化学实验探究综合探究题.docx

化学实验探究综合探究题.docx

《化学实验探究综合探究题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学实验探究综合探究题.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学实验探究综合探究题

1．由于大量使用一次性塑料方便袋造成的“白色污染”，已成为一个严重的社会问题。

某科学研究小组的同学欲对某种塑料的组成进行分析探究（资料显示该塑料只有C、H两种元素），他们设计了如图所示的实验装置。

目的是通过测量有关数据，推算塑料组成元素的含量。

图中字母A至G均表示装置编号。

靖根据实验装置，回答下列问题：

（1）由于发生装置A制取的氧气中混有CO2和水蒸气，为使D装置中塑料试样在纯氧中燃烧，装置C中盛放的试剂应该是；

（2）E、F装置是气体的吸收装置，该处的设计有不正确的地方，如何改进．理由是；

（3）碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙，则装置连接正确时G装置的作用是。

2．由于大量使用一次性塑料方便袋而造成的“白色污染”已成为一个严重的社会问题。

某化学研究小组的同学对某种塑料袋的组成进行分析研究（资料显示该塑料只含C、H两种元素）。

他们设计了图18所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中完全燃烧，观察实验现象、分析有关数据、推算元素含量。

（1）实验装置中有一处明显错误，请写出改正方法.

（2）装置A中反应的化学方程式为.

（3）装置E中的现象是，装置F的作用是

（4）若装置C的玻璃管中放入的塑料试样质量为5.9g，塑料试样充分燃烧后，装置D增重7.2g，则该塑料试样中含氢元素的质量为g；假设塑料的组成为CxHy，则装置C的玻璃管中反应的化学方程式为（化学计量数用含x、y的代数式表示，且可以是分数）

（5）若装置中没有连接装置B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果（填“偏小”、“偏大”或“无影响”）

（6）若此塑料为聚氯乙烯则生成物中会有_____检验此物质应在____和____之间加_________

3．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

_______________________________________。

4．过碳酸钠（Na2CO4）在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用，某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。

【实验目的】测定过碳酸钠样品（含有的杂质不溶于水且不与酸反应）的纯度。

【实验原理】2Na2CO4+4HCl=====4NaCl+2CO2↑+O2↑+2H2O

【实验装置】

【交流与讨论】

Ⅰ．甲同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。

（1）装置②的作用是：

；

（2）装置③的作用是：

；

（3）称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后，收集到的氧气的体积为0.25L（已知该实验条件下氧气的密度为1.28g/L），则称取的样品质量应大于g；

Ⅱ．乙同学认为测定产物中CO2的质量（即反应前后装置②的质量差）就可测定样品的纯度。

但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度，结果会偏高，你认为原因可能是；（填序号）

A．浓盐酸易挥发，产生的氯化氢气体被装置②吸收

B．二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收

C．装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收

Ⅲ．丙同学提出了一种新方案，得到了大家的一致认可：

称取样品12.5g，滴加足量浓盐酸至样品反应完全，再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干，称得氯化钠固体11.7g。

则该样品的纯度为。

5．某无色气体中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或几种，现将该气体依次通过下图所示装置，观察到：

①A．装置内未见有浑浊出现；②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝）；最终收集到一定量干燥气体（假设每步反应都是完全的）。

请回答下列问题：

（1）由①可知原混合气体中肯定不含_________；

（2）由②可知原混合气体中一定含有__________；

（3）最终收集到的气体是_____________；

（4）实验过程中记录的实验数据如下：

D装置总质量

E、F装置总质量

反应前

156.6g

356.8g

反应后

158.4g

359.0g

则该气体的成分为：

__________________。

6．某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为83.4g；③准确称得6g纯碱样品放入容器b中；④打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑤打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为85.6g。

