化学探究题的专项培优 易错 难题练习题含答案含详细答案文档格式.docx
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干燥一氧化碳;
②一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以说明CO能还原CuO的现象为:
C装置中黑色粉末变成红色,D装置中澄清石灰水变浑浊;
③一氧化碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳,化学方程式为:
2CO+O2
2CO2;
(2)[猜想假设]一氧化碳还原氧化铜.除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O),可能只有一种物质,也可能是假设三:
红色固体含有Cu2O和Cu;
[实验结论]取少量红色固体,加到足量稀硫酸中,观察到溶液变为蓝色,红色固体部分溶解,所以红色固体中一定含有Cu2O和Cu;
[数据处理]设参加反应的氧化亚铜质量为x
Cu2O+H2SO4═CuSO4+Cu+H2O固体减少
14480
x4g
,解得x=7.2g,所以红色固体全部是氧化亚铜,假设二成立;
设参加反应的氧化亚铜质量为y
y1.6g
,解得y=2.88g。
所以红色固体中含有氧化亚铜质量是2.88g、铜的质量是2g,假设三成立。
考点:
考查实验探究物质的组成成分以及含量;
一氧化碳的化学性质;
酸的化学性质;
书写化学方程式、文字表达式、电离方程式。
2.2019年5月,187个国家签署了限制塑料废物交易协定,应对“白色污染”挑战。
已知某种塑料的组成元素中有碳、氢两种元素,还可能有氧、氯元素中的一种或两种。
为了测定其组成,某化学兴趣小组进行如下的探究。
(查阅资料)①无水氯化钙固体可做干燥剂;
②有机物中的氯元素燃烧后通常转化为氯化氢。
(设计实验)兴趣小组设计并进行了如图所示的实验。
(装置气密性良好)
实验过程中,在装置C中观察到________现象,证明该塑料样品中含有氯元素,该反应的化学方程式是________。
(记录数据)6.25g样品在A装置中充分燃烧,反应产物被完全吸收后,测得相关实验数据如表。
装置
B
C
D
E
反应后装置增加的质量/g
1.80
3.65
0.09
8.80
(分析与结论)根据以上数据分析与计算,6.25g样品中氢元素的质量为________g,该塑料样品的组成元素是________。
(反思评价)电炉加热前要先通一会儿氧气,目的是________。
【答案】溶液变浑浊HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO30.3g碳、氢、氯排出装置中的空气,以防止影响实验结果
氯化氢和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠和水。
[设计实验]
氯元素在氧气中点燃生成氯化氢,氯化氢和硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸,实验过程中,在装置C中观察到溶液变浑浊,证明该塑料样品中含有氯元素,该反应的化学方程式是
。
[分析与结论]根据质量守恒定律,反应后氢元素的质量等于生成的氢元素的质量,B中氢元素的质量为
,C中氢元素的质量为
,氯元素的质量为
,E中碳元素的质量为
,故样品中氢、氯、碳元素的总质量为
,故该塑料样品的组成元素是碳、氢、氯,不含氧元素。
[反思评价]电炉加热前要先通一会儿氧气,目的是排出装置中的空气,以防止影响实验结果。
3.在老师的指导下,小乐同学探究金属和盐溶液反应时,发现将钠放入MgCl2溶液中有气泡和白色沉淀产生。
为了进一步探究,小乐同学将充分反应后的混合物过滤,得固体A和滤液B。
(查阅资料)
①钠与水反应生成氢氧化钠和氢气。
②MgCl2溶液呈酸性。
(分析与思考)
小乐同学根据所学知识对产生的气体和固体A进行判断;
(1)产生的气体是__________(填序号)。
①CO2②H2③Cl2
(2)取A加入过量稀盐酸,A全部溶解,无气泡产生,则A的化学式是__________。
(提出问题)滤液B中溶质的成分是什么?
