题目内容

某校研究性学习小组得到一块铁制品，不知它是生铁还是钢，几位同学设计了一个实验来进行鉴定．他们用200mL稀盐酸（密度为1.04g/cm3）分四次加入到金属块上，生成的氢气能被完全收集起来进行称量，实验数据记录在下表（此块制品假设只是由铁和单质碳两种物质组成的，碳不与盐酸反应也不溶于盐酸）．生铁含碳质量分数为2%～4.3%．）
次数 加入盐酸的量 生成H2的总质量 剩余固体质量
1 50mL 0.2g
2 50mL 0.4g
3 50mL 0.6g 0.2g
4 50mL 0.6g 0.2g
仔细阅读分析表中数据后解答：
（1）第
 
次加入盐酸并充分反应后，制品中的铁和盐酸恰好完全反应．
（2）通过计算回答：这块铁制品中单质碳的质量分数为多少？它是生铁还是钢？
（3）求所用的盐酸溶液中HCl的质量分数？
分析：由实验数据记录表，每50mL稀盐酸完全反应可生成0.2gH2；金属制品完全反应生成0.6gH2；由于第四次加入50mL稀盐酸，产生H2质量与不再增加，说明前三次所加入的150mL稀盐酸已把金属制品中的铁完全反应．
解答：解：（1）根据前三次加入稀盐酸与生成H2的关系，当加入150mL稀盐酸，金属制品中铁恰好与稀盐酸完全反应；
故答：3；
（2）设制品中Fe的质量为x，三次参加反应的HCl质量为y
依据题意得：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
56  73        2
x    y       0.6g
56：2=x：0.6g
73：2=y：0.6g
解之得：x=16.8g y=21.9g
铁制品中单质碳的质量分数=
0.2g
16.8g+0.2g
×100%≈1.18%
∵1.18%＜2%，∴铁制品属于钢
答：这块铁制品中单质碳的质量分数为1.18%，它是钢；
（3）盐酸溶液中HCl的质量分数=
21.9g
150mL×1.04g/mL
×100%≈14.04%
答：所用的盐酸溶液中HCl的质量分数为14.04%．
点评：由第四次加入50mL稀盐酸氢气质量不再增加、剩余固体质量不再减少，可得知第四次加入的稀盐酸因铁在前三次已被完全反应而未发生反应．
练习册系列答案
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（1）某校研究性学习小组欲配制1000g溶质质量分数为15%的氢氧化钠溶液．需氢氧化钠固体
 
g，水
 
mL（水的密度是1g/cm3）；称量氢氧化钠时
 
（填“能”或“不能”）放在纸上称量．
（2）甲乙丙丁四位同学在探究碱溶液与酚酞作用的实验时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液滴入酚酞试液，溶液变成了红色，一会儿红色就消失了．
【猜想】：
甲：可能是酚酞变质的缘故；
乙：可能是氢氧化钠溶液与空气中二氧化碳反应的缘故；
丙：可能是酚酞与空气中氧气反应，使红色消失的缘故；
丁：可能与氢氧化钠溶液质量分数大小有关．
【理论分析】：
①甲同学刚提出自己的猜想，就遭到其余三位同学的否定，三位同学的理由是
 
．
②乙同学的猜想也不正确，理由是
 
．
【实验设计】：
③为证实丙同学的猜想，还需作如下实验，请完成下表．
实验步骤 设计这一步骤的目的
1．用煮沸过的蒸馏水配制氢氧化钠溶液．
2．在氢氧化钠溶液中滴入酚酞，并在上方滴一些植物油．
④通过以上实验，四位同学看到：溶液先变成红色，一会儿红色又消失．因此酚酞红色褪去与氧气无关．若丁同学的猜想正确，设计如下实验证明并完成有关问题：
实验方法：观察到的现象和结论；
（3）质量分数小的溶液中红色不消失，质量分数大的溶液中红色会消失，则证明
 
．
方案二：将滴有酚酞试液的质量分数大的氢氧化钠溶液加水稀释观察到的现象和结论：
 
．
（4）（8分）该校研究性学习小组向上述所配制的15%的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，有气泡产生，由此可知所用的NaOH固体已变质．写出氢氧化钠在空气中变质的化学方程式
 
；所以氢氧化钠应该
 
保存．（2分）
【提出问题】：所用的NaOH变质程度怎样？
【设计方案】：先称取21.2g 的NaOH样品（杂质为Na2CO3），配成溶液，然后向溶液中逐滴加入一定质量分数的稀硫酸直至过量，根据生成CO2的质量计算出Na2CO3的质量，从而进一步确定样品中NaOH的质量分数．
【进行实验】：实验测得加入稀硫酸的质量与产生CO2气体的质量关系如下图所示．
【数据处理】：写出以下计算过程：
（5）该样品中NaOH的质量分数为多少？
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【反思与交流】：①从图中0～A点说明：在NaOH 与Na2CO3的混合溶液中，加入稀硫酸，首先反应的物质是
 
