题目内容

某化学实验小组在实验室用加热大理石（CaCO₃）分解的方法制取生石灰（CaO）．加热一段时间后，同学们对大理石是否分解提出怀疑．小组同学经研究决定对加热容器内剩余固体的成分进行探究，以证明大理石是否分解．请你参与探究．
实验限选的试剂：稀盐酸、蒸馏水、二氧化碳．
提出问题：加热大理石（CaCO₃）后残留的固体成分是什么？
作出猜想：
猜想1：残留固体是CaCO₃
猜想2：残留固体是CaO
猜想3：残留固体是______．
设计实验，按要求完成下表：

实验步骤	预期的实验现象与结论
步骤1：取少量残留固体于试管中，加入一定量的 ②，振荡充分溶解，静置．	若完全溶解，则说明原残留固体是③．若部分溶解，则原残留固体可能是④．
步骤2：若步骤1中有未溶固体，则取上层清夜少许于试管中，通入CO₂．	若⑤则说明原残留固体中含有CaO，否则不含CaO．
步骤3：若步骤1中有未溶固体，向该固体中加入⑥．	若有气泡产生，则原残留固体中含有⑦．否则只含有⑧．

【答案】分析：首先利用CaCO₃和CaO的化学性质和所给的化学试剂提出合理的猜想，在熟练掌握化学基本知识的基础上，根据所给的实验步骤，一步一步分析，便可得出预期的实验现象和结论．
解答：解：根据大理石（CaCO₃）受热分解的方法制取生石灰（CaO）的原理，以及提出的两种猜想，我们可以提出第三种猜想是残留固体是CaCO₃和CaO的混合物，
接着设计实验：步骤1：根据实验步骤1和预期的实验现象和结论，可推断出步骤1中往含有少量固体的试管中加入的是水，我们知道CaO易溶于水生成Ca（OH）₂，而CaCO₃不溶于水，若完全溶解，说明原残留固体是CaO，若部分溶解，说明原残留固体可能是CaCO₃和CaO或CaO；
步骤2：根据步骤1的结论：原残留固体可能是CaCO₃和CaO或CaO，故上层清液中可能含有Ca（OH）₂，通入CO₂气体，若溶液变浑浊，说明原残留固体中含有CaO，否则不含有CaO；
步骤3：根据步骤1的结论：原残留固体可能是CaCO₃和CaO或CaO，结合步骤3的预期实验步骤和实验结论：有气泡产生，我们推断可能是为了验证CaCO₃，很可能加入的是酸（稀盐酸），若有气泡产生，说明原残留固体中含有CaCO₃，否则只含有CaO．
故答案为：①CaCO₃和CaO
②水
③CaO，
④CaCO₃和CaO或CaO
⑤溶液变浑浊
⑥稀盐酸
⑦CaCO₃⑧CaO
点评：本题结合碳酸钙与氧化钙的性质和用途，考查了学生分析问题解决问题的能力，同时培养了学生的创新思维能力．是一道不错的综合题．

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（2013?克拉玛依二模）某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀（如图）的溶液，他们对此产生了兴趣．
[提出问题]这瓶溶液究竟是什么？
经过询问实验老师平时的药品保管得知，这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种．为了确定该药品，他们首先进行了理论分析：
（1）小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是

．
（2）小英提出，碳酸氢钠、硝酸钠也不可能，你认为她的依据是

标签化学式中Na的右下角为2；而这两种物质的化学式中Na元素的右下角不会有2

标签化学式中Na的右下角为2；而这两种物质的化学式中Na元素的右下角不会有2

．
为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种，他们设计了如下实验．
[设计实验]

方法	实验操作	实验现象	实验结论
一	取少量样品于试管中，慢慢滴加BaCl₂溶液，静置一段时间，倾去上层清液，向沉淀中继续滴加稀盐酸	先出现白色沉淀，后产生大量气泡	该瓶无色溶液是 Na₂CO₃ Na₂CO₃ ．
二	取该瓶溶液，慢慢滴加盐酸盐酸溶液	产生气泡	该瓶无色溶液是Na₂CO₃．反应的化学方程式是 2HCl+Na₂CO₃═2NaCl+CO₂↑+H₂O 2HCl+Na₂CO₃═2NaCl+CO₂↑+H₂O ．
三	取少量样品于试管中，慢慢滴加MgSO₄溶液	产生白色沉淀白色沉淀	该瓶无色溶液是 Na₂CO₃．
经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性，其余三种盐的溶液呈中性，请你再设计一种实验方法，确定该溶液究竟是哪种盐．
四	取少量样品于试管中，滴加滴加2至3滴酚酞取少量样品于试管中，滴加滴加2至3滴酚酞	溶液变红	该瓶无色溶液是 Na₂CO₃．

