化学实验探究题.docx

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化学实验探究题

专题6实验探究题

1.（2017玄武·期末难）某研究性学习小组为了测定黄铜（铜、锌合金）的组成。

在化学师的帮助下，选用98%的浓硫酸、黄铜样品进行下列实验并计算。

实验Ⅰ：

配制150g9.8%的稀硫酸。

①计算：

需要浓硫酸约8.2mL；需要水的体积为　　mL（取整数值）

②量取浓硫酸和水：

用量筒量取8.2mL浓硫酸和一定体积的水。

如果量取98%的浓硫酸时俯视读数，会导致所配溶液溶质质量分数　　9.8%（填“大于”、“小于”或“等于”）。

③　　。

④装瓶贴标签。

实验Ⅱ：

用图1所示装置测定锌铜合金中锌、铜的质量分数。

（1）实验前，先将锌铜合金用砂纸打磨，其目的是：

　　；

（2）实验操作步骤有：

①记录量气管D的液面位置；②检查气密性，将药品和水装入各仪器中，连接好装置。

③待B中不再有气体产生并恢复至室温后，记录量气管D的液面位置；④由A向B滴加足量试剂；⑤将B中剩余固体过滤，洗涤，干燥，称重；上述进行的操作的顺序是　　（填序号）；记录量气管D的液面位置时，除视线平视外，还应　　；

（3）B中发生反应的化学方程式为　　；

（4）若实验中，锌铜合金与稀硫酸充分反应后，测得产生的气体体积为VL，为求出合金中锌、铜的质量分数，还要用到下列数据中的　　；

A．加入的稀硫酸的质量分数B．反应后B中剩余固体的质量

C．实验前反应装置中空气的体积D．实验条件下氢气的密度

（5）小组同学交流发现上述方法测得的锌的质量分数会偏大，现将装置改为如图2所示，改进的目的是　　。

【答案】135；小于；溶解；除去表面的氧化膜；②①④③⑤；调节量气管的液面使C、D装置两边液面相平；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；BD；消除了加入稀硫酸的体积对测得的氢气体积的影响，使实验结果更准确；

2.（2017秦淮·期末）工业废料石膏（CaSO4•2H2O）可以“变废为宝”，用于生产氧化钙、硫酸钾、电石（化学名称为碳化钙）等，某化学兴趣小组展开了如下系列研究。

一、高纯CaO的制备

【资料一】I．石膏（CaSO4•2H2O）与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。

II．SO2能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。

甲同学用如图1装置制备CaO并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物

实验过程中发现：

B中无水硫酸铜变蓝，证明有H2O生成；C中产生品红溶液褪色现象证明有SO2生成；装置　　中无明显变化和装置F中　　现象证明有CO2生成。

二、硫酸钾和电石的制备

（1）证明固体M中不含CaCO3的方法是　　（写出实验的方法、现象）

（2）反应②的化学方程式为（NH4）2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl。

三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为CaCx）固体中只含杂质CaO．乙小组同学为测定CaCx中x的值进行如图3所示实验。

【资料三】CaCx在空气中灼烧生成CaO和CO2．Ca（OH）2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH步骤一：

称取3.76g样品于图3所示石英管中（测定装置图如图3，夹持及加热装置省略），反应前缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的样品至反应完全后继续缓缓通入空气。

测得丙溶液的质量比反应前增重了4.4g．（玻璃纤维可防止固体粉末进入导管）步骤二：

将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、干燥等操作得到碳酸钙固体6克。

试回答下列问题：

（1）装置甲的作用是　　。

反应完全后继续缓缓通入空气的目的是　　。

（2）根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为　　。

计算确定CaCx的化学式　　。

（3）若碳酸钙未能完全干燥，则会导致CaCx中的x的值　　（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）。

【答案】．E；澄清石灰水变浑浊；取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若无明显变化，则固体M中无CaCO3；除去空气中的CO2；将生成的CO2带入装置丙中使其完全吸收；30：

