学进去

碳单质在生产、生活中具有重要的用途。某化学兴趣小组的同学在老师的指导下对碳单质进行如下探究。
【活动一】认识碳单质
(1)金刚石与石墨的物理性质不同，是因为碳原子的______不同。
【活动二】定性探究碳与氧化铜反应的气体生成物
【提出问题】碳与氧化铜反应可能生成什么气体？
【作出猜想】猜想①：只生成；猜想②：只生成；猜想③：既生成，又生成。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇无变化，但遇微量的会立即变成蓝色。
【实验验证】小红同学经过思考之后，设计了如图1所示的实验装置。
   
步骤一：打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的氮气；步骤二：关闭弹簧夹，点燃酒精灯给玻璃管加热；步骤三：实验结束后，拆洗装置和仪器。
(2)实验开始时，先通一会儿氮气再加热的目的是______。
(3)给玻璃管集中加热一段时间后，玻璃管中黑色粉末逐渐变成红色，B装置和C装置中出现的现象分别是______。
【实验结论】
(4)通过分析得出，猜想③是正确的。写出C装置中发生反应的化学方程式：______。
【实验反思】
(5)C装置的作用是______。
【活动三】用数字传感器探究碳与氧化铜反应的气体生成物
(6)小亮同学采用数字化传感器对木炭还原氧化铜的实验进行探究（如图2所示），对不同质量比的CuO与C反应产生的气体进行数据采集（1 ppm=0.0001%），结果如图3和图4所示。
   
①分析图3，浓度下降的原因可能是______。
②分析图4可得，反应物的质量比与产生的含量的关系是______。

铜是人类使用最早的金属，铜及铜的化合物在生产生活中应用广泛。
（一）对古代铜制品认识
(1)深埋于地下的古代青铜器能保存至今的原因除了铜的活泼性弱，不易生锈，还可能是_______。
(2)《吕氏春秋·别类篇》载有“金柔锡柔，合两柔则刚”，表明我们的祖先已认识到铜锡合金与纯铜的_______不同。
（二）实验室探究铜的冶炼
已知：。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu₂O）组成的混合物。已知：铜、氧化亚铜均为红色固体，其中，氧化亚铜在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
   
Ⅰ、设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。实验开始时，先向长颈漏斗中加稀硫酸，一段时间后再点燃酒精灯。
(3)氧化钙的俗名是______，作用是_______。
(4)请同学们设计实验，证明固体产物是铜和氧化亚铜组成的混合物：_______（写出具体的操作、现象和结论）。
Ⅱ、探究反应生成Cu₂O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu₂O的质量（m），结果如图2。
(5)为降低产物中氧化亚铜的含量，应采取的措施是________。
（三）用废铜屑生产硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）流程如下：（已知：硫酸铜晶体易溶于水，难溶于乙醇。）
   
(6)“溶解”时发生的化学反应方程式为________。
(7)混合溶液经过加热浓缩、______、过滤等操作，可以获得硫酸铜晶体粗品。
(8)“洗涤、干燥”过程中常用95％的酒精做洗涤剂，与水相比，优点是________。
（四）用所得硫酸铜晶体（CuSO₄·5H₂O）配制成溶液，继续实验。
   
(9)判断BaCl₂溶液已经足量的方法：将混合液静置，向上层清液中滴加_________溶液，无白色沉淀生成，说明BaCl₂溶液已经足量。
(10)步骤Ⅳ称得固体质量为2.33g，则所配硫酸铜溶液的浓度是多少？（写出具体的解题过程）。
(11)下列实验操作会导致计算所得硫酸铜溶液浓度偏大的有______（填字母）。
A.步骤Ⅰ中将固液混合物转移入过滤器时未洗涤烧杯
B.步骤Ⅱ中洗涤不干净
C.步骤Ⅲ干燥不充分

