題型五科學(xué)探究題題型專練1.(2022北京,37,6分)絮凝劑常用于水的凈化,實(shí)驗(yàn)小組探究用絮凝劑凈水時(shí)影響凈化效果的因素?！静殚嗁Y料】絮凝劑溶于水后能夠吸附水中懸浮物并發(fā)生沉降,從而達(dá)到凈水目的。硫酸鐵是一種常見的絮凝劑?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】Ⅰ.配制水樣和絮凝劑溶液配制水樣:向10L水中加入25g高嶺土,攪拌、靜置,取上層液作為水樣。配制絮凝劑溶液:用100mL水和5g硫酸鐵進(jìn)行配制。Ⅱ.探究影響水樣凈化效果的因素取水樣,向其中加入絮凝劑溶液,攪拌,測(cè)定靜置不同時(shí)間水樣的濁度,并計(jì)算濁度去除率(濁度去除率越高代表凈化效果越好)。實(shí)驗(yàn)記錄如下:實(shí)驗(yàn)序號(hào)水樣的體積/mL加入絮凝劑溶液的體積/mL靜置時(shí)間/min濁度去除率/%①20002012.48②2000.22076.54③2000.32084.60④2000.4564.45⑤2000.41070.85⑥2000.41581.04⑦2000.42086.02⑧2000.52088.15⑨2000.62086.49【解釋與結(jié)論】(1)配制絮凝劑溶液的操作如圖所示。ABCD正確的操作順序是CDAB(填序號(hào)),B中用玻璃棒攪拌的目的是加速溶解。(2)②中濁度去除率比①高的原因是②中水樣加了絮凝劑溶液,絮凝劑有凈水作用。(3)依據(jù)④~⑦得出的結(jié)論是實(shí)驗(yàn)研究范圍內(nèi),等量水樣中加入絮凝劑溶液的體積相同時(shí),靜置時(shí)間越長(zhǎng),凈化效果越好。(4)探究等量水樣中加入絮凝劑溶液的體積對(duì)凈化效果影響的實(shí)驗(yàn)是②③⑦⑧⑨(填序號(hào))?！痉此寂c評(píng)價(jià)】(5)依據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),不能得出“靜置時(shí)間相同時(shí),等量水樣中加入絮凝劑溶液的體積越大,凈化效果越好”的結(jié)論,其證據(jù)是對(duì)比⑧和⑨,⑨中加入絮凝劑溶液的體積大,但濁度去除率低。解析(1)用固體配制溶液的操作步驟為計(jì)算、稱量、量取和溶解,即CDAB。(4)探究等量水樣中加入絮凝劑溶液的體積對(duì)凈化效果影響時(shí),應(yīng)控制的變量有水樣的體積和靜置時(shí)間,自變量為絮凝劑溶液的體積,因變量為濁度去除率,故應(yīng)選擇的實(shí)驗(yàn)是②③⑦⑧⑨。2.(2022廣東廣州,19,10分)某校學(xué)生用鹽酸和碳酸鈣制備CO2,產(chǎn)生了大量廢液。興趣小組通過以下探究確定廢液處理方案。(1)廢液成分的確定①寫出制備CO2的化學(xué)方程式:CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑。②推測(cè)廢液所含溶質(zhì)推測(cè)一:CaCl2推測(cè)二:CaCl2和HCl③若要用一種藥品驗(yàn)證哪種推測(cè)成立,可選擇的有哪些?ACD(填標(biāo)號(hào))A.石蕊溶液B.AgNO3溶液C.鋅粒D.CuO粉末(2)廢液的處理實(shí)驗(yàn)表明廢液中的溶質(zhì)是CaCl2和HCl,小組決定用Na2CO3除去它們?！咎岢鰡栴}】如何估算Na2CO3固體的用量?【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】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(cè)定滴加過程中溶液的pH。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示?！窘Y(jié)果討論】①a→b階段,觀察到燒杯中的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡。②b點(diǎn)后曲線平緩階段,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓。③c點(diǎn)時(shí),取少量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溶液的體積小于120mL(填“大于”“等于”或“小于”)。