15：

2；CaC2；偏小；

3.（2017联合体·期末）某化学小组为探究甲烷的组成，设计了如图所示实验。

（所用试剂均足量且反应或吸收均完全）

【提示】①无水CuSO4固体遇水会变蓝色；②CH4+4CuO

4Cu+2H2O+CO2

【知识回顾】甲烷是一种清洁燃料，写出其充分燃烧的化学方程式　　。

【实验步骤】

①连接好装置并检查气密性。

②装入药品，通入一段时间甲烷。

③分别称量装置B、C的质量。

④缓缓通入甲烷，加热装置A，使其充分反应。

⑤停止加热，继续通入甲烷至恢复到室温。

⑥再次分别称量装置B、C的质量。

【进行实验】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：

（1）装置A中出现　　色物质；B中固体变蓝；C中现象为　　。

装置B（含药品）的质量/g

装置C（含药品）

的质量/g

反应前

212.00

191.00

反应后

212.09

191.11

（2）称量数据如右表所示。

【现象分析和数据处理】

（1）C中发生反应的化学方程式为　　。

（2）根据实验数据计算甲烷中碳、氢元素的质量比（只需列出算式）：

m（C）：

m（H）=　　。

【反思与拓展】

（1）步骤②中通入一段时间甲烷的目的是　　。

（2）甲烷与氧化铜的上述反应说明甲烷具有　　（填“氧化性”或“还原性”）。

【答案】CH4+2O2

CO2+2H2O；红；澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；{（191.11g﹣191.00g）×

}：

{（212.09g﹣212.00g）×

}；排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；还原性；

4.（2017溧水·期末）镁是20世纪才发展起来的年轻金属，广泛应用于航空、汽车、船舶、通讯电子和国防工业等。

兴趣小组同学对金属镁进行了如下探究。

（一）有关金属镁的化学性质探究

兴趣小组同学根据金属的化学性质，知道金属镁能与O2、稀盐酸和CuSO4溶液反应，并设计了如下实验进行验证（以下实验用镁条、镁条均已除去氧化膜）。

（1）兴趣小组同学把镁粉轻轻洒在酒精灯的火焰上，观察到火焰上跳动闪烁着点点银色火花，如绽放的美丽烟花。

该反应的化学方程式是　　。

（2）兴趣小组同学探究镁与稀盐酸的反应，除观察到预期现象外，还观察到有灰白色沉淀生成的“异常”现象。

于是进行了以下探究。

【实验1】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带，现象如下：

实验组别

A

B

C

D

镁带长度

1cm

2cm

3cm

4cm

沉淀量

无沉淀

少量沉淀

沉淀较多

沉淀很多

【实验结论1】据表分析，　　是实验出现“异常”的因素之一。

【实验2】向4份相同体积与浓度的稀硫酸中分别加入一定长度的某种镁带，现象如下：

实验组别

A

B

C

D

镁带长度

1cm

2cm

3cm

4cm

沉淀量

无沉淀

无沉淀

无沉淀

无沉淀

【实验结论2】对比实验1和实验2，　　是实验出现“异常”的因素之一。

（3）兴趣小组同学取一支试管，放入一根镁条，加入一定量硫酸铜溶液，观察到镁条表面有少量气泡产生，且有黑色物质生成。

同学们对此实验的现象感到意外和困惑，于是查阅到了相关资料：

资料1：

硫酸铜溶液在配制时加入了少量稀硫酸；

资料2：

当金属粉末颗粒很小时，容易成为黑色；

资料3：

生成的黑色物质可能是CuO、Cu中的一种或两种。

①镁条与硫酸铜溶液反应的实验中产生的气体可能为　　（写化学式）。

②同学们进一步设计实验确定黑色物质的成分，请在下表中补全实验方案。

实验操作

实验现象

结论

将黑色物质过滤、晾干后，分成两份

/

/

将其中一份装入硬质玻璃管中，向其中通入CO后，加热，并将生成的气体通入澄清石灰水中

黑色粉末中

含有CuO

将另一份置于坩埚中，称其质量为m1，在空气中加热一段时间后冷却，称其质量为m2

m1　　m2（填“＞”、“＜”或“=”）

黑色粉末中

含有Cu

通过以上探究，兴趣小组同学确定了黑色物质为Cu和CuO两种。

（二）有关镁条表面灰黑色“外衣”组成的探究

【发现问题】镁是一种银白色有金属光泽的金属，但久置的镁条总有一层灰黑色的“外衣”，这层灰黑色的“外衣”是什么物质呢？

【查阅资料】

（1）灰黑色“外衣”的成分是碱式碳酸镁晶体，化学式为：

xMgCO3•yMg（OH）2•zH2O；

（2）Mg（OH）2：

白色固体，难溶于水，受热会分解生成两种氧化物；

（2）MgCO3：

白色固体，微溶于水，受热会分解生成两种氧化物；

（3）相同条件下，Mg（OH）2受热分解的温度比MgCO3分解的温度更低。

【组成测定】为精确测量碱式碳酸镁晶体的组成，兴趣小组同学取4.66g该晶体用热重分析仪对进行加热，使得各成份在不同温度下逐个分解（加热首先失去结晶水），测定剩余固体质量与分解温度之间关系（如图所示）。

