铜是一种常见的金属,在生活、生产中有广泛的应用.
(1)电气工业上常用铜作电缆的内芯,是利用铜具有良好的 性;
(2)铜是一种不活泼的金属,但铜制品长期露置在潮湿空气中,表面变绿色,即生成了"铜绿"[化学式:Cu x(OH) yCO 3].
小明和小丽为了探究"铜绿"的组成,查阅资料:"铜绿"受热易分解生成CuO、CO 2和H 2O.他们进行如下实验:称取22.2克"铜绿",充分加热至固体质量不再改变,把产生的气体全部依次通过足量浓硫酸和足量氢氧化钠的溶液,发现浓硫酸增重1.8克,氢氧化钠溶液增重4.4克.
根据以上实验.他们推断出:x= ,y= ;铜与潮湿空气中变成"铜绿"的化学方程式是 ;
(3)小明和小丽分别取24.0克氧化铜,用CO还原制铜,小明得到19.2克红色固体,小丽得到20.8克红色固体.他们质疑:为什么两人得到的红色固体质量不相等?
查阅资料:
Ⅰ.CO还原CuO时也可产生红色的氧化亚铜(Cu 2O)
Ⅱ.Cu 2O+H 2SO 4(稀)═Cu+CuSO 4+H 2O
他们分析推断:
①一致认为 (填"小明"或"小丽")的产物中没有Cu 2O;
②用CO还原a克Cuo得到红色固体b克,若红色固体为Cu和Cu 2O的混合物,则a与b的数量关系是 ;
③还可以简单的实验验证红色固体是否有Cu 2O,请简述操作、现象及结论: .
垃圾分类就是新时尚。目前,践行“新时尚”的垃圾分类工作已在全国地级及以上城市全面启动。
(1)生活垃圾可分为可回收垃圾、餐厨垃圾、有害垃圾等。
①空饮料瓶、废旧报纸应放置于贴有标志 (填字母序号,下同)的垃圾箱中。
②废旧电池中含有铅、镉、汞等有害金属,如果将其随意丢弃,这些金属渗出会造成土壤及 污染,威胁人类健康,应将其放入废旧电池专用收集箱。
③餐厨垃圾是生活垃圾的主要来源。下列有关说法合理的是 。
A.餐厨垃圾沥干水分后放入家用垃圾袋
B.部分餐厨垃圾可作为沼气池中发酵的原料
C.外出就餐提倡“光盘行动”
(2)垃圾是“放错了地方的资源”。
①部分废旧塑料具有 (选填“热塑”或“热固”)性,可反复加工再利用。
②某化学兴趣小组从工厂收集到一份金属废料,可能含有Al、Zn、Fe、Ag四种金属中的一种或几种,为测定其组成,便于回收利用,现取样向其中加入一定质量的CuSO4溶液。
Ⅰ.充分反应,得到无色溶液及少量固体剩余物,且反应前后溶液的质量相等。该金属废料中一定含有 (填元素符号)。
Ⅱ.将Ⅰ中少量固体剩余物置于试管中,加入足量稀盐酸充分反应, (选填“一定有”、“可能有”或“一定没有”) H2生成。
③建筑工地废弃的大理石边角料(主要成分为CaCO3,杂质不参加反应)可用于制备轻质碳酸钙(常用作牙膏中的摩擦剂)。已知:CaCO3 CaO+CO2↑
Ⅰ.操作a的具体步骤包括 、洗涤、干燥。
Ⅱ.计算10g大理石边角料理论上最多得到轻质碳酸钙的质量(写出计算过程)。
碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]和过氧化镁(MgO2)都是重要化工原料。
Ⅰ.以Mg2(OH)2CO3为原料,制备产品MgO2的步骤如下:
(1)煅烧:煅烧Mg2(OH)2CO3得到三种氧化物,其中一种常温下是气体,且能使澄清石灰水变浑浊,煅烧时反应的化学方程式为 。
(2)转化:向所得固体中加双氧水充分搅拌,发生反应MgO+H2O2=MgO2+H2O,温度升高,说明该反应 热量(填“放出”或“吸收”)。其他条件相同,煅烧温度、煅烧时间不同,所得MgO对MgO2产率(产率=×100%)的影响分别如图1所示,则最佳的煅烧温度为 ℃、煅烧时间为 小时。
(3)分离:得到产品。
(4)测定:假设产品中仅少量MgO,某小组设计图2装置,通过测定生成O2体积,计算MgO2的质量分数。
