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文檔簡介
物質(zhì)的檢驗、推斷、分離和提純1.(2021嘉興、舟山,7,3分)現(xiàn)有鋅、氧化銅、硫酸鋇和石灰石四種固體,為了區(qū)分它們,小嘉參照二歧分類檢索表制作了一個物質(zhì)檢索表,如下表所示:下列敘述錯誤的是(D)A.甲表示的是石灰石B.乙表示的是鋅C.表中“▲”應(yīng)該表示為“黑色固體”D.也可根據(jù)是否含有氧元素對丙、丁分類解析甲含有多種物質(zhì),所以甲是混合物,為石灰石,A正確;乙只含有一種元素,則為鋅,B正確;含多種元素的純凈物為氧化銅和硫酸鋇,硫酸鋇為白色固體,丁代表硫酸鋇,那么丙就是氧化銅,它是黑色固體,C正確,D錯誤。2.(2021紹興,14,4分)向一定質(zhì)量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克鋅粉和鐵粉的混合物,充分反應(yīng)后過濾,得到不飽和的濾液和濾渣,將濾渣洗滌、干燥后再稱量,得到的固體質(zhì)量仍為a克。下列分析合理的是(C)①濾渣中可能有銅②向濾渣中加稀鹽酸,可能有氣泡產(chǎn)生③濾液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2④若忽略過濾操作中溶液損失,濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量一定大于原混合溶液溶質(zhì)的質(zhì)量A.①②B.①③C.②③D.②④解析鋅和鐵都能和Cu(NO3)2發(fā)生反應(yīng)。第一步反應(yīng):鋅和硝酸銅反應(yīng),生成硝酸鋅和銅,固體質(zhì)量減少。第二步反應(yīng):鐵和硝酸銅反應(yīng),生成硝酸亞鐵和銅,固體質(zhì)量增加。反應(yīng)前后固體質(zhì)量不變,說明鋅全部反應(yīng)完,鐵和硝酸銅是否恰好完全反應(yīng)無法判斷。因此,濾渣中一定有銅,①錯誤;鐵可能剩余,向濾渣中加稀鹽酸,可能有氣泡產(chǎn)生,②正確;濾液中一定有不反應(yīng)的Mg(NO3)2、反應(yīng)生成的Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有過量的Cu(NO3)2,③正確;加入a克鋅粉和鐵粉得到的固體質(zhì)量仍為a克,反應(yīng)前后固體質(zhì)量相等,若忽略過濾操作中溶液損失,濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量一定等于原混合溶液溶質(zhì)的質(zhì)量,④錯誤。故選C。3.(2021金華,15,3分)稀鹽酸和NaOH溶液混合后無明顯現(xiàn)象,要證明兩者已發(fā)生化學(xué)反應(yīng),下列操作及實驗現(xiàn)象(或結(jié)果),不能證明反應(yīng)發(fā)生的是(C)A.在混合液中加金屬Zn,無氣泡產(chǎn)生B.在混合液中加無色酚酞,溶液呈無色C.在混合液中加AgNO3溶液,有白色沉淀D.用pH試紙測混合液的pH,測得pH等于7解析加入鋅無氣泡產(chǎn)生,證明HCl已經(jīng)反應(yīng)完,能證明HCl和NaOH發(fā)生了反應(yīng),A正確;加入無色酚酞,溶液呈無色,證明NaOH已經(jīng)反應(yīng)完,能證明HCl和NaOH發(fā)生了反應(yīng),B正確;加入硝酸銀,產(chǎn)生白色沉淀,證明溶液中有氯離子,不能證明HCl和NaOH發(fā)生了反應(yīng),因為二者反不反應(yīng),溶液中都有氯離子,C錯誤;用pH試紙測得pH=7,說明溶液中無HCl和NaOH,能證明HCl和NaOH發(fā)生了反應(yīng),D正確。