的成分?!敬鸢浮?1)排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸(2)c(3)黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色檢驗反應(yīng)后是否有水生成若將裝置B、裝置C位置互換,無法證明X氣體與氧化銅反應(yīng)是否有水生成(4)CH4【詳解】(1)可燃性氣體如果混有空氣加熱會發(fā)生爆炸,故開始通入氮氣目的是排盡裝置內(nèi)的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;(2)此實驗是為了探究可燃性氣體的成分,開始時通入氮氣已經(jīng)排盡裝置內(nèi)的空氣,故最適宜的操作是同時點燃A、D兩處酒精燈;(3)三種可燃性氣體都能將氧化銅還原成銅,結(jié)合實驗數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)生成有水和二氧化碳,故裝置A中的現(xiàn)象是黑色粉末逐漸變?yōu)榧t色,裝置B的作用檢驗反應(yīng)后是否有水生成,裝置C中反應(yīng)為氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水,反應(yīng)方程式為;裝置B的作用是檢驗X氣體與氧化銅反應(yīng)是否有水生成,如果先將X氣體通入澄清石灰水,會帶出水蒸氣,無法證明X氣體與氧化銅反應(yīng)是否有水生成;(4)由數(shù)據(jù)可知氧化銅中氧元素的質(zhì)量為150g-143.6g=6.4g,反應(yīng)生成水的質(zhì)量為156.2g-152.6g=3.6g,反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量為259.2g-254.8g=4.4g,水中的氫元素質(zhì)量為3.6g××100%=0.4g,氧元素質(zhì)量為3.6g-0.4g=3.2g,二氧化碳中碳元素質(zhì)量為4.4g××100%=1.2g,氧元素質(zhì)量為4.4g-1.2g=3.2g,3.2g+3.2g=6.4g,可燃性氣體不含氧元素,則X碳、氫原子個數(shù)比為:=1:4,故X成分為CH4。05工藝流程類13.(2022·上海普陀·模擬預(yù)測)某校學(xué)生學(xué)習(xí)了金屬的化學(xué)性質(zhì)后進(jìn)行如下問題的探討:(1)探究金屬活動性順序:在白色點滴板的1~3孔穴中分別滴加兩滴稀鹽酸;在白色點滴板的4~6孔穴中滴加兩滴硫酸銅溶液。Ⅰ、孔穴1、3有氣泡生成,寫出孔穴1中發(fā)生的反應(yīng)方程式;Ⅱ、孔穴4的反應(yīng)現(xiàn)象是;Ⅲ、要比較R、Cu、Ag三種金屬的活動性順序,可選用的孔穴有。(寫一組即可)(2)從廢液中回收金屬:某工廠排放的廢液中含有硝酸亞鐵、硝酸銅和硝酸銀,為回收金屬Ag,設(shè)計了下列方案:Ⅰ、寫出廢液中加入Cu發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式;Ⅱ、要達(dá)到實驗?zāi)康?,稍過量的Cu(選填“能”或“不能”)換成稍過量的Fe。(3)研究黃銅(Cu-Zn合金)中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取10g樣品于燒杯中,加入足量的稀硫酸后生成0.1mol氫氣,合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?(根據(jù)化學(xué)方程式列式計算)【答案】(1)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑金屬表面有紅色固體析出2、3、6(合理即可)(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag不能(3)解:設(shè)合金中鋅的質(zhì)量為x,,解得x=6.5g則合金中銅的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,答:合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是35%。【分析】(1)Ⅰ、鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化亞鐵和氫氣;Ⅱ、反應(yīng)物是鐵、硫酸銅,生成物是硫酸亞鐵和銅,銅為紅色;Ⅲ、根據(jù)金屬活動性順序表的應(yīng)用進(jìn)行分析。