已知:a.MnO2与稀盐酸不反应 b.MgO2+2HCl=MgCl2+H2O2
c.2MgO22MgO+O2↑ d.MgO+CMg+CO↑
①仪器M的名称是 ,MnO2的作用是 。
②相同条件下, 能使测定结果更准确。(填图2中“装置A”或“装置B”)
③实验室用溶质质量分数为37%、密度是1.18g•mL-1的浓盐酸配制10%的稀盐酸110g,需要水 mL.(水的密度是1g•mL﹣1,计算结果保留一位小数)
④经讨论,该小组又设计了下列3种方案,分别取5.0g产品进行实验,能确定MgO2质量分数的是 。(填序号)
a.加热,使MgO2完全分解,测出剩余固体的质量
b.与足量炭粉在高温下充分反应,测出生成Mg的质量
c.先加足量稀盐酸,再加足量NaOH溶液,充分反应,测出Mg(OH)2质量
Ⅱ.MgCl2是制备Mg2(OH)2CO3的原料,现用含碳酸镁84%的菱镁矿制备MgCl2,反应如下:MgCO3+Cl2+COMgCl2+2CO2(设杂质不参加反应)。生产19吨MgCl2需要这样的菱镁矿多少吨?(写出计算过程)
某化学拓展课堂的主题是:探秘氯化钠样品。
主题Ⅰ:探究氯化钠样品中杂质的成分
已知所提供的氯化钠样品中,可能含有硫酸钠、氯化镁、氯化钙中的一种或几种杂质。甲同学的实验探究过程记录如下:
根据以上实验信息,甲同学得出结论:此氯化钠样品中含有的杂质是硫酸钠。
[实验分析]
(1)步骤①中加入适量NaOH溶液的目的是 。
(2)乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸,你是否同意他的观点? (选填“同意”或“不同意”),请说明原因 。
主题Ⅱ:测定氯化钠样品中氯化钠的质量分数
确定了氯化钠样品中杂质的成分后,甲同学对样品中氯化钠的质量分数进行测定。称取20.0g氯化钠样品于烧杯中,加足量的水充分溶解,再向其中加入氯化钡溶液至不再产生沉淀为止,沉淀经过滤、洗涤、干燥后称量,其质量为2.33g。请计算该样品中氯化钠的质量分数。(写出计算步骤,计算结果精确到0.1%)
某同学取用生石灰时,发现装满生石灰的塑料试剂瓶已经膨胀破裂,如图:
(1)塑料试剂瓶膨胀破裂的原因是 ,反应的化学方程式为 .
(2)破裂后瓶内试剂会吸收空气中CO2生成CaCO3.为测定其中CaCO3的质量分数,兴取小组分别进行如下实验:
实验1:称取10.0g样品,加50.0g水溶解,搅拌、静置、过滤,将沉淀洗涤、干燥、称重.
实验2:称取10.0g样品,向其中加入足量稀盐酸,充分反应,收集产生的气体.
①根据实验1称重计算样品中CaCO3的质量分数可能偏高,原因是 .
②若实验2中收集的气体为2.2g,计算样品中CaCO3的质量分数.(请写出计算过程)
甲、乙、丙三个实验小组分别利用2g铜粉"测定空气中氧气的含量",实验装置见图。课外兴趣小组为研究实验中铜粉的氧化情况,又进行以下实验:
①兴趣小组将甲、乙、丙三个实验小组硬质玻璃管中的残留固体全部取出,称量后,置于烧杯中;
②在烧杯中加入足量稀硫酸使之充分反应,将剩余固体过滤、洗涤、干燥、称量;相关数据见下表:
|
甲组 |
乙组 |
丙组 |
反应前固体质量 |
2.016g |
2.016g |
2.024g |
反应后固体质量 |
1.936g |
1.936g |
1.904g |
(1)烧杯中发生反应的化学方程式为 ;
(2)甲、乙两组实验数据相同,残留固体中氧化铜的质量为 ,丙组残留固体中氧化铜的质量为 。
(3)兴趣小组通过分析数据得出:甲、乙两组实验数据更接近实际空气中氧气的含量,丙组差异较大。你认为丙组在"测定空气中氧气的含量"实验中,可能存在的操作失误是 。
已知Mg能在CO 2中燃烧生成碳和一种白色固体物质,某化学兴趣小组用如图所示装置制备CO 2并对Mg在CO 2中燃烧生成的白色固体物质进行探究.