④將燒杯中的沉淀過濾、洗滌、干燥、稱重,質(zhì)量為4g。若處理10L該廢液,理論上需要Na2CO3固體530g(實(shí)驗(yàn)所用Na2CO3溶液的密度近似看作1g/cm3)。解析(1)③兩種推測(cè)的區(qū)別為是否含有HCl,由于溶質(zhì)一定含有CaCl2,故只能用檢驗(yàn)氫離子的方法驗(yàn)證,故B不正確。HCl能使紫色石蕊溶液變紅、與鋅粒反應(yīng)有氫氣生成、能使CuO黑色粉末溶解,故A、C、D正確。(2)①a→b階段,溶液的pH增大,反應(yīng)為Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑,現(xiàn)象為產(chǎn)生氣泡。②b點(diǎn)后曲線平緩階段,發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓,形成中性的NaCl溶液,故溶液pH無(wú)明顯變化。③c點(diǎn)時(shí),滴加CaCl2溶液產(chǎn)生白色沉淀,說明Na2CO3已經(jīng)過量,即處理100mL廢液所需的5.3%的Na2CO3溶液的體積小于120mL。④在反應(yīng)Na2CO3+2HCl2NaCl+H2O+CO2↑中,消耗5.3%的Na2CO3溶液20mL,質(zhì)量為20g,Na2CO3的質(zhì)量為20g×5.3%=1.06g;設(shè)與CaCl2反應(yīng)的Na2CO3的質(zhì)量為x,Na2CO3+CaCl22NaCl+CaCO3↓106100x4g106100=x4g,x=4.24g。由上述計(jì)算可知,處理100mL即0.1L廢液共消耗Na2CO3的質(zhì)量為1.06g+4.24g=5.30g。若處理10L廢液,則需要Na2CO3的質(zhì)量為5.30g×10L0.1L=3.(2022黑龍江哈爾濱,35,6分)某初中化學(xué)興趣小組的同學(xué)們利用所學(xué)的知識(shí)和一些實(shí)驗(yàn)用品,圍繞著實(shí)驗(yàn)室中的一瓶氫氧化鈉溶液,展開了一系列的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng):【提出問題1】通過所學(xué)的知識(shí),同學(xué)們已經(jīng)知道氫氧化鈉溶液中的(1)OH-(填一種離子符號(hào))能使無(wú)色酚酞溶液變?yōu)榧t色。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論?【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖1所示的實(shí)驗(yàn),通過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,證明了氫氧化鈉溶液中的水分子和(2)Na+(填一種離子符號(hào))都不能使無(wú)色酚酞溶液變?yōu)榧t色,由此驗(yàn)證了問題1中的結(jié)論。圖1【討論交流】氫氧化鈉溶液在潔凈的空氣中可能會(huì)變質(zhì),請(qǐng)用化學(xué)方程式表示出變質(zhì)的原因:(3)2NaOH+CO2Na2CO3+H2O。【提出問題2】瓶中氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?若變質(zhì),是否完全變質(zhì)?【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖2所示的實(shí)驗(yàn):圖2步驟一:向溶液A中滴加過量的(4)CaCl2[或BaCl2或Ca(NO3)2或Ba(NO3)2](填化學(xué)式)溶液,觀察到溶液中產(chǎn)生白色沉淀,得出這瓶氫氧化鈉溶液已變質(zhì);步驟二:向過濾后得到的濾液B中通入CO2氣體,觀察到液面下導(dǎo)管口有氣泡冒出,溶液中(5)產(chǎn)生白色沉淀,進(jìn)而得出這瓶氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)?！咎岢鰡栴}3】已變質(zhì)的氫氧化鈉占變質(zhì)前純氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(即氫氧化鈉的變質(zhì)程度)?