(2)Ⅰ、根據(jù)金屬活動性順序書寫化學(xué)方程式;Ⅱ、根據(jù)金屬活動性順序分析。(3)根據(jù)化學(xué)化學(xué)方程式分析計算?!驹斀狻浚?)、孔穴1中鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵與氫氣,化學(xué)方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2↑;、鐵是比銅活潑的金屬,鐵會將銅從其鹽溶液中置換出來,則孔穴是4中金屬表面有紅色固體析出;、2孔中銅不能與稀鹽酸反應(yīng),說明活動性:氫>銅;孔穴3有氣泡生成,即R能與稀鹽酸反應(yīng),說明活動性:R>氫,6孔中銅能與硝酸銀反應(yīng),說明活動性:銅>銀,從而說明R>銅>銀,故選用2、3、6即可。(2)Ⅰ、銅比銀活潑,可與硝酸銀溶液反應(yīng)置換出銀單質(zhì),故廢液中加入Cu發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。Ⅱ、若換成稍過量的Fe,則濾渣A中會含有鐵、銅,會消耗更多硝酸銀溶液,故不能將稍過量的Cu換成稍過量的Fe。(3)見答案?!军c睛】在金屬活動性順序中,氫前的金屬能與酸反應(yīng)生成氫氣,位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來。14.(22-23九年級下·上海浦東新·階段練習(xí))目前工業(yè)上用真空法制備食鹽,通過減壓能使熱的海水快速蒸發(fā),同時還能獲得淡水。(1)實驗室中用溶液a(3%NaCl溶液1000g)模擬真空法制備食鹽的流程(忽略物質(zhì)的損耗)如下圖所示:溫度(℃)2090NaCl的溶解度(g/100g水)3639①步驟1中分子的發(fā)生了變化。A.間距
B.質(zhì)量
C.種類
D.個數(shù)②屬于飽和溶液的是(填溶液的編號)。③溶液a中溶質(zhì)的質(zhì)量為g。溶液a經(jīng)減壓蒸發(fā)后得到溶液b和NaCl固體xg,溶液b的質(zhì)量(選填“<”、“=”或“>”)溶液c的質(zhì)量。④分離溶液c和氯化鈉固體的操作是。(2)海水曬制可得粗鹽,粗鹽除NaCl外,還含有、以及泥沙等雜質(zhì)?,F(xiàn)設(shè)計一種制備精鹽的實驗流程,步驟如圖。①實驗流程中加入過量X、Y溶液中的溶質(zhì)分別是。(填寫編號)請簡述選擇該選項的理由。選項溶質(zhì)ⅠⅡⅢⅣXNa2CO3Na2CO3BaCl2Ba(NO3)2YBaCl2Ba(NO3)2Na2CO3Na2CO3②判斷Y溶液過量的方法是。Ⅰ、取少量溶液A滴入硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀Ⅱ、取少量沉淀滴入鹽酸,有氣泡產(chǎn)生Ⅲ、取少量溶液A,滴入紫色石蕊,溶液變藍(lán)Ⅳ、取少量溶液A滴入石灰水,出現(xiàn)白色沉淀③沉淀中除了泥沙等難溶雜質(zhì),還主要有物質(zhì)。加入Z溶液過量,但對精鹽制備沒有影響不必除去,這是利用Z溶液的性質(zhì)。【答案】(1)Abc30>過濾(2)Ⅲ可以除去雜質(zhì)、,并除去了過量的Ⅲ、Ⅳ、、易揮發(fā)【詳解】(1)①步驟1中水蒸氣冷凝變?yōu)樗?,分子之間的間隔變小,分子的種類、數(shù)目、質(zhì)量不變。故選A;②20℃時,氯化鈉的溶解度為36g,該溫度下,氯化鈉飽和溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:,溶液a的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%,故溶液a為不飽和溶液,溶液a經(jīng)過加熱減壓,得到溶液b和氯化鈉固體,故溶液b為飽和溶液,降溫,氯化鈉的溶解度減小,晶體析出,得到溶液c和氯化鈉固體,故c為飽和溶液,故屬于飽和溶液的是bc;③溶液a中溶質(zhì)的質(zhì)量為:1000g×3%=30g;氯化鈉的溶解度隨溫度的升高而增加,溶液b降溫后,溶解度減小,有溶質(zhì)析出,得到溶液c,故溶液b的質(zhì)量>溶液c的質(zhì)量;④過濾可實現(xiàn)固液分離,故分離溶液c和氯化鈉固體的操作是過濾;(2)①粗鹽中含氯化鈣、硫酸鈉、泥沙等雜質(zhì),氯化鋇能與硫酸鈉反應(yīng)生成硫酸鋇和氯化鈉,可加入過量的氯化鋇除去硫酸鈉,碳酸鈉能與氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣和氯化鈉,碳酸鈉能與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化鈉,故可加入過量的碳酸鈉溶液除去氯化鈣和過量的氯化鋇,且加入碳酸鈉溶液應(yīng)在加入氯化鋇之后,才能將過量的氯化鋇除去,不能加入硝酸鋇溶液除去硫酸鈉,因為會引入雜質(zhì)硝酸根離子,故X的溶質(zhì)為氯化鋇,Y的溶質(zhì)為碳酸鈉,故選Ⅲ,理由是:加入過量的氯化鋇溶液除去硫酸鈉,加入過量的碳酸鈉溶液除去氯化鈣和過量的氯化鋇;②由以上分析可知,Y溶液為碳酸鈉。