化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”.在成果展示现场,某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字,晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(见图1).用带火星的木条
题型:不详难度:来源:
化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”.在成果展示现场,某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字,晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(见图1).用带火星的木条接触硝酸钾晶体,就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延,留下“火”字的黑色痕迹(见图2).在场的同学对此产生了浓厚的兴趣,并进行了如下研究:
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧? 【查阅资料】硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质. 【猜想与假设】对于生产的是什么气体,四位同学有如下猜测: 甲:二氧化氮; 乙:氮气; 丙:氧气; 丁:氢气; 同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气,理由是: 、 。 【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证,他们的操作方法是: ,观察到的现象是 ,说明同学丙的猜想正确.硝酸钾分解的化学方程式是 。 【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是: 【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字? 已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表:
你对上述问题的解释是: 。 |
答案
【猜想假设】二氧化氮不是单质 硝酸钾中不含氢元素 【进行实验】将少量硝酸钾晶体放入试管中加热,把带火星的木条深入试管中 带火星的木条复燃 2KNO3△2KNO2+O2↑ 【解释与结论】硝酸钾晶体受热生成氧气,使得写过字的白纸附近氧气浓度增加 【反思与评价】硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,用热饱和溶液能使白纸附着较多的硝酸钾 |
解析
试题分析:【猜想与假设】根据题意可知:硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质。而二氧化氮不是单质;所以不可能是二氧化氮;硝酸钾中不含氢元素,所以不可能是氢气。 【进行实验】丙的猜想为氧气,可使燃着的木条燃烧的更旺。所以可以将少量硝酸钾晶体放入试管中加热,把带火星的木条深入试管中,当观察到带火星的木条复燃时,说明同学丙的猜想正确。 结合题意可知:硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和氧气,化学方程式为2KNO3△2KNO2+O2↑。 【解释与结论】硝酸钾晶体受热生成氧气,使得写过字的白纸附近氧气浓度增加,使燃烧更剧烈。 【反思与评价】根据表中数据可知:硝酸钾的溶解度随温度的升高而增大,用热饱和溶液能使白纸附着较多的硝酸钾。 |
举一反三
(4分)海洋是人类宝贵的自然资源,海水“制碱”体现了化学科学在改造物质中的智慧。下图是某厂生产纯碱的工艺流程图:
请完成下列问题: (1)该厂最终产品有 (填物质名称); (2)流程Ⅰ中为了除去杂质,加入过量BaCl2溶液、NaOH溶液和Na2CO3溶液,下列说法正确的是 (填字母序号) A.加入三种物质的顺序不能调整 B.加入三种溶液将粗盐水中的SO42-、Mg2+、Ca2+转化为沉淀 C.按流程Ⅰ所加溶液的顺序除杂,过滤后得4种沉淀 (3)在流程Ⅱ中,如果加入氨气不是为了生产氯化铵,氨气在制碱过程中的作用 是 ; (4)写出Ⅲ中发生反应的化学方程式 。 |
(15分)实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。 【提出问题】该样品中含有那些物质? 【提出猜想】通过分析,提出如下猜想: 猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3; 猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。 则NaOH变质反应的化学方程式为 。 【查阅资料】 ①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应; ②CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。 【实验探究1】为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验报告。
实验操作
| 实验现象
| 实验结论
| (1)取少量样品溶于水,加入 ;
| 白色沉淀产生
| 该反应的化学方程式: ;
| (2)将上述反应后的混合物过滤,取滤液加入 。
| 。
| 证明猜想Ⅱ正确
| 【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数? 【实验探究2】小红同学设计如下图所示装置(铁架台略去),实验在27℃,101kPa下进行,步骤如下:
①按图连接好装置; ②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处; ③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞。反应结束后,量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220mL。 请回答下列问题: (1)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是 ; (2)B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,其理由是 ; (3)试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响? (填“有”或“没有”) (4)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 。(在27℃,101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L)(计算结果精确至1%) 【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体? 【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体,小亮设计了如下图所示的实验流程。
请回答下列问题: (1)操作①、②、③的名称分别为 ,为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是 ; (2)该实验中发生反应的化学方程式为 ; (3)最终所得氢氧化钠固体质量 变质后样品中氢氧化钠的质量(填“小于”、“等于”或“大于”)。 【实验反思】 (1)通过本题,你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量,以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果,探究过程中你需要思考的问题有 (填数字序号); ①选择试剂种类 ②确定试剂用量 ③试剂产地 ④实验装置与步骤的设计 ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差 (2)实验探究Ⅰ中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化,但二者目的不同,分别是 。 |
某化学小组查阅资料得知:在不同温度下,甲烷(CH4)可将氧化铁(Fe2O3)还原为Fe、Fe3O4中的一种可两种。他们为探究甲烷与氧化铁反应后产物(黑色粉末)的成分,进行了如下实验:
(1)按右图装置连接好仪器,检查装置的气密性后,往装置中添加药品。 ①各黑色粉末中滴加稀硫酸,观察到有气泡产生,则黑色粉末中含有 ,产生气泡的化学方程式是 。 ②导管b的作用是 。 (2)按下图装置连接好仪器(图中夹持设备已略去)检查装置的气密性,往装置中添加药品,打开止水夹K通入含有少量二氧化碳的的一氧化碳,持续一段时间后再点燃装置C处的酒精喷灯。
①装置A中反应的化学方程式为 ,装置B中浓硫酸的作用是 。 ②持续一段时间后再点燃装置C处的酒精喷灯的原因是 。D装置的作用是 。 ③实验中观察到装置E中石灰水变浑浊,则黑色粉末中含有 。尾气处理方法为 。 |
(7分)实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题。
装置一 装置二 (1)根据下表提供的实验数据,完成下表
硬质玻璃管中空气的体积
| 反应前注射器中空气体积
| 反应后注射器中气体体积
| 实验测得空气中氧气的体积分数
| 25mL
| 15mL
| 9mL
|
| (2)装置一和装置二中气球的位置不同, (填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是 。 (3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条) ; 。 |
(10分)科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”,实现碳循环(如图所示)。
某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。
(1)能证明装置A“释放CO2”的现象是 ; (2)装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是 ; (3)上述反应结束后,小组同学对D中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到CO2。 【猜想与假设】 D中的固体可能为:I.只有氧化钙;Ⅱ.氧化钙与碳酸钙;Ⅲ.只有碳酸钙 【进行实验】 ①甲同学从D中取一定量的固体于试管中,并加入一定量的水,振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是 。 ②乙同学从D中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是 。 ③丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞试液和 稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成他的实验报告。 (4)通过以上探究,小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的。该设想的优点 有 (填字母序号)。 A.原料易得 B.充分利用太阳能 C.释放出的CO2可作为资源加以利用 |
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