【深入探究】三位同學(xué)分別從瓶中取等質(zhì)量的溶液進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過程中不考慮氫氧化鈉再與空氣中的任何成分發(fā)生反應(yīng)),并將實(shí)驗(yàn)步驟及相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:甲同學(xué)乙同學(xué)丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟及相關(guān)數(shù)據(jù)將所取溶液蒸干,稱量所得固體,質(zhì)量為4.26g向所取溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,充分反應(yīng)后過濾,將濾渣洗滌、干燥、稱量,質(zhì)量為1.97g向所取溶液中加入足量的稀鹽酸,充分反應(yīng),將溶液蒸干,稱量所得固體質(zhì)量為5.85g【分析與結(jié)論】通過分析發(fā)現(xiàn),任選兩位同學(xué)的數(shù)據(jù),就可以計(jì)算出氫氧化鈉的變質(zhì)程度,則氫氧化鈉的變質(zhì)程度為(6)20%。老師對(duì)同學(xué)們的探究意識(shí)和不斷深入的鉆研精神給予了充分肯定!解析(2)氯化鈉溶液中滴入酚酞溶液,酚酞溶液不變色,分析氯化鈉溶液中的粒子,說明水分子、鈉離子、氯離子都不能使酚酞溶液變色。(3)氫氧化鈉溶液在潔凈的空氣中變質(zhì)是由于二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水。(4)步驟一中,為驗(yàn)證氫氧化鈉溶液是否變質(zhì),先向溶液A中滴加過量的氯化鈣或氯化鋇溶液,溶液中產(chǎn)生白色沉淀,這是由于氫氧化鈉變質(zhì)生成了碳酸鈉,由此得出這瓶氫氧化鈉溶液已變質(zhì)。該操作的目的是檢驗(yàn)并除盡碳酸鈉。(5)步驟二的目的是驗(yàn)證氫氧化鈉的變質(zhì)程度,即檢驗(yàn)溶液中是否含有氫氧化鈉,若含有氫氧化鈉,則通入二氧化碳后,二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,碳酸鈉和過量的氯化鈣(或氯化鋇)反應(yīng)生成碳酸鈣(或碳酸鋇)沉淀和氯化鈉,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是溶液中產(chǎn)生白色沉淀。(6)甲同學(xué)得到的4.26g為溶液變質(zhì)后溶質(zhì)的總質(zhì)量,即未變質(zhì)的氫氧化鈉和變質(zhì)后產(chǎn)生的碳酸鈉。乙同學(xué)所得1.97g為碳酸鋇的質(zhì)量,據(jù)此可求出變質(zhì)后碳酸鈉的質(zhì)量,進(jìn)而求出變質(zhì)的氫氧化鈉的質(zhì)量。若根據(jù)甲、乙兩位同學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,設(shè)變質(zhì)生成碳酸鈉的質(zhì)量為x,變質(zhì)的氫氧化鈉質(zhì)量為y。Na2CO3+Ba(OH)2BaCO3↓+2NaOH106197x1.97g可求得x=1.06g2NaOH+CO2Na2CO3+H2O80106y1.06g可求得y=0.8g則氫氧化鈉的變質(zhì)程度為0.8g4.26g-1.06+0.8g×100%=20%疑難突破本題的核心環(huán)節(jié)是驗(yàn)證氫氧化鈉的變質(zhì)程度,因氫氧化鈉變質(zhì)后生成的碳酸鈉會(huì)對(duì)氫氧化鈉的檢驗(yàn)造成干擾,故應(yīng)先加入過量氯化鋇或氯化鈣溶液檢驗(yàn)并除去碳酸鈉,再進(jìn)行氫氧化鈉的檢驗(yàn)。4.(2022四川成都,19,10分)勞動(dòng)實(shí)踐課上同學(xué)們用草木灰給農(nóng)作物施肥。課后同學(xué)查閱資料,得知草木灰是一種重要的農(nóng)家肥,碳酸鉀含量高?！咎岢鰡栴}】如何測(cè)定草木灰中碳酸鉀的含量?【查閱資料】1.常見草木灰中鉀含量(以碳酸鉀表示)如下表:草木灰種類小灌木灰稻草灰小麥稈灰棉殼灰棉稈灰向日葵稈灰K2CO3(%)8.662.6320.2632.2816.4451.972.提取碳酸鉀主要過程是:秸稈→草木灰→濾液→固體(1)表格中鉀含量最高的草木灰是向日葵稈灰,同學(xué)們選用這種秸稈灰提取碳酸鉀?！