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专题十九科学探究中考化学(北京专用)1.(2018北京,24,6分)为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。【查阅资料】①氧化铜(CuO)为黑色固体。②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O【进行实验】实验1:取质量比为1∶11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g,进行实验。专题检测好题精练序号1-11-2装置 反应后物质的颜色、状态黑色粉末中混有少量红色固体红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质实验2:取一定质量的混合物,用1-2装置进行实验。序号木炭粉与氧化铜的质量比反应后物质的颜色、状态2-11∶9红色固体有金属光泽混有少量黑色物质2-21∶10混有很少量黑色物质2-31∶11混有极少量黑色物质2-41∶12无黑色物质2-51∶13混有较多黑色物质【解释与结论】(1)配平化学方程式:1C+CuO Cu+CO2↑(2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是。(3)实验1的目的是。(4)实验2的结论是。【反思与评价】(5)实验2没有进行质量比为1∶14的实验,理由是。(6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是。答案(1)1C+2CuO 2Cu+1CO2↑(2)澄清石灰水变浑浊(3)探究最佳的加热方式(4)在加热方式相同时,木炭粉与CuO的最佳质量比为1∶12(5)质量比为1∶13时,已有较多黑色固体(6)稀硫酸解析(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,配平化学方程式:C+2CuO 2Cu+CO2↑。(2)CO2与Ca(OH)2反应生成CaCO3沉淀和H2O,澄清石灰水变浑浊证明实验1-2中产生了二氧化碳气体。(3)实验1-1和1-2中加热方式不同,所得物质的颜色、状态不同,因此实验1的目的是探究最佳的加热方式。(4)分析实验2中的五组数据及对应反应后物质的颜色、状态可知,在加热方式相同时,木炭粉与氧化铜的最佳质量比为1∶12。(5)当木炭粉与氧化铜的质量比为1∶13时,已经有较多黑色物质剩余,氧化铜的质量再增加会导致有更多黑色物质剩余,因此不需要进行质量比为1∶14的实验。(6)依据所给资料②可知,Cu2O能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4 CuSO4+Cu+H2O,CuSO4溶液呈蓝色。2-4实验中只得到红色固体,其成分可能是铜或铜与氧化亚铜的混合物,铜与稀硫酸不反应,若向固体中加入稀硫酸后,过滤,所得溶液呈蓝色,则说明固体中含有Cu2O;若溶液为无色,则说明红色固体中只有铜。知识拓展木炭还原氧化铜的反应为C+2CuO 2Cu+CO2↑,实验中有任一黑色反应物剩余,都会混在生成的红色固体中,理论上木炭粉与氧化铜恰好反应的质量比为12∶160=3∶40。但考虑到在实验中随温度升高会有部分木炭和空气中的氧气发生反应,故木炭粉与氧化铜的最佳质量比应大于3∶40。2.(2015北京,37,6分)众所周知,酚酞溶液遇NaOH溶液变红。但是,在分组实验中(如图所示),出现了意想不到的现象:有的溶液变红后褪色;有的出现白色浑浊物。【提出问题】分组实验中,出现意想不到的现象的原因是什么呢?【查阅资料】酚酞溶液由酚酞固体溶于酒精配制而成。【猜想与假设】Ⅰ.红色褪去,与NaOH溶液和空气中的CO2反应有关。Ⅱ.红色褪去,与NaOH溶液的浓度有关。Ⅲ.出现白色浑浊物,与酚酞溶液的浓度有关。【进行实验】实验实验操作实验现象1向盛有2mLNa2CO3溶液的试管中滴加5滴0.5%的酚酞溶液溶液变红2 1号试管0.1min红色褪去2号试管5min红色褪去3号试管30min红色明显变浅4号试管120min红色无明显变化3取3支试管,分别加入2mL水,……酚酞溶液浓度/%浑浊程度5大量浑浊物2少量浑浊物0.5无浑浊物【解释与结论】(1)NaOH与CO2反应的化学方程式为。