2020-2021中考化学探究题综合练习题含答案解析

一、中考初中化学科学探究题

1．几年前，一辆载满20t电石的挂车，在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟．事故路面上洒落了五六百米燃着的石头．这辆货车在雨中整整燃烧了一天，消防官兵对大火也束手无措，场面让人震撼．大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣，请你一起与他们完成下列探究活动．

（查阅资料）电石的主要成分是碳化钙（CaC2），可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体．常见的可燃性气体中，乙炔（C2H2）燃烧时伴有大量黑烟． （猜想与假设）

电石与水反应生成的可燃性气体是：氧气、氢气或乙炔（C2H2）；电石与水反应生成的白色固体是：氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙．大家做出以上推断的理由是_________________． 大家讨论后一致认为该气体不可能是氧气，原因是__________________，白色固体不可能是氧化钙，原因是（用化学方程式表示）_________________________． （实验探究） 实验步骤 实验现象 实验结论 （1）取适量电石加水反应，收集生成的气体，验纯后点燃． 气体燃烧，产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟． 电石与水反应产生的气体是_______ （2）取适量反应后生成的固体于试管中，滴加过量稀盐酸． 固体溶解，____________． 电石与水反应产生的固体不是碳酸钙 （3）取适量反应后生成的固体于试管中加水，向上层清液中滴加2～3滴______． 电石与水反应产生的固体是氢氧化钙 溶液变红

（反思交流）载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭，说明电石与水的反应是____________（填“吸热”或“放热”）反应．

【答案】质量守恒定律反应前后元素的种类不变 氧气不具有可燃性 CaO+H2O═Ca（OH）2 乙炔（或C2H2） 没有气泡产生 酚酞 放热 【解析】 【分析】 【详解】

[猜想假设]反应物中含有Ca、C、O、H四种元素，根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变，所以推测气体可能是氧气、氢气或乙炔（C2H2）；但由于氧气不具有可燃性，故不可能是氧气；因为氧化钙遇到水会产生氢氧化钙，所以白色固体不可能是氧化钙； [实验探究]（1）资料中乙炔（C2H2）燃烧时伴有大量黑烟，而氢气燃烧不会产生黑烟，因此电石与水反应产生的气体是乙炔；

（2）因为结论电石与水反应产生的固体不是碳酸钙，因此加盐酸不会产生气泡； （3）因为结论电石与水反应产生的固体是氢氧化钙，氢氧化钙的溶液呈现碱性，能够使酚酞试液变成红色；

[反思交流]根据满载电石的货车遇大雨着火的原因是电石主要成分碳化钙（CaC2）能与水反应生成可燃性气体，且该反应放热；

考点：实验探究物质的性质或变化规律；常见气体的检验与除杂方法；证明碳酸盐；氧气的化学性质；质量守恒定律及其应用；书写化学方程式、文字表达式、电离方程式． 点评：本题属于信息题的考查，可以依据题目提供的信息结合相关的知识进行分析得出结论，难度不大．

2．化学课堂上，同学们在老师的指导下进行了分组实验。 （查阅资料）氯化钙溶液、氯化钠溶液都呈中性。

（1）第I组实验：探究酸和碱的反应。向试管中加入少量的氢氧化钙溶液，并滴入几滴无色酚酞溶液，充分振荡后，再逐滴滴入稀盐酸，并用玻璃棒不断搅拌，观察到溶液由红色变为无色，测得溶液的pH＜7．该过程中发生反应的化学方程式为________，反应后溶液中的溶质为________。

（2）第Ⅱ组实验：为了探究一瓶忘记盖瓶塞的氢氧化钠溶液中溶质的成分，同学们进行了如下实验。 （提出猜想）

猜想1；溶质是氢氧化钠； 猜想2：溶质是________； 猜想3：溶质是碳酸钠。 （设计实验） 实验步骤 取少量样品于试管中，向其中加入适量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤，向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液 ________ 实验现象 实验结论 猜想3成立 发生反应的化学方程式为________。 （交流讨论）

