题型20实验题之定量探究类考化学复习解析版.docx

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题型20实验题之定量探究类考化学复习解析版

题型20实验题之定量探究类

【要点提炼】

1.定量探究：

定量探究重点考查学生对化学基本方法、基本知识和基本技能的掌握程度和运用能力。

在考查初中化学核心概念并兼顾化学基础知识与理论覆盖率的基础上,将学生化学学科能力的考查放在首要位置,特别是突出考查学生在解决与化学相关的实际问题中分析、概括、归纳、判断、推理的化学思维能力和综合运用化学知识的能力。

定量实验是初中化学学科较为难的实验，是一般结合定性实验，除了干扰因素外，还要考虑进行化学定量的计算。

2.满分技巧：

（1）认真读题，审清题意，确立探究课题。

（2）根据课题，选择合适方法，提取相关化学知识，设计探究方案。

（3）根据课题要求，将探究的问题与所学的知识进行整合与提炼，迁移到要解决的问题中来。

检验多种气体的先后顺序：

有多种气体需要检验时，应尽量避免前步检验对后步检验的干扰。

如被检验的气体中是否含有二氧化碳和水蒸气时，应先检验水（用无水硫酸铜检验），后检验二氧化碳（用澄清石灰水检验），最后干燥水（用浓硫酸干燥）。

记住常见物质的特征反应：

CO2能使澄清石灰水变浑浊，白色的无水硫酸铜遇H2O变蓝。

要验证H2和CO等还原性气体，可先将净化后的气体通过灼热的CuO，再检验其产物。

检验H2的存在是通过其与CuO反应生成H2O，检验H2O时一定要将产物先通过无水CuSO4检验。

要验证CO和CO2的混合气体，可先将混合气体通入澄清石灰水，后通过灼热的CuO，再检验CO。

【专题训练】

1.某化学兴趣小组的同学对酸、碱和盐的性质进行探究，请你参与。

[查阅资料]

20℃时，部分物质的溶解度。

物质

Ca（OH）2

NaOH

Na2CO3

NaHCO3

溶解度/g

0.16

109

21.8

9.6

探究一:

探究氢氧化钙的性质

20℃时，在盛有5gCa（OH）2固体的A烧杯中加入40mL水，用玻璃棒搅拌，静置，取上层部分清液于B烧杯中。

（1）向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液，观察到的现象是__________________________，再加入过量稀盐酸，反应的化学方程式为____________________________________________________________。

（2）向B烧杯中通入CO2，观察到澄清石灰水变浑浊。

（3）由上述实验可知氢氧化钙的性质______________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

[实验拓展]

（4）向上述

（1）反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液，测得其pH随反应时间的变化如图。

AB段的实验现象是____________________，BC段发生反应的化学方程式为______________________________。

探究二:

二氧化碳通入一定溶质质量分数的氢氧化钠溶液中溶质成分的探究。

[设计和实验]20℃时，甲、乙两组同学设计如图装置分别进行实验。

甲组:

从a端缓慢通入CO2，一段时间后II中变浑浊，停止通CO2，I中溶质为X。

打开活塞，滴加足量稀盐酸。

[解释与结论]

（1）经分析X是NaHCO3。

实验过程中，Ⅰ中产生的现象是____________________________________

_____________________________________________________________________________________。

乙组:

从a端缓慢通入CO2，一段时间后II中无明显现象，停止通CO2，Ⅰ中溶质为Y。

打开活塞，滴加足量稀盐酸，II中变浑浊。

[解释与结论]

（2）乙组同学认为Y只有Na2CO3。

你认为该结论是否合理，结合分析Y

成分说明理由____________

______________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

I中一定发生反应的化学方程式为_______________________________________________________。

【答案】探究一:

（1）溶液由无色变为红色；Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O；（3）固体，微溶于水，能与指示剂作用，能与某些非金属氧化物反应生成盐和水，能与酸反应生成盐和水；（4）产生大量气泡；CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；探究二:

