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跨学科实践活动6：制备五水硫酸铜晶体
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．甲、乙两种固体的溶解度曲线如图一所示，下列分析错误的是
A．t1℃时，溶解度大小关系为：甲>乙
B．t2℃时，80g甲物质完全溶解至少需要水100g
C．由图二所示实验推测硝酸钾是图一中的甲物质
D．根据图二②③的溶液状态变化，可知“某一步操作”为升温
2．小明进行了下图实验，结合KNO3和NaCl的溶解度曲线分析，下列说法正确的是
A．20℃时，烧杯①中的溶质质量︰溶剂质量=2︰5
B．烧杯②中溶液为硝酸钾的不饱和溶液
C．若硝酸钾中混有少量氯化钠，可采用蒸发结晶的方法提纯硝酸钾
D．40℃时，KNO3和NaCl溶液中溶质的质量分数：硝酸钾>氯化钠
3．如图1所示，室温下将120gNaOH固体加入100g水中搅拌后固体全部溶解，放置一段时间恢复至室温后，析出11g固体。下列说法正确的是
A．室温时 NaOH 的溶解度是 120g
B．乙中溶液为不饱和溶液，丙中溶液为饱和溶液
C．b 中混有少量的 a，可用蒸发结晶的方法提纯 b
D．上述实验说明 NaOH 的溶解度曲线与图 2 中的 b 相似
4．下列课外小实验中主要发生化学变化的是
A．用石墨做导电实验
B．自制白糖晶体
C．用白醋和鸡蛋壳制二氧化碳
D．自制简易净水器
5．基于问题设计实验方案是实验探究活动的重要环节。下列实验方案中合理的是
选项 实验问题 实验方案
A 除去中的 点燃
B 除去中少量的 加水溶解，加热浓缩，降温结晶，过滤，洗涤并干燥
C 分离与的混合物 加足量水溶解、过滤、洗涤、干燥
D 鉴别、、、 分别取样、加水溶解、观察现象
A．A B．B C．C D．D
6．小深用碳酸钠、水和紫罗兰花（变色规律与紫色石蕊溶液类似）进行了如图1所示的实验，并连续观察几天。碳酸钠的溶解度曲线如图2所示，下列说法错误的是
A．Ⅰ中21.8g碳酸钠能全部溶解 B．碳酸钠的溶解度随着温度的上升不断增大
C．Ⅲ中有碳酸钠晶体析出 D．紫罗兰花放在Ⅲ中，一段时间后变为蓝色
7．KCl溶液是临床常用的电解质平衡调节药。依据实验和溶解度曲线，下列说法正确的是
A．②中溶质的质量分数为30%
B．③中溶质与溶剂的质量比为
C．④是不饱和溶液
D．KCl饱和溶液升温可变为不饱和溶液
8．明代宋应星所著的《天工开物》记载“铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”，胆矾水的主要成分是硫酸铜，对此记载的分析，错误的是
A．“铜色”为紫红色 B．说明铜比铁活泼
C．“胆矾水”呈蓝色 D．发生了置换反应
9．同学们在实验室利用白糖自制白糖晶体，部分实验操作如下，其中正确的是
A．称量白糖 B．量取水
C．加热水 D．溶解白糖
10．图1为甲、乙、丙三种物质的溶解度曲线。兴趣小组进行如图2实验，R是物质甲、乙、丙中的一种。下列说法正确的是
A．三种物质的溶解度大小关系为甲>乙>丙 B．R是甲物质
C．t1℃时，甲、丙溶液溶质的质量分数相等 D．②③烧杯中的溶液均为饱和溶液
二、非选择题
11．小明以家里的黄铜(铜锌合金)为材料自制胆矾(硫酸铜晶体)，制备流程如下：
(1)操作①得到的固体B还需要洗涤，洗涤的作用是 。
(2)溶液A的溶质有 ，灼烧固体B的化学方程式为 。
(3)黑色固体C与稀硫酸反应的化学方程式为 。
(4)制备流程中操作②的名称是 ，进行该操作时会使用到玻璃棒，其作用是 ，依据硫酸铜结晶的方法可以推出硫酸铜的溶解度随温度的变化影响 (选填“较大”或“不大”)。
(5)两种方法比较，方法Ⅱ更符合绿色化学的要求，理由是 。
12．天然气的主要成分是甲烷（CH4），某化学小组对甲烷在纯氧中燃烧的产物产生兴趣，于是进行如下探究。
【提出问题】甲烷在纯氧中燃烧的产物含有哪些物质？