4.(2020金華,14,3分)通過觀察和實驗等方法,人們找到物質(zhì)變化的證據(jù)。下列四組研究化學(xué)反應(yīng)快慢的對比實驗中,各組所用溶液濃度相同且適宜,所用固體表面積相同,其中現(xiàn)象最不明顯的一組是(D)ABCD解析A項,鎂比鐵活潑,分別與稀鹽酸反應(yīng),反應(yīng)快的是鎂,反應(yīng)慢的是鐵,現(xiàn)象明顯,不符合題意;B項,稀硫酸與大理石的主要成分碳酸鈣反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水,覆蓋在大理石表面阻止反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)會慢慢停止,碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,現(xiàn)象明顯,不符合題意;C項,加入二氧化錳,過氧化氫分解反應(yīng)速率加快,沒有加二氧化錳的過氧化氫分解速率緩慢,現(xiàn)象明顯,不符合題意;D項,氫氧化鈉與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,沒有現(xiàn)象,氫氧化鋇與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇和水,沒有現(xiàn)象,符合題意。5.(2022金華,25,4分)某混合氣體X由CO2、CO、H2O(水蒸氣)、H2中的兩種或兩種以上組成,X氣體依次通過如圖1裝置(假定每步反應(yīng)均完全),現(xiàn)象分別為A中溶液變渾濁;B中固體變?yōu)榧t色;C中粉末變?yōu)樗{(lán)色;D中溶液變渾濁。圖1完成下列問題:(1)該實驗?zāi)艿贸鯟O氣體一定存在的證據(jù)是澄清石灰水變渾濁。
圖2(2)只要在圖1中加裝一個圖2裝置,就能確定原混合氣體X中是否含有H2。①寫出圖2裝置中試劑名稱:濃硫酸;②該裝置連接在圖1中哪兩個裝置之間:A與B之間(用字母表示)。
解析(1)一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成的二氧化碳使D中的澄清石灰水變渾濁。(2)為了確保干燥氣體進(jìn)入B中,在A和B之間加入題圖2的裝置,B中氫氣和氧化銅反應(yīng)生成水,C中的無水硫酸銅變成藍(lán)色,可以驗證氫氣的存在。6.(2021湖州,24,8分)小明在冬天輸液時發(fā)現(xiàn)護(hù)士在輸液管上加了一個裝置,護(hù)士告訴他這是一次性輸液加熱棒,可以消除藥液溫度與體溫的差異。加熱棒里的成分到底是什么呢?科學(xué)研究小組通過上網(wǎng)查閱資料發(fā)現(xiàn):一次性輸液加熱棒內(nèi)的主要成分是還原性鐵粉、炭粉和氯化鈉等物質(zhì)。該加熱棒內(nèi)是否真的含有這幾種物質(zhì)呢?科學(xué)研究小組設(shè)計了如下實驗:(1)探究加熱棒內(nèi)是否含有氯化鈉①將加熱棒內(nèi)的物質(zhì)放入燒杯中,加入足量的水充分溶解、過濾,得到濾渣和濾液。②取適量濾液于試管中,滴加適量的硝酸鋇溶液和稀硝酸,無明顯現(xiàn)象,滴加適量的硝酸銀溶液,出現(xiàn)白色沉淀(填寫正確的實驗操作及現(xiàn)象),證明濾液中含有Cl-。
