题目内容

15．科学探究是一种重要的学习方式．锁定探究目的，理清探究思路是探究过程中分析问题时常用的方法．请利用图中的装置对相关问题展开探究．

【实验目的】①探究二氧化碳的制备和性质．
②探究酸碱盐的性质．
【实验信息】
①大理石中的杂质不参加反应且难溶于水．
②B装置中铜网用粗铜丝固定，铜网和粗铜丝不参加反应．
③探究过程不考虑空气中的二氧化碳对实验的影响．
【实验步骤】
①连接仪器，检查装置气密性．将块状大理石置于B装置的铜网上．
②关闭止水夹K2，打开止水夹K1，打开分液漏斗活塞，向B装置中装入稀盐酸，使其浸没大理石后关闭分液漏斗活塞．
（1）B装置中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，该反应属于基本反应类型中的复分解反应．
（2）A装置中的实验现象是管口有气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O．③当B装置中的物质仍在反应时，关闭止水夹K1，打开止水夹K2．一段时间后观察到：B装置中反应逐渐停止，C、D装置中溶液为红色，且D装置中有沉淀生成．
（3）D装置中发生反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl．
【实验拓展】反应结束后对C、D装置中的溶液进行以下探究．（提示：溶质不考虑酚酞）
（4）C装置溶液中一定含的离子有钠离子、氯离子、氢氧根、钙离子
（5）D装置溶液中一定含有溶质NaCl，原因有氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠．
（6）D装置溶液中溶质组成的可能有氯化钠和氢氧化钠；氯化钠、氢氧化钠和氯化钙；氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠．
（7）如需完全除去D装置溶液中除NaCl以外的其它溶质，你选择的物质是碳酸钠与稀盐酸．

分析 用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，属于复分解反应；二氧化碳一般用澄清的石灰水检验，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水；D装置中发生的反应是：氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，配平即可；C装置溶液中一定含有的物质是：氯化钠、氯化钙、氢氧化钠；D装置溶液中一定含有溶质NaCl，原因有：氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠．D装置溶液中溶质一定有氯化钠和氢氧化钠，氯化钙和碳酸钠可能没有，也可能有氯化钙和碳酸钠中的一种，因为氯化钙和碳酸钠不能共存．如需完全除去D装置溶液中除NaCl以外的其它溶质，可以用过量的碳酸钠除去氯化钙，用盐酸除去氢氧化钠和碳酸钠．

解答 解：（1）用碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，属于复分解反应；故答案为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；复分解反应；
（2）二氧化碳一般用澄清的石灰水检验，二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水；故答案为：导管口有气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（3）D装置中发生的反应是：氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，配平即可；故答案为：CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；
（4）C装置溶液中一定含有的物质是：氯化钠、氯化钙、氢氧化钠；故答案为：钠离子、氯离子、氢氧根、钙离子；
（5）D装置溶液中一定含有溶质NaCl，原因有：氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠．故答案为：氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠
（6）D装置溶液中溶质一定有氯化钠和氢氧化钠，氯化钙和碳酸钠可能没有，也可能有氯化钙和碳酸钠中的一种，因为氯化钙和碳酸钠不能共存．故答案为：氯化钠和氢氧化钠；氯化钠、氢氧化钠和氯化钙；氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠
（7）如需完全除去D装置溶液中除NaCl以外的其它溶质，可以用过量的碳酸钠除去氯化钙，用盐酸除去氢氧化钠和碳酸钠．故答案为：碳酸钠与稀盐酸．
答案：
（1）CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑；复分解反应；
（2）管口有气泡冒出，澄清的石灰水变浑浊；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
（3）CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；
（4）钠离子、氯离子、氢氧根、钙离子；
（5）氢氧化钠与盐酸反应生成氯化钠，氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠；
（6）化钠和氢氧化钠；氯化钠、氢氧化钠和氯化钙；氯化钠、氢氧化钠和碳酸钠；
（7）碳酸钠与稀盐酸．

点评 有关实验方案的设计和对实验方案的评价是中考的热点之一，设计实验方案时，要注意用最少的药品和最简单的方法；关于对实验设计方案的评价，要在两个方面考虑，一是方案是否可行，能否达到实验目的；二是设计的方法进行比较，那种方法更简便．