（1）无色溶液中逐渐有固体析出（变浑浊），滴盐酸后有气泡产生，固体逐渐溶解（消失）；

（2）不合理，根据通入的CO2的量的不同情况，Y的溶质成分可能还有:

NaOH和Na2CO3，Na2CO3和NaHCO3，NaHCO3这三种情况。

三种情况均能与稀盐酸反应产生气体且使澄清石灰水变浑浊；CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

【解析】

（1）氢氧化钙溶液显碱性，向A烧杯中滴加几滴酚酞溶液，观察到的现象是溶液由无色变为红色，再加入过量稀盐酸，稀盐酸和氢氧化钙反应生成氯化钙和水，反应的化学方程式为Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O。

（3）由上述实验可知氢氧化钙的性质：

固体；微溶于水（20℃时，溶解度0.16g），能与指示剂作用；能与某些非金属氧化物反应生成盐和水；能与酸反应生成盐和水。

[实验拓展]

（4）向上述

（1）反应后的A烧杯中滴加碳酸钠溶液，AB段是碳酸钠溶液先和上步过量的稀盐酸反应生成氯化钠、水、二氧化碳，pH上升；BC段是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠；化学方程式为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。

CD段是最后加入过量碳酸钠溶液。

碳酸钠溶液显碱性。

故AB段的实验现象是产生大量气泡，BC段发生反应的化学方程式为CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl。

[解释与结论]

（1）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，二氧化碳和碳酸钠和水反应生成碳酸氢钠，盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳。

经分析X是NaHCO3。

所以实验过程中，Ⅰ中产生的现象是无色溶液中逐渐变浑浊，滴盐酸后有气泡产生，固体逐渐消失。

（2）乙组同学认为Y只有Na2CO3。

不合理，根据通入的CO2的量的不同情况，Y的溶质成分可能还有:

NaOH和Na2CO3（二氧化碳只够与部分氢氧化钠反应），Na2CO3和NaHCO3（二氧化碳将氢氧化钠反应全部反应完，且与部分碳酸钠反应），NaHCO3（二氧化碳将氢氧化钠反应全部反应完，且与将碳酸钠反应完）这三种情况。

三种情况均能与稀盐酸反应产生气体且使澄清石灰水变浑浊。

I中一定发生反应为二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O。

2.1674年，英国化学家约翰•梅猷为测定空气中的氧气含量开展如下实验（装置如图甲）。

I．将一根长度等于玻璃钟罩最宽部分直径的铁棒横放在钟罩里，把装有稀硝酸的陶罐通过铁钩挂在铁棒上，用绳索将小铁块悬挂在陶罐的正上方（铁块的升降通过在钟罩外拉动或放松绳索来实现）。

Ⅱ．调整水槽中初始水位如图乙，再使铁块浸入稀硝酸中，观察到铁块表面迅速产生大量气泡，钟罩内水面下降。

[稀硝酸有强氧化性，能与铁发生如下反应：

4HNO3+Fe

Fe（NO3）3+NO↑+2H2O]

Ⅲ．当水位降至接近钟罩口时（如图丙），立即取出铁块，以防气体外逸。

IV．等待一段时间后，水面稳定在如图丁的位置。

（一氧化氮会与氧气等物质发生如下反应：

4NO+3O2+2？

4HNO3）

分析与评价：

（1）步骤Ⅳ中的“？

”处应填____________。

（2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（忽略温度变化的影响）

（3）小科重复了上述实验，虽实验时装置气密性良好，且钟罩内液面上方气体体积均能精确测量（即测定气体体积的误差忽略不计），但经过多次实验测定，发现每次测得空气的含氧量都小于

，原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

【答案】

（1）H2O；

（2）一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小，外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位上升；（3）实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应，无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测定的结果偏小。

