2016年中考化学二轮专题复习四-探究性实验(4)定量探究

定量探究1.为了探究碳酸钠和石灰水是否恰好完全反应，某化学兴趣小组将其产物进行过滤，并对滤液进行如下探究。【提出问题】所得滤液的溶质是什么？【作出猜想】猜想Ⅰ：溶质是NaOH、Ca(OH)2猜想Ⅱ：溶质是NaOH、Na2CO3猜想Ⅲ：溶质是________________。你做出猜想Ⅲ的理由是__________________________。【实验过程】实验操作实验现象实验结论①取少量滤液于试管中，滴加过量稀盐酸无气泡产生猜想________不成立②取少量滤液于试管中，滴加________溶液_____________猜想Ⅰ成立。反应的化学方程式是________________________【拓展反思】操作②中通入气体物质______________(写化学式)也可得到相同的结论。【定量研究】称取20g烧碱固体样品(样品中的杂质是碳酸钠)，配成溶液，然后向溶液中加入稀盐酸，产生二氧化碳的量如图所示。试计算样品中氢氧化钠的质量分数(写出计算过程)。第1题图2.(2015盐城)实验室中有一瓶长期使用的氢氧化钠固体样品，某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行探究。【发现问题】该样品中含有哪些物质？【查阅资料】①NaOH在空气中不会转化成NaHCO3。②BaCl2溶液呈中性，Ba(OH)2是可溶性强碱。③CO2在饱和的NaHCO3溶液中几乎不溶解。【提出猜想】猜想Ⅰ：NaOH；猜想Ⅱ：Na2CO3;猜想Ⅲ：NaOH和Na2CO3【设计实验】【收集证据】(1)若现象A是有气泡产生，则X溶液为__________，则________(填“猜想Ⅰ”、“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)不成立。(2)若X溶液为BaCl2溶液，现象A是有白色沉淀生成，则产生该沉淀的化学方程式为____________________________。取反应后的上层清液，测定其pH，当pH________7(填“”、“”或“＝”)，则证明猜想Ⅲ成立。【定量分析】确定部分变质样品中Na2CO3的质量分数。兴趣小组的同学用如图所示装置进行实验。步骤如下：①按图连接好装置，并检查气密性；②准确称取该样品1.0g，放入烧瓶内；③打开活塞，滴加30.0%的稀硫酸至过量，关闭活塞；④反应结束后，量筒内液体读数为55.0mL。(已知：室温条件下，CO2的密度约为1.6g·L－1)第2题图(1)B装置集气瓶内原有的空气对实验结果________(填“有”或“没有”)影响。饱和碳酸氢钠溶液如果用水代替，则所测CO2的体积________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)，理由是________________________________________________。(2)计算该固体样品中Na2CO3的质量分数。(写出计算过程，计算结果保留一位小数)【实验反思】有同学提出，上述三种猜想并不全面。请再提出一种合理猜想________________________________________________________________________。3.(2015武汉)有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水。草酸晶体(H2C2O4·xH2O)在常温下是一种无色透明晶体。草酸晶体受热时分解的化学方程式为：H2C2O4·xH2O=====△(x＋1)H2O＋CO2↑＋CO↑某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数。(图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A、B中的试剂足量，注射器量程足够)第3题图Ⅰ.测量装置A、B的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；Ⅱ.取质量为m的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；Ⅲ.测量并记录装置A增加的质量为a，装置B增加的质量为b，装置C读数为V；Ⅳ.甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数。请回答下列问题：(1)装置A中盛放的液体是____________，装置B的作用是________________________；装置C的作用之一是测量__________________的体积。(2)乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性进行反思与评价，认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果________________(填“偏小”或“偏大”)。(3)甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为______________(用代数式表示)。4.(2015贵港)某兴趣小组先往甲、乙试管中各加入2mL10%的CuSO4溶液，再往甲试管中加入5mL、乙试管中滴入2滴10%的NaOH溶液，观察到甲试管中有蓝色沉淀生成，乙试管中有浅绿色沉淀生成。【实验讨论】得到的蓝色沉淀一定是氢氧化铜，写出反应的化学方程式：________________________________________________________________________。那么浅绿色沉淀是什么呢？【查阅资料】(1)NaOH溶液和CuSO4溶液反应可生成碱式硫酸铜，它是浅绿色固体，受热会分解。(2)碱式硫酸铜有多种可能的组成，如Cu2(OH)2SO4、Cu3(OH)4SO4或Cu4(OH)6SO4，它们的相对分子质量分别为：258、356、454。(3)SO2气体能使酸性高锰酸钾溶液褪色。【实验探究】该小组对碱式硫酸铜产生了兴趣，想探究碱式硫酸铜受热分解的产物。【实验设计】取少量碱式硫酸铜加入试管中并按以下流程进行实验：,第4题图)实验结束后，试管中残留有黑色固体，滴入稀硫酸黑色固体溶解，溶液呈蓝色，证明黑色固体是CuO；B中无水CuSO4变蓝色，证明有水生成；C中___________________________证明生成SO2；D中气体能使带火星的木条复燃，证明生成O2。