初中-定量研究型的实验探究题.doc

初中化学定量研究型的实验探究题福建省宁德十中 一、近3年福州市质检、中考题中的实验探究题2011年福州市质检17题17某纯碱样品中含有少量氯化钠，现欲测定其中碳酸钠的质量分数，进行如下实验：实验原理Na2CO3+H2SO4= Na2SO4+CO2+H2O通过实验测定反应产生的二氧化碳的质量，即可求得原样品中碳酸钠的质量，进而求得碳酸钠在样品中的质量分数。实验装置实验步骤 如图所示连接装置，并检查气密性 将10.0g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 称量盛有碱石灰的U型管的质量为300.0g 打开分液漏斗中的活塞，往试样溶液中滴入20%的稀硫酸，直至不再产生气泡为止 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 再次称量原盛有碱石灰的U型管的质量 重复的操作，直至原盛有碱石灰的U型管的质量不再改变，测得质量为303.3g回答下列问题：（1）装置中NaOH溶液的作用是 除去鼓入的空气中的二氧化碳 ，写出该装置中发生反应的化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O （2）浓硫酸的作用是除去空气（或二氧化碳）从试样溶液中带出的水分。（3）从导管A处缓缓鼓入一定量的空气的目的是用除去二氧化碳的空气将反应生成的二氧化碳全部通入U型管中。（4）B装置的作用是防止空气中的水和二氧化碳进入U型管中影响实验结果。（5）该样品中碳酸钠的质量分数是 79.5% 。 2011年福州市中考第17题17、某课外活动小组同学用右图装置（固定装置未画出）测定含有杂质的镁带中镁单质的质量分数（杂质不与酸反应产生气体）。实验过程是：取一段镁带样品，准确称得其质量为0.030 g。往量气管内装水至低于刻度“0”的位置。按右图 所示（未装药品）装配好仪器。检查装置气密性。在试管中加入足量的稀硫酸，稍倾斜试管，将用水湿润的镁带小心贴在试管壁上，塞紧橡皮塞。调整量气管液面，使两边的液面保持同一水平，记录量气管中液面位置。把试管底部略为抬高，使镁带与稀硫酸接触完全反应。待冷却至室温后，再次记录量气管中液面位置。算出量气管中增加的气体体积为23.96 mL。已知：同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和。请回答下列问题：（1）写出镁与稀硫酸反应的化学方程式Mg+H2SO4MgSO4+H2。（2）能否用托盘天平称量0.030 g镁带样品 不能 。（填“能”或“不能”）（3）若不改变温度，如何用较简单的方法检查右上图所示装置的气密性？把玻璃管下移一段距离，使玻璃管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气。（4）经换算，该实验获得的氢气质量为0.0020 g。该镁带中单质镁的质量分数为80% 。（5）实验过程中再次记录量气管的液面位置时，试管中留有氢气，是否会影响实验最终结果 否”（填“是”或“否”） 。理由是因为试管中留有的氢气体积等于从试管中排出的空气体积，所以对实验最终结果没有影响。2012年福州市质检第17题17为了测定铜锌合金粉末中铜的质量分数，某兴趣小组的同学设计了不同的方案进行实验：甲同学的实验方案乙同学的实验方案按图5组装好装置，并称得装置的质量为a g。取下锥形瓶上的橡皮塞，向锥形瓶中加入b g铜锌合金粉末，再加入足量的稀盐酸，立即塞紧橡皮塞。待充分反应后，称得装置和装置中物质的总质量为c g。计算铜锌合金中铜的质量分数。按图6组装好装置。取下烧瓶上的橡皮塞，向锥形瓶中加入1.0 g铜锌合金粉末，塞紧橡皮塞。通过分液漏斗向烧瓶中加入10.0 mL稀硫酸(足量)，立即关闭分液漏斗活塞。待充分反应后，测得进入量筒的水的体积为122.0 mL。计算铜锌合金中铜的质量分数。图5图6回答下列问题：(1)锥形瓶中发生的反应属于置换反应 (填基本反应类型)。图5装置中碱石灰的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体。(2)甲同学若要计算出样品中铜的质量分数，还需要测得的数据是 B 。(填标号)A碱石灰的质量 B加入的稀盐酸的质量 C稀盐酸中溶质的质量分数(3)在甲同学实验后，丙同学过滤锥形瓶中的物质，洗涤、干燥滤渣，称得滤渣质量为d g。