压轴题02 实验方案设计与探究（解析版）

压轴题02实验方案设计与探究结合实验图判断实验方案设计的合理性，常涉及对比思想根据提出的问题对物质的成分作出猜想判断猜想的合理性以及不合理猜想的原因分析实验方案的设计：常见气体、液体、固体、其他生活中常见物质的检验、鉴别与除杂一、实验方案的设计1．常见化学实验方案设计的高频考点(1)物质制取的实验设计；(2)物质性质的实验设计；(3)物质成分测定与检验的实验设计；(4)装置组合、仪器改进、药品选择的实验设计；(5)操作步骤的实验设计；(6)实验方案的重新设计。2．解答实验设计题的基本思路(1)明确目的、原理——明确实验目的，弄清题给信息。(2)选择仪器、药品——选择合适的仪器和药品。(3)设计装置、步骤——设计出合理的实验装置和操作步骤。(4)记录现象和数据——全面、及时而又准确地记录实验过程中的现象和数据。(5)分析得到结论——根据实验现象和记录的数据，通过分析、计算、推理等得出正确的结论。3．设计方案时注意事项(1)实验操作顺序装置选择与连接→气密性检查→加固体药品→加液体药品→开始实验(按程序)→拆卸仪器→其他处理等。(2)加热操作的先后顺序若气体制取实验需加热，应先预热气体发生装置，再给实验中需要加热的物质加热，用得到的气体排出装置中的空气。如实验室用KClO3制取O2。熄灭酒精灯的顺序则相反。(3)仪器选用及连接顺序二、方法总结根据实验目的对物质成分作出猜想1.单一反应后物质成分的猜想(1)已知反应：根据反应后的物质中一定有生成物，可能有某一种过量的反应物进行猜想。第一步：写出反应的化学方程式：A+B→C+D(D为沉淀或气体或水，探究反应后溶质成分时无需考虑)第二步：根据是否恰好完全反应进行溶质成分的猜想。①恰好完全反应→C②A过量→C、A③B过量→C、B第三步：排除不合理猜想。A、B可以反应，不会在同一猜想中出现(2)陌生反应：根据化学反应前后元素种类不变、反应现象及题目所给的生成物信息(如状态、颜色、气味等)进行猜想。第二步：结合已知生成物分析未知物中一定或可能含有的元素给生成物的信息进行猜想2.两个反应结束后再混合成分的猜想第一步：分析混合前各装置中一定存在及可能存在的物质。(一定存在生成物，可能存在反应物中的某一种)第二步：根据混合后的现象分析最终的成分3.混合物成分的猜想根据题干中可能存在的物质，进行自由组合。若某混合物成分可能为A、B、C中的两种或三种，则猜想成分为：①A、B;②A、C;③B、C;④A、B、C。4.破损标签上成分的猜想(1)名称：排除不符合命名的药品。如标签上写“X化钠”,则一定不是碳酸钠、硫酸钠等。(2)化学式：排除与化学式中元素符号、角标不符的物质。(3)浓度：根据溶解度计算饱和溶液的溶质质量分数，与标签溶质质量分数对比，排除浓度不符的物质。(4)药品的物理特性：颜色、气味等，如含Cu²*的溶液为蓝色等二、实验方案的评价1．常见的高频考点：包括对实验原理及实验方案的评价、实验装置的评价、实验操作的评价、实验现象的描述与结论分析的评价等。2．明确评价的基本要求目录：01实验探究类02猜想探究成分类03传感器类04化学实验装置组合流程题05工艺流程类06酸碱盐滴加实验综合07实验装置流程与工艺流程类综合01实验探究类1．（2022·上海浦东新·三模）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和，该反应的化学方程式为，得到的CO和的混合气被称为合成气，合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料，还可用于冶炼某些金属。(2)某化学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备，并设计实验验证合成气的还原性。Ⅰ．用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气。根据①中所写的化学方程式。合成气中CO和的质量比为。Ⅱ．用合成气还原足量氧化铜。实验装置如下图所示：