老师问：“若向少量样品中，加入足量的稀盐酸，如果有气泡产生，猜想3一定成立吗？”同学们交流讨论后，一致认为猜想3不一定成立，原因是________。

（3）实验结束后，同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废

液中只含有一种溶质氯化钠（酚酞除外）则需向废液中加入________。

【答案】Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O CaCl2、HCl 碳酸钠、氢氧化钠 有白色沉淀沉淀，溶液不变色 BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl 当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时，加入足量的盐酸也会产生气泡 适量的碳酸钠溶液 【解析】 【详解】

（1）氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙和水，化学方程式为：

Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O，测得溶液的pH＜7，所以反应后溶液中的溶质为：

CaCl2、HCl；故填：Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O；CaCl2、HCl；

（2）氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氢氧化钠可能部分变质，可能全部变质，所以猜想2：溶质是碳酸钠、氢氧化钠；故填：碳酸钠、氢氧化钠；

[设计实验]氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，以及酚酞遇碱变红色，所以 实验步骤 取少量样品于试管中，向其中加入适量的氯化钡溶液，充分反应后，过滤，向滤液中滴加几滴无色酚酞溶液 有白色沉淀沉淀，溶液不变色 实验现象 实验结论 猜想3成立 发生反应的化学方程式为：BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl 故填：有白色沉淀沉淀，溶液不变色；BaCl2+Na2CO3=BaCO3+2NaCl； [交流讨论]碳酸钠和盐酸反应会生成二氧化碳气体，所以同学们交流讨论后，一致认为猜想3不一定成立，原因是：当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时，加入足量的盐酸也会产生气泡；故填：当溶质是碳酸钠和氢氧化钠时，加入足量的盐酸也会产生气泡；

（3）第I组所得溶液的溶质是氯化钙和稀盐酸，第II组实验中，碳酸钠和适量的氯化钡反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所得溶液中的溶质是氯化钠，所以实验结束后，同学们将两组实验后的废液倒入同一个废液缸中进行集中处理。若使废液中只含有一种溶质氯化钠（酚酞除外）则需向废液中加入适量的碳酸钠溶液。故填：适量的碳酸钠溶液。

3．将一小块银白色的金属钠放置在空气中会发生下列变化： 钠（Na）

O2钠的氧化物

H2O氢氧化钠溶液

CO2白色固体

（提出问题）：常温下钠与氧气反应，产物有哪些？

（查阅资料）：钠的氧化物，除氧化钠（Na2O）外还有过氧化钠（Na2O2），氧化钠与过氧化钠都能与水发生反应，方程式如下： Na2O+H2O=2NaOH；2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ （作出猜想）：常温下钠与氧气反应的产物． 猜想1：Na2O，

猜想2：Na2O2， 猜想3：______ （实验探究一） 实验操作 实验现象 实验结论 取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水 ________ 猜想1正确 （继续探究）：钠在空气中放置一段时间得到白色固体的成分 （作出猜想） 猜想一：Na2CO3 猜想二：Na2CO3和NaOH （实验探究二）： 实验操作 实验现象 实验结论 1．取少量白色固体加入足量____ 产生白色沉淀 2．过滤、取少量滤液加入______ ___________ 白色固体成分为Na2CO3和NaOH （实验反思）

（1）类比氧化铜与盐酸的反应，写出氧化钠与盐酸反应的化学方程式________。 （2）过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为：2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+X，X的化学式为___。

（3）能与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，请判断Na2O2_____碱性氧化物（填“是”或“不是”）。

【答案】Na2O和Na2O2 没有气泡生成 氯化钙溶液 无色的酚酞试液 变成红色 Na2O+2HCl=2NaCl+H2O O2 不是 【解析】 【分析】 【详解】

[作出猜想]常温下钠与氧气反应的产物． 猜想1：Na2O， 猜想2：Na2O2，

猜想3：Na2O和Na2O2

[实验探究一]氧化钠和水反应生成氢氧化钠，取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水，猜想一正确，说明现象是无气泡生成。 实验操作 实验现象 实验结论 取少量钠的氧化物加入足量蒸馏水 没有气泡生成 猜想1正确 [实验探究二] 取少量白色固体加入足量CaCl2，产生白色沉淀，说明混合物中含有碳酸钠，过滤、取少量滤液加入无色酚酞试液，如果试液变红，说明还含有氢氧化钠 实验操作 实验现象 实验结论 1．取少量白色固体加入足量氯化钙溶液 产生白色沉淀 2．过滤、取少量滤液加入无色的酚酞试液 变成红色 白色固体成分为Na2CO3和NaOH [实验反思]

