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第3章 第3-4节单元学习评价(教师版)
(满分100分,作业时间45分)
一、选择题:(每小题2分,共30分)
1.某学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。下列说法错误的是( )
A.做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验结果没有影响
B.乙实验中最后天平不平衡,此现象能用质量守恒定律解释
C.丙实验在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是该反应不消耗气体也不产生气体
D.进行丁实验时,如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量等于参加反应的镁条的质量
【答案】D
【解析】
A、甲实验,若红磷的量不足,剩余的氧气对实验的结果没有影响,天平都保持平衡,故A正确;
B、乙实验,石灰石和稀盐酸反应生成二氧化碳气体,由于产生的气体逸散到空气中,反应后剩余物质的质量减小,所以最后天平不再平衡,能用质量守恒定律解释,故B正确;
C、硫酸铜和氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,此反应不消耗气体也不生成气体,所以能验证质量守恒定律,故C正确;
D、如果在燃着的镁条上方罩上罩,使生成物全部收集起来称量,由于镁条与氧气结合产生氧化镁质量增加,故生成物质量大于参加反应的镁条的质量,故D错误。
2.关于质量守恒定律的理解,错误的是( )
A.实际参加反应的反应物总质量等于生成物总质量
B.反应前后原子种类和个数不变
C.1g氢气和1g氧气反应能生成2g水
D.煤燃烧后灰渣质量小于煤,也能用质量守恒定律解释
【答案】C
【解析】
A、质量守恒定律的内容为参加化学反应的反应物的质量总和等于生成物的质量总和;
B、根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类、数目、质量都不改变;
C、1克氢气在1克氧气中充分反应后,氧气有剩余,不能生成2克的水;
D、煤燃烧生成了二氧化碳,部分进入扩散到空气中,所以质量变小,遵循质量守恒定律。
3.如图所示是磷与氧气反应前后的微观示意图(“”表示磷原子,“”表示氧原子),根据质量守恒定律,虚线框中应该是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】由微观反应示意图可知,反应后有4个磷原子和10个氧原子,反应前有10个氧原子,由质量守恒定律可知,虚线框内应有4个磷原子。故选D。
4.关于化学方程式 2H2+O2 2H2O 表示的意义,下列说法不正确的是( )
A.反应需要在点燃条件下进行
B.氢气和氧气参加反应,生成了水
C.参加反应的氢气、氧气及生成的水的分子个数比为 2:1:2
D.2 份质量的氢气和 1 份质量的氧气恰好完全反应生成 2 份质量的水
【答案】D
【解析】
A.由化学方程式可知,该反应是在点燃的条件下进行的,故正确;
B.由化学方程式可知,反应物是氢气和氧气,生成物是水,故正确;
C.由化学方程式可知,参加反应的氢气、氧气及生成的水的分子个数比为 2:1:2,故正确;
D.由化学方程式可知,每4份质量的氢气与32份质量的氧气恰好完全反应生成了36份质量的水,故错误。
5.在化学方程式aC2H6+bO2mCO2+nH2O中,各化学式前的化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=b C.3m=2a D.2b=2m+n
【答案】D
【解析】根据质量守恒定律,反应前后各原子的数目不变,配平可得:a=2,b=7,m=4,n=6。
6.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丁是反应物 B.x的值为20
C.乙是此化学反应的催化剂 D.生成2g甲,需消耗30g丁
【答案】A
【解析】由四种物质反应前后各物质的质量分数可知,反应前后甲的质量分数增加了19%﹣17%=2%,故甲是生成物;丙的质量分数增加了41%﹣25%=16%,丙是生成物;丁的质量分数减小了
48%﹣30%=18%,故丁是反应物,根据质量守恒定律,反应后乙的质量分数为:
1﹣19%﹣30%﹣41%=10%,乙的质量分数不变,可能为反应的催化剂,也可能没有参加反应。
7.下列化学方程式书写正确的是( )
A.2AL+O2=2ALO B.4P+5O22P2O5 C.4Fe+3O22Fe2O3 D.H2O2H2↑+O2↑
【答案】B
8.在化学反应2A+B2===2C中,已知20克A和足量B2充分反应后,生成30克C。已知B2的相对分子质量为32,则C的相对分子质量是( )