【猜想与假设】甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；丁：CO2、CO、H2O。
【查阅资料】无水CuSO4遇水变蓝；CO在高温下能使红棕色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉，并生成CO2气体。
【实验探究】将甲烷燃烧的产物依次通过下列装置（装置中物质均足量）。
(1)天然气属于 （选填“可再生”或“不可再生”）能源。
(2)甲同学认为丙同学的猜想是不合理的，理由是 。
(3)实验中观察到装置A的实验现象是 ，说明有水生成，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中 ，由此推断 同学的猜想成立。
(4)请指出该实验装置的一个不足之处： 。
《跨学科实践活动6：制备五水硫酸铜晶体》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B C C D B D B C D
1．D
【分析】本题主要考查固体溶解度曲线的应用，通过分析溶解度曲线以及实验现象来判断各选项的正误，涉及溶解度的概念、物质的溶解情况与溶解度曲线的对应关系等知识点。
【详解】A、根据溶解度曲线，在℃时，甲的溶解度曲线在乙的上方，所以甲的溶解度大于乙的溶解度，该选项正确但不符合题意。
B、由溶解度曲线可知，°C时甲的溶解度为80g，即100g水中最多溶解80g甲物质达到饱和状态，所以80g甲物质完全溶解至少需要水100g，该选项正确但不符合题意。
C、图二中°C时，100g水中加入60g硝酸钾固体完全消失，说明°C时硝酸钾的溶解度大于等于60g。结合图一，°C时甲的溶解度为80g，乙的溶解度小于60g，所以硝酸钾是图一中的甲物质，该选项正确但不符合题意。
D、图二②中溶液为°C时硝酸钾的不饱和溶液，③中溶液恰好饱和且溶液质量不变，说明没有晶体析出，而是通过改变温度使溶液达到饱和状态。因为硝酸钾的溶解度随温度升高而增大，所以“某一步操作”为降温，而不是升温，该选项符合题意。
故选D。
【点睛】正确理解并分析溶解度曲线是解题的关键。
2．B
【详解】A、由溶解度曲线图可知，20℃时硝酸钾的溶解度为31.6g，则20℃时50g水中最多能溶解硝酸钾，则20℃时，烧杯①中的溶质质量:溶剂质量为，说法错误，不符合题意；
B、由溶解度曲线图可知，40℃时硝酸钾的溶解度为63.9g，则40℃时50g水中最多能溶解硝酸钾，则烧杯②中溶液为硝酸钾的不饱和溶液，说法正确，符合题意；
C、由溶解度曲线图可知，硝酸钾、氯化钠的溶解度均随温度升高而增大，其中硝酸钾的溶解度受温度影响较大，氯化钠的溶解度受温度影响较小，因此若硝酸钾中混有少量氯化钠，可采用降温结晶的方法提纯硝酸钾，说法错误，不符合题意；
D、由溶解度曲线图可知，40℃时硝酸钾的溶解度比氯化钠大，则40℃时，和NaCl的饱和溶液中溶质的质量分数：硝酸钾>氯化钠，说法错误，不符合题意。
故选：B。
3．C
【详解】A、室温下将120gNaOH固体加入100g水中搅拌后固体全部溶解，放置一段时间恢复至室温后，析出11g固体，说明室温下，100g水中最多可溶解氢氧化钠固体的质量为：120g-11g=109g，说明室温时NaOH的溶解度是109g，不符合题意；
B、乙中120gNaOH固体全部溶解，还没有恢复至室温，不能判断乙中溶液可能是饱和溶液，可能是不饱和溶液；丙中有固体剩余，丙中溶液为饱和溶液，不符合题意；
C、由图2可知，a的溶解度随温度升高而增大，b的溶解度随温度升高而减小。若b中混有少量a，要提纯b，可用蒸发结晶，蒸发时升温b溶解度减小，溶剂也减少，会结晶析出，而升温时a溶解度增大，少量a留在溶液中，符合题意；
D、氢氧化钠溶于水，放出大量的热，会使温度升高，故室温下将120gNaOH固体加入100g水中搅拌后固体全部溶解，放置一段时间恢复至室温后，析出11g固体，说明氢氧化钠的溶解度随温度的升高而增加，故NaOH的溶解度曲线与图2中的a相似，不符合题意。
故选C。