(2)实验1的现象表明,猜想与假设Ⅰ(填“成立”或“不成立”)。(3)由实验2得出结论:出现“溶液变红后褪色”现象的原因是。(4)实验3的操作步骤:取3支试管,分别加入2mL水,。【反思与评价】(5)依据现有实验,为了确保红色不变,若酚酞溶液浓度为0.5%,建议选用NaOH溶液的浓度为%。(6)有同学认为,仅通过实验3得出“猜想与假设Ⅲ成立”证据不足,理由是。答案(1)2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O(2)不成立(3)NaOH溶液浓度较大(4)再各滴加5滴浓度为5%、2%、0.5%的酚酞溶液(5)0.5(6)没有考虑NaOH的影响解析(1)NaOH与CO2反应生成碳酸钠和水。(3)通过对实验2中实验现象的分析可知,在所加酚酞溶液浓度相同的条件下,氢氧化钠溶液的浓度越大,红色褪去越快。(4)实验3是为了证明不同浓度的酚酞溶液对浑浊程度的影响情况,因此在3支试管中分别加入2mL水,再分别滴入不同浓度的酚酞溶液,然后观察浑浊程度。(5)根据实验2中的现象,当酚酞溶液浓度为0.5%时,氢氧化钠溶液的浓度为0.5%时,才能确保红色不褪去。解题关键分析出使溶液红色褪去的因素和变浑浊的因素是本题的关键。3.(2014北京,33,7分)碳酸钠和碳酸氢钠是生活中常见的盐,通过实验验证、探究它们的化学性质。【查阅资料】①Na2CO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl②2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O③Ca(HCO3)2易溶于水④CaCl2溶液分别与NaHCO3、Na2CO3溶液等体积混合的现象(表中的百分数为溶液中溶质的质量分数):NaHCO3Na2CO30.1%1%5%0.1%CaCl20.1%无明显现象有浑浊有浑浊有浑浊1%无明显现象有浑浊有浑浊,有微小气泡有沉淀5%无明显现象有浑浊有沉淀,有大量气泡有沉淀【进行实验】【解释与结论】(1)实验1中,NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为。序号实验装置主要实验步骤实验现象实验1 向2支试管中分别加入少量Na2CO3和NaHCO3溶液,再分别滴加盐酸2支试管中均有气泡产生实验2 向Ⅱ中加入试剂a,向Ⅰ中加入少量Na2CO3或NaHCO3固体,分别加热一段时间Na2CO3受热时Ⅱ中无明显现象NaHCO3受热时Ⅱ中出现浑浊实验3 向Ⅱ中加入试剂a,向Ⅰ中加入少量5%的NaHCO3溶液,再滴加5%的CaCl2溶液Ⅰ中出现浑浊,有气泡产生Ⅱ中出现浑浊(2)实验2中,试剂a为。(3)实验3中,NaHCO3与CaCl2反应的化学方程式为:2NaHCO3+CaCl2 +++H2O。【反思与评价】(1)实验2中,加热NaHCO3后,试管Ⅰ中残留固体成分可能为(写出所有可能)。(2)资料④中,NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中,有些只观察到浑浊、未观察到气泡,原因可能是。(3)用2种不同的方法鉴别Na2CO3和NaHCO3固体,实验方案分别为:①。②。答案【解释与结论】(1)NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑(2)澄清石灰水(3)CaCO3↓2NaClCO2↑【反思与评价】(1)Na2CO3或Na2CO3、NaHCO3(2)生成的CO2少,溶在水中,无法逸出(3)①任取其中一种固体于试管中,加热,若有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成,则该固体为NaHCO3,另一种固体为Na2CO3;若没有能使澄清石灰水变浑浊的气体生成,则该固体为Na2CO3,另一种固体为NaHCO3②任取其中一种固体,配制成5%(或大于5%)的溶液。取少量溶液于试管中,与1%(或大于1%)的CaCl2溶液等体积混合,若观察到溶液变浑浊且有气泡产生,则该固体为NaHCO3,另一种固体为Na2CO3;若仅观察到溶液变浑浊,则该固体为Na2CO3,另一种固体为NaHCO3解析【解释与结论】(1)实验1中,NaHCO3与盐酸反应的化学方程式为NaHCO3+HCl NaCl+H2O+CO2↑。