08含復雜裝置的化學探究（原卷版）

中考復習培優(yōu)壓軸08含復雜裝置的化學探究一、實驗探究題1.（2020·杭州模擬）實驗室中有一種含有純堿、小蘇打和少量水的固體粉末樣品。為了測定其中小蘇打的含量，某科學興趣小組的同學在老師的指導下，利用如圖所示裝置(部分固定裝置已略去)進行實驗。已知：①該裝置氣密性良好，A、C、D中所裝藥品足量且能完全吸收相關物質；②堿石灰是CaO與NaOH的固體混合物；③加熱條件下，純堿穩(wěn)定不分解，小蘇打易分解，反應的化學方程式為：2NaHCO3Δ__Na2CO3＋H2O＋CO探究過程如下：Ⅰ.稱量樣品和已裝入相關藥品的裝置C、D的質量，分別為：m、m1、m2；Ⅱ.將質量為m的樣品裝入B玻璃管中，按圖連接好裝置，關閉彈簧夾，給玻璃管加熱；Ⅲ.待玻璃管中樣品完全反應，打開彈簧夾通空氣，再熄滅酒精燈，直到玻璃管冷卻；Ⅳ.再次稱量裝置C、D的質量，分別為m3、m4。請回答下列問題：（1）裝置C中所裝藥品為________。（2）依據(jù)實驗所得數(shù)據(jù)計算，該樣品中小蘇打的質量分數(shù)為________(用相關字母表示)。（3）誤差分析。按上述實驗步驟測得該樣品中小蘇打的質量分數(shù)________(填“偏大”“偏小”或“準確”)，理由是________。2.（2020·上城模擬）建筑工程制圖時，需要亮綠色的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)晶體做感光劑，這種晶體在一定溫度下才會分解。為了探究三草酸合鐵酸鉀的熱分解產物，用如圖裝置進行實驗。步驟觀察現(xiàn)象1裝置A亮綠色晶體變成白色和紅棕色固體，玻璃管壁上有小水珠2裝置B、F澄清石灰水均變渾濁3裝置E固體變?yōu)榧t色（1）C裝置的作用是________；（2）反應后將A中固體溶于水，過濾得到紅棕色固體和無色溶液，在無色濾液加鹽酸產生氣泡，推測無色濾液可能含有________；（3）三草酸合鐵酸鉀晶體分解產物有________；（4）從實驗安全角度考慮，圖示裝置還應采取的改進措施是________。3.（2019九上·鄞州月考）甲、乙兩個實驗小組分別進行“Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3含量測定”的實驗：（1）甲組方法：用圖Ⅰ、圖Ⅱ裝置將樣品與稀鹽酸充分反應，測定反應后生成CO2的體積，經換算并計算出樣品中Na2CO3的質量．在圖Ⅱ裝置中，使反應前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同的操作方法是________．（2）乙組方法：取10克樣品，加水溶解后逐漸滴加溶質質量分數(shù)為3.65%的稀鹽酸（稀鹽酸的密度取1.0克/毫升），反應過程中不斷攪拌并及時測量滴入鹽酸體積與用pH試紙測得的相應溶液的pH繪成如圖Ⅲ．請結合圖中滴入稀鹽酸體積與pH的變化數(shù)據(jù)，計算樣品中Na2CO3質量分數(shù)為________．（碳酸鈉與鹽酸反應的化學方程式：Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑）（3）分析甲、乙兩組的測定方案，發(fā)現(xiàn)乙組對溶液pH的測定誤差較大，請說明理由________．4.（2018九上·天臺期中）四硫化鈉（Na2S4）固體可替代紅磷測定空氣中氧氣的體積分數(shù)，反應原理為：2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH【實驗資料】①受熱時，四硫化鈉會與空氣中的水蒸氣反應，生成少量有毒氣體硫化氫（水溶液呈酸性）。②硫代硫酸鈉（Na2S2O3）可溶于水，常溫下與NaOH溶液不反應?！緦嶒炦^程】①取碳酸鈉、硫粉混合后置于試管中，加熱（如圖甲所示，夾持裝置已略去），制得Na2S4，反應為4Na2CO3+12S+O2△__