[实验反思]
（3）方法二的操作有不合理之处，请指出原因：

“取该瓶溶液”滴加检测试剂，会将该瓶试剂全部污染，无法进行后续实验

“取该瓶溶液”滴加检测试剂，会将该瓶试剂全部污染，无法进行后续实验

Ⅰ．实验室常用制取氧气的方法有：a、加热氯酸钾和二氧化锰粉末；b、加热高锰酸钾固体；c、用二氧化锰粉末作催化剂使过氧化氢（H₂O₂）溶液分解产生氧气．其实验装置如图所示．

（1）写出图中指定仪器的名称：①

．
（2）用上图中的装置A来制取氧气的方法有

（填a、b或c）．
（3）利用装置A制氧气，棉花团的作用是

防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管

防止加热时高锰酸钾粉末进入导气管

；在结束实验时要先将导管撤离出水面，再熄灭酒精灯，其目的是

防止水倒吸，使试管炸裂

防止水倒吸，使试管炸裂

；利用装置B制氧气时，长颈漏斗的下端要插入液面以下，其目的是

防止气体从下端管口逸出

防止气体从下端管口逸出

．
（4）实验室用高锰酸钾制取氧气并用排水法收集氧气，实验结束后，收集到的氧气不纯其原因是：

一有气泡就立即收集

一有气泡就立即收集

．
（5）“绿色化学”是21世纪化学科学发展的重要方向之一．你认为在中学化学实验室中，a、b、c三种制取氧气的途径中，

途径更体现化学实验的绿色化追求．
Ⅱ．某实验小组的同学为了研究二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用，进行了以下探究：
【查阅资料】
①二氧化锰+盐酸（浓）

氯化锰+水+氯气，氯气为黄绿色气体，有刺激性气味．
②过氧化氢溶液为无色液体，在常温下能缓慢分解放出极少量氧气，在加热或有催化剂存在的条件下能快速分解出氧气．
【设计实验】
在常温下取一定量的过氧化氢溶液，放置一段时间能看到缓慢放出极少量气泡．加入4g二氧化锰粉末后，看到迅速放出大量气泡．不再产生气泡后，将反应后的物质过滤，将滤渣洗涤烘干，称得其质量为4g．
【分析与结论】
（1）分析实验现象和有关数据：根据二氧化锰能

过氧化氢的分解速率，而本身的

在反应前后没有改变，小强认为二氧化锰在过氧化氢分解反应中作催化剂．
（2）根据催化剂的概念，小刚认为以上实验还不足以证明二氧化锰是过氧化氢分解反应中的催化剂．他联系所查资料补做了以下实验，请你帮他完成实验报告：

实验操作	实验现象	实验结论
取实验后的滤渣放入试管中，加入适量浓盐酸并加热	滤渣逐渐溶解，有黄绿色气体生成，同时能闻到刺激性气味滤渣逐渐溶解，有黄绿色气体生成，同时能闻到刺激性气味	滤渣仍为二氧化锰

小刚的实验说明，在过氧化氢分解反应中二氧化锰的

不变．综合小强的分析和实验可以确定，二氧化锰是过氧化氢分解反应的催化剂．
（3）在实验中，取用二氧化锰粉末用到的一种仪器是

．用二氧化锰作催化剂时，过氧化氢分解的文字表达式为

；二氧化锰在上述反应中分别作催化剂或反应物，它在某些反应中还可能是生成物，请写出一个它是生成物的文字表达式：

锰酸钾+二氧化锰+氧气

锰酸钾+二氧化锰+氧气

某化学兴趣小组回收利用废旧干电池．
【实验1】回收填料中的二氧化锰和氯化铵
【查阅资料】废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等，其中氯化铵、氯化锌可溶于水．兴趣小组的同学们设计回收物质的流程如下图所示．

（1）操作1的名称是

，该操作中玻璃棒的作用是

．
（2）灼烧滤渣l的目的是

．
（3）二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂，下表是他们的有关实验数据，请你回答有关问题：

二氧化锰与氯酸钾的质量比

生成1L氧气所需的时间（s）

①据上表可知二氧化锰与氯酸钾的质量比为

时，反应速率最快．分析可知反应前后二氧化锰在固体混合物中质量分数是

（“不变”或“变大”或“变小”）．
②二氧化锰的用量过少时产生氧气的速率很慢，原因是

；二氧化锰用量过多，产生氧气的速率

（填“变快”、“变慢”或“不变”），通过分析可知，在化学反应中催化剂的用量

（填“是”或“不是”）越多越好．
【实验2】利用外壳回收物锌制取氢气及相关探究
（4）用锌粒和稀硫酸可制取氢气（锌+硫酸→硫酸锌+氢气）．己知氢气密度比空气小且难溶于水，提供装置如下图：应选择：发生装置为