Ⅰ、取少量溶液A滴入硝酸銀溶液,硝酸銀和氯化鈉、碳酸鈉均能反應(yīng)生成白色沉淀,故出現(xiàn)白色沉淀,不能說明碳酸鈉過量,不符合題意;Ⅱ、取少量沉淀滴入鹽酸,有氣泡產(chǎn)生,是因為沉淀中的碳酸鋇、碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,但是不能說明碳酸鈉過量,不符合題意;Ⅲ、取少量溶液A,滴入紫色石蕊,溶液變藍(lán),說明溶液顯堿性,說明碳酸鈉過量,符合題意;Ⅳ、取少量溶液A滴入石灰水,氫氧化鈣能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉,產(chǎn)生白色沉淀,說明碳酸鈉過量,符合題意。故選Ⅲ、Ⅳ;③沉淀中除了泥沙等難溶雜質(zhì),還含有硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成的硫酸鋇,氯化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成的碳酸鈣,氯化鋇和碳酸鈉反應(yīng)生成的碳酸鋇;Z溶液是稀鹽酸,目的是除去過量的碳酸鈉,鹽酸具有揮發(fā)性,蒸發(fā)過程中,氯化氫會揮發(fā)出去,故加入Z溶液過量,對精鹽制備沒有影響不必除去。15.(22-23九年級下·上海楊浦·階段練習(xí))氫氧化鈉是重要的化工原料,在生產(chǎn)過程中常含少量的氯化鈉雜質(zhì)。(1)氫氧化鈉溶液的pH7(填“>”、“<”或
“=”)。(2)檢驗NaOH樣品中含有NaCl雜質(zhì)。操作現(xiàn)象結(jié)論步驟一:取少量樣品溶于水,先滴入酚酞試液,再滴入足量稀硝酸樣品中含有NaCl步驟二:在上述反應(yīng)所得的溶液中滴加溶液產(chǎn)生白色沉淀(3)提純NaOH樣品。氯化鈉和氫氧化鈉的部分溶解度數(shù)據(jù)如下表。溫度(℃)0206080NaCl35.736.037.138.4NaOH42109174314I、60℃時,NaCl的溶解度為g/100g水;20℃時,10g水中最多溶解NaOHg。II、某同學(xué)進(jìn)行如下實驗:i、溶液A中,NaOH(填“達(dá)到”或“未達(dá)到”)飽和狀態(tài)。ii、200g樣品中NaOH的質(zhì)量是。iii、運用數(shù)據(jù)分析說明不能省略步驟III的原因?!敬鸢浮?1)>(2)滴入酚酞后,溶液變紅,加入硝酸后,褪為無色硝酸銀/AgNO3(3)37.110.9未達(dá)到197若不蒸發(fā)水,則0℃時,100g水最多會溶解NaOH42g,會比前方案少析出37.8gNaOH【詳解】(1)氫氧化鈉溶液為堿性,pH>7。(2)步驟一:根據(jù)樣品中有氯化鈉,則溶解后得到的是氫氧化鈉和氯化鈉的混合溶液。氫氧化鈉溶液為堿性,能使酚酞變紅。硝酸和氫氧化鈉反應(yīng)生成硝酸鈉和水,硝酸鈉溶液為中性。所以現(xiàn)象是滴入酚酞后,溶液變紅,加入硝酸后,褪為無色。步驟二:步驟一反應(yīng)后的溶液中含有氯化鈉,氯離子可以和銀離子結(jié)合生成氯化銀白色沉淀,確定有氯化鈉。所以滴加的是硝酸銀溶液。(3)I、從表格可知,60℃時,NaCl的溶解度為37.1g/100g水;20℃時,氫氧化鈉的溶解度為109g,則10g水中最多溶解氫氧化鈉的質(zhì)量時10.9g。II:i、80℃時,氫氧化鈉的溶解度為314g,溶液A中有水100g,樣品200g(氫氧化鈉最多200g),則未達(dá)到飽和狀態(tài)。ii、析出88g氫氧化鈉,濾液B是氫氧化鈉的飽和溶液。20℃時,氫氧化鈉的溶解度為109g,則濾液B中有100g水,還溶有氫氧化鈉的質(zhì)量為109g。則樣品中有氫氧化鈉的質(zhì)量為88g+109g=197g。iii、0℃氫氧化鈉的溶解度為42g。如不進(jìn)行步驟Ⅲ,即不蒸發(fā)水,則0℃時,100g水最多會溶解NaOH42g。蒸發(fā)90g水后剩余溶劑水的質(zhì)量為10g,0℃氯化鈉的溶解度為35.7g,此時最多溶解氯化鈉3.57g,比樣品中的200g-197g=3g多,氯化鈉不會析出。