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解答题-实验探究题 适中0.65 引用1 组卷79
是一种重要的工业化学品。某研究小组利用如图所示装置制备,并进行相关探究。

回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为___________
(2)装置B的作用为___________;干燥管中的试剂为___________(任写一种)。
【查阅资料】Ⅰ.常温下镁和水反应现象不明显,镁和水反应会在镁条表面形成致密的膜,阻碍反应进一步发生;
Ⅱ.镁与饱和溶液剧烈反应产生大量气体和白色沉淀;
Ⅲ.质地紧密,质地疏松,该实验条件下,膜没有作用。
【预测】溶液中的某种组分破坏了反应生成的膜。
【实验设计】用砂纸擦去镁条表面氧化膜,取表面积和质量相同的镁条(2cm)进行实验,测量产生气泡的速率。
实验序号实验装置添加试剂及用量产生气泡速率(mL/min)
1

2
3
4

(3)测得实验结果,得出结论:___________;请结合必要的文字和化学用语解释得出该结论的原因为___________
(4)另一同学经查阅资料发现也能破坏膜,于是进行如下探究:
实验序号实验装置添加试剂及用量产生气泡速率(mL/min)
5

6
测得实验结果___________(填“>”“<”或“=”)。
(5)观察实验4和5发现,请解释其原因___________
(6)加热可以得到纯碱,写出纯碱在生产或生活中的一种应用:___________
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知识点:浓度对难溶电解质溶解平衡的影响沉淀的溶解与生成综合实验设计与评价 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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研究小组进行如图所示实验,试剂A为0.2mol·L-1CuSO4溶液,发现铝条表面无明显变化,于是改变实验条件,探究铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液反应的影响因素。用不同的试剂A进行实验1~实验4,并记录实验现象:
实验序号试剂A实验现象
10.2mol·L-1CuCl2溶液铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
20.2mol·L-1CuSO4溶液,再加入一定质量的NaCl固体开始铝条表面无明显变化,加NaCl后,铝条表面有气泡产生,并有红色固体析出
32mol·L-1CuSO4溶液铝条表面有少量气泡产生,并有少量红色固体
42mol·L-1CuCl2溶液反应非常剧烈,有大量气泡产生,溶液变成棕褐色,有红色固体和白色固体生成
(1)实验1中,铝条表面析出红色固体的反应的离子方程式为___________
(2)实验2的目的是证明铜盐中的阴离子Cl是导致实验1中反应迅速发生的原因,实验2中加入NaCl固体的质量为___________g(NaCl的相对分子质量58.5)。
(3)实验3的目的是___________
(4)经检验知,实验4中白色固体为CuCl,甲同学认为产生白色固体的原因可能是发生了Cu+CuCl2=2CuCl。
查阅资料知:CuCl难溶于水,能溶解在Cl浓度较大的溶液中,生成[CuCl2]络离子,用水稀释含[CuCl2]的溶液时会重新析出CuCl白色沉淀。
为探究实验4中溶液呈现棕褐色的原因,分别取白色CuCl固体进行以下实验:
实验序号实验操作实验现象
i加入浓NaCl溶液沉淀溶解,形成无色溶液
ii加入饱和AlCl3溶液沉淀溶解,形成褐色溶液
iii向i所得溶液中加入2mol·L-1CuCl2溶液溶液由无色变为褐色
①由上述实验及资料可推断,实验4中溶液呈棕褐色的原因可能是[CuCl2]与Al3+___________作用的结果。
②为确证实验4所得的棕褐色溶液中含有[CuCl2],应补充的实验是:取适量实验4的棕褐色溶液,___________
(5)上述实验说明,铝和CuSO4溶液、CuCl2溶液的反应现象与____________有关。
为更好地利用化学变化中的物质变化和能量变化,在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和进行程度等。
(1)研究小组向溶液中加入溶液,产生AgCl沉淀,静置,得到AgCl滤液;在AgCl滤液中放入5cm长的镁条后,立即有无色气泡产生,气体可燃,滤液中逐渐出现白色浑浊。
【发现问题】对比发现,滤液反应比反应速率快。研究小组对此实验现象产生的原因进行了探究。
【查阅资料】类体积较小的阴离子,能够“钻入”膜,达到使其溶解的效果,称作“离子钻入效应”,
【提出猜想】
猜想一:钻入膜形成孔径,增大了的接触面积,加快了的反应速率;
猜想二:在“离子钻入效应”基础上,置换形成许多微小的原电池,使反应速率进一步加快。
【实验设计】用砂纸擦去镁条表面氧化膜,取表面积和质量相同的镁条(5cm),用浓度分别为溶液,按照下表进行系列实验,若有沉淀,先将沉淀过滤后,将滤液加入装Mg条的试管,并观察Mg条表面实验现象。
实验序号
实验现象
1///5.00微小气泡附着
24.500.50//大量气泡放出
34.50//0.50少量气泡放出
4a/b/少量气泡放出
①根据表中信息,补充数据:a=_______,b=_______
②由实验1和实验3对比可知:有加快反应速率的作用。
③由实验_______和实验_______对比可知:有加快反应速率的作用。
【实验结论】猜想一和猜想二成立。
(2)为了进一步证明原电池能加快体系中的反应速率,研究小组利用数字化实验进行了验证。
【实验设计】选取实验2和实验4两个实验方案,将各实验Mg条、溶液量等比例放大至30cm,,采集两个实验的时间、温度-时间变化数据(先采集约10s时溶液的时间、温度-时间数据,再投入Mg条继续采集时间、温度-时间数据)。实验数据如图所示:

④由初始数据可知,曲线_______(填“a”或“b”)表示实验2的时间变化曲线,请你解释原因_______
⑤在左右,两实验的变化都明显趋于平缓的原因_______
⑥“温度-时间”曲线分析:两种溶液的初始温度一致,投入镁条后,实验2温度增幅明显大于实验4,说明相同反应时间内,_______(填“实验2”或“实验4”)放热更多,因此速率更快。
【实验结论2】结合pH-时间、温度-时间曲线可知,原电池能加快体系中的反应速率。
过氧化氢是一种常用的绿色试剂,某学习小组针对的性质进行如下实验。
Ⅰ.验证的还原性
已知:溶液与氯水发生反应时表现还原性。
(1)制取氯水,装置如图所示。

①仪器X的名称是_______,生成的化学方程式为_______
②饱和食盐水的作用是_______
(2)取上述新制饱和氯水于试管中,向其中加入溶液至过量,产生大量气泡(该气体可使余烬复燃),还观察到溶液颜色发生的变化是_______
Ⅱ.探究分解的影响
选用溶液和溶液,探究分解的影响。记录数据如下:
实验序号添加试剂及用量完全分解所需时间/min
1溶液
2溶液
(3)实验结果显示,可得出的结论是:_______(填化学式)更有利于分解。
(4)甲同学查阅资料得知能加速分解,分解无影响。为排除干扰,该同学进行实验:向两份溶液中分别加入amL浓度均为______________ (填化学式)溶液和_______(填化学式)溶液。内,发现均几乎不分解。甲同学认为,在无存在的情况下,催化分解无影响。
(5)乙同学又提出猜想:催化分解会产生影响。进行如下实验。限选试剂如下:
A.溶液            B.少量固体        C.溶液          D少量固体
实验序号添加试剂及用量完全分解所需时间/min
3需同时加入
溶液和①_______ (填标号)
4需同时加入溶液和②_______ (填标号)
(6)根据实验1~4中测得的完全分解所需时间,该小组同学认为_______(填“增强”或“减弱”,下同)的催化效果,_______的催化效果。

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