设计的实验步骤：a．连接好装置并检查气密性。b．装入药品，通入一段时间合成气。c．分别称量装置D、E的质量。d．缓缓通入合成气，加热装置C，使其充分反应。e．停止加热，继续通入合成气至恢复到室温。f．再次分别称量装置D、E的质量。经过讨论同学们认为，装置E后还应添加一个酒精灯，并在实验步骤(填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯)。(3)该小组的同学按上述步骤进行实验；并记录了实验现象和数据：装置C中出现的现象是。称量数据如表所示。装置D的质量装置E的质量反应前292.4g198.2g反应后296.0g201.5gⅠ．甲同学根据装置C中的现象，认为是合成气中的CO和还原了CuO。写出任意一个化学方程式。Ⅱ．乙同学通过对上表数据的分析，推测除了CO和以外，制得的合成气中未反应的，也可能还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据。。Ⅲ．丙同学提出，实验步骤e中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气，使实验产生误差。你认为该误差对乙同学的推测结果是否有影响？并说明理由。。【答案】(1)(2)14:3b(3)黑色固体逐渐变红或如果只有一氧化碳和氢气还原氧化铜，生成物中C、H元素的质量比为2:1，如果只有甲烷还原氧化铜，则生成物中C、H元素的质量比为：3:1，而实际测得生成物中C、H元素的质量比为9:4，9:4介于2:1和3:1之间，说明除了CO和H2以外，制得的合成气中未反应的CH4，也可能还原了CuO无影响，因为通入的气体带走装置E中的部分水蒸气，会导致测得生成二氧化碳质量偏低，导致碳元素的质量偏低，而实际测得生成物中C、H元素的质量比已经大于2:1，已经可得出甲烷还原了氧化铜【详解】（1）工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应，得到CO和H2，该反应的化学方程式为：；（2）Ⅰ．由化学方程式可知，合成气中CO和H2的质量比为：28:6=14:3；Ⅱ．一氧化碳有毒，散逸到空气中，会污染空气，故装置E后还应添加一个酒精灯，进行尾气处理，步骤b中通入合成气，故应在实验步骤b中点燃；（3）装置C中一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，故装置C中出现的现象是：黑色固体逐渐变红；Ⅰ．一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，该反应的化学方程式为：；Ⅱ．如果只有一氧化碳和氢气还原氧化铜，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，生成物中碳元素的质量与一氧化碳中碳元素的质量相同，氢元素的质量与氢气中氢元素的质量相同，合成气中一氧化碳和氢气的分子个数比为1:3，则生成物中C、H元素的质量比为：12：（2×3）=2:1；如果只有甲烷还原氧化铜，生成物中C、H元素的质量比为：12:4=3:1，而实际生成二氧化碳的质量为：201.5g-198.2g=3.3g，碳元素的质量为：，生成水的质量为：296.0g-292.4g=3.6g，则氢元素的质量为：，则生成物中C、H元素的质量比为：0.9g：0.4g=9:4，9:4介于2:1和3:1之间，说明除了CO和H2以外，制得的合成气中未反应的CH4，也可能还原了CuO；Ⅲ．实验步骤e中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气，会导致测得二氧化碳的质量偏低，导致测得碳元素的质量偏小，而实际测得生成物中C、H元素的质量比为9:4，已经大于2:1，可说明甲烷参与了反应，故对推测结果无影响。2．（2024·上海·一模）铜是人类使用最早的金属，铜及铜的化合物在生产生活中应用广泛。(一)对古代铜制品认识(1)深埋于地下的古代青铜器能保存至今的原因除了铜的活泼性弱，不易生锈，还可能是。(二)实验室探究铜的冶炼已知：。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。I、设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。(2)实验开始时，应。A．先向长颈漏斗中加稀硫酸，一段时间后再点燃酒精灯B．先点燃酒精灯加热，再向长颈漏斗中加稀硫酸(3)设计实验证明固体产物有Cu2O，(写出实验操作、现象和结论)。Ⅱ、探究反应生成Cu2O的变化情况。称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t)，检测所得固体中Cu2O的质量(m)，结果如图：(4)2~5分钟内固体中Cu2O的质量明显升高的原因是。(三)用废铜屑生产硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)流程如下：已知：硫酸铜晶体易溶于水，难溶于乙醇。(5)“溶解”时发生的化学反应方程式为。(6)混合溶液经过加热浓缩、、过滤等操作，可以获得硫酸铜晶体粗品。(7)“洗涤、干燥”过程中常用95%的酒精做洗涤剂，与水相比，优点是。(四)利用硫酸铜进行趣味实验将浸泡了蓝色硫酸铜溶液的滤纸在酒精灯火焰上点燃，观察到滤纸颜色变白，由湿变干后燃烧，在燃烧后的灰烬中出现红色固体。资料：1.温度达200℃时，CuSO4开始分解生成CuO和另一种氧化物2.滤纸主要是由碳、氢、氧三种元素组成(8)经实验分析，产生的红色固体主要是铜，其原因可能是。【答案】(1)深埋于地下隔绝空气(2)A(3)向固体产物中，滴加氨水得到蓝色溶液，说明固体产物有Cu2O(4)2~5分钟内氢气与氧化铜反应先生成氧化亚铜和水，5分钟后氧化亚铜与氢气反应生成铜和水(5)(6)降温结晶(7)可以降低晶体因溶解而造成损失，可以除去表面的可溶性杂质和水分，同时酒精易挥发，晶体易干燥(8)CuSO4分解生成的CuO与滤纸分解生成的碳反应生成铜【详解】（1）深埋于地下的古代青铜器能保存至今的原因除了铜的活泼性弱，不易生锈，还可能是深埋于地下隔绝空气；（2）为防止氢气不纯，加热时发生爆炸，实验开始时，应先向长颈漏斗中加稀硫酸，通入一段时间氢气后再点燃酒精灯，故选：A；（3）由于氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。所以设计实验证明固体产物有Cu2O，是向固体产物中，滴加氨水得到蓝色溶液，说明固体产物有Cu2O；（4）由于2~5分钟内氢气与氧化铜反应先生成氧化亚铜和水，5分钟后氧化亚铜与氢气反应生成铜和水，所以2~5分钟内固体中Cu2O的质量明显升高；（5）“溶解”时，过氧化氢先分解生成氧气和水，氧气与铜屑反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水。化学方程式（6）由于最后可以获得硫酸铜晶体粗品，所以混合溶液需经过加热浓缩、降温结晶、过滤等操作；（7）为降低晶体因溶解而造成损失，除去表面的可溶性杂质和水分，使晶体快速干燥。因此，“洗涤、干燥”过程中常用95%的酒精做洗涤剂；（8）由于CuSO4分解生成的CuO与滤纸分解生成的碳反应可能生成铜，所以产生的红色固体主要是铜。02猜想探究成分类3．（2024·上海·三模）碳酸氢钠俗称小苏打，受热易分解产生气体，同时留下白色固体。Ⅰ、探究受热分解生成的气体成分。查阅资料：，受热分解生成和。产物验证：将受热分解生成气体通入如下实验装置。(1)实验进行一段时间后，装置A中的现象是装置B的作用是。实验结论：受热分解生成的气体是和。Ⅱ、探究受热分解后剩余固体的成分提出猜想：猜想一：猜想二：NaOH猜想三：。与NaOH实验方案一：称量一定质量固体于试管中，加热至固体质量不再发生变化；取样剩余固体，进行以下实验：实验步骤实验现象结论①向样品固体中加入适量的水溶解，滴加无色酚酞______猜想一正确②向①所得溶液中加入____________(2)步骤①的实验现象是；步骤②向①所得溶液中加入，实验现象是。(3)综上所述：固体受热分解的化学方程式为。实验方案二：实验装置：Ⅰ、称量8.4g的于玻璃管中Ⅱ、打开氮气气囊开关，通入一段时间氮气后，记录装置B、C的质量；Ⅲ、点燃A处酒精灯，直至装置B、C的质量不变，再次记录装置B、C的质量并熄灭A处酒精灯；Ⅳ、等待装置冷却至室温后，关闭氮气气囊的开关。数据记录：装置A中固体质量装置B总质量装置C总质量反应前8.4g110.5g80.4g反应后5.3g111.4g82.6g实验分析：(4)实验步骤Ⅱ中先通入一段时间氮气的目的是，请结合实验数据分析剩余固体为何只有碳酸钠？。【答案】(1)无水硫酸铜变蓝吸收二氧化碳(2)溶液变红过量的氯化钙溶液产生白色沉淀，溶液由红色变为无色(3)(4)排尽玻璃管内的空气，防止空气中的二氧化碳、水蒸气影响实验结果由实验数据可知，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳和水的质量分别为，设生成碳酸钠质量为，经过计算得知，生成的碳酸钠质量刚好为5.3g，与反应后固体质量一致，所以剩余固体只有碳酸钠。