專題09 化學實驗探究（原卷版）

專題09化學實驗探究考情分析浙江省2023年本專題考察主要基本實驗儀器的使用，氣體的檢驗，酸堿鹽性質的探究，氣體的制取，實驗設計，2024年統(tǒng)一考試后也是考試的主要方向氣體制取實驗??物質的制備與性質??化學實驗設計???考向1氣體制取實驗化學實驗小組同學利用以下實驗裝置制備氨氣，并探究氨氣的性質（部分儀器已略去）。實驗室制備氨氣的化學方程式為2NH（1）已知氨氣密度小于空氣，用裝置B收集氨氣時，應選擇氨氣的進氣口是（選填“a”或“b”）。（2）打開裝置C中的止水夾，擠壓膠頭滴管，若觀察到燒瓶內(nèi)產(chǎn)生了紅色噴泉，則說明氨氣具有的物理性質是。歸納與演繹是重要的科學方法，也是常用的科學學習方法。實驗室制取氣體的發(fā)生裝置和收集裝置如圖所示。（1）我們已經(jīng)學過實驗室制取O2、H2、CO2三種氣體的反應原理、制取與收集方法，請你歸納出實驗室制取這三種氣體的反應的共同點是（填字母，可多選）。A．需要加熱B．需用催化劑C．沒有氣體參加反應D．生成的氣體只有一種（2）某同學選用氯酸鉀晶體和二氧化錳混合制氧氣，請寫出發(fā)生反應的化學方程式：。該同學選擇上述A裝置作為制氧氣的發(fā)生裝置，他選擇的理由是。呼吸面具和潛水艇中可用過氧化鈉（Na2O2）作為供氧劑。為了探究其反應原理，小明設計了如圖實驗裝置，同時也查閱了相關資料。資料一：過氧化鈉與二氧化碳和水都能發(fā)生反應，且都放出熱量?；瘜W方程式分別為：2Na2O2+2CO2＝2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O＝4NaOH+O2↑。資料二：氫氧化鈣的溶解度隨著溫度的升高而降低。請根據(jù)實驗裝置等信息分析完成下列問題。（1）注射器的作用類似于（選填“長頸漏斗”或“分液漏斗”）。（2）為了證明過氧化鈉與二氧化碳反應是否產(chǎn)生氧氣，請在F處增加一個實驗操作：。（3）實驗裝置C中無水硫酸銅的作用是。（4）實驗過程中發(fā)現(xiàn)D裝置中的澄清石灰水變渾濁，其原因是?？枷?物質的制備與性質證據(jù)是科學探究中獲得結論的最重要的依據(jù)，讓我們一起經(jīng)歷一次尋找證據(jù)的旅程吧?！緦嶒災康摹恐迫〖儍舻牧蛩徜^【反應原理】Na2SO4+Ba（NO3）2＝BaSO4↓+2NaNO3【實驗步驟】取適量的硫酸鈉和硝酸鋇溶液反應，過濾、洗滌、干燥得到純凈的硫酸鋇。（1）實驗中，能直接觀察到說明硫酸鈉和硝酸鋇溶液發(fā)生化學反應的證據(jù)是：。（2）判斷任一反應物是否完全反應的證據(jù)可按如下方法獲?。翰孪敕桨缸C據(jù)結論硝酸鋇可能已完全反應取少量濾液，加入稀硫酸溶液，觀察現(xiàn)象無白色沉淀生成硝酸鋇已完全反應硫酸鈉可能已完全反應硫酸鈉未完全反應（3）如果實驗證明硝酸鋇已經(jīng)反應完全，要尋找硫酸鋇已純凈的證據(jù)，我們可以從證明實驗制得的硫酸鋇中沒有（填化學式）來設計實驗方案。小明在冬天輸液時發(fā)現(xiàn)護士在輸液管上加了一個如圖所示的裝置，護士告訴他這是一次性輸液加熱棒，可以消除藥液溫度與體溫的差異。加熱棒里的成分到底是什么呢？科學研究小組通過上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn)：一次性輸液加熱棒內(nèi)的主要成分是還原性鐵粉、炭粉和氯化鈉等物質。