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1、拉分练13 有关新物质的实验探究题1.工业废料石膏（CaSO42H2O）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。某研究性学习小组展开了如下系列研究。 （1）一、高纯CaO的制备【资料一】石膏（CaSO42H2O）与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。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；C中产生_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。写出石膏与碳粉在高温条件下反应的化学方程式： 。（2）二、硫酸钾和电石的制备乙
2、同学模拟生产化肥硫酸钾和电石的流程如图2：【资料二】CaO与C在高温下反应生成碳化钙（化学式为CaCx）和CO。反应的化学方程式为 。证明固体M中不含CaCO3的方法是 （写出实验的方法、现象）。_反应的化学方程式为（NH4）2SO4+2KClK2SO4+2NH4Cl，该反应能析出K2SO4晶体的原因是_。（3）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的值进行如下实验。【资料三】CaCx在空气中灼烧生成CaO和CO2。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
3、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：装置甲的作用是 。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是 。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（请写出计算过程）_。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”）。2.过氧化钠（Na2O2）是一种淡黄色固体在一次科技活动中，化学兴趣小组设计了如图1所示的实验，其中A、C是包有过氧化
4、钠的棉花，B是未包过氧化钠的棉花实验中观察到A、C棉花依次燃烧，B棉花未燃烧 （1）B棉花起的作用是 （2）棉花能燃烧，除了满足棉花是可燃物之外，还需满足_的条件 （提出问题）上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的？（查阅资料）Na2O2与稀盐酸反应时，生成NaCl、H2O和O2 在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应无水硫酸铜为白色固体，吸水后变为蓝色（实验设计）经过讨论，小组同学设计用如图2所示装置进行实验探究（实验步骤）检查整套装置的气密性；把相关的试剂放入对应的仪器内；用力推动针筒的活塞，把稀盐酸注入试管内；一段时间后，在P处放置一根带火星的木条，观察现象（实验现象）无水硫酸
5、铜没有变蓝色； ； （3）（实验分析） B装置的作用是 （4）E装置中产生现象的原因是 （5）（实验结论） Na2O2和CO2反应产生的一种气体，使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化，使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件（拓展提高）Na2O2和CO2反应除生成一种气体外，还生成了一种固体，学生甲认为生成的固体是NaOH，学生乙认为是Na2CO3 ， 同学们经思考后认为_同学的猜想是错误的，理由是 写出Na2O2和CO2反应的化学方程式 3.乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源 在汽油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源