【详解】（1）碳酸氢钠受热分解生成水和二氧化碳，无水硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜晶体，五水硫酸铜晶体是蓝色晶体，所以实验进行一段时间后，装置A中的现象是无水硫酸铜变蓝；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，发生的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，所以装置B的作用是吸收二氧化碳；（2）由实验结论可知猜想一正确，说明NaHCO3受热分解后剩余固体的成分是碳酸钠，碳酸钠的水溶液显碱性能使无色酚酞溶液变红，故向样品固体中加入适量的水溶解，滴加无色酚酞，可观察到实验现象为溶液变红；向变红的溶液中加入过量氯化钙溶液，氯化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，氯化钙、氯化钠溶液显中性，故可观察到实验现象为产生白色沉淀，溶液由红色变为无色；（3）NaHCO3固体受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，化学方程式（4）为防止空气中的二氧化碳、水蒸气影响实验结果，故实验步骤Ⅱ中先通入一段时间氮气排尽玻璃管内的空气；结合实验数据分析剩余固体为何只有碳酸钠，详见答案。4．（2024·上海·一模）足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇，并对其成分进行如下探究。【查阅资料】①“嗅盐”是一种由盐类和香料（香料不参与反应）配制而成的药品，给人闻后有刺激作用。②CaCl2稀溶液与NH4HCO3稀溶液不发生反应。【提出问题】“嗅盐”中盐类物质是什么？【猜想与假设】猜想一：可能是（NH4）2CO3；猜想二：可能是NH4HCO3。【实验探究】“嗅盐”的组成探究(1)甲同学：取适量“嗅盐”于研钵中，加入熟石灰混合研磨，（填实验现象），说明“嗅盐”中含有。(2)乙同学：取适量“嗅盐”于试管中，加入稀H2SO4，并将生成的气体通入，观察到溶液变浑浊，原因是（用化学方程式表示），说明“嗅盐”中含。(3)丙同学认为乙同学的实验结论不严谨。丙同学通过补做一个实验（见图1），观察到的现象是，由此排除“嗅盐”中含的可能性，进而确认了乙同学的结论。已知“嗅盐”与NaOH反应的方程式为，其中X的化学式为。【继续探究】“嗅盐”中（NH4）2CO3含量的探究称取6.0克样品，用图2装置进行实验（每步反应均充分），量气管中产生气体的体积为558mL（CO2的密度约为1.97g/L）。(4)量气管内水面上的油层起的作用是。(5)该方案实验结束后，会有气体残留，不能完全进入量气管中，（填“需要”或“不需要”）通入N2将其中残留的气体排入量气管中。(6)如果图2装置中无导管a，则测得的（NH4）2CO3的质量分数会（填“偏大”、“不变”或“偏小”）。(7)为保证“嗅盐”的使用效果，应将“嗅盐”密封包装，并与（写物质类别）类物质分开存放，切忌混储。【答案】(1)产生有刺激性气味的气体(2)澄清的石灰水(3)产生白色沉淀Na2CO3(4)防止二氧化碳溶于水(5)不需要(6)偏大(7)碱【详解】（1）由结论可知，“嗅盐”中含有，取适量“嗅盐”于研钵中，加入熟石灰混合研磨，能与熟石灰中的OH-离子结合成水和氨气，氨气是有刺激性气味的气体，故填：产生有刺激性气味的气体。（2）由结论可知，“嗅盐”中含，取适量“嗅盐”于试管中，加入稀H2SO4，碳酸根离子能和稀硫酸中氢离子结合成水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若将产生的气体通入澄清石灰水，二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，说明“嗅盐”中含有碳酸根离子，反应的化学方程式为：，故①填：澄清的石灰水，②填：。（3）碳酸氢铵和碳酸铵都能和稀硫酸反应生成二氧化碳，往“嗅盐”中加入稀硫酸，并将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊不能说明“嗅盐”中含有，因此丙同学认为乙同学的实验结论不严谨；丙同学通过补做如图1的实验，往“嗅盐”溶于水的上层清液中加入氯化钙稀溶液，氯化钙能和碳酸铵反应生成碳酸钙沉淀，若产生白色沉淀，说明“嗅盐”中含有，从而排出“嗅盐”中含的可能性，进而确认了乙同学的结论；故①填：产生白色沉淀，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和个数不变，反应前：N原子2个、H原子10个、C原子1个、O原子5个、Na原子2个，反应后：N原子2个，H原子10个，O原子2个，则X中含有2个Na原子、1个C原子和3个O原子，则X的化学式为Na2CO3；故②填：Na2CO3。（4）二氧化碳能溶于水，用量气管量取二氧化碳的体积，量气管内水面上的油层可防止二氧化碳溶于水，故填：防止二氧化碳溶于水。（5）该方案实验结束后，会有气体残留，不能完全进入量气管中，不需要通N2将其中残留的气体排入量气管中，是因为有多少体积的二氧化碳产生，就有多少体积的水进入量气管，故填：不需要。（6）如果图2装置中无导管a，稀硫酸加入后在锥形瓶中占据一定体积，导致测定的二氧化碳的体积偏大，则测得的（NH4）2CO3的质量分数会偏大，故填：偏大。（7）“嗅盐”中含有铵根离子，与碱性物质混合会产生氨气，为保证“嗅盐”的使用效果，应将“嗅盐”密封包装，并与碱类物质分开存放，切忌混储，故填：碱。5．（2023·上海徐汇·一模）社团同学用如图所示装置做木炭还原氧化铜的实验。(1)写出试管a中反应的化学方程式。(2)实验结束时，先移走试管b，再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是。(3)试管冷却后倒出生成物，观察到红色金属中混有黑色固体。社团同学对黑色固体的成分提出三种猜想：i，ii木炭，iii氧化铜和木炭。为验证猜想，他们将生成物分为两份，做了以下两个实验：实验一：装置见下图（省略夹持装置）。①试管口略微向下倾斜的目的是。②点燃酒精灯a，写出试管中发生反应的化学方程式，二氧化锰的作用是。③待澄清石灰水中的导管口出现均匀连续的气泡，点燃酒精灯b。一段时间后，澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式。该实验现象证明黑色固体中含。实验二：在5支试管中分别混合对应的试剂，记录实验现象。试管编号试剂组合实验现象1稀硫酸+木炭无明显现象2稀硫酸+铜无明显现象3稀硫酸+氧化铜无色溶液变为蓝色4稀硫酸+木炭+铜无明显现象5稀硫酸+混有黑色固体的红色金属无色溶液变为蓝色①稀硫酸中溶质的化学式为。②根据实验现象，证明猜想正确。【答案】(1)C+2CuO2Cu+CO2↑(2)防倒吸，防止Cu被氧化(3)氧化铜防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂催化CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O木炭H2SO4iii【详解】（1）试管a中木炭和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：；（2）实验结束时，先移走试管b，再熄灭酒精喷灯，用弹簧夹迅速夹紧橡胶管，这些操作的目的是防止试管口中有澄清的石灰水到吸入试管中，使试管炸裂，同时防止热的氧化铜再次被氧化；（3）黑色固体的成分可能为氧化铜或木炭或氧化铜和木炭的混合物，故猜想i为：氧化铜；实验一：①试管口略微向下倾斜的目的是防止冷凝水回流到热的试管底部使试管炸裂；②试管中氯酸钾在二氧化锰作催化剂和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；二氧化锰起催化作用；③澄清的石灰水变浑浊是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；澄清的石灰水变浑浊说明有二氧化碳产生，证明黑色固体中含木炭；实验二：①稀硫酸中溶质化学式为H2SO4；②根据试管3中稀硫酸能和氧化铜反应生成硫酸铜和水，无色溶液变为蓝色，证明其中含有氧化铜，根据试管5中稀硫酸+混有黑色固体的红色金属反应，无色溶液变为蓝色，木炭和铜加热反应生成氧化铜，氧化铜再和稀硫酸反应生成硫酸铜，因此证明猜想iii正确。6．（2023·上海金山·二模）如图是实验室中常见的一些装置，请根据所学知识回答下列问题：(1)实验室用A装置制备氧气，反应的化学方程式是，若要收集较纯净的氧气，选择的收集装置是（填装置编号）。(2)实验室用B装置制备二氧化碳气体，实验开始前，应从（填“a”或“b”）处装入大理石，收集完气体后，（填操作），反应随后停止。(3)E装置的集气瓶中充满CO2，打开分液漏斗①，滴入少量NaOH浓溶液，气球明显胀大，写出反应的化学方程式；关闭分液漏斗①，打开分液漏斗②，气球恢复原状，则分液漏斗②中可能盛放的溶液是（填名称，忽略滴入液体体积）。(4)用盐酸和碳酸钙制备CO2产生了大量废液。通过以下探究制定废液处理方案。I.探究废液成分。推测废液所含溶质：推测一：CaCl2；推测二：CaCl2和HCl。用一种药品验证哪种推测成立，可选择(填标号)A．NaOH溶液