猜想一:
NaCl
猜想二:
NaCl、MgCl2
猜想三:
NaCl、NaOH
猜想四:
NaCl、MgCl2、NaOH
小乐同学认为猜想_______不成立,理由是__________________。
(实验探究)
实验操作
实验现象
步骤一:
取少量滤液B于试管中,滴加几滴无色酚酞,振荡,观察现象
溶液_______
猜想三不成立
步骤二:
取少量滤液B于试管中,滴加适量NaOH溶液,振荡,观察现象
产生白色沉淀
猜想_______成立
(结论)在金属活动性顺序里,钠不能将位于它后面的金属从该金属的盐溶液中置换出来。
(拓展)将钠与MgCl2固体隔绝空气加热到一定温度时,钠可以从MgCl2中置换出镁,该反应的化学方程式是_______________。
【答案】②Mg(OH)2四氯化镁和氢氧化钠会生成氢氧化镁沉淀,不能共存无明显现象二2Na+MgCl2
2NaCl+Mg
[分析与思考]
(1)钠和水反应生成氢氧化钠和氢气,所以产生的气体是氢气,故选:
②;
(2)氢氧化钠和氯化镁反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钠。
氢氧化镁沉淀溶于酸,所以A的化学式是Mg(OH)2;
[提出问题]
氢氧化钠会与氯化镁反应,所以小乐同学认为猜想四不成立,理由是:
氯化镁和氢氧化钠会生成氢氧化镁沉淀,不能共存;
[实验探究]
酚酞遇碱变红色,氢氧化钠和氯化镁反应会氢氧化镁沉淀,所以
溶液无明显现象
猜想二成立
[拓展]
氯化镁和钠反应会生成氯化钠和镁,化学方程式为:
2Na+MgCl2
2NaCl+Mg。
4.某同学在实验室发现了一瓶标签残缺的无色溶液﹙如图甲所示﹚,为确认其中的溶质,他设计并进行了如下探究活动,请回答下列问题。
(猜想与假设)
其溶质可能为NaCl、NaOH、Na2CO3和NaHCO3中的一种。
(资料查阅)上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的溶解度/g
36
109
21.5
9.6
常温下某稀溶液的pH
7
13
11
9
(探究过程)
如图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则其实验现象应是_____;
在进行操作②时有无色无味得到气体产生,由此又可排除假设物质中的_____。
(探究结论)
你认为该溶液中的溶质可能是上述假设物质中的_______________,你的判断依据是_____________________。
(探究反思)
(1)若上述探究结论是正确的,操作②产生的气体应是_____(写化学式),实验室检验该气体的实验操作及现象是___________________________。
(2)另有同学猜想其中的溶质还可能是Na2SO4,但又没有Na2SO4的上述表列信息。
请你根据以上实验操作的相关现象,判断该溶液中的溶质是否是Na2SO4,并叙述理由:
_______________
【答案】石蕊试液变成蓝色氢氧化钠碳酸钠碳酸氢钠饱和溶液的质量分数不可能达到10%,而碳酸钠溶液可以CO2将气体通入石灰水,石灰水变浑浊若滴加石蕊试液变成蓝色,则不含有硫酸钠
[探究过程]根据题中提供的信息可知,氯化钠溶液显中性,而其他溶液显碱性,故在操作①后可确定溶质不是NaCl,则其实验现象应是石蕊试液变成蓝色;
在进行操作②时有无色无味的气体产生,由此又可排除假设物质中的氢氧化钠。
[探究结论]依据题中提供的溶解性数据可知,溶液中的溶质可能是上述假设物质中的碳酸钠,因为碳酸氢钠饱和溶液的质量分数不可能达到10%,而碳酸钠溶液可以。
[探究反思]
(1)若上述探究结论是正确的,操作②产生的气体应是二氧化碳化学式为CO2,实验室检验该气体的实验操作及现象是将气体通入石灰水,石灰水变浑浊。
(2)因为硫酸钠是强酸和强碱反应生成的,水溶液显碱性,采用酸碱指示剂即可验证,故若滴加石蕊试液变成蓝色,则不含有硫酸钠。
物质成分探究
5.小聪同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬.好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参加.
[知识回放]
金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZn SnPb(H) HgAgPtAu,请你在横线上填写对应金属的元素符号.
[作出猜想]
猜想1.Cr>Fe>Cu;
猜想2.Fe>Cu>Cr;
猜想3.你的猜想是 .
