专题2 图表数据分析与实验条件控制番禺执信中学.docx
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专题2图表数据分析与实验条件控制番禺执信中学
专题2图表数据分析与实验条件控制
【试题精析】
1.（2015年广州）碲（Te）被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生素，创造人间奇迹的桥梁。
实验室模拟提取碲的一个实验：
取某含碲溶液于烧瓶中，加入适量NaCl，加热到一定温度，持续通入S02,待反应一定时间，过滤得到粗碲。
.
（1）反应的总化学方程式为：
TeOSO4+2S02+3XTe↓+3H2S04，则X为
（填化学式）。
（2）为探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，某研究小组在控制NaCl浓度和S02流量不变的条件下，进行下述对比实验，数据如下：
实验
温度/t
反应时间/h
粗碲沉淀率/%
a
65
3.0
65.0
b
80
3.0
98.9
c
80
2.0
98.9
d
90
2.0
97.0
①该小组研究的反应条件是和。
②实验a和b的目的是。
③在上述四组实验中，最佳的反应条件是℃和h。
④为了提升设备利用效率和节约能源，可进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率。
若再设计对比实验选择的反应条件还可以（填选项）。
A.80℃,1.5hB.80℃,2.5hC.70℃,2hD.95℃,2h
分析：
（1）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和个数不变，反应后有1个Te原子、6个氢气原子、3个硫原子、12个氧原子，反应前除去3X中的各原子外，有1个Te原子、9个氧原子、3个硫原子，所以3X中含有6个氢原子和3个氧原子，则一个X分子中含有2个氢原子和1个氧原子，化学式为H20o
（2）①本实验的目的是探究获得较高粗碲沉淀率的反应条件，由表中数据可以看出，反应温度不同粗碲沉淀率不同；反应时间不同，粗碲沉淀率不同。
所以该小组研究的反应条件是温度和反应时间②对比实验a和b，反应时间一样，反应的温度不同，粗碲沉淀率不同，所以实验a和b的目的是比较相同的反应时间、不同的反应温度对粗碲沉淀率的影响。
③对比四组实验数据，粗碲沉淀率最高的是b和c,其中c比b的反应时间短，因此c组是四组实验中反应条件最佳的，该组的温度是80℃，反应时间是2h。
④为进一步优化反应条件测定粗碲沉淀率，再设计对比实验，应以四组实验中最佳的反应条件（80℃，2.0h）作参照，再进行控制变量设计实验，控制的变量是温度或反应时间，可以选择比80℃低的温度，反应条件是“70℃，2.0h”，也可以选择比2.0h短的时间，反应条件是“80℃，1.5h"做对比实验。
答案：
（1）H20
（2）①温度反应时间②探究温度对粗碲沉淀率的影响③802.0④AC
2．（2016年广州）以饱和NaCl溶液和饱和NH4HCO3溶液为原料制备NaHCO3的原理为：
NaCl+NH4HCO3=NaHCO3↓+NH4Cl（已知NH4HCO3在40℃受热易分解）
回答下列问题：
（1）该反应中的四种物质溶解度曲线如右图所示：
①35℃时，比较A、B溶解度的大小：
A_____B。
（填“〈”或“〉”）
②图中表示NaHCO3溶解度曲线的是。
（填“A”或“B”）
（2）为了探究NaHCO3析出的最佳条件，完成以下几组实验：
实验序号
反应温度/℃
反应时间/min
NaHCO3产率/%
a
30
60
86.8
b
30
120
X
c
35
60
89.4
d
35
120
92.5
e
40
60
85.3
f
40
120
85.6
①实验c和d的目的是__________________。
②表格中X的数值可能为。
A．85.8B．86.8C．92.1D．93.1
③在相同反应时间，40℃时NaHCO3的产率比35℃时低的原因是__________。
分析:
（1）①由图示判断溶解度的大小,35℃时,A>B。
②由化学方程式可知,NaHCO3以固体形式析出,反应温度要控制在40℃以下,因此在35℃时,NaHCO3的溶解度要低于NaCl和NH4HCO3的溶解度,B曲线符合。