6、，减少汽车尾气的污染2001年4月2日国家技术监督局发布车用乙醇汽油国家标准，并于同年4月15日开始实施乙醇（C2H5OH）完全燃烧时生成CO2和H2O如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还生成CO现用以上装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O请回答下列问题： （1）能确证产物中有H2O的现象是 ；能确证产物中有CO的现象是_ （2）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化B装置的作用是 ；C装置的作用是 ；D装置的作用是_ （3）写出B中发生反应的化学方程式 （4）科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”甲烷的水合物质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生CO2
7、的质量较多的是_ 4.有关物质组成及化学规律的发现对化学的发展做出了重要贡献。 （1）法国化学家拉瓦锡为化学学科的发展做出了巨大贡献，下列有关发现与他有密切关系的是_。A. 空气的组成 B. 质量守恒定律 C. 水的组成 D. 酸碱指示剂（2）在密闭容器内加入下列两种物质，并称量加入前后的总质量（含密闭容器），能验证质量守恒定律的是 （填标号）。 A.蔗糖和水 B.氯化钠溶液和硝酸钾溶液 C.氯化钡溶液和稀硫酸（3）在氧气中点燃红磷的实验过程，固体质量变化如图所示。从燃烧条件分析，固体质量在t1前没有发生变化的原因是 。该反应的化学方程式为 。参加反应的氧气质量为_g。（4）某学习小组拟在实验
8、室里利用空气和镁粉为原料制取少量氮化镁（Mg3N2）。查阅资料可知Mg、Mg3N2能发生如下反应：2Mg+O2 2MgO； 3Mg+N2 Mg3N2； 2Mg+CO2 2MgO+CMg+H2O MgO+H2 Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3实验中所用的装置和药品如图所示（镁粉、还原铁粉均已干燥，装置内所发生的反应是完全的，整套装置的末端与干燥管相连）。回答下列问题：连接并检查实验装置的气密性，实验开始时，将空气通入实验装置，则气流流经装置的顺序是_（填装置序号）。D装置中发生反应的化学方程式为 通气后，如果同时点燃A、B装置的酒精灯，对实验结果有何影响？ 。设计一个实验，验证产
9、物是否含氮化镁：实验操作和实验现象实验结论_产物中含有氮化镁思维拓展：空气中N2的含量远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO的质量却远大于Mg3N的质量，请给出合理的解释 。5.甜叶菊苷具有高甜度低热能的特点，是一种新型甜味剂，我国是全球最主要的生产国，实验小组欲探究甜叶菊苷的元素组成，进行如下实验:提出猜想 甜叶菊苷由什么元素组成?进行实验小晴取适量的甜叶菊苷按图进行操作，并分别将干冷的烧杯和蘸有澄清石灰水的烧杯倒置与火焰上方。（1）讨论交流其他同学认为小晴的实验设计不严谨，原因是 。经改进试验后，检验到甜叶菊苷在氧气中充分燃烧的产物只有二氧化碳和水，由此确定甜叶菊苷中一定含有碳，
10、氢元素。 （2）继续探究为了进步确定其元素组成。利用下图进行实验。(已知:装置中C中的氧化铜能确保甜叶菊苷中的碳元素完全转化为二氧化碳)实验前要通一会儿氮气，目的是 。A装置中发生反应的化学方程式为 。（3）数据记录4.02g甜叶菊苷在C装置中充分燃烧后，D装置增重2.7g， E装置增重8.36g。(产物被完全吸收)分析与结论数据分析: 4.02g 甜叶菊苷中氧元素的质量为_g，由此可以确定甜叶菊苷是由碳，氢，氧元素组成。（4）反思评价若没有F装置，对氧元素质量测定结果的影响是_。 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。 6.过氧化钠（Na2O2）可用作呼吸面具中的供氧剂，实验室有一瓶放置较长
