初中化学基本的实验技能解答题

面粉是制作美食的原材料。在发面团的过程中会生成酸而影响口味，为使食品更美味，可以加碱面处理。碱面的主要成分为碳酸钠（Na₂CO₃），为测定某品牌碱面中碳酸钠的质量分数，小金按照如图甲所示实验装置，利用碱面与盐酸反应生成二氧化碳气体的质量来计算碱面中碳酸钠的质量分数（杂质不与盐酸反应）。

完成下列问题：

（1）为完成碳酸钠质量分数的测定实验，气体发生装置应选择图乙中的　　装置（填字母）。

（2）小金各取11.0克碱面样品与一定量的稀盐酸进行三次实验，三次实验所采集的数据见表。合理选择表中数据并计算碱面中碳酸钠的质量分数；

实验次数	碱面样品质量/克	稀盐酸质量/克	二氧化碳质量/克
1	11.0	50.0	1.1
2	11.0	200.0	4.4
3	11.0	250.0	4.4

（3）按照图甲实验装置测定的CO₂气体质量，可能导致CO₂质量测定结果偏小的原因　　（写出一种即可）。

"84消毒液"是一种常用含氯消毒用品，有效成分是次氯酸钠（NaClO）。使用时，可根据实际需求进行配比，并规范使用，以防引发危险。

（1）"84消毒液"中的有效氯来自次氯酸钠，计算次氯酸钠中氯元素的质量分数。（计算结果精确到0.1%）

（2）现需要5L有效氯浓度为500mg/L的稀溶液，选用有效氯浓度为50000mg/L的某品牌"84消毒液"进行配制，需加水多少升？（ 忽略混合前后溶液体积的变化）

（3）"84消毒液"不能与洁厕灵混合使用，因为"84消毒液"里的次氯酸钠与洁厕灵里的盐酸会发生化学反应，产生的氯气对人体有害，不同浓度氯气对人体的影响如表所示。

浓度（mg/m ^3）	对人体的影响
3000	可立即麻痹呼吸中枢，导致瞬间死亡
120﹣170	极为危险，会引起急性肺水肿及肺炎
40﹣60	在1小时内便可致人严重中毒

通过计算分析，在10米 ³密闭空间里，若将1.49克次氯酸钠与盐酸完全反应，产生的氯气会对人体造成怎样的影响？（次氯酸钠与盐酸反应的化学方程式为：NaClO+2HCl═NaCl+Cl ₂↑+H ₂O）

“二氧化碳的实验室制取与性质”实验活动产生的废液中含稀盐酸，需先测定其溶质质量分数后进行处理。（杂质不参加反应）

（1）实验时需配制50g 5%的氢氧化钠溶液，若用氢氧化钠固体和水来配制。则需称量氢氧化钠固体的质量为　　g。

（2）取20g废液样品于烧杯中，向其中逐滴加入5%的氢氧化钠溶液，恰好完全反应时共消耗氢氧化钠溶液16g。计算废液中盐酸的溶质质量分数。（写出计算过程）

（3）恰好完全反应时烧杯中的溶液所含粒子数目关系：Na⁺　　 Cl^﹣． （填“＞”、“＝”或“＜”）。

某工厂利用废铁屑与废硫酸反应制取绿矾（FeSO₄•7H₂O）。

（1）绿矾中铁原子与氧原子个数比为　　。

（2）现有废硫酸4.9t（硫酸的质量分数为20%）与足量的废铁屑反应，理论上可生产出绿矾的质量是多少？（请写出计算过程，结果保留三位有效数字，下同）

（3）若配制100g质量分数为20%的稀硫酸溶液，需质量分数为98%的浓硫酸的体积是多少？（已知：质量分数为98%的浓硫酸的密度为1.84g/cm³）。

某兴趣小组发现某块土地玉米长势不好，为探究其原因，开启了项目学习之旅。

[查阅资料]玉米适宜在pH为6.0～7.0的土壤中生长；植物生长需要多种营养元素，包括碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等大量元素和其他微量元素。

