专题十一 实验与探究二 化学探究.docx
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专题十一实验与探究二化学探究
专题十一实验与探究
（二）化学探究
实验与探究
（二） 化学探究
[时间：
60分钟 分值：
100分]
一、选择题（每题2分，共40分）
1．[2016·河北]如图所示仪器中可以用酒精灯直接加热的是（ C ）
A B C D
2．[2015·眉山]实验操作有误或不规范，很可能造成失败甚至酿成事故。
下列实验操作正确的是（ D ）
图Z11－1
A．存放氧气
B．稀释浓硫酸
C．测定空气中氧气的含量
D．检查装置的气密性
【解析】实验室存放氧气只是暂时存放在集气瓶中，氧气密度比空气大，不能将集气瓶倒置；在稀释浓硫酸时，将浓硫酸注入水中，不断用玻璃棒搅拌；利用碳的燃烧来测定空气中氧气的含量时，碳与氧气发生化学反应生成另一种气体二氧化碳（C＋O2
CO2）。
3．[2016·宜昌]下列实验现象描述正确的是（ C ）
A．铁丝伸入盛氧气的集气瓶中剧烈燃烧
B．红磷在空气中燃烧产生大量白雾
C．硫燃烧时生成有刺激性气味的气体
D．氢氧化钠溶于水时溶液温度降低
4．下列关于实验操作中先后顺序的叙述不正确的是（ D ）
A．用托盘天平称量药品时，先调节天平平衡，后称量
B．点燃可燃性气体前，先检验气体的纯度，后点燃
C．给试管中的药品加热时，先均匀加热，后集中加热
D．实验室用高锰酸钾制取氧气结束后，先熄灭酒精灯，后将导管从水中移出
5．[2016·东营]下列实验能达到目的是（ D ）
【解析】冷而干燥的烧杯能证明是否有水蒸气生成，不能证明是否有二氧化碳生成，证明是否有二氧化碳生成应用内壁涂有澄清石灰水的烧杯；证明铁在氧气中能燃烧，需要将铁丝表面的铁锈用砂纸打磨干净，图中用的生锈的铁丝，铁锈会阻碍反应的进行。
6．[2016·泰安]下列化学实验中能达到预期实验结果的是（ A ）
A．借助托盘天平和其他手段测定铜锌合金中锌的质量分数为36.25%
B．用pH试纸测定某未知溶液的pH为5.5
C．20℃时，配制2%的氢氧化钙溶液
D．将100g10%的稀盐酸加热蒸发掉50g水，使得稀盐酸溶质质量分数变成
20%
【解析】pH试纸的标准比色卡上的数字只有整数；氢氧化钙为微溶性物质，意味着20℃时氢氧化钙的溶解度在0.01～1g之间，最大的质量分数＝
×100%＜1%；盐酸加热蒸发水时随着水分的蒸发会挥发出氯化氢气体，所以溶质质量分数会小于20%。
7．[2015·济南]如图所示为某化学反应的微观模拟示意图，下列说法中不正确的是（ D ）
图Z11－2
A．该反应不属于置换反应
B．图示中x的数值为3
C．反应前后氢元素的化合价发生了改变
D．反应中甲、丙两物质的质量比为2∶7
8．小明通过化学方程式知道，电解水时生成氢气和氧气的体积比为2∶1，但实验所得数据氢气和氧气的体积比略大于2∶1，针对这一发现，你认为下列做法不可取的是（ D ）
A．大胆提出假设：
氧气比氢气易溶于水
B．反复多次实验查找原因
C．查找实验装置是否漏气
D．实验所得数据与理论相差不多，可以认为实验成功
【解析】实验应尊重事实。
9.下列实验设计方案合理的是（ D ）
A．用碳酸钾和氢氧化镁制备氢氧化钾
B．用氯化钙溶液检验氢氧化钠是否部分变质
C．用氢氧化钡溶液区分硫酸铵、硫酸镁和硫酸钠
D．用氢氧化钠溶液和浓硫酸除去氢气中混有的氯化氢和水蒸气
【解析】氢氧化钠溶液能吸收氯化氢气体，而浓硫酸能吸收水蒸气。
10．[2016·咸宁]分离、除杂、提纯和检验是化学实验的重要环节，下面实验设计能达到实验目的是（ B ）
实验内容
实验设计
A
除去CO2中少量水蒸气、HCl气体
先通过浓硫酸、再通过NaOH溶液
B
除去NaCl中难溶性杂质
溶解、过滤、蒸发
C
除去KCl溶液中少量的K2CO3
加入适量Ca（NO3）2溶液、过滤
D
鉴别氯化铵、尿素和氯化钾三种化肥
取样、加入熟石灰粉末、研磨
11．钠是一种银白色固体，放置在空气中会迅速与氧气反应生成氧化钠，把钠投入水中，与水剧烈反应，熔化成闪亮小球在水面上游动，生成了氢氧化钠和氢气。
下列有关钠的叙述不正确的是（ B ）
A．金属钠必须隔绝空气保存
B．钠与水反应放热，使钠熔化，钠是熔点最低的金属
C．钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．把钠投入硫酸铜溶液中会产生无色无味的气体和蓝色沉淀
12．实验小组探究盐酸和氢氧化钠反应过程中溶液pH的变化规律，得到如图所示曲线。
下列有关该实验事实的说法正确的是（ B ）
图Z11－3
A．该实验是将氢氧化钠溶液滴入盐酸中
B．B点表示盐酸和氢氧化钠恰好完全反应
C．A点时的溶液能使酚酞试液变蓝
D．C点时，溶液中的溶质只有氯化钠
【解析】该反应pH降低，为向碱溶液中加入酸溶液的过程。
B点时恰好完全反应，C点时，酸过量。
13．[2016·十堰]下列图像分别与选项中的实验过程相对应，其中正确的是（ C ）
A B C D
图Z11－4
A．向部分变质的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸
B．向一定量稀盐酸中逐滴加入水
C．常温下，等质量的锌和铁分别与足量同溶质质量分数的稀盐酸反应
D．电解水生成气体的体积
14．下列实验操作、现象与结论对应关系正确的是（ D ）