11、时间的过氧化钠样品，某研究小组对其成分和性质进行了如下探究【查阅资料】过氧化钠能与空气中的水和二氧化碳反应生成氧气：2Na2O2+2H2O4NaOH+O2，2Na2O2+2CO2=2NaCO3+O2 【提出问题】过氧化钠是否变质？【猜想与假设】假设1：过氧化钠未变质；假设2：过氧化钠部分变质；假设3：过氧化钠全部变质（1）【实验探究】序号实验步骤实验现象实验结论取部分固体于试管中，加入适量的水，在试管口插入带火星的木条固体完全溶解，木条复燃假设_不成立取少量中溶液于试管中，滴加足量的_，振荡有气泡生成假设2成立（2）【提出新问题】部分变质的过氧化钠样品中是否含有氢氧化钠呢？【实验探究】实验：取
12、少量中溶液于试管中，加入足量的氯化钙溶液，有白色沉淀生成，静置，向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液，溶液变红【定性分析】由实验可以确定中溶液含有的溶质是_（填化学式）（3）小明认为，由上述实验无法确定原固体药品中是否含有氢氧化钠，理由是 （4）【定量分析】称取6.04g过氧化钠药品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水使固体完全溶解，共收集到0.64g气体；再向上述锥形瓶中加入足量的澄清石灰水，充分反应，经过滤、干燥等操作，称量固体质量为2.00g写出加入澄清石灰水发生反应的化学方程式： ；（5）6.04g上述样品中含有NaOH的质量为_g（6）【反思提高】过氧化钠长时间露置在空气中会全部变质，最终转化为_
13、（填化学式）7.碱式碳酸镁密度小，是橡胶制品的优良填料其组成一般以xMgCO3yMg（OH）2zH2O表示【探究一】碱式碳酸镁的制备碱式碳酸镁可用复盐MgCO3（NH4）2CO3H2O作原料制备取一定量的该复盐放入三颈烧瓶中，并将三颈烧瓶放在恒温水浴锅中加热（如图1所示），按一定的液固比加入蒸馏水，开启搅拌器同时加入预定的氨水，待温度到达 40时开始分解，此时滴加卤水（氯化镁溶液）并继续滴入氨水，保持10分钟，一段时间后过滤洗涤，滤出的固体在120干燥得到碱式碳酸镁产品回答下列问题：（1）搅拌的目的是 （2）设计实验检验碱式碳酸镁中含有Cl实验操作实验现象实验结论取样溶解，向样品溶液中滴加过量
14、稀硝酸再向上述所得溶液加_溶液现象_；现象_；含有 Cl300（3）【探究二】探究小组利用如图2所示测定xMgCO3yMg（OH）2zH2O组成已知：（1）碱石灰的主要成分为氢氧化钠和生石灰，能吸收水蒸气和二氧化碳；（2）碱式碳酸镁分解反应方程式为：xMgCO3yMg（OH）2zH2O（x+y）MgO+xCO2+（y+z） H2O实验步骤：步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生步骤4： （请补充该步操作内容）步骤5：称量相关装置的质量（4）某同学在实验过程中采集
15、了如下数据： A反应前玻璃管的质量100.0g B反应后玻璃管与残留固体总质量120.0gC装置C实验后增重9.0g D装置D实验后增重17.6g回答下列问题：检查整套实验装置气密性：将装置A的左端、装置E的右端分别接上导管，放入盛有水的烧杯中，打开活塞K，对装置B用酒精灯微热，若观察到 ，则气密性良好；装置A的作用是 ，如果没有装置A，则测定得到xMgCO3yMg（OH）2zH2O中的z值_（填“偏大”、“偏小”、“无影响”），装置C中的酸为_（写名称）；根据实验测定的数据，求出碱式碳酸铜（xMgCO3yMg（OH）2zH2O）中x：y：z的最简整数比_（要求写出过程）8.胃液中含有盐酸，常
16、用碳酸氢钠片或铝碳酸镁片治疗胃酸过多症。某化学兴趣小组通过模 拟实验和数字实验探究碳酸氢钠、铝碳酸镁治疗胃酸过多症的优缺点。 （查阅资料）A铝碳酸镁片主要成分的化学式为Al2Mg6（OH）16CO34H2O B抗酸原理：抗酸药物中的离子和胃酸中的氢离子反应，降低胃液酸性。（1）I（模拟实验） 定性探究碳酸氢钠和铝碳酸镁与“胃酸”的反应 取甲、乙两个大小相同的锥形瓶，瓶内分别加入 40 mL 同浓度的稀盐酸并在瓶口套有相同大小的气球（其中甲瓶气球内放 1.0 g 碳酸氢钠片，乙瓶气球内放 1.0 g 铝碳酸镁片），同时将气球内的 药品放入锥形瓶，充分反应后，现象如图 1 所示。 写出碳酸氢钠治疗