丙同学测得铜锌合金中铜的质量分数为 (4)为减少实验误差，在乙同学的实验步骤和之间还需要增加的实验操作是检查装置的气密性，这样能保证实验称量结果的准确性。已知该温度下氢气的密度为0.09g/L，则乙同学测得的铜锌合金中铜的质量分数为67.5%。根据题意，得到氢气的质量是0.09g/L0.122L=0.01g，根据反应的化学方程式求解出锌的质量为0.325g，铜的质量为0.675g，则合金中铜的质量分数为67.5%2012年福州市中考第17题17氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂。【阅读资料】碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气。氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。【氢化钙的制备】氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图10所示（固定装置省略）。图10回答下列问题：（1）装置A中制取氢气的化学方程式为 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 。（2）装置B的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体.。（3）装置C中制取氢化钙的化学方程式为 Ca+H2 CaH2。（4）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是将活塞关闭后，往分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住装置D的导管口，打开活塞，若气密性良好，可观察到分液漏斗内的液面几乎不下降(合理答案均可)【产品的定量测定】通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完图11全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）。样品纯度的测定步骤如下：检查装置气密性，装入药品，按图11（固定装置省 略）所示连接仪器。调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0 mL。将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合。反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0 mL。回答下列问题：（5）如何判断样品与水完全反应：气泡不再产生(合理答案均可)。（6）反应生成氢气的体积为 100.0 mL。（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09 mg/mL。样品中氢化钙的纯度为88.4%。（结果精确到0.1%）2013年福州质检第17题17. （13分）某品牌纯碱中含有少量氯化钠。某化学探究小组为了测定该品牌纯碱的纯度（即碳酸钠的质量分数），组内一同学设计如图14所示实验：图14(1)A装置中反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2。(2)B装置的作用是除去水蒸气；C装置中反应的化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。(3) D装置的作用是D装置是防止空气中的水、二氧化碳进入C装置造成误差。(4)小明提出能否用盐酸代替硫酸？同学们经过讨论认为不能，理由是稀盐酸挥发出氯化氢气体，被C装置吸收，影响实验测定。(5)小华提出，要使测定结果更准确，应把A装置改成图15所示装置，并在反应前鼓入空气，其目的是用不含二氧化碳的空气排出AB装置中原有的空气;反应后还要鼓入空气，其目的是使AB装置中残留的二氧化碳气体能被C中的氢氧化钠完全吸收.(6)称得纯碱样品的质量为12.0 g，实验前、后C装置（包含药品）的质量分别为61.2 g和65.6 g，则该纯碱样品的纯度为88.3%（精确到0.1%）。