请回答下列问题：

（1）晶体中结晶水的质量为　　g。

（2）t4～t5段中，固体为　　（写化学式）。

（3）t5～t6段反应的化学方程式为　　。

（4）根据图中数据计算xMgCO3•yMg（OH）2•zH2O中x：

y：

z=　　（填最简比）。

【答案】2Mg+O2

2MgO；镁条的长度；酸的种类；H2；黑色固体变红色，澄清石灰水变浑浊；＜；0.72；MgO、MgCO3；MgCO3

MgO+CO2↑；4：

1：

4；

5.（2017鼓楼·期末难题）焦炭（主要成分是碳单质，杂质不与水反应）与水蒸气在高温条件下反应，能产生一种俗称为水煤气的气体燃料，可能还有H2、CO、CO2．某小组同学设计了如下实验装置并进行实验。

实验后发现A装置中溶液变浑浊，D中的固体由黑色变红色，E中的固体由白色变蓝色，G装置中有水流入烧杯。

（已知无水硫酸铜水蒸气变蓝，碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气，浓硫酸能吸收水蒸气）

在反应前后对D、E装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如表：

装置及药品

反应前

反应后

D装置中玻璃管与固体的总质量

223.3g

215.0g

E装置中U型管与固体的总质量

260.0g

267.2g

请分析回答下列问题：

（1）水煤气中一定含有CO2的理由是　　（用化学方程式表示）。

（2）一定能证明水煤气中有氢气存在的实验现象是　　，　　。

（3）G装置的作用：

①“抽气”；②　　。

（4）该小组同学通过数据分析，证明水煤气中存在CO气体，请利用上表中的原始数据，列出数据分析过程（只列式不计算）。

（5）同学们发现，不通过测量反应前后装置的质量，也可方便的证明CO气体的存在。

需增加一个图中的装置　　（填装置序号）来代替装置F。

【答案】Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；E中白色固体变蓝；D中黑色固体变红；收集尾气，防止污染空气；A；

6.（2016秦淮·期末）某无色气体可能由CO和H2中的一种或两种组成，为了确定其成分，化学兴趣小组的同学进行了以下探究。

【查阅资料】白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

【实验设计】

ABCD

①上图装置A中盛放的液体名称是▲。

②上图装置的正确连接顺序是：

▲（填字母，且每套装置限用一次）。

【进行猜想】若装置连接正确，有关无色气体成分的猜想和对应的实验现象如下表：

无色气体的成分

对应的实验现象

装置A中的液体

装置B中的固体

装置C中的固体

猜想一：

只有CO

变浑浊

无明显现象

变红

猜想二：

▲

变浑浊

变蓝

猜想三：

只有H2

▲

▲

【实验结论】进行实验，证明猜想二正确。

【拓展延伸】铁元素可以形成三种氧化物，分别是Fe2O3、Fe3O4和FeO（黑色）。

将CuO换为某黑色粉末（可能由一种或几种铁的氧化物组成），仍用上图装置按原连接顺序进行实验，充分反应至铁的氧化物全部转化为铁，装置C需做的一处改进是▲。

【数据分析】假设上述实验中每一步吸收都是完全的，若黑色粉末的质量为4.8g，反应后装置A的增重为1.1g，装置B的增重为0.9g，则黑色粉末的成分是▲。

【答案】【实验设计】

澄清石灰水

CBAD

【进行猜想】猜想二：

CO和H2猜想三：

无明显现象变蓝

【拓展延伸】将酒精灯换为酒精喷灯

【数据分析】Fe3O4和FeO

7.（2016高淳·期末）某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已完全消失。

该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究：

【提示】①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；②浓硫酸能吸水。

【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的，写出碳不充分燃烧的化学方程式

▲。

【提出猜想】

（1）小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想：

A．C和CO  B．只有CO    C．CO和O2的混合气体  D．只有CO2 

你认为上述猜想中明显不合理的有▲（填字母）。

③④

（2）小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体；小强认为容器中的气体还可能是▲。

【实验探究1】小明为了验证自己的猜想，按如下图所示装置进行探究。

请回答下列问题：

（1）装置B中NaOH溶液的作用是▲（用文字表述）。

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊▲，反应的化学方程式是

▲，CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O装置D玻璃管中的实验现象是▲红色粉末变为黑色，反应的化学方程式是▲。

【实验探究2】3CO+Fe2O3小强把小明实验中的氧化铁换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想。