此時10g水最多溶解氫氧化鈉的質(zhì)量為4.2g。則若不蒸發(fā)水會比前方案少析出42g-4.2g=37.8g,所以不能省略步驟Ⅲ。16.(2022·上海松江·二模)食鹽是人類生存的必需品。下表是氯化鈉和硫酸鈉的溶解度(g/100g水)0℃10℃20℃30℃40℃氯化鈉35.735.836.036.336.6硫酸鈉4.59.620.240.848.5(1)20℃時,用3.6克氯化鈉配制氯化鈉飽和溶液,需克水。一定溫度下的氯化鈉飽和溶液是指該條件下不能再溶解的溶液。(2)海水曬鹽。某海水中主要物質(zhì)的含量見表,用下列方法得到氯化鈉(微量雜質(zhì)忽略不計)。物質(zhì)每100g海水所含質(zhì)量(g)水96.5氯化鈉2.7硫酸鈉0.7…………
I.把100克該海水曬干,得到鹽是。(選填“純凈物”或“混合物”)II.寫出加入X溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式X的物質(zhì)的量是摩爾(填選項),恰好將硫酸鈉除盡。A.0.7/208
B.0.7/142
C.2.7/58.5
D.2.7/261III.20℃時,用13.6克的飽和氯化鈉溶液充分沖洗精鹽,過濾,得到濾液C的質(zhì)量至少是克。檢驗濾渣D是否是純凈氯化鈉的方法是?!敬鸢浮?1)10NaCl(氯化鈉)(2)混合物BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClB14.3取濾渣D,溶于水,加入氯化鋇或硝酸鋇溶液,無白色沉淀生成,說明濾渣是純凈氯化鈉【詳解】(1)20℃時,氯化鈉的溶解度為36.0g,則用3.6克氯化鈉配制氯化鈉飽和溶液,需水。一定溫度下的氯化鈉飽和溶液是指該條件下不能再溶解氯化鈉溶質(zhì)的溶液;(2)I.由圖表可知,海水中含有氯化鈉、硫酸鈉等,把100克該海水曬干,得到鹽含有多種物質(zhì),屬于混合物;II.加入X溶液是為了除去硫酸鈉雜質(zhì),X為氯化鋇,硫酸鈉和氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀和氯化鈉:;由圖表可知,100g海水中含有硫酸鈉質(zhì)量為0.7g,則Na2SO4的物質(zhì)的量為,由化學(xué)方程式體現(xiàn)的關(guān)系可知,BaCl2的物質(zhì)的量是,恰好將硫酸鈉除盡。故選B。III.20℃時,硫酸鈉的溶解度為20.2g,氯化鈉的溶解度為36.0g,13.6克的飽和氯化鈉溶液中水的質(zhì)量為,則10g水最多溶解硫酸鈉2.02g>0.7g,故用13.6克的飽和氯化鈉溶液充分沖洗精鹽,過濾,得到濾液C的質(zhì)量至少是13.6g+0.7g=14.3g。硫酸根離子和鋇離子會生成不溶于酸的硫酸鋇沉淀,則檢驗濾渣D是否是純凈氯化鈉的方法是取濾渣D,溶于水,加入氯化鋇或硝酸鋇溶液,無白色沉淀生成,說明濾渣是純凈氯化鈉。06酸堿鹽滴加實驗綜合17.(2022·上海崇明·二模)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法(1)第一興趣小組對金屬的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了探究。將amol鋅粉加入到含0.1mol硝酸銅和0.4mol硝酸銀的混合溶液中,充分反應(yīng)后過濾,得到濾渣和濾液。Ⅰ、鋅粉與硝酸銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是。Ⅱ、若取少量濾液于試管中,滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,則濾液中溶質(zhì)的成分是(用化學(xué)式表示)。Ⅲ、若濾渣中含有兩種金屬,則a的取值范圍是。(2)第二興趣小組對硫酸、氫氧化鈉的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了如下探究。Ⅰ、實驗一中,將注射器中氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶中,過一會兒觀察到氣球鼓起。甲同學(xué)認(rèn)為二氧化碳與氫氧化鈉發(fā)生了反應(yīng);乙同學(xué)認(rèn)為該實驗不嚴(yán)謹(jǐn),于是將該注射器中氫氧化鈉溶液換成,做了對比實驗,從而證明二者發(fā)生了反應(yīng)。Ⅱ、實驗二中,反應(yīng)的化學(xué)方程式為。