图15根据质量差可知反应生成二氧化碳4.4g，根据（1）中书写的化学方程式求解出碳酸钠10.6g,纯度为88.3%2013年福州中考第17题17、四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。某实验兴趣小组从工厂采集废液（含FeSO4和少量ZnSO4、MgSO4），进行四氧化三铁的制备实验。【阅读资料】（1）25时，去氧化物沉淀的pH范围如表3。Zn（OH）2Fe（OH）2Mg（OH）2开始沉淀的pH5.77.610.4沉淀完全的pH8.09.612.4 表3（2）25时，Zn（OH）2可溶于pH10.5的碱溶液。（3）制备Fe3O4的实验流程如下：【回答问题】（1）往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2或ZnSO4+2NaOH=Na2SO4+Zn(OH)2（写一个即可）。（2）操作a的名称为过滤。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗等。玻璃棒在此操作中的主要作用是引流。（3）溶液1所含溶质有 Na2SO4 和 MgSO4和NaOH （至少写两种）；溶液3所含溶质的主要成分为FeSO4。（4）该实验取废液100g，最终得到产品四氧化三铁质量为3.48g，则原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于6.84%（精确到0.01%）。3.48g四氧化三铁中铁元素的质量为：所以硫酸亚铁的质量为： 也可用求解出X=6.84g所以原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数为：6.84%二、近三年福州市初三上学期期末检测中的实验探究题2013-2014学年第一学期期考17、某化学小组利用如图所示装置（图中固定装置已略去）测定铜锌合金中锌的质量分数。探究过程如下：连接实验装置并检查气密性；向装置中的锥形瓶加入2.0g的铜锌合金样品粉末，由注射器缓缓注入稀硫酸，待到锥形瓶中不再产生气体时，准确读取注射器内读数，减少10.5mL稀硫酸，同时立即夹紧弹簧夹，移出装置中的导管，准确读取量筒内水的体积为214.0mL。（注：样品中的杂质不参加反应）装置中剩余固体物质经过适当处理后，准确称量其质量为1.4g。该小组的三位同学利用实验过程测得不同数据，计算铜锌合金样品中锌的质量分数。甲同学利用装置中反应前后固体的质量进行计算；乙同学利用装置中加入稀硫酸的量进行计算；丙同学利用装置中量取水的体积进行计算，并查得：在标准状况下，氢气的密度为0.09g/L。回答下列问题：（1）装置中反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，实验过程中须加入稀硫酸至不再产生气体，目的是使反应完全、彻底。（2）步骤中称量剩余固体之前的正确操作是 过滤 、洗涤、干燥。（3）根据实验测定的数据，上述三位同学中 乙 （填“甲”、“乙”或“丙”）同学无法进行计算样品中锌的质量分数。（4）化学小组同学发现：按照丙同学的方案进行计算，致使实验结果出现较大偏差。以下因素可能造成偏差的有 A C （填标号）。A移出装置时，导管内留存了一部分水B实验测量前，没有排除装置中的空气C数据处理时，未排除加入稀硫酸所占的体积2012-2013学年第一学期期考17、化学教师在课堂上做了一个小魔术：吹气生火。只见老师通过一根细长的玻璃管，对着蒸发皿中的一团棉花吹气，不一会，棉花就燃烧起来。同学们觉得很好奇：通常情况下，嘴中呼出的气体是不会使棉花燃烧的。为什么老师对着棉花吹气就能使其燃烧？ 同学们已经知道：可燃物的燃烧需要两个条件可燃物与氧气接触 温度达到着火点； 小娟同学课下询问老师知道了其中的道理：口中吹出的气体中含有一定量的CO2，棉花中包裹着过氧化钠（Na2O2）粉末，CO2与Na2O2反应生成Na2CO3和氧气，同时放出大量的热，最终使棉花燃烧起来请帮助小娟同学完成下列问题：（1）写出Na2O2与CO2反应的化学方程式：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 。（2）小娟同学通过查阅资料得知：Na2O2不仅能与CO2反应也能与H2O反应。碱石灰中的成分既能吸收水蒸气，又能吸收二氧化碳。她设计了如图所示装置，来验证Na2O2与CO2反应生成了O2，并测定某过氧化钠样品中Na2O2的质量分数（杂质不参与反应）。