驹O(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)一:提取碳酸鉀第一步:燃燒秸稈,收集草木灰,稱取20.00g。第二步:用60℃水浸洗草木灰(如圖1)并過濾,浸洗濾渣2次,合并濾液。第三步:蒸發(fā)濾液,烘干得到9.90g固體。圖1浸洗實(shí)驗(yàn)裝置圖2鉀浸取率曲線(r/min表示每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù))(2)圖1實(shí)驗(yàn)中,用60℃的溫水而不用冷水浸洗的原因是相同時(shí)間內(nèi),水溫高碳酸鉀溶解得更快更多,提高溶解效率。(3)根據(jù)圖2,攪拌器轉(zhuǎn)速控制在每分鐘500轉(zhuǎn),浸取時(shí)間為20分鐘,比較適宜。實(shí)驗(yàn)二:測(cè)定碳酸鉀含量取實(shí)驗(yàn)一中所得固體3.30g進(jìn)行圖3實(shí)驗(yàn)。圖3(4)實(shí)驗(yàn)中需緩慢滴入稀硫酸,原因是有利于二氧化碳被氫氧化鈉溶液充分吸收。(5)裝置B的作用是吸收氣體中的水蒸氣。【數(shù)據(jù)與解釋】(6)稱量圖3中反應(yīng)前后燒杯和其中溶液的總質(zhì)量,增重0.92g。計(jì)算草木灰中碳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為43.28%,與表格中數(shù)據(jù)相比明顯偏低,原因可能是bc(填序號(hào))。a.燒杯中溶液與空氣接觸b.固體含有其他鉀鹽c.固體含有氯化鈉【反思與評(píng)價(jià)】(7)我國(guó)秸稈產(chǎn)量巨大,可作為生物質(zhì)發(fā)電的原料,還可利用其燃燒發(fā)電產(chǎn)生的草木灰提取碳酸鉀,其優(yōu)點(diǎn)有資源綜合利用(寫一條)。解析本題以測(cè)定草木灰中碳酸鉀含量來考查物質(zhì)的檢驗(yàn)、分離和提純操作。(3)題圖2是鉀浸取率曲線,攪拌器轉(zhuǎn)速控制在500r/min,浸取時(shí)間為20分鐘時(shí),鉀浸取率已無(wú)明顯增長(zhǎng)。(4)K2CO3+H2SO4K2SO4+H2O+CO2↑,CO2+2NaOHNa2CO3+H2O,題圖3通過測(cè)量氫氧化鈉溶液質(zhì)量變化,來測(cè)定草木灰中碳酸鉀含量。實(shí)驗(yàn)中需緩慢滴入稀硫酸,原因是控制反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的速率,有利于二氧化碳被氫氧化鈉溶液充分吸收。(5)為減小誤差,需除去生成氣體中的水蒸氣,裝置B的作用是吸收氣體中的水蒸氣。(6)稱量題圖3中反應(yīng)前后燒杯和其中溶液的總質(zhì)量,增重0.92g,即反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量是0.92g,設(shè)3.30g固體中含碳酸鉀的質(zhì)量為x,K2CO3+H2SO4K2SO4+H2O+CO2↑13844x0.92g13844=x≈2.885g草木灰中碳酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.885g3.30g×9.90g20g×100%≈43.28%。燒杯中溶液吸收空氣中的CO2會(huì)使結(jié)果偏高,a錯(cuò)誤;若固體中含有其他鉀鹽或氯化鈉,則會(huì)使產(chǎn)生的CO2量減少,結(jié)果偏低。(7)農(nóng)作物秸稈直接燒掉,造成資源的大量浪費(fèi),同時(shí)帶來很嚴(yán)重的環(huán)境污染。利用其燃燒發(fā)電產(chǎn)生的草木灰提取碳酸鉀5.(2021廣東,19,10分)某興趣小組探究鎂與稀鹽酸的反應(yīng)。(1)鎂與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Mg+2HClMgCl2+H2↑。(2)實(shí)驗(yàn)前,用砂紙打磨鎂條的目的是去除鎂條表面的氧化物薄膜。(3)將打磨后的鎂條放入稀鹽酸中,一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)有“灰白色沉淀”產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象。