专题七实验探究题1.(2022烟台)学习完金属的化学性质,兴趣小组进行了如图所示的实验。
图1 图2[查阅资料]硝酸铜溶液呈蓝色,硝酸亚铁溶液呈浅绿色,硝酸锌溶液呈无色。
[实验一]同学们进行如图1所示的实验,验证铁、锌、铜、银四种金属活动性强弱。
(1)试管①中观察到的实验现象是有红色固体生成,溶液由蓝色变为浅绿色。
试管③中反应的化学方程式是Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag 。
(2)你认为通过上述图1所示的三个实验能否验证铁、锌、铜、银四种金属在溶液中的活动性强弱能(填“能”或“不能”)。
[实验二]在完成实验一的过程中,同学们将试管①②③内反应后的物质都倒入废液缸中(如图2)。
小组同学对废液缸中混合物的成分产生了探究兴趣。
待混合物充分反应后,过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。
(3)小明将铁丝放入浅绿色滤液中,一段时间后,铁丝表面没有发生变化。
由此判断滤液中含有的溶质是Zn(NO3)2、Fe(NO3)2(填化学式)。
(4)探究滤渣的成分[提出问题]滤渣的成分是什么?[作出猜想]小明的猜想:银、铜、铁、锌。
你的猜想:猜想Ⅰ: 银、铜;猜想Ⅱ:银、铜、铁。
[分析思考]同学们认为小明的猜想不正确,结合上述的实验现象分析,小明的猜想不正确的原因是锌与硝酸亚铁不能共存。
[进行实验]实验证明猜想Ⅱ正确,请你完成下列实验方案。
[反思交流]在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外,还需要考虑反应物是否有剩余。
2.(2022威海)探究与实践——制作松花蛋松花蛋也叫皮蛋,是人们喜爱的食品。
小明看到妈妈用皮蛋粉制作皮蛋时产生了浓厚的兴趣,于是以“皮蛋制作”为主题开展项目式学习。
(1)配制皮蛋粉在妈妈的指导下,小明将“石灰”、纯碱和食盐按照一定比例混合,制成皮蛋粉。
[提出问题]配料中所用“石灰”是生石灰还是熟石灰?[查阅资料]相同条件下,生石灰、熟石灰与水混合后均能放出热量,但放出的热量不同。
[实验探究]常温下,将“石灰”、生石灰和熟石灰分别加入水中,测量固体加入前后温度的变化情况。
实验过程中需要保持不变的量是 加入固体的形状、质量和水的量 。
[数据分析]根据数据比对,可知配料中的“石灰”为生石灰。
(2)浸鲜蛋向配制的皮蛋粉中加入一定量的水,充分反应后过滤,所得滤液称为浸出液,将新鲜鸭蛋放入其中浸泡即可。
①向皮蛋粉中加水时,发生反应的化学方程式为 CaO+H 2O Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na 2CO 3CaCO 3↓+2NaOH 。
②妈妈告诉小明,制作过程中一定要戴上胶皮手套。
分析上述过程,小明认为浸出液中一定含有会腐蚀皮肤的物质是 NaOH (填化 学式)。
③浸出液中还含有哪些溶质?小明进行了如下探究,请完成如表(不考虑生石灰中杂质的影响)。
④综合分析,确定皮蛋浸出液中的溶质有(写化学式) NaOH、Ca(OH)2、NaCl 。
(3)品皮蛋制作过程中,碱液会渗入皮蛋使之略带涩味。
妈妈告诉小明食用时可以蘸少量食醋去除涩味,该化学反应的微观实质是氢氧根离子与氢离子反应生成水,此反应实质在生产生活中应用广泛,请再列举一例利用熟石灰改良酸性土壤(答案合理即可) 。
3.(2022菏泽)如图是某果蔬洗涤盐说明书部分。
小明对配料表中的成分很好奇:食盐可用于杀菌消毒,为什么要加入pH调节剂,它的成分是什么?[查阅资料]①该品牌果蔬洗涤盐pH调节剂的成分可能是碳酸钠、碳酸氢钠、酒石酸、柠檬酸中的一种或两种。
pH调节剂能维持渗透压、控制酸碱平衡。
②大多数农药是酸性的。
③碳酸氢钠加热易分解,碳酸钠则有较高的热稳定性,二者的溶液都显碱性。