2Na2S4+2Na2S2O3+4CO②冷卻后，取下棉花，放置一段時間，再向該試管中加入10ml水，迅速塞緊橡膠塞，充分振蕩，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h1（如圖乙所示）③將該試管插入水中（如圖丙所求），拔下橡膠塞，觀察到水進入試管內，進入水的體積約為試管內空氣體積的五分之一，塞緊橡膠塞。將試管取出，倒過來，測量液面至橡膠塞下沿的距離，記錄數(shù)據(jù)h2。④按照①～③再重復實驗2次。3次實驗數(shù)據(jù)如下表所示。第1次第2次第3次h1/cm11.211.411.6h2/cm8.99.19.2【解釋與結論】根據(jù)第1次實驗數(shù)據(jù)，計算空氣中氧氣的體積分數(shù)為________%（結果精確到0.1%）【反思與評價】若實驗過程②中，取下棉花后，未放置一段時間即進行后續(xù)操作，會影響測定結果，有同學認為會偏小，請闡述理由________。5.

閱讀下列材料，按要求回答問題．材料：（1）氨氣是有刺激性氣味的無色氣體，密度比空氣小，極易溶于水．（2）加熱熟石灰和氯化銨的固體混合物能制取氨氣．（3）濕潤的紅色石蕊試紙遇到氨氣變藍色．（4）氨氣遇到氯化氫氣體在空氣中冒白煙（生成NH4Cl固體）．【基礎實驗】圖1是制取和收集氣體的部分裝置．（1）若用加熱熟石灰和氯化銨的固體混合物制取并收集氨氣的裝置是________

，化學方程式為________

．（2）檢驗氨氣集滿的方法是________

，圖1中A裝置試管口略向下傾斜的原因是________.（3）還可以利用B裝置，向盛有固體氫氧化鈉的錐形瓶中注入濃氨水快速制得氨氣，則注入濃氨水的量至少要________.【探究實驗】某化學興趣小組對氨氣的性質進一步探究．【提出問題】（1）氨氣顯堿性嗎？（2）氨水顯堿性嗎？【實驗驗證】該興趣小組的同學根據(jù)二氧化碳與水反應的實驗探究方法，用三朵由無色酚酞試液浸潤的干燥紙質小花進行圖2中A所示的三個實驗；【實驗現(xiàn)象】實驗Ⅰ和Ⅱ紙花不變色，實驗Ⅲ紙花變紅【實驗結論】（1）氨氣不顯堿性，（2）氨水________

堿性（填“顯”或“不顯”）．【查閱資料】圖2中B是同學們查閱氨氣溶于水后發(fā)生變化的情況．【交流反思】（1）從微觀的角度分析氨水顯堿性的原因________

；（2）小軍向實驗Ⅲ中變紅的小花上噴稀鹽酸，小花紅色逐漸消失，發(fā)生反應的化學方程式為________

；（3）根據(jù)探究結論可知，能用于干燥氨氣的干燥劑是________

（填序號）．A．生石灰

B．濃硫酸

C．堿石灰（氧化鈣和氫氧化鈉固體混合物）【拓展探究】已知相對分子質量越大，分子的運動速率越小．該興趣小組增加了如圖3所示的探究實驗，在U型管A、B兩端同時塞入蘸有試劑的棉花，則U型管內產生的現(xiàn)象應為________

．6.