該加熱棒內(nèi)是否真的含有這幾種物質呢？科學研究小組設計了如下實驗：（1）探究加熱棒內(nèi)是否含有氯化鈉①將加熱棒內(nèi)的物質放入燒杯中，加入足量的水充分溶解、過濾，得到濾渣和濾液。②取適量濾液于試管中，滴加適量的硝酸鋇溶液和稀硝酸，無明顯現(xiàn)象，（填寫正確的實驗操作及現(xiàn)象），證明濾液中含有Cl﹣。在老師的指導下通過進一步的實驗證明濾液中還含有Na+，從而確定含有氯化鈉。（2）探究加熱棒內(nèi)是否含有鐵粉小明用磁鐵靠近濾渣，發(fā)現(xiàn)部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物質也有可能是四氧化三鐵。小明通過如圖裝置探究黑色物質是否含有四氧化三鐵，該物質鑒定的原理是：Fe3O4+4H2高溫ˉ3Fe+4H2O當觀察到這一現(xiàn)象時，排除了四氧化三鐵存在的可能性。小英同學認為這還不能確定鐵粉的存在，因為除了四氧化三鐵外，鈷粉、鎳粉也是能被磁鐵吸引的黑色粉末。研究小組的同學在查閱資料的基礎上，進行如下實驗：取適量被吸引的黑色物質于試管中，加入足量的稀鹽酸，充分反應后，向試管中加入足量的過氧化氫溶液（能將Fe2+轉化為Fe3+），然后滴加硫氰化鉀溶液。溶液變?yōu)檠t色，證明溶液中有Fe3+，得出加熱棒中含有鐵粉這一結論。（3）探究加熱棒內(nèi)是否含有炭粉點燃不能被吸引的黑色粉末，并將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水，石灰水變渾濁，得出加熱棒內(nèi)含有炭粉這一結論。請寫出此操作過程中確認炭粉存在的化學方程式：。綜合上述實驗，小明驗證了加熱棒內(nèi)的主要成分。加熱棒為什么能夠起到加熱作用呢？小明還將進一步探究?？枷?化學實驗設計為探究鹽酸的化學性質，某化學小組做了如下實驗：（1）A試管中的實驗現(xiàn)象為。（2）將反應后D、E試管中的廢液倒入一個潔凈的燒杯中，觀察到燒杯中先有氣泡產(chǎn)生，后有白色沉淀出現(xiàn)。將燒杯中的混合物過濾，得到白色沉淀和無色濾液。同學們對濾液中溶質成分進行探究：【提出問題】濾液中溶質的成分是什么？【作出猜想】猜想一：NaCl猜想二：NaCl和CaCl2猜想三：猜想四：NaCl、Ca（OH）2和HCl同學們馬上否定了猜想四，請問他們否定的理由是什么？（3）【設計實驗】請完成實驗報告。實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗結論取少量濾液于試管中，滴加適量的碳酸鈉溶液。猜想二不成立取少量濾液于試管中，滴加（填名稱）。產(chǎn)生氣泡猜想三成立（4）【遷移拓展】稀鹽酸、稀硫酸有一些相似的化學性質，是因為在不同的酸溶液中都含有。甲同學為了區(qū)別氫氧化鈉和氫氧化鈣溶液，設計如圖的四組實驗方案。（1）其中能達到實驗目的的是。（2）在D組實驗中發(fā)生的化學方程式為、。（3）實驗結束后，甲同學將A、C組四支試管中的溶液倒入同一容器中。①甲同學看到容器中產(chǎn)生渾濁，該現(xiàn)象說明有物質生成。（填化學式）②甲同學將上述混合物靜置一段時間分層，再向上層清液中滴入酚酞后溶液呈紅色，說明溶液呈堿性。使溶液呈堿性的物質是什么呢？甲同學進一步推測：溶液中呈堿性的物質可能是碳酸鈉、氫氧化鈣和三種物質中的一種或兩種。③為了驗證推測，甲同學查閱資料，獲悉氯化鋇溶液呈中性，并設計如下實驗加以驗證。請根據(jù)要求完成下列空白。實驗內(nèi)容預測現(xiàn)象結論取少量容器中的上層溶液于試管中，加入過量的氯化鋇溶液，靜置Ⅰ、若有白色沉淀生成，溶液呈無色呈堿性的物質是碳酸鈉Ⅱ、若無沉淀生成，溶液呈紅色呈堿性的物質是氫氧化鈣Ⅲ、若有白色沉淀生成，溶液呈紅色。④乙同學認為甲同學第Ⅱ步驗證的結論不嚴密，原因是。

