初中化学解答题

瓦斯气的主要成分是CH₄，存在煤矿坑道中。当煤矿坑道中瓦斯气达到一定浓度范围，遇明火就会发生爆炸，CH₄与O₂恰好完全反应时（生成CO₂）爆炸最强烈。求煤矿坑道中瓦斯爆炸最强烈时CH₄的体积百分含量（同温同压时，气体分子个数比等于其体积比。）

要求：写出计算过程，结果保留一位小数。

某种铁合金中含有不溶于酸的杂质。取该合金样品粉末11.4克，分四次向其中加入稀硫酸共200克。反应过程的有关数据记录如下表。

次序	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀硫酸的质量/g	50	50	50	50
剩余固体的质量/g	8.6	a	3	0.2

请回答下列问题

（1）a＝　　。

（2）原稀硫酸中溶质的质量分数为多少？（请写出计算过程）

获悉某处矿井中瓦斯报警器发出警报后，学校兴趣小组请求该矿井安全监测人员提供了少量气体样品，进行成分探究。兴趣小组经资料查询，通常瓦斯气体可能含有CO、CO₂、CH₄等气体。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种，小组组长初步设计了如下实验方案供大家讨论：

（已知：CH₄+4CuO $\frac{\underset{¯}{△}}{}$4Cu+CO₂+2H₂O）

（1）同学甲认为，氧化钙的作用是防止空气中的CO₂和H₂O对实验造成干扰，小组成员一致同意；

（2）同学乙认为，若装置C中CuO变红，则除了甲烷与CuO可能发生反应外，还可能发生的反应是　　（用化学方程式表示）；

（3）同学丙认为，欲通过D装置中浓硫酸因吸收水分而增重，说明混合气体中含有CH₄的思路不严密，认为需要在　　（填序号）间再增加一个D装置（编号为F），才能证明含有CH₄；

（4）同学丁认为，B装置可有可无。说说你的看法和理由：　　；

（5）同学戊认为，该装置存在着　　重大安全隐患，小组成员一致同意。

综合上述讨论，兴趣小组将经过安全处理后的混合气体，通过改进后的装置进行了实验探究，请根据实验现象和数据填写结论：

装置	实验现象/数据	实验结论
A	石灰水变浑浊	通过实验现象和数据，小组成员一致认为该气体样品中含有　　。
B	无明显现象
C	黑色粉末变成红色
D	装置D增重3.6g
E	装置E增重4.4g

实验室用高锰酸钾制取氧气，请结合下列装置，回答问题：

（1）写出仪器X的名称：　　；

（2）要制备较为纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是　　（填序号），该反应的化学方程式为　　；

（3）该实验的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品、棉花；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　。

实验室常用的干燥剂有浓硫酸、碱石灰（CaO 和NaOH的固体混合物）等，后者在潮湿的空气中易变质。某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置的碱石灰展开探究。

[查阅资料]①碱石灰易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳 ②氯化钙溶液呈中性，碳酸钠溶液呈碱性 ③碳酸钠和氢氧化钙溶于水温度变化不明显 ④Ca（OH）₂分解温度为580℃，CaCO₃分解温度为825℃，Na₂CO₃的分解温度为1744℃。

[提出问题]碱石灰是否变质？其成分可能有哪些？

[进行猜想]①若没有变质，碱石灰吸水性良好，成分只有CaO和NaOH；

②若变质，该碱石灰中可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）₂、Na₂CO₃、CaCO₃中的两种或两种以上。

[实验过程]

（1）验证碱石灰是否变质：图中的B为干燥装置，常用于固体干燥剂干燥气体。现用A、B装置检验碱石灰是否变质，取适量的无水硫酸铜和碱石灰样品分别装入A、B中，连接好A、B装置，从　（填“c”或“d”）端向B中缓缓通入水蒸气，观察A装置中的现象为　　，证明碱石灰已变质。

