专题5-2
实验探究分析题
01
某校实验室有一瓶久置的铁屑，其成分是铁、氧化铁和水。为测定其中各成分的质量分数，某兴趣小组按如图所示装置进行实验(装置气密性良好：固定装置已略去；氮气不与铁屑中的成分反应；碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。
部分实验步骤如下：
Ⅰ．称量硬质玻璃管的质量。将样品放入硬质玻璃管中，称量硬质玻璃管和样品的质量。
Ⅱ．连接好装置。缓缓通入N2，点燃甲处的酒精喷灯，待硬质玻璃管中固体恒重，记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。
Ⅲ．再次连接好装置，继续实验。通入CO，点燃丙处的酒精灯和甲处的酒精喷灯。待硬质玻璃管中固体恒重，熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却。再次记录硬质玻璃管和剩余固体的质量。
实验数据记录如下表：
硬质玻璃管
硬质玻璃管
和样品
步骤Ⅱ硬质玻璃管
和剩余固体
步骤Ⅲ硬质玻璃管
和剩余固体
质量
m1
m2
m3
m4
请回答下列问题：
(1)步骤Ⅲ丙处酒精灯的作用是_______。
(2)步骤Ⅲ硬质玻璃管中反应的化学方程式为____________。
(3)样品中氧化铁的质量分数为____________(用m1、m2、m3、m4的代数式表示)。若步骤Ⅲ中氧化铁没有完全反应，样品中水的质量分数测量结果将____________(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(4)有关样品，下列说法正确的是____________(填字母标号)。
A．样品中氢元素的质量为(m2﹣m3)/9
B．样品中铁单质和氧化铁的质量总和为m3﹣m1
C．样品中铁单质的质量为m4﹣m1
D．样品中氧元素的质量为m3﹣m4
02
铜是一种不活泼的金属，但长期露置在潮湿的空气中会锈蚀生成“铜绿”[化学式：Cu2(OH)2CO3]．某科研小组为探究铜绿生成的条件，并从已部分锈蚀的废铜屑中回收铜(假设不含其它杂质)，实验设计如下：
(1)证明生成铜绿的条件除存在O2和H2O外，还必须有CO2．为“证明必须有CO2”需要进行以下实验中的____________(填实验编号)。
(2)利用已部分锈蚀的废铜屑按照以下实验方案回收铜。
①已知铜绿受热分解为固体A、CO2和H2O，则步骤I中发生的反应类型有____________。
②步骤Ⅱ中主要发生的化学反应方程式为____________。
③若步骤Ⅱ所得铜中含有少Cu2O，你认为可能的原因是____________(写一条即可)。
④若用CO还原16.0gCuO得到Cu和Cu2O混合物的质量为ag，则a的取值范围为____________。
03
实验室现有一瓶含少量水的碳酸氢铵样品，为测定其中碳酸氢铵的质量分数，某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验(该装置气密性良好，装置B、C中所装药品均足量，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物)。已知：碳酸氢铵受热易分解，反应的化学方程式为：NH4HCO3NH3↑+H2O↑+CO2↑，NH3能被酸溶液吸收.