（1）氧化钠与盐酸反应生成氯化钠和水，反应的化学方程式为Na2O+2HCl=2NaCl+H2O。 （2）由质量守恒定律知道，参加反应的各种原子的种类和个数都不会改变，过氧化钠也能与盐酸反应，方程式为：2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+X，反应前有4个钠原子，4个氧原子，4个氢原子，4个氯原子，反应后有4个钠原子，4个氯原子，4个氧原子，2个氧原子，故X的化学式为O2。

（3）能与酸反应只生成盐和水的氧化物称为碱性氧化物，过氧化钠与盐酸反应生成氯化钠、水和氧气，故Na2O2不是碱性氧化物（填“是”或“”）。

4．小明取酸性锌锰干电池进行探究，他发现电池内部结构如图所示。

（查阅资料）(1)锌皮为金属锌(含有少量的铁)；

(2)黑色糊状填充物由炭黑、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成； (3)有关数据见下表： 温度/℃ 溶解度/g NH4Cl ZnCl2 0 29.3 343 20 37.2 395 40 45.8 452 60 55.3 488 80 65.6 541 100 77.3 614 （实验探究一）小明取适量黑色糊状填充物，按下图所示实验流程进行探究。

(1)溶液A中溶质主要有______________(填化学式)，操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是_____________。

(2)欲从固体M中得到较纯的MnO2，操作Ⅲ可采用的简便方法是________________________。

（实验探究二）小明取电池外壳锌皮，用砂纸打磨干净，剪成小块，进行实验。 (1)取一块锌皮放入盛有适量稀盐酸的烧杯中，有ZnCl2生成。

① 实验中可观察到的现象是____________________________；该反应属于基本反应类型中的______________反应。

② 下列各组物质混合后，也能生成ZnCl2的有______________(填字母序号)。 A．ZnO与稀盐酸 B．ZnSO4溶液与BaCl2溶液 C．ZnCO3与NaCl溶液 D．Zn(NO3)2溶液与NH4Cl溶液

(2)另取一块锌皮放入盛有一定量CuSO4溶液的烧杯中，充分反应后得到溶液E和固体F。当溶液E中只含一种溶质时，该溶质是______________(填化学式)；当固体F中只含一种物质时，溶液E中最少含有___________种溶质。

(3)若将6.5 g锌皮与足量稀硫酸完全反应，则生成氢气的质量______0.2 g(选填“＜”、“＞”或“=”)。

【答案】NH4Cl、ZnCl2 两者的溶解度受温度变化的影响不同 在空气中充分燃烧 固体溶解，有大量气泡产生 置换 A、B ZnSO4 2 ＞

【解析】

（1）黑色糊状填充物中的NH4Cl、ZnCl2易溶于水，操作Ⅱ中采用冷却热饱和溶液的方法实现两者分离的依据是两者的溶解度受温度变化的影响不同。（2）在空气中充分燃烧，以除去炭黑。【实验探究二】（1）①锌与盐酸反应生成氢气，单化化单是置换。

②A．ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O，正确；B．ZnSO4+BaC12==BaSO4↓+ZnCl2，正确；C．ZnCO3与NaCl溶液不反应，错误；D．Zn(NO3)2溶液与NH4Cl溶液不反应，错误。故选AB。（2）Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，金属活动性顺序相差大的之间先反应，故Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu先反应。当溶液E中只含一种溶质时，该溶质是ZnSO4，当固体F中只含一种物质时，该固体物质是铜，溶液E中最少含有ZnSO4、FeSO4两种溶质。③6.5g纯净的锌与足量稀硫酸反应，生成0.2g氢气，等质量的锌、铁与酸反应，铁生成氢气多，将含有铁的6.5g锌皮与足量稀硫酸完全反应，生成氢气的质量>0.2g。

点睛：本题主要考查溶解度曲线的应用能力、混合物的分离方法、根据化学方程式进行计算的知识。

5．某兴趣小组发现了一包敞口放置的碱石灰样品，为探究其成分，同学们在实验室对这包碱石灰样品展开了探究。

（查阅资料）①碱石灰是由CaO和NaOH固体混合而成，通常用于吸收二氧化碳及干燥气体。②熟石灰微溶于水，且溶于水放出的热量很少可以忽略不计。③BaCl2溶液显中性。 （提出猜想）根据资料，同学们分析碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）2、CaCO3和___。

