题目内容

【题目】实验探究和正确推理是提升认识的重要手段。

(实验一) 取5枚去油去锈的洁净铁钉,分别装入下表的试管中,进行实验。

(1)通过上述实验可知,实验__________(填实验序号)对比说明温度越高铁钉生锈速率越快;在____________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)环境中铁钉生锈速率较快。工业上用稀盐酸除铁锈的化学方程式为_________。

(实验二)根据下列装置图,回答问题:

(2)实验室利用图1中的甲装置制取二氧化碳,反应的化学方程式为__________。

(3)图3是某同学利用报废试管设计的制二氧化碳的发生装置,该设计除了废物利用的优点外,请另写一个优点________。

(实验三)某兴趣小组用图1装置进行实验时发现:烧杯中饱和石灰水先变浑浊,后逐渐澄清。为探究“饱和石灰水浑浊后变澄清的原因”,该小组同学开展了如下实验:

(查阅文献)碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)。

(提出假设)假设1:挥发出的HCl使浑浊变澄清;假设2:__________。

(设计实验)为除去CO2中的HCl,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置的连接顺序是甲→_______→________→乙(填字母序号);其中盛放的试剂合理的是_______(填选项序号)。

A浓硫酸 BNaOH溶液 C饱和Na2CO3溶液 D饱和NaHCO3溶液

(实验现象)饱和石灰水浑浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。

(得出结论)由上述探究可知,石灰水最终变澄清是________气体作用的结果。

(4)该小组在老师指导下,用pH传感器测得图1烧杯中溶液的pH随通入气体时间的变化曲线如图4。

①实验开始时从甲中排出装置内的空气,图4中________段曲线对应此时段溶液pH的变化。

②BC段发生反应的化学方程式有_______(任写一个)。

③D点所得澄清溶液中的阳离子_______(填离子符号)。

【答案】AD或CE 酸性 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 可以控制反应的发生和停止 产生的CO2 使浑浊变澄清 b a D HCl AB CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O或Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O Ca2+、H+

【解析】

[实验一]

(1)AD、CE分别是只有温度不同,从而对比说明温度越高铁钉生锈速率越快。对比ABC或DE铁生锈时间可知,酸性环境中生锈速率较快。稀盐酸除铁锈的化学方程式为Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O。

[实验二]

(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑。

(3)设计除了废物利用的优点外,还可通过移动试管使固液药品分离从而控制反应的发生和停止。

[提出假设]

结合查阅文献,可猜想产生的CO2 使浑浊变澄清。

[设计实验]

图2为洗气瓶,应长进短出,即从b进,a出。故其中盛放的试剂需要能与HCl反应,不与CO2反应,只有碳酸氢钠溶液,故选D。

[得出结论]

因实验现象沉淀部分溶解但最终并未完全澄清,故石灰水最终变澄清是HCl气体作用的结果。

(4)①实验开始时从甲中排出装置内的空气,溶液pH基本不变,为AB;

②BC段pH减小,说明氢氧化钙被反应,发生的反应方程式为CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O或Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O;

③D点反应结束,所得澄清溶液中的阳离子有生成的Ca2+,还有过量HCl气体,故还有H+。

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