实验是科学探究的重要方法。如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题(提示:铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜)。
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表:
硬质玻璃管中 空气的体积 |
反应前注射器 中空气体积 |
反应后注射器 中气体体积 |
实验测得空气中氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
_____________ |
(2)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条)__________________,__________________。
(3)装置一和装置二中气球的位置不同,____________(填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是____________________。
实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的两套装置图,请结合图示回答有关问题.
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表.
硬质玻璃管中空气的体积 |
反应前注射器中空气体积 |
反应后注射器中气体体积 |
实验测得空气中氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
|
(2)装置一和装置二中气球的位置不同, (填“装置一”或“装置二”)更合理,理由是 .
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举两条)
研究和控制化学反应条件有重要意义。
(1)同学们想探究双氧水的浓度对反应速率的影响。在其他条件相同的情况下进行了三次实验,记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间。
实验 |
双氧水的质量(g) |
双氧水浓度(%) |
二氧化锰质量(g) |
收集时间(s) |
1 |
50 |
6 |
5 |
200 |
2 |
50 |
12 |
5 |
100 |
3 |
50 |
18 |
______ |
67 |
①写出上述反应的文字表达式________________________。
②实验3中,加入的二氧化锰质量为___________g。
③相同条件下,实验3产生氧气的速率最快,说明________________________。
④同学通过查阅资料得知,双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气。
为了验证加热双氧水也可以产生氧气,同学们选择右图装置(气密性良好)进行实验。实验中观察到试管内产生气泡,但将带火星的木条放在导管口没有复燃,可能的原因是________________,同学分析原因后,采用了____________法收集气体,再检验,证明加热双氧水也可产生氧气。
同学们在学习金属与盐溶液的反应时,老师强调:"金属K、Ca、Na必须除外."化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣,并在老师的指导下,进行如下探究:
【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中,结果会怎样?
【查找资料】(1)少量钠通常保存在煤油中;
(2)钠是银白色的软金属,可用小刀切割,熔点97.81℃,沸点882.9℃,密度为0.97g/cm 3
(3)钠是一种很活泼的金属,遇水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气.
【做出猜想】猜想Ⅰ:放出气体,生成蓝色沉淀,能置换出铜;
猜想Ⅱ:放出气体,生成蓝色沉淀,不能置换出铜.
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液,倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠,用滤纸吸干表面煤油,再切取绿豆大小的一块,投入溶液中 |
钠浮在液面上,熔化成闪亮小球,钠球游动,发出"嘶嘶"的声响,析出蓝色沉淀 |
【现象分析】(1)钠熔成小球是因为 .
(2)钠球游动,发出"嘶嘶"声响说明有气体产生.
(3)析出蓝色沉淀是因为 (用化学方程式表示)
【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖,于是他们进一步探究:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
取烧杯中少许沉淀于试管中,再向其中加入过量的稀硫酸 |
沉淀全部溶解,溶液变蓝色 |
|
【实验结论】在金属活动性顺序里,位于前面的金属(K、Ca、Na必须除外)能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来.K、Ca、Na必须除外是因为 .