B．AgNO3溶液

C．锌粒

D．CuSO4溶液实验测得废液中的溶质是CaCl2和HCl。Ⅱ.废液的处理：决定用Na2CO3除去它们。【提出问题】如何估算Na2CO3固体的用量?【进行实验】取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na2CO3溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验测得部分数据如图二所示。【结果讨论】i.整个实验过程发生反应的化学方程式是、。ii.c点时，将烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积120mL。（填“大于”“等于”或“小于”）iii.将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥、称重，质量为4g。若处理100mL该废液，理论上需要Na2CO3固体g。(实验所用Na2CO3溶液的密度近似看作1g/mL)【答案】(1)D(2)b关闭活塞c(3)稀盐酸等（合理即可）(4)C小于5.3【详解】（1）实验室用装置A制备氧气，反应物应为固体且需要加热，又由于试管口未放置一团棉花，选用的药品为氯酸钾和二氧化锰，氯酸钾在二氧化锰催化和加热的条件下反应生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：；氧气密度比空气大，不易溶于水且不与水反应，可选用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的气体更纯净，因此收集装置选D；（2）用装置B制备二氧化碳，实验开始前，应从b处装入大理石，从长颈漏斗上端加入稀盐酸，反应物一接触立即产生气体，收集完气体后，关闭活塞c，装置B中压强增大，将稀盐酸“压”回长颈漏斗中，反应物分离，反应随后停止；（3）E装置的集气瓶中充满CO2，打开分液漏斗①，滴入少量NaOH浓溶液，二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，集气瓶中压强减小，气球明显胀大，涉及反应的化学方程式为：；关闭分液漏斗①，打开分液漏斗②，气球恢复原状，说明分液漏斗②中盛放的液体能与碳酸钠反应生成气体，则分液漏斗②中可能盛放的溶液是稀盐酸或稀硫酸等（合理即可）；（4）I.要验证推测一或推测二成立，即验证HCl是否存在即可；A、氢氧化钠溶液能与氯化氢反应，但现象不明显，无法判断HCl是否存在，故A错误；B、AgNO3溶液能与氯化钙和氯化氢反应生成白色氯化银沉淀，无法判断HCl是否存在，故B错误；C、锌粒能与HCl反应产生气泡，不与氯化钙反应，若加入锌粒产生气泡说明推测二正确，若不产生气泡说明推测一正确，故C正确；D、CuSO4溶液不与氯化钙和氯化氢反应，无法判断HCl是否存在，故D错误；故选C；Ⅱ.[结果讨论]i.由于实验测得废液中的溶质是CaCl2和HCl，加入的碳酸钠先与HCl反应生成氯化钠、水和二氧化碳，此阶段溶液pH逐渐升高至7,，再与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠此阶段溶液pH=7保持不变，反应的化学方程式分别为：、；当碳酸钠过量后溶液的pH>7；ii.c点时，将烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明碳酸钠过量，说明处理100mL废液，所需5.3%的Na2CO3溶液的体积小于120mL；iii.设生成4g碳酸钙沉淀需要碳酸钠的质量为x碳酸钠溶液的体积为：；即80mL碳酸钠溶液中含有4.24g碳酸钠，则20mL碳酸钠溶液中含有碳酸钠；则处理100mL废液需要碳酸钠固体的质量为；答：理论上需要Na2CO3固体5.3g。7．（2022·上海金山·二模）为探究CO2与NaOH溶液发生的反应，某兴趣小组开展了以下实验。(1)【实验一】制取二氧化碳①实验室制取二氧化碳的化学方程式是。②如图A或B发生装置都可以制取二氧化碳气体，B装置比A装置的优点是，若使用B装置制取二氧化碳，使反应停止的操作是。(2)【实验二】证明反应物CO2减少了已知图1所示的装置气密性良好（图中a处连接气体压力传感器）。该兴趣小组的同学同时迅速将注射器内的液体全部注入集满二氧化碳的烧瓶中，关闭活塞，一段时间后，同时振荡烧瓶。利用数字化实验技术测定烧瓶内的气压变化，得到如图2所示的曲线图。①曲线2表示（填“甲”或“乙”）烧瓶内气压的变化；写出该瓶中反应的化学方程式：。②导致CD段气压快速变小的操作是。③对比曲线1与曲线2，能得出的结论是。(3)【实验三】证明有新物质生成实验步骤实验现象实验结论1、取乙烧瓶反应后的溶液，加入过量氯化钡溶液有新物质生成2、继续滴加。氢氧化钠过量【答案】可以控制反应的发生与停止关闭止水夹乙振荡烧瓶CO2与氢氧化钠反应比CO2溶于水并与水反应，消耗的CO2更多产生白色沉淀酚酞（合理即可）溶液呈红色（与上一空对应）【详解】（1）①实验室通常用石灰石（或大理石）与稀盐酸反应制取二氧化碳，石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；②与A装置相比，B装置可将固体置于有孔塑料板上，关闭止水夹，通过长颈漏斗添加稀盐酸，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将稀盐酸压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，反应开始，故优点是可以控制反应的发生和停止；由以上分析可知，若使用B装置制取二氧化碳，使反应停止的操作是关闭止水夹；（2）①甲瓶中二氧化碳和水反应生成碳酸，会导致装置内二氧化碳减少，压强减小，乙瓶中氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，导致装置内二氧化碳减少，压强减小，且氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的能力比水强，故乙瓶中压强下降的多，故曲线2表示乙烧瓶内气压的变化；瓶中发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：；②导致CD段气压快速变小的操作是振荡烧瓶，增大了二氧化碳和水的接触面积，反应速率加快；③对比曲线1与曲线2，曲线2下降的多，说明CO2与氢氧化钠反应比CO2溶于水并与水反应，消耗的CO2更多，压强下降的多；（3）1、二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，取乙烧瓶反应后的溶液，加入过量氯化钡溶液，氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明有碳酸钠新物质生成，且过量的氯化钡溶液能将碳酸钠除尽；2、继续滴加无色酚酞试液，无色酚酞试液遇碱变红，如果溶液变红，说明氢氧化钠过量。8．（23-24九年级上·上海长宁·期中）气体制备与性质研究是初中化学重要实验，请回答下列问题：实验一：氧气制取(1)实验室用固体氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气，反应的化学方程式为；可用装置D收集氧气，该收集气体方法的名称是；(2)已知固体高锰酸钾加热会产生氧气，同时生成固体锰酸钾和二氧化锰。用高锰酸钾固体制取氧气可选用的发生装置是(选填编号)；(3)分别加热等质量的a(混有少量高锰酸钾的氯酸钾)和b(纯净的氯酸钾)，则产生氧气速率ab(选填“等于”“小于”或“大于”)。(4)利用如图装置收集氧气，气体应从(填“m”或“n”)端进入。(5)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气，反应过程中，能正确表示对应变化关系的图像是_____(填字母编号)。A． B．C． D．实验二：探究H2O2的质量分数对分解速率的影响如图所示，分别用注射器加入不同浓度的H2O2溶液(见下表)，使用传感器测烧瓶中O2的浓度(烧瓶内气压变化在安全范围)，绘制氧气浓度随时间变化的曲线：试验编号H2O2的质量分数(%)H2O2溶液的体积(mL)对应曲线I3.410.0aⅡ2.4___________bⅢ1.710.0/(6)填写表中数据。(7)从曲线a、b中，可得出的结论是。(8)计算3.4gH2O2完全分解所得氧气的物质的量。(根据化学方程式列式计算)实验三研究催化剂对KClO3分解反应的影响编号KC1O3质量(g)催化剂种类催化剂质量(g)收集50mLO2所需时间(s)实验15170实验25MnO20.549实验35Fe2O30.560实验45KCl0.5152(9)设置实验1的目的是。(10)KC1的名称是；表中催化剂的催化效果最佳的是(填化学式)。维持加热条件不变，用实验1继续收集50mLO2，所需时间明显少于170s，解释原因：。要比较KC1O3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量。实验四气体性质研究100mL气体X可能是O2、CO2中的一种或两种，用下图所示装置进行实验(忽略气体的溶解)。(11)若观察到甲中石灰水变浑浊，乙中石灰水始终未变浑浊，最终有10mL液体进入丙中，则气体X的成分是。若气体X中只含有O2，则观察到的现象是。【答案】(1)↑向上排空气法(2)A(3)大于(4)m(5)C(6)10.0(7)其它条件相同时，过氧化氢溶液质量分数越大，反应速率越快(8)3.4g过氧化氢物质的量为：，设生成氧气的物质的量为x，，x=0.05mol；答：理论上完全分解可以生成0.05mol氧气。(9)对比实验(10)氯化钾MnO2氯酸钾分解产生氯化钾，起催化作用相同时间内，收集气体体积的多少(11)10mL氧气和90mL二氧化碳甲乙中石灰水不变浑浊，且乙中石灰水流入丙中约100mL【详解】（1）氯酸钾在二氧化锰催化作用下加热反应生成氯化钾和氧气，书写化学方程式注意配平及气体符号，所以化学方程式为↑；D为向上排空气法收集装置；（2）反应物为固体，且需要加热，故选A为发生装置；（3）高锰酸钾分解生成二氧化锰，可以加快氯酸钾分解，所以反应速度为a大于b；（4）氧气的密度大于空气，若用如图装置收集氧气，气体应从m端通入；（5）A、氯酸钾在二氧化锰的催化作用下加热生成氧气和氯化钾，氧气的质量逐渐增大，然后不变，不会出现减小的情况，故选项错误；B、根据剩余固体逐渐减小，锰元素的质量不变，所以锰元素的质量分数逐渐增大，然后不变，故选项错误；C、氯酸钾分解生成了氯化钾和氧气，二氧化锰中也含有氧元素，所以固体中氧元素的质量分数先减小，然后不变，故选项正确；D、剩余固体中氯化钾的质量应该从零开始逐渐增大，故选项错误。故选：C。（6）为了进行对比，表中数据应该是10.0；（7）从曲线a、b中，可得出的结论是其它条件相同时，过氧化氢溶液质量分数越大，反应速率越快；（8）见答案（9）通过对比才能知道实验2、3、4中加入药品后有无催化作用；（10）KCl读作氯化钾；除了加入药品不同外，其他条件都相同，根据对比可知，收集相同体积的氧气，实验2所用时间最短，即二氧化锰的催化效果最好；维持加热条件不变，用实验1再继续收集收集50mLO2，所需时间明显少于170s，是因为氯酸钾分解产生氯化钾，起催化作用；要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果，除了测量收集50mLO2所需时间外，还可以测量相同时间内，收集气体体积的多少；（11）若观察到甲中石灰水变浑浊，乙中石灰水始终未变浑浊，最终有10mL液体进入丙中，则气体X一定有二氧化碳，且不易溶于水的氧气进入乙瓶，被挤出的液体体积即为氧气的体积，则混合气体是10mL氧气和90mL二氧化碳；若气体X中只含有O2，则观察到的现象是：甲乙中石灰水不变浑浊，且乙中石灰水流入丙中约100mL。04化学实验装置组合流程题9．（2023·上海徐汇·一模）在一定温度下用水蒸气处理木炭，使其产生多孔结构，可制得活性炭。用下图中的装置甲模拟在900℃左右制备活性炭，再用装置乙检验制备时产生气体的成分。(1)活性炭能处理冰箱中的异味，这是利用了它具有性。(2)酒精灯火焰温度范围为600～800℃，酒精喷灯火焰温度为800～1000℃，虚线框处应选择(选填“酒精灯”或“酒精喷灯”)作为加热仪器。(3)制备活性炭实验分为以下三步。步骤1：连接装置，添加试剂。步骤2：加热烧瓶中的水，至水沸腾一段时间，再加热木炭粉末。步骤3：停止加热木炭粉末，冷却一段时间后，熄灭加热烧瓶的酒精灯。①步骤2中先通一段时间水蒸气，再加热木炭粉末的目的是。②水沸腾变为水蒸气的过程中，水分子的(选填编号)发生了变化。A．摩尔质量