[查阅资料]
(1)铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜.
(2)铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液.
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;
再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸.
实验
试管1
试管2
试管3
操作
现象
铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色
铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色
[结论与解释]
(1)小聪得到的结论是猜想 正确.
(2)实验前用砂纸打磨金属片的目的是 .
[知识运用]
将铬片投入FeSO4溶液中,反应 (填“能”或“不能”)进行.若能进行,请你写出反应的化学方程式 .
【答案】[知识回放]Fe;
Cu;
[作出猜想]Fe>Cr>Cu;
[设计实验]无明显现象发生(或无气泡生成,溶液也不变色);
[结论与解释]
(1)1;
(2)除去金属表面的氧化膜,利于反应;
[知识运用]能;
Cr+FeSO4=Fe+CrSO4.
试题分析:
[知识回放]金属活动性顺序为:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu;
[作出猜想]三种金属的活动性顺序可能存在三种情况:
猜想1为Cr>Fe>Cu;
猜想2为Fe>Cu>Cr,故猜想3答案:
Fe>Cr>Cu;
[设计实验]因为铜的活动性顺序位于氢的后面,因此不能和酸反应,表现为无现象;
[结论与解释]
(1)试管1中实验现象铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色,可知金属铁在金属活动顺序中排在氢前,根据铬片表面产生气泡较快,溶液变为蓝色,从而得出铬也排在氢前且铬比铁活泼,因为铜不能和稀硫酸反应生成氢气,可知铜排在氢的后面,故猜想1.Cr>Fe>Cu正确;
(2)因为金属的表面常有一层金属氧化物会影响金属和溶液的反应,因此实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属表面的氧化膜,利于反应;
[知识运用]因为金属铬比铁活泼强,故铬能和硫酸亚铁反应生成硫酸铬和铁,反应的方程式为:
Cr+FeSO4=Fe+CrSO4
金属活动性的探究;
书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
点评:
本题是对金属活动性顺序的考查,运用实验探究金属的活动性顺序,考查了实验探究的过程,注重学生运用实验分析实验能力的培养.
6.KOH溶液中含有H2O、K+、OH-、能使无色酚酞试液变成红色。
某化学兴趣小组想探究KOH溶液使无色酚酞试液变成红色的原因。
(提出问题)KOH溶液中的什么成分使无色酚酞试液变红?
(猜想)猜想1:
KOH溶液中的H2O使无色酚酞试液变红。
猜想2:
KOH溶液中的K+使无色酚酞试液变红。
猜想3:
KOH溶液中的_______________(填化学式)使无色酚酞试液变红。
结论
①用试管取少量蒸馏水,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液不变色
猜想1不成立
②用试管取少量KCl溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液
______________
猜想2不成立
③_______,滴入1-2滴无色酚酞试液
试管内溶液变红
__________
(讨论反思)有同学认为猜想①不需要实验验证就可以排除,你认为该同学理由是_______________。
(拓展)①向Ba(OH)2溶液中滴入几滴无色酚酞试液,观察到的现象是___________;
②KOH固体应__________保存。
【答案】OH-试管内溶液不变色用试管取少量KOH溶液猜想3成立酚酞试液本身含有水分子无色酚酞变红密封
猜想:
氢氧化钾溶液中含有H2O、K+、OH-,哪种粒子能使无色酚酞试液变成红色,猜想有三种,根据题意,故猜想三是:
OH-。
实验探究:
实验②用试管取少量KCl溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液,因为实验结论是猜想2不成立,即K+不能使无色酚酞试液变红,故现象为:
试管内溶液不变色;
因为已经证明H2O、K+不能使无色酚酞试液变红,所以实验③为用试管取少量KOH溶液,滴入1-2滴无色酚酞试液,根据实验现象试管内溶液变红,可以得出的结论是:
猜想3成立。
讨论反思:
因为酚酞溶液中含有水,所以有同学认为猜想①不需要实验验证就可以排除的理由是:
酚酞试液本身含有水分子。
拓展:
①根据上述实验结论,Ba(OH)2溶液中含有OH-,所以向Ba(OH)2溶液中滴入几滴无色酚酞试液,观察到的现象应该是:
无色酚酞变红;
②KOH是可溶性碱,能与空气中的二氧化碳反应,所以要密封保存。
7.实验探究题:
已知某生铁合金除了含有铁、碳外,还含有硅或者铝中的一种。
某化学兴趣小组对该生铁合金产生了浓厚的兴趣,于是探究到底是含有硅还是铝。
硅不能与盐酸反应,但能与NaOH溶液反应:
Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑。
铝与NaOH溶液反应生成NaAlO2与H2,则铝与NaOH溶液反应的化学方程式为____________。
(提出猜想)
猜想一:
该生铁合金除了含有铁、碳外,还含有硅。
该生铁合金除了含有铁、碳外,还含有________
实验步骤及现象:
①取一定生铁合金,加入过量的________,充分反应后,合金部分溶解,并有无色气体产生。
②取步骤①中的滤渣,加入过最的________,充分反应后,滤渣部分溶解,并有气体放出。
实验结论:
猜想_____正确。
若步骤②中实验现象为无现象,则猜想_____正确。
【答案】2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑;
铝盐酸NaOH溶液一二
【解析】【查阅资料】根据题给信息,铝与NaOH溶液反应的化学方程式为:
2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
【提出猜想】猜想二:
根据题给信息,该生铁合金除了含有铁、碳外,还含有铝。
①因为硅不能与盐酸反应,但能与NaOH溶液反应,所以先加入足量的盐酸,除去能与酸反应的金属单质,再加入NaOH溶液,如果滤渣部分溶解,并有气体放出,说明猜想一正确,若步骤②中无实验现,则猜想二正确。
8.某实验小组在探究硫酸铜的化学性质时,做了如图所示的三组实验.
(1)实验一:
探究硫酸铜溶液的酸碱性,用pH试纸测得pH<7,则说明硫酸铜溶液呈性.
实验二:
探究硫酸铜溶液与金属的反应.观察到试管A中有现象时,说明铁与硫酸铜溶液发生了反应;
而试管B中无明显现象,则铜、铁、银三种金属活动性由强到弱的顺序依次是.
实验三:
探究硫酸铜与碱溶液的反应.观察到试管C中产生蓝色沉淀,该反应的化学方程式为.
(2)小组同学将实验三中所得混合物过滤,得蓝色固体和无色滤液.对滤液中溶质的成分展开探究.
(提出问题)滤液中溶质的成分是什么?
(猜想假设)滤液中溶质的成分有种可能.
(实验验证)取少量滤液与试管中,向其中滴加几滴无色酚酞溶液,溶液变红,则滤液中的溶质是.
(拓展迁移)小组同学欲将得到的蓝色固体转化成硫酸铜溶液,可向其中加入适量的.
【答案】
(1)酸;
铁表面会附着红色物质,溶液逐渐由蓝色变为浅绿色;
铁>铜>银;
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4;
(2)两;
Na2SO4和NaOH;
稀硫酸
用pH试纸测得pH<7,则说明硫酸铜溶液呈酸性;
铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,铁表面会附着红色物质,溶液逐渐由蓝色变为浅绿色,因为生成的硫酸亚铁的溶液呈浅绿色所以随着反应的进行溶液逐渐变为浅绿色.证明铁的活动性大于铜,而试管B中无明显现象,证明银的活动性小于铜;
所以三种金属活动性由强到弱的顺序依次是铁>铜>银;
硫酸铜与氢氧化钠反应生成硫酸钠和氢氧化铜,方程式为:
2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4。
(2)
【猜想假设】硫酸铜与氢氧化钠恰好反应,滤液中溶质为Na2SO4。
如果硫酸铜过量,滤液中溶质为Na2SO4和CuSO4;
如果氢氧化钠过量,滤液中溶质为Na2SO4和NaOH.又因为无色滤液,所以硫酸铜不可能过量。
【实验验证】向其中滴加几滴无色酚酞溶液,溶液变红,说明含有NaOH,所以滤液中溶质为Na2SO4和NaOH。
【拓展迁移】氢氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水。
实验探究物质的性质或变化规律;
金属活动性顺序及其应用;