（实验探究）小组讨论后设计如下实验进行探究： 实验步骤及操作 实验现象 结 论 ①取部分该样品于试管中，加少量水 无明显放热现象 碱石灰样品中不含CaO 和_________ ②继续加足量水，振荡，静置 产生白色沉淀 样品中一定含有CaCO3 ③从步骤②的试管中取少量上层清液于另一试管中，向其中滴加过量BaCl2溶液 产生白色沉淀 ④将步骤③所得物质过滤，向滤液中滴加无色酚酞溶液 / 溶液变红色 （思考与分析）

小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，原因是_________（用化学方程式表示）。 （解释与结论）

通过以上探究与分析：可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是_____________；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有___________。

【答案】碳酸钠 氢氧化钠 Ca（OH）2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH 碳酸钠和氢氧化钙 氯化钠、氯化钡和氢氧化钠 【解析】 【详解】 [提出猜想]

根据物质的组成及性质可知，碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、Ca（OH）2、CaCO3和碳酸钠； [实验探究]

因为氢氧化钠和氧化钙溶于水放出大量的热，故根据实验现象可知，碱石灰样品中不含CaO和氢氧化钠； [思考与分析]

小杰同学经过分析认为步骤②的结论不准确，因为样品中可能含有碳酸钠和氢氧化钙，二者在水溶液中能发生反应产生碳酸钙和氢氧化钠；故不准确；反应的方程式为：Ca（OH）

2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH；

[解释与结论]

通过以上探究与分析：可以得出该碱石灰样品一定含有的物质是碳酸钠和氢氧化钙；实验探究步骤④所得溶液中除酚酞外还含有的溶质有生成的氢氧化钠和氯化钠，过量的氯化钡。

6．某化学兴趣小组同学为了探究实验室中的氢氧化钠固体是否变质，进行了有关 实验。请你与他们一起完成以下探究活动： （猜想）

猜想I：没有变质；猜想Ⅱ：已经变质；

（实验和推断）

（1）加入的适量A溶液是_______________（填名称），若现象a为有气泡产生，说明氢氧化钠已经变质。

（2）若现象b为____________________，说明氢氧化钠没有变质。 （反思）氢氧化钠的保存方法是______________（填“A”或“B”）。 A密封保存B不需密封保存 【答案】稀盐酸 无明显现象 A 【解析】

【分析】 【详解】

（1）氢氧化钠易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而变质，要检验氢氧化钠是否变质，实际是检验是否含有碳酸根离子。那么可加入适量的稀盐酸，若有碳酸钠则会产生大量的气泡，证明已经变质了，故加入的适量A溶液是稀盐酸，若现象a为有气泡产生，说明氢氧化钠已经变质。

（2）若没有气泡产生则说明氢氧化钠没有变质，故若现象b为无明显现象，说明氢氧化钠没有变质。

[反思]氢氧化钠易于二氧化碳反应，故要密封保存，故选A。

7．亮亮同学做镁条在空气中燃烧的实验时，发现镁条燃烧除生成白色固体（MgO）外，还有少量的淡黄色固体生成。这种淡黄色固体是什么呢？亮亮在老师的指导下进行有关实验探究。

（实验探究）将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。

（实验现象）在烧杯中产生白色沉淀，并有刺激性的氨味气体产生。

（教师指导）上述反应产生的白色沉淀为Mg（OH）2，生成的气体为NH3 ；反应过程中没有任何元素化合价的改变。

（问题解决）此淡黄色固体中肯定含有镁元素和 58 元素，判断的依据是 59 ；若该物质仅由两种元素组成，其化学式为 60 ，此物质与水反应的化学方程式为 61 。

（相关结论）空气中氮气（N2）和氧气（O2）的体积比约为 62 ，但镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是 63

