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科学探究练习题

科学探究实验专题练习

 

1、氯气(Cl2)是黄绿色气体,水溶液叫氯水。

把品红试纸(染有品红的纸)伸入氯水中,品红褪色。

【发现问题】氯水中的哪些成分能使品红褪色呢?

【查阅资料】氯气溶于水,部分与水反应,方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO,其中HClO的名称叫次氯酸,是一种弱酸,具有强氧化性。

【猜想】

猜想1:

是氯水中的水使品红褪色的;

猜想2:

是氯水中的(填化学式)使品红褪色的;

猜想3:

是氯水中的盐酸使品红褪色的;

猜想4:

是氯水中的次氯酸使品红褪色的。

【实验探究】

实验操作

实验现象

过程分析

①把品红试纸伸入水中

没有褪色

猜想1不成立

②把品红试纸伸入干燥的氯气中

没有褪色

猜想2不成立

没有褪色

猜想3不成立

【结论】

综合分析:

氯水中的(填化学式)使品红褪色,具有漂白作用(能使品红等有色物质褪色)。

【反思】

(1)HClO中氯元素的化合价为价。

(2)氯水中加入AgNO3溶液有白色沉淀生成,化学方程式为。

(3)向氯水中滴加紫色石蕊试液,观察到的现象是。

2、某化学研究性学习小组在学习碱的化学性质时,设计了实验方案,进行了如图所示的实验,并查阅资料得知:

Na2CO3溶液和澄清的石灰水都呈碱性(pH>7),CaCl2溶液呈中性(pH=7)

(1)甲实验中,滴有酚酞的氢氧化钠溶液呈  色,逐滴加入稀盐酸,直至溶液恰好呈无色为止.

(2)乙实验试管内产生白色沉淀,其发生反应的化学方程式为  

(3)实验结束后,同学们将甲、乙两个实验的废液倒入同一个烧杯中,观察到废液呈浑浊并显红色,由此分析可知:

①废液中除碳酸钙、氯化钠、水和指示剂外,一定还含有  

②依据上述实验过程,你认为引起废液呈碱性的物质组成共有  种可能.

(4)如果将乙实验中的澄清石灰水改为CaCl2溶液,同样进行实验

(1)

(2)(3)的操作,是否出现废液呈浑浊并显红色的现象?

若不能,请说明原因。

      

3、某兴趣小组对氢氧化钠固体暴露在空气中的变质情况进行了研究。

把一小块固体氢氧化钠放在表面皿里,长时间暴露在空气中,发现其固体表面逐渐湿润,部分溶化成液体后又逐渐形成晶体,最终变成粉末。

请回答兴趣小组产生的下列问题:

(1)实验室中,氢氧化钠固体应怎样保存?

(2)氢氧化钠固体暴露在空气中,表面容易变湿,主要原因是什么?

  

(3)氢氧化钠固体长期暴露在空气中,最终产物主要是什么。

(用方程式表示)

(4)用酚酞试液(填“能”或“不能”)检验氢氧化钠变质。

为什么 。

 

(5)除加酸以外,怎样用其他方法检验氢氧化钠固体已经变质?

  。

(6)为了检验氢氧化钠是否已经全部变质,兴趣小组中小薇同学设计了如下实验方案:

准确称取一定质量的变质固体样品,放在右图所示装置中,然后从分液漏斗中加入足量的盐酸,用排水法收集产生的二氧化碳,根据二氧化碳的体积和密度计算变质产物的质量,确定是否全部变质。

①你认为这个方案(填“行”或“不行”)。

理由是什么?

②请对上面的实验进行改进,并简要说明改进方法。

4、某化学兴趣小组的同学在活动中展示了一套如下图所示实验装置(假设每步均完全反应,氧化铁样品中的杂质不参加反应)。

查阅资料:

草酸在浓硫酸存在时加热发生如下反应:

通过讨论,同学们对这套装置有了多种认识。

(1)第一组同学说:

从实验安全和实验操作程序看,首先要检查装置的气密性,实验开始时先加热________(填A或D)处的酒精灯,实验结束时先熄灭________(填A或D)处的酒精灯。

(2)第二组同学说:

用该装置可以进行一氧化碳与氧化铁反应的实验,其中B装置的作用为________________;E装置的作用为_________________________________________;

一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为____________________________________。

(3)第三组同学说:

用该装置还可以测定氧化铁样品中氧化铁的质量分数。

他们的测定方法是:

称取氧化铁样品10g,样品与玻璃管的总质量为60.0g,完全反应并冷却后再称量玻璃管与剩余固体的总质量为57.6g。

则实验测得氧化铁样品中氧化铁的质量分数为_______________________。

(4)第四小组的同学说:

利用这套装置还有另一种测定样品中氧化铁的质量分数的方法,即先称量氧化铁样品的质量,再分别称量E装置在反应前后的总质量,即可计算求得样品中氧化铁的质量分数。

但按此方法实际测定结果却偏大,分析造成偏大的原因可能是

_____________________________________________________________________。

5、叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某兴趣小组对其进行下列研究.