目前，我國鋼鐵產量居世界第一，為國民經濟的發(fā)展奠定了堅實的基礎．（一）鐵的廣泛應用（1）我國在西漢時期就有“曾青得鐵則化為銅”之說，用化學方程式表示其原理________

．（2）鐵與鉻（Cr）、鎳（Ni）等金屬熔合可形成“不銹鋼”，用不銹鋼絲和聚乙烯纖維為原料可制作耐酸防護服材料．以上敘述中不涉及到________

（選填序號）．A．合金

B．無機非金屬材料

C．合成材料

D．復合材料（3）某品牌的麥片中含微量鐵粉，食用后可在胃酸的作用下轉化為人體可吸收的鐵元素，反應的化學方程式為________

．（二）鐵銹成分的探究（1）如圖為某興趣小組探究鐵生銹的三個實驗，最先觀察到鐵銹的是________

（選填序號）．（2）鐵生銹的主要過程為：FeFe（OH）2Fe（OH）3Fe2O3?xH2O次要過程為：FeFeCO3寫出Fe→Fe（OH）2反應的化學方程式________

．（3）鐵銹組分的確定某鐵銹成分為Fe2O3?xH2O和FeCO3．為確定其組成，興趣小組稱取此鐵銹樣品25.4g，在科研人員的指導下用如圖裝置進行實驗．【查閱資料】①Fe2O3?xH2O溫度為110℃，F(xiàn)eCO3在282℃分解為FeO和CO2．②溫度高于500℃時鐵的氧化物才能被CO還原．①裝配好實驗裝置后，首先要________．②裝置A中的反應為：________

2C2O4（草酸）CO↑+CO2↑+H2O．通過B、C裝置可得到干燥、純凈的CO氣體，洗氣瓶B中應盛放

________

（選填序號）．a．濃硫酸

b．澄清的石灰水

c．氫氧化鈉溶液③現(xiàn)控制D裝置中的溫度為300℃對鐵銹進行熱分解，直至D裝置中剩余固體質量不再變化為止，冷卻后裝置E增重3.6g，裝置F增重2.2g．則樣品中FeCO3的質量m（FeCO3）=________g，x=________

．④若缺少G裝置，測得的m（FeCO3）________（選填“偏大”、“偏小”、“不變”，下同），x的值會________．（3）（三）煉鐵過程的探究．（1）寫出工業(yè)上用赤鐵礦（主要成分Fe2O3）煉鐵主要原理的化學方程式________

．【查閱資料】用CO還原Fe2O3煉鐵的過程大致分為三個階段：階段1：3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2階段2：Fe3O4+CO3FeO+CO2階段3：FeO+COFe+CO2．（2）將上述300℃熱分解后的D裝置中剩余固體繼續(xù)分階段升溫，進行CO還原鐵的氧化物煉鐵過程的探究．加熱時測定D中剩余固體質量隨溫度變化的曲線如圖所示．圖中M點對應的a=________

．7.

某化學小組用熟石灰配制石灰水時，發(fā)現(xiàn)裝滿熟石灰的塑料試劑瓶已經破塤．（1）【提出向題1】試劑是否變質？【猜想】①沒有變質，成分是氫氧化鈣②全部變質，成分是碳酸鈣③部分變質，成分是氫氧化鈣和碳酸鈣【進行實驗1】步驟操作現(xiàn)象結論1取樣品于試管中，加水，滴入2～3滴酚酞試液________猜想③正確2向試管中繼續(xù)加入過量的________________【提出問題2】如何測定試劑中碳酸鈣的質量分數(shù)？【進行實驗2】小麗同學設計了如圖所示裝置進行碳酸鈣的質量分數(shù)測定：取一定質量的樣品放入錐形瓶中，加入過量稀鹽酸（不考慮稀鹽酸的揮發(fā)）測量裝置C在反應前后的總質量，即可計算出試劑中碳酸鈣的質量分數(shù)．請寫出稀鹽酸與碳酸鈣發(fā)生反應的化學方程式________

．說明：裝置氣密性良好，操作無誤，各步反應完全．（2）【反思與評價】（1）小文同學認為小麗得到的結果有較大的誤差，理由是________

．（2）小文同學用圖所示裝置（注射器活塞的摩擦力很小，忽略不計），完成測量．注射器除了貯存、加注稀鹽酸外，還有的作用是________

．（3）【交流與討論】實驗結束后將A、C、E中廢液倒入一個干凈的廢液缸中，觀察到有沉淀生成．（1）同學們將廢液過濾并討論濾液中溶質的成分，該濾液中一定存在的溶質是________

．（2）經實驗確認廢液成分，處理后綠色排放．8.

