【备考2021】实验探究专项训练_试卷库

1、振衡中学化学实验小组的同学用氢氧化钠溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧钠溶液加入稀盐酸一会后，发现忘记了滴加指示剂．因此，他们停止滴加稀盐酸，并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究．

(1)【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么？

【猜想】猜想一：溶质是CaCl₂和Ca（OH）₂

猜想二：溶质是CaCl₂

猜想三：溶质是CaCl₂和．

(2)【査阅资料】氧化钙溶液呈中性．

【进行实验】

①小明同学设计用无色酚酞溶液验证“猜想一”是否成立．取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中，并向试管里滴加几滴无色酚酞溶液，振荡，观察到溶液不变色．于是可以确定“猜想一” （填“成立”或“不成立”），其理由是．

②小芳同学取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中，并向试管中加入锌粒，发现有大量气泡产生．于是可以确定（选填“猜想一”“猜想二”“猜想三”）成立．请你另外再设计一个实验来验证该猜想成立：

(3)【反思与拓展】在分析化学反应后所得物质成分时，除考虑生成物外还需考虑．

2、石家庄42中化学学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钙固体产生了兴趣，他们根据自己所学知识进行如下探究：

【提出问题】该瓶药品的化学成分是什么？

(1)【查阅资料】氢氧化钙在空气中敞口放置易变质，请写出氢氧化钙变质的化学方程式。

(2)氢氧化钙的溶解度曲线如图。

【猜想假设】猜想一：Ca（OH）₂

猜想二：CaCO₃

猜想三：

(3)【实验验证】

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取1g样品放入盛有50g水的烧杯中，充分搅拌后，静置	烧杯底部有较多固体未溶解	样品中含有CaCO₃
（2）取实验（1）中上层淸液少许于试管中，再向试管中滴加2～3滴无色酚酞试液		样品中含有Ca（OH）₂

【得出结论】甲同学认为猜想三正确。

(4)【反思交流】

①乙同学认为甲同学的结论不合理，他认为猜想一也可能正确，原因是。

②丙同学认为要想验证猜想三正确，还需做如下实验：取实验（1）中未溶解固体于试管中，向试管中滴加适量稀盐酸，如有，则猜想三正确。

(5)【拓展提升】

①要想验证反应后物质的成分，除需验证有生成物以外，还应考虑反应物是否。

②有些药品在空气中敞口放置易变质，请再举一例。

3、为了探究物质的化学性质，研究小组做了如图1所示实验。

请回答下列问题

(1)若取A所得溶液少许，加入石蕊试液，溶液显红色，故A所得溶液中一定含有的溶质是（写化学式）。

(2)B试管中的实验现象，B中所发生反应的化学方程式：。

(3)若取B所得溶液少许，加入酚酞试液，溶液显红色，由此可知，B所得溶液中一定含有的溶质是（写化学式）。

(4)反应结束后，小组同学将反应后A、B试管中的上层清液倒入洁净的烧杯中。往烧杯中滴加紫色石蕊溶液，溶液变红，然后将烧杯内的物质过滤。为了确定滤液中溶质的成分，小组同学进行了如下探究。

【作出猜想】猜想一：NaCl 猜想二：NaCl、HCl 猜想三：NaCl、HCl、CaCl₂

【评价交流】你认为以上猜想不合理。

【实验验证】同学们对可能含有的物质进行确定。小组同学取一定量清液于试管中，向溶液中逐滴加入碳酸钠溶液，看到先产生大量的气体后生成沉淀。

【结论】根据现象得出，猜想正确。产生气体的化学方程式：。

(5)【拓展提高】根据以上反应现象得到如图2所示的图象。

小组同学对图象进行了分析，下列说法错误的是。

(5)

A . O至A过程中，生成了气体 B . O至A过程中，溶液的pH变大 C . C点时对应的溶液中只有两种溶质 D . 整个过程只发生了复分解反应

4、小倩同学了解到：外国人把中国称为“China”，在英文中与瓷器是同一个单词。“青花瓷”又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴（CoO）。