选项
实验操作
现象
结论
A
向醋酸中加入氢氧化钠溶液
无明显现象
二者之间不发生反应
B
向溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液中加入少量氧化铜
有大量气泡产生
氧化铜起催化作用
C
将两根铁丝分别伸入硫酸铜溶液和硝酸银溶液中
两根铁丝上均有固体附着
金属的活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag
D
用导管分别对准浸没在热水和冷水中的白磷通气
热水中的白磷燃烧，冷水中的白磷不燃烧
燃烧的条件之一是温度达到着火点
15.如图所示为探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后，得出的结论错误的是（ D ）
图Z11－5
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序：
乙＞甲＞戊
B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
D．丁中铁钉生锈最严重
【解析】丙中的铁钉不生锈，丁、戊中的铁钉不易生锈，甲、乙中的铁钉易生锈，且乙比甲快。
图Z11－6
16．如图所示为“一氧化碳与氧化铁反应”的部分实验装置，关于该实验说法正确的是（ A ）
A．充分反应后，向固体中加稀盐酸会产生气泡
B．在实验过程中，黑色的粉末会逐渐变成红色
C．该实验的反应原理为FeO＋CO
Fe＋CO2
D．在实验过程中，产生的尾气可以直接排放到空气中
17．如图所示，实验装置足以维持实验期间小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对实验结果的影响。
经数小时实验后，U形管A、B两处的液面会出现下列哪种情况（ C ）
图Z11－7
A．A处下降，B处上升B．A、B两处都下降
C．A处上升，B处下降D．A、B两处都不变
18．[2015·济宁]某实验小组在探究金属的化学性质时，得到金属与酸反应制取氢气的质量关系（如图所示）。
请根据图像信息判断，下列说法正确的是（ C ）
图Z11－8
A．四种金属与酸反应的速率：
Al>Mg>Fe>Zn
B．四种金属的活动性顺序：
Mg>Al>Zn>Fe
C．同质量的四种金属与足量酸反应得到氢气的质量：
Al>Mg>Fe>Zn
D．Al、Mg、Fe、Zn四种金属与酸反应得到氢气的质量比：
∶
∶
∶
19．现有盐酸、硝酸银、硝酸钙、碳酸钠四瓶无色溶液。
为鉴别它们，先把四瓶溶液分别标上甲、乙、丙、丁，再进行如下实验：
①甲与乙混合有气体生成；
②乙与丁混合有白色沉淀生成。
甲与丙反应所生成的白色沉淀能溶于乙与丁反应后的溶液中。
则下列判断正确的是（ D ）
A．甲是盐酸B．乙是硝酸钙溶液
C．丙是碳酸钠溶液D．丁是硝酸银溶液
20．防锈和回收废旧金属都是保护金属资源的重要途径。
为测定一种待回收的废铁中铁的锈蚀程度，某同学取该部分锈蚀的铁片样品（仅由铁和氧化铁组成），测得其中氧元素的含量为12%，则样品中已被锈蚀的铁元素占原金属铁的质量分数约为（ B ）
A．28%B．31.8%
C．46.7%D．70%
【解析】氧化铁中氧元素和铁元素的质量比为3∶7，因含氧12%，则含铁为88%，被氧化的铁为28%，被氧化的铁约占铁的31.8%。
二、填空题（每空格2分，共14分）
21．[2015·广州]配制并稀释一定质量分数的Na2SO4溶液。
（1）配制50g质量分数为6%的Na2SO4溶液。
①计算：
需要Na2SO43.0g，水47.0g；
图Z11－9
②称量：
用托盘天平称量3.0g的Na2SO4。
天平调零后，分别在天平左右盘放上质量相同的纸片，
先__在右盘添加3g砝码（或者移动游码至3g）__，然后__向左盘中添加Na2SO4固体__，至托盘天平恰好平衡；
③量取：
用量筒量取47.0mL水。
请在图中画出47.0mL水的液面位置；
【答案】如答图所示。
第21题答图
④溶解。
（2）稀释溶液。
（由于整个配制过程中溶液很稀，其密度可近似看做1g/mL）
①取1mL6%的Na2SO4溶液加水稀释至100mL，得到溶液a；
②若用3.0gNa2SO4配制与溶液a浓度相同的溶液，其体积是__5000__mL。
【解析】
（1）②用托盘天平称量药品时，原则上“左物右码”，先放砝码再放固体。
所以在调零、放相同的纸片后，先在右盘放3g砝码（或者移动游码至3g），然后在左盘添加固体。
③用量筒量取47.0mL水，应该使水的凹液面和47mL刻度对齐，观察时要平视，即视线与凹液面最低处相平。
（2）溶液在稀释前后溶质的质量不变。
则1mL6%的Na2SO4溶液加水稀释至100mL，得到溶液a，a溶液的质量分数是0.06%，若用3.0gNa2SO4配制与溶液a浓度相同的溶液，则设所得溶液的质量为m，则有：
3.0g÷m＝0.06%，解得m＝5000g，由于整个配制过程中溶液很稀，其密度可近似看做1g/mL，所以溶液的体积是5000mL。
22．[2015·鄂州]有A、B、C三瓶失去标签的无色溶液，它们分别是盐酸、澄清石灰水和碳酸钠溶液中的一种。
为了鉴别它们，各取少量溶液两两混合，实验结果如表所示。
表中“↓”表示有沉淀产生；“↑”表示有气体产生；“—”表示观察不到明显的现象变化。
A
B
C
A