B．化学性质

C．间距大小

D．元素组成③步骤3中若同时停止两处加热，可能造成的后果是。(4)有同学猜测制备活性炭过程中可能会生成氢气和一氧化碳，为了验证猜测，他将装置甲中产生的气体通入装置乙进行检验。①写出一氧化碳还原氧化铜的化学方程式。②氢气也能还原氧化铜，反应原理为。若氢气通过灼热的氧化铜，能观察到黑色固体变色固体。③碱石灰的主要成分是NaOH和CaO，NaOH中原子团的名称是，碱石灰的作用是。④分析气体的成分实验现象化学方程式结论澄清石灰水变浑浊装置甲中产生的气体含有装有无水硫酸铜的干燥管中白色固体变蓝⑤用装置甲制备活性炭的不足之处是。【答案】(1)吸附(2)酒精喷灯(3)排出装置中的空气C灼热的碳与空气反应，导致活性炭部分损耗(4)红氢氧根吸收水，防止干扰氢气的检验氢气，一氧化碳缺少尾气处理【详解】（1）活性炭具有吸附性，能吸附色素和异味；（2）由题中信息可知，制备活性炭的温度需要900℃，故需要酒精喷灯作为加热仪器；（3）①步骤2中先通一段时间水蒸气，再加热木炭粉末的目的是排出管内的空气，防止与碳发生反应；②水沸腾变为水蒸气的过程中，属于物理变化过程，水分子本身没有发生改变，水由液态变成了气态分子之间的间隔发生了变化，分子间隔变大了；故选C；③步骤3中若同时停止两处加热，可能造成外界空气进入玻璃导管灼热的碳与空气反应，导致活性炭部分损耗；（4）①一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，方程式为：；②氢气还原氧化铜生成的铜为红色固体，故能观察到黑色固体变成红色固体；③NaOH是由钠离子和氢氧根离子构成的，故其中原子团的名称是氢氧根；碱石灰具有吸水性，吸收气体中的水分，防止干扰氢气的检验；④实验现象澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成了二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，二氧化碳使石灰水变浑浊是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，方程式为：；装有无水硫酸铜的干燥管中白色固体变蓝，说明气体中含有氢气，氢气与氧化铜反应生成了水，水与硫酸铜反应生成了硫酸铜晶体，水与硫酸铜反应的方程式为：；通过实验现象可得出装置甲中产生的气体含有氢气和一氧化碳；⑤用装置甲制备活性炭缺少尾气处理装置，一氧化碳有毒，排出到空气中会污染空气。10．（22-23九年级上·上海浦东新·期末）同学们对甲烷进行探究学习：探究Ⅰ：甲烷的制取【查阅资料】实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，甲烷是天然气的主要成分，密度小于空气，难溶于水，具有可燃性。(1)制取甲烷的发生装置应选（填序号，下同），选用装置C收集甲烷时气体应从端进入。探究Ⅱ：甲烷的组成元素(2)点燃干燥的甲烷气体，在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯（见图E），烧杯内壁有生成，向烧杯中倒入少量澄清石灰水，振荡，现象为。由此推断，甲烷中一定含C、H两种元素。(3)点燃甲烷前，通常应先。(4)同学们通过隔绝空气对甲烷气体加强热，也得出了甲烷的组成元素，反应的化学方程式为：。探究Ⅲ：甲烷的化学性质【提出问题】通过以上探究，甲烷除具有可燃性、能分解外，还具有什么化学性质？(5)写出甲烷燃烧的化学方程式。【查阅资料】I无水硫酸铜粉末遇水由白色变蓝色；Ⅱ甲烷具有还原性。【验证实验】该同学按如图装置进行实验：【实验现象与结论】甲中黑色固体变为红色，乙中无水硫酸铜变为蓝色，丙中澄清石灰水变浑浊。(6)根据实验现象，说明甲烷还原氧化铜的产物有。【反思与评价】(7)实验时，要先向装置中通入一段时间的氮气，再通入甲烷加热的目的是。【答案】(1)Ab(2)水雾澄清石灰水变浑浊(3)检验纯度(4)H2(5)(6)铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2）(7)排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸【详解】（1）①实验室通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷，反应物为固体，反应条件是加热，选择固体加热型发生装置即装置A，故填：A。②装置C有长短导管，甲烷密度比空气小，会聚集在空气上方，所以甲烷由短导管即b管口进入，把空气从c管口排出，故填：b。（2）甲烷燃烧有水和二氧化碳生成，所以在火焰上方罩一冷而干燥的烧杯，烧杯内壁观察到有水雾生成，二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊，则观察到的现象为：澄清的石灰水变浑浊，故填：水雾；澄清石灰水变浑浊。（3）可燃性气体与空气混合点燃易发生爆炸，所以甲烷点燃前，应先检验纯度，故填：检验纯度。（4）根据质量守恒定律反应前后原子种类、原子个数都不变，由化学方程式可知反应前1个碳原子，4个氢原子，反应后已有1个碳原子，还差4个氢原子，因为该化学式的化学计量数为2，所以该化学式为H2，故填：H2。（5）甲烷和氧气在点燃的条件下反应生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：，故填：。（6）甲中黑色固体变为红色，说明有铜生成，乙中无水硫酸铜变为蓝色，说明有水生成，丙中澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，所以甲烷还原氧化铜的产物有：铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2），故填：铜（或Cu）、水（或H2O）、二氧化碳（或CO2）。（7）甲烷和空气混合物加热可能发生爆炸，故先通氮气排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸，故填：排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸。11．（22-23九年级上·上海杨浦·期末）装品牌苏打饼干的配料和营养成分如下表，研究性学习小组对其成分进行了探究。配料营养成分(每100g)小麦粉，食用植物油，洋葱粉，食用盐，碳酸钙，食品添加剂(碳酸氢钠)，香葱，酵母，麦精，食用香精等能量蛋白质脂肪碳水化合物钠钙2017千焦8.5克21.0克63.5克500毫克280毫克【查阅资料】饼干制作的烘焙过程中，配料中的碳酸氢钠的全部受热分解转化为碳酸钠，而碳酸钠不分解。除碳酸盐以外其余物质忽略与盐酸的反应。Ⅰ.定性判断饼干中有关成分的确认。取一小包饼干。研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅拌，得到待检液。实验操作和现象实验结论①淀粉的检验取少量待检液于试管中，滴入2滴碘水，观察到溶液变成蓝色饼干中含有淀粉②碳酸盐的检验另取少量待检液于试管中，加入，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊饼干中含有(填名称)【交流讨论】（1）饼干中的元素可减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生，有利于人体健康。（2）饼干中的碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式为。【深入探究】如何进一步确认饼干中含有两种碳酸盐？将剩余待检液过滤，用蒸馏水洗涤固体2至3次；将与稀盐酸反应，根据反应的现象，则证明讲干中既有碳酸钙，又有碳酸钠。Ⅱ.定量检测：饼干中碳酸钠质量的测定。【实验装置】【实验步骤】①按图连接好装置，检查气密性；②取一小包饼干研碎后放入烧杯，加入适量蒸馏水、用玻璃棒充分搅拌后，过滤，洗涤；③将滤液和洗涤液合并后倒入容器A，按图示装入其他药品(试剂X用于吸收挥发出来的HCl，它不与CO2反应)；④打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹；⑤用电子天平称量干燥管I的质量，记录数据m1；⑥逐滴加入稀盐酸至不再产生气泡时，停止滴加；⑦；⑧重复步骤⑤，记录数据m2。【交流讨论】（3）II中碱石灰的作用为：。（4）步骤③将滤液和洗涤液合并的原因是。（5）第⑦步如果没有进行操作，会使结果(填“偏大”、“不变”、“偏小”)。（6）实验后若要证明A中残留液体中盐酸过量，可以向残液加入生锈的铁钉，若看到铁锈减少，且溶液颜色变为色，甚至看到有气泡产生，则可证明盐酸过量。请写出相关反应方程式：。【数据处理】m2-m1=0.88g，则这包饼干中碳酸钠的质量为g。【答案】足量稀盐酸碳酸钠钙洗涤的固体和滤液分别打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ中，影响实验结果确保样品的碳酸钠不损失，全部参与反应偏小黄Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O、Fe+2HCl═FeCl2+H2↑0.212【详解】Ⅰ．依据方案中的待检液，加入足量稀盐酸，有气泡产生；将产生的气体通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，得出结论是含有碳酸钠；[交流讨论]（1）依据饼干的配料表可知饼干中含有钙元素，钙元素能减少人体骨质疏松、畸形、佝偻病的发生；（2）碳酸钠与稀盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；[深入探究]因为碳酸钙存在于滤出的固体中，碳酸钠存在于滤液中，所以实验步骤是将洗涤的固体和滤液分别与稀盐酸反应，根据反应的现象；证明饼干中既有碳酸钙，又有碳酸钠；[实验步骤]为了将生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中，被碱石灰全部吸收，步骤⑦的操作是：打开止水夹，向装置中通入一段时间N2后，关闭止水夹；[交流讨论]（3）装置II与空气连接，II中碱石灰的作用为防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置Ⅰ中，影响实验结果；（4）本实验目的是饼干中碳酸钠质量的测定，实验原理是利用碳酸钠与盐酸反应生成二氧化碳被碱石灰吸收测其质量，从而计算出碳酸钠的质量，所以实验步骤③将滤液和洗涤液合并的原因，是确保样品的碳酸钠不损失，全部参与反应；（5）步骤⑦向装置中通入一段时间N2目的是将生成的二氧化碳全部推入Ⅰ中，被碱石灰全部吸收，如果缺少这一步骤测定二氧化碳的质量会偏小，计算出碳酸钠得质量也会偏小；（6）铁锈的主要成分是氧化铁，能和稀盐酸反应生成氯化铁和水，可看到铁锈逐渐消失，溶液颜色变为黄色，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；有气泡产生是因为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；[数据处理]设饼干中碳酸钠的质量为x，                        