Ⅲ、取少量實驗三中的剩余溶液,滴加幾滴酚酞試液,溶液呈無色,證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液能發(fā)生反應(yīng)。該實驗方案是否可行,并說明理由。Ⅳ、將實驗四、實驗五兩支試管反應(yīng)后的物質(zhì)倒入同一潔凈的燒杯中,充分反應(yīng)后過濾,得到無色濾液和白色沉淀。同學(xué)們對白色沉淀的成分繼續(xù)進(jìn)行了實驗。實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論取少量白色沉淀于試管中,加入足量的稀鹽酸白色沉淀是BaSO4、BaCO3實驗結(jié)束后,同學(xué)們對廢液進(jìn)行了回收和處理?!敬鸢浮?1)Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+CuZn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO30.2mol<n≤0.3mol(2)等體積水(或40mL水)CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4可行滴加酚酞試液后溶液仍然為無色,說明溶液中氫氧化鈉消失了,從而說明氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)(原因錯誤不得分)有氣泡產(chǎn)生,白色沉淀部分溶解(完整得分)【詳解】(1)Ⅰ、鋅粉與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸鋅和銅,對應(yīng)的化學(xué)方程式是:Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu;Ⅱ、取少量濾液于試管中,滴加稀鹽酸,產(chǎn)生白色沉淀,說明濾液中含有硝酸銀,則說明硝酸銀還未被完全反應(yīng),鋅太少,硝酸銀未被完全反應(yīng),硝酸銅直接不參與反應(yīng),則濾液中溶質(zhì)的成分是:鋅和硝酸銀反應(yīng)生成的Zn(NO3)2、未反應(yīng)的Cu(NO3)2、剩余的AgNO3。Ⅲ、若濾渣中含有兩種金屬,則可以使鋅恰好將硝酸銅和硝酸銀完全反應(yīng)置換出來銅和銀,此時由方程式可知,反應(yīng)0.4mol硝酸銀需要鋅0.2mol;由方程式可知,反應(yīng)0.1mol硝酸銅需要鋅0.1mol,此時a=0.2mol+0.1mol=0.3mol;濾渣中含有兩種金屬,可以是恰好完全反應(yīng)置換出來的銀和部分置換的銅,所以a的值大于0.2mol,則a的取值范圍是0.2mol<n≤0.3mol。(2)Ⅰ、實驗一中,將注射器中氫氧化鈉溶液全部推入集氣瓶中,過一會兒觀察到氣球鼓起。不能說明氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)了,因為二氧化碳能溶于水也會與水反應(yīng),沒有對比說明不是水導(dǎo)致的實驗現(xiàn)象,所以應(yīng)該將該注射器中氫氧化鈉溶液換成等體積水,做對比實驗,從氣球鼓起的程度從而證明二者發(fā)生了反應(yīng)。Ⅱ、實驗二中,硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,對應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuSO4+2NaOH=Cu(OH)2↓+Na2SO4。Ⅲ、取少量實驗三中的剩余溶液,滴加幾滴酚酞試液,溶液呈無色,證明稀硫酸與氫氧化鈉溶液能發(fā)生反應(yīng)。該實驗方案可行,因為氫氧化鈉顯堿性,遇到酚酞會使酚酞變紅,滴加酚酞試液后溶液仍然為無色,說明溶液中氫氧化鈉消失了,從而說明氫氧化鈉與鹽酸發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。Ⅳ、由實驗結(jié)論白色沉淀是BaSO4、BaCO3可知,取少量白色沉淀于試管中,加入足量的稀鹽酸,稀鹽酸會與碳酸鋇反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳,硫酸鋇與稀鹽酸直接不反應(yīng),所以能看到有氣泡產(chǎn)生,白色沉淀部分溶解。18.(2022·上海浦東新·二模)學(xué)習(xí)小組對常見的幾種酸、堿、鹽的相關(guān)知識進(jìn)行了實驗探究。實驗一:比較兩種酸的性質(zhì)
(1)C試管中發(fā)生反應(yīng)的化
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