aD某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出-优题课

$a$ $D$ 某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题："测定水的组成还有其他的方法吗？"经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究。

［设计方案］甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验（操作规范）。装置 $A$ 中发生反应的化学方程式为，洗气瓶 $B$ 中浓硫酸的作用为
［实验探究］当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验测得：

①装置 $C$ 的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了 $1.6 g$ ；

②装置 $D$ 的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了 $1.82 g$ ，用此数据算得水中 $H$ 、 $O$ 元素的质量比为，而由水的化学式算得 $H$ 、 $O$ 元素的质量比为。
［分析交流］针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是（假设生成的水完全被D中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO₂忽略不计）。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
［意外发现］丙同学不小心将反应后的少量红色固体 $a$ 洒落到多量稀硫酸中了，发现除了有红色固体 $b$ 以外，溶液的颜色由无色变为蓝色。
［提出问题］铜与稀硫酸是不反应的，这里溶液的颜色为什么会变蓝呢？
［查阅资料］① $CuO$ 被还原的过程中会有 ${Cu}_{2} O$ 生成， ${Cu}_{2} O$ 也能被还原在 $Cu$

② ${Cu}_{2} O$ 固体是红色的，它一稀硫酸的反应为： $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} ＝ C u S O_{4} + C u + H_{2} O$ .

[得出结论]红色固体 $a$ 中含有 $C u_{2} O$ 。
［分析交流］红色固体 $a$ 中含有 $C u_{2} O$ 是否会影响水组成的测定结果    （填"影响"或"不影响"）。
［提出猜想］针对红色固体 $a$ 的成分，小组同学提出猜想①是： $C u_{2} O$ 和 $C u$ ；猜想②是：           。
［拓展探究］丁同学利用改进后的装置及药品重新实验，通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立，他已称得：①玻璃管的质量；②反应前红色固体 $a$ 和玻璃管的总质量，完全反应后，你认为他还需要称量          的质量。
［教师点拨］称取一定质量的红色固体 $a$ 与足量的稀硫酸充分反应后，经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量，也可以确定哪种猜想成立。
［定量分析］小组同学再次实验，他们开始称取质量为 $3.6 g$ 的红色固体a，与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体 $b$ 为 $2 g$ 。假如 $3.6 g$ 红色固体 $a$ 都是 $C u_{2} O$ ，请你计算出生成铜的质量（利用 $C u_{2} O + H_{2} S O_{4} ＝ C u S O_{4} + C u + H_{2} O$ .进行计算，写出计算过程）；然后，通过与实际得到的固体 $2 g$ 进行比较，判断猜想       成立（填①或②）。

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

某学校化学兴趣小组同学在实验室发现一瓶忘了盖瓶盖的NaOH固体，对其成分是否变质以及变质程度产生了兴趣．同学们作出了以下猜想，并进行如下实验探究．

【提出问题】这瓶NaOH固体样品的成分是什么呢？

【作出猜想】猜想1：只含NaOH 猜想2：只含Na ₂CO ₃猜想3：含有NaOH和Na ₂CO ₃

【讨论交流】NaOH可能变质的原因是　　（用化学方程式表示）

【实验探究】（1）取少量样品于试管中，加入足量稀盐酸，有气泡产生，说明猜想　　不成立．

（2）进一步他探究过程如下：

根据上述探究过程回答：

①加入过量BaCl ₂溶液的作用是　　；

②不能用适量Ba（OH） ₂溶液代替过量的BaCl ₂溶液的原因是　　；

③下列溶液可用来代替酚酞试液检验猜想3成立的是　　．

CuCl ₂溶液

KNO ₃溶液

CaCl ₂溶液

NH ₄Cl溶液

【实验反思】实验室里，NaOH固体的保存方法是　　．

向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸，搅拌后没有观察到明显现象．教材上借助酸碱指示剂验证了该反应的发生．是否还有其他方法判断该反应的发生呢？小明和小亮两位同学分别进行了实验探究．

【实验探究一】小明同学取上述反应后的溶液少许于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成，再滴加足量的稀硝酸，沉淀不溶解．小明认为白色沉淀是NaCl与AgNO ₃反应生成的，于是得出氢氧化钠与盐酸发生了反应的结论．