A.20 B.32 C.48 D.96
【答案】C
【解析】根据质量守恒定律可知20gA和B2充分反应生成30gC时参加反应的B2质量应为30g-20g=10g;
设C的相对分子质量是x,则
解得x=48。
9.密闭容器中有氧气、X、水和二氧化碳4种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示,下列说法正确的是( )
物质 O2 X H2O CO2
反应前质量/g 76.0 16.0 4.0 3.0
反应后质量/g 待测 0 40.0 47.0
A.表中待测的值为5.0
B.X由碳、氢、氧三种元素组成
C.该反应中O2与CO2的物质的量之比为2:1
D.反应生成的H2O与CO2的质量比为40:47
【答案】C
【解析】反应后X减小16.0g,是反应物,水的质量增大36g,是生成物,二氧化碳质量增大44g,是生成物,根据质量守恒定律可知,氧气是反应物,参加反应的氧气质量为:36g+44g﹣16g=64g。
10.下列关于实验室制取CO2的操作,正确的是( )
A.检查气密性 B.制取气体
C.收集气体 D.验满
【答案】A
【解析】
A、图示装置检查气密性时,若拉注射器的活塞时,观察到长颈漏斗下端冒出气泡,证明该装置的气密性良好,图示操作正确;
B、大理石的主要成分是碳酸钙,碳酸钙与硫酸反应生成的硫酸钙是一种微溶于水的物质,会覆盖在大理石的表面阻止反应的进一步进行,反应进行的不彻底,图示操作错误;
C、二氧化碳的密度比空气大,用图示装置收集二氧化碳时,二氧化碳应从长管通入,图示操作错误;
D、二氧化碳验满时,应将燃着的木条放在集气瓶口,若木条熄灭证明二氧化碳已满,图示操作错误。
11.下列有关二氧化碳的实验中,只能证明二氧化碳物理性质的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
A、二氧化碳使右面的蜡烛由下到上依次熄灭,证明了二氧化碳密度比空气大,且不助燃不可燃的化学性质,故A错误,
B、瓶子变瘪,澄清石灰水变浑浊,验证的是二氧化碳的化学性质,故B错误,
C、二氧化碳与水反应生成碳酸,使紫色石蕊变红,验证了二氧化碳的化学性质,故C错误,
D、二氧化碳倾倒后右端下沉,只能证明二氧化碳的密度比空气大,故D正确。
12.在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器(如图一),实验过程中试管内气体压强变化如图二所示,则图二中表示石灰石与盐酸脱离接触的是下列哪一段( )
A.ab B.bc C.cd D.bd
【答案】B
【解析】实验室制取二氧化碳是用石灰石(主要成分碳酸钙)和稀盐酸反应,开始反应时,随着气体的产生,试管内压强逐渐增大。当石灰石与盐酸脱离接触时,反应停止,气体不再产生,压强不再增大。
观察图二:ab段压强逐渐增大,说明反应正在进行,石灰石与盐酸接触。bc段压强保持不变,说明此时反应停止,即石灰石与盐酸脱离接触。cd段压强又开始减小,可能是其他原因导致的压强变化,但不是因为石灰石与盐酸接触产生气体。故选:B。
13.物质的性质决定用途,下列有关二氧化碳的用途不正确的是( )
A.用于灭火 B.气体肥料 C.供给呼吸 D.化工原料
【答案】C
【解析】
A、二氧化碳不能燃烧、不能支持燃烧、密度比空气的大,可用于灭火,故选项错误。
B、二氧化碳是植物光合作用的原料,可用作气体肥料,故选项错误。
C、二氧化碳不能供给呼吸,故选项正确。
D、二氧化碳是重要的化工原料,故选项错误。
14.一些食品包装袋内充满某种气体,对食品具有保护作用(如图)。为了探究食品包装袋内该气体的性质,兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳,于是收集食品包装袋中的气体,并进行以下实验操作,其中可验证其猜想的是( )
A.通入气体观察蜡烛是否熄灭 B.通入气体观察溶液是否变浑浊C.通入气体观察气球是否浮起 D.充满气体的试管内水面是否上升
【答案】B
【解析
A、能使燃着的蜡烛熄灭,说明该气体不燃烧、也不支持燃烧,具有这些性质的气体有多种,不一定是二氧化碳,不合题意;
B、二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,即二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,因此可用澄清的石灰水来检验二氧化碳,符合题意;
C、通入气体观察气球是否浮起只能证明该气体的密度与空气密度的大小,无法证明该气体是二氧化碳,不合题意;
D、充满气体的试管内水面是否上升只能证明该气体能否溶于水,无法证明该气体是二氧化碳,不合题意。
15.取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花完成以下实验。下列说法错误的是( )