【提出問題】灰白色沉淀可能含有什么物質(zhì)?【查閱資料】Mg(OH)2受熱分解生成MgO和H2O;變色硅膠遇水由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色;堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]不溶于水,受熱易分解生成MgO和HCl氣體?！咎岢黾僭O(shè)】甲同學(xué)認(rèn)為灰白色沉淀中不含MgCl2,你認(rèn)為原因是MgCl2可溶于水。乙同學(xué)認(rèn)為灰白色沉淀中可能含有:猜想Ⅰ:Mg猜想Ⅱ:Mg(OH)Cl猜想Ⅲ:Mg(OH)2【實(shí)驗(yàn)探究】乙同學(xué)將灰白色沉淀洗滌、干燥后,分別置于編號(hào)為①②③的試管中。序號(hào)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論向試管①中加入適量稀鹽酸(填物質(zhì)名稱)沉淀消失無(wú)氣泡產(chǎn)生猜想Ⅰ不成立加熱試管②,并將蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條置于試管口濾紙條變紅猜想Ⅱ成立加熱試管③,將產(chǎn)生的氣體通過變色硅膠變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色猜想Ⅲ成立【討論分析】實(shí)驗(yàn)2中濾紙條變紅是由于HCl氣體溶于水使溶液呈酸性,生成HCl氣體的原因是Mg(OH)ClMgO+HCl↑(用化學(xué)方程式表示)。解析(2)鎂較活潑,易與空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層氧化膜,故實(shí)驗(yàn)前需要用砂紙打磨。(3)【提出假設(shè)】MgCl2可溶于水,故該灰白色沉淀中不含MgCl2?！緦?shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)1:鎂能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,加入稀鹽酸后無(wú)氣泡產(chǎn)生,說明該灰白色沉淀不含鎂;實(shí)驗(yàn)2:蘸有紫色石蕊溶液的濾紙條變紅,說明該灰白色固體受熱分解產(chǎn)生酸性物質(zhì),結(jié)合題目信息,可知該酸性物質(zhì)為Mg(OH)Cl受熱分解產(chǎn)生的HCl,故猜想Ⅱ成立;實(shí)驗(yàn)3:根據(jù)題目信息,由猜想Ⅲ成立可知該灰白色固體中含有Mg(OH)2,Mg(OH)2受熱分解能生成水,使變色硅膠由藍(lán)色變?yōu)榉奂t色?！居懻摲治觥柯然瘹錃怏w溶于水形成鹽酸,溶液呈酸性;根據(jù)題目資料提示,Mg(OH)Cl受熱分解生成MgO和HCl氣體。6.(2021河北,35,7分)茶垢清潔劑能快速清除茶具上附著的茶垢,某小組同學(xué)對(duì)茶垢清潔劑進(jìn)行了探究。【查閱資料】如圖所示是某品牌茶垢清潔劑說明書中的部分內(nèi)容。說明書中碳酸鈉的俗稱有誤,應(yīng)改為純堿(或蘇打)。主要成分主要成分:過碳酸鈉(化學(xué)式為2Na2CO3·3H2O2)去漬原理:過碳酸鈉溶于水時(shí)生成碳酸鈉(俗稱小蘇打)和過氧化氫……【提出問題Ⅰ】茶垢清潔劑溶于水時(shí)生成過氧化氫,是否生成氧氣?【實(shí)驗(yàn)1】在盛有茶垢清潔劑固體的小燒杯中,加適量常溫水,完全溶解后得到無(wú)色溶液,觀察到有小氣泡緩慢冒出,伸入帶火星的木條,木條不復(fù)燃?！緦?shí)驗(yàn)2】取三份等量的實(shí)驗(yàn)1中的溶液,分別加入甲、乙、丙三支試管中,按圖示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到都較快產(chǎn)生氣泡,且溫度越高產(chǎn)生氣泡越快;伸入帶火星的木條,木條都復(fù)燃?！颈磉_(dá)交流Ⅰ】通過實(shí)驗(yàn)證明,茶垢清潔劑溶于水時(shí)生成氧氣。(1)實(shí)驗(yàn)1中“木條不復(fù)燃”的原因是產(chǎn)生氧氣緩慢。(2)實(shí)驗(yàn)2中丙試管內(nèi)不再產(chǎn)生氣泡后,其中溶液所含溶質(zhì)與加熱前溶液的不同是不含過氧化氫。【提出問題Ⅱ】茶垢清潔劑溶于水時(shí)生成碳酸鈉,是否生成氫氧化鈉?