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科学探究题 较难0.4 引用1 组卷140
绿矾(FeSO4•7H2O)用途广泛,可用作净水剂,医学上可用作补血剂,还可用于制颜料。
(1)绿矾是一种絮凝剂,利用其溶于水后生成的胶状物对杂质的 ____________ ,使杂质沉降来达到净水的目的。
(2)缺铁会引起贫血,铁是一种人体必需的 __________ (填“常量元素”或“微量元素”)。
(3)《本草纲目》中记载,绿矾“煅过变赤,则为绛矾”。绛矾是古代壁画、彩塑中使用的一种红色颜料。
某化学兴趣小组同学对绿矾高温分解的产物很感兴趣,进行了如下探究。
【查阅资料】
①绿矾高温分解的产物是一种固态金属氧化物和几种气态非金属氧化物。
②在一个化学反应中,如果有元素化合价升高,同时就有元素化合价降低。
③无水硫酸铜遇水变蓝。
④硫有两种常见的氧化物,部分性质如下表:

硫的氧化物

熔点

沸点

水溶性

能否使高锰酸钾溶液褪色

SO2

-75.5℃

-10℃

易溶于水


SO3

16.8℃

44.8℃

易溶于水

不能

【提出问题】
《本草纲目》中记载绿矾“煅过变赤”,经实验验证绿矾高温分解确实产生红色固体,说明绿矾高温分解产生的一种固态金属氧化物是 ____________ ,那么产生的几种气态非金属氧化物是什么呢?
【进行猜想】猜想1:H2O 和 ____________
猜想2:H2O 和SO3
猜想3:H2O、SO2和SO3
甲同学认为无需通过进一步实验即可判定猜想2错误,理由是 _______________________
【设计实验】
乙同学用以下装置检验绿矾高温分解产生的气态非金属氧化物:

需将绿矾高温分解产生的气体依次通过 ______________ (填字母,且每套装置限用一次)。
【分析现象】进行上述实验,观察到A中试管内溶液 ________ ,B中U形管内固体 ________ ,D中U形管内出现无色晶体,说明猜想3正确。
【得出结论】绿矾高温分解的化学方程式为 _______________________________________
【拓展延伸】生产硫酸最古老的方法是使绿矾高温分解,将生成的SO3和H2O同时冷凝并发生反应SO3+H2O=H2SO4 ,所以古代称硫酸为“绿矾油”。假定SO3和H2O全部冷凝并充分反应,SO2全部逸出,则通过这个方法得到的硫酸的质量分数为 ____________ (计算结果保留一位小数)。
2018·江苏南京·二模
知识点:化学方程式的书写盐类参与的反应人体内的微量元素——碘、铁元素设计实验探究物质的成分 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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实验室中有两瓶失去标签的无色溶液,已知是NaOH溶液和Ca(OH)2溶液中的各一种,小浩和小铭同学想用化学方法确定各是哪种溶液,并进行了实验探究。
(1)①小浩同学从下列三种试剂中选取了一种试剂,进行鉴别实验,根据出现的明显现象成功鉴别了上述两种无色溶液。则小浩所选的这种试剂是______(填选项序号之一)。
A.酚酞试液             B.Na2CO3溶液             C.稀盐酸
②小铭同学各取两种无色溶液少许,分别加入A、B两支试管中,用长塑料管分别向两试管中的溶液里慢慢吹气,观察到A试管中有白色浑浊现象,B试管中无明显现象。则可判断A试管中加入的溶液是______(填选项序号之一)。
A.NaOH溶液             B.Ca(OH)2溶液                    C.无法判断
(2)化学小组的同学欲探究某固体混合物A的成分,已知A中可能含有CuCl2、Na2CO3、Na2SO4、(NH4)2SO4四种物质中的两种或多种。按下图所示进行探究实验,出现的现象如图中所述。(设过程中所有发生的反应都恰好完全反应)

试根据实验过程和图示提供的信息,进行分析推理,回答下列问题:
①无色气体E的化学式为______
②混合物A中肯定存在的物质是______。(填化学式)
③写出步骤II中发生反应的化学方程式:______
④在固体混合物A里,上述四种物质中,还不能确定存在的物质是______(填化学式),理由是______
探究稀盐酸敞口放置后浓度的变化
资料:碳酸氢钠和盐酸的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2
【知识回顾】氯化氢气体溶于水形成盐酸,纯净的浓盐酸是无色液体。
(1)打开浓盐酸瓶塞,瓶口产生白雾,说明浓盐酸具有______性,敞口放置浓度会减小。
【任务一】探究稀盐酸敞口放置浓度会怎么变化。
在相同的条件下,将20.0g水和20.0g稀盐酸分别置于相同规格的烧杯中,并敞口存放于空气中,烧杯中物质的质量随时间变化如表:
时间敞口前敞口1天后敞口2天后
质量/g20.014.211.4
稀盐酸20.014.912.9

(2)小组同学认为稀盐酸敞口久置后浓度变大。根据实验数据分析其猜想的理由______
【任务二】探究稀盐酸敞口久置后浓度是否会变大。
在相同条件下,小组用一定浓度的稀盐酸分别密封、敞口放置15天,设计实验方案并探究比较浓度变化。
实验编号实验方案实验结论
密封的稀盐酸敞口的稀盐酸
分别取等量上述两种稀盐酸于试管中,用pH计测定pH,记录实验数据pH=0.6pH=0.5
分别取过量且等量的NaHCO3粉末于试管中,再分别注入2mL上述两种稀盐酸,记录产生的气体体积V1mLV2mL
分别取少量且等量NaOH溶液于试管中,各滴加2滴无色酚酞试液,再分别逐滴滴加上述两种稀盐酸,记录滴入稀盐酸的滴数12滴9滴
通过上述实验,小组得出稀盐酸敞口久置后浓度变大。
(3)实验②中V1______V2(填“>”或“<”或“=”)。
(4)实验③中记录稀盐酸滴数依据的现象是______,其发生的化学反应方程式为______
【任务三】探究稀盐酸敞口久置后浓度会变大的微观原因。
小组又重新设计了实验(如图1):取少量稀盐酸于试管中进行加热,在试管口放置一片湿润的蓝色的石蕊试纸,试纸变红。小组认为稀盐酸敞口放置后有氯化氢气体逸出。

(5)敞口久置的稀盐酸浓度会变大的微观原因是______
(6)根据以上实验,在图2方框内绘制出敞口久置的稀盐酸上方分子种类和数目(空气中的微观粒子忽略)。

(7)请重新设计一个与实验①②③不同的实验方案,证明敞口久置后的稀盐酸浓度会变大,实验方案为:______
某Fe3O4样品中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案:
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe3O4样品用图①进行了下列实验:

【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质。B中的最佳试剂是 _____ (填序号)。
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液 ③稀盐酸 ④水
(2)上述实验过程中,CO的作用有 _______________  (填序号)。
①CO气体作为反应物
②实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸
③停止加热后,防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用,便于CO2与反应液充分接触而反应
乙组:
(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是 _______________ ;改进为在B装置后接一盛有 _________ (填试剂名称)的广口瓶的吸水装置,将B装置和该装置“捆绑”称量,从而减小误差。
丙组:
(4)丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)2溶液,通过测量生成的 _________ (填化学式)沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀,该组同学需要进行的操作有过滤→ __________ →称量。
【查阅资料】
Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(见图②)。

(5)写出BC段发生反应的化学方程式:__________________
(6)确定该Fe3O4样品中含有的杂质是 _________ ,其中含Fe3O4的质量是 _____ g(不需要写出过程)(已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。

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