在濃硫酸的催化作用下，固體草酸（H2C2O4）受熱分解生成碳的氧化物和水，某化學課外興趣小組對生成物中碳的氧化物種類進行了如下實驗探究：【提出問題】生成物中有哪種碳的氧化物？（1）【猜測】猜想1猜想2猜想3只有CO只有________含有CO和CO2（2）【設計實驗】基于猜想3，依據(jù)CO和CO2的性質，興趣小組同學設計了如下實驗：（1）觀察到________

裝置（填字母）中的澄清石灰水變渾濁，證明草酸分解有CO2氣體生成．（2）有兩種實驗現(xiàn)象都能分別證明草酸分解的氣體中含有CO：①C裝置中澄清石灰水不變渾濁，F(xiàn)裝置中________；②E裝置中出現(xiàn)________的現(xiàn)象；（3）【實驗結論】通過實驗探究證明：猜想3成立．草酸分解的化學方程式是________

．（4）【問題討論】（1）B裝置的作用是________

；D裝置的作用是________．（2）裝置末端酒精燈的作用是________．9.（2020·湖州模擬）鎂的金屬活動性較強，既能與氧氣反應生成氧化鎂，也能與氮氣反應生成氮化鎂。實驗小組的同學利用以下裝置(部分固定裝置已略去)制取氮化鎂(Mg3N2)，實驗步驟如下：①按圖連接好實驗裝置，檢查裝置氣密性。②在硬玻璃管中裝入一定質量的鎂粉。③打開活塞K井通入氮氣一段時間。⑤反應結束后，

。④點燃酒精燈加熱，開始進行反應。③拆除裝置，取出產物并稱量。（1）硬質玻璃管中生成氮化鎂的化學方程式是________。（2）⑤反應結束后，應進行的操作是________。（3）反應過程中末端導管必須始終插入試管A的水中，目的是________。10.（2020·天臺模擬）某興趣小組為探究二氧化碳與氫氧化鈉溶液之間的反應，設計了如圖實驗方案。①按圖連接裝置；②檢查裝置的氣密性；③在A中加入適量的石灰石和稀鹽酸，B中加入一定量飽和碳酸氫鈉溶液（吸收揮發(fā)的氯化氫氣體），塞上橡皮塞，打開止水夾K1、K2、K3；④待C裝置中燒瓶a收集滿氣體后，將導管b的下端插入燒杯D里的水中，擠壓預先裝有濃氫氧化鈉溶液的膠頭滴管，觀察實驗現(xiàn)象。請回答下列問題：（1）C裝置中c儀器的名稱是________。（2）燒瓶a中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是________。（3）已知二氧化碳與氫氧化鈉反應生成的產物之一是碳酸鈉（Na2CO3），為驗證該產物，可采取的操作有________（寫出一種方法即可）。11.（2020·南潯模擬）螺殼中含有碳酸鈣，小科利用如圖甲所示裝置進行驗證。

（1）往左邊容器中放入碎螺殼并注入稀鹽酸，如果觀察到有氣泡產生、且右邊試管中的澄清石灰水變渾濁，就可以證明螺殼中含有碳酸鈣。小科的檢驗結論是否正確，并說明理由：________。（2）小科收集螺殼與稀鹽酸反應產生的二氧化碳，并用如圖乙所示裝置驗證二氧化碳與氫氧化鈉能夠發(fā)生反應，在廣口瓶中先加入適量氫氧化鈉溶液，再加入適量稀鹽酸，預期觀察到氣球的變化是________。（3）二氧化碳與氫氧化鈉是否發(fā)生反應用氣球的形狀變化來表示，這種方法在科學上稱為轉換法，下列與這種研究方法不相同的是