17、胃酸过多的化学方程式： 。（2）铝碳酸镁治疗胃酸过多时发生的反应为：Al2Mg6（OH）16CO34H2O+18HCl 2X+6MgCl2+CO2+21H2O，则X的化学式为_。铝碳酸镁片中含有铝离子、镁离子、氢氧根离子和碳酸根离子。结合上述化学方程式分析，该药物起抗酸作用的离子是_（填离子符号）。 （3）II（数字实验）定量探究碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与“胃酸”的反应，对比分析两种药片产生CO2的速率快慢和中和酸的能力强弱。取两只500mL规格烧瓶，分别加入120mL稀盐酸并插入pH传感器，启动磁力搅拌器和传 感器然后分别投入1.0g碳酸氢钠片和1.0g铝碳酸镁片（如图2所示），利用数字化实验
18、分别测定碳酸氢钠片、铝碳酸镁片与“胃酸”反应时，产生CO2的速率快慢和pH的变化，处理所得数据，得到“二氧化碳浓度-时间”曲线（如图3所示）和“pH-时间”曲线（如图4所示）。 分析曲线图3、图4，回答下列问题：分析图4，所用稀盐酸的pH约为_；（4）结合图3，描述图1中乙装置的实验现象是： 。 （5）相比铝碳酸镁，服用碳酸氢钠治疗更易引发胃胀的原因是： 。 （6）判断铝碳酸镁片中和酸的能力更强的理由是 。 （7）（反思与提升） 患有胃溃疡的病人不易过多服用含_的药物，以免造成胃胀、引发胃穿孔等症状。日常生活中，我们应该根据个人的实际病情，遵照医嘱或按药物说明书，选择适合的胃药服用。9.阅读下
19、面短文，回答相关问题。 硫酸铜为白色或灰白色粉末，吸水性很强，吸水后反应生成蓝色的五水合硫酸铜Cu(H2O)4SO4H2O或CuSO45H2O，其水溶液因水合铜离子的缘故而呈现出蓝色，故在实验室里无水硫酸铜常被用于检验水的存在。硫酸铜常见的形态为蓝色晶体，即五水合硫酸铜，俗称胆矾或蓝矾，它并不稳定，在加热的条件下，逐渐失去结晶水而变成硫酸铜粉末，给硫酸铜粉末继续加热至650高温，可分解为黑色氧化铜、二氧化硫及氧气 （如图为胆矾加热过程中固体质量与温度的关系）。硫酸铜有广泛的应用，如：工业上可用于电镀、定氨催化剂，无水硫酸铜用作脱水剂和气体干燥剂；农业上可与熟石灰混合制农药波尔多液，用于杀菌剂；
20、医疗上可用于检测贫血及作催吐剂。硫酸铜可以通过不同种方法制得，比如，下面的方法便可以制取硫酸铜。硫酸铜属于重金属盐，有毒，对于人和动物都可因误食一定量而导致死亡，所以用量必须严格控制，若误食，应立即大量食用牛奶、鸡蛋清等富含蛋白质食品，或者使用EDTA钙钠盐解毒。（1）硫酸铜溶液呈现为蓝色的原因是 。 （2）无水硫酸铜检验水存在的颜色变化是_。 （3）胆矾加热至650高温后，发生反应的化学方程式是 。 （4）在制备硫酸铜流程中，过滤后的溶液是_硫酸铜溶液（填“饱和”或“不饱和”） （5）关于硫酸铜说法正确的是_。 A 五水合硫酸铜的相对分子质量是250B 胆矾受热至102时失去了部分结晶水C
21、无水硫酸铜可作气体干燥剂D 硫酸铜的水溶液也称作为波尔多液10.小丽去爷爷家，发现爷爷买了一台氧立得便携式制氧器，她仔细阅读了所用制氧剂的说明对制氧剂产生了兴趣。（提出问题）A剂的主要成分和B剂的作用各是什么（查阅资料）过碳酸钠（化学式2Na2CO33H2O2）俗称固体双氧水，白色颗粒。过碳酸钠溶于水时，分解生成碳酸钠（Na2CO3）和过氧化氢，是很好的固体氧释放剂。碳酸钠能溶于水，能和稀盐酸反应，放出二氧化碳。（做出猜想）猜想：A剂可能是过碳酸钠。猜想：B剂的作用可能是催化作用。（设计实验） 请你帮助小丽完成下列实验报告。（1）验证猜想 主要操作步骤主要实验现象实验结论实验如左图，取少量A剂
22、放入试管中，加水溶解，然后_生成大量气泡_实验另取少量A剂放入试管中，加水溶解，然后将所得溶液倒入另一只装有少量二氧化锰的试管中。稍后将带火星的木条放在试管口生成大量气体此气体使带火星的木条复燃_综合上述、的实验结果分析，得出初步结论：A剂的主要成分是过碳酸钠（2）验证猜想实验步骤实验现象解释或结论实验将一包A剂和一包B剂放在盛有水的制氧仓中，制完氧之后，取出剩余物，过滤、洗涤、干燥、称重。称得固体质量为3g_实验_产生大量气体，该气体使带火星的木条复燃_综合上述、的实验结果分析，得出结论：B剂的作用是催化作用（3）（反思拓展）请你根据制氧剂的特点，提出保存的方法_。对反应后的剩余物的处理提一条合理化建议： 。