探究主题学校

1、化学探究专题复习2012、51、某学习小组的同学在学习了Na2CO3、NaHCO3的性质后，了解到它们都能与盐酸反应产生CO2气体，那么如何鉴别Na2CO3和NaHCO3呢？带着这样的疑问，他们进行了下列探究： 【查阅资料】（1）Ca(HCO3)2可溶于水；（2）NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水。 【猜想】（1）甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。 （2）乙同学认为可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。 甲、乙两同学的猜想是依据澄清石灰水、CaCl2溶液分别与Na2CO3溶液反应均有沉淀产生；又知道Ca(HCO3)2可溶于水，因此猜测澄清

2、石灰水、CaCl2溶液分别与NaHCO3溶液混合不会产生沉淀，从而鉴别出两种溶液。（3）丙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别。 【实验探究】（1）甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中，各加入澄清石灰水，观察到两支试管中的现象相同，均产生了白色沉淀，实验结果与猜想不一致，即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。（2）乙同学将CaCl2溶液加入到分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中，发现两支试管中也都产生了白色沉淀，实验结果出乎意料，但根据观察到的其他实验现象，他认为仍可用CaCl2溶液鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液。

3、（3）丙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热（如图1）：加热Na2CO3时，开始即见小试管中有少量气泡产生，继续加热，气泡逐渐减少，未见澄清石灰水变浑浊，加热NaHCO3时，丙同学观察到实验现象与不同，证实了自己的猜想是合理的。【问题讨论】（1）小组同学对上述实验展开了讨论，对甲同学的两个实验进行了比较，并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因（如图2、图3）。请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式 ；写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子： 。 （2）乙同学的两个实验中，大家对CaCl2与Na2CO3溶液的反应比较熟悉，该反应的化学

4、方程式为 ；而对CaCl2与NaHCO3溶液混合产生的现象难以理解，同学们又进一步查阅了资料，了解到CaCl2与NaHCO3溶液可发生如下反应：CaCl2+2NaHCO3CaCO3+2NaCl+CO2+H2O,因而同学们知道了乙同学是通过观察到 现象来鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液的。 至于CaCl2与NaHCO3溶液为什么能发生上述反应，老师指出其反应原理较复杂，有待于今后学习中进一步探究。 （3）丙同学在加热Na2CO3固体时，开始产生少量气泡的原因是 ；根据你分析：Na2CO3受热 分解（填“易”或“不易”）。在加热NaHCO3固体时，丙同学观察到的实验现象是 （任写一种）。 【拓展

5、应用】（1）固体Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通过 方法除去。（2）要除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3,可加入适量的 溶液。【定量计算】现取一定量的NaHCO3配置成溶液后，向其中滴加氯化钙溶液至恰好完全反应，生成气体通入石灰水，得到10g白色沉淀，求所取NaHCO3的质量。（要求有完整的计算过程）2、电解水实验可以确定水的组成。甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究。 【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗？ 【查阅资料】 图所示装置可用于电解水实验； 硫酸钠可增强水的导电性，硫酸钠溶液呈中性。 【实验与讨论】 三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液，接

6、通直流电，观察现象，点解一段时间后，断开电源。（1） 实验中发现试管电极附近的溶液迅速变红，管电极附近的溶液任为无色，乙同学用pH试纸测定管电极附近的溶液，pH小于7。 说明试管电极附近的溶液呈性，管附近的溶液呈（选填“酸”、“碱”或“中”）性。（2）甲同学将实验后U形管中的溶液按图所示倒入烧杯中，发现红色立刻消失。 乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图所示分别倒入烧杯中，发现红色不完全消失。 经讨论与分析，乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失，原因可能是酸。（3）甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等，再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中，观察现象： 甲同学的溶液仍为无色。 乙同学的溶液中

7、红色仍不消失。 丙同学的溶液中红色。（4）甲、乙、丙同学分析了实验现象，为确证溶液的酸碱性，又进行下列实验： 甲同学用来测定溶液，原因是。 乙同学向溶液中滴加，使溶液中红色刚好褪去。因为造成（3）中溶液的红色仍不消失的原因是。 【解释与结论】 用硫酸钠增强水的导电性时，点解后溶液混合均匀，呈中性。 【交流与反思】 甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解，消耗了5g水后，则电解后硫酸钠溶液的质量分数为。 甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性，点解后溶液的碱性。 乙同学的老师上课时用H2SO4增强水的导电性，点解后溶液的酸性。3、钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中，某校

8、兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。实验一：用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁实验装置如下图：A B C D E F浓硫酸 加热其中A是实验室用草酸（H2C2O4）和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置，反应的化学方程式是：H2C2O4 H2O+CO2+CO。请回答下列问题:(1)B装置中发生反应的化学方程式是 .(2)C装置无明显现象，C装置的作用是 。 D装置中浓硫酸的作用是 。（3）E装置中的实验现象是 。（4）F装置的作用是 、 。【定量计算】实验后，测得F中生成了白色沉淀5g，求E中可得到多少克铁？（要求有完整的计算过程）实验二：铝粉和氧化铁粉末反应（铝热反应）实验装置如下图

9、：图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起，使四周都有四层，点燃镁条后观察到的现象：镁条剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入细沙中。实验后老师作了如下提示：实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件，铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应，属于置换反应，该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式 。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的 （填“氧化”或“还原”）性。实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣，激发了探究热情。【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗？同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。【实验方案】实验

10、组别实验操作实验现象结论实验1取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。黑色粉末变成 色固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈无色。Zn和CuO能发生置换反应。实验2取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。发生爆炸，黑色粉末变成红色。固体部分溶解，有气泡产生，水溶液呈 色。 实验3取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中，高温加热。粉末无变化Cu、Fe2O3不能反应。【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应，有些不能反应。【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与 的反应相

