题目内容

下列四组溶液，不能通过组内两两混合鉴别的一组是

A．Na2SO4、K2CO3、BaCl2、稀盐酸  B．NaOH、稀H2SO4、NaCl、酚酞试液

C．Na2CO3、稀盐酸、石蕊试液、KOH    D．K2CO3、HNO3、CuSO4、BaCl2

 

B

练习册系列答案
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13、通过实验探究的方法对未知事物进行探索是化学学习的一种重要方式．为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质．A、B两同学分别设计了探究实验的方案．
（一）A同学设计了如下一组实验：取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花，分别按下图进行实验．回答下列问题：
（1）观察到纸花的颜色变化是：Ⅰ：纸花变红，Ⅱ：
纸花不变红
，Ⅲ：纸花不变色，Ⅳ：
纸花变红
．
（2）该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验，说明了什么？
酸性物质能使石蕊变红，水不能使石蕊变红
．
（3）该同学进行四组对比实验的目的是什么？
干燥的二氧化碳不能使石蕊变红，而二氧化碳溶于水后生成的碳酸能使石蕊变红
（用文字叙述）．
（4）写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式
CO2+H2O=H2CO3
．
（二）B同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中，观察溶液的颜色变化，如图所示．可以看到紫的石蕊试液
变红
．得出结论二氧化碳与水反应生成了碳酸，碳酸使石蕊变红．

（三）请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价：
（1）哪个同学的方案合理
A同学的实验方案合理
；
（2）方案合理的理由是
A同学进行了多个对比实验，通过观察小花颜色的变化可以说明：紫色石蕊变红不是水作用的结果，也不是二氧化碳作用的结果，
而是酸作用的结果，二氧化碳溶于水一定生成了具有酸性的物质
．
（2011?丹阳市二模）某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2．他们不禁产生了疑问：书本119页的实验中，CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
【查阅资料】
资料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示；
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种．
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe3O4；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
；
【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图．
【生产流程】

【查阅资料】
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：Fe（OH）2受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
资料三：获得Fe3O4的反应原理为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
；
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量[或防止Fe（OH）2完全转化为Fe（OH）3]
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳质量比为
90：214（或45：107）
90：214（或45：107）
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤   b．加热浓缩     c．冷却结晶    d．晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
【查阅资料】
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：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；
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种．
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验：
【实验分析】因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
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_
②
②
（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气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
．
（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
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
．
乙组：
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（右图）．
（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
．
（2）通过计算确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
，其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g．（不需要写过程）
（2009?昆明）请回忆老师做的“二氧化碳与水反应”的实验并分析下列四组对比实验回答问题：
（Ⅰ）组：向装有2mL稀醋酸的试管中滴加两滴紫色石蕊溶液；
（Ⅱ）组：向装有2mL蒸馏水的试管中滴加两滴紫色石蕊溶液；
（Ⅲ）组：向装满二氧化碳的干燥集气瓶中放入干燥的紫色石蕊试纸；
（Ⅳ）组：将二氧化钛通入盛有紫色石蕊溶液的试管．
（1）能使紫色石蕊溶液变红的是实验（Ⅰ）和实验（Ⅱ），它们验证的是酸能
使紫色石蕊试液变红
使紫色石蕊试液变红
的性质； 
（2）实验（Ⅰ）和实验（Ⅱ）起到了对比作用，可以观察到的现象是
醋酸使紫色石蕊试液变红而水不能
醋酸使紫色石蕊试液变红而水不能
；实验（Ⅲ）说明
二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变红
二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊试纸变红
；
（3）将第（Ⅳ）组实验后的试管用酒精灯加入，观察到的现象是
变红的紫色石蕊溶液又变成紫色．
变红的紫色石蕊溶液又变成紫色．
．
（2010?荆门）在实验室制取二氧化碳的研究中，教师提供了如图所示的实验仪器，让同学们从中选择合适的仪器设计制取二氧化碳的装置，并比较分析各自设计的装置的优缺点．请你参与他们的活动探究并完成下列填空：