某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)请写出镁条与氧气反应的化学方程式 。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵循质量守恒定律。我 (“同意”或“不同意”)小明的观点,因为 。
(3)小红按右下图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体;③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体是Mg3N2
【实验探究】请设计实验,验证猜想
实验操作 |
实验现象及结论 |
|
|
【反思与交流】空气中N2的含量远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,为什么呢?请给出合理的解释 。(填序号)
A.氧气比氮气更易溶于水 B.氧气比氮气的化学性质更活泼 C.氧气的密度比氮气大
(4)小芳根据小红的实验探究进行了精确的称量,反应前称量打磨后的镁条为8g,在容器中充分燃烧后再次称量所得的固体质量为a,则a的范围是 。
小强在回家的途中经过一鱼塘边时,发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体,鱼塘中顿时产生大量气泡,经咨询得知,这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2),请你与小强共同探究。
【查阅资料】CaO+H2O→Ca(OH)2。
(1)为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致,小强使用如右图所示的装置进行实验,打开分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,说明生成的气体是 。由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是 ,仪器a的名称 。
(2)通过请教老师小强得知过氧化钙与过量水反应除生成上述气体外还会生成一种含有钙元素的化合物。开始小强假设该产物为CaO,但通过思考他很快否定了原先的假设,并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)2。
请解释小强否定原假设建立新假设的理由: 。
(3)小强通过实验证明了过氧化钙与水反应的确有氢氧化钙生成,请写出过氧化钙和水反应的化学式表达式: 。
(4)小强在实验时观察到烧杯中有气泡产生,由此他还得出该反应 (填吸热或放热)
在对蜡烛及其燃烧的探究实验中,小明仔细观察蜡烛燃烧时的火焰,发现火焰中不同区域的明亮程度不同,这是为什么呢?在老师的指导下小明进行了以下探究活动。
【查阅资料】
(1)可燃物的种类及组成会影响火焰的明亮程度。
(2)蜡烛主要由石蜡制成,石蜡是石油炼制后得到的固体物质,主要由多种碳氢化合物组成,这些化合物分子中的碳原子数目不唯一,其化学式通式为CnH2n+2 ,通式中碳原子数n = 18~30。
(3)碳氢化合物在常温时的状态如下表所示。
物质名称 |
化学式 |
常温时的状态 |
丁烷 |
C4H10 |
气 |
戊烷 |
C5H12 |
液(油状) |
癸烷 |
C10H22 |
液(油状) |
十八烷 |
C18H38 |
固 |
二十四烷 |
C24H50 |
固 |
(4)多数碳氢化合物在一定温度下会分裂为碳原子数较少的碳氢化合物或碳(黑色固体)和氢气。
【实验探究】
序号 |
实验目的 |
实验操作 |
实验现象 |
I |
探究哪一层火焰的温度最高 |
点燃蜡烛,把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中,约1s后取出观察 |
|
Ⅱ |
探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根较粗的蜡烛,取一根一端为尖嘴的玻璃导管,一端伸入火焰的焰心处,然后在尖嘴一端导管口用火柴点燃 |
导管口处出现火焰 |
III |
继续探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根蜡烛,用一把带有手柄的小刀,将刀尖伸入火焰中最暗的部分,即焰心处,一段时间后取出,冷却,观察刀尖处的现象 |
冷却至室温后,刀尖处有油状液体和固体物质 |
IV |
|
用镊子夹住一片白瓷片,将瓷片伸入火焰中最明亮的部分,即内焰处,观察现象 |
白瓷片表面迅速变黑 |
【分析和讨论】
(1)实验I中的实验现象为 。
(2)通过实验Ⅱ,你能分析出焰心处的物质具有的化学性质是 。
(3)实验III中,冷却后小刀表面的油状液体可能是 (填物质名称),生成油状液体的原因是 。
(4)实验IV的目的是 。
(5)分析实验IV中的现象,可推断出蜡烛火焰内焰处的物质中含有 (填物质名称),由此分析内焰处最明亮的原因是 。
在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水.某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究.
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分.
【猜想】
猜想1 |
猜想2 |
猜想3 |
只有CO |
只有 |
CO和CO2都有 |
【设计实验】基于猜想3,兴趣小组同学设计了如图实验装置:
【实验探究】
(1)实验过程中观察到 装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解时有CO2气体产生,A中发生的化学方程式为_____________________________
(2)实验过程中还观察到以下实验现象:①C装置中澄清石灰水不变浑浊;②E装置中__________________;③F装置中 ,证明有CO气体.
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立.草酸分解的化学方程式是 .
【问题讨论】
(1)C装置的作用是
(2)装置末端酒精灯的作用是 .
【计算】兴趣小组的四位男同学对学校角落的一堆石灰石产生了兴趣,他们想知道其中含碳酸钙的质量分数,于是他们取来了一些石灰石,并取稀盐酸200g,平均分成4份,每人进行了一次实验,结果如下:
实验 |
1 |
2 |
3 |
4 |
加入样品的质量/g |
5 |
10 |
15 |
20 |
生成CO2的质量/g |
1.54 |
3.08 |
4.4 |
m |
①m的数值是 .
②请你协助他们计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数?(写出完整的计算过程)
某化学兴趣小组的同学在学习九年级《化学》下册中的资料卡片"石笋和钟乳石的形成"时,发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO 3+CO 2+H 2O═Ca(HCO 3) 2,联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙:Ca(OH) 2+CO 2═CaCO 3↓+H 2O,对长时间向碱溶液中通入CO 2反应后溶液中的溶质组成产生了浓度的兴趣。
【提出问题】一定量CO 2与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么?