试回答：

（1）鼓入空气的目的是　　　　，装置A中试剂X应选用　　　　；

（2）若没有C装置，则会导致测定结果　　▲　　（填“偏大”或“偏小”）；

（3）E装置的作用是　　　　　　　　　　；

（4）根据实验中测得的有关数据，计算出纯碱样品Na2CO3的质量分数为　　　　（计算结果保留一位小数）。

7．某纯碱样品中含有少量氯化钠杂质，现用下图所示装置来测定纯碱样品中碳酸钠的质量分数（铁架台、铁夹等在图中均已略去）。

实验步骤如下：

①按图连接装置，并检查气密性；②准确称得盛有碱石灰（固体氢氧化钠和生石灰的混合物）的干燥管D的质量为A克；③准确称得B克纯碱样品放入容器b中；④连接装置；⑤打开分液漏斗a的旋塞，缓缓滴入稀硫酸，至不再产生气泡为止；⑥打开弹簧夹，往试管A中缓缓鼓入空气数分钟，然后称得干燥管D的总质量为C克。

试回答：

（1）若⑤⑥两步的实验操作太快，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；

（2）步骤⑥的目的是，装置A中试剂可选用；

（3）若没有C装置，则会导致测定结果（填“偏大”或“偏小”）；

（4）E装置的作用是；

（5）某同学认为此实验还缺少一个步骤，会影响实验结果。

你认为缺少的步骤是。

增加这步骤的目的是。

8．已知某纯碱试样中含有杂质氯化钠为测定试样中纯碱的质量分数，可用下图装置进行实验。

主要步骤如下，请填空：

①按图组装仪器，并检查__________________；②将10g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液；③称量盛有碱石灰的U形管的质量为300g；④从分液漏斗中滴入20%的稀硫酸，直到____________为止，写出反应的化学方程式__________________________；⑤从导管A处缓缓鼓入一定量的空气；⑥再次称量盛有碱石灰的U形管的质量；⑦重复⑤和⑥的操作，直到U形管的质量基本不变，测得质量为303.3g。

回答下列问题：

（1）装置中浓硫酸的作用是___________________________________。

（2）步骤⑤的目的是_________________________________________。

（3）试样中纯碱的质量分数为_________________________________。

（4）分液漏斗中的稀H2SO4不能换成浓盐酸，理由是______________________________。

（5）若用生成沉淀的方法来测定试样中纯碱的质量分数，应选用的试剂是____________。

9．小明暑假里去北京旅游，发现他所住宾馆的电热水壶里有很多水垢。

水壶的水烧开后，水面还漂着一层白色的东西。

他设法取了一些水垢，准备回校后与同学小军一起做进一步的探究。

【研究课题】探究水壶底部水垢的主要成分，并通过实验测定某主要成分的含量。

【查阅资料】小明通过查阅资料知道，天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO

等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢（主要成分为碳酸盐、碱等混合物）。

同时，他还查阅到有关物质的溶解性：

物质

Ca（HCO3）2

Mg（HCO3）2

Ca（OH）2

Mg（OH）2

CaCO3

MgCO3

溶解性

可溶

可溶

微溶

不溶

不溶

微溶

【提出猜想】

（1）水垢的主要成分一定含有Mg（OH）2和，可能含有Ca（OH）2和。

【设计方案】

（2）小明同学在烧杯中放入少量研碎的水垢，加入适量蒸馏水，充分搅拌后，取适量上层清液于试管中，再，没有白色沉淀产生，说明水垢中无Ca（OH）2。

（3）小军设计了如图甲所示的实验装置，测定水垢中碳酸盐的含量。

实验步骤如下：

①按图甲组装仪器，将50克水垢试样放入锥形瓶中，加入足量的某酸溶液。

该实验中检查装置的气密性的操作应在加入样品（选填“前”或“后”）进行。

小军所加的酸是。

②测量5分钟内干燥管内物质增加的质量，（如图乙所示），从图乙看出，第3.5分钟～第5分钟，干燥管内物质增加的质量都是16.5g，这说明。

假设该水垢只含一种碳酸盐，则该水垢中含该种碳酸盐的质量分数为。

（4）小明觉得小军测得的该水垢中含该种碳酸盐的质量分数与实际的含量相比会偏低，为减小实验误差，你采取的措施是。

10．某校化学小组对热水壶底部水垢的主要成分进行了如下探究，请完成以下活动，并回答相关问题。

【查阅资料】天然水中含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子，在加热条件下，这些离子趋于生成溶解度更小的物质——水垢（主要成分为碳酸盐和碱）。

