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中考复习专题三——探究类(包含计算)

发布时间:2014-07-10 11:54:01  

专题三

1. 钢铁工业是国家工业的基础。

(1)右图是教材中炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图,

根据图示回答下列问题。

若右图中采用的铁矿石的主要成分为氧化铁,请写

出A区和B区所发生主要反应的化学方程式:

A区:

B区:

(2)某兴趣小组在实验室中模拟炼铁化学原理的实验,对固体产物成分等进行探究。

[设计实验]

用一氧化碳还原纯净的氧化铁

粉末,实验装置如右图。

[进行实验]

该小组按上述实验设计,在一定

温度下进行了实验,测得下列数

据:

①反应前玻璃管和内盛氧化铁粉末的总质量66.0g(玻璃管的质量为60.0g) ②反应后玻璃管和内盛黑色固体的总质量65.8g(冷却到室温称量

)

[分析与讨论]

本实验中,玻璃管内固体粉末由红色全部变为黑色。小明同学认为该黑色固体全部 是铁,但小华同学提出了质疑,于是大家提出查阅资料。

[查阅资料]

①一氧化碳还原氧化铁的固体产物的成分与反应温度、反应时间等因素有关。 ②一氧化碳还原氧化铁的实验过程中固体产物可能有四氧化三铁、氧化亚铁、铁。

[实验与猜想]

①该小组同学将反应后的黑色固体研磨后,再用磁铁吸引,发现黑色固体粉末全部能被吸引,则该黑色固体粉末中不可能含有氧化铁和 。

②进行猜想:黑色固体粉末可能

a.全部为铁 b· c·。

[得出结论]

通过实验中获得的数据进行计算,得出黑色固体粉末为(写名称

[反思与评价]

①一氧化碳还原氧化铁的实验中,若要得到铁可适当提高反应温度和延长反应时间。 ②实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有。

A.收集一氧化碳 B.吸收二氧化碳 C.检验二氧化碳

2. 某兴趣小组的同学探究浓硫酸与铁定(碳素钢)反应后产生气体的成分。

【查阅资料】①Fe与浓H2SO4反应,加热,有SO2生成

②C与浓H2SO4反应,加热,有CO2和SO2生成

③SO2可使澄清石灰水变浑浊

④SO2可使品红溶液的红色褪去,而CO2不能

⑤SO2可与酸性KMnO4溶液反应使其褪色,而CO2不能

⑥碱石灰的主要成分为NaOH和CaO

【实验探究】

(1)称取24.0g铁钉放入60.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到的溶液X并收集到

气体Y。甲同学通过实验测定并推知气体Y中SO2气体的体积分数为66.7%。同学们认为气体Y中还可能还有H2和Z气体,则Z气体可能是 。探究实验的主要装置如下图所示:

2

A

2)装置A中试剂的作用是 。

(3)为确认Z的存在,需要将装置甲(如右图所示)接入上述装置的(填编号) 之间。装置甲中的液体名称是 。

(4)实验中,如果观察到装置D中

,则可确认Y中还有H2气体。 ,且装置E中

(5)如果需要测定限定体积气体Y中H2的含量(H2约为0.01g)。除可用测量H2

体积方法外, (选填:“能”或“不能”)用称量上图中装置D、

装置E的质量变化的方法,通过计算说明你判断的理由。

3. 电解水实验可以确定水的组成。甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进

行探究。

【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗?

【查阅资料】

图Ⅰ所示装置可用于电解水实验;

硫酸钠可增强水的导电性,硫酸钠溶液呈中性。

【实验与讨论】

三位同学分别向U形管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液,

接通直流电,观察现象,点解一段时间后,断开电源。

(1) 实验中发现试管①电极附近的溶液迅速变红,管②电极附近的溶液任为无色,乙同学用pH试纸测定管②电极附近的溶液,pH小于7。

说明试管①电极附近的溶液呈

或“中”)性。 性,管②附近的溶液呈 (选填“酸”、“碱”

(2)甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中,

发现红色立刻消失。

乙同学、丙同学将试验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中,发

现红色不完全消失。

经讨论与分析,乙、丙同学的试验中溶液的红色不消失,原因可能是酸

(3)甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等,再将洗涤液倒入自己

实验的烧杯中,观察现象:

甲同学的溶液仍为无色。

乙同学的溶液中红色仍不消失。

丙同学的溶液中红色 。

(4)甲、乙、丙同学分析了实验现象,为确证溶液的酸碱性,又进行下列实验: 甲同学用 来测定溶液,原因是

。 乙同学向溶液中滴加 色仍不消失的原因是

【解释与结论】 ,使溶液中红色刚好褪去。因为造成(3)中溶液的红 。

用硫酸钠增强水的导电性时,点解后溶液混合均匀,呈中性。

【交流与反思】

甲同学取55g质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解,消耗了5g水后,则电解后硫酸

钠溶液的质量分数为 。

甲同学的老师上课时用NaOH增强水的导电性,点解后溶液的碱性 。 乙同学的老师上课时用H2SO4增强水的导电性,点解后溶液的酸性 。

4.