她查阅元素周期表发现钴（读音： $\text{[math]}$ ）元素符号为Co，在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。

（提出问题）小倩同学产生疑问：为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢？

（寻求帮助）

(1)（咨询老师）得知：因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点（见右图），使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。请你帮助小倩完成下列问题：

①钴元素在元素周期表中的原子序数为，一个钴原子比一个铁原子多一个（填序号）。

a．中子

b．电子

c．质子

d．电子层

②铁原子与钴原子具有相同的（填序号，下同）。元素的化学性质主要与原子的有关，因此二者的化学性质相似。

a．核电荷数

b．核外电子数

c．电子层数

d．最外层电子数

③在化学反应中，金属钴和铁一样，也能与稀盐酸发生反应放出氢气，反应的化学方程式为；钴在氧气中燃烧生成Co₃O₄ ，化学方程式为。

(2)（查阅资料）钴元素有着广泛的用途：钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快，钴酸锂（已知：化学式为LiCoO₂ ，锂元素化合价为+1）常用作手机电池的正极材料，其中钻元素的化合价为。

(3)（深入探讨）

（产生问题）既然钴与铁的单质具有相似的性质，那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质？

（设计并实验验）

根据所学知识，同学们已知下列反应可以进行，并进行实验： $\text{[math]}$

观察记录实验现象：氧化亚铁为黑色固体；实验a中，随着稀盐酸的加入，黑色固体逐渐溶解，溶液呈现浅绿色；实验b中，加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀，静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最后变为红褐色。（查阅资料得知：原因是溶液中的Fe（OH）₂遇空气中的氧气生成Fe（OH）₃）

同学们欲探究钴元素化合物的性质，设计并进行了如下实验： $\text{[math]}$

请你依据实验现象，完成下列问题：

I.实验①中，取少量灰黑色的氧化钴放入试管中，加入稀盐酸，固体被溶解，溶液呈红色，写出反应的化学方程式。另取一支试管加入少量氧化钴，滴入浓盐酸，固体被溶解溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的有关。

Ⅱ.实验②中，加入氢氧化钠溶液，出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中，沉淀物颜色发生变化，最终变为棕色，试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的有关。通过实验探究，同学们得出结论：铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。

5、小明周末从凤凰山带回一瓶浑浊的山泉水，他在化学实验室模仿自来水厂净化过程，最终制成蒸馏水，流程如图所示：

(1)操作①的名称是，若经过操作①后，所得液体仍然浑浊，其原因可能是（填序号）

A、漏斗内的滤纸有破损

B、漏斗下端未紧靠烧杯内壁

C、漏斗内液面高于滤纸的边缘

(2)取少量液体D于试管中，加入肥皂水，振荡，发现有较多浮渣产生，说明液体D是水。

(3)小明用得到的蒸馏水配制50g质量分数10%的氯化钠溶液，如图是配制该氯化钠溶液的实验操作示意图：

①计算：需要氯化钠固体5g，水 mL（水的密度为1.0g/cm³）；

②称量：用托盘天平称取氯化钠固体，用规格为 mL（填“10”、“50”或“100”）的量筒量取所需要的水，倒入盛有氯化钠的烧杯中；

③溶解：用玻璃棒搅拌，目的是。

6、实验室利用下图实验装置进行有关化学实验。

回答下列问题：

(1)写出图中标号仪器的名称：① ；② 。

(2)用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气，应选用的装置是（填字母序号），该反应的化学方程式为，其中转化为氧气的氧元素与高锰酸钾中氧元素的质量之比是（填最简整数比）。

