1、1专题 15 科学探究1氢化钙（CaH 2）是一种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂。【资料在线】金属钙的活动性很强，遇水立刻剧烈反应生成氢氧化钙，同时产生一种气体。氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应，放出氢气。用氢气与金属钙加热的方法可制得氢化钙。白色的无水硫酸铜粉末吸水后会变蓝。碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，碱石灰和无水氯化钙都可以吸收水分。【探究一：定性分析】（1）对于“金属钙与水反应生成的气体”有如下猜想： 甲：氧气，乙： 氢气你支持_（填“甲”、“乙”）观点，理由是_。（2）CaH 2中氢元素的化合价是_，写出 CaH2与水反应的化学方程式_。（3）实验室可
2、用氢气与金属钙加热可得到氢化钙，以下是反应装置图。装置 A 是实验室制取氢气的装置，请写出其中反应的化学方程式_， 装置 B 中装有无水氯化钙，其作用是_，若要证明进入 C 装置中的氢气已经干燥，则应该在 B、C 之间连接右图中的哪个装置：_（填或），现象是_。 （4）制备 CaH2实验结束后，某 同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，向溶液中滴入酚酞后显红色。该同学据此判断：上述实验确实有 CaH2生成。你认为该结论是否正确_ _（填“是”或“否”），原因是_。【探究 二：产物定量测定】 5测定原理：根据金属钙、 氢化钙都能与水反应生成气体的原理，采用测量气体的体积的方法，测定制得
3、的氢化钙样品的纯度。甲、乙两位同学分别设计了如下两种方案。甲方案：准确称量一定质量的氢化钙样品与水反应，利用下图装置测定生成的气体体积。为2了比较准确的测量气体体积，在_（填字母序号）进行收集。 A气泡连续均匀时 B刚开始有气泡时（6）规格为 100mL 量筒的最大刻度靠近_端（填写“M”或“N”）。实验中100mL 量筒中的水面下降到至 45ml 刻度时，收集到的气体体积为_mL。乙方案：准确称量一定质量的氢化钙样品与水反应，利用图 2 中的一种装置测定生成的气体体积。实验步骤如下：连接装置并检查装置气密性；准确称量所制得的氢化钙样品质量为46mg；装药品，调节水准管至两边液面相平，读数；打
4、开分液漏斗活塞，加入 足量的水；冷却到室温；调节水准管，至装置两边液面相平，读数、计算生成气体体积。（7）相同条件下，使用_（填“装置 A”或“装置 B”）能使测定结果更准确。（8）步骤中调节液面相平的操作是将水准管_（填“缓慢上移”或“缓慢下移”）。（9）若称取所制得的氢化钙样品质量为 46mg，步骤中读数为 10mL，反应结束后充分冷却，步骤中读数为 56.7mL。试通过计算求出样品中氢化钙的质量分数是_。（该条件下氢气的密度为 0.09mg/mL，计算结果保留一位小数）若其它操作均正确，仅因下列因素会使氢化钙的质量分数测定结果偏小的是_（填字母序号）。A步骤中加入的水量不足 B步骤中没有
5、冷却至室温 C步骤中平视凹液面最低处，步骤中仰视凹液面最低处D步骤中没有调节水准管至两边液面相平，直接读数2铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、3船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金的需求日益增多，使铝合金的研究也随之深入。已知某合金粉末除铝外，还含有铁、铜中的一种或两种。某兴趣小组在老师的指导下，对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究。查阅资料：铝与氢氧化钠溶液反应方程式为 2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO 2+3H2( 产物 NaAlO2溶于水)；Fe、Cu 不与氢氧化钠溶液反应。猜想 1：该合金粉末中除铝外，还含有铁。
6、猜想 2：该合金粉末中除铝外，还含有_ _(填名称)。猜想 3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜。实验探究：下列实验仅供选择的试剂：10%盐酸、30%NaOH 溶液。 实验方案 实现现象 结论取一定量的合金粉末，加过量的_，充分反应后过滤，滤渣备用。粉末部分溶解，并有气体放出。合金中一定含有_。取步骤所得滤渣，加过量的_，充分反应。滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色。合金中一定含有_。探究结论：猜想_成立。反思：一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式_。【拓展与分析】请设计两个不同的实验方案，验证铝、铜的金属活动性强