如圖所示，依次進行下列實驗：①在止水夾K1、K2處于關閉狀態(tài)時，將針筒A中溶液擠入試管B中；②打K1，發(fā)現(xiàn)D中的部分溶液被吸入試管B中，充分反應后，試管B留下的溶液顯紅色；③打開止水夾K2，風哨振動鳴叫，C中的部分溶液被吸入B和D中，反應后B、D中溶液都變?yōu)闊o色。請根據(jù)實驗回答下列問題：（1）步驟②中，充分反應后B中的CO2最終轉化為（填化學式）和水。（2）解釋步驟③中“風哨振動鳴叫”的原因。（3）實驗開始時C、D中兩種溶液中溶質質量分數(shù)大小關系為：a%b%（選填“＞”、“＝”、“＜”）。某農(nóng)場有一袋標簽已脫落的化肥，只知道它是NH4Cl、（NH4）2SO4、NH4HCO3中的一種。請通過以下實驗確定它是哪種化肥？實驗步驟實驗現(xiàn)象及結論（1）若沒有氣泡產(chǎn)生，則該化肥一定不是NH4HCO3（2）在步驟（1）的試管中再滴入足量溶液若，則該化肥是NH4Cl若，則該化肥是（NH4）2SO4研究小組同學在完成“酸的性質”實驗①②后，將①②實驗后試管中的物質全部倒入廢液缸③中，結果出現(xiàn)了不同現(xiàn)象，部分小組同學的實驗現(xiàn)象記錄如下表。組別廢液缸中現(xiàn)象現(xiàn)象解釋第1小組無沉淀、有氣泡產(chǎn)生第2小組無沉淀、無氣泡產(chǎn)生第3小組………【原理分析】小組同學在老師指導下討論后認為：任何一個化學反應，反應物的用量不同，反應后物質的組成成分就會不同，這是最終導致各組廢液缸中出現(xiàn)不同現(xiàn)象的原因?！窘涣饔懻摗浚?）為分析第1小組廢液缸中溶液的溶質成分，用玻璃棒蘸取溶液測得pH＝3，則該小組廢液中的溶質組成成分為（寫化學式）；（2）第2小組廢液缸中無沉淀、無氣泡產(chǎn)生，從反應物用量的角度分析實驗①②，可以得出該小組實驗②中反應物鹽酸的用量應該是；（3）如果其他小組實驗所用反應物用量都不一樣，除了上面第1、2小組出現(xiàn)的現(xiàn)象外，還會出現(xiàn)的兩種現(xiàn)象是①；②。三瓶遺失標簽的無色溶液分別是鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣，為鑒別這三瓶溶液進行如下實驗。（1）①氣體a的名稱是。②如果只用一種試劑來鑒別三種溶液，可選用的試劑是。（2）若遺失標簽的是氫氧化鈣、碳酸鈉、鹽酸三瓶溶液，鑒別時不需外加任何試劑，只需將其中的溶液①分別滴加到另外兩種溶液②、③中，若實驗現(xiàn)象是：一個有氣泡，一個無明顯現(xiàn)象，則①是。S2Cl2是一種金黃色易揮發(fā)的液體（熔點：﹣76℃，沸點：138℃），易與水發(fā)生化學反應，生成H2S、SO2、H2SO3、H2SO4等物質，人們使用它作橡膠硫化劑，使橡膠硫化，改變生橡膠熱發(fā)粘冷變硬的不良性能，向熔融的硫中通以干燥、純凈的即可生成S2Cl2。