实验过程:连接好装置并检查装置的气密性,装入药品,打开活塞,让A中产生的气体依次通过B,C,待气体充满集气瓶后,用坩埚钳夹住8﹣10cm长的用砂纸打磨干净的镁条,将镁条点燃后迅速插入到正不断通入CO 2的集气瓶中,待剧烈反应平息后,关闭活塞,即可看到集气瓶内壁和底部有白色固体和黑色物质出现.
查阅资料:①饱和NaHCO 3溶液可以吸收HCl而不吸收CO 2;②MgO、Mg(OH) 2、MgCO 3均为白色固体.
(1)仪器a的名称是 .
(2)装置B中发生反应的化学方程式是 ,装置C的作用是
(3)检验D中集气瓶已经充满CO 2的方法是
(4)白色固体物质是什么?甲同学提出了三种猜想:
猜想Ⅰ:白色固体物质是MgO
猜想Ⅱ:白色固体物质是Mg(OH) 2
猜想Ⅲ:白色固体物质是MgCO 3
①上述猜想中,你认为不合理的猜想是 (填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ),理由是 .
②乙同学取D中的白色固体于试管中,向其中加入足量的稀硫酸,固体溶解,无气泡产生,据此可知猜想 (填Ⅰ或Ⅱ或Ⅲ)是合理的,则镁在D中发出反应的化学方程式是 .
如图1是某品牌化肥标签,为了验证该化肥的含氮量,分析和实验如下:
(1)通过列式计算判断此标签是否有错误。(计算结果保留至0.1%)
(2)根据国家标准碳铵化肥中碳酸氢铵含量不得低于95%.某实验小组为了验证该化肥是否合格,利用图2装置进行了三次试验(假设杂质不发生反应),实验结果如下:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
平均值 |
样品的质量/g |
16.0 |
16.0 |
16.0 |
16.0 |
浓硫酸增加的质量/g |
3.41 |
3.39 |
3.40 |
3.40 |
①小华同学认为反应后浓硫酸增加的质量是氨气的质量,反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4.根据小华的分析,该化肥中碳酸氢铵的质量分数为 (计算结果保留至0.1%)。
②小青同学认为小华的计算结果不能说明该化肥是否合格,理由是 。根据小青的分析,列式计算该化肥中碳酸氢铵的质量分数,并判断该化肥是否合格。(计算结果保留至0.1%)
我国塑料购物袋的年消耗量很大,废弃塑料的处理亟待解决。回答下列问题。
(1)购物袋等塑料制品的大量使用,可能会造成的一种环境污染是 。
(2)小林尝试用焚烧法对某类塑料购物袋(主要成分是聚氯乙烯)进行处理,并将燃烧产物用氢氧化钠溶液进行吸收。
【查阅资料】Ⅰ.聚氯乙烯的化学式为(C2H3Cl)n。
Ⅱ.氯化氢气体会污染环境
Ⅲ.Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl
①聚氯乙烯完全燃烧的化学方程式如下:
2(C2H3Cl)n+5nO2 4nCO2+2nHCl+2nX,则X的化学式为 。
②将完全燃烧后的产物,全部通入到一定量的NaOH溶液中,得到吸收液,写出氢氧化钠溶液吸收氯化氢的化学方程式 。
③小林对吸收液的溶质成分产生了兴趣,进行如下探究:
[提出问题]吸收液中溶质的成分是什么?