[任务一]检测土壤的酸碱度并制定改良方案

（1）检测该地土壤的酸碱度

可选用的实验用品：精密pH试纸（可精确到0.1）、标准比色卡、pH计、其他自选

实验步骤	测量结果	实验结论
步骤一：将3份不同位置的土样，干燥后分别与自来水按2：5的质量比在不同的烧杯中混合，充分搅拌后静置；	试样一：pH＝4.2 试样二：pH＝4.4 试样三：pH＝4.5	该土壤pH＜6.0，不适合玉米生长
步骤二：　　。

反思与评价：该实验方法有一处不够严密，请指出并说明原因　　。

（2）探究熟石灰对土样酸碱性的改变情况

实验方法：取300g土样和　　g蒸馏水混合，向其中加入一定量熟石灰，充分搅拌后静置，用pH计测定清液的pH；

测量结果：清液的pH为12.1；

反思：若要使改良的土壤适合玉米生长，需控制加入熟石灰的量。

（3）熟石灰用量的测定

实验目的：研究使300g土样呈中性所需的熟石灰的质量

实验方法：　                  　。

（4）查阅资料，常用的酸性土壤改良剂有：生石灰、熟石灰、草木灰（主要成分K₂CO₃）、含钙的贝壳灰 （主要成分CaCO₃） ； 要使改良后土壤的pH约为7，也可加入稍过量的　　（从上述改良剂中选择）。

[任务二]分析土壤肥力

通过观察，该土地上玉米叶色略有发黄，且有倒伏现象；该小组同学建议施加适量含氮元素和钾元素的复合肥，如　　。

实验室用高锰酸钾制取氧气，请结合下列装置，回答问题：

（1）写出仪器X的名称：　　；

（2）要制备较为纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置是　　（填序号），该反应的化学方程式为　　；

（3）该实验的主要步骤有：①将导气管移出水槽；②加热；③装药品、棉花；④收集；⑤熄灭酒精灯；⑥检查装置气密性。正确的操作顺序为　。

溶液对动植物的生理活动和人类的生产，科研活动具有重要意义

（1）室温下，某实验小组欲配制200g溶质质量分数为10%的碳酸钠溶液，按如图所示步骤操作。

请填空：

①计算：需Na₂CO₃　　g，水　　mL（室温时，水的密度的为1.0g/mL）。

②称量：调节天平平衡后称量所需的碳酸钠粉末时，发现托盘天平的指针偏左，此时应　　（填写序号A、B、C之一）。

A，调节天平平衡螺母               B．增加适量Na₂CO₃               C．减少适量Na₂CO₃

③配制溶液：用量筒量取所需的水，倒入盛有Na₂CO₃的烧杯中，用玻璃棒搅拌。搅拌的目的是　　。

这样得到的溶液即是200g溶质质量分数为10%的Na₂CO₃溶液。

（2）室温下，实验小组的同学把上述配制的Na₂CO₃溶液，逐滴加入到盛有100g CaCl₂不饱和溶液的烧杯中，生成沉淀的质量与加入Na₂CO₃溶液的质量关系如图所示。请根据题意回答下列问题

①当滴入Na₂CO₃溶液53g时（即图中A点），烧杯中溶液里含有的溶质的为　　（写化学式）。

②当滴入10%的Na₂CO₃溶液106g时（即图中B点），恰好完全反应，试通过计算，求此时烧杯中所得不饱和溶液的质量。

水是由氢、氧两种元素组成的化合物。这一结论是科学家们在大量实险的基础上得出的。

（1）实验室中常用锌粒和稀硫酸反应来制备氢气。请从图1装置中选择并组装一套制取干燥氢气的装置，正确的连接顺序为　　 （用接口处字母填写）。

（2）研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。

①氢气在点燃前一定要　　。

②氢气在空气中燃烧时，若在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯，可观察到的现象是　　。在相同条件下，欲使1L氢气完全燃烧，所需空气至少约为　　L。

（3）科学家们又用“电解法”证明了水的组成（装置如图2所示，电极不与水及生成的气体反应）。电解时，水中需加入少量的NaOH，其作用是　　。 通电一段时间后，发现甲、乙两量筒中收集的气体体积比略小于1：2，其原因可能是　　 （写出一条即可）。