【答案】【问题解决】氮元素；质量守恒定律；Mg3N2 ;Mg3N2+6H2O= 3Mg（OH）

2↓+2NH3↑【相关结论】4:1;化学反应的进行与反应物的浓度有关。

【解析】

试题分析：根据题中的叙述可知，将该淡黄色固体投入到盛有水的烧杯中。在烧杯中产生Mg（OH）2白色沉淀，并有刺激性的氨味气体NH3 产生。生成的气体为反应过程中没有任何元素化合价的改变。故根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和个数不变，得到此淡黄色固体中肯定含有镁元素和氮元素；若该物质仅由两种元素组成，因为金属镁元素显+2价，氮元素的化合价为-3价，故其化学式为Mg3N2 ；与水反应的化学方程式为

Mg3N2+6H2O= 3Mg（OH）2↓+2NH3↑；【相关结论】空气中氮气（N2）和氧气（O2）的体积比约为4:1; 但镁条在空气中燃烧只生成少量的淡黄色固体，由此得出的一个结论是化学反应的进行与反应物的浓度有关。 考点：物质成分探究

8．某固体粉末由Mg、MgO、Mg (OH)2中的一种或几种组成。某化学小组为了探究该固体粉末的成分，设计如图所示的装置（固定装置省略）。

（信息资料）本实验条件下，氢气密度为0.09g/L。 （实验过程）

步骤Ⅰ：检查装置气密性，装入药品并连接仪器。

步骤Ⅱ：倾斜Y形管，使样品充分反应，测的生成气体的探究为55.6mL。

步骤Ⅲ：拆下装置，往Y形管内残余液中加入氢氧化钠溶液，至不再生成沉淀。经过滤、洗涤和干燥后，称得沉淀质量为2.90g。 （回答问题）

（1）该套装置气密性的检验方法是___________________。 （2）①使样品与硫酸充分反应的正确操作是________（填标号）。 A．硫酸溶液转移到样品中 B．样品转移到硫酸溶液中 ②判断样品完全反应的现象是__________________________。 （3）根据实验结果分析：

①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是_____________。 通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为_____________。 ②结论：该样品中的成分是_______________________。 （反思）

（4）该化学小组同学经过讨论得出以下结论，正确的是________（填标号）。 A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量

B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应 C．仅称量步骤Ⅱ中Y形管内药品减轻的质量，即能计算出样品中各物质的质量 【答案】把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气 A Y形管中的固体全部消失 Mg 1.20g Mg、MgO和Mg(OH)2 AB 【解析】 【详解】

（1）该套装置气密性的检验方法是把水准管下移一段距离，使水准管和量气管中的水形成一定的液面差，如果一段时间后液面差保持不变，则说明装置不漏气；反之，则表示装置漏气。

（2）①使样品与硫酸充分反应的，因为硫酸过量，故将硫酸溶液转移到样品中答案选择A；②判断样品完全反应的现象是Y形管中的固体全部消失；

（3）根据实验结果分析：①通过步骤Ⅱ推断，样品中一定含有的物质是金属镁，因为产生

一定量的氢气；通过步骤Ⅲ计算，样品中镁元素的总质量为2.90g×24/58=1.2g；②设混合物中金属镁的质量为x Mg + H2SO4 =MgSO4+ H2↑ 24 2

X 55.6mL÷1000L/mL×0.09 g/L 24/2=X/（55.6mL÷1000L/mL×0.09 g/L0 X=0.6g

由其他物质提供的金属镁的质量为：1.2g-0.6g=0.6g；镁元素的质量分数为：0.6g/（2g-0.6g）×100%=42%

该质量分数大于氢氧化镁中的镁的质量分数，小于氧化镁中的质量分数；得到结论：该样品中的成分是Mg、MgO和Mg(OH)2的混合物；

（4）该化学小组同学经过讨论得出以下结论，正确的是A．利用该实验方案，能计算出样品中各物质的质量B．实验前可通过样品的质量估算硫酸溶液的质量，确保样品完全反应。

9．过碳酸钠(化学式为2Na2CO3▪3H2O2)俗名固体双氧水。溶于水可看作是Na2CO3溶液和H2O2溶液混合。为了方便保存，过碳酸钠样品可能添加少量的MgSO4和硅酸镁中的一种或二种作为稳定剂。已知①双氧水可用于供氧、消毒和漂白；②硅酸镁不溶于水。 (1)过碳酸钠的用途不合理的是_______。