溶液的酸碱性与pH值的关系;
盐的化学性质;
书写化学方程式
9.某实验小组同学用加热草酸晶体制得CO,并利用CO来完成炼铁实验,请你参与过程分析。
(1)实验室常用氢氧化钠溶液除去二氧化碳,用澄清石灰水检验二氧化碳。
(2)草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓硫酸作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4•3H2O
CO2↑+CO↑+4H2O
(问题讨论)
(1)实验室提供下列仪器供选择使用:
①试管
②烧杯
③集气瓶
④蒸发皿
⑤酒精灯⑥带导管的橡皮塞
⑦铁架台(含铁夹)
,其中你认为在加热分解草酸晶体的装置中,需要用到的仪器有_____________(填序号)。
(2)进入D装置的气体是纯净、干燥的CO,则A,C装置中的试剂依次是_______、___________(填名称);
(3)写出A装置中发生反应的化学方程式____________________________;
(4)B装置的作用是_______________________________________________;
(5)证明草酸晶体分解产物中存在CO的现象是_______________________;
(实验评价)
反思:
请指出上述实验装置的一个明显缺陷___________________________。
【答案】①⑤⑥⑦氢氧化钠浓硫酸2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O检验一氧化碳中是否含有二氧化碳D装置中的红色粉末慢慢变成黑色没有尾气处理装置
(1)要加热草酸晶体需要有支撑加热的装置,需要有盛放草酸的装置,需要加热装置,需要导气装置将生成的气体导出,需要用到的仪器有试管、酒精灯、铁架台(含铁夹)、带导管的橡皮塞;
故为①⑤⑥⑦;
(2)A装置内的试剂是用来除去二氧化碳气体的,所以盛放的是氢氧化钠溶液,C中的试剂是用来干燥一氧化碳的,所以盛放的是浓硫酸;
(3)二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水,化学方程式为
;
(4)B中的澄清石灰水是用来检验检验一氧化碳中是否含有二氧化碳;
(5)一氧化碳具有还原性,在高温的条件下能将氧化铁还原为铁,同时生成二氧化碳;
故现象为D装置中的红色粉末慢慢变成黑色;
【实验评价】实验结束后的尾气中含有有毒的一氧化碳气体,不能直接排放到空气中,以免造成空气污染;
故缺陷为没有尾气处理装置。
10.学习了常见的盐,勇往直前学习小组的同学来到实验室。
(提出问题)哪些方法可以区分碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液?
(设计方案)小冰:
分别取样,加相同的稀盐酸,观察现象
小城:
分别取样,加相同的氢氧化钙溶液,观察现象
小美:
分别取样,加相同的氯化钙溶液,观察现象
(搜集资料)碳酸氢钠与氢氧化钙反应:
碳酸氢钠的剂量要分过量和少量。
NaHCO3(少量)+Ca(OH)2===CaCO3↓+NaOH+H2O
2NaHCO3(过量)+Ca(OH)2===Na2CO3+CaCO3↓+2H2O
(讨论交流)根据你对两种的学习和资料的了解,上面方案中,不可行的是
(1)_____的方案;
(实验验证)三位同学讨论后,基本明确了答案,但还是按自己设计方案分别做了验证实验。
小冰实验时,发生反应的两个化学方程式为
(2)_________________________________;
小城的实验结束后,会观察到的现象是(3)_____________________________________;
小美是要考三中的学霸,思维特别严密。
做了下面实验,报告单如下:
0.1%
1%
5%
无明显现象
有浑浊
CaCl2
有浑浊,有微小气泡
有浑浊,有大量气泡
(探究结论)根据实验记录,你认为用氯化钙溶液区分碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液(4)
________(填“是”或“不”)绝对可靠。
(拓展延伸)同学们对小城实验后的这只试管中的滤液A的成分非常好奇,请你参与他们的讨论,你认为滤液A的成分,有(5)_______种可能。
小城实验
(探究感悟)化学真奇妙,实验很重要,期待在今后的学习中解决更多疑问。
【答案】小冰、小城Na2CO3+2HCl===2NaCl+
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