一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系 列化工原料和燃料的化学,

(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生

反应,得到CO和H2,该反应的化学方程式为 ▲ 得到的CO和H2的混合气被称为合成气,合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,还可用于冶炼某些金属。

(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备,并设计实验验证合成气的还原性。

I.用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气.根据(1)中所写的化学方程式.合

成气中CO和H2的质量比为 ▲ 。

Ⅱ.用合成气还原足量氧化铜.实验装置如下图所示:

合成气→

浓NaOH

【设计买验步骤]

①连接好装置并检查气密性。

②装入药品,通人一段时间合成气。

③分别称量装置D、E的质量。

④缓缓通入合成气,加热装置C,使其充分反应。

⑤停止加热,继续通入合成气至恢复到室温。

⑥再次分别称量装置D、E的质量。

[完善实验设计]经过讨论同学们认为,装置E后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤 填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯)。

[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验,并记录了实验现象和数据: ①装置C中出现 ▲ 色物质。 ②称量数据如右表所示。 [现象分析和数据处理] ①甲同学根据装置C中的现象,认为是

合成气中的CO和H2还原了CuO。 .

②乙同学通过对上表数据的分析,推测除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有未反应的CH4,且CH4也还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据。 ....

③丙同学提出,实验步骤⑤中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气,使实验产生误差。你认为该误差对乙同学的推测结果是否有影响?

(选填“是”或“否”,并说明理由)。

[拓展探究]该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究。 查阅资料:甲烷具有还原性,可以还原氧化铜,生成CO2和H2O;

白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

实验设计

F H I ①上图装置F中盛放的试剂名称是 ▲ 。

②上图装置的正确连接顺序是 ▲ (填字母,且每套装置限用一次)。

[实验反思]除了可能是CH4也还原了CuO外,出现上表数据关系还可能是因为 写出一个原因,并说明理由)。

5. 一碳化学是以分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成

一系列化工原料和燃料的化学。CO是从煤的气化或合成气得到的。

(1)煤的气化主要反应有:

①2C+O2=2CO ②C+H2O=CO+H2 ③CO+H2O=CO2+H2

上述反应属于化合反应的是 (填序号),属于氧化反应的是 (填序号)。

(2)合成气可通过天然气的重整得到,如CH4+H2O=CO+3H2 合成气可制二甲醚,二甲醚被称为21世纪的新型燃料。合成气还可用于冶炼金属,用它冶炼铁的部分生产过程示意如下:

①二甲醚(CH3OCH3)可由合成气(CO和H2)在一定的条件下制的。用合成气制二甲醚时,还产生了一种可参与大气循环的、常温为液态的氧化物,写出该反应的化学方程式: 。

②合成气在冶炼铁的生产过程中所起的作用是 。

(3)化学兴趣小组的同学为了测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数。

Ⅰ.甲同学取一定质量的赤铁矿粉与过量的木炭粉混合后,用下图所示装置以合理的操作步骤测定(假设杂质始终不发生变化)。

①实验中持续通入干燥的氮气。加热前缓缓通入一段时间,其作用是 。 ②停止加热前是否需要先断开a和b的连接处以防止倒吸?为什么? 。

③如果氢氧化钠溶液对二氧化碳的吸收是完全的,那么甲同学用氢氧化钠溶液的质量变

化测定出氧化铁的质量分数将 (选填“偏大”、“偏小”或“准确”),原因是 。

Ⅱ.乙同学取矿石样品10g,加入足量稀盐酸,完全反应后,共用去稀盐酸109.5g过滤得到滤渣2 g(假设杂质既不溶于水也不与酸发生反应)。请你和乙同学—起计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数和反应后溶液中溶质的质量分数。(请写出计算过程)。

6. 在古代,人们常用贝壳(主要成分是碳酸钙,杂质不参加反应且不溶于水)和纯

碱为原料制取烧碱,某小组同学按图所示流程进行实验,请你参与讨论并回答相关问题.