A．鱼池供氧剂 B．消毒剂 C．干燥剂 D．漂白剂

(2)取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生。判断样品中_________有硅酸镁。(填写“可能”或“一定”)

(3)利用实验室限选试剂，设计实验确定该样品中是否添加少量的MgSO4。 限选试剂：稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、蒸馏水、AgNO3溶液 实验操作 步骤:1：取少量样品于烧杯中，缓慢加入足量蒸馏水，充分搅拌，静置，过滤。 步骤2：取少量步骤1所得的滤液于试管中，加入______________ ，振荡后静置。 步骤3：取少量步骤2所得的溶液于试管中，_______________。 预期现象和必要结论 ________________ 。 _____________，说明样品中有MgSO4。 ____________ ，说明样品中没有MgSO4。

【答案】 C 一定 略 略 略 略 略

【解析】（1）过碳酸钠溶于水可看作是Na2CO3溶液和H2O2溶液混合，双氧水可用于供氧、消毒和漂白，故选C。（2）因为取少量过碳酸钠样品于烧杯中，加入足量蒸馏水，有不溶于水的固体产生，而碳酸钠易溶于水，故判断样品中一定有硅酸镁。（3）Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+CO2↑，除去碳酸钠，防止对MgSO4检验的干扰。BaCl2 + Mg2SO4=MgCl2+ BaSO4↓，有白色沉淀生成，说明样品中有MgSO4； 无明显现象，说明样品中无MgSO4。

点睛：本题主要考查学生探究物质成分的能力。

10．铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属。 （探究一）

（1）铁生锈主要跟空气中的______有关，用稀硫酸除铁锈的化学方程式为________。 （2）小茜同学发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分为Cu2(OH)2CO3,该反应的化学方程式为：2Cu+O2+H2O+X = Cu2(OH)2CO3，则X的化学式为__________。 （探究二）

以黄铜矿（CuFeS2）为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：4CuFeS2+17O2+2H2SO4

粉，得到FeSO4溶液和Cu。

（3）CuFeS2为二硫化亚铁铜，也可以表示为CuS•FeS，其中S元素的化合价为_____。 （4）发生主要反应的两个化学方程式为：①Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4； ②_________。 （5）FeSO4溶液经蒸发浓缩、_______、过滤等操作得到硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）。 （探究三）

硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）是一种重要的食品和饲料添加剂，对其进行热分解研究。 （查阅资料）①硫酸铜粉末为白色，吸水后变成蓝色晶体。 ②二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色

③硫酸亚铁晶体加热会先失去结晶水，高温会继续分解产生一种金属氧化物和两种非金属氧化物。

4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，向上述反应后的溶液中加入

Fe

称取ag硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热，使其完全分解，对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值。

（6）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有_______，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有_________；装置D球形干燥管的作用_____；实验中要持续通入氮气，否则测出的x会_________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

（7）硫酸亚铁晶体完全分解后，装置A中残留红棕色固体，另从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式_______。

（8）某研究所利用热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量——分解温度的关系图如图2，根据图2中有关数据，可计算出FeSO4•xH2O中的x=______。

【答案】水和氧气 Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O CO2 -2 Fe+CuSO4=== CuSO4+Fe 降温结晶（或冷却结晶） 水 二氧化硫 防止氢氧化钠溶液倒吸 偏小 2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑ 7

【解析】 【详解】 探究一：

（1）铁和空气中的氧气和水共同接触会生锈；利用稀硫酸除铁锈是稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O；

（2）根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，反应前有2个铜原子，三个氧原子和2个氢原子，反应后有2个铜原子、2个氢原子、5个氧原子和1个碳原子，则X中含有2个氧原子和一个碳原子，X为二氧化碳； 探究二：

（3）化合物中各元素的化合价代数和为零，CuFeS2中亚铁元素和铜离子的的化合价为+2价，则（+2）+（+2）+2X=0，得X=-2，即硫元素的化合价是-2价； （4）根据4CuFeS2+17O2+2H2SO4

4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O，生成物是

CuSO4、

2Fe2(SO4)3，向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO4溶液和Cu，则反应为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4，和铁和硫酸铜反应生成硫酸铜和铁，方程式为：Fe+CuSO4===CuSO4+Fe；