有关物质的溶解性见下表：

部分钙、镁化合物的溶解性表（20℃）

【提出猜想】水垢的主要成分中一定含有__________和__________（填化学式），可能含有Ca（OH）2和MgCO3。

【设计方案】实验1：

确定水垢中是否含Ca（OH）2和CaCO3。

实验步骤

实验现象

结论

在少量研碎的水垢中加入适量的蒸馏水充分搅拌，过滤，在滤液中加入

溶液

没有白色沉淀产生

_________________

_________________

实验2：

确定水垢中是否含MgCO3。

利用下列实验装置，完成实验2探究。

其主要实验步骤如下：

称量D、E装置的总质量为600.00g，按上图组装后，将2.50g水垢试样放入锥形瓶中，加入足量稀盐酸，待锥形瓶中不再产生气泡时，打开止水夹K，从导管a处缓缓鼓入空气，一段时间后称量装置D、E的总质量为601.25g（碱石灰的主要成分为CaO和NaOH，不考虑装置内空气对实验的影响）。

【实验讨论】

（1）加入样品前还应________，装置B中盛放稀盐酸的仪器名称为_________，装置C的作用是__________，反应结束后打开止水夹K，缓缓鼓入空气的目的是__________，装置A的作用是__________，A、B装置之间__________（填“需要”或“不需要”）设置干燥装置，理由是__________。

（2）装置B中生成气体的化学方程式为__________（只要求写一种），装置D中的化学方程式为____________________。

（3）装置B中生成CO2的质量为__________g。

通过计算说明水垢中__________（填序号）含MgCO3。

A．一定B．一定不C．可能D．无法确定

计算过程：

（已知物质的相对分子质量：

CaCO3—100MgCO3—84）

实验3：

确定水垢中是否含有Mg（OH）2。

另取质量为2.50g的水垢，加入3.65％的稀盐酸与之反应，测得消耗稀盐酸wg。

结合以上实验结论，判断w的值满足__________条件时，水垢中一定含有Mg（OH）2。

（请通过计算说明）

11．某种大理石除主要成分为CaCO3外，还有少量的硫化物。

某同学用这种大理石和稀盐酸反应，分别开展以下探究：

查阅资料一：

已知碳酸钙与盐酸的复分解反应可自发进行。

在常温下，测得浓度均为a%的下列四种溶液的pH大小情况：

资料二：

常见

干燥剂有①五氧化二磷②无水氯化钙③碱石灰④生石灰

请你参与探究并回答相关问题。

（1）表中pH大小情况揭示出复分解反应的一条规律：

较强酸发生类似反应可以生成较弱酸。

下列反应均能发生，其中不符合该规律的是▲

（填字母）

A．HCl+NaHCO3===NaCl+H2O+CO2↑

B．2HCl+CaS===CaCl2+H2S↑

C．H2S+CuSO4===H2SO4+CuS↓

（2）为了得到纯净的二氧化碳，设计了如图装置，请你分析：

a.制备的CO2气体中，可能含有的杂质是______；

b.上述装置中，A是CuSO4溶液，NaHCO3溶液可以吸收______；

c.上述装置中，B物质的名称不可能是__；用这个实验得到的气体测定CO2的相对分子质量，如果B物质失效，测定结果__（填"偏高"、"偏低"或"不受影响"）；

12．CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料。

某种大理石除主要成分为CaCO3外，还有少量的硫化物。

小茜和小明同学用这种大理石和稀盐酸反应，分别开展以下探究，请你参与探究并回答相关问题。

【查阅资料】

资料一:

已知复分解反应CaCO3+2HCI=CO2↑+H2O+CaCl2可自发进行。

在常温下，测得浓度均为a%的下列六种溶液的pH大小情况:

表中pH大小情况揭示出复分解反应的一条规律，即较强酸发生类似反应可以生成较弱酸。

下列反应均能发生，其中不符合该规律的是_________（填字母）

资料二:

常见干燥剂有①浓硫酸②元水氯化钙③碱石灰④生石灰⑤五氧化二磷

【实验探究】

小茜同学为了得到纯净的二氧化碳，设计了如下装置，请你分析:

（1）制备的CO2气体中，可能含有的杂质是___________________;

（2）上述装置中，A是______________溶液，NaHCO3溶液可以吸收______________;

（3）上述装置中，B物质的名称可能是__________________;

（4）用这个实验得到的气体测定CO2的相对分子质量，如果B物质失效，测定结果____________（填"偏高"、"偏低"或"不受影响"）;

（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:

小明同学通过分析计算，得出结论:

该实验中生成的二氧化碳的质量是4.4g。

大理石样品纯度为83.3%。

请你评价他的结论是否正确______________（填"正确"或"错误"），并简述理由______________________________________________________.

13．过氧化钠（化学式为Na2O2）可用在呼吸面具中作为氧气来源。

Na2O2能跟CO2反应生成O2和另一种固体化合物（用X表示）；它也能跟H2O反应生成O2，化学方程式为:

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。

以下是某兴趣小组进行的探究活动。

（1）利用如下图所示实验装置制取氧气，请回答有关问题。

实验室制取CO2的化学方程式为。

②表明CO2未被Na2O2完全吸收的实验现象为。

③O2可采用D装置收集，并用带火星的木条检验，这是利用了O2的哪些性质？

④若A装置产生的CO2中混有水蒸气，要检验干燥的CO2能否与Na2O2反应生成O2，以上实验装置应如何改进?

（2）为探究X是哪种物质及其有关性质，同学们进行了如下分析和实验。

①有同学猜想X可能是酸、碱或盐中的一种。

通过对物质组成的分析，大家一致认为X肯定不是酸和碱，理由是。

②同学们通过讨论和实验证明了X是Na2CO3。

以下是他们设计的有关Na2CO3性质的探究实验，请根据卷首资料提供的信息，将下表填写完整。

实验操作

现象

有关的化学方程式

实验一：

取少量固体样品，

澄清石灰水变浑浊

Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑

CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

实验二：

取少量固体样品，

加水配成溶液，滴加适量

的溶液

有白色沉淀产生

（3）7.8g过氧化钠与足量的水反应，生成氧气的质量是多少?