部分实验步骤如下
Ⅰ打开弹簧夹，通入一段时间的氮气；
Ⅱ．关闭弹簧夹，给碳酸氢铵样品加热
Ⅲ．当样品反应完全，…，再停止加热，直到玻璃管冷却；
Ⅳ．实验完毕，测得装置B、C中药品的质量分别增加了m1、m2
请回答下列问题：
(1)NH4HCO3属于____________(选填“氮肥”“磷肥”“钾肥”或“复合肥”)，装置B中盛放的液体是____________。
(2)装置C中发生反应的化学方程式为____________。
(3)步骤Ⅲ中，停止加热前应进行的操作是____________。
(4)该样品中碳酸氢铵的质量分数的表达式为____________(用m1、m2的代数式表示)。
04
已知某粗铜粉末中含有少量的铁、锌和金。某化学兴趣小组的同学为测定该粗铜粉末中铜的质量分数，开展如下实验探究：
步骤I：称取质量为m1的粗铜样品；
步骤Ⅱ：向样品中逐滴加入足量的稀盐酸，充分反应；
步骤Ⅲ：过滤，将滤渣洗涤、干燥后称量，质量为m2；
步骤Ⅳ：将步骤Ⅲ所得固体在空气中充分灼烧，冷却至室温后称量，质量为m3。
请回答下列问题：
(1)步骤Ⅱ的目的是____________；
(2)判断步骤Ⅱ中加入的稀盐酸足量的方法是____________：
(3)步骤IV中反应的化学方程式为____________；
(4)按此方法测得粗铜中铜的质量分数为____________(用m1、m2、m3的代数式表示)。
05
热水瓶用久后，瓶胆内壁常附着一层水垢，其成分是碳酸钙、氢氧化镁及少量水，实验室现有一瓶水垢样品，为测定其中各成份的质量分数，某化学兴趣小组的同学利用如图所示装置进行实验(该装置气密性良好，A、C、D中所装药品足量)。
已知：碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物；加热条件下，氢氧化镁易分解，反应的化学方程式为：Mg(OH)2MgO+H2O↑。
部分实验步骤如下：
Ⅰ．将质量为m的样品装入装置B的玻璃管中，按图连接好装置，关闭弹簧夹，给样品加热；
Ⅱ．待样品完全反应，先打开弹簧夹通入空气，再熄灭酒精喷灯，直到玻璃管冷却；
Ⅲ．实验完毕，测得装置C、D中的液体质量分别增加了m1、m2；
Ⅳ．根据实验所测数据计算该样品中碳酸钙、氢氧化镁和和水的质量分数。
请回答下列问题：
(1)装置C中所装药品为____________。
(2)装置D中发生反应的化学方程式为____________。
(3)该水垢样品中碳酸钙的质量分数表达式为____________。
(4)实验反思：实验步骤不变，若没有装置A，会导致氢氧化镁的测定结果____________(填“偏大”、“偏小”或“无法判断”)。
06
已知：甲酸(HCOOH)常温下是无色易挥发的液体，化学性质与盐酸相似．甲酸还可以在浓硫酸作用下分解，反应的化学方程式为：HCOOHCO↑+H2O．
某化学兴趣小组的同学利用下列装置制备一氧化碳，并测定某赤铁矿石样品中氧化铁的质量分数．(样品中杂质不参加反应，装置气密性良好，各装置内所装试剂足量)
(1)装置D玻璃管中反应的化学方程式为____________．
(2)装置B的作用是____________，装置C中的试剂是____________．点燃装置F处酒精灯的目的是____________．
(3)关于该实验，下列说法正确的是____________
A．开始实验时，先点燃A处酒精灯，一段时间后，再点燃F处酒精灯
B．实验结束时，熄灭各处酒精灯和喷灯的顺序依次是A、D、F
C．反应后，装置D玻璃管中的固体物质减少的质量等于E中增加的质量
D．若取赤铁矿石样品质量为m，充分反应后，D中玻璃管内的固体质量减少了n，则样品中氧化铁的质量分数为×%
07
已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下，受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳：在空气中加热，则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置模拟炼铁过程，并测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好，B中氢氧化钠溶液足量)。实验过程中，先打开K通入一氧化碳再加热；装置A中固体质量不再减少后，停止加热，待装置A冷却到室温后关闭K，实验测得装置A中固体质量减少了ag，装置B中液体质量增加了bg。回答下列问题：(1)仪器①的名称是____________；(2)写出装置A中发生的一个反应的化学方程式____________；(3)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是：装置B的质量增加且____________；(4)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应，则a____________b(填“＞”“＝”或“＜”)；(5)D处为收集尾气的装置，应选择____________装(填“甲”“乙”或“丙”)。08