（2）①已知题于是探究NaHCO3析出的条件,c和d的条件中温度相同,反应时间不同,对应的NaHCO3产率不同。
实验c和d的目的是探究相同温度下,反应时间对NaHCO3产率的影响。
②由表格可看出:
对比c、d可知,时间长,产率高;对比a、c可知,温度高,产率高。
则X值应大于86.8且小于92.5,选项C符合。
题干中已知在40℃时,NH4HCO3受热易分解,导致反应物减少,温度升高,NaHCO3溶解度增大,析出量减少。
答案:
（1）①>②B
（2）①探究在相同温度下,反应时间对NaHCO3产率的影响
②C
240℃时,NH4HCO3受热易分解,温度升高,NaHCO3溶解度增大,析出量减少
3、（2017年广州）菱锰矿（含有MnC03）常用稀H2S04来浸出Mn2+。
（1）浸出Mn2+发生的是复分解反应，该化学方程式是。
（2）为探究浸锰的最佳工艺条件，某研究小组首先进行了单因素实验，数据如下:
矿酸比
1:
0.4
1:
0.5
1:
0.6
1:
0.7
1:
0.8
浸出率/%
75.9
83.8
91.8
92.8
93.0
①矿酸比从1:
0.4到1:
0.8的过程中，稀H2S04的用量（填“增大”或“减小”）。
②分析数据得知：
当矿酸比从1:
0.4变化到1:
0.6时，Mn2+浸出率；
当矿酸比从1:
0.6变化到1:
0.8时，Mn2+浸出率。
（3）该研究小组选定两个因素作为研究条件进行对比实验，数据如下：
编号
矿酸比
温度/T
浸出率/%
1
1:
0.5
60
80.2
2
1:
0.5
80
83.8
3
1:
0.6
60
X
4
1:
0.6
80
91.8
①表中X最有可能的数值为。
A.79.7B.80.8C.87.6D.92.8
②该工艺的最佳条件为：
矿酸比：
;温度：
。
分析：
（1）浸出Mn2+发生的复分解反应是MnC03与H2S04反应，化学方程式为MnC03+H2S04==MnS04+H20+C02↑。
（2）①矿酸比从1:
0.4到1:
0.8的过程中，Mn2+的浸出率增大，消耗稀H2S04的用量增大。
②当矿酸比从1:
0.4到1:
0.6时，Mn2+浸出率从75.9%增大到91.8%，增大幅度较大。
当矿酸比从1:
0.6到1:
0.8时，Mn2+浸出率从91.8%增大到93.0%，增大幅度较小。
（3）①由表中可知，矿酸比相同时，温度越高，浸出率越高；温度相同时，矿酸比越大，浸出率越高。
当矿酸比为1:
0.6，温度为60℃时，浸出率的取值范围是80.2%-91.8%，由于当矿酸比从1:
0.4变化到1:
0.6时浸出率逐渐变大，且变化较大，可以判断出最有可能的数值为87.6。
②从表中数据可知，矿酸比为1:
0.6时浸出率更大，在矿酸比不变的情况下，温度越高，浸出率越大，因此最佳温度为80℃。
答案：
（1）MnC03+H2S04=MnS04+H20+C02↑
（2）①增大②增大很快增大但变化不大（3）①C②1:
0.680℃
（2018年广州）金属钴（Co）在国防工业中重要应用。
某矿石中含有钴的氧化物（CoO、Co2O3）,研究人员在实验室用硫酸酸浸的方法提取钴元素，并探究最佳提取条件。
（1）写出下列化合物中Co元素的化合价：
CoO；Co2O3。
△
（2）酸浸时钴的氧化物发生如下反应：
反应ICoO+H2SO4====CoSO4+H2O
反应Ⅱ2Co2O3+4H2SO4====4CoSO4+O2↑+4H2O
反应ⅢCo2O3+2H2SO4+Na2SO3====2CoSO4+2H2O+Na2SO4
①反应后溶液中含钻元素的微粒是（填化学符号）
②已知反应前矿石中CoO的质量为ag，Co2O3的质量为bg，则理论上可以生成CoSO4的总质量为g（用含a、b的式子表示，可不化简）
（3）为探究最佳提取条件，将矿石在一定条件下酸浸4小时，测量钴元素的浸出率，部分数据如下：
编号
矿石用量（g）
硫酸用量（g）
Na2SO3用量（g）
温度（℃）
钴元素浸出率（%）
1
85.71
12.62
0
85
56.39
2
85.71
6.31
0
85
49.98
3
85.71
6.31
0
65
43.33
4
85.71
6.31
0.43
65
73.95
5
85.71
6.31
0.86
65
74.77
1本实验研究了哪些因素对钴元素浸出率的影响
2根据上表数据，其他条件不变,温度升高，钻元素的浸出率
3工业生产中采用实验（填编号）的提取条件更合理。