A.纸花变为红色的有Ⅰ和Ⅳ
B.Ⅰ的作用:证明酸性物质能使紫色石蕊变红
C.证明水和二氧化碳发生了化学反应的现象:Ⅳ中纸花变红,Ⅱ、Ⅲ中纸花不变红
D.此实验证明水和二氧化碳反应生成的不是酸性物质
【答案】D
【解析】
A.①稀醋酸是酸性溶液,二氧化碳能与水化合生成碳酸,因此醋酸、碳酸都能使紫色石蕊试液变成红色,纸花变为红色的有Ⅰ和Ⅳ,故正确;
B.实验Ⅰ中,醋酸溶液使紫色干燥的纸花变红,因此该实验可以说明酸性物质会使紫色石蕊变红,故正确;
C.Ⅳ中纸花变红,Ⅱ、Ⅲ中纸花不变红,证明水和二氧化碳发生了化学反应生成了碳酸,故正确;
D.此实验证明水和二氧化碳反应生成的是酸性物质,能使紫色的石蕊试液变成红色,故错误;
二、填空题:(每小题2分,共30分)
16.有5个化学方程式如下所示:
①P2+O2═P2O2 ②C+O2═CO2↑ ③Fe+O2↑═Fe3O4
④2HgO═Hg↓+O2 ⑤NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2
(1)化学式写错的有 (填序号,下同)。
(2)未配平的有 。
(3)“↑”“↓”使用不当或有遗漏的有 。
(4)反应条件应当注明而没注明的有 。
【答案】(1)①;(2)③④⑤;(3)②③④⑤;(4)①②③④。
17.“新冠肺炎”疫情发生以来,许多家庭经常用“84”消毒液来消毒。但“84”消毒液与洁厕灵(含有盐酸)混合会发生如下反应:2HCl+NaClO═X+H2O+Cl2↑,生成的氯气有毒,会对人体造成伤害。写出上述化学方程式中X的化学式 ,标出氯气中氯元素的化合价 。
【答案】NaCl;2。
【解析】在反应物中有2个氢原子、3个氯原子、1个钠原子、1个氧原子,生成物中有2个氢原子、1个氧原子、2个氯原子,所以X是NaCl,氯气中氯元素的化合价表示为2。
18.在反应2A+3B=2C+4D中,A与B的式量之比为3:2,用一定质量的A与12克B恰好完全反应,生产10克C,则生成D的质量为 ,若C的式量为15,则B的式量为 。
【答案】14g;12。
【解析】在反应2A+3B=2C+4D中,A与B的式量之比为3:2,则假设A与B的相对分子质量分别为3a、2a,用一定质量的A与12克B恰好完全反应,生产10克C,
设参与反应的A的质量为x。
2A+3B=2C+4D
6a 6a
x 12g
x=12g
则生成D的质量为:12g+12g﹣10g=14g。
若C的式量为15,设B的式量为y。
2A+3B=2C+4D
3y 30
12g 10g
y=12
则B的式量为12。
17.我国科学家在应用催化剂和加热的条件下,实现了二氧化碳和氢气一步转化得到甲醇(CH4O)的方法(微观过程如图),为进一步制取甲醇汽油提供原料。
(1)以上4种物质中属于氧化物的有: 。(填写物质化学式)
(2)根据上图中的微观过程,写出该反应的化学方程式 。
【答案】(1)CO2、H2O; (2)CO2+3H2CH3OH+H2O。
18.如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)写出实验室制取并收集二氧化碳需要用到的实验仪器 (用字母表示)。
(2)写出一个实验室制取氧气的化学方程式 ,收集了一瓶氧气,准备完成细铁丝燃烧实验,如图甲。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后,接下去的操作是等到火柴 (选填“燃得最旺”或“快燃尽”)时将铁丝伸集气瓶内。
【答案】(1)AC;
(2)2H2O22H2O+O2↑或2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑;快燃尽。
【解析】
(1)实验室常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,该反应为固液常温型反应,发生装置选A,二氧化碳能溶于水,密度比空气大,采用C向上排空气法收集,则实验室制取并收集二氧化碳需要用到的实验仪器是AC;
(2)实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方式为2H2O22H2O+O2↑,实验室还可用高锰酸钾制取氧气,高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的化学方式为2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,为了防止火柴燃烧消耗过多的氧气,点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后,等到火柴快燃尽时将铁丝伸集气瓶内。
19.科学界对二氧化碳的研究一直在进行。
【资料一】1630年,海尔蒙特发现一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2。
