中考化学二轮专题复习四探究性实验定量探究
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定量探究1.为了探究碳酸钠和石灰水是否恰好完全反应,某化学兴趣小组将其产物进行过滤,并对滤液进行如下探究。
【提出问题】所得滤液的溶质是什么【作出猜想】猜想Ⅰ:溶质是NaOH、Ca(OH)2猜想Ⅱ:溶质是NaOH、Na2CO3猜想Ⅲ:溶质是________________。
你做出猜想Ⅲ的理由是__________________________。
【实验过程】【拓展反思】操作②中通入气体物质______________(写化学式)也可得到相同的结论。
【定量研究】称取20 g烧碱固体样品(样品中的杂质是碳酸钠),配成溶液,然后向溶液中加入稀盐酸,产生二氧化碳的量如图所示。
试计算样品中氢氧化钠的质量分数(写出计算过程)。
第1题图2.(2015盐城)实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品,某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究。
【发现问题】该样品中含有哪些物质【查阅资料】①NaOH 在空气中不会转化成NaHCO 3。
②BaCl 2溶液呈中性,Ba(OH)2是可溶性强碱。
③CO 2在饱和的NaHCO 3溶液中几乎不溶解。
【提出猜想】猜想Ⅰ:NaOH ; 猜想Ⅱ:Na 2CO 3; 猜想Ⅲ:NaOH 和Na 2CO 3 【设计实验】【收集证据】(1)若现象A是有气泡产生,则X溶液为__________,则________(填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。
(2)若X溶液为BaCl2溶液,现象A是有白色沉淀生成,则产生该沉淀的化学方程式为____________________________。
取反应后的上层清液,测定其pH,当pH________7(填“>”、“<”或“=”),则证明猜想Ⅲ成立。
【定量分析】确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数。
兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验。
步骤如下:①按图连接好装置,并检查气密性;②准确称取该样品 g,放入烧瓶内;③打开活塞,滴加%的稀硫酸至过量,关闭活塞;④反应结束后,量筒内液体读数为 mL。
(已知:室温条件下,CO2的密度约为g·L -1)第2题图(1)B 装置集气瓶内原有的空气对实验结果________(填“有”或“没有”)影响。
饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替,则所测CO 2的体积________(填“偏大”、“偏小”或“不变”),理由是________________________________________________。
(2)计算该固体样品中Na 2CO 3的质量分数。
(写出计算过程,计算结果保留一位小数)【实验反思】有同学提出,上述三种猜想并不全面。
请再提出一种合理猜想________________________________________________________________________。
3.(2015武汉)有些晶体按比例带有一定量的结晶水,带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水。
草酸晶体(H 2C 2O 4·x H 2O)在常温下是一种无色透明晶体。
草酸晶体受热时分解的化学方程式为:H 2C 2O 4·x H 2O=====△(x +1)H 2O +CO 2↑+CO↑某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验,测定草酸晶体中结晶水的质量分数。
(图中固定装置已略去,装置气密性良好,装置A 、B 中的试剂足量,注射器量程足够)第3题图Ⅰ. 测量装置A、B的质量,排尽注射器中的空气,连接装置;Ⅱ. 取质量为m的草酸晶体,加热至完全分解,将产物全部通入以上装置;Ⅲ. 测量并记录装置A增加的质量为a,装置B增加的质量为b,装置C读数为V;Ⅳ. 甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数。
请回答下列问题:(1)装置A中盛放的液体是____________,装置B的作用是________________________;装置C的作用之一是测量__________________的体积。
(2)乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性进行反思与评价,认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果________________(填“偏小”或“偏大”)。
(3)甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为______________(用代数式表示)。
溶液,再往甲4. (2015贵港)某兴趣小组先往甲、乙试管中各加入2 mL 10%的CuSO4试管中加入5 mL、乙试管中滴入2滴10%的NaOH溶液,观察到甲试管中有蓝色沉淀生成,乙试管中有浅绿色沉淀生成。
【实验讨论】得到的蓝色沉淀一定是氢氧化铜,写出反应的化学方程式:________________________________________________________________________。
那么浅绿色沉淀是什么呢【查阅资料】(1)NaOH溶液和CuSO4溶液反应可生成碱式硫酸铜,它是浅绿色固体,受热会分解。
(2)碱式硫酸铜有多种可能的组成,如Cu2(OH)2SO4、Cu3(OH)4SO4或Cu4(OH)6SO4,它们的相对分子质量分别为:258、356、454。