(2)探究加熱棒內(nèi)是否含有鐵粉小明用磁鐵靠近濾渣,發(fā)現(xiàn)部分黑色粉末被吸引。但被吸引的黑色物質(zhì)也有可能是四氧化三鐵。小明通過如圖裝置探究黑色物質(zhì)是否含有四氧化三鐵,該物質(zhì)鑒定的原理:Fe3O4+4H23Fe+4H2O當(dāng)觀察到無水硫酸銅粉末不變藍(lán)這一現(xiàn)象時,排除了四氧化三鐵存在的可能性。
小英同學(xué)認(rèn)為這還不能確定鐵粉的存在,因為除了四氧化三鐵外,鈷粉、鎳粉也是能被磁鐵吸引的黑色粉末。研究小組的同學(xué)在查閱資料的基礎(chǔ)上,進(jìn)行實驗:取適量被吸引的黑色物質(zhì)于試管中,加入足量的稀鹽酸,充分反應(yīng)后,向試管中加入足量的過氧化氫溶液(能將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+),然后滴加硫氰化鉀溶液。溶液變?yōu)檠t色,證明溶液中有Fe3+,得出加熱棒中含有鐵粉這一結(jié)論。(3)探究加熱棒內(nèi)是否含有炭粉點燃不能被吸引的黑色粉末,并將產(chǎn)生的氣體通入足量澄清石灰水,石灰水變渾濁,得出加熱棒內(nèi)含有炭粉這一結(jié)論。請寫出此操作過程中確認(rèn)炭粉存在的化學(xué)方程式:C+O2CO2、Ca(OH)2+CO2CaCO3↓+H2O。
綜合上述實驗,小明驗證了加熱棒內(nèi)的主要成分。加熱棒為什么能夠起到加熱作用呢?小明還將進(jìn)一步探究。解析(2)氫氣還原四氧化三鐵會產(chǎn)生水,無水硫酸銅(遇水變成藍(lán)色)用于檢驗水。(3)能使澄清石灰水變渾濁的物質(zhì)是二氧化碳,二氧化碳是由黑色物質(zhì)燃燒生成的,所以能確定該物質(zhì)中含有炭粉。7.(2020湖州,26,6分)小明在實驗室做鎂條和稀鹽酸反應(yīng)的實驗時,發(fā)現(xiàn)試管中產(chǎn)生大量氣體、試管壁發(fā)燙。放置較長時間后,試管底部有沉淀生成。針對這一現(xiàn)象,小明進(jìn)行了探究:(1)小明最初認(rèn)為試管底部的沉淀可能是鎂與稀鹽酸反應(yīng)生成的大量MgCl2不能完全溶于水所致。但隨后小明通過實驗證實了沉淀不是MgCl2。你認(rèn)為小明的實驗操作是取少量沉淀于試管中,加入水。
(2)小明查閱資料知道鎂與水在加熱條件下能生成氫氧化鎂(難溶性物質(zhì))和氫氣。于是他進(jìn)行了實驗驗證:將去除氧化膜的鎂條和水放在試管中加熱,發(fā)現(xiàn)鎂條表面有少量氣泡生成。停止加熱后,卻始終沒有觀察到沉淀。請對“沒有觀察到沉淀”這一結(jié)果作出合理的解釋:鎂和水反應(yīng)生成的氫氧化鎂覆蓋在鎂條表面,阻止了反應(yīng)的進(jìn)行。
(3)鎂與水反應(yīng)沒有觀察到沉淀,而鎂與稀鹽酸混合卻有沉淀。小明經(jīng)過思考,認(rèn)為沉淀的產(chǎn)生與氯離子有關(guān)。后來查閱資料得知,沉淀的主要成分是一種可溶于稀硝酸,并生成氯化鎂、硝酸鎂和水的堿式氯化鎂[Mg(OH)Cl]。請你設(shè)計實驗驗證沉淀中含有氯元素。取沉淀洗滌干凈后,加入稀硝酸溶解,再加入硝酸銀,若有白色沉淀則證明沉淀中含有氯元素。
解析(1)氯化鎂為可溶性鹽,因此可以取沉淀于試管中,加足量水,觀察沉淀是否溶解,判斷是否為氯化鎂;(2)根據(jù)題目信息可知,鎂與水在加熱條件下會生成氫氧化鎂和氫氣,氫氧化鎂難溶于水,因此會覆蓋在鎂條表面,阻止鎂與水接觸,反應(yīng)無法繼續(xù)進(jìn)行;(3)堿式氯化鎂可與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鎂、氯化鎂和水,氯化鎂與硝酸銀反應(yīng)可生成硝酸鎂和氯化銀沉淀,氯化銀不溶于稀硝酸,利用此性質(zhì)驗證氯元素的存在。