【资料二】1754年,布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
【资料三】1766年,卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
完成下列问题:
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式 。
(3)如图乙,在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升。
【答案】(1)不能燃烧也不能支持燃烧;(2)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(3)70。
【解析】
(1)1630年,海尔蒙特发现一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2,能使燃着的蜡烛熄灭,说明二氧化碳不能燃烧也不能支持燃烧。
(2)反应③是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为
CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(3)由题意可知,1766年,卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体,在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,溶解的二氧化碳的体积为280毫升,则在量筒中收集到的水约为350毫升﹣280毫升=70毫升。
三、探究题:(每小题2分,共20分)
20.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
(1)为探索物质在化学变化前后的质量关系,科学家们做了大量实验。1673年,英国物理学家波义耳做了一个有名的实验,过程如下:
①将金属放在密闭容器里煅烧。
②结束后立即打开容器盖进行称量。
③发现反应后的固体质量增加了。
波义耳由于步骤 (填序号)的失误,错过了发现质量守恒定律的机会。
(2)如图是某同学探究质量守恒定律的实验装置。充分反应后,天平不能保持平衡,则该反应 (填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。若要用该装置证明质量守恒定律,你的改进方案是 。
【答案】(1)②。(2)符合;将烧杯换成密闭容器或把碳酸钠换成氧化铜或氧化铁或氢氧化钠溶液等。
【解析】
(1)波义耳由于步骤②的失误(结束后立即打开容器盖进行称量,导致空气中的物质进入容器),错过了发现质量守恒定律的机会。
(2)如图是某同学探究质量守恒定律的实验装置。充分反应后,天平不能保持平衡,是因为反应生成的二氧化碳逸出装置。则该反应符合质量守恒定律(化学反应都遵循质量守恒定律)。若要用该装置证明质量守恒定律,改进方案是将烧杯换成密闭容器或把碳酸钠换成氧化铜或氧化铁或氢氧化钠溶液等。
21.小王对教材中“实验室制取CO2时,选用石灰石(或称大理石)和稀盐酸为原料,一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题:实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸?
(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。
(2)安装如图实验装置并检查气密性后,使一定浓度(适当)的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应,装置乙、丙的作用是测量CO2的体积,装置乙中的液体应该具有 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图丁所示。实验结果:0~300s内,反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
(4)根据实验结果得出结论:实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
【答案】(1)生成的硫酸钙微溶于水,会附着在石灰石的表面,阻止反应的进一步进行;
(2)不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应;
(3)快。
【解析】
(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是稀硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙微溶于水,会附着在石灰石的表面,阻止反应的进一步进行。