(3)某同学用高锰酸钾制备氧气，并用排水法进行收集。下列操作正确的是（填字母序号）。

a.先向大试管中加入高锰酸钾固体再检查装置气密性

b.当导管口有气泡连续、均匀冒出时，开始收集氧气

c.集气瓶中氧气收集满后。在水面下用玻璃片盖住瓶口，再将其移出水面

(4)已知实验室常用固体石灰石和液体稀盐酸常温下反应制取二氧化碳，二氧化碳密度比空气大，能溶于水，则应选择的制取并收集的装置为（填字母序号）。

7、工业上利用空气、煤、水等制取尿素（ $\text{[math]}$ ）的主要工艺流程如下：

(1)空气中氧气约占体积的；过程Ⅰ分离空气，利用了氮气和氧气的（填“熔点”或“沸点”）不同，得到氮气和（填“氧气”“液氧”或“固氧”）。

(2)煤炭的主要成分为，过程Ⅱ得到的一氧化碳与氧化铜反应的化学方程式为；

(3)过程Ⅲ体现还原性的物质为；

(4)过程Ⅳ中，反应的化学方程式为，该反应属于反应（填基本反应类型）。

8、化学兴趣小组的同学在实验室发现一瓶保管不当，盛有无色溶液的试剂瓶，且标签破损（如图），其残缺的标签中只剩下“Na”字样。同学们很感兴趣，决定对其成分进行探究。

（提出问题）这瓶试剂可能是什么溶液呢？

(1)（交流讨论）根据受损标签的情况判断，这瓶试剂不可能是（填字母）。

A酸 B碱 C盐

(2)（作出猜想）

①可能是Na₂CO₃溶液；

②可能是NaCl溶液；

③请你再作出一种猜想，猜想的物质与上面类别不同：可能是溶液。

(3)（设计并实验）

实验

实验操作

实验现象

实验结论和解释

Ⅰ

取样于试管中，向其中滴加几滴无色酚酞试液。

无色溶液变红

该溶液不可能是NaCl溶液。

理由。

Ⅱ

另取样于另一只试管中，向其中

滴加足量的。

产生大量的气泡

该溶液溶质为碳酸钠。

由此，同学们得出结论：该溶液是碳酸钠溶液。

(4)老师指出该结论不严密。理由是：氢氧化钠溶液在空气中敞开放置，发生变质，能产生与实验Ⅰ和Ⅱ相同现象。老师提示，不需另取样，只要在实验Ⅰ后的试管中加入足量的溶液，若观察到红色溶液不褪色现象，即可说明该溶液中有氢氧化钠。

9、从某废旧电子产品中可以提炼贵重金属，并得到硫酸铜溶液。其工艺流程如图所示：

(1)图中“操作”的名称是。

(2)写出滤液中存在的金属阳离子，所得贵重金属中任意一种成分的化学式。

(3)写出①中发生的化学反应方程式 (任写一种)；该反应的基本类型为。

10、如图所示为实验室中常见的气体的制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），试根据题目要求，回答下列问题：

(1)若用H₂O₂溶液与MnO₂固体反应制取并收集干燥的氧气，按照要求设计实验装置，连接仪器，并检验装置的气密性。

①制取并收集干燥的氧气所选仪器的连接顺序为（填写仪器序号字母），MnO₂在反应前后的质量（选填“增大”“减小”“不变”之一）。

②上述制取氧气的化学反应方程式为。

(2)小强同学欲用一氧化碳气体（含少量水蒸气）测定某不纯氧化铁样品的纯度（杂质为单质铁），并验证反应中气体生成物的性质，小强同学设计了实验方案：气体流向是从左向右，选择的仪器按D→C→B顺序连接，然后进行实验（假设有关反应均反应完全）。

①仪器C处大玻璃管内出现的反应现象为。

②装置D的作用是，装置B的作用是。

③通过测量反应前后C处大玻璃管的质量变化，来计算氧化铁的纯度。若其他操作正确，反应结束熄灭酒精灯后，维续通入一氧化碳气体，直至大玻璃管冷却，则这样计算出的氧化铁样品纯度与实际值比较将（填“一定偏大”“一定片少”“基本一致”之一）。

④在这个实验装置中，除了可以利用反应前后C处大玻璃管的质量数据变化来计算氧化铁样品的纯度外，还可以通过测量装置B质量的变化来计算氧化铁样品的纯度，若装置B增重0.66g，则样品中Fe₂O₃的质量为 g。

⑤小强同学设计的这套实验装置是否存在不足之处，若有请写出你的具体改进建议。

【备考2021】实验探究专项训练

一、实验探究题（共10小题）

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