↑
—
B
↑
↓
C
—
↓
（1）A中溶质的化学式是__HCl__，A与C反应的基本类型是__复分解反应__。
（2）A与B、B与C反应的化学方程式分别是
__Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑__；
__Ca（OH）2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH__。
三、实验探究题（每空格3分，共36分）
23．[2016·常德]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
图Z11－10
（1）A装置是“测定空气里氧气的含量”的实验装置，实验所需试剂是水和__红磷__（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__刻度尺__。
（2）小华用A装置测定的氧气含量偏低，可能的原因是__装置漏气__（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__2Cu＋O2
2CuO__。
（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__使注射器内氧气与铜粉充分反应__，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__反应始终在密闭容器中进行，测量结果更准确__。
（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：
NaHCO39.6g；Ca（HCO3）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：
图Z11－11
【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__4__（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（HCO3）2、__CaCO3__、__NaCl__（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（HCO3）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，观察到溶液颜色有变化，说明X一定不是__NaCl__（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__CaCO3__（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__浓硫酸具有强氧化性，金属和它反应不能生成氢气；稀硫酸能和活泼金属反应生成氢气__。
四、解答题（10分）
24．[2016·东营]铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有有利的一面，如某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。
某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。
测得部分数据如表，请根据有关信息回答问题。
实验次数
1
3
4
5
6
取样品质量（g）
31.0
31.0
31.0
31.0
31.0
取稀硫酸质量（g）
30.0
90.0
120.0
150.0
180.0
产生气体质量（g）
0
a
0.3
0.5
0.6
（1）食品袋内放入“双吸剂”是为了吸收__O2、H2O__，用铁粉而不用铁块作“双吸剂”的理由是__增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率__。
（2）a的数值为__0.1__。
（3）第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为__Fe2（SO4）3、FeSO4__。
（4）列式计算该样品中单质铁的质量分数（结果精确到0.1%）。
【答案】（4）54.2%
【解析】
（1）铁粉主要吸收空气中的两种物质使食物保鲜所以也称“双吸剂”，铁与氧气、水分接触容易生锈，则吸收的物质是氧气、水分。
用铁粉而不用铁块作“双吸剂”，是因为能增大与氧气、水分的接触面积，加快反应速率。
（2）根据表中数据可知：
第1次30g稀硫酸没产生氢气是稀硫酸和铁锈反应，4、5可以看出每30g稀硫酸可以产生0.2g氢气，则a应为0.1，第6次只增加0.1g氢气，说明铁已被消耗完，硫酸有剩余。
（3）氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和水，第4次实验，所得到溶液中溶质的化学式为Fe2（SO4）3、FeSO4。
（4）设该样品中单质铁的质量为x，
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
56 2
x 0.6g
＝
，x＝16.8g，
该样品中单质铁的质量分数＝
×100%≈54.2%。
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