【實(shí)驗(yàn)3】取實(shí)驗(yàn)2丙試管內(nèi)溶液,按如圖所示流程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。丙試管內(nèi)溶液濾液溶液M【表達(dá)交流Ⅱ】(1)加入試劑X的目的是Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl(用化學(xué)方程式表示)。(2)不新增試劑,檢驗(yàn)加入的試劑X已足量的方法是向?yàn)V液中滴加試劑X,不產(chǎn)生沉淀。(3)溶液M呈無(wú)色,說明茶垢清潔劑溶于水時(shí)沒有生成氫氧化鈉?！痉此伎偨Y(jié)】(1)茶垢清潔劑溶于水生成了碳酸鈉和過氧化氫。碳酸鈉溶液有較好的去污效果,過氧化氫分解生成活性氧,可深層帶走污垢。(2)使用茶垢清潔劑時(shí)應(yīng)選擇較高溫度的水進(jìn)行溶解,去垢效果更好。解析【查閱資料】碳酸鈉俗稱純堿或者蘇打,小蘇打是碳酸氫鈉的俗稱?！颈磉_(dá)交流Ⅰ】(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)2可知,實(shí)驗(yàn)1放出的氣體確實(shí)是氧氣,過氧化氫在常溫下分解速率慢,氧氣濃度過低,不足以使帶火星的木條復(fù)燃。(2)實(shí)驗(yàn)2中丙試管內(nèi)不再產(chǎn)生氣泡時(shí),證明反應(yīng)已經(jīng)停止,說明過氧化氫已經(jīng)反應(yīng)完全,因此,溶液所含溶質(zhì)與加熱前溶液的不同是無(wú)過氧化氫。【表達(dá)交流Ⅱ】(1)碳酸鈉溶液和氫氧化鈉溶液均顯堿性,都能使無(wú)色酚酞溶液變?yōu)榧t色,證明是否有氫氧化鈉時(shí),要先利用化學(xué)反應(yīng)除去碳酸鈉,再利用酚酞溶液判斷是否含有氫氧化鈉,因此所加試劑X的目的是除去溶液中的碳酸鈉,且不能生成氫氧化鈉等顯堿性的物質(zhì),試劑X可以是氯化鈣溶液,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl。(3)由題意知,結(jié)論為未生成氫氧化鈉,則將碳酸鈉完全轉(zhuǎn)化為沉淀后,所得溶液不呈堿性,不能使酚酞溶液變紅?！痉此伎偨Y(jié)】(2)由實(shí)驗(yàn)2可知,茶垢清潔劑溶于水在溫度較高的條件下能迅速產(chǎn)生氧氣,且溫度越高,產(chǎn)生氣泡越快,因此使用茶垢清潔劑時(shí)應(yīng)選擇溫度較高的水進(jìn)行溶解,以取得更為理想的去垢效果。7.(2022云南,26,10分)化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。請(qǐng)結(jié)合圖示回答問題:(1)儀器①的名稱為鐵架臺(tái)。(2)實(shí)驗(yàn)室用高錳酸鉀制取氧氣的化學(xué)方程式為2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑。用B、E裝置制取并收集氧氣,實(shí)驗(yàn)操作步驟有:①點(diǎn)燃酒精燈,待氣泡連續(xù)均勻放出時(shí)收集氣體;②熄滅酒精燈;③裝入藥品,放置棉花并固定儀器;④連接好裝置,檢驗(yàn)裝置的氣密性;⑤從水槽中撤出導(dǎo)管。正確的操作順序是b(填標(biāo)號(hào))。a.③④①②⑤b.④③①⑤②c.④③①②⑤d.③④①⑤②(3)進(jìn)行鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn),集氣瓶底部加入水或細(xì)沙的目的是防止高溫熔融物濺落炸裂瓶底。(4)實(shí)驗(yàn)室用鋅粒和稀硫酸制取氫氣,應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是A(填標(biāo)號(hào),下同),可選擇的收集裝置是C(或E)(填一種即可)。(5)現(xiàn)有一新制的碳酸鈣產(chǎn)品,某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn),通過測(cè)定反應(yīng)生成的BaCO3的質(zhì)量來確定該產(chǎn)品中CaCO3的含量(圖中夾持儀器已略去,雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng),堿石灰是NaOH和CaO的固體混合物)。