8.(2022紹興,31,9分)舉重前運(yùn)動員常常會抓一把“鎂粉”在手里搓,以起到防滑效果。某種“鎂粉”中只含有MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一種或幾種固體。某興趣小組對其成分展開了探究:分別取4.2克MgO、Mg(OH)2、MgCO3和“鎂粉”置于燒杯中,逐滴加入相同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸直至粉末恰好消失。四種固體消耗稀鹽酸的質(zhì)量如表所示,且燒杯③和燒杯④中產(chǎn)生了大量氣泡。請結(jié)合實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)回答問題。物質(zhì)MgOMg(OH)2MgCO3“鎂粉”消耗稀鹽酸的質(zhì)量/克121.8m58.061.9(1)燒杯③中產(chǎn)生的氣體是CO2。
(2)“鎂粉”中不只含有MgCO3一種物質(zhì),理由是相同質(zhì)量的“鎂粉”和MgCO3消耗稀鹽酸的質(zhì)量不同。
(3)表格中m的值為多少?(請寫出計算過程)(4)為確定“鎂粉”的具體成分,興趣小組補(bǔ)充了如下實驗:取“鎂粉”和MgCO3各4.2克,加入足量稀鹽酸,生成相同條件下的氣體體積分別為952毫升和1120毫升。由此可知該種“鎂粉”的成分是MgCO3和Mg(OH)2。
答案(3)解:設(shè)與MgCO3反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為x,與Mg(OH)2反應(yīng)的HCl的質(zhì)量為y。MgCO3+2HClMgCl2+CO2↑+H2O84734.2克x844.2克=73xx=3Mg(OH)2+2HClMgCl2+2H2O58734.2克y584.2克=73yy≈5HCl%=3.65克58克×100%≈6.29m=5.286÷6.29%≈84答:表中m的值為84。解析(2)等質(zhì)量的“鎂粉”和碳酸鎂消耗的稀鹽酸質(zhì)量不同,說明“鎂粉”是含有碳酸鎂的混合物。(4)4.2克碳酸鎂產(chǎn)生氣體的體積為1120毫升,而“鎂粉”產(chǎn)生氣體的體積為952毫升,設(shè)“鎂粉”中含有碳酸鎂的質(zhì)量為x,根據(jù)比例關(guān)系4.2克1120毫升=x952毫升,x=3.57克,則其他物質(zhì)的質(zhì)量為4.2克-3.57克=0.63克,4.2克MgCO3消耗58.0克稀鹽酸,則3.57克MgCO3消耗稀鹽酸的質(zhì)量為58.0克×3.57克4.2克=49.3克,則其他物質(zhì)消耗稀鹽酸的質(zhì)量為(61.9-49.3)克=12.6克,假設(shè)其他物質(zhì)只是MgO,0.63克MgO消耗稀鹽酸的質(zhì)量為121.8克×0.63克4.2克=18.27克>12.6克,假設(shè)其他物質(zhì)只是Mg(OH)2,由(3)中計算可知,4.2克Mg(OH)2消耗84克稀鹽酸,則0.63克Mg(OH)2,消耗稀鹽酸的質(zhì)量為84克×0.63克4.2克=129.(2019杭州,19,3分)下列實驗中,實驗原理和主要操作方法都符合實驗?zāi)康牡氖?D)實驗?zāi)康膶嶒炘碇饕僮鞣椒ˋ除去粗鹽中的泥沙各成分的溶解性差異蒸發(fā)B分離水與酒精的混合物各成分的密度差異蒸餾C鑒別稀鹽酸和稀硫酸酸根離子的化學(xué)性質(zhì)差異加碳
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