【查阅资料】(1)通入少量CO 2反应的化学方程式为: 。
(2)通入过量CO 2,反应的化学方程式为:Na 2CO 3+CO 2+H 2O═2NaHCO 3。
(3)碳酸氢盐都是可溶于水的。BaCO 3难溶于水。
(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。
【提出猜想】(1)溶质为NaOH和Na 2CO 3;(2)溶质为Na 2CO 3;
(3)溶质为 (填化学式);(4)溶质为NaHCO 3。
【设计实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液,滴在pH试纸上 |
pH=9 |
该溶液显碱性 |
(2)取反应后溶液少许于试管中,向其中滴加过量的BaCl 2溶液 |
有 生成 |
猜想(4)不成立 |
(3)取步骤(2)中的上层清液,滴入稀盐酸 |
有气泡冒出 |
猜想(1)和(2)不成立 |
【得出结论】猜想(3)成立。
【讨论交流】(1)有同学提出,实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要? (填"需要"或"不需要")。
(2)同学们又一次把目光投向了教材,发现遇热或压强变小时:Ca(HCO 3) 2=CaCO 3↓+CO 2↑+H 2O,纷纷提出,干粉灭火器中用NaHCO 3灭火的反应原理与之相似,试写出NaHCO 3受热分解的化学方程式: 。
【反思应用】(1)同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景,心想:如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳,会看到怎样的现象呢?请你描述一下: 。
(2)老师投影图片﹣新化县的梅山龙宫,冷水江市的波月洞,涟源市的藏经阁,双峰县的药王洞…宛如人间仙境的美丽溶洞,竟然是文中两个简单的化学反应创造?!同学们不禁对大自然的鬼斧神工咋不决口,纷纷表示"娄底那么大,我想去看看"。
实验探究物质的组成成分以及含量 ; 碱的化学性质 ; 盐的化学性质 ; 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式 .
在对蜡烛及其燃烧进行了探究以后,请你填写下列空格:
(1)取一支蜡烛,用小刀切下一小块,把它放入水中,蜡烛会 。结论:石蜡的密度比水 。
(2)点燃蜡烛,观察到蜡烛的火焰分为三层,分别是 、 、 。把一根火柴梗放在蜡烛的火焰上(如右图),约1取出,可以看到在 处(填字母)的火柴梗的最先碳化。结论:蜡烛火焰的 温度最高。
(3)在探究蜡烛燃烧的过程中发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑,以下做法不合适是( )
A.反复实验,并观察是否有相同现象 |
B.查找资料,了解蜡烛的主要成分,探究生成的黑色固体是什么 |
C.认为与本次实验无关,不予理睬 |
D.询问老师或同学,讨论生成黑色物质的原因 |
(4)芳芳认为蜡烛燃烧过程中既有化学变化,也有物理变化,而婷婷认为只有化学变化,你同意_______的观点,理由是_________________
在初中化学“金属的性质”中有如下实验:将无锈铁钉浸入 溶液,观察到铁钉表面出现红色物质。研究性学习小组对其展开了进一步探究。
【提出问题】 和 溶液也能发生化学反应吗?
(1)预测 能和 溶液反应,理由是 。
【进行实验】将一端缠绕的铝丝浸入 溶液(如图),观察现象。
(2)铝丝表面未出现红色物质,原因是 。
【实验改进】用砂纸将铝丝表面打磨光亮,将其浸入 溶液,观察现象。
(3)填写实验报告单:
序号 |
实验现象 |
结论与解释 |
1 |
铝丝表面有少量气泡; 铝丝周围出现蓝绿色物质 |
溶液呈弱酸性,与 反应产生的气体是 ,蓝绿色物质成分待探究 |
2 |
24h后,铝丝仍光亮; 48h后,铝丝表面出现少量红色物质 |
红色物质是 ,说明 能和 溶液反应,但反应较慢 |
③ |
铝丝周围溶液逐渐变成无色,铝丝以下溶液仍为蓝色; 两层溶液界面清晰 |
反应生成的 为无色; 溶液的密度 (填“>”或“<”) 溶液 |
【深入探究】为研究上述异常现象,同学们查阅了相关资料,继续开展探究。
资料:① 呈蓝绿色,不溶于水;
② 可加快铝丝和其他物质的反应速率。
(4)取出铝丝,将试管中的混合物分离得到蓝绿色固体。加入稀硫酸,固体溶解形成蓝色溶液,该反应的化学方程式为 。
(5)欲加快 和 溶液的反应,可加入的物质是 (填一种即可)。
【拓展应用】通过探究,同学们提出了铝制品使用的注意事项。
(6)下列食品不能长时间用铝制炊具盛放的是 (填序号)。
A. |
食醋 |
B. |
食用油 |
C. |
面粉 |
D. |
咸菜 |
某学习小组对粗盐中杂质(难溶性和可溶性)的去除展开相关探究.