(1)贝壳高温煅烧时,发生反应的化学方程式是 ;

(2)操作Ⅰ中用到的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒;

(3)溶液蒸发结晶得到固体C的过程中,常用玻璃棒搅拌,其目的是 ;

【问题与发现】该小组同学所得到固体C一定是纯净的NaOH吗?

【猜想与假设】根据反应原理,甲、乙、丙三位同学提出以下猜想:

甲:纯净的NaOH

乙:NaOH和Na2CO3的混合物

丙:NaOH和Ca(OH)2的混合物

【探究与验证】甲、乙、丙三位同学分别设计下列方案,对自己的猜想进行验证.实验

7. 某化学兴趣小组对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问

题。

【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。

【提出猜想】红色粉末可能的组成有:①只有Cu;②只有 ;③是Cu 、Fe2O3的混合物

【资料获悉】Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu == 2FeCl2+CuCl2

【实验探究】

(1)甲同学取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部 溶解。甲同学认为可以排除猜想中的①和③,而乙同学认为只能排除猜想①,你认为 的观点正确(填“甲”或“乙”)。

(2)丙同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按 右下图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO

气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应

完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管

冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其

数据如下表:

少量澄清石灰水 红色粉末 CO A B 【交流讨论】

(1)在装置A中先通CO气体的作用是 。

(2)应该选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。

(3)写出A装置中发生反应的化学方程式 ;实验中观察到A装置中的现象为 。

(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处? (填“需要”或“不需要”),理由是。

【反思评价】丁同学指出:从环保角度,上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。

1 (1)Fe2O3?3CO??2Fe?3CO2 高温

C?O2??CO2      CO2?C==2CO

(2) 实验与猜想

① 氧化亚铁 (FeO)

② 铁和四氧化三铁 四氧化三铁(二者可以互换,化学式也可) 得出结论 四氧化三铁

【反思与评价】 AB 点燃高温

2 (1)C02 (2)除去S02

(3)BC 澄清石灰水 (4)黑色固体出现红色 白色固体出现蓝色

(5)能(或不能)[回答“能”与“不能”只要与理由匹配均可给分]

解:设0.01g的H2与D中Cu0充分反应后可生成的水的质量为x

H2+Cu0==Cu+H20

2 18

0.01g x

X=0.09g

由生成水的质量可知:

水中含有的氧元素质量为0.09—0.01=0.08g,则参加反应的Cu0中氧元素的质量 为0.08g;

反应前后,装置D中的质量变化为参加反应的Cu0中氧元素的质量,装置E的质量变化 为生成水的质量,装置D、装置E的质量变化分别为0.08g和0.09g。

能,可用电子天平称量出装置D或装置E的差量。(或不能,因为实验室中托盘天平只能称准到0.1g。)

3 【实验与讨论】

(1)碱酸 (2)不足(或酸液残留在管壁上等)

(3)恰好褪去(或立即消失)

(4)pH试纸

实验中滴加酚酞的溶液变为元色,可能呈中性,也可能因酸过量而显酸性,故用pH试 纸来确认。

稀硫酸(或酸)

乙同学用pH试纸测定管②电极附近溶液时消耗了少量酸

【交流与反思】2.2% 增强 增强

4 (1)CH4+H2O=CO+3H2

(2)I.14:3

Ⅱ.[完善实验设计] ②

[进行实验]红

[现象分析和数据处理]

②如果只有CO和H。还原足量CuO,合成气中CO与H2的分子个数比为1:3。生成物中碳元素与氢元素的质量比为2;1

如果只有CH4还原足量CuO,生成物中碳元素与氢元索的质量比为3:1

现测得CO2的质量:201.5g--198.2g=3.3g H20的质量:896.0g一292.4g=3.6g

生成物中碳元索与氢元索的质量比:(3·3g×122):(3.6g×)=9:4 4436

9;4介于2:1和3:1之间

由此可推测出,除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有来反应的CH4,且 CH4也还原了CuO。(合理过程均给分)

③否。因为带走水蒸气会使测得的CO2质量偏低·而实际测得的生成物中碳、氢元素的质量比已经大于2 :1,所以对推测结果无影响。(合理叙述均给分)

[拓展探究]澄清石灰水 HGFI

[实验反思]因为根据测得数据计算,生成物中碳、氧元素的质量比太置2:1,所以可能是合成气中参与反应的CO与H2的分子个数比大于1:3(或H2未完全参加反应、生成的水未被完全吸收等)

7

【提出猜想】② Fe2O3 【实验探究】(1)乙

【交流讨论】 (1)排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸)

(2) Ⅰ , ③ (3)3CO + Fe2O3 2 部分红色粉末变黑

(4)不需要,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中

【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋收集等)。 高温

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