若反应后得到了40g氢氧化钠溶液，请计算氢氧化钠溶液中溶质的质量分数。

14．用下图所示装置，对铜粉（含炭）样品进行实验。

图中铁架台等装置已略去。

请你帮助他们完成下列实验报告。

（1）实验目的：

。

（2）实验用品：

仪器：

天平、分液漏斗、锥形瓶、硬质玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶等。

药品：

红褐色（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰（固体氢氧化钠和氧化钙的混合物）、浓硫酸等。

（3）实验内容：

实验步骤

实验现象

有关化学方程式

在C中加入样品粉末Wg，D中装入药品后并称量为m1g，连接好仪器。

打开A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液。

①

②

对C进行加热。

当C中药品充分反应后，关闭A的活塞，停止加热。

2Cu+O2

2CuO

C+O2

CO2

冷却后，称量D的质量为m2g。

（4）计算：

样品中铜的质量分数＝▲（用含Ｗ、m1、m2的代数式表示）

（5）问题和讨论：

实验完成后，老师评议说：

按上述实验设计，即使C中反应完全，D中吸收完全，也不会得出正确的结果。

经讨论，有同学提出在B与C之间加入一个装置。

再次实验后，得到了较正确的结果。

那么，原来实验所测得的铜的质量分数偏小的原因可能是。

在B与C之间加入的装置可以是，其中盛放的药品是。

15．2011年2月13日多家电视台纷纷播放了一段“鞭炮扔进排污管，窨井盖被炸飞”的视频，这引起某兴趣小组同学的思考。

【提出问题】：

排污管里究竟有哪些气体？

【查阅资料】：

Ⅰ：

排污管排放的污水中的有机物在一定条件下发酵可能会产生CO、CO2、H2S、CH4等气体Ⅱ：

H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀。

【作出猜想】：

已知排污管里气体至少含有上述气体中的三种成分，他们的猜想如下：

猜想一：

有CO、CO2、H2S；猜想二：

有CO、CO2、CH4；猜想三：

有CO、H2S、CH4；

猜想四：

有CO、CO2、H2S、CH4；猜想五……

【实验验证】：

兴趣小组同学通过如下的实验探究排污管里气体的成分。

（1）①你作出的猜想五是；②你认为简单而可行的收集排污道中气体的方法是_。

（2）兴趣小组同学共同设计了如图所示的装置并进行探究（夹持仪器已省略）。

①装置C中NaOH溶液的作用是_；如果装置A有明显变化，则猜想_不成立；如果装置B有明显变化，则猜想不成立。

②如果猜想一是正确的，则装置A中的现象是，装置B中的现象是澄清石灰水变浑浊；同时还要验证气体燃烧后的产物，其操作方法是迅速把烧杯倒过来，向烧杯内加入（填物质名称）后振荡。

③如果要验证排污管中的气体是否有CH4，如图所示的装置有不足之处，还需要加一个干燥装置，该装置应放置在两装置之间（用字母表示）。

16．某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中，发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生，生成的气体是什么呢？

【提出猜想】从物质组成的元素角度分析，产生的气体可能是HCl、Cl2、O2、H2。

【查阅资料】25℃时：

HCl气体在水中的溶解度是500，极易溶于水；Cl2在水中的溶解度约是2，易溶于水，它能与NaOH溶液发生化学反应。

【讨论分析】依据猜想和资料，实验小组的同学进行了如下讨论：

（1）甲同学根据资料推理得出产生的气体不可能是。

（2）乙同学认为是O2，则检验O2的方法是

。

（3）丙同学认为是Cl2，则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中，称量通气前后洗气瓶的质量进行检验。

Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式是：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+X，则X的化学式是。

【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的试验方案，排除和验证猜想的气体。

①如果产生的气体是O2和H2，你认为装置C中存在的安全隐患是

。

②丁同学认为：

为确保安全，实验前应先收集一试管气体，用拇指，若没有听到，方可采用上面的装置进行实验。

【验证实验】经丁同学确认安全后，小组同学首先对装置A进行称量，再将收集到的干燥的气体从a处通入，过一会儿点燃C处的酒精灯，过一段时间后，发现表面含CuO的铜网变为光亮的红色；停止通气，再称量装置A，发现质量无增减。

【实验结论】铁钉与氯化铜溶液反应时，产生的气体是。

【实验反思】

（1）装置B中浓H2SO4起作用。

（2）由上述实验可以推出氯化铜溶液显（填“酸性”、“碱性”或“中性”）

17．某化学兴趣小组在甲、乙两个充满O2的密闭容器中各加入一定量的碳粉，在高温条件下使某充分反应，待反应结束后，两个容器中的碳粉都已完全消失。

该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究：

（1）小红同学对甲容器中气体的组成提出如下四种猜想：

①只有CO②只有CO2③只有O2④CO和O2的混合气体

（2）小明同学认为甲容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体，为了验证自己的猜想，他准备按下图所示装置进行探究。

请你回答下列问题：

①装置B中浓硫酸的作用是____________________________________________

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C玻璃管中的实验现象是_________，反应的化学方程式是_________。

（3）小芳同学对乙容器中气体的组成提出了除上述猜想外的另一种合理猜想，她的猜想是__________，于是她设计了下列实验方案验证其猜想：

[步骤1]先加热装有铜丝网的玻璃管一段时间后，再通入乙中的气体，观察现象。

[步骤2]将乙中的气体通入澄清石灰水中，观察现象。

指导老师在分析其实验方案后，指出了其中存在的错误或不足。

1步骤1应先通入乙中气体一段时间后方可加热，你认为这样修改的原因是____________

2有必要进行步骤2的实验，其理由是_____________________________________