11、似。4、某活动小组根据下图所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。Fe2O3COCO2黑色粉末AFeSO4溶液CuSO4溶液黑色粉末B和红色固体加入足量CuSO4溶液过滤高温【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？【进行猜想】（1）小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO4溶液反应的化学方程式 。实验过程中采取了过滤，该操作中用到的玻璃仪器有 ， 和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是 。（2）小华认为小明的猜想是错误的，理由是 。（3）小华提出了猜想和猜想，请结合所学知识补充余下的一个猜想。猜想；黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁（Fe3O4）组成猜想；黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁（FeO）组成

12、；猜想； 。【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。【实验探究】方案实验操作可能的现象结论取适量黑色粉末A 用磁铁吸引黑色粉末全部被吸引猜想正确取适量黑色粉末A 用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想正确取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸黑色粉末全部溶解猜想正确 猜想正确【反思评价】小娟认为方案和方案中得出的结论都不正确，其理由是 。【得出结论】在高温下，一氧化碳和二氧化碳可生成铁，氧化亚铁，四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的方程式 。【定量计算】取10g黑色粉末A，加入足量10%的的硫酸铜溶液后，得到6.4g红色固体，求黑色粉末

13、B与红色固体的质量比为 ；参加反应的硫酸铜溶液的质量（要求有完整的计算过程）。5、小明发现家中一枚戒指生满了铜绿，他和同学利用这枚戒指展开了研究性学习。查阅资料真金在空气中不会生锈，生满铜绿的“金戒指”材质为铜锌合金；铜长期露置在潮湿的空气中能生成铜绿，其主要成分是碱式碳酸铜，碱式碳酸铜受热易分解生成CuO、H2O和CO2 。据上述资料可推知，碱式碳酸铜由 种元素组成。实验探究将该枚戒指加入过量稀盐酸中，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为蓝绿色。（1）小明认为：气体中除了含有CO2，还可能含有少量 。实验室常用 的方法检验这种可能含有的气体。（2）小红认为蓝绿色溶液中的溶质只有氯化锌。小华认为溶液

14、中的溶质除了氯化锌外，还应该含有 、 。他取适量上述蓝绿色溶液，加入光亮的铁片，观察到了现象： ， ，证实了自己的观点。（3）小娟取适量新制的FeCl2溶液，加入锌粒，一段时间后，溶液颜色变浅。结合小华的实验可推知：铁、锌、铜三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。（4）小明想进一步探究“金戒指”中铜元素的含量，取一枚同材质的“金戒指”，称得质量为3.8g。在老师的指导下，将“金戒指”经浓硝酸氧化、碱化等步骤处理后，最终得到纯净的氧化铜，称得质量仍然为3.8g（实验过程中铜元素损失忽略不计）。则“金戒指”中铜元素的质量分数是多少？（写出计算过程）6、葡萄糖是生命体所需能量的主要来源。【提出问题】葡

15、萄糖的燃烧产物是CO2和H2O，由此能否证明葡萄糖是只由碳元素和氢元素组成的有机物？【设计实验】为了确定葡萄糖的元素组成，某小组设计了如下实验（其中浓硫酸、无水CaCl2均为常用干燥剂，部分固定装置省略）。（1）装置B中浓硫酸的作用是 。（2）装置C处氧化铜的作用是 。【方案评价】（1）用充有空气的储气球代替装置A，是否更有利于实验的进行？ （填“是”或“否”）原因是 。【数据处理】下表是同学们填写的实验报告，请你帮助完成。实验事实数据分析及结论 1.8g葡萄糖完全燃烧，得到2.64gCO2和1.08gH2O数据分析： 结论：葡萄糖含有C、H、O三种元素通过进一步计算可知葡萄糖的化学式为C6H

16、12O6，请计算出葡萄糖的相对分子质量 ，其中氧元素的质量分数为 。（保留小数点后一位）【讨论交流】为了尽量减少误差：（1）该实验在进行过程中应注意的问题是 （1条）。（2）从定量实验的角度看，该实验是否可进一步改进？请简要写出一个改进意见： 。【定量计算】实验结束后，氧化铜粉末部分变为红色，为测得剩余氧化铜的质量，该组同学向粉末中逐滴滴入9.8%的稀硫酸，当黑色粉末恰好全部消失，所用稀硫酸的质量为100克，请计算出剩余氧化铜的质量以及反应后所得溶液的溶质质量分数。7、化学课上，同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊的实验后，对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇，设计实验进行探究。【提出问

17、题】呼出的气体中有哪些主要成分，它们的含量是多少？【查阅资料】呼出的气体中仍含有O2。 CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。【猜想与实验】猜想：呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。 实验I：验证呼出的气体中含有水蒸气。（1）实验操作如右图所示。 （2）观察到的现象为_，根据该现象可以判断呼出的气体中含有水蒸气。   实验II：验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2，并测定其含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置（B是带刻度的量气装置）。 （1）实验记录  实验操作主要实验现象实验结论及解释检

18、查装置的气密性。 向装置中加入药品。 关闭止水夹af。 装置的气密性良好。打开b、c、d，向B中吹入一定量气体后关闭d，并冷却到室温。B中液体进入到A中，B中液体减少500 mL。收集500 mL气体。关闭b，打开a、e、f，用打气筒向A中缓缓充气，直到B中气体刚好全部排出。_，D中液体为475 mL。反应的化学方程式为_。关闭e、f，用凸透镜聚光引燃白磷。白磷燃烧，产生大量白烟，放出大量热。呼出的气体中含有O2。待白磷熄灭并冷却到室温，打开f。_，D中剩余液体为400 mL。呼出的气体中含有N2。 （2）数据处理 呼出的气体中主要成分的含量 N2O2CO2体积/mL   体积分数/%