某校科学研究小组同学开展二氧化碳的制取与性质的实验探究。【实

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更新 2023-11-20
科目化学
题型探究题
难度中等
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挑错有奖

某校科学研究小组同学开展“二氧化碳的制取与性质”的实验探究。

【实验原理】 $CaC O_{3} + 2 HCl ═ CaC l_{2} + H_{2} O + C O_{2} ↑$

【发生装置】

（1）结合实验原理，图1中发生装置可用于实验室制取 $C O_{2}$ 气体的是：　　（填字母）

【实验探究】

探究Ⅰ.影响因素探究

在制取 $C O_{2}$ 气体时，为了探究影响反应快慢的因素，小组同学进行了四组实验，如表所示

实验组别	甲	乙	丙	丁
大理石的质量/g、颗粒大小	m块状	m块状	m粉末状	m粉末状
盐酸的体积/mL、浓度	V稀盐酸	V浓盐酸	V稀盐酸	V浓盐酸

（2）若探究盐酸的浓度对上述反应的影响，可选择实验甲与　　（选填实验组别）进行对照。

探究Ⅱ.性质探究

做 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 溶液发生反应的验证实验时，同学们将 $NaOH$ 溶液加入到充满 $C O_{2}$ 气体且质地较软的塑料瓶中，观察到塑料瓶变扁，由此得到 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 发生反应的结论。但有同学认为上述现象产生的原因还可能是 $C O_{2}$ 气体溶于水导致气压减小。

为回答该同学的质疑，小科进行了如下实验：在两个250mL的烧瓶中分别充满 $C O_{2}$ 气体，通过注射器同时向两个烧瓶中分别注入同体积的水和 $NaOH$ 溶液，最后得到烧瓶内压强与时间的关系曲线（如图2所示）。由此，小科得出 $C O_{2}$ 气体溶于水会导致塑料瓶变扁，同时 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 也发生了化学反应的结论。

（3）结合图2中A、B曲线变化特点，写出能证明 $C O_{2}$ 与 $NaOH$ 发生了化学反应的证据　　。

【拓展提高】

小组同学完成某石灰石样品中 $CaC O_{3}$ 的质量分数测定，其方法是：将样品与一定量的稀盐酸反应，测定反应后生成的 $C O_{2}$ 质量，再根据 $C O_{2}$ 的质量求出样品中 $CaC O_{3}$ 的质量分数。

小组同学在实验室中组装了相应的实验装置（如图3）。小科利用该实验装置按如下步骤进行实验：

①先通一段时间的空气

②称量D装置的质量为 $m_{1}$

③打开分液漏斗的活塞，将稀盐酸全部加入锥形瓶，待充分反应后，关闭活塞

④再次通空气一段时间

⑤再次称量D装置的质量为 $m_{2}$

（4）有同学指出实验步骤③操作明显不合理，你认为该同学的理由是　　。

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实验室需配置一定浓度的硝酸钾溶液。

(1) 查阅硝酸钾溶解性。由右图可知，20℃时，硝酸钾的溶解度为        g，在该温度下配制硝酸钾溶液，溶质质量分数最大为    %（计算结果保留整数）。
（2）计算。配置40g质量分数为10%的硝酸钾溶液，所需硝酸钾质量为       g，所需蒸馏水的体积为      mL（水的密度近似看做1g/mL）。
（3）称量。分别在天平左右两盘放上纸片，调节平衡后，         （填字母）。
A、先移动游码到所需位置，再添加硝酸钾直到天平平衡
B、先添加所需的硝酸钾，再移动游码直到天平平衡
（4）量取。量取所需蒸馏水要用到的仪器是        （填字母）。

（5）溶解。将称量好的硝酸钾和蒸馏水混合溶解。
（6）稀释。20℃时，将20mL质量分数为10%的硝酸钾溶液，稀释成质量分数为4%的硝酸钾溶液。从下表中找出需要用到的数据：           g/mL。
硝酸钾溶液的密度（单位1g/mL）