。

A甲：研究影響動能大小的因素B.乙：研究植物的蒸騰作用

C.丙：研究宇宙膨脹和星系運動的特點D.丁：證明動物呼吸需要氧氣12.（2019·吳興模擬）資料信息：超氧化鉀（KO2）固體與HCl、H2O、CO2都能發(fā)生反應，且都有O2產生；CO2不能溶于飽和碳酸氫鈉溶液，但HCl能溶于飽和碳酸氫鈉溶液。宇宙飛船中可用KO2。固體與人呼出的CO2，反應生成氧氣：4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2為了驗證CO2與KO2固體能反應產生氧氣。某小組同學以大理石和濃鹽酸反應生成的CO2來與KO2反應制取O2，設計了如圖實驗裝置：（1）C處應從A，B兩種裝置中選擇________作CO2發(fā)生裝置；（2）D裝置的足量碳酸氫鈉溶液，作用是________；（3）據(jù)資料知，水與水蒸氣也能與超氧化鉀反應生成氧氣。于是有同學提出，上述實驗能生成氧氣可能CO2中混有的水蒸氣有關。若要確認是CO2與超氧化鉀反應生成氧氣，你對上述實驗裝置的改進方法是________;（4）為了除去O2中可能剩余的CO2，F(xiàn)中可盛放過量________溶液13.（2019·杭州模擬）化學小組用如圖所示裝置研究酸堿鹽的質（夾持儀器已省略）。（1）關閉K2，打開K1和分液漏斗玻璃塞、活塞，向B裝置中加入稀鹽酸，使其浸沒大理石后關閉分液漏斗活塞。B中發(fā)生反應的化學方程式為________。（2）當B中的物質仍在反應時，關閉K1，打開K2。一段時間后C中的現(xiàn)象為________；充分反應后，C中一定含有溶質NaCl的原因是________。（3）當實驗結束后，將裝置A、B、C上層清液全部倒入同一燒杯中，滴加無色酚酞溶液，發(fā)現(xiàn)酚酞溶液無色，請選用一種試劑確定溶質成分幾種可能情況，寫出所加試劑，預期現(xiàn)象和結論：________。14.（2019·義烏模擬）下圖是小忻同學設計的實驗裝置（鐵架臺等儀器忽略）制備CO2和驗證CO2能與NaOH反應。（1）裝置B的作用是________（2）請補充畫出裝置C中a、b導氣管。（3）小易同學分析實驗后，發(fā)現(xiàn)此裝置有明顯不足，至少添加一個洗氣瓶F，你認為應該在哪個位置加一個裝有什么藥品的裝置？________（藥品從下面選）a．濃NaOH溶液

b．澄清石灰水

c．飽和NaHCO3溶液

d．飽和Na2CO3溶液（4）打開止水夾K1，檢查氣密性。加入藥品開始實驗，當觀察到裝置E中的現(xiàn)象是________，可確定裝置C收集滿CO2。（5）小平同學認為證明CO2與NaOH反應，還應把注射器NaOH溶液換成________，再做一次實驗。15.（2019·寧波模擬）我國青海湖采集的天然堿樣品可表示為aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O（a．b．c為最簡整數(shù)比）．小紅同學為測定其組成，稱取該天然堿樣品16.6g進行如圖實驗：資料：①許多物質從水溶液里析出晶體時，晶體里常含有一定數(shù)目的水分子，這樣的水分子叫做結晶水．含有結晶水的物質叫做結晶水合物．②天然堿樣品（aNa2CO3?bNaHCO3?cH2O）是一種結晶水合物，受熱時結晶水易失去；③2NaHCO3△__