[进行实验1]取吸收液少许置于试管中,滴加2~3滴无色酚酞试液,发现酚酞变红色,说明溶液呈 性。
[猜想]猜想1:NaCl、NaOH、Na2CO3
猜想2:
猜想3:NaCl、Na2CO3、NaHCO3
猜想4:NaCl、NaHCO3
[进行实验2]向实验1所得溶液中,加入过量的CaCl2溶液,小林观察到 (填实验现象),最终得出结论:猜想1正确。
[交流反思]实验结束后,小林对吸收液进行无害化处理,其方案是 ,然后倒入废液缸。
咨询老师后,小林获悉废弃塑料的资源化回收是减少环境危害的最好方法。
(3)聚氯乙烯的生产需要用到氯气。工业上获取氯气的方法是电解饱和食盐水,发生反应的化学方程式为:2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑.某工厂需生产14.2t氯气(Cl2),至少需要氯化钠的质量为多少?(请写出计算过程)
化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中,观察到铁钉表面有气泡产生,容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗,铁钉恢复光亮。
Ⅰ.容器底部固体成分探究。
【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质,用水清洗后干燥,分成甲、乙两份备用。
实验操作 |
实验现象 |
解释与结论 |
①用磁铁靠近固体物质甲 |
固体物质 (填“能”或“不能”)被吸引 |
固体物质中不含铁单质 |
②将固体物质甲放入20%的盐酸中 |
固体逐渐消失,溶液变成黄色 |
固体物质主要是氧化铁,化学反应方程式为 。 |
Ⅱ.溶液中逸出气体成分探究。
【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外,可能还有H2。
【查阅资料】①H2可以还原CuO,生成Cu和H2O。
②无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝。
【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。
(1)NaOH溶液的作用是 。
(2)实验过程中观察到 现象,证明逸出气体中含有氢气。
Ⅲ.深入探究
【提出问题】铁钉表面已变光亮,而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么?
【猜想假设】①可乐太少,酸性物质量不足。②可乐酸性弱,与铁锈反应太慢。
【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液,测得溶液仍然呈酸性,猜想①不成立。
【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1,某品牌可乐的pH值为3.39.质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性 (选填“弱”或“强”)。
【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中,振荡,观察无明显现象。
【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出:化学反应速率与反应物的 有关。猜想②成立。
【合理推测】可乐能快速去除铁钉表面铁锈的真正原因是:铁锈结构疏松多孔, 。
Ⅳ.废液处理
将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合,得到澄清溶液100.0g,通过氯离子检测仪测得氯离子质量分数为7.1%.从环保角度考虑,最好在废液中加入 g氢氧化钠固体,充分反应,过滤后再将废液排放。
氢化钙(CaH2)是种白色细颗粒状固体,能与水发生剧烈反应,其反应的化学方程式为:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑,常用作登山运动员的能源提供剂。某化学实验小组为了探究氢化钙的性质,将一定量的CaH2加入到碳酸钠溶液中,立即产生大量气泡,且溶液变浑浊。充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,滤渣的主要成分是 (填写化学式)。
为进步确定滤液中所含溶质的成分,他们进行了以下实验探究。
【提出猜想】猜想一:NaOH:猜想二:NaOH和Na2CO3;
猜想三: ; 猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2
经过分析,大家一致认为上述猜想 不需要验证,肯定是错误的,原因是 (用化学方程式表示)。
【实验探究】
方案一:取一定量的滤液于试管中,往其中滴加少量稀盐酸,无明显实验现象。
方案二:取一定量的滤液于另一试管中,往其中滴加氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生。
【讨论交流】根据实验现象,得出猜想 是正确的。请解释方案一中无明显现象的原因是 。
【拓展探究】上述小组同学将5g氢化钙样品(所含杂质不参与反应也不溶于水)加入到50g碳酸钠溶液中,充分混合后,恰好完全反应。实验测得反应过程中产生气体的质量为0.4g。计算:
(1)样品中CaH2的质量分数为 。
(2)原碳酸钠溶液中溶质的质量为 。
(3)反应后溶液中溶质的质量分数为 。(计算结果保留一位小数)
某化学小组对石灰石灼烧后得到的固体进行相关探究。
成分分析
(1)检验灼烧过程中产生的新物质
①根据已有知识和经验判断:石灰石灼烧后固体中含有CaO,判断的依据是 (用化学方程式表示)。
②设计实验方案进行验证:
实验内容 |
实验现象 |
实验分析 |
取灼烧后固体放入盛有冷水的烧杯中,充分搅拌静置后,取少量上层澄清的液体置于试管中,向其中滴加2滴酚酞试液 |
溶液由无色变为 色 |
反应后生成碱,请写出该反应的化学方程式: |
(2)检验灼烧后固体中是否含有CaCO3
向盛有灼烧后固体的烧杯中滴加稀盐酸,有气泡产生,证明 。