、实验步骤如下： 连接装置并检查气密性； 向AC装置中加入相应的药品，其中B装置内加入过氧化钠样品的质量为9.0g； 缓慢通入CO2，充分反应后，称得B装置中固体药品的重量为11.8 g。回答下列问题：a 检验D装置中收集到的气体是氧气的操作是将带火星的木条伸入集气瓶木条复燃b A装置的主要作用是除去二氧化碳气体中的水蒸气。 装置A中干燥剂能否使用碱石灰？不能（填“能”或“不能”），原因是碱石灰既能吸收水蒸气，又能吸收二氧化碳。装置C的作用是除去残余的二氧化碳气体。c 实验测得该过氧化钠样品中Na2O2的质量分数为86.7%（精确到0.1%）解题思路：设样品中杂质的质量为x，过氧化钠质量为9-x，碳酸钠质量为11.8-x，代入（1）中书写的化学方程式中计算，求出杂质为1.2g，过氧化钠的质量为7.8g，质量分数为86.7%2011-2012学年第一学期期考17、阅读资料： (1)氢氧化钠溶液可以与二氧化碳反应生成碳酸钠和水； (2)浓硫酸可以吸收水分可作干燥剂，与 CO、CO2 均不反应 (3)铁粉为黑色粉末。为了测定某赤铁矿粉末中氧化铁的质量分数，某兴趣小组设计了图 11 装置进行实验。 (假设杂质不反应，每步反应均能完全进行)图11 实验步骤 连接装置，并检查气密性，向 A 装置玻璃管中加入 5 g 红色的赤铁矿粉末；将足量氢氧化钠溶液和浓硫酸分别加入 B、C 装置； 称量实验前相应装置的质量； 向 A 装置中持续缓缓通入纯净 CO 一会儿，再点燃酒精灯；充分反应后，熄灭酒精灯，继续通 CO 至玻璃管冷却后，停止通CO；称量实验后相应装置的质量和玻璃管中剩余固体质量。 请回答下列问题：高温 (1)实验时 A装置玻璃管中的现象是红色固体变成黑色，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2。 (2)B装置的作用是吸收二氧化碳，用气球收集气体的原因是CO 有毒不能排放到空气中。(3)实验步骤中，先通入 CO一会儿，再点燃酒精灯是为了排出空气防止爆炸。 (4)可以通过不同的方法计算赤铁矿粉末中 Fe2O3 的质量分数： 方法一：通过获取反应生成的 CO2 质量，计算出赤铁矿粉末中 Fe2O3 的质量分数。为获取反应生成的 CO2 质量，可以通过比较实验前后 B 装置(填标号)的质量变化获得。方法二：通过比较实验前后玻璃管中固体质量变化，计算出赤铁矿粉末中 Fe2O3的质量分数。若实验后 称得玻璃管中固体的质量为 3.8 g，则赤铁矿粉末中 Fe2O3 的质量分数是80%。 解题思路：1、可设杂质质量为X，氧化铁质量为5.0-X，铁的质量为3.8-x，利用化学方程式求解出X=1，进而求出氧化铁为4g。氧化铁的质量分数为80%。2、玻璃管前后量差为1.2g，应为氧化铁中氧元素的质量，氧化铁的质量为三、近三年来宁德市质检、中考题中的实验探究题（2011年宁德市质检卷）17.氢氧化钠固体中可能混有碳酸钠，甲、乙、丙三位同学取样溶于水，进行检验。 甲用稀硫酸检验。取样滴入稀硫酸，有气体生成，写出涉及该现象的反应化学方程式Na2CO3+H2SO4Na2SO4+H2O+CO2。 乙用澄清的石灰水检验。若混有碳酸钠，可观察到的现象是溶液变浑浊。丙用紫色石蕊试液检验。老师认为该方法不妥，理由是碳酸钠和氢氧化钠的溶液都会使石蕊试液变红色。（或碳酸钠溶液显碱性）. 甲、乙、丙三位同学继续探究氢氧化钠样品中氢氧化钠的质量分数。 甲、乙取10 g样品溶于水，滴加足量的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥、称重得固体质量为1.97g。请计算：样品中碳酸钠的质量为 1.06 g ，样品中氢氧化钠的质量分数为 89.4% 。（反应的化学方程式为Na2CO3+BaCl2= BaCO3+2NaCl ，已知Na2CO3 和BaCO3的相对分子质量分别为106、 197） 丙设计了下图所示方案来测定样品中氢氧化钠的质量分数。通过测量排出水的体积换算为二氧化碳的质量，得出样品中氢氧化钠的质量分数为95%。【反思与评价】：丙同学得到的结果与甲、乙不同。通过 交流认为丙的设计方案存在缺陷，可能 的原因是生成的二氧化碳可溶于水，从而测得的二氧化碳的体积变小，你的改进方法是在广口瓶内水的上方加一层植物油。