（4）拉瓦锡还用另一实验证明了水的组成。

他让水蒸气通过一根烧红的铁质枪管，结果得到了氢气，同时枪管表面有黑色固体（磁铁矿的主要成分）生成。该反应的化学方程式为　　。

（5）用“氢气还原氧化铜”实验也可以证明水的组成（图3）。装置A中的玻璃管和其中物质在反应前后的质量差为m₁，装置B和其中物质在反应前后的质量差为m₂，据此可计算出水中O、H元素的质量比为　　（用含 m₁、m₂的代数式表示）。实验时该比值往往略小于8：1，原因可能是　　（写出一条即可）。

（6）碘与锌在常温下反应速度很慢，若滴入几滴水则反应剧烈，水在此的作用是　　。

（1）化合物可以分为酸、碱、盐及氧化物。在下图中填写不同类别的物质（填化学式）实现Ca（OH） ₂一步转化为CaCO ₃。

（2）某Ca（OH） ₂样品部分变质为CaCO ₃（假设其成分均匀）。化学兴趣小组按以下步骤测定该样品中Ca（OH） ₂的质量分数。

①配制盐酸：配制500g质量分数为6%的盐酸，需要质量分数为30%的盐酸 　   g。

②实验测定：

称取10.0g样品置于烧杯中，加入足量稀盐酸充分反应，烧杯总质量与反应时间的关系如下表所示：

反应时间/min	0	t 1	t 2	t 3
烧杯总质量/g	280.0	278.9	277.8	277.8

完全反应后，生成的CO ₂气体的质量为 　　g。

③数据处理：计算该样品中Ca（OH） ₂的质量分数（根据化学方程式的计算写出完整的计算步骤）。

科学家尝试通过多种途径减少CO ₂的排放，或将CO ₂转化为有用的物质。其中一种途径是利用NaOH溶液来"捕捉"CO ₂，并将CO ₂储存或利用，反应流程如图所示。