（填编号），排空气法收集装置为

（填编号）．

（5）探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素．反应过程中，用前10min内收集的氢气体积比较反应的快慢．控制其他条件相同，进行下表四组实验，获得数据如下表．

验实号编	试剂		前 10min 内产生的氢气体积（mL）
验实号编	不同纯度的锌	不同体积和浓度的稀硫酸
a	纯锌	30mL 30%	564.3
b	含杂质的锌	30mL 30%	634.7
c	纯锌	30mL 20%	449.3
d	纯锌	40mL 30%	602.8

①比较实验a和实验b，可以得到的结论是

．
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响，需比较实验

（填编号）．
③控制其他条件相同，需控制的条件是

（例举一种条件即可）．

某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分，进行了有关实验。参与他们进行的探究活动：

【提出问题】久置氢氧化钠固体的成分是什么？

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：全部是NaOH；

猜想Ⅱ：全部是Na₂CO₃；猜想Ⅲ：。

【实验与探究】

（1）分析：暴露在空气中的氢氧化钠会变质，变质原因是（用化学方程式表示）______________________

（2）实验如下：

实验操作步骤

实验现象

结论及解释

步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的_________。

实验过程中始终没有气泡产生。

则证明猜想成立。

步骤二：另取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氯化钡溶液。

实验过程中产生

则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。此过程中发生反应的化学方程式为

_____________________

(3)为了进一步的验证猜想结果，小明同学提出如下实验方案：继续步骤二的实验，过滤，然后向滤液中滴加无色酚酞试液，若酚酞变红，则猜想_________成立；若酚酞不变红，则猜想______成立。

小华同学立即对小明同学的方案提出了质疑，通过查阅资料知道，氯化钡溶液呈中性，不能使无色酚酞试液变红，但碳酸钠溶液呈性（填“酸”或“碱”），能使酚酞变红，因此他认为该方案的操作步骤中应该改进的是。

某化学兴趣小组在化学实验室发现一瓶没有标签的淡黄色粉末，同学们对探究该粉末产生浓厚兴趣，并在老师的指导下进行探究活动．
提出问题这种淡黄色粉末是什么？有什么性质和用途？
查阅资料 ①硫是淡黄色粉末，不溶于水；
②过氧化钠（Na₂O₂）是淡黄色粉末，溶于水并能与水反应，“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠（Na₂O₂）颗粒的装置”
猜想与探究
猜想：淡黄色粉末可能是：a．硫；b．过氧化钠；c．硫和过氧化钠的混合物．
实验与结论
实验操作实验现象实验结论
猜想在一支洁净的试管中加入适量的上述淡黄色粉末，再加入足量的蒸馏水，充分振荡
猜想a、c不成立，猜想b成立．
提出问题过氧化钠是否为一种制氧剂？与人呼出的哪种气体发生反应？
提出猜想过氧化钠与人呼出的N₂或CO₂或水蒸气反应并生成氧气．
进行实验
实验Ⅰ：验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气．　　王轩同学设计如图Ⅰ所示装置：
（1）实验现象及结论：观察到现象，判断过氧化钠与氮气没有发生反应．
实验Ⅱ：验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气．　华宇同学设计了如下图所示装置
（2）其中A装置的作用是．
（3）实验现象及结论：带火星的木条复燃；查阅资料知道：过氧化钠与水蒸气生成了氧气和一种常见碱，写出该反应的化学方程式．
实验Ⅲ：验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．
李杰在老师的指导下也设计了如图Ⅱ所示装置．（不考虑稀盐酸的挥发）
（4）实验记录
实验操作主要实验现象实验结论及解释
① 检查装置的气密性．
向装置中加入药品．装置的气密性良好．
② 打开分液漏斗活塞，向A
装置中缓慢加入稀盐酸． A装置中观察到的现象有，
C装置中有气泡出现． A装置中发生反应的化学方程式为；
C装置作用是．
③ 一段时间后用带火星的木条在D内进行检验．带火星的木条复燃．过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气．
实验反思
（1）张红同学对实验Ⅲ的设计提出疑问：该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应，你认为他的理由是．请你回答如何改进该实验．
（2）王兵同学查阅资料后知道实验Ⅲ中过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气，他称取过氧化钠与二氧化碳充分反应后的固体剩余物质21.5g，加入到盛有足量稀盐酸的烧杯中，并不断用玻璃棒搅拌．反应过程用精密仪器测得烧杯内混合物的质量（m）与反应时间（t）关系如图Ⅳ所示（不考虑实验过程中其它因素的影响）．
请计算碳酸钠的质量分数：．（写出计算过程，结果保留一位小数）