(1)粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解,②过滤,③ (写操作名称),④计算产率.
(2)步骤②中需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、 (写仪器名称),其中玻璃棒的作用是 .
(3)【提出猜想】
甲同学:该粗盐中含有难溶性杂质外,是否还含有可溶性杂质?
(4)【查阅资料】]
①粗盐中可能含有镁盐(Mg 2+)和硫酸盐(SO 4 2 ﹣)等可溶性杂质.
②一些物质的溶解性表
阳离子 阴离子 |
OH ﹣ |
CL ﹣ |
SO |
CO |
Na + |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
Ba 2+ |
溶 |
溶 |
不 |
不 |
Mg 2+ |
不 |
溶 |
溶 |
不 |
说明:"溶"表示该物质可溶于水,"不"表示该物质不溶于水.
③Mg(OH) 2为白色物质,不溶于氢氧化钠溶液;BaSO 4为白色物质,不溶于盐酸;
MgCO 3,BaCO 3为白色物质都能溶于盐酸.
(5)【实验设计】
①取少量除去难溶性杂质后的盐,溶于水配成溶液.
②取少量所配溶液于试管中,滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀不溶,说明该盐含有可溶性的 盐.
③另取少量所配溶液于试管中,滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不溶,说明该盐含有可溶性的 盐.
(6)【实验结论】该盐含有可溶性杂质 .
(7)【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的试验流程:
①该实验过程中,除杂试剂都要过量,原因是 .
②过量Na 2CO 3溶液用来除 离子(填离子序号).
实验探究是科学探究的重要形式,请参与以下探究活动并回答问题:
(一)测定空气里氧气的含量
(1)A装置是人教版教材设计的"测量空气里氧气的含量"的实验装置,教材实验所需试剂是水和 (填物质名称),实验前向集气瓶内加入少量水后将水面上方空间准确分为五等分,该操作中一定要使用的仪器是 ;
(2)小华用A装置测定的氧气含量偏低,可能的原因是 (任答一点)
(3)B装置也可用于测量空气中氧气的含量,其实验原理用化学方程式可表示为 ;
(4)使用B装置进行实验时需交替缓慢推动两个注射器活塞的原因是 ,实验结束后移开酒精灯,恢复到室温后读数即可计算出氧气含量,B装置的优点是 (任写一点)
(二)实验异常现象探究
在学校实验室开放日,小明用氯化钙、碳酸钠、碳酸氢钠的饱和溶液与稀盐酸等药品设计了复分解反应发生条件的验证实验,请参与他的实验过程。
【查阅资料】20℃时部分物质的溶解度:NaHCO 39.6g;Ca(HCO 3) 216.6g
【实验设计】小明用稀盐酸和上述三种饱和溶液设计出如图所示的四个验证实验
【实验预测】小明依据所学的"复分解反应发生条件"的规律预测,在Ⅰ~Ⅳ四个实验操作中能发生复分解反应的共有 (填数字)个。
【发现问题】小明在实验Ⅱ中的操作中发现产生了白色沉淀X?