7、弱。方案一：_。方案二：_。【总结归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有：_；_。3电池是日常必备用品之一，但它也是环 境污染的一个重要来源。是某兴趣小组利用废旧锌锰干电池作为原料，并进行相关探究的过程。 【知识储备】4（1）锌锰电池的构造和组成。（2 ）结晶水合物的特殊性质：在逐步升高温度条件下，结晶水合物能失去部分或者全部结晶水，如蓝色的胆矾晶体（CuSO 4 5H2O）受热时可失去结晶水变为白色的无水硫酸铜粉末（CuSO 4）。 I.制备皓矾晶体（ZnSO 4xH2O）小组同学参观了某回收废旧 锌锰电池的工厂，其回收工艺流程如下图：1流程图中试剂 a 的化学式是_；得到的滤液 1
8、 农业上可用作_。2将滤渣 B 在空气中充分灼烧 可提纯制得的固体是_，该方法提纯的原理是（用化学方程式回答）_。3将滤液 2 中溶质主要是硫酸锌，其有关溶解度和温度关系如下表，温度/ 0 20 40 60 80 100溶解度/g 41.8 54.1 70.4 74.8 67.2 60.5将滤液 2 蒸发浓缩、_，可得到皓矾晶体（ZnSO 4xH2O)。II.皓矾晶体中结晶水含量的测定小组同学将部分皓矾晶体（ZnSO 4xH2O）带回实验室，用下图装置测定晶体中结晶水的含量（图中半透膜可让气体通过又可防止固体粉末进入导管）。5测定方法：称取 28.7g 晶体置于 C 装置的硬质玻璃管中，加热至
9、完全失去结 晶水:（ZnSO 4xH2O =ZnSO4 + xH2O），冷却至常温后，称量玻璃管中固体其质量为 16.1g。A 中的化学方程式是_，B 中的试剂可从下列物质中选取，你的选择是_A浓硫酸 B硝酸银溶液 C饱和碳酸钠溶液 D澄清石灰水 实验过程中若不通入 CO2测得的结果将_（填“偏大”、 “偏小”或“无影响”）。根据实验结果，计算皓矾晶体中结晶水的 x 值为_。计算过程_。将上述皓矾晶体加热会逐渐失去部分结晶水，加热过程中有关残留固体质量如下图，写出D-E 段发生反应的化学方程式_ 。4过氧化氢在生产生活中有广泛应用。实验小组对过氧化氢的某些性质进行研究。I不稳定性（1）如下图所
10、示 进行实验，过氧化氢分解的化学方程式为_，产生 3.2g O2时分解的过氧化氢的质量为_ g。（2）能用排水法收集 O2的原因是_。（3）探究温度对过氧化氢分解速率的影响6同学们进行了如下的实验，实验数据如下表：实验序号 H2O2溶液的浓度 30 30 30H2O2溶液的体积/mL 6 6 6温度/ 20 35 55MnO2的用量/g 0 0 0收集 O2的体积/mL 0 1.9 7.8反应时间 40min 40min 40 min由此得出的结论是_。腐蚀性【查阅资料】H 2O2溶液有腐蚀性。【进行实验】将铜片分别浸泡在 3 种溶液中进行实验，如下表。编号 实验一段时间后的现象无明显变化溶液
11、变蓝，缓慢产生细小气泡无明显变化【解释与结论】（4）实验的作用是_。（5）铜片被腐蚀的反应如下，补全该反应的化学方程式。Cu + H2O2+ H2SO4= CuSO4 +_。【反思交流】（6）某同学提出，实验中，除发生（5）的反应外，还发生了一个反应导致有细小气泡产生，该反应的反应物为_。75小明同学在实验室做课外活动探究实验时，发现了一个非常奇怪的现象，当他把煤炭放在如下图容器中燃烧时，发现紫红色的高锰酸钾溶液变成了无色。请你跟她一起探究原因。（1）【提出问题】什么使紫红色的高锰酸钾溶液褪色的?（2）【查阅资料】煤炭燃烧能够产生二氧化碳，而且煤炭中有硫元素，还会燃烧生成二氧化硫气体。（3）【
12、猜想与假设】a、甲同学假设_，同学假设:二氧化硫能使紫红色的高锰酸钾溶液褪色的。（4）【实验与结论】两位同学为了验证自己的猜想，设计以下实验进行验证，为点燃煤炭还须用到的一种玻璃仪器是_。实验步骤 实验现象 实验结论甲实验:取 5mL 稀高锰酸钾溶液于一支试管中，_，观察现象。 _甲同学假设不成立乙实验：_并将二氧化硫气体通入试管，观察现象。稀高锰酸钾溶液褪色 乙同学假设_（5）【反思评价】我国的能源结构中，燃煤约占 70%，比重很大。你觉得如何减少煤燃烧产生的污染物 。6某校“我与化学”活动小组通过查阅资料了解到，我国超市每年消耗约 40 万吨塑料袋，假定这些使用后的废塑料袋都通过焚 烧处理