【实验探究二】小亮同学取一定量的稀盐酸于烧杯中，向其中逐滴加入氢氧化钠溶液，搅拌并用pH计精确测量烧杯中溶液的pH，绘制溶液的pH随时间变化的曲线如图1所示．小亮根据溶液pH的变化，推断盐酸与氢氧化钠发生了反应．

【讨论交流】（1）针对两位同学的实验探究，老师认为小明同学的结论是错误的，理由是　　（用化学方程式表示）．

（2）在小亮的实验中，当实验进行到10秒时，溶液中含有的溶质是　　（填化学式），该溶液能与下列物质发生反应的是　　（填序号）．

①碳酸钠②氧化铜③硫酸铜 ④镁

（3）从图1的曲线中得知，当实验进行到　　秒时，酸与碱恰好完全反应．

【拓展延伸】老师将氢氧化钠溶液逐滴加入到盛有稀盐酸的烧杯中，测定溶液的温度，绘制出溶液的温度随氢氧化钠溶液体积的变化而变化的曲线如图2所示，从能量变化的角度看，该反应属于　　反应（填"吸热"、"放热"）．

【反思评价】有的中和反应没有明显现象，有的中和反应有沉淀生成或固体物质溶解的现象．请写出一个有沉淀生成的中和反应的化学方程式　　．

矿物资源的综合利用，可以节约资源与能源．黄铁矿的主要成分为二硫化亚铁（FeS ₂），黄铁矿煅烧的化学方程式：4FeS ₂+11O ₂═2Fe ₂O ₃+8SO ₂．产生的SO ₂用于生产硫酸，矿渣（含有少量的硫元素）用于冶铁．

查阅资料：SO ₂气体能使品红溶液褪色，能使澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式为SO ₂+Ca（OH） ₂═CaSO ₃↓+H ₂O．

（1）FeS ₂中硫元素的化合价为　　．矿渣在炼铁高炉内反应产生的高炉气含CO、CO ₂、SO ₂等气体，其中　　是形成酸雨的气体．

（2）某化学兴趣小组为检验高炉气中的CO、CO ₂、SO ₂，设计了如图所示装置（不考虑其他气体对该实验的影响）．

①该装置不能检验出的气体是　　．

②装置B的作用是　　．

③装置E中发生反应的化学方程式为　　．

④确认高炉气中含CO的依据是　　（填小写字母）．

a．装置C中澄清石灰水变浑浊 b．装置C中澄清石灰水不变浑浊

c．装置E中黑色粉末变成红色 d．装置F中澄清石灰水变浑浊

（3）请指出该装置存在的一处明显缺陷　　．

（1）实验是科学探究的重要手段，请按要求填写如表。

实验内容	蒸发结晶	稀释浓硫酸
实验操作
问题讨论	①当蒸发皿中出现　　时，停止加热。	②烧杯中物质A的名称是　　。

（2）如图是实验室制取和收集气体的装置，请按要求回答下列问题。

①仪器X的名称是　　。

②实验室用高锰酸钾制取并收集较纯净的氧气，应选用的发生装置和收集装置的组合是　 __ 　（填字母），该反应的化学方程式是　　。

③实验室收集CO ₂时，选用C装置而不选用D装置的理由是　　，CO ₂气体应从C装置的　　处（填"a"或"b"）进入。

碱石灰是由CaO和NaOH固体组成的混合物，它是实验室常用的干燥剂。同学们在实验室里发现一瓶久置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们对这包碱石灰样品展开了探究。

【查阅资料】BaCl₂溶液显中性。

【提出猜想】该碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、CaCO₃、Na₂CO₃和　　。

【实验探究】

步骤Ⅰ：取部分该碱石灰样品于小烧杯中，加少量水后无放热现象，再继续加足量水，搅拌、静置后有白色沉淀产生。

步骤Ⅱ：取步骤Ⅰ小烧杯内的上层清液少量于试管中，滴加过量BaCl₂溶液，有白色沉淀产生。

步骤Ⅲ：将步骤Ⅱ所得物质过滤，向滤液中滴加酚酞溶液，溶液变红色。

【解释与结论】

（1）该碱石灰样品中一定含有的物质是　　，一定不含有的物质是　　。

（2）写出步骤Ⅱ中生成白色沉淀的化学方程式：　　。

（3）步骤Ⅲ所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是　　。

【迁移应用】写出不能用碱石灰干燥的两种气体的化学式：　　。