【设计装置】小霞、小红、小华、小明四位同学利用如图所示的仪器各自设计出一种实验室制取和收集二氧化碳的装置，用到的仪器如下：
小霞：②⑤⑦⑨小华：②⑤   小红：①⑤⑥⑨小明：④⑤⑧⑩
【交流评价】同学们经过讨论一致认为小霞同学设计的装置不能达到实验目的，小华同学设计的装置不合理，小红、小明两位同学设计的装置可行．
（1）小霞同学要想顺利完成实验，只需将所选仪器中的
⑦
⑦
（填序号）换成⑥即可．
（2）请你分析小华同学设计的实验装置不合理的原因
二氧化碳能够溶于水，不能用排水法来进行收集
二氧化碳能够溶于水，不能用排水法来进行收集
．
（3）小明同学设计的装置一致被评为“最佳创意奖”，它的优点之一是
注射器来加入酸液，可以控制产生气体的速率
注射器来加入酸液，可以控制产生气体的速率
．此装置还能用于实验室制取另一种常见气体，请用化学方程式表示制取这种气体的反应原理
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
．
【拓展应用】利用小红同学设计的实验装置，选择不同的药品分组进行对比实验．并将实验现象记录于下表：
组别 药品 实验现象
A 块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
B 石灰石粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
C 块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
D 碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
（1）根据以上实验现象，从制取和收集气体的角度分析，一般选择
A
A
组药品（填组别序号）制取二氧化碳较为合适国．
（2）气体验满：检验集气瓶内是否收集满二氧化碳气体的方法是
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则说明二氧化碳收集满了
将燃着的木条放在集气瓶口，若木条熄灭则说明二氧化碳收集满了
．
（3）气体检验：将生成的气体通入紫色石蕊溶液中，溶液变红，确定该气体是二氧化碳．请回答：这种检验方法是否正确？若正确请说明理由，若不正确请写出正确的检验方法
将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊则说明该气体是二氧化碳
将生成的气体通入澄清石灰水中，若石灰水变浑浊则说明该气体是二氧化碳
．
某兴趣小组在复习铁的冶炼时，在参考资料上发现以下一段文字：已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2．他们不禁产生了疑问：课本上册124页的实验中，CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗？于是他们进行了以下探究．
[查阅资料]
资料一：Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO（黑色）不能；
资料二：Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价，其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示；
[提出猜想]黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种．
[进行实验]兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验：
实验方案 实验现象
甲 取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
乙 取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
丙 取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
[实验结论]
（1）甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
，乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe
；
（2）生成的黑色物质应为Fe3O4；
（3）写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl=FeCl2+2FeCl3+4H2O
；
[拓展探究]同学们对Fe3O4产生了兴趣，从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图．
[生产流程]

[查阅资料]
资料一：硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如表所示：
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二：Fe（OH）2受氧气氧化反应原理为：4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3
资料三：获得Fe3O4的反应原理为：Fe（OH）2+2Fe（OH）3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
[问题讨论]
（1）溶解时，用50℃至80℃的热水目的是
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
在50℃～80℃时，硫酸亚铁的溶解度较大，有利于溶解的更多，提高产率
．
（2）写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe（OH）2↓+Na2SO4
．
（3）上述过程中，要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量
控制Fe（OH）2转化为Fe（OH）3的量
．
（4）要使四氧化三铁的产率最高，则上述流程中产生的Fe（OH）2和Fe（OH）3的最佳质量比为
90：214
90：214
．
（5）副产品P是硫酸钠，由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
→
a
a
→d．
a．过滤   b．加热浓缩     c．冷却结晶    d．晶体加热至完全失去结晶水
[组成确定]为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质，同学们又进行了下列实验探究．
[查阅资料]
资料一：难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水（反应中各种元素的化合价不变）；
资料二：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；
[提出猜想]Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种．
[实验设计]同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验：

[实验分析]因探究思路不同，兴趣小组分成甲、乙两小组．
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
②
②
（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气体除作为反应物外，能起到的作用是：
①实验开始时，排尽装置中的空气，防止
防止爆炸
防止爆炸
；
②停止加热后，继续通CO气体，防止
防止生成物被氧化
防止生成物被氧化
，以及B中的溶液倒吸入A中；
在本实验中，CO气体还能起到的作用是③
让二氧化碳全部进入B瓶中
让二氧化碳全部进入B瓶中
．
（3）尾气如何处理？
点燃
点燃
．
乙组：
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（如图）

（1）写出BC段发生反应的化学方程式：
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
；
（2）通过分析计算确定：该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
．（不需要写过程）

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