(2)碳酸氢钠受热分解产生二氧化碳,Ⅱ中出现浑浊,则试剂a为澄清石灰水。(3)实验3中,Ⅱ中出现浑浊说明气体是二氧化碳,Ⅰ中出现的浑浊是碳酸钙,故NaHCO3与Ca-Cl2反应的化学方程式为2NaHCO3+CaCl2 CaCO3↓+2NaCl+CO2↑+H2O。【反思与评价】(1)实验2中,加热NaHCO3后,试管Ⅰ中残留的固体成分有两种可能:Na2CO3、NaHCO3或Na2CO3。(2)资料④中,NaHCO3溶液与CaCl2溶液混合的现象中,有些只观察到浑浊、未观察到气泡,原因可能是生成的二氧化碳少,溶于水中,无法逸出。4.(2018黑龙江齐齐哈尔,27,9分)为探究盐酸的化学性质,某化学小组做了如下实验:(1)A试管中的实验现象为,C试管中所发生反应的化学方程式为。(2)将反应后D、E试管中的废液倒入一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现。将烧杯中的混合物过滤,得到白色沉淀和无色滤液。同学们对滤液中溶质的成分进行探究。【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?【作出猜想】猜想一:NaCl猜想二:NaCl和CaCl2猜想三:猜想四:NaCl、Ca(OH)2和HCl【进行讨论】经过讨论,同学们一致认为猜想是错误的。【设计实验】请完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论取少量滤液于试管中,滴加适量的碳酸钠溶液猜想二不成立取少量滤液于试管中,滴加(填名称)猜想三成立【迁移拓展】稀盐酸、稀硫酸有一些相似的化学性质,是因为在不同的酸溶液中都含有。答案(1)紫色石蕊溶液变红(溶液由紫色变为红色)Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O(2)【作出猜想】NaCl和Na2CO3(氯化钠和碳酸钠)【进行讨论】四【设计实验】无沉淀产生(或无明显变化)稀盐酸(或稀硫酸)产生气泡或无色酚酞溶液无色酚酞溶液变红(溶液由无色变为红色)或紫色石蕊溶液紫色石蕊溶液变蓝(溶液由紫色变为蓝色)或氢氧化钙(或氢氧化钡)溶液产生白色沉淀(或产生白色浑浊)或氯化钙溶液(或氯化钡溶液,硝酸钙溶液等可溶性钙盐或钡盐溶液)产生白色沉淀(或产生白色浑浊)(其他答案合理也可)【迁移拓展】氢离子或H+解析(1)盐酸能使紫色石蕊溶液变红;盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O。(2)D试管中发生的反应是2HCl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O;E试管中发生的反应是Na2CO3+2HCl 2NaCl+H2O+CO2↑;将反应后D、E试管中的废液倒入同一个洁净的烧杯中,观察到烧杯中先有气泡产生,后有白色沉淀出现,说明E试管中的碳酸钠过量,D试管中的盐酸过量,由此可知反应后D试管溶液中溶质是氯化钙和氯化氢,E试管溶液中溶质是氯化钠、碳酸钠。将两试管中的废液混合后,碳酸钠先与盐酸反应放出气体,后与氯化钙反应生成沉淀。【作出猜想】滤液中溶质可能只有NaCl,也可能是NaCl、CaCl2,还可能是NaCl、Na2CO3。【进行讨论】氢氧化钙与氯化氢在溶液中不能共存,因此猜想四错误。【设计实验】猜想二不成立说明不含CaCl2,则加入Na2CO3溶液不会产生白色沉淀;要证明猜想三成立,只需验证溶液呈碱性或溶液中存在C 即可。【迁移拓展】稀盐酸与稀硫酸化学性质相似的原因是它们的水溶液中都含有氢离子。23O疑难点拨首先根据废液混合后产生的现象(先有气体后有沉淀),判断D、E试管中分别剩余什么物质,然后根据现象推断出反应的先后顺序,最后根据恰好完全反应或其中一种反应物剩余等情况进行猜想和设计实验。5.(2018山西,29,9分)化学实验过程经常会产生一定量的废液,经过无害化处理可有效防止水体污染。在一次实验课上,兴趣小组的同学们完成了NaOH溶液和Na2CO3溶液的鉴别,并对废液成分展开探究。活动一通过小组合作,同学们完成了下图所示的三组小实验。实验中生成白色沉淀的化学方程式是(写一个)。 活动二小雪将六支试管中的剩余物倒入一个洁净的大烧杯中(如下图),充分搅拌、静置,观察到杯内上层是无色溶液,下层有白色沉淀。由此可以确定:上层溶液中一定不含有的离子是、以及一定含有的离子。小组同学对上层溶液中还可能