(2)因为二氧化碳能溶于水和水反应,要根据排出液体的体积测量CO2的体积,装置乙中的液体应该具有不易溶解二氧化碳也不与二氧化碳反应的性质。
(3)由图丁的两条曲线可知,在0﹣300s内,反应I的曲线在反应Ⅱ的上方一点点,所以反应I比反应Ⅱ生成CO2的速率快,但差距不大。
22.某同学利用图甲装置开展了二氧化碳气体制取及性质探究实验。
【实验原理】
(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+ +CO2↑。
【气体制取】
(2)检查图甲装置气密性是在添加试剂 (选填“前”或“后”)。
【拓展探究】对于能否采用排水法收集二氧化碳的问题,他开展了如下探究。
①取三个相同规格的集气瓶,一个集气瓶装满空气,另外两个集气瓶分别利用向上排空气法和排水法装满二氧化碳,在表中记录集气瓶装满气体所需的时间。
②将三个集气瓶分别倒扣在盛有水的水槽中,如图乙所示,一段时间后,分别测量压入水量(压入水的体积占集气瓶容积的比例),结果如表所示。
气体样本 空气 向上排空气法 排水法
装满气体所需时间(s) 72 43
5min后压入水量 几乎为零 0.5% 0.6%
24h后压入水量 几乎为零 47% 90%
【实验反思】
(3)解释:利用向上排空气法和排水法收集二氧化碳气体的集气瓶倒扣在水槽中,24h后均有水进入集气瓶内的原因是 。
(4)分析实验结果可知,利用排水法收集二氧化碳的优点为 。
【答案】(1)H2O; (2)前;
(3)二氧化碳能溶于水,使集气瓶内气体减少,压强减小,在大气压作用下水进入集气瓶;
(4)收集时间更短,收集的二氧化碳更纯净。
【解析】
(1)根据质量守恒定律,化学反应前后原子种类和数目不变。在CaCO3+2HCl=CaCl2+□+CO2↑中,反应前有1个钙原子、1个碳原子、3个氧原子、2个氢原子、2个氯原子,反应后已有1个钙原子、2个氯原子、1个碳原子、2个氧原子,所以缺失的物质为H2O。
(2)检查图甲装置气密性是在添加试剂前。因为若在添加试剂后检查,一旦发现装置气密性不好,处理过程中试剂可能会造成浪费,且不利于实验的顺利进行。只有在添加试剂前确保装置气密性良好,才能保证实验结果的准确性和实验的顺利开展。
(3)利用向上排空气法和排水法收集二氧化碳气体的集气瓶倒扣在水槽中,24h后均有水进入集气瓶内的原因是二氧化碳能溶于水,随着时间推移,集气瓶内的二氧化碳不断溶解在水中,导致瓶内气体减少,压强减小,在外界大气压的作用下,水进入集气瓶。
(4)分析实验结果可知,利用排水法收集二氧化碳的优点为:排水法收集二氧化碳时,集气瓶装满气体所需时间更短(排水法装满气体需43s,向上排空气法需72s);且24h后排水法收集的集气瓶内压入水量更多(排水法为90%,向上排空气法为47%),说明排水法收集的二氧化碳更纯净。
四、综合题:(23小题6分,24小题7分,25小题7分,共20分)
23.实验室购买了一批双氧水(H2O2)溶液,某兴趣小组的同学要测定其质量分数,他们设计了如图所示的装置,其实验的操作步骤如下:
①组装仪器,并检查气密性;
②在A、B、C三个仪器中装入药品,其中双氧水溶液质量为50g;
③用电子称称量出整套装置的总质量为498.6g;
④关闭a处止水夹,打开A仪器的阀门,向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液,随即关闭A仪器的阀门;
⑤充分反应后,打开a处止水夹,向装置中持续缓慢地鼓入X气体。
⑥第二次称量整套装置的质量为497g;
(1)本实验采用的装置中,A仪器的名称是 。
(2)为尽可能减少测量误差,请结合测量原理判断,操作⑤鼓入的X气体是 。
A .氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气
(3)根据题意,计算双氧水溶液中溶质的质量分数,写出计算过程。
【答案】 分液漏斗 B 6.8%
【解析】
(1)根据实验室常用仪器可知:A仪器的名称是分液漏斗;故填:分液漏斗;
(2)鼓入X气体的目的是将装置中的氧气排除,为了不影响装置反应后的质量,要通入经干燥处理的空气;故填:B;
(3)生成氧气的质量为:498.6g-497g=1.6g,
x=3.4g,
该双氧水溶液中质量的质量分数为:×100%=6.8%,
答:该双氧水溶液中质量的质量分数为6.8%。
24.小实为了测定实验室中氨酸钾药品是否纯净,取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后(假设杂质不参加反应),冷却。称量剩余固体质量,重复以上操作,依次称得在t1、t2、t3、t4时剩余圈体的质量,记录数据如图:(化学方程式:)
(1)在 (选填“t1”、“t2”、“t3”“t4”)时,剩余固体中还有氯酸钾;
(2)实验中生成氧气的质量是 g;
(3)计算该药品中氯酸钾的质量,并判断该药品是否纯净?