若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是澄清石灰水变浑浊▲。

【反思交流】有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是▲。

【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是▲。

【答案】

【知识回顾】2C+O2 点燃2CO

【提出猜想】

（1）AC（多选、少选或错选均不得分）

（2）CO2和O2

【实验探究1】

（1）除去二氧化碳（或吸收二氧化碳）

（2）澄清石灰水变浑浊

CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O红色粉末变为黑色3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

【实验探究2】红色固体变黑（或铜丝网变黑等）

【反思交流】排尽玻璃管中的空气，排除空气中氧气的干扰

【拓展延伸】8g～16g或8g＜m（O2）＜16g。

8.（2016高淳·期末）为探究气体X的组成，某兴趣小组进行如下图所示实验（固定装置未画出）。

【实验装置】

【查阅资料】

（1）加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。

（2）生石灰与气体X不反应，无水氯化钙可吸收气体X。

（3）本实验条件下，装置内空气中的水、二氧化碳的影响可忽略不计。

【实验步骤】

（1）连接仪器，并检查装置气密性。

（2）准确称取2.40g氧化铜，装入A装置的玻璃管中，并在B、C、D中装入相应物质。

（3）测量并记录反应前的相关数据Ⅰ（见下表）。

（4）连接A、B、C装置，将气体X缓缓通入一段时间后，连接上D装置，再开始加热。

（利用装置D中液面在反应前、后的刻度差，可测得生成的氮气的体积）

（5）当A装置中氧化铜反应完全后，停止加热，并继续通入气体X至玻璃管冷却。

，再次测量并记录反应后的相关数据Ⅱ。

数据编号

测量项目

Ⅰ

Ⅱ

玻璃管（含药品）的质量/g

54.40

53.92

B装置（含药品）的质量/g

104.00

104.54

氮气的质量/g

/

0.28

【相关数据】

注：

上表中氮气的质量是通过D装置收集的氮气体积，并通过氮气的密度计算得到。

【回答问题】

（1）B装置中氧化钙吸水的原理为（用化学方程式表示）。

（2）实验中，A装置的玻璃管中可观察到的现象是。

当观察到量气管内液面，说明氧化铜已完全反应。

停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是。

（3）分析

实验测量的数据，生成水的质量为g，氧化铜中氧元素的质量为g。

由此推知，气体X中（填“有”或“没有”或“可能有”）氧元素。

（4）气体X的化学式为。

【答案】21．（9分）

（1）CaO+H2O=Ca（OH）2

（2）粉末由黑色逐渐变红不再下降（或稳定）防止灼热的铜被氧化

（3）0.540.48没有（4）NH3

9.（2016玄武·期末）某兴趣小组以老师提供的以下实验装置为主进行如下兴趣实验。

（试剂均足量，假设各步反应均完全，装置可重复使用，部分夹持装置已省略，组合装置气密性良好。

）

【探究一】若A装置中烧瓶内的气体可能是CO、CO2、CH4中的一种或几种，为确定烧瓶内气体的成分，甲组同学进行如下实验：

〖查阅资料〗

①CH4与CuO在加热条件下反应，生成一种金属单质、二氧化碳和水

②NaOH溶液能与二氧化碳反应，生成碳酸钠和水

③浓硫酸是液体，能有效吸收水蒸气

〖实验步骤〗

．装置B的玻璃管中盛入足量的CuO固体；

．将3.0gNaOH浓溶液滴入烧瓶中，充分反应；

．按A→C→B→C→…的顺序连接装置，打开K1，从K1处通入氮气，打开K2，排尽B装置中空气，加热B装置中足量的CuO固体，充分反应；

．反应结束后，测得烧瓶中溶液的质量为3.1g，B装置中固体的质量减少了0.48g，第二个C装置的质量增加了0.18g。

（1）写出CH4与CuO反应的化学方程式▲。

（2）打开K2前应先从K1处通入氮气，否则易产生▲现象。

两个装置C中试剂相

同，装置C中的试剂作用是▲，通过数据分析，烧瓶中气体的成分是▲。

【探究二】乙组同学为探究“氧化铁和铜粉”混合物中氧化铁的质量分数，又增加了必要仪器，先称取一定量样品，按右图实验装置进行实验：

〖查阅资料〗碱石灰能吸收水蒸气和二氧化碳气体

（3）装置D中发生反应的化学方程式为▲。

该实验的一个明显缺陷是▲。

（4）若利用下列选项中的数据来计算样品中氧化铁的质量分数（假设每步反应均完全），能计算出样品中氧化铁的质量分数的选项是▲。

①通入玻璃管的CO体积V②原样品质量m1

③完全反应后玻璃管内固体质量m2④反应前后E增重的质量m3

A.②③B.②④C.①②D.③④

（1）CH4+4CuO 4Cu+CO2+2H2O

（2）倒吸吸收气体中的水蒸气CO2、CO和CH4

（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2缺少尾气处理装置（合理即可） 

（4）ABD