（2）验证碱石灰是否完全变质：取适量碱石灰样品放入试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解，溶液变浑浊，用手触摸试管外壁，温度无明显变化，证明碱石灰已完全变质。则样品成分最多有　　种可能性（填数字）。

（3）为进一步确定碱石灰样品的成分，该小组继续实验并记录如下：

实验编号	实验操作	实验目的、现象或数据	实验结论
实验一	①取适量样品于试管中，加入足量蒸馏水使其充分溶解； ②过滤，得到滤渣A和滤液B；③向滤液B中加入足量CaCl2溶液，静置； ④　　。	操作③的主要目的是：　　 操作④的现象：	样品中一定有Ca（OH）2
实验二	①取干燥样品50g，控制在600℃内，加热至质量不再发生变化，冷却后称量； ②将①中剩余固体控制在850℃内反复加热，冷却后称量。	操作①中称得固体质量为45.5g；操作②固体质量无变化。	样品中一定没有　　（填化学式）

[探究结论]通过整个探究活动分析得知碱石灰样品的成分是　　（填化学式），其中盐的质量分数为　　。

[反思与评价]通过探究活动，大家知道该碱石灰变质的化学反应过程，其中生成盐的化学方程式为　　；明白了碱石灰要密封保存的原因。

小亮学完合金后，知道了不锈钢的主要成分是铁，白铜中含有铜和镍（Ni）。他决定探究Fe、Cu、Ni的金属活动性顺序。

（1）[查阅资料]镍能与稀硫酸反应生成能溶于水的NiSO ₄，并放出氢气。写出镍与稀硫酸反应的化学方程式： 　 　。

（2）[猜想与假设]根据教材中常见金属的活动性顺序和查阅的资料，对以上三种金属的活动性作出猜想：

猜想①Fe＞Ni＞Cu；猜想② 　 　。

（3）[实验探究]把用砂纸打磨过的镍片浸入FeSO ₄溶液中，过一会儿取出，发现镍片表面无明显变化。证明 　 　（填"猜想①"或"猜想②"）成立。

（4）[拓展延伸]用铜片、NiSO ₄溶液和 　 　，通过实验探究也能判断Fe、Cu、Ni的金属活动性顺序。

在研究“酸碱中和反应”时，某兴趣小组同学想证明稀盐酸与氢氧化钠溶液混合后是否发生了化学反应，进行了如下探究：

（1）在盛有氢氧化钠的溶液的烧杯中滴入几滴酚酞溶液，再逐滴加入稀盐酸，并不断搅拌（如图一）。用数字化传感器测得盐酸与氢氧化钠溶液混合前后的温度变化情况（如图二）。

由实验现象和曲线变化情况分析可知，盐酸和氢氧化钠溶液发生了反应并　　（填“吸收”或“放出”）热量。

（2）从微观角度分析盐酸与氢氧化钠溶液的反应

由如图可知，该反应的微观实质是　　。

[交流讨论]同学们讨论后认为，如果盐酸和氢氧化钠减少（或消失），或者有新物质生成，都能证明反应已经发生。

（3）探究实验后烧杯中溶质的成分。

步骤	现象	结论
实验1：取烧杯中的溶液少许于试管中，加入硫酸铜溶液		证明没有NaOH
实验2：另取烧杯中的溶液少许于试管中，加入硝酸银溶液	出现白色沉淀	证明含有HCl
实验3：再取烧杯中的溶液少许于蒸发皿中，加热蒸干	有　　产生	证明有NaCl生成

[得出结论]氢氧化钠溶液和盐酸发生了中和反应。

[评价反思]