常温下，向3.02gNa₂CO₃和Cu(OH)₂的固体混合物中，加入过量稀盐酸，充分反应，得到不饱和溶液A和某种气体B，将生成的气体B通入到足量澄清石灰水中，反应结束后(气体全部被吸收)，过滤、洗涤、干燥、称量(该实验过程无空气中任何气体参与反应)，得到滤渣1.0g。下列有关说法中，正确的是

A．生成的气体B质量为0.44g

B．反应过程中涉及到复分解反应

C．固体混合物中，钠元素的质量为0.23g

D．不饱和溶液A中铜元素的质量为1.28g

造纸术是我国“古代四大发明”之一，为人类文明的发展奠定了基础。
Ⅰ．下图是古代造纸的流程图：
   
(1)古代造纸工艺步骤1中加生石灰、草木灰，被称为“浸灰水”。目的是除去竹麻中一些造纸不需要的成分。发生的化学反应有：生石灰与水反应，化学方程式为__________________；该反应_________（填“吸热”或“放热”）。生石灰与水反应的生成物再与草木灰（主要成分为碳酸钾）反应生成强碱氢氧化钾。
(2)氢氧化钾与氢氧化钠的化学性质相似，写出氢氧化钾与二氧化碳反应的化学方程式__________________。
Ⅱ．下图是现代造纸的流程图：
   
现代造纸流程中常加入氢氧化钠，使植物中的纤维素与油脂等分离，过滤得到纸浆与黑液。
黑液呈碱性，不能直接排放到水中。
【提出问题】碱性黑液中可能含有哪些物质？
【提出猜想】猜想一：NaOH       
猜想二：Na₂CO₃
猜想三：NaOH和Na₂CO₃
【资料卡片】；CaCl₂溶液呈中性。
【实验探究】
(3)该兴趣小组的同学设计了以下实验方案进行了探究。

实验步骤	实验操作	实验现象	实验结论
步骤一	取样品，向其中滴加过量溶液	有_________生成	猜想三成立
步骤二	将步骤一充分反应后的溶液静置，取少量上层清液于试管中，滴加2－3滴无色酚酞溶液	酚酞溶液变为_________色。

【反思评价】
(4)根据对碱性黑液成分的探究，你认为可以通过加入_________（填名称）和废液成分发生反应后再排放，写出其中一个化学反应的化学方程式__________________ 。（合理即可）
【拓展提升】
(5)①《制浆造纸工业水污染物排放标准》中要求废水的pH为6~9，可用_____监测废水的酸碱度（填标号）。
A．pH试纸       B．酚酞溶液       C．石蕊溶液
②鉴于造纸厂的建厂地址对于原料、运输、水、电、特别是环境污染等方面的需求，最好选在_________处。（选填“A”或“B”或“C”）图中箭头是指水流方向。
   

古玩市场惊现“三星堆”遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】
（1）铜锌合金（又称：假黄金）外视和黄金相似，常被不法商贩以假乱真。
（2）标准状况下，氢气密度。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案，请帮他们完成实验报告。
【实验方案】方案一：截取小块黄金面具放在酒精灯上加热；方案二：截取小块黄金面具于试管中，加入一定量稀硫酸；方案三：截取小块黄金面具于另一支试管中，加入适量氯化铜溶液。
【实验结论】该面具是假黄金。依据的实验现象为________（任答一条）。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数，小明同学利用上述方案二设计了如下实验：
   
Ⅰ．按如图所示组装实验装置，并________。
Ⅱ．向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品，注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ．将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中：每次推入稀硫酸，待不再产生气泡后，记录收集气体的总体积（忽略其他因素对测量结果造成的影响），如表。

次数	第1次	第2次	第3次	第4次	第5次
收集气体的总体积/mL	200	400	515	x	525

（1）上表中的数据______。
（2）分析数据、完全反应后生成氢气的体积______mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数______。
【反思评价】
（1）小红对小明的方案和数据处理逬行分析，认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作：______→洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量，也可求出黄金面具中锌的质量分数。
（2）鉴别黄金真假除以上化学方法外，还有许多物理方法：测密度、比较硬度等。
【表达交流】和有微小差异，小红对小明的方案和数据处理提出了质疑，认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由：_______。