①關(guān)閉止水夾,打開分液漏斗活塞,緩慢滴加鹽酸至不再有氣泡產(chǎn)生,關(guān)閉分液漏斗活塞;打開止水夾,緩緩?fù)ㄈ肟諝?。通入空氣的作用是將裝置B中生成的二氧化碳全部排入裝置C中。②裝置D的作用是防止裝置C吸收空氣中的二氧化碳,影響測(cè)量結(jié)果。③實(shí)驗(yàn)時(shí),稱取的碳酸鈣產(chǎn)品的質(zhì)量為m1g,反應(yīng)后得到BaCO3的質(zhì)量為m2g,則該產(chǎn)品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100m2197m1×100%(用含m1和解析(2)用高錳酸鉀制氧氣時(shí),應(yīng)先檢驗(yàn)裝置的氣密性,再裝入藥品,再點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱,完成收集后先將導(dǎo)管從水槽中撤出,再熄滅酒精燈,防止水倒流炸裂試管,所以順序?yàn)棰堍邰佗茛凇?4)鋅粒和稀硫酸制取氫氣,為固體和液體常溫下的反應(yīng),發(fā)生裝置應(yīng)選A;氫氣難溶于水可用排水法收集,收集裝置可選E;氫氣的密度遠(yuǎn)小于空氣且不與空氣中的成分反應(yīng),故可選用向下排空氣法,裝置為C。(5)①該實(shí)驗(yàn)是利用碳酸鋇的質(zhì)量來確定碳酸鈣的質(zhì)量,碳酸鋇是由二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成的,為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性,要確保生成的二氧化碳全部與氫氧化鋇反應(yīng),稀鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的二氧化碳有一部分會(huì)殘留在裝置B中,所以通入空氣的目的是將裝置B中生成的二氧化碳全部排入裝置C中。③根據(jù)CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,CO2+Ba(OH)2BaCO3↓+H2O可知CaCO3~CO2~BaCO3。設(shè)碳酸鈣產(chǎn)品中含碳酸鈣的質(zhì)量為x,CaCO3~CO2~BaCO3100197xm2g100197=xm2g碳酸鈣產(chǎn)品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100m28.(2022江蘇蘇州,25,6分)鐵黃(FeOOH)是重要的化工產(chǎn)品。某科研小組在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鐵黃制備研究。已知:①鐵黃制備原理4FeSO4+O2+6H2O4FeOOH↓+4H2SO4。②為促進(jìn)生成的鐵黃沉淀有序生長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)時(shí)需加入少量已制鐵黃作為晶種。(1)FeOOH可表示為xFe2O3·yH2O,其中xy=1(2)鐵皮處理:取一定量鐵皮,用稀硫酸除去表面鐵銹。該除銹反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O。(3)制備鐵黃:在如圖所示裝置的三頸燒瓶?jī)?nèi)進(jìn)行制備。步驟一:加入一定量除銹后的碎鐵皮;步驟二:加入含有少量鐵黃晶種的懸濁液;步驟三:滴加少量FeSO4溶液;步驟四:控制合適條件,邊攪拌邊鼓入空氣,充分反應(yīng)48小時(shí),得到大量FeOOH沉淀。①將三頸燒瓶中所得FeOOH沉淀分離出來的實(shí)驗(yàn)操作是過濾(填操作名稱)。②為提高產(chǎn)品純度,需洗滌分離出的沉淀。洗滌前沉淀表面吸附的陰離子為SO42-(填離子符號(hào)③實(shí)驗(yàn)中僅滴加少量FeSO4溶液,就能得到大量FeOOH沉淀,其原因是FeSO4轉(zhuǎn)化為FeOOH的同時(shí)生成H2SO4,H2SO4與碎鐵皮反應(yīng)生成FeSO4,循環(huán)反應(yīng)至碎鐵皮完全消耗。解析(1)在鐵黃中,鐵、氧、氫原子個(gè)數(shù)比=1∶2∶1,則在xFe2O3·yH2O中,鐵、氫原子個(gè)數(shù)比為2x∶2y=1∶1,則xy=1。