分析：
（1）根据在化合物中各元素正负化合价代数和为零，氧元素显-2价，设CoO中Co元素的化合价为x，可得x+（-2）=0,则x=+2；同理可知，Co2O3中Co元素的化合价为+3价。
（2）①反应后钴元素存在于CoSO4中，在溶液中电离为Co2+和SO42-,含钴元素的微粒是Co2+.
118
166
59X2
59X2+16X3
59a
75
59b
83
59
75
59a
75
②根据质量守恒定律，反应前后元素的质量不变，生成CoSO4中钴元素的质量即为CoO和Co2O3中钴元素的质量，则agCoO中钴元素的质量为agXX100%=g;
59b
83
bgCo2O3中钴元素的质量为bgXX100%=bgX
155b
83
155a
75
59
155
X100%=g;理论上可以生成CoSO4的质量为（g+）÷（X100%）=（+）g.
（3）①由本实验数据可知，对照实验的变量有硫酸用量、亚硫酸钠用量、温度，所以本实验研究了硫酸用量、亚硫酸钠用量、温度因素对钴元素浸出率的影响。
②由第2、3组实验对照可知，其他条件不变，温度升高，钴元素的浸出率增大。
③由表中实验数据分析可知，工业生产中采用实验5的提取条件浸出率最高，温度易达到，更合理。
答案：
（1）+2+3
（2）①Co2+②
（3）①硫酸用量、Na2SO3用量、温度②增大（提高）③5
5.（2018年广州）下列实验方案,不能达到相应实验目的的是
A．比较空气与人体呼出的气体中CO2含量
B．探究MnO2能否加快H2O2分解
C．验证燃烧需要温度达到着火点
D．探究CO2对铜生锈是否有影响
分析:
CO2能使澄清石灰水变浑浊,A项中根据是否变深浊,可以比较空气与人体呼出的气体中CO2含量;B项中一支试管中加入二氧化锰,另一支试管中没有加入二氧化锰,根据带火星的木条是否复燃,探究MnO2能否加快H2O2分解;C项中试管外的白磷不燃烧,试管内的白磷燃烧,可以验证燃烧需要氧气,不能验证燃烧需要温度达到着火点;D项中两支试管中铜都与蒸增水、0,接触,第一支试管中的铜，还与二氧化碳接触,第二支试管中的铜不与CO2接触,根据是否锈蚀,可探究CO2对铜生锈是否有影响。
答案:
C
【练习巩固】
2-1.（2016年广州）根据下列实验方案进行实验，能达到相应实验目的的是
A.图1比较Zn和Fe的金属活动性强弱
B.图2探究铁钉生锈时02是否参与反应
C.图3比较红磷和白磷的着火点
D.图4测定空气中02的含量
22-2.（2013年广州）通过下列各组对比实验，能得出相应结论的是
（2009年广州）下列实验方案中，设计合理的是
A.用过滤的方法软化硬水
B.用燃烧木炭的方法制备纯净的二氧化碳气体
C.用浓硫酸除去氢气中混有的水蒸气
D.用紫色石蕊溶液鉴别澄清的石灰水和氢氧化钠溶液
2-3（2012年广州）下列各组对比实验，能达到实验目的的是
2-4（2011年广州）为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，学习小组设计了下列实验：
下列说法正确的是
A.对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
B.对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
C.对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响
D.对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响
2-5某同学设计下表所示实验，探究金属铜对H202分解速率的影响
回答下列问题：
（1）仪器①的名称是，仪器③的名称是。
（2）仪器②中实验的目的是。
（3）根据上述实验，可以得出的结论是。
（4）如果用本实验探究铜是不是H202分解的催化剂，需要对上述实验方案进行补充，其中必要的是
A.称量实验前铜丝网的质量
B.将实验后的铜丝网干燥、称重
C.向仪器②中加人二氧化锰
D.将实验后的铜丝网插人AgN03溶液中
2-6
（1）长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀。
经检测，锈蚀物中除含有M外，还含有C、H、0三种元素。
根据质量守恒定律，推测与金属M发生反应生成锈蚀物的物质。
推测Ⅰ:
锈蚀物中的H来自空气中的（填化学式，下同），C来自空气中的,因此这两种物质肯定参加了反应。
推测Ⅱ：
锈蚀物中的O2有多种来源，因此不能确定空气中的02是否参加了反应。
（2）某同学为了验证空气中的02是否参加了反应，设计了如下系列实验，你认为其中必须要做的实验是（填实验编号）。
说明：
①所用蒸馏水都是经煮沸迅速冷却的；
②固体干燥剂N只吸收水分，不吸收C02和02。
（3）假如要进行实验D，检验二氧化碳是否充满的操作方法是
2-7.1．某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
Ⅰ．（探究一）影响过氧化氢分解快慢的因素
分别取5mLH2O2溶液进行实验，测定产生4mLO2所需时间，实验结果记录如下：
实验序号
H2O2溶液的溶质质量分数%
温度℃
MnO2粉末用量/g
反应时间
①
30
35
0
t1
②
30
55
0
t2
③
5
20
0.1
3s
④
15
20
0.1
1s
（1）对比①②可知，其他条件相同时，温度越高，过氧化氢分解越快，则t1_____t2（填“＞”、“=”或“＜”）
（2）能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是_____（填实验序号），合理的结论是_____。
（交流探讨）MnO2属于金属氧化物，其它金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用？
Ⅱ、（探究二）探究Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用
操作步骤
实验情况记录
结论
①
A试管上方带火星的木条未复燃
B中出现气泡快，带火星的木条复燃
Fe2O3_____（填“不影响”、“减慢”或“加快”）过氧化氢分解
②
将B试管中的混合物过滤，把滤渣烘干、_____。
固体质量0.2g
Fe2O3质量未变
③
C试管上方带火星的木条_____，
D试管中溶液变成
_____色
Fe2O3可作过氧化氢分解的催化剂
2-8.某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。
（1）现有如下装置：
1实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为______________________________，应选择的发生装置和收集装置分别是__________（填标号，下同）和___________。
2用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验，观察到的现象是________________，反应的化学方程式为________________________________。
（2）设计如下表实验方案：
实验序号
H2O2的质量分数%
pH
温度/℃
每分钟气泡数
1
30
5
20
2
30
6
20
3
30
11
20
4
15
11
30
5
a
11
b
1实验1-3的实验目的是__________________________________________________。
2a=______________;b=______________;
2-9小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。
下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：
实验编号
盐酸的质量分数/%
反应温度/T
铝丝消失的时间/s
①
3
20
500
②
6
20
300
③
6
30
80
（1）写出铝和盐酸反应的化学方程式：
；
（2）实验②和③表明：
该反应快慢与有关。
（3）能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是和。
（4）如果把实验①中盐酸的质量分数改为4%，请你推出铝丝消失时间（用t表示）的取值范围：
。
（5）该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外，请提出新的方法来衡量该反应的快慢:
。
2-10某研究小组对用H202分解生成H20和02的实验条件进行探究。
他们进行了以下实验：
（1）实验的现象分别如下：