练习册系列答案
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5．①元素的化合价与原子的最外层电子数密切相关．根据以下提供的原子结构示意图，写出符合要求的物质化学式：
和形成的化合物Na2O的单质N2
②写出下列符号表示的意义：
“3SO42-”表示3个硫酸根离子，，“H2”表示氢气、一个氢分子．
6．有一包白色固体，可能含有碳酸钠、硫酸铜、氢氧化钙、硫酸钠、氯化钠等物质中的一种或几种．现在取该固体溶于水，可以得到澄清的无色溶液，向其中滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，再加入足量的稀硝酸，沉淀部分溶解．该固体中一定含有Na2SO4、Na2CO3，（填化学式，下同）一定不含有CuSO4、Ca（OH）2．
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A．7、3B．6、3C．6、5D．5、6
10．做完“铁在氧气里燃烧”实验后，小冬同学有两个疑惑不解的问题，于是她进行了以下探究活动，请你一同参与．
[问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料1]：
（1）自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种（FeO极易被氧化为Fe2O3）；其中Fe3O4和FeO 均为灰色，Fe2O3为红棕色．
（2）铁的氧化物均能溶于酸的溶液，且铁与稀盐酸作用有气泡产生．
[实验探究]：
将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸、硫酸铜等溶液，观察到的现象是冒气泡、生成红色固体等，说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁．
Fe3O4Fe2O3铁
分解温度/℃15381400-
熔点/℃--1535
[问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？
[查阅资料2]：
（1）Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表：
（2）Fe2O3高温时分解成Fe3O4．
[理论探讨]：
根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在l535℃～l538℃之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4．
[拓展延伸]：
（1）实验中为了防止集气瓶炸裂，必须在集气瓶底部放少量的水；
（2）Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种能供给呼吸的气体，请写出此反应的化学方程式6Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe3O4+O2↑；
（3）有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色由黑色变成红棕色，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理．
20．CaCO3广泛存在于自然界，是一种重要的化工原料．某种大理石除主要成分为CaCO3外，还有少量的硫化物．某同学用这种大理石和稀盐酸反应，开展以下探究：
【查阅资料】
资料：已知碳酸钙与盐酸的复分解反应可自发进行．在常温下，测得浓度均为a%的下列六种溶液的pH大小情况：
溶质H2SO4HClH2SH2CO3HClO
pH小→大
表中pH大小情况揭示出复分解反应的一条规律，即较强酸发生类似反应可以生成较弱酸．下列反应均能发生，其中不符合该规律的是D（填字母）．
A、H2SO4+2NaHCO3=Na2SO4+2H2O+2CO2↑       B、2HCl+CaS=CaCl2+H2S↑
C、CO2+H2O+Ca（ClO）2=CaCO3↓+2HClO        D、H2S+CuSO4=H2SO4+CuS↓
【实验探究】小茜同学用这种大理石和盐酸反应来制取二氧化碳，为了得到纯净的二氧化碳，设计了如下装置，请你分析：

（1）制备的CO2气体中，可能含有的杂质是HCl、H2S、和水蒸气；
（2）上述装置中，NaHCO3溶液可以吸收HCl、H2S等酸性气体；
（3）B装置的干燥剂不能用生石灰的原因是氧化钙能与二氧化碳反应．
7．根据如图所示的制取氧气的装置回答问题：

（1）写出仪器①的名称：酒精灯．
（2）用高锰酸钾制取氧气，选择的发生装置是B，反应的文字表达式是高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气．
（3）实验室常用①高锰酸钾②过氧化氢和二氧化锰来制取氧气，你认为其中相对较好的方法是②（填序号），其理由是不需加热，节约能源（答一点即可）．
4．下列实验现象不正确的是（　　）
A．打开浓盐酸的试剂瓶盖，瓶口会出现白雾
B．生锈的铁钉放入少量无色稀硫酸中溶液变黄色
C．一氧化碳在空气中燃烧发出蓝色火焰
D．氯酸钾与二氧化锰混合后，即可产生大量氧气
5．有甲、乙、丙三种溶液，进行如下操作：

则甲、乙、丙三种溶液可能是（多选）（　　）
A．BaCl2、H2SO4、MgCl2B．CaCl2、HNO3、NaCl
C．CaCl2、HNO3、AgNO3D．BaCl2、Na2SO4、HCl

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