Ⅰ．有同学认为，仅通过实验2出“溶液中含有HCl”证据不足，理由是　　。

Ⅱ．运用中和反应，可以解决生产，生活中的实际问题。如工厂用氨水（NH₃•H₂O）处理废水中的硫酸，能得到一种氮肥一硫酸铵，写出该反应的化学方程式　　。

Ⅲ．多角度认识化学反应是学习化学的重要方法。

某固体物质中可能含有NaCl、BaCl₂、NaOH中的一种或几种。某校课外小组同学为了探究其成分，取该固体物质30g完全溶于水中，测得溶液的pH为7，然后将70g某稀硫酸加入该溶液中，充分反应，所加硫酸的量与产生沉淀的关系如图所示。请根据图示及相关知识回答问题。

（1）该固体物质中一定不含有的物质是　　（化学式）。

（2）通过计算确定固体物质的组成成分及质量。

（3）这种稀硫酸中溶质的质量分数是多少？

为测定某氧化铜和铜的固体混合物中氧化铜的质量分数，小勇同学取20g固体混合物置于烧杯中，将100g稀硫酸分为四等份依次加入其中进行实验，测得数据如下：

次序	①	②	③	④
加入稀硫酸的质量/g	25	25	25	25
剩余固体的质量/g	16	a	10	10

回答列问题：

（1）原固体混合物中，氧化铜的质量分数为　　。

（2）上表中，a的值为　　，实验③所得溶液中的溶质是　　（填化学式）。

（3）计算该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）

钛（Ti）被誉为21世纪的“明星金属”，我国深海探测器“蛟龙”号的耐压球壳由钛合金制造，工业上生产钛的化学方程式为4Na+TiCl₄ $\frac{\underset{¯}{800℃}}{}$Ti+4NaCl，现消耗46吨钠，可生产钛的质量为多少？

为测定某氧化铜和铜的固体混合物中氧化铜的质量分数，小勇同学取20g固体混合物置于烧杯中，将100g稀硫酸分为四等份依次加入其中进行实验，测得数据如下：

次序	①	②	③	④
加入稀硫酸的质量/g	25	25	25	25
剩余固体的质量/g	16	a	10	10

回答下列问题：

（1）原固体混合物中，氧化铜的质量分数为　　。

（2）上表中，a的值为　　。

（3）计算该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数。（写出计算过程，结果精确到0.1%）

将氯化钠和氯化铁的固体混合物40g完全溶于101.4g水中形成溶液，再将100g一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液分5次加入到该溶液中，充分反应后，测得的实验数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
加入氢氧化钠溶液质量/g	20	20	20	20	20
共生成沉淀的质量/g	5.35	10.7	m	21.4	21.4

求：（1）表中m的值为　　。

（2）原混合物中氯化铁的质量　　。

（3）恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？（写出计算过程，结果精确到0.1%）

建造“南昌舰”的特种钢材需要用富铁矿石（含铁量高于50%）来冶炼。研学实践小组为测出某地赤铁矿石（主要成分是Fe₂O₃）中的含铁量，进行实验：取20g赤铁矿石样品，逐渐加入稀盐酸，充分反应。实验相关数据如图所示（假设杂质不溶于水，也不与酸反应）。

（1）20g赤铁矿石样品中氧化铁的质量为　　g；

（2）该样品中铁元素的质量分数为　　，由此判断出该赤铁矿石　　（填“属于”或“不属于”）富铁矿石。

（3）计算实验中所用稀盐酸溶质的质量分数（写出计算过程）。

2018年5月18日我国第一艘国产航母试海成功，航母的许多电子元件使用了黄铜。为测定某黄铜（假设合金中仅含铜，锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取20g黄铜粉末于烧杯中，将80g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示：

	第一次	第二次	第三次	第四次
加入稀硫酸的质量（g）	20	20	20	20
烧杯中剩余物的质量（g）	39.92	59.84	79.80	99.80

（1）黄铜粉末完全反应生成氢气的总质量为　　g。

（2）该黄铜中铜的质量分数为多少？（写出计算过程）

（3）第三次实验中溶质的种类为　　。

小红同学将未知浓度的过氧化氢溶液34g，加入盛有0.5g二氧化锰的烧杯中，待完全反应后，称得烧杯中剩余物质的质量为33.7g。计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数。