数据分析
用反应前后质量差计算灼烧后固体中CaCO3的质量分数
化学小组设计以下两个实验方案,方案中反应前后质量差分别用m1与m2表示。(两方案中实验操作误差忽略不计,取用的灼烧后固体成分均匀、质量相等,固体中除CaO、CaCO3其余成分均不发生反应,所用稀盐酸经估算确保足量)
实验方案 |
数据测量 |
数据处理 |
|
反应前 |
反应后 |
反应前后质量差 |
|
方案一:取灼烧后固体放入烧杯中,加入稀盐酸充分反应,不再产生气泡 |
灼烧后固体的质量、所用稀盐酸质量 |
烧杯中剩余物质的质量 |
m1 |
方案二:取灼烧后固体继续灼烧,至固体的质量不再改变 |
灼烧后固体的质量 |
剩余固体的质量 |
m2 |
结合信息,比较m1与m2的关系。请写出两种不同猜想并分别说明理由。
猜想1及理由: 。
猜想2及理由: 。
经分析选择合理的实验方案,进行计算……
拓展研究
如图的酒精灯和酒精喷灯是常用的加热仪器,请回答下列问题:
(1)酒精灯是玻璃仪器,火焰温度通常可达300~500℃, (填“焰心“、“内焰”或“外焰”)温度最高。熄灭酒精灯的方法是 ,采用此方法灭火的原理是 。
(2)酒精喷灯一般是铜质仪器,火焰温度通常可达800﹣1000℃.使用酒精喷灯时应先向引火碗内注入 容量的酒精,用火柴将引火碗内酒精点燃,点燃引火碗内酒精的目的是 、 。
小华同学发现自家的水壶用久以后底部会附着一层白色固体,查阅资料后得知,水在加热或长久放置时,溶于水中的可溶性钙和镁的化合物会生成沉淀(水垢),于是他邀请同学小雪进行了以下实验探究。
探究一:自家的井水是软水还是硬水?
取少量井水样品于试管中,加入 ,振荡,出现大量浮渣,由此得出结论:自家的井水属于 。
探究二:白色固体的主要成分是什么?
[假设与猜想]猜想Ⅰ:CaCO3。
猜想Ⅱ: (填化学式)。
猜想Ⅲ:CaCO3和Mg(OH)2。
[实验与探究]取少量白色固体样品(不考虑杂质和微溶物对实验的影响)于试管中,向其中加入足量稀盐酸,白色固体溶解,有 产生,根据以上现象,小华认为:猜想Ⅰ正确。小雪认为小华的结论不严谨,理由是 。经过两人反复讨论,进一步设计了如下实验。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取上述实验中的上层清液于试管中,滴加足量NaOH溶液 |
无明显现象 |
猜想Ⅰ成立 |
|
猜想Ⅲ成立 |
[拓展与迁移]取含有MgCl2和HCl的混合溶液165.8g于烧杯中,向其中缓慢加入200g溶质质量分数为8%的NaOH溶液,恰好完全反应后过滤得到沉淀和滤液,其中滤液的质量为360g。请计算:
(1)生成沉淀的质量是 克。
(2)原混合溶液中,MgCl2的质量是多少?(请写出具体的计算过程,下同)
(3)恰好完全反应时,所得溶液的溶质质量分数是多少?(结果保留至0.1%)
对放置一段时间后的生石灰样品进行实验。
①取少量样品放入水中,有较多热量放出,滴加酚酞后呈 色。
②另取少量样品,进行实验:
Ⅱ中氢氧化钠与稀盐酸反应的化学方程式是 。
Ⅲ是将CO2通入B中,写出B中发生反应的化学方程式 。
Ⅳ的操作名称是 ;C中一定含有的溶质是 。
③由上述实验能确定原样品中含有的物质是 。
水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)。
某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质;50℃开始分解。
②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
Ⅰ.“鱼浮灵”的制备。
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图所示。
(1)反应温度不能超过20℃的原因是 。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。
Ⅱ.“鱼浮灵”的成分测定。
【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
解释或结论 |
① |
取样,加入MnO2粉末,用带火星的木条伸入试管内 |
木条复燃 |
反应的化学方程式
|
② |
|
|
溶液中含有Na2CO3 |
【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡(BaCO3)固体3.94g。
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗KMnO4的质量为1.896g,该反应的原理是:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)计算确定过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)的化学式(写出计算过程)。
Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理。
研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究CO32﹣、OH﹣对H2O2分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。
编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
试剂 |
H2O |
4%H2O2溶液 |
Na2CO3固体 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
pH |
6.96 |
6.01 |
8.14 |
8.15 |
9.26 |
溶解氧 (mg•L﹣1) |
5.68 |
6.44 |
9.11 |
9.12 |
10.97 |
(5)由实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是 。
试题篮
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