13、，将排放大量 CO2。该活动小组用如所示装置，测量一定质量的塑料袋燃烧后产生 CO2的质量。8（1）为了保证测量的准确性，连接好实验装置后应检查_，再加入药品进行实验。（2）装置的小烧杯中加入足量 H2O2和催化剂，可持续产生 O2供塑料袋充分燃烧，产生 O2的化学方程式是：_。（3）塑料袋燃尽，装置逐渐冷却时，装置中液体也不易倒吸进入装置中，原因是_。（4）根据实验目的，需要称量的是_(填字母)。A实验前塑料袋的质量 B实验前和实验后装置的质量C实验前和实验后装置的质量7探究液化气燃烧的变化小刚同学在帮妈妈做饭时观察到液化气燃烧的现象，他认为液化气燃烧应属于化学变化。小刚在妈妈的帮助下对此展
14、开了探究。请你参与他的探究过程并回答有关问题。【提出问题】液化气燃烧是化学变化吗？【查阅资料】液化气是由碳、氢两种元素组成的混合物。【猜想与假设】假设是利用已有的知识和经验进行加工处理形成的一种能被检验的假设性结论，其表述方式为：如果.那么.。（1）对于液化气燃烧是否为化学变化，你做出的假设是_。【收集证据】小刚设计了下列实验来验证自己的猜想：（2）打开液 化气，并将其调至小火，把一只干冷的玻璃杯罩在火焰上，观察到：玻璃杯内壁出现_；手摸玻璃杯壁有_感觉。将玻璃杯迅速倒置，向其中加入少量澄清石灰水，振荡。观察到_。（3）分析：液化气燃烧产生的新物质是_。【获得结论】（4）液化气燃烧为_变化。【
15、反思与交流】9（5）液化气燃烧过程伴随发光放热的现象，小刚认为有发光放热现象的变化不一定是化学变化。你认为小刚的观点是否正确_，试举一例说明_。8如下图，分别往 A、B 两支大试管中加入少量红墨水， 其中试管 A 加入少量的活性炭，振荡，再分别往试管中加入一大团棉花（棉花的量以塞紧试管为宜），用玻璃棒把棉花轻轻推入至试管底部。（1）没放棉花前，A 试管中的现象是_；（2）放棉花后，A 试管中的现象是_，B 试管中的现象是_，棉花的作用是_； （3）若只做 A 试管实验则实验结论不 严谨，原因是_9小刚和小洁以“化学反应中，反应物和生成物的质量关系”为课题进行科学探究，请填写以下探究过程中的空格
16、：(提示：稀盐酸与石灰石反应生成二氧化碳和水、氯化钙；与氢氧化钠生成水和氯化钠) （1）提出假设：化学反应中，反应物的总质量与生成物的总质量_。（2）确定研究方法：分析推理，查阅资料，实验探究。（3）设计并进行实验：小刚设计的实验装置和选用药品如图 A 所示，小洁的如图 B 所示，他们在反应前后都进行了规范的操作， 准确的称量和细致的观察。（4）实验结论：通过实验，小刚认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量不相等，小洁认为：在化学反应中，生成物的总质量与反应物的总质量相等，你认为结论正确的是_，请你谈谈导致另一种结论错误的原因：_。（5）结论分析：请从原子的角度，简要分析你认为正确
17、的结论：_（6）查阅资料：小刚和小洁通过查阅资料了解到：法国伟大的科学家拉瓦锡，早在 18 世纪就围绕这个问题，进行了准确，缜密的研究，并做出了科学结论。10（7）交流表达：请简要谈一下，你认为这条科学结论有什么重大意义？(不超过 30 个字)_（8）结论应用：环保部门 常用 I2O5测定空气受 CO 污染的程度，发生反应的化学方程式：I2O55COI 2+5X 根据生成 X 的多少，可以判断 CO 的含量，X 的化学式是_。10探究醋蛋液食用醋蛋液可以补充人体所需营养，做法(如图)：将洗净的鸡蛋放入盛有 7白醋的玻璃杯中，放置 3 天左右，用筷子将蛋清与蛋黄打散即可。【查阅资料】食醋的主要成
18、分为醋酸 (CH 3COOH)，醋酸在水中能解离出 H+和 CH3COO-。 【提出问题】I产生的气体是什么？小英按照制作说明进行操作，把鸡蛋放入白醋中，观察到蛋壳逐渐溶解，表面有大量气泡产生 ，她对产生的气体进行了如下猜想：【猜想与假设】猜想 1：二氧化碳 猜想 2：氢气 猜想 3：甲烷（1）小英运用的观察方法是_(填“直接”或“间接”)观察，小英在观察的基础上作出以上猜想的理论依据是_。（2）假设是利用已有的知识和经验进行加工处理形成的一种能被检验的假设性结论，其表述方式为：如果，那么。针对以上任一 种猜想做出你的假设_。【获得结论】实验证明，产生的气体为二氧化碳。【反思与交流】（3）将鸡
19、蛋放入白醋中，蛋壳中的 碳酸钙和醋酸作用生成可溶性的_(填化学式)，可以补充人体所需钙元素。除蛋白质外，醋蛋液中含钙、铁、锌、磷、钾等多种 人体必需的元素，其中属于微量元素的有_(写元素符号)。（4）醋蛋液中的蛋白质主要来自鸡蛋清，证明蛋清中富含蛋白质的方法是 _。 II醋蛋液中是否含有醋酸？11【实验探究】小英同学通过测定醋蛋液的酸碱度来确定其中是否含有醋酸，请将下表填写完整。实验操作 实验现象及结 论_。现象:_ 。结论：醋蛋液中含有醋酸。【反思与交流】制得的醋蛋液中如果有过量的醋酸会灼伤、腐蚀食道黏膜及损伤脾胃，食用时可加一定量的水进行稀释，加水稀释过程中醋蛋液的 pH _(填“增大”，“减小”或“不变”)。