x=0.212g。12．（2022·上海杨浦·一模）某可燃性气体可能是CO、H2、CH4中的一种或两种，为探究其成分，进行如下实验。（装置气密性良好，每一步均能完全反应）（已知：）实验步骤：Ⅰ、关闭n，打开m，通入一段时间氮气后关闭m。分别称量装置A、B、C的质量。Ⅱ、打开n，分别点燃两处酒精灯；通入X气体观察，记录现象。Ⅲ、停止加热，关闭n，打开m，再通一段时间的N2。再次分别称量装置A、B、C的质量。数据如下表：装置A中玻璃管（含药品）的质量装置B的质量装置C的质量反应前150g152.6g254.8g反应后143.6g156.2g259.2g回答下列问题：(1)步骤Ⅰ中通N2的目的是。(2)步骤Ⅱ中，对“分别点燃两处酒精灯”，最适宜的操作是。a．先点燃A酒精灯，通一会儿X气体后点燃D酒精灯b．先点燃D酒精灯，通一会儿X气体后点燃A酒精灯c．同时点燃A、D两处酒精灯(3)实验中装置A中的现象是；装置B的作用。装置C发生反应的化学方程式。不能将装置B、装置C位置互换，理由是。(4)根据表中实验数据，请分析气体X的成分。【答案】(1)排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸(2)c(3)黑色粉末逐渐变为红色检验反应后是否有水生成若将装置B、装置C位置互换，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成(4)CH4【详解】（1）可燃性气体如果混有空气加热会发生爆炸，故开始通入氮气目的是排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸；（2）此实验是为了探究可燃性气体的成分，开始时通入氮气已经排尽装置内的空气，故最适宜的操作是同时点燃A、D两处酒精灯；（3）三种可燃性气体都能将氧化铜还原成铜，结合实验数据可知，反应生成有水和二氧化碳，故装置A中的现象是黑色粉末逐渐变为红色，装置B的作用检验反应后是否有水生成，装置C中反应为氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，反应方程式为；装置B的作用是检验X气体与氧化铜反应是否有水生成，如果先将X气体通入澄清石灰水，会带出水蒸气，无法证明X气体与氧化铜反应是否有水生成；（4）由数据可知氧化铜中氧元素的质量为150g-143.6g=6.4g，反应生成水的质量为156.2g-152.6g=3.6g，反应生成二氧化碳的质量为259.2g-254.8g=4.4g，水中的氢元素质量为3.6g××100%=0.4g，氧元素质量为3.6g-0.4g=3.2g，二氧化碳中碳元素质量为4.4g××100%=1.2g，氧元素质量为4.4g-1.2g=3.2g，3.2g+3.2g=6.4g，可燃性气体不含氧元素，则X碳、氢原子个数比为:=1:4，故X成分为CH4。05工艺流程类13．（2022·上海普陀·模拟预测）某校学生学习了金属的化学性质后进行如下问题的探讨：(1)探究金属活动性顺序：在白色点滴板的1~3孔穴中分别滴加两滴稀盐酸；在白色点滴板的4~6孔穴中滴加两滴硫酸铜溶液。Ⅰ、孔穴1、3有气泡生成，写出孔穴1中发生的反应方程式；Ⅱ、孔穴4的反应现象是；Ⅲ、要比较R、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，可选用的孔穴有。（写一组即可）(2)从废液中回收金属：某工厂排放的废液中含有硝酸亚铁、硝酸铜和硝酸银，为回收金属Ag，设计了下列方案：Ⅰ、写出废液中加入Cu发生的化学反应方程式；Ⅱ、要达到实验目的，稍过量的Cu（选填“能”或“不能”）换成稍过量的Fe。(3)研究黄铜（Cu-Zn合金）中铜的质量分数。取10g样品于烧杯中，加入足量的稀硫酸后生成0.1mol氢气，合金中铜的质量分数是多少？（根据化学方程式列式计算）【答案】(1)Fe+2HCl=FeCl2+H2↑金属表面有红色固体析出2、3、6（合理即可）(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag不能(3)解：设合金中锌的质量为x，，解得x=6.5g则合金中铜的的质量分数为，答：合金中铜的质量分数是35%。【分析】（1）Ⅰ、铁与盐酸反应产生氯化亚铁和氢气；Ⅱ、反应物是铁、硫酸铜，生成物是硫酸亚铁和铜，铜为红色；Ⅲ、根据金属活动性顺序表的应用进行分析。（2）Ⅰ、根据金属活动性顺序书写化学方程式；Ⅱ、根据金属活动性顺序分析。（3）根据化学化学方程式分析计算。【详解】（1）、孔穴1中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；、铁是比铜活泼的金属，铁会将铜从其盐溶液中置换出来，则孔穴是4中金属表面有红色固体析出；、2孔中铜不能与稀盐酸反应，说明活动性：氢>铜；孔穴3有气泡生成，即R能与稀盐酸反应，说明活动性：R>氢，6孔中铜能与硝酸银反应，说明活动性：铜>银，从而说明R>铜>银，故选用2、3、6即可。（2）Ⅰ、铜比银活泼，可与硝酸银溶液反应置换出银单质，故废液中加入Cu发生的化学反应方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。Ⅱ、若换成稍过量的Fe，则滤渣A中会含有铁、铜，会消耗更多硝酸银溶液，故不能将稍过量的Cu换成稍过量的Fe。（3）见答案。【点睛】在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。14．（22-23九年级下·上海浦东新·阶段练习）目前工业上用真空法制备食盐，通过减压能使热的海水快速蒸发，同时还能获得淡水。(1)实验室中用溶液a（3%NaCl溶液1000g）模拟真空法制备食盐的流程（忽略物质的损耗）如下图所示：温度（℃）2090NaCl的溶解度（g/100g水）3639①步骤1中分子的发生了变化。A．间距