纯碱是种重要的化 工原料,广泛用于玻璃造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。
【任务一】了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”
(1)“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵(NH₄Cl)，再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是CO₂和______ (填字母序号)。

A．Cl2

B．NH3

C．SO2

【任务二】探究纯碱的性质——Na₂CO₃溶液呈碱性
【查阅资料】①溶液呈碱性，是因为溶液中存在较多的OH^-；②Na₂CO₃在水中全部解离出Na⁺和；③CaCl₂溶液呈中性。
【提出猜想】
(2)猜想：H₂O 单独起作用，产生较多的OH^-，使溶液呈碱性；猜想二：Na⁺与H₂O作用，产生较多的OH^-，使溶液呈碱性；猜想三：___________，使溶液呈碱性。
【实验探究】
(3)

实验操作	实验现象	实验结论
向试管中加入一定量的蒸馏水，滴入2滴酚酞溶液	溶液无明显变化	猜想一不成立
向试管中加入一定量的NaCl溶液，滴入2滴酚酞溶液	溶液无明显变化	猜想二不成立
①向试管中加入定量的Na2CO3溶液，滴入2滴酚酞溶液 ②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量	①溶液由无色变红色 ②________________	猜想三成立

【反思与交流】
(4)写出②中发生反应的化学方程式： ______。
【任务三】探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na₂CO₃可用于生产洗涤剂，用来清洗油污。Na₂CO₃溶液碱性越强，去油污效果越好。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na₂CO₃溶液去油污效果的影响因素进行探究。
用不同温度的水，配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na₂CO₃溶液，并测定溶液pH，记录数据如下表：

实验编号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨
溶质质量分数	2%	2%	2%	6%	6%	6%	10%	10%	10%
溶液温度(℃)	20	40	60	20	50	60	20	40	70
溶液pH	10.90	11.18	11.26	11.08	11.27	11.30	11.22	11.46	11.50

【解释与结论】
(5)实验①、②、③对比，可得出的结论是_____________。
(6)要探究Na₂CO₃溶液的溶质质量分数与去油污效果的关系，可选择的3个实验的编号是_________。
(7)已知稀盐酸和石灰石反应后废液中的溶质是CaCl₂和HCl，小组同学决定用Na₂CO₃除去它们。取100mL废液样品于烧杯中，逐滴滴加5.3%的Na₂CO₃溶液，用pH传感器测定滴加过程中溶液的pH。实验结果如图所示。
   
【结果讨论】
①a→b阶段，观察到烧杯中的现象是______________。
②c点时，取少量烧杯中的清液于试管中，滴加CaCl₂溶液，有白色沉淀生成，说明处理100 mL废液，所需5.3%的Na₂CO₃溶液的体积_________120 mL(填“大于”、“等于”或“小于”)。
③将烧杯中的沉淀过滤、洗涤、干燥称重，质量为4 g，若处理1 L该废液，理论上需要Na₂CO₃固体___g(实验所用Na₂CO₃溶液的密度近似看作1 g/cm³)。

Ⅰ、实验室有一瓶试剂标签破损，其残缺的标签中只剩下“Na”和“溶质质量分数10%”字样（如图）。已知它是初中化学常用的试剂，某实验小组想确定它是哪种溶液，并进行实验探究。

(1)根据受损标签的信息判断，这瓶溶液不可能是______的溶液（填选项序号之一）。

A．酸

B．碱

C．盐

(2)初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃，四种物质的溶解度的数据如下：

物质	NaCl	NaOH	Na2CO3	NaHCO3
溶解度/g	36	109	215	9.6

①请根据溶解度数据推理，该溶液的溶质不可能是______（填化学式）。
②取少量试剂，向其中滴加几滴无色酚酞试液，溶液呈红色，则该溶液不可能是______溶液（填物质名称）。
③另取少量试剂，向其中滴加少量稀盐酸有气泡产生，则反应的化学方程式为______。
Ⅱ、粮食生产需要科学施肥。某化肥NH₄NO₃样品可能混入了NH4Cl、Fe₂O₃、K₂SO₄、K₂CO₃四种物质中的一种或几种，现按下图所示进行实验探究，出现的现象如图中所述。（设过程中所有发生的反应都恰好完全反应）。