【答案】 (1)t1、t2 (2) 0.96
(3) 设样品中含有氯酸钾的质量为x,
x=2.45g,
KClO3的质量为2.45g<2.5g,所以不纯净。
25.为确定某大理石样品的纯度,某兴趣小组进行如下实验:称取该大理石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)加入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸至完全反应。反应结束后,称量烧杯的总质量(溶解的气体忽略不计),有关数据记录如下表。
烧杯 大理石 稀盐酸 反应后烧杯及其中物质总质量
质量(克) 85 15 50 145.6
请完成下列问题:
(1)实验中通过 现象来判断大理石中CaCO3已经完全反应。
(2)实验中产生的二氧化碳质量为 克,该大理石样品的纯度是多少?(列式计算,结果精确到1%)
(3)实验中能否用稀硫酸代替稀盐酸?请做出判断并说明理由 。
【答案】(1)气泡不再产生;
(2)4.4;67%;
(3)不能,因为碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖在大理石表面,阻止反应的进一步发生。
【解析】
(1)碳酸钙与盐酸反应会产生二氧化碳气体,碳酸钙反应完全是加入稀盐酸至过量,实验中通过气泡不再产生现象来判断大理石中CaCO3已经完全反应;
(2)根据质量守恒定律,生成二氧化碳的质量为85克+15克+50克﹣145.6克=4.4克,
设大理石样品中碳酸钙的质量为x,
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
100 44
x 4.4克
x=10克
则该大理石样品的纯度是100%≈67%,
答:该大理石样品的纯度是67%;
(3)由于碳酸钙和稀硫酸反应生成的硫酸钙微溶于水,覆盖大理石表面,阻止反应的进一步发生,所以实验中不能用稀硫酸代替稀盐酸。
(
1
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第3章 第3-4节单元学习评价(学生版)
(满分100分,作业时间45分)
一、选择题:(每小题2分,共30分)
1.某学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。下列说法错误的是( )
A.做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验结果没有影响
B.乙实验中最后天平不平衡,此现象能用质量守恒定律解释
C.丙实验在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是该反应不消耗气体也不产生气体
D.进行丁实验时,如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量等于参加反应的镁条的质量
2.关于质量守恒定律的理解,错误的是( )
A.实际参加反应的反应物总质量等于生成物总质量
B.反应前后原子种类和个数不变
C.1g氢气和1g氧气反应能生成2g水
D.煤燃烧后灰渣质量小于煤,也能用质量守恒定律解释
3.如图所示是磷与氧气反应前后的微观示意图(“”表示磷原子,“”表示氧原子),根据质量守恒定律,虚线框中应该是( )
A. B. C. D.
4.关于化学方程式 2H2+O2 2H2O 表示的意义,下列说法不正确的是( )
A.反应需要在点燃条件下进行
B.氢气和氧气参加反应,生成了水
C.参加反应的氢气、氧气及生成的水的分子个数比为 2:1:2
D.2 份质量的氢气和 1 份质量的氧气恰好完全反应生成 2 份质量的水
5.在化学方程式aC2H6+bO2mCO2+nH2O中,各化学式前的化学计量数之间的关系正确的是( )
A.2m=a B.3a=b C.3m=2a D.2b=2m+n
6.甲、乙、丙、丁四种物质在一定条件下充分混合,此时各物质的质量分数如图1所示。一段时间后,各物质的质量分数如图2所示。下列说法正确的是( )
A.丁是反应物 B.x的值为20
C.乙是此化学反应的催化剂 D.生成2g甲,需消耗30g丁
7.下列化学方程式书写正确的是( )
A.2AL+O2=2ALO B.4P+5O22P2O5 C.4Fe+3O22Fe2O3 D.H2O2H2↑+O2↑
8.在化学反应2A+B2===2C中,已知20克A和足量B2充分反应后,生成30克C。已知B2的相对分子质量为32,则C的相对分子质量是( )
A.20 B.32 C.48 D.96
9.密闭容器中有氧气、X、水和二氧化碳4种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如表所示,下列说法正确的是( )
物质 O2 X H2O CO2
反应前质量/g 76.0 16.0 4.0 3.0
反应后质量/g 待测 0 40.0 47.0
A.表中待测的值为5.0
B.X由碳、氢、氧三种元素组成
C.该反应中O2与CO2的物质的量之比为2:1
D.反应生成的H2O与CO2的质量比为40:47
10.下列关于实验室制取CO2的操作,正确的是( )
A.检查气密性 B.制取气体
C.收集气体 D.验满
11.下列有关二氧化碳的实验中,只能证明二氧化碳物理性质的是( )