；②根据反应方程式分析，NaOH部分变质或全部变质，与没有变质的NaOH相比，中和反应时消耗稀硫酸的量
 
（填“相等”或“大于”或“小于”．（2分）
（2005?金华）我市盛产石灰石，其中含有的杂质主要是二氧化硅．某学生为了测定石灰石中碳酸钙的含量，取10.0克石灰石样品，经粉碎后放入烧杯中，并加入足量的稀盐酸（石灰石中的杂质不与稀盐酸反应），烧杯及所盛物质的总质量为80.0克．反应过程中测得烧杯及所盛物质的质量与相应反应时间记录如小表：
反应时间/分 0 2 4 6 8 10
烧杯及所盛物质质量/克 80.0 79.0 78.3 77.9 77.8 77.8
（1）反应生成CO2的总质量为
2.2
2.2
克．  该石灰石样品中碳酸钙的质量分数是多少？
（2）某化工厂的污水中含有较多量的硝酸锌、硝酸银和泥沙，如果直接排放，会给环境造成严重污染．某校研究性学习小组的同学取回该厂的污水样品，在实验室对样品中的硝酸银含量进行了测定，并提取了金属银和硝酸锌固体，为治理该厂的污染探索了一种方案．请回答（忽略其他杂质的影响）：
①取一定质量的污水样品，过滤，用所得的滤液进行硝酸银含量测定．请你从下表中选择一种测定所需的药品
b
b
及应测量的数据
③
③
．（填编号）
提供的药品 测量的数据
a．铁粉
b．稀盐酸		 ①反应前铁粉的质量
②反应后铁粉和银的质量
③AgCl的质量
②在提取金属银和硝酸锌时，同学们设计了如下的方案：

在该方案中，金属粉末X是
锌
锌
．
（3）学校实验室要排放各种污染物，“实验室也是污染源”，创建“绿色家园”，必须人人参与．请提出你在进行化学实验时，减少实验对环境污染的一种做法
废水经过处理达标后再排放
废水经过处理达标后再排放
．
（2010?雅安）某校研究性学习小组进行了一个有趣的实验探究：
【提出问题】实验室有一瓶久置的NaOH，变质程度怎样？
【设计方案】先称取26.5g 的NaOH样品（杂质为Na2CO3），配成溶液，样品全部溶解．然后向溶液中逐滴加入一定质量分数的稀盐酸直至过量，根据生成CO2的质量计算出Na2CO3的质量，从而进一步确定样品中NaOH的质量分数．
【进行实验】实验测得加入稀盐酸的质量与产生CO2气体的质量关系如图所示．
【数据处理】
（1）反应产生二氧化碳气体的质量为
2.2
2.2
g．
（2）该样品中Na2CO3的质量为多少？
（3）该样品中NaOH的质量分数为多少？
【反思与交流】从图中0～A点说明：在NaOH 与Na2CO3的混合溶液中，加入强酸，首先反应的物质是
NaOH
NaOH
．
类比法是化学研究物质的重要方法之一．草酸的化学性质与碳酸相似．已知碳酸易分解，草酸在受热条件下也分解，仅生成三种氧化物．某校研究性学习小组对此展开探究：
（1）小明首先根据草酸中含有
氢（或氢和氧）
氢（或氢和氧）
元素，可推测生成物中含有水．
（2）小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证：
假设一：生成物中有二氧化碳
实验一：将生成的气体通入澄清的石灰水，实验现象是
澄清石灰水变浑浊
澄清石灰水变浑浊
，小明据此判断生成物中含有二氧化碳．
假设二：生成物中有一氧化碳
实验二：小明用右图装置进行实验，从而证明生成物中含有一氧化碳．
请回答：A装置中黑色固体粉末是
CuO
CuO
（填化学式），A装置中的实验现象是
黑色固体变为红色
黑色固体变为红色
．
（3）讨论交流：小芳认为，小明的“实验二”不需要B装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳，你是否支持小芳的观点：
支持
支持
（填“支持”或“不支持”），请说出你的理由：
只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断三种氧化物中一定含有一氧化碳
只要根据氧化铜由黑色变为红色，就可判断三种氧化物中一定含有一氧化碳
．小芳认为，从环保的角度看，“实验二”装置有一个缺陷，请你指出该缺陷：
缺少尾气处理装置
缺少尾气处理装置
，处理的方法是
将尾气通到酒精灯的火焰上
将尾气通到酒精灯的火焰上
．
小芳将一氧化碳通入铜和氧化铜混合粉末共10克的试管中，加热至黑色粉末全部转变成红色后，冷却，称得试管中铜粉为9克，求原混合物中氧化铜的质量分数．（写出计算过程）
海洋约占地球表面积的71%，具有十分巨大的开发潜力．某校研究性学习小组同学对经初步净化处理的浓缩海水（主要含NaCl和MgSO4）进行研究．
（1）实验时若配制1000mL 0.20mol/L NaOH溶液，计算称量固体NaOH的质量．
（2）取初步净化处理的浓缩海水100mL，加入200mL 0.20mol/L NaOH溶液，恰好把其中的Mg2+完全沉淀，求浓缩海水中Mg2+的物质的量浓度为多少．
（3）研究小组同学把上述沉淀完全转化为无水MgCl2，并在熔融状态下进行电解，可得标准状况下Cl2多少升？

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