4．C
【分析】化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化没有新物质生成，化学变化和物理变化的本质区别是否有新物质生成，据此分析判断。
【详解】A、石墨导电过程中没有新物质生成，属于物理变化；
B、自制白糖晶体过程中没有新物质生成，仅仅只是白糖的形态发生变化，属于物理变化；
C、鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，碳酸钙和醋酸反应生成醋酸钙、水和二氧化碳，此过程中有新物质生成，属于化学变化；
D、用简易净水器净水只是将一部分杂质与水分离的过程，没有新物质生成，属于物理变化。
故选C。
5．D
【详解】A.二氧化碳不支持燃烧，用点燃的方法除去二氧化碳中的一氧化碳不合理，通入氧气，又会引入新的杂质，欲除去二氧化碳中的一氧化碳，可将混合气体通过灼热的氧化铜，故A错误；
B.氯化钠的溶解度随温度的变化不大，硝酸钾的溶解度随温度变化较大，除去氯化钠中少量的硝酸钾，加适量水溶解，加热蒸发，氯化钠变为晶体析出，少量硝酸钾仍在溶液中，用降温结晶方法析出氯化钠的质量少，硝酸钾也可能会析出，故B错误；
C.氯化钾可溶于水，二氧化锰难溶于水，将混合物加足量水溶解，过滤，将滤渣洗涤、干燥，得到纯净的二氧化锰，将滤液蒸发得到氯化钾，故C错误；
D.鉴别碳酸钙、氢氧化钠、硝酸铵、硫酸铜，分别取样、加水溶解，液体浑浊的是碳酸钙，溶液温度升高的是氢氧化钠，溶液温度降低的是硝酸铵，溶液为蓝色的是硫酸铜，该方案合理，故D正确。
故选：D。
6．B
【详解】A、由图2可知，40℃时碳酸钠的溶解度为48.8g，则该温度下50g水中最多能溶解碳酸钠的质量为，则Ⅰ中21.8g碳酸钠能全部溶解，说法正确，不符合题意；
B、由图2可知，0℃~40℃时碳酸钠的溶解度随着温度的上升不断增大，说法错误，不符合题意；
C、由图2可知，20℃时碳酸钠的溶解度为21.8g，则该温度下50g水中最多能溶解碳酸钠的质量为，则Ⅲ中有碳酸钠晶体析出，说法正确，不符合题意；
D、已知紫罗兰花变色规律与紫色石蕊溶液类似，碳酸钠溶液显碱性，能使紫色石蕊溶液变蓝，则紫罗兰花放在Ⅲ中，一段时间后变为蓝色，说法正确，不符合题意。
故选：B。
7．D
【详解】A、由图可知，20℃时，将30gKCl固体，放入100g水中，固体全部溶解，则溶液②中溶质的质量为 30g，溶剂的质量为 100g，溶质质量分数=
。A错误。
B、由溶解度曲线可知，20℃时氯化钾的溶解度小于 40g，即 20℃时 100g 水中不能溶解 40g 氯化钾，所以溶液③中溶质与溶剂的质量不等于 40:100，B错误。
C、从溶解度曲线可得，40℃时氯化钾的溶解度是40g，即 40℃时40gKCl刚好能溶解在100g 水中，此时溶液达到饱和状态，所以溶液④是饱和溶液，C错误。
D、从溶解度曲线能看出，氯化钾的溶解度随温度的升高而增大。对于 KCl 饱和溶液，升温后，其溶解度增大，在溶质和溶剂质量不变的情况下，原本饱和的溶液就会变为不饱和溶液，D正确。
故选D。
8．B
【详解】A、“铜色”是紫红色，故说法正确；
B、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明铁比铜活泼，故说法错误；
C、胆矾水的主要成分是硫酸铜，硫酸铜溶液为蓝色，故说法正确；
D、铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，该反应是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应，故说法正确。
故选B。
9．C
【详解】A、使用托盘天平称量白糖时，应遵循 “左物右码” 的原则，且称量干燥的固体药品前，应在两个托盘上各放一张相同质量的纸，然后把药品放在纸上称量。图中物品和砝码位置放反了，错误；
B、量取液体读数时，视线要与量筒内液体凹液面的最低处保持水平。图中俯视读数，会使读数偏大，实际量取液体体积偏小，错误；