[实验初探]取少量该固体溶于水配成溶液A,用pH试纸测得该溶液的pH=10,该洗涤盐溶液显碱性,则pH调节剂中一定不含的物质是酒石酸、柠檬酸。
[猜想与假设]该配料表中的pH调节剂可能是①碳酸钠;②碳酸氢钠;③碳酸钠与碳酸氢钠。
[实验再探][分析与结论]猜想③正确。
[反思与评价](1)你认为果蔬洗涤盐中pH调节剂的作用是什么? 维持渗透压(或控制酸碱平衡) 。
(答一条即可)(2)该商品配料表中有一处表述不恰当,请你改正过来根据实验初探可知,该物质溶于水,测得该溶液的pH=10,溶液的碱性较强,不应是食品级pH调节剂。
4.(2021烟台)因发现青蒿素而获诺贝尔奖的科学家屠呦呦还发现了双氢青蒿素,查阅资料可知,双氢青蒿素由碳、氢、氧三种元素组成。
为测定双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比,兴趣小组进行了以下探究。
[设计实验]兴趣小组设计并进行了如图一所示的实验。
(装置气密性良好)(1)装置A、B中盛放的试剂分别是①(填序号)。
①足量NaOH溶液、足量浓硫酸②足量浓硫酸、足量NaOH溶液(2)装置F可吸收从装置E的气流中带出来的少量水蒸气,生石灰与水蒸气发生反应的化学方程式是CaO+H2O Ca(OH)2。
[记录数据]加热前,先通入氮气一段时间,再称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应前的质量)。
双氢青蒿素完全反应后,停止加热,继续通入氮气一段时间,再次称量装置D的质量、装置E和F的总质量(反应后的质量),实验数据如表所示。
[实验结论](3)根据表中数据分析,双氢青蒿素中碳、氢、氧三种元素的质量比是45∶6∶20 。
[拓展分析](4)双氢青蒿素分子中碳、氢、氧三种原子的个数比是15∶24∶5 。
[实验反思](5)实验过程中,加热前要先通入氮气一段时间,该操作的作用是将装置中的二氧化碳和水排尽,以免影响实验结果。
(6)有同学建议,为使实验结果更准确,需要在装置C和D之间增加图二所示的装置,其目的是将碳元素转化成的一氧化碳转化成二氧化碳。
5.(2022枣庄)某兴趣小组同学在老师的指导下,进入实验室对碳酸钙进行了一系列探究。
回答下列问题:Ⅰ.碳酸钙与盐酸反应(1)装置A中仪器a的名称为锥形瓶。
(2)装置B中的现象是石蕊试液变红色。
(3)装置C若用于检验生成的气体,其中试剂为澄清石灰水(写名称),发生反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O 。
Ⅱ.碳酸钙分解碳酸钙在电炉中高温煅烧一段时间后,对剩余固体进行探究。
[提出问题]剩余固体成分是什么?[猜想与假设]猜想一:全部是碳酸钙;猜想二:是碳酸钙和氧化钙的混合物;猜想三:全部是氧化钙。
[设计并完成实验][实验结论]正确的猜想是猜想二。
[交流与反思]小芳同学认为,步骤二中还可滴加其他试剂用来替代氯化铜溶液,该试剂可以是无色酚酞试液(写一种即可);小华同学认为,只需完成步骤一和步骤三即可获得相同实验结论,他的依据是氧化钙和水反应放热,温度升高,即可知道剩余固体中有氧化钙。
[拓展与分析]查阅资料:生石灰质量的优劣常采用“活性度”来衡量。
“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用一定溶质质量分数的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积(单位为 mL)。
消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
测得煅烧产物(CaO)的活性度,数据见如表。
石灰石煅烧的最佳温度范围一般为1 100 ℃～1 200 ℃的证据是燃烧时间长短不同,在 1 100 ℃～1 200 ℃范围内生石灰的活性度均高。