（2013年宁德市质检卷）17、铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途探究一比较生铁、纯铁与稀盐酸反应的速率各取1g生铁和纯铁与足量的相同质量分数的稀盐酸反应，生成H2的量如图1所示（A、B分别表示纯铁、生铁和盐酸反应产生的氢气质量）。（1）铁与盐酸反应的化学方程式是 A 。（填序号）。 AFe+2HCl=FeCl2+H2 B2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2 CFe+HCl=FeHCl（2）从图1可知：生铁与稀盐酸反应的速率 大于（填“大于”“小于”或“等于”）纯铁与稀盐酸反应的速率。（3）图1中呈现出生铁生成的H2量少，其原因是：生铁中主要的杂质是碳，碳与酸不反应，所以生铁与酸反应产生的氢气小于纯铁与酸反应生成的氢气质量。探究二温度对铁与盐酸反应速率的影响请你设计一个简单的实验探究方案：分别取相同质量的铁放入两支试管，向两支试管中加入足量相同的盐酸，一支试管加热，记录两支试管反应完需要的时间。探究三测定生铁中的含碳量生铁中除铁外，还含有碳元素和硫元素某兴趣小组设计图2所示的实验装置，测定生铁中的含碳量【查阅资料】资料1：SO2和CO2气体都能与澄清的石灰水反应生成沉淀资料2：SO2能和30%双氧水反应被吸收，CO2气体不与双氧水发生作用。（4）实验过程中，该兴趣小组应注意的安全问题是浓硫酸腐蚀性很强，在使用时注意安全，不要溅到身上（或用酒精喷灯加热时需要进行预热，防止炸裂导管，造成危险）（任写一种）。（5）待C管的样品充分反应后，测得E中生成的沉淀为2g，请计算出生铁中的含碳量为2.4%结题方法：根据化学方程式求出二氧化碳的质量为0.88g,生铁中碳元素的质量为生铁中的含碳量为：（6）若无D装置，所测定的含碳量将偏高（填“偏高”、“偏低”或“不影响”）。（2012年宁德中考题）17镁铝合金强度大、密度小，合金表面易上色，常用作笔记本电脑的外壳。（1）形状大小相同的铝和镁，分别放入同样的盐酸溶液中，下列说法不正确的是 C （填序号）。A两者都发生反应B镁比铝反应剧烈C铝不与盐酸溶液反应（2）镁与氢氧化钠溶液不反应，而金属铝能与氢氧化钠、水共同作用生成易溶于水的钠盐（用化学式NaAlO2表示）和H2，该反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2。三位同学通过进行如下途径探究，来推算某铝镁合金（假设不含其它杂质）中铝的质量分数方案一：镁铝合金与氧气反应，测定参与反应的氧气体积如图1所示，称量一定量镁铝合金粉末，在足量的氧气中充分燃烧，冷却至室温，打开止水夹参与反应的氧气体积与量筒内水减少的体积相等。方案二：铝镁合金与盐酸反应，测定生成气体的体积装置如图2所示。（1）通过排水法测定所收集到的氢气体积，装置导管口a、b、c、d的连接顺序是：aCbd 。（2）反应结束，冷却至室温烧瓶内还留有气体，对实验结果没有（填“有”或“没有”）影响方案三：铝镁合金与氢氧化钠溶液反应，测定剩余固体质量称取8g镁铝合金样品，把60g氢氧化钠溶液平均分成三份依次加入样品中，反应过程如图3：（1）实验中所加的氢氧化钠溶液应过量，其目的是使镁铝合金中的铝完全反应。（2）从上图数据可知，该合金中镁元素与铝元素的质量比为1:3。【反思与拓展】利用铝镁合金中铝与氢氧化钠溶液反应和方案二装置，通过测定 氢气的 体积，也可得出合金中铝的质量。四、近3年来福建省其他地市中考题中的实验探究题（2013年泉州市中考题）17、我国著名的闽籍制碱专家侯德榜，在纯碱制造方面做出了重大贡献。用“侯氏制碱法”制得的纯碱中常含有氯化钠等杂质，化学兴趣小组欲对某品牌纯碱样品中碳酸钠的质量分数进行实验探究，在老师的指导下，他们设计了下列两种实验方案进行试验。资料摘要：碳酸钠和氯化钙能发生复分解反应。浓硫酸具有很强的吸水性；碱石灰常用于吸收水蒸气和二氧化碳。方案一 样品与氯化钙溶液反应,测定Na2CO3的质量分数（1）样品与氯化钙溶液的反应实验（杂质不与氯化钙溶液反应）： 实验操作实验现象实验结论取一定量纯碱样品配成溶液后，滴加过量的CaCl2溶液。产生白色沉淀反应的化学方程式： Na2CO3+CaCl2=CaCO3+2NaCl （2）分析滴加的CaCl2溶液要过量的原因：与碳酸钠充分反应； （3）将反应后的混合物进行过滤，把获得的沉淀物进行洗涤、干燥、称量。利用沉淀物质量计算Na2CO3的质量分数为91%。如果不洗涤沉淀物会造成测定结果大于91%，这是因