A. B. C. D.
12.在实验室制取CO2的发生装置中连接压强传感器(如图一),实验过程中试管内气体压强变化如图二所示,则图二中表示石灰石与盐酸脱离接触的是下列哪一段( )
A.ab B.bc C.cd D.bd
13.物质的性质决定用途,下列有关二氧化碳的用途不正确的是( )
A.用于灭火 B.气体肥料 C.供给呼吸 D.化工原料
14.一些食品包装袋内充满某种气体,对食品具有保护作用(如图)。为了探究食品包装袋内该气体的性质,兴趣小组进行如下思考和活动。小组同学猜想食品包装袋里的气体可能是二氧化碳,于是收集食品包装袋中的气体,并进行以下实验操作,其中可验证其猜想的是( )
A.通入气体观察蜡烛是否熄灭 B.通入气体观察溶液是否变浑浊C.通入气体观察气球是否浮起 D.充满气体的试管内水面是否上升
15.取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花完成以下实验。下列说法错误的是( )
A.纸花变为红色的有Ⅰ和Ⅳ
B.Ⅰ的作用:证明酸性物质能使紫色石蕊变红
C.证明水和二氧化碳发生了化学反应的现象:Ⅳ中纸花变红,Ⅱ、Ⅲ中纸花不变红
D.此实验证明水和二氧化碳反应生成的不是酸性物质
二、填空题:(每小题2分,共30分)
16.有5个化学方程式如下所示:
①P2+O2═P2O2 ②C+O2═CO2↑ ③Fe+O2↑═Fe3O4
④2HgO═Hg↓+O2 ⑤NaOH+CuSO4═Na2SO4+Cu(OH)2
(1)化学式写错的有 (填序号,下同)。
(2)未配平的有 。
(3)“↑”“↓”使用不当或有遗漏的有 。
(4)反应条件应当注明而没注明的有 。
17.“新冠肺炎”疫情发生以来,许多家庭经常用“84”消毒液来消毒。但“84”消毒液与洁厕灵(含有盐酸)混合会发生如下反应:2HCl+NaClO═X+H2O+Cl2↑,生成的氯气有毒,会对人体造成伤害。写出上述化学方程式中X的化学式 ,标出氯气中氯元素的化合价 。
18.在反应2A+3B=2C+4D中,A与B的式量之比为3:2,用一定质量的A与12克B恰好完全反应,生产10克C,则生成D的质量为 ,若C的式量为15,则B的式量为 。
19.我国科学家在应用催化剂和加热的条件下,实现了二氧化碳和氢气一步转化得到甲醇(CH4O)的方法(微观过程如图),为进一步制取甲醇汽油提供原料。
(1)以上4种物质中属于氧化物的有: 。(填写物质化学式)
(2)根据上图中的微观过程,写出该反应的化学方程式 。
20.如图是实验室制取气体的常用装置,请回答下列问题。
(1)写出实验室制取并收集二氧化碳需要用到的实验仪器 (用字母表示)。
(2)写出一个实验室制取氧气的化学方程式 ,收集了一瓶氧气,准备完成细铁丝燃烧实验,如图甲。点燃系在螺旋状细铁丝底端的火柴后,接下去的操作是等到火柴 (选填“燃得最旺”或“快燃尽”)时将铁丝伸集气瓶内。
21.科学界对二氧化碳的研究一直在进行。
【资料一】1630年,海尔蒙特发现一些洞穴处,有一种能使燃着的蜡烛熄灭的气体,后来被证实是CO2。
【资料二】1754年,布莱克将石灰石煅烧首次制得CO2,并完成了如图甲所示的物质转化研究。
【资料三】1766年,卡文迪许通过实验测得,室温下1体积水大约能溶解1体积二氧化碳气体。
完成下列问题:
(1)根据海尔蒙特的发现,可推测二氧化碳的化学性质 。
(2)写出布莱克实验中反应③的化学方程式 。
(3)如图乙,在室温下将容积为280毫升的广口瓶注满蒸馏水,通过导管缓慢通入350毫升CO2。如果卡文迪许的结论是正确的,则在量筒中收集到的水约为 毫升。
三、探究题:(每小题2分,共20分)
22.质量守恒定律的发现对化学的发展作出了重要贡献。
(1)为探索物质在化学变化前后的质量关系,科学家们做了大量实验。1673年,英国物理学家波义耳做了一个有名的实验,过程如下:
①将金属放在密闭容器里煅烧。
②结束后立即打开容器盖进行称量。
③发现反应后的固体质量增加了。
波义耳由于步骤 (填序号)的失误,错过了发现质量守恒定律的机会。
(2)如图是某同学探究质量守恒定律的实验装置。充分反应后,天平不能保持平衡,则该反应 (填“符合”或“不符合”)质量守恒定律。若要用该装置证明质量守恒定律,你的改进方案是 。
23.小王对教材中“实验室制取CO2时,选用石灰石(或称大理石)和稀盐酸为原料,一般不选用稀硫酸”这一句话产生了疑惑。于是提出了问题:实验室制取CO2在何种情况下可使用稀硫酸?