Na2CO3↑+CO2↑+H④碳酸鈉比較穩(wěn)定，加熱時不分解．⑤圖中B處為兩個單向閥：推注射器時A1關閉，A2處打開；拉注射器時，A1打開進空氣，A2關閉．【實驗步驟】：①組裝好裝置，檢查氣密性

②反復推拉注射器

③稱量E、F的質量④關閉彈簧夾，加熱D處試管直到反應不再進行⑤打開彈簧夾，再次反復緩緩推拉注射器⑥再次稱量E、F的質量．【問題探究】：（1）E中的藥品為________；C、F、G中裝有堿石灰（CaO與NaOH的固體混合物）G的作用是________．（2）若不進行步驟⑤的操作，則所測得的碳酸氫鈉質量分數(shù)________（填“偏大”、“偏小”、“無影響”）（3）請你根據(jù)下表數(shù)據(jù)計算：該天然堿樣品16.6g中碳酸氫鈉的質量（寫出具體計算過程）．組別反應前反應后甲E的質量為100.0克E的質量為102.25克乙F的質量為50.0克F的質量為51.1克（4）【交流與反思】：在計算碳酸氫鈉的質量時，小紅使用了甲組數(shù)據(jù)，而小華用了乙組數(shù)據(jù)，他們驚奇的發(fā)現(xiàn)兩個人的計算結果不一樣，請問你贊成________（填“小紅”或“小華”）的計算結果，不贊成另一位同學的原因是：________．（5）最后確定16.6g天然堿樣品中結晶水的質量為________g．16.（2018·臺州模擬）已知碳酸亞鐵在隔絕空氣的條件下，受熱易分解生成氧化亞鐵和二氧化碳；在空氣中加熱，則生成氧化鐵和二氧化碳。某化學興趣小組用如圖所示的裝置測定某樣品中碳酸亞鐵的含量（該裝置氣密性良好，B中氫氧化鈉溶液足量）實驗過程中，先打開K通人一氧化碳再加熱；裝置A中固體質量不再減少后，停止加熱，待裝置A冷卻到室溫后關閉K，實驗測得裝置A中固體質量減少了a克，裝置B中液體質量增加了b克。請回答下列問題：

（1）寫出裝置A中發(fā)生的一個反應方程式：________。（2）能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據(jù)是：裝置B的質量增加且________。（3）若生成的二氧化碳全部被裝置B吸收，不考慮水的蒸發(fā)且該樣品中所含雜質不參加反應，則a________(填“>”“=”或“<”)b。（4）D處為收集尾氣的裝置，應選擇________填“甲”“乙”或“丙”）裝置。17.（2020·杭州）小金利用圖示裝置進行“一氧化碳還原氧化鐵”及產物檢驗的實驗。實驗步驟如下步驟1：連接裝置并檢查裝置的氣密性，在確保裝置氣密性良好的基礎上，按圖示在各裝置中添加藥品；步驟2：緩慢推注射器活塞，利用甲酸(一種無色溶液，溶質為HCOOH)與濃硫酸在80℃水浴的條件下制備一氧化碳(反應原理：HCOOH→加熱濃H步驟3：待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下后再點燃酒精燈，當W型管右側彎管處的氧化鐵全部變?yōu)楹谏珪r，繼續(xù)加熱2分鐘后熄滅酒精燈；步驟4：撤去酒精燈和盛熱水的燒杯，用磁鐵吸引黑色物質至W型管左側彎管處進行固體產物的檢驗。（1）進行氣密性檢査時，可在萬用瓶中盛適量水，然后推注射器活塞，當觀察到________(填寫現(xiàn)象)，說明裝置氣密性良好。（2）點燃酒精燈前，需要“待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下”的原因是________（3）步驟3后，W型管左側彎管處為反應后得到的稀硫酸，若固體產物全部是鐵，步驟4中能觀察到的現(xiàn)象是_______