6.(2020烟台)某品牌干燥剂含有氧化钙、氢氧化钠和氯化钙中的两种物质,为探究其组成,某化学兴趣小组取一定质量的干燥剂样品做了如下实验。
[查阅资料]稀硝酸(HNO3)具有酸的通性。
[设计实验]流程如图:[实验分析](1)干燥剂样品溶于水后得到的溶液一定显碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
白色沉淀a的化学式是CaCO3。
(2)生成气体b的反应的化学方程式是Na2CO3+2HNO32NaNO3+H2O+CO2↑。
[结论与反思](1)若c处无现象,则该品牌干燥剂的成分为CaO、NaOH (写化学式)。
(2)若c处有白色沉淀生成,且沉淀质量为2.87 g;白色沉淀a的质量为1.2 g。
则干燥剂的成分为CaCl2、CaO (写化学式)。
写出c处产生白色沉淀的化学方程式NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3。
(3)该实验过程中,过量稀硝酸不能用过量的稀盐酸代替的原因是用稀盐酸会引入氯离子,干扰样品中是否含有氯化钙的判断。
7.(2022陕西B)学习小组同学用下图所示实验探究完碱的化学性质后,将甲、乙、丙中的无色溶液均倒入洁净的废液缸中,发现废液明显变浑浊且呈红色。
同学们很好奇,于是接着进行了下列的拓展学习与探究。
甲乙丙[反思交流](1)小组同学做甲图所示实验时,当溶液恰好由红色变为无色,即停止了滴加稀盐酸,写出发生反应的化学方程式: HCl+NaOH NaCl+H2O 。
做乙图所示实验时,看到的现象是小气球逐渐变大。
(2)废液呈红色,说明废液显碱性。
废液变浑浊,是因为倾倒前丙中的溶液含有Ca(OH)2(填化学式)。
[拓展问题]使废液变成红色的物质是什么?[作出猜想]猜想一:只有Na2CO3;猜想二:只有NaOH;猜想三:NaOH和Ca(OH)2;猜想四:NaOH和Na2CO3。
你认为以上猜想中,不合理的是猜想一。
[查阅资料]CaCl2溶液呈中性。
[验证猜想]静置一段时间后,取少量废液缸中的上层红色清液于试管中,加入过量CaCl2溶液,有白色沉淀生成。
静置后,发现试管中的上层清液仍为红色,由此证明了猜想四成立。
8.(2022江西)学习了“过氧化氢制氧气使用二氧化锰作催化剂”,化学社团在“寻找新的催化剂”的活动中,对“硫酸铜能否作过氧化氢分解的催化剂”进行了以下探究。
[实验探究]甲同学按如下方案进行实验。
;硫酸铜能作过氧化氢分解的催化剂,反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑[评价改进]大家认为甲同学的实验结论不严谨。
若要确定该实验结论正确,还需证明硫酸铜的质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。
[继续探究]乙同学补做以下实验,进而确认了甲同学的实验结论。
根据上述实验中m1∶m2= 160∶98(或80∶49) ,证明反应前后铜离子没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成氯化钡(或硝酸钡等) 溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
[讨论交流]大家认为还可以采取另一种方法获取上述实验结论:在甲同学实验的基础上,将乙同学实验时烧杯B中的溶液蒸发、干燥得到白色固体,再称其质量为m1 g,然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。
[拓展延伸]比较硫酸铜和二氧化锰对过氧化氢制氧气的催化效果,实验过程中不需要控制的条件是 D (填字母)。
A.溶液的起始温度B.催化剂的质量C.溶液的浓度D.反应起始时间。