试根据实验过程和现象做出判断并回答：
(3)气体A的气味为______。
(4)沉淀E的化学式为______。
(5)写出步骤I中生成沉淀B的一个化学方程式______。
(6)溶液C中，一定大量存在的酸根离子是______（填写离子符号）。
(7)溶液F中，一定大量存在的阳离子有______种。
(8)根据上述实验现象，在化肥样品里还不能确定存在的物质是______（填写字式），得出此结论的理由是______。

下图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学利用其进行下列化学实验。

试根据题目要求，回答下列问题：
(1)以锌和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的氢气。按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，进行实验。
①所选仪器的连接顺序为______（从左到右填写仪器序号字母）。
②上述方法制取氢气的化学方程式为______。
③下列有关氢气制取和性质的叙述中，不正确的是______（填选项序号之一）。
A．氢气难溶于水且不与水反应，也可以用排水法收集
B．点燃氢气前，一定要注意先检验氢气的纯度
C．锌和稀盐酸充分反应后，溶液的pH减小
D．纯净的氢气在空气中燃烧，火焰呈淡蓝色
(2)以过氧化氢溶液为原料（MnO₂为催化剂）在实验室中制取氧气，并测定某塑料（CxHy）试样的元素组成比例，所选仪器按“C→B₁→D→B₂→A→碱石灰干燥管”的顺序连接（B₁、B₂为浓硫酸洗气瓶），检验装置的气密性，然后进行实验。使一定质量的该塑料试样碎屑在充足氧气中充分燃烧，观察现象，收集有关实验数据。（假设所发生的化学反应都充分反应）
①在该装置中，洗气瓶B₂的作用为______。
②装置C锥形瓶中液体里出现的现象之一为______。
③该塑料试样充分燃烧后，测得仪器B₂质量增加1.8g，仪器A质量增加4.4g，则该塑料试样（CxHy）中x：y=______（填写最简整数比）。
(3)用一氧化碳气体测定某铜粉样品（含少量氧化铜杂质）的纯度。所选装置按CO→D→E”的顺序连接（实验前检验装置的气密性）。
①在该装置中，仪器E的作用为______。
②仪器D的大玻璃管中放入铜粉样品的质量为mg，若经过充分反应，测得反应后仪器D的质量减少ag，则该铜粉样品中单质铜的质量是______g（结果用含字母的代数式表示）。
③某同学选用另外一种试剂自选装置进行实验，也测定出了该铜粉样品（含少量氧化铜杂质）的纯度。该试剂不可能是______（填选项序号之一）。
A．H₂             B．O₂             C．稀盐酸             D．NaOH溶液

取10.8g镁、碳酸镁组成的固体混合物样品放于烧杯中，向其中加入233.8g的稀硫酸，恰好完全反应，静置。一定温度下，得到4.6g气体和溶质质量分数为10%的不饱和溶液。下列有关说法中，正确的是

A．反应中同时存在置换反应与复分解反应

B．反应前后溶液中氧元素的质量不变

C．反应前稀硫酸溶液中溶质的质量为19.6g

D．该混合物样品中单质镁与碳酸镁的质量之比为2：7

有一包固体，可能由Cu(NO₃)₂、Na₂SO₄、NaCl、NaHCO₃、NaOH中的一种或几种组成。为了探究该固体的组成，某化学小组设计并开展以下实验：
   
已知：步骤Ⅰ中的固体全部消失，溶液呈蓝色，无气泡产生；步骤Ⅱ、Ⅲ中均可观察到有白色沉淀生成。
请回答下列问题：
（1）原固体中一定含有的物质是__________，一定不含有的物质是__________。
（2）步骤Ⅱ中产生白色沉淀的化学方程式是_______________________________。
（3）步骤Ⅲ所得蓝色滤液中一定含有的溶质是______________________________。