【应用研究】

(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3,迅速分解为Na、N2,

反应方程式为__________________________________________________。

【制备研究】

(2)将金属钠与液态氨反应得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和气体X,该反应的化学方程式为2NaNH3+N2O=NaN3+NaOH+X,实验室检验X气体使用的试纸是湿润________________________________________________________

【Na2CO3质量分数测定】

工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,为测定样品中Na2CO3的质量分数设计如图装置(已知H2SO4溶液与NaN3,反应不生成气体)。

(3)装置A的作用是_________________________________________。

设计的实验步骤为:

①精确称量样品,检查装置气密性;②打开弹簧夹,鼓入空气,称量装置C;③关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞;④再打开弹簧夹,_________________;⑤再次称量装置C。

计算碳酸钠含量至少需要测定__________________________________(填数字)个数据。

根据制备反应,分析工业级NaN3中含有Na2CO3的可能原因______________________________________________。

(用化学方程式表示)

6、某课外活动小组的同学用如图所示装置,对氧化铁粉末(含少量铁粉)样品进行实验.图中铁架台等装置已略去,测定氧化铁的样品的质量分数,请回答有关问题:

(1)课外活动小组的同学在实验操作时,应注意加热前先通一会儿氢气,目的是  ,反应完后,还要继续通氢气到试管冷却,是为了  

(3)实验现象和有关化学方程式如表(H2的化学性质与CO相似):

请完成表格.

实验现象

化学方程式

A中反应产生大量气泡;

A中:

Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑.

B中  粉末逐渐变黑色;

B中:

  

(4)实验数据记录和处理:

经过规范的操作和正确的称量,得到如下两组数据(B中反应完全,C中吸收完全):

反应前

氧化铁完全反应后

①组

B:

玻璃管的质量32.4克氧化铁样品的质量10.0克

B:

玻璃管和管内固体物质的质量40.0克

②组

C:

干燥管和生石灰质量40.O克

C:

干燥管和管内固体物质的质量43.0克

通过计算,同学们发现,用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数不同.你觉得应该选择  组数据.样品中氧化铁的质量分数是  .

(5)问题和讨论:

经过讨论,同学们对装置进行了改进,在  (填2个装置代号)之间增加了一个如图所示的D装置,再次实验后,用得到的两组数据求出的样品中氧化铁的质量分数基本相同.图D装置里的液体是  

7、I.实验室制备氨气,通常用以下两种方法:

①固态氯化铵与氢氧化钙混合加热;②固体氢氧化钠中滴加浓氨水

(1)请写出①相关的化学反应方程,

(2)试分析可以用②制备氨气的原因

II.为了在实验室利用工业原料制备少量氨气,有人设计了如下装置:

(图中夹持装置均已略去。

工业制备氨气的原理:

N2+3H2

2NH3)

 

[实验操作]

①检查实验装置的气密性后,关闭弹簧夹a、b、c、d、e。

在A中加入锌粒,向长颈漏斗注入一定量稀硫酸。

打开弹簧夹c、d、e,则A中有氢气发生。

在F出口处收集氢气并检验其纯度。

②关闭弹簧夹c,取下截去底部的细口瓶C,打开弹簧夹a,将氢气经导管B验纯后点燃,然后立即罩上无底细口瓶C,塞紧瓶塞,如图所示。

氢气继续在瓶内燃烧,几分钟后火焰熄灭。

③然后用酒精灯加热反应管E,待无底细口瓶C内水位下降到液面保持不变时,打开弹簧夹b,无底细口瓶C内气体经D进入反应管E,片刻后F中的溶液变红。

回答下列问题:

(1)检验氢气纯度选择在F出口处进行,是为了

(2)C瓶内水位下降到液面保持不变时,A装置内发生的现象是锌粒与酸脱离,此时C瓶内的气压(填“大于”、“小于”、“等于”)大气压。

C瓶内气体的主要成份是。

8、某自然科学兴趣小组的同学为了测定某不纯氧化铁试样(其中的杂质不参与反应)中氧化铁的质量分数,设计了如下图的实验装置:

试回答下列问题:

(1)A发生装置的优点是

(2)写出C中硬质玻管内发生的化学方程式

(3)称m克不出纯氧化铁试样放入C中硬质玻管内,称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m1克,按上述装置进行实验,经过充分反应后称得U形管和氯化钙干燥剂的质量为m2克,则试样中氧化铁的质量分数为

(4)同学设计的这个实验方案有不完善之处,你的建议是

(5)小明同学为了计算这种大理石中含碳酸钙质量分数,进行了如下定量实验:

请计算出样品中碳酸钙的纯度(Ca-40C-12H-1O-16)

 

9、根据复分解反应发生的条件,并利用给出的部分酸碱盐溶解性的信息,通过如图1所示的实验判断稀硫酸与KOH、Ba(NO3)2、K2SO4、K2CO3能否发生复分解反应:

(1)不能与稀硫酸发生复分解反应的是  ;

(2)试管B中发生的反应可用化学方程式表示为  ;

(3)同学们将实验后的所有物质倒入同一烧杯中,后续实验及现象如图

综合分析有关实验的现象回答:

①无色滤液b一定呈  (选填“酸”、“碱”或“中”)性;

②上述实验所得无色滤液b中有一种溶质可能存在,请你设计实验证明该溶质是否存在,你的实验操作是    

 

10、同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图8所示的实验。

(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学式

(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现是

(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。

(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。

提出问题:

废液中含有哪些物质?

交流讨论:

①一定含有的物质:

碳酸钙、指示剂、水和(写物质名称)。

②还含有能使废液呈碱性的物质。

能使废液呈碱性的物质是什么?

同学们有如下猜想。

小云认为:

只有碳酸钠

小红认为:

只有氢氧化钙

小林认为:

是氢氧化钠和碳酸钠

你认为还可能是(写一种猜想)

实验设计小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。

查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。

请你将小方的实验设计补充完整。

 

实验内容

预计现象

预计结论

取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置。

①有白色沉淀,溶液呈红色。

的猜想正确

②。

 的猜想正确

③。

的猜想正确

反思拓展:

在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑。

11、某实验小组对实验室中A、B、C、D四瓶无色溶液进行鉴别,它们分别是硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、四种物质的一种。

可供使用的实验用品有:

稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、紫色石蕊溶液、硝酸钡溶液、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、试管、胶头滴管。

请利用提供的实验用品,鉴别出四种物质,并完成实验报告:

实验

实验操作

实验现象

实验结论

取四支试管,各取少量的A、B、C、D溶液,分别先滴加紫色石蕊试液

B溶液变红色,D溶液变成蓝色。

A、C溶液都呈色。

B是

D是

另取二支试管,各取少量的A、C溶液,分别先滴入硝酸钡溶液后再滴入稀硝酸溶液。

A是硫酸钠溶液

C是

【发现问题】做完实验②后,该小组在网上查阅资料的时候发现,用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液进行检验SO42-时,亚硫酸根离子(SO32-)的存在干扰了SO42-的检验。

如往亚硫酸钠(Na2SO3)溶液滴加硝酸钡溶液后有沉淀生成,再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀。

【提出问题】若某无色溶液中可能含有硫酸根离子(SO42-)与亚硫酸根离子(SO32-)中的一种或两种,该如何检验?

【查阅资料】亚硫酸钡(Ba2SO3)是无色晶体或白色粉末,微溶于水,在水中是白色沉淀。

中性或碱性条件下NO3-不能和SO32-反应,但在酸性条件下,NO3-能和H+反应相遇时(HNO3)具有强氧化性,易把SO32-氧化生成SO42-。

往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应,生成有刺激性的气体。

【猜想】该无色溶液中含有

(1)SO42-

(2)SO32-(3)。

【实验探究】请你将下列实验填写完整。

实验

实验操作

实验现象

实验结论

取该溶液少量试管E中,加入硝酸钡溶液后再加入稀硝酸酸

有白色沉淀生成

不能确定猜想

一定成立

取该溶液少量试管F中,加入加入稀盐酸,加热

有刺激性气味的气体生成

猜想可能成立

在④所得的溶液中加入足量的

猜想(3)成立

写出亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式:

【得出结论】要鉴别一种离子的存在,必须排除其它离子的干扰,不然会得出错误的结论。

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