温度/℃ 质量分数/%	20	40	60
4	1.023	1.016	1.007
10	1.063	1.054	1.044

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难度：未知

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四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。某实验兴趣小组从工厂采集废液（含 $F e S O_{4}$ 和少量 $Z n S O_{4}$ 、 $M g S O_{4}$ ），进行四氧化三铁的制备实验。
【阅读资料】
（1）25℃时，去氧化物沉淀的pH范围如表。

	$Z n {(O H)}_{2}$	$F e {(O H)}_{2}$	$M g {(O H)}_{2}$
开始沉淀的pH	5.7	7.6	10.4
沉淀完全的pH	8.0	9.6	12.4

（2）25℃时， $Z n {(O H)}_{2}$ 可溶于pH＞10.5的碱溶液。
（3）制备 $F e_{3} O_{4}$ 的实验流程如下：

【回答问题】
（1）往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为（写一个即可）。
（2）操作a的名称为。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、等。玻璃棒在此操作中的主要作用是。
（3）溶液1所含溶质有（至少写两种）；溶液3所含溶质的主要成分为。
（4）该实验取废液100g，最终得到产品四氧化三铁质量为3.48g，则原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于（精确到0.01%）。

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结合图所示实验装置回答问题：

（1）实验室若用高锰酸钾制取氧气，可选用的发生和收集装置是（填标号），反应的化学方程式为。
（2）检查装置B气密性的方法是。
（3）装置B与C组合，可以制取的一种气体是，反应的化学方程式为，能用装置C收集该气体的原因是。
（4）一种洗气装置如图所示，为了除去二氧化碳中混有的少量水分，气体应从（填"a"或"b"）端导管口通入。

（5）用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式为。

题型：未知
难度：未知

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通过晾晒海水或煮盐井水、盐湖水等，可以蒸发除去水分得到粗盐。粗盐中含有难溶性杂质（泥沙等）和多种可溶性杂质（氯化镁、氯化钙等）。
[提出问题]如何才能将粗盐中难溶性杂质和可溶性杂质（氯化镁、氯化钙）除去，从而获得较纯的食盐晶体？
[资料准备]

20℃时，一些物质的溶解度
	$O H^{-}$	$C {O_{3}}^{2 -}$
$N a^{+}$	溶	溶
$C a^{2 +}$	微	不
$M g^{2 +}$	不	微

[实验方案]某同学为了提纯粗盐，设计了如下实验方案并进行实验。

[交流与表达]
（1）实验步骤①和②的目的是；实验步骤③和④的目的是。
（2）实验操作X的名称是，该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和。
（3）实验步骤③的主要目的是（用化学方程式回答）；判断氢氧化钠溶液已过量的方法是。
（4）实验步骤④中生成的沉淀D是。
（5）实验步骤⑤用蒸发溶剂的方法而不用降低溶液温度的方法获取食盐晶体，原因是；在蒸发食盐溶液的过程中要使用玻璃棒，作用是。
[反思与评价]
（6）有同学认为只需要用氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液中任意一种试剂就能将两种可溶性杂质出去，你认为这种方法（选填"可行"或"不可行"），理由是。
（7）有同学认为原实验方案不完善，做出这种评价的依据是。
[实验方案设计]
（8）为了完善原实验发难，你设计的实验是 .（仅写出补充部分的实验操作和现象）

题型：未知
难度：未知

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甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下能发生如下反应：
甲+乙丙+丁
（1）若甲、丙为化合物，乙、丁为单质，则上述反应的基本反应类型是，写出一个符合该反应类型的方程式。
（2）若甲、乙、丙、丁均为化合物，且甲溶液呈蓝色，乙为烧碱，则乙的化学式为，反应发生时观察到的现象是。
（3）若甲、乙、丙、丁均为化合物，且丙为水，丁为盐，则该反应（"一定"或"不一定"）是中和反应，理由是。
（4）若甲、乙、丙为化合物，丁为单质，且乙、丙是组成元素相同的气体，该反应在工业上的用途是。

题型：未知
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