（5）物质结晶的方法有：浓缩结晶、降温结晶、过滤等； 探究三：

（6）装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加12.6g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有二氧化硫，装置D球形干燥管的作用防止氢氧化钠溶液倒吸，持续通氮气使得加热产生的水蒸气全部进入U型管中，否则生成的部分水蒸气会在装置A处玻璃管内冷凝，水蒸气停留在装置中导致结果偏小；

（7）根据题中提示，反应物是硫酸亚铁，红棕色固体是氧化铁，生成物还有二氧化硫和三氧化硫，则方程式为：2FeSO4

Fe2O3+SO2↑+SO3↑；

（8）由图象可知剩余固体为氧化铁质量为8g，而氧化铁中的铁全部来自于硫酸亚铁，又因为FeSO4•xH2O中铁原子和水分子的个数比为1：x，则有

160g36x 8g12.6g解得：X=7

11．二氧化锰因在工业生产中应用广泛而备受关注，制备二氧化锰是一项有意义的工作，某研究性小组对此展开了系列研究。 Ⅰ.用高锰酸钾制备

资料一:3K2MnO4+2H2SO4=2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+2H2O， K2MnO4易溶于水

(1)实验室加热高锰酸钾制氧气，反应的化学方程式为_____。将反应后的固体剩余物用稀硫酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2。用稀硫酸而不用水浸取的原因是____。 Ⅱ.用硫酸锰制备

(2)电解MnSO4溶液可制得活性MnO2，同时生成氢气和硫酸，该反应的化学方程式为_____，一段时间后溶液的pH将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 Ш.用废锂电池制备

资料二:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

用废锂电池正极材料(LiMn2O4、碳粉等涂覆在铝箔上)制备纳米MnO2，并进行锂资源回收，流程如下:

请回答下列问题:

(3)“滤液”中溶质的主要成分是_________(填化学式)。

(4)在实验室进行“过滤”操作时，需要的玻璃仪器有烧杯、_______和_________。 (5) MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2: ①2MnO2+C高温2MnO+CO2 ②MnO+H2SO4=MnSO4+H2O

③3MnSO4+2KMnO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4

上述涉及元素化合价变化的反应有___________(填序号)。 IV.用碳酸锰制备

控制一定的温度，焙烧MnCO3制取MnO2的装置如下:

(6)实验中观察到澄清石灰水变浑浊，写出石英管中发生反应的化学方程式

(7) MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物，其残留固体质量随温度的变化如上图所示。图中A点(300， 75.65)对应固体成分的化学式为____________。

【答案】 2KMnO4△ K2MnO4+MnO2+O2↑ 使锰酸钾转化得到二氧化锰，获得更多的二氧化锰；

变小 NaAlO2 漏斗和玻璃棒 ①③ MnO2

【解析】(1) 根据高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气解答；根据稀硫酸能与锰酸钾反应生成二氧化锰解答；(2)根据硫酸锰溶液在通电的条件下分解生成氢气、硫酸和二氧化锰解答；(3)根据题中信息分析解答；(4)根据过滤操作需要用到的仪器解答；(5)根据反应的化学方程式分析解答；(6)根据氧气与碳酸锰在一定温度下反应生成二氧化碳和二氧化锰解答；(7)根据图中信息计算解答。(1)高锰酸钾在加热的条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的化学方程式为2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑；根据信息提示“3K2MnO4+2H2SO4═2KMnO4+MnO2↓+2K2SO4+H2O”，将反应后的固体剩余物（锰酸钾和二氧化锰的混合物）用稀硫酸浸取一段时间后过滤、洗涤、烘干即得MnO2，使锰酸钾转化得到二氧化锰，获得更多的二氧化锰，所以用稀硫酸而不用水浸取；；(2)硫酸锰溶液在通电的条件下分解生成氢气、硫酸和二氧化锰，反应的化学方程式为2H2O+MnSO4通电H2↑+H2SO4+MnO2↓，由于水越来越少，硫酸越来越多，也就是酸的质量分数变大，所以酸性越来越强，而pH越来越小，所以一段时间后溶液的pH将 变小；(3) 滤液中存在可溶性物质，而废旧锂电池正极材料和氢氧化钠溶液反应，根据信息“2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑”，可知生成了偏铝酸钠，所以溶质的主要成分是 NaAlO2；(4) 在实验室进行“过滤”操作时，需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和 玻璃棒；(5) MnO2与碳粉经下列三步反应制得纳米MnO2：①2MnO2+C高温2MnO+CO2↑，有单质参与反应，所以有化合价改变；②MnO+H2SO4═MnSO4+H2O，为复分解反应，无化合价改变；③3MnSO4+2KMnO4+2H2O═5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，硫酸锰中的锰元素有+2变化+4价，而高锰酸钾中的锰元素由+7价变为+4价，所以有化合价的改变，故选 ①③；(6)氧气与碳酸锰在一定温度下反应生成二氧化碳和二氧化锰，反应的化学方程式为 O2+2MnCO3一定温度2CO2+2MnO2；(7) MnCO3在空气中加热易转化为锰的不同氧化物，其残留固体质量随温度的变化如图所示，样品100g在图中A点对应固体的质量为75.65g，而过程中锰元素的质量不变，100g碳酸锰中锰元素的质量为