【解析】

（1）根据质量守恒定律可知：

步骤Ⅳ中的“？

”处应填水；化学式为：

H2O。

（2）从图丙到图丁过程中，钟罩内水位上升的原因是：

一氧化氮与氧气参加了反应，气体减少，使钟罩内气压减小，外界大气压大于钟罩内气压，水被压入钟罩，导致钟罩内水位上升。

（3）测得空气的含氧量小于

，原因是：

实验中较难控制铁与稀硝酸反应生成的一氧化氮恰好与装置中的氧气完全反应，无论是一氧化氮过量还是氧气过量，均会使测定的结果偏小。

3.某兴趣小组开展“测定密闭容器中某种气体的体积分数”的探究实验。

【实验1】按图1所示装置，用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的体积分数。

【实验2】按图2所示装置，在集气瓶内壁用水均匀涂附铁粉除氧剂（其中辅助成分不干扰实验），利用铁锈蚀原理测定空气中氧气的体积分数。

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是__________________________________________________。

红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是______________________________________________________________________________________________________________。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是_______________________（写一点）。

（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。

依据图3，图4信息，____________________（填“实验1”或“实验2”）的测定方法更准确，判断依据是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）结合你的学习经验，若要寻找红磷或铁粉除氧剂的替代物，用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是_________________________________________________________________________________________________________________________________（写两点）。

【实验3】测定用排空气法收集到的集气瓶中二氧化碳的体积分数。

（5）甲同学设计图5所示装置进行测定。

浓NaOH溶液的作用是_________________________________________________________________________________________________（用化学方程式表示）。

（6）乙同学提出，仅利用图6所示装置，在不添加其他试剂的前提下，也能测得集气瓶中二氧化碳的体积分数。

为达到实验目的，操作方法是________________________________________________。

【答案】

（1）产生了大量的白烟；氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压；

（2）装置的气密性要良好；（3）实验2；反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽；（4）能够和氧气反应，生成物不影响测定结果；（5）2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；（6）用冰水冷却集气瓶，打开K。

【解析】

（1）实验1中，红磷燃烧的主要现象是：

产生了大量的白烟等。

红磷熄灭后，集气瓶冷却至室温，打开K，水能倒吸入集气瓶的原因是：

氧气被消耗，集气瓶内气体压强小于大气压。

（2）为提高实验的准确性，以上两个实验都需要注意的事项是装置的气密性要良好等。

（3）实验过程中，连接数字传感器，测得实验1、实验2中氧气的体积分数随时间变化的关系分别如图3、图4所示。

依据图3，图4信息可知，实验2测定方法更准确，判断依据是：

反应后，实验1集气瓶内剩余氧气的提积分是8.6%，实验2集气瓶内氧气几乎要耗尽。

（4）用图1或图2装置测定空气中氧气的体积分数，该替代物应满足的条件是能够和氧气反应，生成物不影响测定结果。

（5）二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，化学方程式是：

2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。

（6）由于密封装置内轻体的压强随温度的降低而减小，为达到实验目的，操作方法是用冰水冷却集气瓶，打开K，瓶内为温度降低，压强减小，氢氧换钠溶液被吸入，吸收了二氧化碳，可以测定出集气瓶中二氧化碳的体积分数。

4.某化学课外兴趣小组欲配制80g质量分数为12%的氢氧化钠溶液来制作“叶脉书签”。

（1）需要氢氧化钠固体的质量为__________g。

（2）称量时，氢氧化钠固体应放在__________（填“滤纸”或“烧杯”）中。

（3）下列说法或操作正确的是__________（填字母序号）。

A.配制该溶液时所需的玻璃仪器中不包括玻璃棒

B.用量程为100mL的量筒量取所需要的水

C.将称量好的固体倒入装有水的量筒中溶解

（4）在量取水的体积时，若采用仰视的方法读数，则所配制的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数将__________（填“偏大”或“偏小”）。