(3)SO2气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【实验探究】该小组对碱式硫酸铜产生了兴趣,想探究碱式硫酸铜受热分解的产物。
【实验设计】取少量碱式硫酸铜加入试管中并按以下流程进行实验:,第4题图)实验结束后,试管中残留有黑色固体,滴入稀硫酸黑色固体溶解,溶液呈蓝色,证明黑色固体是CuO;B中无水CuSO4变蓝色,证明有水生成;C中___________________________证明生成SO2;D中气体能使带火星的木条复燃,证明生成O2。
【实验反思】(1)当NaOH溶液和CuSO4溶液反应时,只要控制CuSO4溶液的量一定,NaOH溶液________(填“过量”或“不足”)时就能生成浅绿色沉淀,此实验利用的科学方法是____________(填“控制变量法”或“对比观察法”)。
(2)碱式硫酸铜可表示为:aCu(OH)2·bCuSO4,则Cu4(OH)6SO4还可表示为:__________________。
【拓展延伸】(1)当反应物的量不同,产物可能不同,试另举一个例子:____________________________。
(2)为了确定所得浅绿色沉淀的组成,再进行后续实验,取 g碱式硫酸铜放入试管中加热,充分反应后生成了水,通过计算确定所得浅绿色沉淀的化学式为_________。
5. (2013连云港)某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究。
,(第5题图)【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验(操作规范)。
装置A中发生反应的化学方程式为________________________,洗气瓶B中浓硫酸的作用为____________________。
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色变为红色时,实验测得:①装置C 的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了 g ;②装置D 的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了 g ,用此数据算得水中H 、O 元素的质量比为________,而由水的化学式算得H 、O 元素的质量比为________。
【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是_______________________________________(假设生成的水完全被D 中碱石灰吸收,装置内空气中的水蒸气、CO 2忽略不计)。
小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a 洒落到稀硫酸中了,发现除了有红色固体b 以外,溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢 【查阅资料】①CuO 被还原的过程中会有Cu 2O 生成,Cu 2O 也能被还原成Cu ; ②Cu 2O 固体是红色的,它与稀硫酸的反应为:Cu 2O +H 2SO 4=== CuSO 4+Cu +H 2O 。
【得出结论】红色固体a 中含有Cu 2O 。
【分析交流】红色固体a 中含有Cu 2O 是否会影响水组成的测定结果________(填“影响”或“不影响”)。
【提出猜想】针对红色固体a 的成分,小组同学提出猜想①是:Cu 2O 和Cu ;猜想②是:________________________________________________________________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量______________________________________的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a 与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b 的质量,也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验,他们开始称取质量为 g 的红色固体a ,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b 为2 g 。
假如 g 红色固体a 都是Cu 2O ,请你计算出生成铜的质量(利用Cu 2O +H 2SO 4=== CuSO 4+Cu +H 2O 进行计算,写出计算过程);然后,通过与实际得到的固体2 g 进行比较,判断猜想________成立(填“①”或“②”)。
6. (2013扬州)某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定其质量分数(假设杂质不参与反应)。
草酸晶体(H 2C 2O 4·2H 2O)的部分理化性质见表1。
表1 草酸晶体的部分理化性质(1)加热分解草酸晶体最适宜的装置是________(填字母序号)。
第6题图1(2)以下是验证热分解产物中含CO 、CO 2的装置。
第6题图2①仪器a 和b 的名称分别是________和________;②证明存在CO 2的现象是______________,证明存在CO 的现象是__________________,D中反应的化学方程式是_______________________________________________________;③装置A 的作用是____________________________,气囊的作用是________________。
(3)为测定样品中草酸晶体的质量分数,设计如下两种方案。