【实验反思】(1)当NaOH溶液和CuSO4溶液反应时，只要控制CuSO4溶液的量一定，NaOH溶液________(填“过量”或“不足”)时就能生成浅绿色沉淀，此实验利用的科学方法是____________(填“控制变量法”或“对比观察法”)。(2)碱式硫酸铜可表示为：aCu(OH)2·bCuSO4，则Cu4(OH)6SO4还可表示为：__________________。【拓展延伸】(1)当反应物的量不同，产物可能不同，试另举一个例子：____________________________。(2)为了确定所得浅绿色沉淀的组成，再进行后续实验，取8.9g碱式硫酸铜放入试管中加热，充分反应后生成了0.9g水，通过计算确定所得浅绿色沉淀的化学式为_________。5.(2013连云港)某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。,（第5题图)【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验(操作规范)。装置A中发生反应的化学方程式为________________________，洗气瓶B中浓硫酸的作用为____________________。【实验探究】当玻璃管中固体由黑色变为红色时，实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为________，而由水的化学式算得H、O元素的质量比为________。【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是_______________________________________(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到稀硫酸中了，发现除了有红色固体b以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成，Cu2O也能被还原成Cu；②Cu2O固体是红色的，它与稀硫酸的反应为：Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O。【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。【分析交流】红色固体a中含有Cu2O是否会影响水组成的测定结果________(填“影响”或“不影响”)。【提出猜想】针对红色固体a的成分，小组同学提出猜想①是：Cu2O和Cu；猜想②是：________________________________________________________________________。【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体a和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量______________________________________的质量。【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。【定量分析】小组同学再次实验，他们开始称取质量为3.6g的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g。假如3.6g红色固体a都是Cu2O，请你计算出生成铜的质量(利用Cu2O＋H2SO4===CuSO4＋Cu＋H2O进行计算，写出计算过程)；然后，通过与实际得到的固体2g进行比较，判断猜想________成立(填“①”或“②”)。6.(2013扬州)某研究小组欲检验草酸晶体样品分解产物并测定其质量分数(假设杂质不参与反应)。草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的部分理化性质见表1。表1草酸晶体的部分理化性质熔点沸点热稳定性与碱反应101℃～102℃150℃～160℃升华100.1℃失去结晶水，175℃分解成CO2、CO、H2O与Ca(OH)2反应产生白色沉淀(CaC2O4)(1)加热分解草酸晶体最适宜的装置是________(填字母序号)。第6题图1(2)以下是验证热分解产物中含CO、CO2的装置。第6题图2①仪器a和b的名称分别是________和________；②证明存在CO2的现象是______________，证明存在CO的现象是__________________，D中反应的化学方程式是_______________________________________________________;③装置A的作用是____________________________，气囊的作用是________________。(3)为测定样品中草酸晶体的质量分数，设计如下两种方案。①称一定量样品用上图装置进行实验，测得装置D反应前后的质量差，由此计算出的实验结果比实际值明显偏低，排除仪器和操作的因素，其原因可能有：CO未完全反应、________________；②称取8.75g草酸晶体样品配制50.00g溶液，取10.00g溶液加适量的稀硫酸，然后滴加25.00g3.16%KMnO4溶液，恰好反应完全。(已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O)则：KMnO4溶液显________色，25.00g3.16%KMnO4溶液中KMnO4的质量________g。请计算样品中H2C2O4·2H2O的质量分数。[写出计算过程，Mr(H2C2O4)＝90，Mr(H2C2O4·2H2O)＝126，Mr(KMnO4)＝158]针对训练（答案）1.【作出猜想】NaOH二者恰好完全反应【实验过程】①Ⅱ②Na2CO3有白色沉淀生成Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH【拓展反思】CO2【定量研究】解：设反应消耗杂质碳酸钠的质量为xNa2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑10644x4.4g10