100g×

5555，则A点物质含氧元素的质量为75.65g-100g×，在固

55+12+16355+12+163100g体

中

锰

原

子

和

氧

原

子

个

数

比

为

5555+12+16355 ：

75.65g100g555512163=1：2则固体成分的化学式为MnO2。 16点睛：读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性。

12．某天化学兴趣小组听老师讲：“浓硫酸滴在衣服上很快出现洞洞眼眼，还有刺激性气味产生”。兴趣小组结合浓硫酸的性质思考，难道浓硫酸能与碳单质反应？若反应，会生成什么呢？ [查阅资料]：

①SO2能使澄清石灰水变浑浊 Ca(OH)2 + SO2 = CaSO3↓ + H2O ； ②SO2能使品红溶液褪色，用于检验SO2存在；

③SO2能与溴水反应而被吸收 SO2 + Br2 + 2H2O = H2SO4 + 2HBr 。 [提出猜想]：

从物质组成元素看，可能生成H2、CO2、CO、SO2气体及H2O； [实验步骤]：

实验小组设计了如下步骤：

(1)按上述图示安装好仪器；(2)检查气密性；(3)加入对应药品，并将浓H2SO4放入烧杯中；(4)加热A，加热H；(5)停止加热。 [实验分析]：

(1)B装置的作用是________________________________________。 (2)C装置的作用是________________________________________。 (3)D装置的作用是________________________________________。 (4)E装置的作用是________________________________________。 [实验结论]：

(1)B处固体由白色变蓝色，说明有_______(填化学式，下同)生成；C处品红溶液褪色，说明有______生成；F处澄清石灰水变浑浊，说明有______生成；则产生浑浊的化学方程式

为________；H、I处无现象，说明无_____________生成。

(2)浓硫酸能与碳单质反应，其化学方程式为____________________________________。 【答案】检验产物中是否水蒸气 检验产物中是否有二氧化硫气体 吸收(除去)产物中的二氧化硫气体 检验二氧化硫是否被除尽 H2O SO2 CO2 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O H2和CO C+2H2SO4(浓) △ 2S02↑+C02↑+2H2O 【解析】

[实验分析]：(1)固体由白色变蓝色，说明有H2O生成，故作用：检验产物中是否水蒸气；(2)因为SO2能使品红溶液褪色，所以C处品红溶液褪色，说明有二氧化硫生成，故作用：检验产物中是否有二氧化硫气体；(3)SO2能在D装置中与溴水反应而被吸收，故作用：吸收(除去)产物中的二氧化硫气体；(4)因为SO2能在D装置中与溴水反应而被吸收，所以E处，品红溶液不褪色，说明二氧化硫已经被除尽，故作用：检验二氧化硫是否被除尽；[实验结论]：(1)B处，固体由白色变蓝色，说明有H2O生成；因为SO2能使品红溶液褪色，所以C处品红溶液褪色，说明有二氧化硫生成；因为二氧化硫已经被除尽，而F处澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体的产生，发生反应的方程式为：

Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；综合分析实验现象可以看出产生的气体有H2O和SO2、CO2，无CO、H2；(2)因此浓硫酸和碳反应的方程式为：C+2H2SO4（浓）

CO2↑+2SO2↑+2H2O。