(1)一般不能使用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳的原因是 。
(2)安装如图实验装置并检查气密性后,使一定浓度(适当)的稀盐酸、稀硫酸分别在装置甲中与等质量的CaCO3粉末反应,装置乙、丙的作用是测量CO2的体积,装置乙中的液体应该具有 的性质。
(3)在相同条件下测得(2)中实验产生的CO2体积(V)与反应时间(t)的关系如图丁所示。实验结果:0~300s内,反应Ⅰ比反应Ⅱ生成CO2的速率 (选填“快”或“慢”),但差距不大。
(4)根据实验结果得出结论:实验室可用稀硫酸和碳酸钙粉末反应制取二氧化碳。
24.某同学利用图甲装置开展了二氧化碳气体制取及性质探究实验。
【实验原理】
(1)CaCO3+2HCl=CaCl2+ +CO2↑。
【气体制取】
(2)检查图甲装置气密性是在添加试剂 (选填“前”或“后”)。
【拓展探究】对于能否采用排水法收集二氧化碳的问题,他开展了如下探究。
①取三个相同规格的集气瓶,一个集气瓶装满空气,另外两个集气瓶分别利用向上排空气法和排水法装满二氧化碳,在表中记录集气瓶装满气体所需的时间。
②将三个集气瓶分别倒扣在盛有水的水槽中,如图乙所示,一段时间后,分别测量压入水量(压入水的体积占集气瓶容积的比例),结果如表所示。
气体样本 空气 向上排空气法 排水法
装满气体所需时间(s) 72 43
5min后压入水量 几乎为零 0.5% 0.6%
24h后压入水量 几乎为零 47% 90%
【实验反思】
(3)解释:利用向上排空气法和排水法收集二氧化碳气体的集气瓶倒扣在水槽中,24h后均有水进入集气瓶内的原因是 。
(4)分析实验结果可知,利用排水法收集二氧化碳的优点为 。
四、综合题:(25小题6分,26小题7分,27小题7分,共20分)
25.实验室购买了一批双氧水(H2O2)溶液,某兴趣小组的同学要测定其质量分数,他们设计了如图所示的装置,其实验的操作步骤如下:
①组装仪器,并检查气密性;
②在A、B、C三个仪器中装入药品,其中双氧水溶液质量为50g;
③用电子称称量出整套装置的总质量为498.6g;
④关闭a处止水夹,打开A仪器的阀门,向锥形瓶中加入全部的双氧水溶液,随即关闭A仪器的阀门;
⑤充分反应后,打开a处止水夹,向装置中持续缓慢地鼓入X气体。
⑥第二次称量整套装置的质量为497g;
(1)本实验采用的装置中,A仪器的名称是 。
(2)为尽可能减少测量误差,请结合测量原理判断,操作⑤鼓入的X气体是 。
A .氮气 B.经干燥处理的空气 C.除去氧气后的空气
(3)根据题意,计算双氧水溶液中溶质的质量分数,写出计算过程。
26.小实为了测定实验室中氨酸钾药品是否纯净,取2.5g该药品与0.5g二氧化锰混合。加热该混合物t1时间后(假设杂质不参加反应),冷却。称量剩余固体质量,重复以上操作,依次称得在t1、t2、t3、t4时剩余圈体的质量,记录数据如图:(化学方程式:)
(1)在 (选填“t1”、“t2”、“t3”“t4”)时,剩余固体中还有氯酸钾;
(2)实验中生成氧气的质量是 g;
(3)计算该药品中氯酸钾的质量,并判断该药品是否纯净?
27.为确定某大理石样品的纯度,某兴趣小组进行如下实验:称取该大理石(主要成分是CaCO3,杂质不参加反应)加入烧杯中,向其中逐渐加入稀盐酸至完全反应。反应结束后,称量烧杯的总质量(溶解的气体忽略不计),有关数据记录如下表。
烧杯 大理石 稀盐酸 反应后烧杯及其中物质总质量
质量(克) 85 15 50 145.6
请完成下列问题:
(1)实验中通过 现象来判断大理石中CaCO3已经完全反应。
(2)实验中产生的二氧化碳质量为 克,该大理石样品的纯度是多少?(列式计算,结果精确到1%)
(3)实验中能否用稀硫酸代替稀盐酸?请做出判断并说明理由 。
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