①往盛有5mL5%H202溶液的试管中伸入带火星的木条，木条不复燃。
②往盛有5mLw%H202溶液的试管中加人agMn02）伸人带火星的木条，木条复燃。
③往盛有5mLw%H202溶液的试管中加入agFe203，伸人带火星的木条，木条复燃。
④经检验，②、③反应后试管中仍分别含有agMn02和agFe2030
问题：
a.Mn02、Fe203在上述反应中的作用是。
b.实验②、③中H202的质量分数（M%）以为宜。
（2）研究小组还对溶液的质量分数、催化剂的种类等实验条件进行了探究。
下表选取了部分实验数据：
用足量等体积H202溶液制取相同体积02所需的时间
条件
时间（min）
质量分数为30%H202
质量分数为15%H202
质量分数为5%H202
加入agMn02
0.2
0.8
2.0
加入agFe203
7.0
9.0
16.0
从上表中能得出的结论是：
①；②；
2-11实验室常用的制取气体的发生装置如下：
（1）仪器a的名称是；组装A装置时，酒精灯应在固定仪器a之（填“前”或“后”）放置。
（2）验室用过氧化氢溶液和二氧化锰混合制取氧气，反应的化学方程式是。
（3）在实验室制取二氧化碳的研究中，进行了如下实验：
药品
实验编号
甲
乙
丙
丁
大理石
mg,块状
mg,块状
mg,粉末状
mg,粉末状
盐酸（过量）
wg,稀盐酸
wg,浓盐酸
wg,稀it酸
wg,浓盆酸
I.上述实验中反应的化学方程式是。
Ⅱ.若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与（填实验编号）对照。
Ⅲ.除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是_。
2-12利用表中装置进行下列实验。
已知：
白磷的着火点为40℃。
（1）连接仪器后，关闭K,加水至长颈漏斗内液面高于瓶中液面。
一段时间后，液面高度保持不变该现象说明。
（2）实验1中，瓶内发生反应的化学方程式为；
步骤Ⅲ中，关闭K后的现象是；
2-13为了探究温度对H202分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置（夹持仪器略去）进行了两次实验，两次实验的部分表格的部分设计如表所示
实验1
实验2
Mn02的质量/g
0.5
0.5
5%的H202的体积/mL
40
待填
水浴温度/℃：
20
80
……
（1）实验2中应加人5%的H202mL。
（2）两次实验中，可通过来比较H202分解反应速率的大小。
（3）实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有。
（4）实验结束后若要将Mn02从混合物中分离出来，可采取的方法是。
（5）该实验装置发生反应的化学方程式为。
2-14.高锰酸钾在生产、生活中有广泛应用。
实验小组对高锰酸钾的某些性质进行研究。
1.不稳定性
（1）如图所示进行试验，3.16gKMnO4产生O2质量为_________g。
（2）用向上排空气法收集O2的原因是___________________________________。
2.腐蚀性
已知：
KMnO4溶液呈中性，有腐蚀性。
实验1：
将新鲜鸡皮在不同浓度的KMnO4溶液中浸泡相同时间，现象如下表。
KMnO4溶液
0.002%
0.01%
0.1%
1%
鸡皮的变化
无明显变化
边缘部分变为棕黄色
全部变为棕色
全部变为黑色
实验2：
将铜片分别浸泡在4种溶液中进行实验，所得数据如下表。
编号
①
②
③
④
实验
25mL0.1%KMnO4溶液
25mL0.1%KMnO4溶液+10滴浓硫酸
25mL蒸馏水+10滴浓硫酸
25mL1%KMnO4溶液+10滴浓硫酸
铜片
质量/g
实验前
0.54
0.54
0.54
0.54
18小时后
0.54
0.52
0.54
0.43
（3）实验1的目的是______________________________________________________。
（4）实验2中，通过对比②和④，得出的结论是_________________________________。
（5）实验2中，欲成“KMnO4和硫酸共同作用对铜才有腐蚀性”的结论，需对比________（填编号）
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