C、烧杯不能直接加热，要垫上石棉网，液体不超过烧杯体积的三分之二，正确；
D、溶解操作应在烧杯中进行，并用玻璃棒不断搅拌，加快溶解速率，不能用温度计搅拌，错误。
故选C。
10．D
【详解】A、溶解度大小比较需要指明温度。在t2℃时，三种物质的溶解度大小关系为甲>乙>丙；但温度改变，溶解度大小关系可能改变。所以该选项未指明温度，错误；
B、根据烧杯②中是100g水，温度是t3℃，溶解了50g的R，则t3℃时，R的溶解度大于等于50g。烧杯③中有固体未溶解，则t2℃时，R物质的溶解度小于50g，所以R是乙物质，错误；
C、 t1℃时，甲、丙的溶解度相等，根据饱和溶液溶质质量分数，此时甲、丙饱和溶液溶质的质量分数相等。但如果溶液不是饱和溶液，溶质质量分数不一定相等。该选项未说明溶液是否饱和，错误；
D、由B项分析可知R为乙物质。根据溶解度曲线，t3℃时乙的溶解度为50g，烧杯②是在t3℃时将50g乙加入100g水中得到的，此时溶液恰好饱和。烧杯③中有固体析出，为t2℃时的饱和溶液。因此②③烧杯中的溶液均为饱和溶液，正确。
故选D。
11． 除去固体上附着的硫酸锌和硫酸 硫酸锌和硫酸 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 加热浓缩 防止液体受热不均而导致液滴飞溅 较大 方法Ⅱ不会产生污染空气的二氧化硫
【分析】先用稀硫酸把黄铜中的锌溶解，得到金属铜，再把铜转变成硫酸铜晶体。
【详解】（1）通过过滤操作得到的固体铜，铜的表面还残留有硫酸锌溶液和硫酸，还需要洗涤，洗涤的作用是除去固体表面附着的硫酸锌和硫酸。
（2）溶液A的溶质有生成的硫酸锌和过量的硫酸；灼烧铜的化学方程式为。
（3）氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为CuO+H2SO4=CuSO4+H2O。
（4）在操作②后进行的操作是冷却结晶，所以操作②是把溶液变成热的饱和溶液，是加热浓缩，该操作使用到玻璃棒，作用是搅拌，防止液体受热不均而导致液滴飞溅。硫酸铜结晶的方法冷却结晶，可知硫酸铜的溶解度随温度的变化影响较大。
(5)两种方法比较，方法I铜与浓硫酸受热反应生成二氧化硫有毒气体，污染空气；方法II，不会产生污染空气的二氧化硫。
12．(1)不可再生
(2)不符合质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变
(3) 无水硫酸铜变蓝 红棕色固体变黑 丁
(4)缺少尾气处理装置
【分析】本题主要考查天然气的能源属性、质量守恒定律的应用、甲烷燃烧产物的检验以及实验装置的分析，通过对实验现象的观察和相关化学原理来解答问题。
【详解】（1）天然气是化石能源，属于不可再生能源，故答案为：不可再生。
（2）根据质量守恒定律可知：反应前后元素的种类不变，则可证明猜想丙是错误的，甲烷燃烧没有氮元素的参与，不可能会产生氨气。故答案为：不符合质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变。
（3）实验中观察到A中无水变蓝，证明反应生成了水，B中澄清石灰水变浑浊，说明甲烷燃烧生成了二氧化碳，D中澄清石灰水变浑浊，说明在C中反应生成了二氧化碳，即反应产物中有一氧化碳，一氧化碳还原氧化铁生成铁单质和二氧化碳，C中红棕色的固体变黑，所以反应产物中有水、二氧化碳、一氧化碳，即丁同学的猜想是正确的。故答案为：无水硫酸铜变蓝；红棕色固体变黑；丁。
（4）反应过程中产生了有毒的一氧化碳，污染环境，该实验的一个不足之处是：没有尾气处理。故答案为：缺少尾气处理装置。
【点睛】本题主要依据常见的物质的性质进行解题，解题需要注意思考的有序性，每一个装置对应着需要检验的物质进行分析解题。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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