B．质量

C．种类

D．个数②属于饱和溶液的是（填溶液的编号）。③溶液a中溶质的质量为g。溶液a经减压蒸发后得到溶液b和NaCl固体xg，溶液b的质量（选填“<”、“=”或“>”）溶液c的质量。④分离溶液c和氯化钠固体的操作是。(2)海水晒制可得粗盐，粗盐除NaCl外，还含有、以及泥沙等杂质。现设计一种制备精盐的实验流程，步骤如图。①实验流程中加入过量X、Y溶液中的溶质分别是。（填写编号）请简述选择该选项的理由。选项溶质ⅠⅡⅢⅣXNa2CO3Na2CO3BaCl2Ba（NO3）2YBaCl2Ba（NO3）2Na2CO3Na2CO3②判断Y溶液过量的方法是。Ⅰ、取少量溶液A滴入硝酸银溶液，出现白色沉淀Ⅱ、取少量沉淀滴入盐酸，有气泡产生Ⅲ、取少量溶液A，滴入紫色石蕊，溶液变蓝Ⅳ、取少量溶液A滴入石灰水，出现白色沉淀③沉淀中除了泥沙等难溶杂质，还主要有物质。加入Z溶液过量，但对精盐制备没有影响不必除去，这是利用Z溶液的性质。【答案】(1)Abc30>过滤(2)Ⅲ可以除去杂质、，并除去了过量的Ⅲ、Ⅳ、、易挥发【详解】（1）①步骤1中水蒸气冷凝变为水，分子之间的间隔变小，分子的种类、数目、质量不变。故选A；②20℃时，氯化钠的溶解度为36g，该温度下，氯化钠饱和溶液的溶质质量分数为：，溶液a的溶质质量分数为3%，故溶液a为不饱和溶液，溶液a经过加热减压，得到溶液b和氯化钠固体，故溶液b为饱和溶液，降温，氯化钠的溶解度减小，晶体析出，得到溶液c和氯化钠固体，故c为饱和溶液，故属于饱和溶液的是bc；③溶液a中溶质的质量为：1000g×3%=30g；氯化钠的溶解度随温度的升高而增加，溶液b降温后，溶解度减小，有溶质析出，得到溶液c，故溶液b的质量＞溶液c的质量；④过滤可实现固液分离，故分离溶液c和氯化钠固体的操作是过滤；（2）①粗盐中含氯化钙、硫酸钠、泥沙等杂质，氯化钡能与硫酸钠反应生成硫酸钡和氯化钠，可加入过量的氯化钡除去硫酸钠，碳酸钠能与氯化钙反应生成碳酸钙和氯化钠，碳酸钠能与氯化钡反应生成碳酸钡和氯化钠，故可加入过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量的氯化钡，且加入碳酸钠溶液应在加入氯化钡之后，才能将过量的氯化钡除去，不能加入硝酸钡溶液除去硫酸钠，因为会引入杂质硝酸根离子，故X的溶质为氯化钡，Y的溶质为碳酸钠，故选Ⅲ，理由是：加入过量的氯化钡溶液除去硫酸钠，加入过量的碳酸钠溶液除去氯化钙和过量的氯化钡；②由以上分析可知，Y溶液为碳酸钠。Ⅰ、取少量溶液A滴入硝酸银溶液，硝酸银和氯化钠、碳酸钠均能反应生成白色沉淀，故出现白色沉淀，不能说明碳酸钠过量，不符合题意；Ⅱ、取少量沉淀滴入盐酸，有气泡产生，是因为沉淀中的碳酸钡、碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳，但是不能说明碳酸钠过量，不符合题意；Ⅲ、取少量溶液A，滴入紫色石蕊，溶液变蓝，说明溶液显碱性，说明碳酸钠过量，符合题意；Ⅳ、取少量溶液A滴入石灰水，氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，产生白色沉淀，说明碳酸钠过量，符合题意。故选Ⅲ、Ⅳ；③沉淀中除了泥沙等难溶杂质，还含有硫酸钠和氯化钡反应生成的硫酸钡，氯化钙和碳酸钠反应生成的碳酸钙，氯化钡和碳酸钠反应生成的碳酸钡；Z溶液是稀盐酸，目的是除去过量的碳酸钠，盐酸具有挥发性，蒸发过程中，氯化氢会挥发出去，故加入Z溶液过量，对精盐制备没有影响不必除去。15．（22-23九年级下·上海杨浦·阶段练习）氢氧化钠是重要的化工原料，在生产过程中常含少量的氯化钠杂质。(1)氢氧化钠溶液的pH7（填“＞”、“＜”或