請回答下列問題：（1）裝置A用于制取氯氣，高錳酸鉀晶體與濃鹽酸在加熱的條件下發(fā)生反應，其化學方程式為：2KMnO4+16HCl△ˉ2KCl+MnCl2+8H2O+5Cl2↑，用此方法制得的氯氣中會含有水蒸氣、（2）B為氣體除雜、凈化裝置，其中洗氣瓶b中盛放的試劑為。（3）裝置F盛放堿石灰，其作用是。小科利用如圖所示裝置驗證可溶性堿的性質，裝置氣密性良好，實驗前彈簧夾處于關閉狀態(tài)。（1）打開活塞a，向錐形瓶中逐滴滴入足量稀鹽酸，能證明可溶性堿會與酸反應的實驗現(xiàn)象是。（2）打開活塞a，b一段時間后，再打開彈簧夾，看到甲中的液體進入乙中，并變渾濁。說明可溶性堿具有的性質是。（3）乙裝置中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的原因是（用化學方程式表示）。某化學興趣小組為探究堿和鹽的化學性質，進行了如圖所示實驗（忽略空氣中CO2對本實驗的影響）。請你參與并完成相關內(nèi)容。（1）步驟一：關閉止水夾，向下緩慢推動注射器活塞并輕輕振蕩錐形瓶，使二氧化碳全部進入錐形瓶，輕輕振蕩錐形瓶，此時瓶中的NaOH溶液恰好完全反應。輕輕振蕩錐形瓶的目的是。步驟二：打開K，向上緩慢拉動注射器活塞，觀察到乙中溶液進入甲。（2）上述實驗過程中，甲中溶質總質量變化情況如圖2所示，B點對應的溶質成分為。BC段溶質總質量下降的原因是。（3）步驟一和步驟二結束后，將甲和乙中的物質全部轉移到燒杯中，攪拌后過濾，得到白色沉淀和濾液。結合圖2中C點的值確定濾液中溶質的成分為?！拔逅仓巍钡氖滓蝿帐恰爸螐U水”，合理處理廢水是當前防治廢水污染的重要舉措。某化工廠有甲、乙、丙、丁四個車間，排放的廢水中分別含有FeCl3、HCl、Na2CO3、NaOH的一種。甲車間的廢水呈黃色。通過調(diào)節(jié)廢水流量，使乙、丁兩個車間廢水相對過量，通過如圖方式處理，最終可使排出的廢水呈中性。處理時第①反應池中出現(xiàn)大量的紅褐色沉淀，第②反應池中出現(xiàn)大量的氣泡。請回答：（1）乙車間排放的廢水主要成分是。（2）寫出第②反應池的廢水中的溶質有。（用化學式表示）（3）寫出第③反應池中發(fā)生的化學反應方程式：。為探究CO2和NaOH確實發(fā)生了化學反應，某實驗小組的同學設計出了如圖4種實驗裝置，請回答下列問題：（1）圖示四種實驗裝置的設計，在原理上的共同點是（2）某同學質疑上述實驗設計，該同學質疑的依據(jù)是；（3）在A實驗基礎上，請你設計實驗證明CO2和NaOH肯定發(fā)生了化學反應。小樂用如圖所示裝置進行實驗（裝置氣密性良好），先關閉止水夾，打開分液漏斗活塞，將過量的NaOH溶液滴入燒瓶中，充分吸收掉CO2后，再關閉分液漏斗活塞，打開止水夾，觀察到CaCl2溶液倒吸入燒瓶，燒瓶中溶液變渾濁。（1）燒瓶中溶液變渾濁的原因是（用相關化學反應方程式解釋）。（2）對燒瓶中的溶液進行分析，一定有的溶質是NaOH、NaCl，可能存在的溶質是CaCl2或。簡要寫出判斷可能存在的溶質的實驗操作：。某氧化銅（CuO）粉末中混有少量氧化亞銅（Cu2O），某一課外活動小組利用下圖所示裝置測定其中Cu2O的含量，實驗用鹽酸與鋅反應制得的氣體作為反應原料。（堿石灰是CaO和NaOH固體的混合物，Cu2O+H2△ˉ2Cu+H2O請根據(jù)圖示內(nèi)容回答下列問題：（1）裝置B的作用是。（2）實驗操作時，應。（選填字母）A.先加熱，再通氣體B.先通氣體，再加熱（3）已知反應前混合物的總質量為15.2g，完全反應后U型管內(nèi)物質的質量增加了2.7g（損