10．（2016求真·期末）材料：

人类要在月球居住，首先离不开淡水和氧气，而月球上既没有水又没有空气．科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿，成分为TiO2、Fe2O3的混合物，若将这些矿石利用CO来还原可以提炼单质钛和铁，若用氢气还原，可以得到淡水．若将这些矿石通电，还可以从中分离出氧气．

（1）月球土壤中存在天然的铁、金、银、等多种金属矿物颗粒．若从铁、金（Au）、银混合金属中回收某些金属，将混合金属放入足量的盐酸中充分反应，然后过滤，剩余的固体中可以回收得到的金属组合是　　

A．FeB．Au、FeC．Ag、AuD．Fe、Ag

（2）据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦（He﹣3），其原子核中质子数为2、中子数为1，每百吨氦（He﹣3）核聚变所释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量．下列关于氦（He﹣3）元素的说法正确的是　　

A．原子核外电子数为3

B．相对原子质量为2

C．原子结构示意图为

D．原子结构示意图为

（3）“嫦娥一号”发射的火箭推进器中装有液态肼（用A表示）和过氧化氢（H2O2），它们混合时的反应方程式为：

2H2O2+A═N2+4H2O，则肼（A）的化学式为　　

A．N2H2B．N2H4O2C．NH2D．N2H4

（4）现利用CO来还原TiO2、Fe2O3的混合物提炼单质钛和铁，装置如图所示，试回答：

①写出A中发生反应化学方程式（任意一个）　　．

②用CO还原钛铁矿，生成钛和铁的混合物，可用什么简单的物理方法将两种物质分开　　．

③就操作顺序问题两位同学出现了分歧．小亮认为先点燃C和A中的酒精灯，然后再通CO，小月提出反对，她的理由是　　．

（5）在学习了金属的性质后，化学实验小组同学对“21世纪的重要金属材料钛和钛合金”产生了兴趣，他们进行了如下探究，并请你一同参与．

查阅资料：

A．钛的硬度与钢铁差不多，而它的质量只有同体积钢铁的一半，钛的密度虽然比铝稍大一点，可它的硬度却比铝大两倍．

B．钛属于化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强．即使把钛放在海水中数年，取出后仍光亮如初．

C．钛合金与人体具有很好的“相容性”，在人体内能抵抗分泌物的腐蚀且无毒．

活动与探究：

①钛与铁的金属活动性哪一种强？

【提出假设】：

　　．

【设计实验】：

　　．

若钛的活动性比铁强，以上实验出现的现象是：

　　．

②钛是比较活泼的金属，为什么耐腐蚀性却很强？

可能的原因是：

　　．

③若要比较铝片和钛片的硬度，你的方法是：

　　．

思考与应用：

“物质的性质在一定程度上决定着它的用途”请你根据资料C判断钛的用途：

　　．

（6）若冶炼2310t含杂质3%的生铁，需要含Fe2O376%的上述含氧钛铁矿的质量是多少？

（请写出计算过程，保留一位小数）

11.（2016江宁·期末）某化学兴趣小组在一个充满O2的密闭容器中加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，容器中的碳粉已全部消失．该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究：

【提示】①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；②浓硫酸能吸水．

【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的产物是不同的，写出碳不充分燃烧的化学方程式　　．

【提出猜想】

（1）小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想：

A．C和COB．只有COC．CO和O2的混合气体D．只有CO2

你认为上述猜想中明显不合理的有　　（填字母）．

（2）小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体；小强认为容器中的气体还可能是　　．

【实验探究1】小明为了验证自己的猜想，按如图所示装置进行探究．

请回答下列问题：

（1）装置B中NaOH溶液的作用是　　．

（2）若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是　　，反应的化学方程式是　　，装置D玻璃管中的实验现象是　　，反应的化学方程式是　　．

【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铁换成了铜丝网，并去掉E装置验证其猜想．若小强的猜想成立，则装置D中的实验现象是　　．

【反思交流】有同学认为，小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是　　．

【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立，则容器中氧气质量的取值范围是　　．

【答案】2C+O2

2CO；AC；O2和CO2的混合气体；除去空气中的二氧化碳；澄清石