(3)①將固體與液體分離的方法為過濾。②由題述反應(yīng)過程可知,溶液中主要存在的陰離子為SO42-,因此吸附在沉淀表面的陰離子為SO42-。③鐵黃制備原理中,生成鐵黃的同時(shí),還生成了硫酸,硫酸與燒瓶中的碎鐵皮可以繼續(xù)反應(yīng),生成硫酸亞鐵和氫氣,硫酸亞鐵繼續(xù)參與反應(yīng)生成鐵黃,直到碎鐵皮全部被消耗9.(2022山東濟(jì)寧,16,11分)(1)人體呼出氣體中主要含有氮?dú)?、氧氣、水蒸氣、二氧化?為驗(yàn)證人體呼出氣體的成分,某興趣小組利用下面裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。ABCDE請(qǐng)回答:①呼出氣體通過裝置A可觀察到白色無(wú)水硫酸銅固體變藍(lán),目的是檢驗(yàn)水蒸氣的存在;②隨反應(yīng)進(jìn)行,裝置C中銅網(wǎng)逐漸變?yōu)楹谏?其反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu+O22CuO;③裝置D出現(xiàn)白色渾濁,證明呼出的氣體中含有CO2(二氧化碳);④E裝置的作用是除去CO2,尾氣的主要成分是N2(氮?dú)?。(2)草木灰是作物秸稈、枯枝等燃燒后的剩余灰燼,也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鉀肥的重要來源之一。課外實(shí)驗(yàn)小組為探究草木灰的成分進(jìn)行了下面實(shí)驗(yàn):①將一定量的草木灰放入燒杯,加入足量蒸餾水浸泡,經(jīng)過濾獲取澄清濾液。浸泡的目的是使草木灰中可溶性物質(zhì)充分溶解。②取少量上述濾液,滴加氯化鋇試劑,有白色沉淀生成,初步判定濾液中可能含有CO32-(填符號(hào));斷續(xù)滴加稀鹽酸,沉淀全部溶解分析實(shí)驗(yàn)可知,草木灰提供鉀肥的主要成分是K2CO3(填化學(xué)式)。③已知濾液呈堿性,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明:實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象與結(jié)論向?yàn)V液中滴加酚酞試液(合理即可)濾液變紅(合理即可)解析(1)①白色的無(wú)水硫酸銅遇到水變?yōu)樗{(lán)色,用來檢驗(yàn)水蒸氣的存在。②銅和氧氣在加熱條件下反應(yīng)生成黑色的氧化銅。③澄清石灰水變渾濁證明有CO2。(2)②滴加氯化鋇溶液,生成白色沉淀,證明可能含有CO32-,繼續(xù)滴加稀鹽酸,沉淀全部溶解,生成的氣體使澄清的石灰水變渾濁,證明一定有CO32-,從而證明草木灰提供鉀肥的主要成分是K2CO3。③向?yàn)V液中滴加酚酞試液,濾液變紅,證明濾液顯堿性(或用石蕊試液、10.(2021山西,30,9分)3月16日,沙塵暴席卷我國(guó)西北地區(qū),次日多地又遇到降雨。該地某校環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)踐小組的同學(xué)們,對(duì)沙塵暴的成因、危害、成分、防護(hù)、治理以及雨水酸堿度的異常變化產(chǎn)生了濃厚的興趣,在老師的指導(dǎo)下,他們緊急立項(xiàng),開啟了項(xiàng)目性學(xué)習(xí)的探究之旅。任務(wù)一:監(jiān)測(cè)沙塵暴的成因同學(xué)們參與當(dāng)?shù)丨h(huán)境監(jiān)測(cè)。他們?cè)?0米高臺(tái)上,利用“風(fēng)向風(fēng)速器”,測(cè)得風(fēng)速為10m/s時(shí),有大量的沙塵被卷入空中,能見度迅速降低。引發(fā)這一自然現(xiàn)象的根本原因是土質(zhì)疏松/大氣層不穩(wěn)定(合理即可)(寫1條)。任務(wù)二:分析沙塵暴的危害當(dāng)人暴露于沙塵天氣中時(shí)當(dāng)人暴露于沙塵天氣中時(shí),含有各種有毒的化學(xué)物質(zhì)、病菌等的塵土可進(jìn)入口、鼻、眼、耳中引發(fā)各種疾病。除此之外,沙塵暴還會(huì)產(chǎn)生的危害是影響出行/影響戶外工作(合理即可)(寫1條)。任務(wù)三:探究沙塵暴的成分【信息檢索】我國(guó)西北地區(qū),含有大量鈉鹽的干涸鹽湖和