（5）某同学用蒸馏水润湿了的pH试纸来测定配制好的溶液的pH值时，他测得的结果会__________（填“偏大”、偏小”或“不变”）。

（6）该兴趣小组的同学提出还可以用配制好的氢氧化钠溶液和稀盐酸进行中和反应实验，具体操作如下图：

在烧杯中加入10mL的氢氧化钠溶液，滴入几滴酚酞溶液，此时溶液呈__________色。

接着加入一定量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌后发现溶液为无色，此时__________（填“能”或“不能”）得出两者恰好中和的结论。

以下操作及实验现象能证明加入的盐酸为过量的是__________（填字母序号）。

A.加入少量铁粉，无明显现象

B.滴加紫色石蕊溶液，搅拌后溶液变蓝

C.加入碳酸钠溶液，产生气泡

【答案】

（1）9.6；

（2）烧杯；（3）B；（4）偏小；（5）偏小；（6）红；不能；C。

【解析】

（1）溶质质量=溶液质量×溶质的质量分数，配制80g质量分数为10%的氢氧化钠溶液，需氢氧化钠的质量=80g×12%=9.6g。

（2）氢氧化钠具有腐蚀性，称量时，氢氧化钠固体应放在烧杯中。

（3）A、配制该溶液时所需的玻璃仪器中包括玻璃棒，需要玻璃棒搅拌，加速溶解，故选项错误；B、溶剂质量=溶液质量-溶质质量，则所需蒸馏水的质量=80g-9.6g=70.4g；水的密度为1g/cm3，则根据V=

=

=70.4cm3=70.4mL。

用量程为100mL的量筒量取所需要的水，故选项正确；C、溶解应在烧杯中，量筒只能量取液体，故选项错误。

故选B。

（4）在量取水的体积时，若采用仰视的方法读数，则所配制的氢氧化钠溶液中溶质的质量分数将偏小，因为量取的水多了。

（5）氢氧化钠溶液显碱性，当溶液的pH大于7时，呈碱性，且pH越大，碱性越强；不能用水湿润pH试纸，否则稀释了待测溶液，使氢氧化钠溶液的碱性减弱，测定结果偏小。

（6）氢氧化钠溶液显碱性，能使酚酞溶液变红色。

接着加入一定量的稀盐酸，用玻璃棒搅拌后发现溶液为无色，此时不能得出两者恰好中和的结论，因为恰好反应，或稀盐酸过量，都会使溶液变为无色。

A、铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，加入少量铁粉，无明显现象，说明溶液中没有稀盐酸，不符合题意；B、滴加紫色石蕊溶液，搅拌后溶液变蓝，说明溶液显碱性，说明溶液中没有稀盐酸，不符合题意；C、加入碳酸钠溶液，产生气泡，说明溶液中有稀盐酸，稀盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水、二氧化碳，符合题意。

故选C。

5.初三某化学兴趣小组同学。

依据教材实验对化学反应前后质量变化进行了探究。

【查阅资料】碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳气体。

【实验装置设计】甲、乙、丙小组同学分别设计如图装置：

【讨论与探究】

（1）甲小组实验中，白磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是：

　。

（2）请根据乙组和丙组设计的“质量守恒定律”的实验装置进行探究，并按要求完成乙组和丙组。

①乙组实验结束后可观察到天平　　　　（是或否）平衡；此反应　　（填“遵守”或“不遵守”）质量守恒定律。

②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和

　　（填“大于”、“等于”或“小于”）反应后生成的各物质的质量总和。

该反应中二氧化锰起　　作用。

【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是：

　。

【实验分析】化学反应的过程是　　　重新组合的过程，即在一切化学反应中，反应前后原子的

　　没有改变，原子的　　没有增减，原子的　　也没有变化，所以化学反应遵守质量守恒定律。

【反思与交流】通过甲、乙、丙小组实验的探究，你得到的启示是：

　。

【答案】

（1）吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；

（2）①否；遵守；②等于；催化；参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；原子；种类；数目；质量；有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。