【提出假设】小明认为X可能是Ca(HCO 3) 2、 、 (填化学式)中的一种或几种;
【理论计算】小明依据化学反应方程式经理论计算发现,X不可能是Ca(HCO 3) 2;
【实验探究】将实验Ⅱ中的白色沉淀X过滤后,取少量X固体于试管中并加适量水振荡,再滴入几滴酚酞试液,观察到溶液颜色无变化,说明X一定不是 (填化学式);另取少量X固体滴加稀盐酸产生的无色气体能使澄清石灰水变浑浊,则X一定是 (填化学式)
【拓展延伸】小明查询得知:高浓度的碳酸氢钠溶液可与氯化钙溶液反应生成白色沉淀,许多化学反应事实也证实;在不同条件下(如浓度、温度、颗粒物大小等),物质可能体现出不同的化学性质,请举例说明 。
张老师在课堂上做了这样一个实验:往半瓶矿泉水中加入一片维C泡腾片,立即产生大量气泡,片刻成为一瓶可口的饮料。同学们对此产生了极大的兴趣,在张老师的指导下进行了如下的探究:
【提出问题】该气体的成分是什么?
【查阅资料】维C泡腾片是一种保健药品,其主要成分有维生素C( )、碳酸氢钠( )和柠檬酸( ),柠檬酸是一种酸。
【提出猜想】甲同学根据质量守恒定律认为该气体可能是 、 、 、 中的一种或几种,而乙同学还从保健药品安全角度考虑,由于 、 属于易燃易爆气体,且 (填“ ”或“ ”)有毒,所以不可能含有 和 ,认为该气体只可能是 、 中的一种或两种。
【进行实验】丙同学将产生的气体通入澄清石灰水中,观察到澄清石灰水变浑浊。丁同学用带火星的木条检验该矿泉水瓶内的气体,没有观察到带火星的木条复燃。
【得出结论】根据丙同学和丁同学的实验,张老师组织学生讨论后认为:由丙同学的实验可知,该气体中肯定含有 ,此过程中反应的化学方程式为 ;由于同学的实验不能确定该气体中是否含有 ,理由是 。根据有关资料和实验证明,该气体中只含 。
【拓展延伸】为了测定某维C泡腾片中碳酸氢钠的含量,张老师引导学生设计了如下实验装置(仪器固定装置及止水夹等均已略去)并进行实验。有关实验数据为:维C泡腾片2片(每片维C泡腾片的质量为4.00g),盛有碱石灰(碱石灰是一种干燥剂,可吸收 气体和水蒸气)的干燥管a质量增加了0.88g。
(1)碳酸氢钠( )俗称 ,可与酸反应产生二氧化碳。 与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)该实验中维C泡腾片反应完毕后通入空气的目的是 ;装置中干燥管b的作用是 。
(3)根据实验数据,可计算出该维C泡腾片中碳酸氢钠的含量为 。
(4)如果撤去装置中盛有浓硫酸的洗气瓶,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)
蔗糖是生活中常见的一种物质,某兴趣小组对"蔗糖的组成"进行了探究。
【作出猜想】小组同学认为绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气,葡萄糖进一步转化为蔗糖,故蔗糖中一定含有碳、氢元素,可能含有氧元素。
【实验验证】
方案一:小明将蔗糖在氧气中燃烧,检验生成物中有水和二氧化碳,得出结论"蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的"。
小刚认为该方案不合理,只能说明蔗糖中一定含有碳、氢元素,不能确定是否含有氧元素,理由是 。
方案二:小刚用如图所示装置进行实验,实验开始先通入一会儿氮气,然后关闭弹簧夹,点燃酒精灯给蔗糖加强热。
(1)观察到 出现,说明蔗糖中含有氢元素和氧元素。
(2)观察到硬质玻璃管中残留有黑色固体,他猜测该黑色固体是单质碳,并继续利用如图所示装置,另选试剂进行了验证单质碳的实验。实验过程和现象如表:
实验过程 |
实验现象 |
,点燃酒精 |
①硬纸玻璃管中的黑色固体剧烈燃烧,发出白光; ② |
写出上述实验过程中一个反应的化学方程式: 。
【实验结论】蔗糖是由碳、氢、氧三种元素组成的。
【拓展交流】
(1)方案二中,先通入一会儿氮气的原因是 。
(2)查阅资料得知蔗糖的化学式为C 12H 22O 11,小红发现:蔗糖分子中氢原子数目是氧原子数目的倍,但是,蔗糖中氧元素质量却是氢元素质量的8倍。导致出现这种情况的原因是 。
试题篮
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