（1）反应分离室中分离物质的操作是 　　。

（2）上述反应流程中，可循环利用的物质是 　　。

（3）若反应分离室中有溶质质量分数为10.6%的Na ₂CO ₃溶液100千克，求完全反应后，理论上可生成CaCO ₃的质量（要求根据化学方程式计算）。

实验室常会产生含硫酸的废水，需经处理至中性。某兴趣小组同学配制一定质量分数的氢氧化钾溶液来处理酸性废水。

（l）定性检测废水

检测废水呈酸性的方法是 　　。

（2）配制200g质量分数为5.6%的氢氧化钾溶液

①计算

m （KOH）＝ 　　g，V（H ₂O）＝ 　　mL（水的密度近似为1.0g•mL ^{﹣ 1}）。

②称取氢氧化钾

调节托盘天平平衡后，将一只烧杯放在托盘天平的左盘，称量其质量。然后 　　（按操作先后顺序，填字母），直至天平平衡。

A．向烧杯中加氢氧化钾固体    B．按需要添加砝码、移动游码 C．量取水 D．溶解 E．转移。

（3）定量测定废水

取酸性废水样品100g，逐滴加入5.6%的氢氧化钾溶液，废水中硫酸的质量分数变化如图所示。（假设废水中其他成分不与氢氧化钾反应且不含硫酸钾）

①P点对应溶液中一定存在的阳离子有 　　（填离子符号）。

②酸性废水中硫酸的质量分数为 　　（用百分数表示，保留到0.1%）。

③计算当废水处理至中性时，溶液中硫酸钾的质量分数（写出计算过程，结果用百分数表示，保留到0．l%）。

焦亚硫酸钠（Na₂S₂O₅）是一种常用的食品抗氧化剂，小金模仿化工生产，用如图装置来制取Na₂S₂O₅。

已知：A中发生的反应为：H₂SO₄（浓）+Na₂SO₃═Na₂SO₄+SO₂↑+H₂O

B中发生的反应为：Na₂SO₃+SO₂═Na₂S₂O₅

（1）图中盛放浓硫酸的仪器名称是　　；

（2）写出C中发生反应的化学方程式　　；

（3）在实验过程中，滴加浓硫酸不宜过快，理由是　　。

（4）该实验开始滴加浓硫酸时，应先除尽装置内的空气，若忘记这一操作，新制取的Na₂S₂O₅产品中会混有Na₂SO₄杂质，这与O₂的　　有关（填化学性质）

绿矾（FeSO₄•7H₂O）是硫酸法生产太白粉的主要副产物，可用于制备Fe₂O₃，复印用Fe₃O₄粉、还原铁粉等，开发利用绿矾工艺是一项十分有意义的工作。某研究性小组展开了系列研究。

Ⅰ制备Fe₂O₃

【资料一】

（1）无水硫酸铜遇水变成蓝色的硫酸铜晶体。

（2）绿矾（FeSO₄•7H₂O）高温分解产生一种金属氧化物和几种气态非金属氧化物。

（3）SO₂是无色有窒息性臭味的有毒气体，能使品红溶液褪色。

甲同学用如下装置制备Fe₂O₃并验证绿矾受热分解的其他产物；

实验过程中发现：A中有　　色固体生成，B中无水硫酸铜变蓝，C中U形管内有无色晶体（SO₃）析出，D中品红溶液褪色，装置E的作用是　　，绿矾高温分解的化学方程式为　　。

Ⅱ制备Fe₃O₄

   乙同学模拟生产复印用Fe₃O₄粉的实验流程如下：

【资料二】Fe（OH）₂是一种白色难溶于水的固体，在空气中易被氧化。

    FeSO₄溶液中加入NaOH溶液，反应的化学方程式依次为①　　，②4Fe（OH）₂+O₂+2H₂O═4Fe（OH）₃．由沉淀a获得Fe₃O₄的化学方程式为：Fe（OH）₂+2Fe（OH）₃═Fe₃O₄+4H₂O

若制取Fe（OH）₂，采取的实验操作是：向盛有5mL新制FeSO₄溶液的试管中加入10滴植物油，然后用胶头滴管加煮沸的NaOH溶液（驱赶O₂），胶头滴管的正确使用方法是　　（填字母）。

Ⅲ制备还原铁粉

    制备还原铁粉的工业流程如下：

（1）操作1的名称是　　，NH₄HCO₃和FeSO₄溶液反应的化学方程式为　　。

（2）若将14.06g粗还原铁粉（假设粗还原铁粉中杂质仅含少量Fe_xC）在氧气流中完全反应，得到0.22gCO₂，将相同质量的粗还原铁粉与足量稀硫酸反应，得到0.48gH₂（Fe_xC与稀硫酸反应不产生H₂）。试通过计算确定Fe_xC的化学式（请写出计算过程）　　。

（3）粗还原铁粉经加工处理后变成纯还原铁粉，纯还原铁粉和水蒸气在高温条件下也可制得四氧化三铁，同时生成一种气体。其装置如图所示：

    SAP材料吸水性强，湿润的SAP材料能为该反应持续提供水蒸气。实验开始一段时间后，观察到在肥皂液中有大量的气泡产生，此气泡用火柴即能点燃，同时有肥皂泡飘到空中。生成的气体是　　，干燥的SAP材料作用是　　。

课堂上老师对探究干电池原理的实验进行如下改进。

图甲：把一块锌片和一根碳棒同时插入盛有稀硫酸的U型管中；

图乙：用导线将锌片和碳棒连接起来插入盛有稀硫酸的U型管中，并在导线中间连接一只灵敏电流计。

请按要求回答问题：

（1）甲主要的能量转化形式是　　。

（2）乙观察到与甲不同的现象是　　、　　。

（3）配制所需硫酸：现有98%的浓硫酸18g（体积为9.8mL），可将其配成24.5%的硫酸溶液　　g，配制的具体操作过程是　　。

（4）取（3）所配24.5%的硫酸溶液20g，向其中滴加25%的Ba（OH）₂溶液至恰好完全反应。

①请计算产生沉淀的质量　　g，写出必要的计算过程。

②沉淀过滤后水的质量是　　g。