【解析】【讨论与探究】

（1）甲小组实验中，磷燃烧时，在锥形瓶底部加入少量水，其目的是吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；故填：

吸收白磷燃烧时放出的热量，让装置快速冷却，同时防止锥形瓶局部骤热而炸裂；

（2）①乙组实验中，盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，二氧化碳从装置中逸出，可观察到现象是烧杯内有气泡产生，天平指针偏向右盘，天平不平衡；此反应中，天平失去平衡是由于二氧化碳逸出导致的，因此该反应仍然遵守质量守恒定律。

故填：

否；遵守；②丙组过氧化氢溶液分解反应前后各物质质量总和的测定，得出参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和；该反应中，过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，因此二氧化锰起催化作用。

故填：

等于；催化；【实验结论】通过甲、乙、丙实验探究，你得到的结论是参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；故填：

参加化学反应的各物质质量总和等于生成的各物质质量总和；【实验分析】化学反应的过程就是分子分成原子，原子不再分，而是院子重新组合得新的分子的过程，因此，一切化学反应前后，原子的种类没有改变，原子的数目没有增减，原子的质量都没有改变，所以化学反应中存在质量守恒定律；故填：

原子；种类；数目；质量；

【反思与交流】通过对以甲、乙、丙小组实验的探究，得到的启示是有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。

故填：

有气体参加或生成的反应，应该在密闭容器中进行实验。

6.某兴趣小组设计如下实验探究质量守恒定律。

（1）如图甲，小柯将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。

然后取下烧杯把铁钉放入试管中，一段时间后，再把烧杯放回天平左盘，最后天平是否平衡？

　　。

反应后试管内溶液的质量

　　（选填“增加”、“减少”或“不变”）。

（2）如图乙，小妍将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。

然后倾斜烧杯使盐酸与石灰石粉末混合，一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。

其原因是　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

小柯对该实验装置进行改进，把烧杯换成锥形瓶（如图丙，装置气密性良好）。

你认为能否验证质量守恒定律并阐述理由：

。

（3）小妍想测定实验所用石灰石中碳酸钙的质量分数，取6克石灰石粉末与足量的稀盐酸充分反应，反应后总质量减少2.2克（杂质与稀盐酸不反应）。

石灰石中碳酸钙的质量分数为。

（结果精确到0.1%）

【答案】

（1）平衡；减少；

（2）盐酸和碳酸钙反应生成的二氧化碳气体逸出；不能；气球变大后，受到空气的浮力，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小；（3）83.3%。

【解析】

（1）小柯将烧杯放在天平左盘，使天平重新平衡。

然后取下烧杯把铁钉放入试管中，铁能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，没有气体参加反应或生成，一段时间后，最后天平平衡。

反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少。

（2）石灰石粉末能与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，生成的二氧化碳气体逸出，故一段时间后再把烧杯放回天平左盘，发现天平不再平衡。

气球变大后，受到空气的浮力，方向竖直向上，导致天平称量反应后物质质量的读数偏小。

（3）由质量守恒定律，生成二氧化碳的质量为2.2g。

设参加反应的碳酸钙的质量为x。

CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑

10044

x2.2g

x＝5g

石灰石中碳酸钙的质量分数为

×100%≈83.3%。

7.某化学小组用熟石灰配制石灰水时，发现装满熟石灰的塑料试剂瓶已经破埙．

【提出向题1】试剂是否变质？

【猜想】①没有变质，成分是氢氧化钙②全部变质，成分是碳酸钙③部分变质，成分是氢氧化钙和碳酸钙

【进行实验1】

步骤

操作

现象

结论

1

取样品于试管中，加水，滴入2～3滴酚酞试液

猜想③正确

2

向试管中继续加入过量的　　

【提出问题2】如何