已知：草酸钙(CaC2O4)是一种难溶于水的白色固体，受热易分解生成碳酸钙和一种有*的气体；碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳；草酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙和可溶于水的草酸(H2C2O4)．相关反应的化学方程式为：CaC2O4+2HCl═CaCl2+H2C2O4(1)实验一：取一定量草酸钙固体，加热．加热过程中剩余固体的质量随时间变化如图所示．图中AB段发生反应的化学方程式为____________，DE段固体所含物质为____________(写化学式或物质名称均可，下同)．(2)实验二：探究草酸钙加热一段时间后剩余固体M的成分．步骤实验操作实验现象实验结论Ⅰ取少量固体M放入烧杯中，向烧杯中加足量水，充分搅拌后静置____________，且温度____________明显变化(填有或无固体M中不含氧化钙Ⅱ再向烧杯中加足量稀盐酸并不断搅拌有气泡体产生，固体全部溶解．固体M中一定含有的物质是_______，可能含有______CaCO3．(3)若加热前草酸钙的质量为6.4g，加热一段时间后剩余固体的质量为4.8g，则该固体中含有的物质是____________．09
有些晶体按比例带有一定量的结晶水，带有结晶水的晶体在一定温度下会脱去结晶水。草酸晶体(H2C2O4?xH2O)在常温下是一种无色透明晶体。草酸晶体受热时分解的化学方程式为：H2C2O4?xH2O(x+1)H2O+CO2↑+CO↑
某化学兴趣小组的同学利用该信息以及所学的知识设计并开展实验，测定草酸晶体中结晶水的质量分数。(图中固定装置已略去，装置气密性良好，装置A、B中的试剂足量，注射器量程足够)
Ⅰ．测量装置A、B的质量，排尽注射器中的空气，连接装置；
Ⅱ．取质量为m的草酸晶体，加热至完全分解，将产物全部通入以上装置；
Ⅲ测量并记录装置A增加的质量为a，装置B增加的质量为b，装置C读数为V；
Ⅳ．甲、乙、丙三位同学分别利用装置A、B、C所得数据计算该草酸晶体中结晶水的质量分数。
请回答下列问题：
(1)装置A中盛放的液体是____________；装置B的作用是____________；装置C的作用之一是测量___________的体积。
(2)乙同学对利用装置B测量结果计算的可靠性经行反思与评价，认为反应后装置A中残留的气体会使自己的计算结果____________(填“偏小”或“偏大”)。
(3)甲同学依据装置A测量结果计算结晶水的质量分数为____________(用代数式表示)。
10
甲、乙两组同学分别利用如图所示装置，测量含少量氯化钠的纯碱样品的纯度．两组实验中，锥形瓶内都盛有mg的纯碱样品；分液漏斗中，甲组盛有稀硫酸，乙组盛有浓盐酸．(装置气密性良好，实验前活塞a、b均处于关闭状态．)
主要步骤及观察到的现象如下：
Ⅰ．打开活塞a，通入氮气一会儿再关闭活塞a，称量装置C、D、E的质量．
Ⅱ．打开活塞b．甲组同学滴加足量的稀硫酸；乙组同学滴加足量的浓盐酸后，关闭活塞b．
Ⅲ．锥形瓶中不再产生气泡时打开活塞a，通入氮气一会儿再关闭活塞a．甲组同学观察，到装置D、E中均无明显变化；乙组同学观察到装置D中出现明显的浑浊，装置E中无明显变化．
Ⅳ．甲组同学实验后测得装置C的质量增加了ng．
请回答下列问题：
(1)两组同学都使用了浓硫酸，其作用是____________；
(2)写出甲组同学装置A中反应的化学方程式____________；
(3)甲组同学所测定的纯碱样品的质量分数＝____________；
(4)乙组有同学提议：利用本组测得装置C和装置D增加的总质量计算，就能得到与甲组同样的结果．你认为该看法____________(填“正确”或“不正确”)，理由是____________．
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