“=”）。(2)检验NaOH样品中含有NaCl杂质。操作现象结论步骤一：取少量样品溶于水，先滴入酚酞试液，再滴入足量稀硝酸样品中含有NaCl步骤二：在上述反应所得的溶液中滴加溶液产生白色沉淀(3)提纯NaOH样品。氯化钠和氢氧化钠的部分溶解度数据如下表。温度（℃）0206080NaCl35.736.037.138.4NaOH42109174314I、60℃时，NaCl的溶解度为g／100g水；20℃时，10g水中最多溶解NaOHg。II、某同学进行如下实验：i、溶液A中，NaOH（填“达到”或“未达到”）饱和状态。ii、200g样品中NaOH的质量是。iii、运用数据分析说明不能省略步骤III的原因。【答案】(1)＞(2)滴入酚酞后，溶液变红，加入硝酸后，褪为无色硝酸银/AgNO3(3)37.110.9未达到197若不蒸发水，则0℃时，100g水最多会溶解NaOH42g，会比前方案少析出37.8gNaOH【详解】（1）氢氧化钠溶液为碱性，pH>7。（2）步骤一：根据样品中有氯化钠，则溶解后得到的是氢氧化钠和氯化钠的混合溶液。氢氧化钠溶液为碱性，能使酚酞变红。硝酸和氢氧化钠反应生成硝酸钠和水，硝酸钠溶液为中性。所以现象是滴入酚酞后，溶液变红，加入硝酸后，褪为无色。步骤二：步骤一反应后的溶液中含有氯化钠，氯离子可以和银离子结合生成氯化银白色沉淀，确定有氯化钠。所以滴加的是硝酸银溶液。（3）I、从表格可知，60℃时，NaCl的溶解度为37.1g／100g水；20℃时，氢氧化钠的溶解度为109g，则10g水中最多溶解氢氧化钠的质量时10.9g。II：i、80℃时，氢氧化钠的溶解度为314g，溶液A中有水100g，样品200g（氢氧化钠最多200g），则未达到饱和状态。ii、析出88g氢氧化钠，滤液B是氢氧化钠的饱和溶液。20℃时，氢氧化钠的溶解度为109g，则滤液B中有100g水，还溶有氢氧化钠的质量为109g。则样品中有氢氧化钠的质量为88g+109g=197g。iii、0℃氢氧化钠的溶解度为42g。如不进行步骤Ⅲ，即不蒸发水，则0℃时，100g水最多会溶解NaOH42g。蒸发90g水后剩余溶剂水的质量为10g，0℃氯化钠的溶解度为35.7g，此时最多溶解氯化钠3.57g，比样品中的200g-197g=3g多，氯化钠不会析出。此时10g水最多溶解氢氧化钠的质量为4.2g。则若不蒸发水会比前方案少析出42g-4.2g=37.8g，所以不能省略步骤Ⅲ。16．（2022·上海松江·二模）食盐是人类生存的必需品。下表是氯化钠和硫酸钠的溶解度(g/100g水)0℃10℃20℃30℃40℃氯化钠35.735.836.036.336.6硫酸钠4.59.620.240.848.5(1)20℃时，用3.6克氯化钠配制氯化钠饱和溶液，需克水。一定温度下的氯化钠饱和溶液是指该条件下不能再溶解的溶液。(2)海水晒盐。某海水中主要物质的含量见表，用下列方法得到氯化钠(微量杂质忽略不计)。物质每100g海水所含质量(g)水96.5氯化钠2.7硫酸钠0.7…………

I.把100克该海水晒干，得到盐是。(选填“纯净物”或“混合物”)II.写出加入X溶液发生反应的化学方程式X的物质的量是摩尔(填选项)，恰好将硫酸钠除尽。A．0.7/208

B．0.7/142

C．2.7/58.5

D．2.7/261III.20℃时，用13.6克的饱和氯化钠溶液充分冲洗精盐，过滤，得到滤液C的质量至少是克。检验滤渣D是否是纯净氯化钠的方法是。【答案】(1)10NaCl(氯化钠)(2)混合物BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaClB14.3取滤渣D，溶于水，加入氯化钡或硝酸钡溶液，无白色沉淀生成，说明滤渣是纯净氯化钠【详解】（1）20℃时，氯化钠的溶解度为36.0g，则用3.6克氯化钠配制氯化钠饱和溶液，需水。一定温度下的氯化钠饱和溶液是指该条件下不能再溶解氯化钠溶质的溶液；（2）I.由图表可知，海水中含有氯化钠、硫酸钠等，把100克该海水晒干，得到盐含有多种物质，属于混合物；II.加入X溶液是为了除去硫酸钠杂质，X为氯化钡，硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠：；由图表可知，100g海水中含有硫酸钠质量为0.7g，则Na2SO4的物质的量为，由化学方程式体现的关系可知，BaCl2的物质的量是，恰好将硫酸钠除尽。故选B。III.20℃时，硫酸钠的溶解度为20.2g，氯化钠的溶解度为36.0g，13.6克的饱和氯化钠溶液中水的质量为，则10g水最多溶解硫酸钠2.02g>0.7g，故用13.6克的饱和氯化钠溶液充分冲洗精盐，过滤，得到滤液C的质量至少是13.6g+0.7g=14.3g。硫酸根离子和钡离子会生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，则检验滤渣D是否是纯净氯化钠的方法是取滤渣D，溶于水，加入氯化钡或硝酸钡溶液，无白色沉淀生成，说明滤渣是纯净氯化钠。06酸碱盐滴加实验综合17．（2022·上海崇明·二模）探究是学习化学的重要方法(1)第一兴趣小组对金属的化学性质进行了探究。将amol锌粉加入到含0.1mol硝酸铜和0.4mol硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。Ⅰ、锌粉与硝酸铜反应的化学方程式是。Ⅱ、若取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，产生白色沉淀，则滤液中溶质的成分是（用化学式表示）。Ⅲ、若滤渣中含有两种金属，则a的取值范围是。(2)第二兴趣小组对硫酸、氢氧化钠的化学性质进行了如下探究。Ⅰ、实验一中，将注射器中氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起。甲同学认为二氧化碳与氢氧化钠发生了反应；乙同学认为该实验不严谨，于是将该注射器中氢氧化钠溶液换成，做了对比实验，从而证明二者发生了反应。Ⅱ、实验二中，反应的化学方程式为。Ⅲ、取少量实验三中的剩余溶液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色，证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。该实验方案是否可行，并说明理由。Ⅳ、将实验四、实验五两支试管反应后的物质倒入同一洁净的烧杯中，充分反应后过滤，得到无色滤液和白色沉淀。同学们对白色沉淀的成分继续进行了实验。实验操作实验现象实验结论取少量白色沉淀于试管中，加入足量的稀盐酸白色沉淀是BaSO4、BaCO3实验结束后，同学们对废液进行了回收和处理。【答案】(1)Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+CuZn（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO30.2mol＜n≤0.3mol(2)等体积水（或40mL水）CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4可行滴加酚酞试液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，从而说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应（原因错误不得分）有气泡产生，白色沉淀部分溶解（完整得分）【详解】（1）Ⅰ、锌粉与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，对应的化学方程式是：Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu；Ⅱ、取少量滤液于试管中，滴加稀盐酸，产生白色沉淀，说明滤液中含有硝酸银，则说明硝酸银还未被完全反应，锌太少，硝酸银未被完全反应，硝酸铜直接不参与反应，则滤液中溶质的成分是：锌和硝酸银反应生成的Zn（NO3）2、未反应的Cu（NO3）2、剩余的AgNO3。Ⅲ、若滤渣中含有两种金属，则可以使锌恰好将硝酸铜和硝酸银完全反应置换出来铜和银，此时由方程式可知，反应0.4mol硝酸银需要锌0.2mol；由方程式可知，反应0.1mol硝酸铜需要锌0.1mol，此时a=0.2mol+0.1mol=0.3mol；滤渣中含有两种金属，可以是恰好完全反应置换出来的银和部分置换的铜，所以a的值大于0.2mol，则a的取值范围是0.2mol＜n≤0.3mol。（2）Ⅰ、实验一中，将注射器中氢氧化钠溶液全部推入集气瓶中，过一会儿观察到气球鼓起。不能说明氢氧化钠与二氧化碳反应了，因为二氧化碳能溶于水也会与水反应，没有对比说明不是水导致的实验现象，所以应该将该注射器中氢氧化钠溶液换成等体积水，做对比实验，从气球鼓起的程度从而证明二者发生了反应。Ⅱ、实验二中，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，对应反应的化学方程式为CuSO4+2NaOH＝Cu（OH）2↓+Na2SO4。Ⅲ、取少量实验三中的剩余溶液，滴加几滴酚酞试液，溶液呈无色，证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。该实验方案可行，因为氢氧化钠显碱性，遇到酚酞会使酚酞变红，滴加酚酞试液后溶液仍然为无色，说明溶液中氢氧化钠消失了，从而说明氢氧化钠与盐酸发生了化学反应。Ⅳ、由实验结论白色沉淀是BaSO4、BaCO3可知，取少量白色沉淀于试管中，加入足量的稀盐酸，稀盐酸会与碳酸钡反应生成氯化钡、水和二氧化碳，硫酸钡与稀盐酸直接不反应，所以能看到有气泡产生，白色沉淀部分溶解。18．（2022·上海浦东新·二模）学习小组对常见的几种酸、碱、盐的相关知识进行了实验探究。实验一：比较两种酸的性质

(1)C试管中发生反应的化