登录
4. 某实验小组利用如图所示的装置开展了系列实验探究活动，将X滴加到锥形瓶中，根据Z中观察到的现象得出结论正确的是（
选项
X
Y
Z
现象
结论
A
水
$\ce{NH_{4}NO_{3}}$
水
水倒吸进入锥形瓶
$\ce{NH_{4}NO_{3}}$溶解放热
B
稀盐酸
大理石
滴加了紫色石蕊溶液的蒸馏水
溶液变红
$\ce{CO_{2}}$可使石蕊变红
C
过氧化氢溶液
$\ce{MnO_{2}}$
80 ℃热
水和水下的一小块白磷
白磷燃烧
燃烧需要使可燃物温度达到着火点
D
稀硫酸
锌粒
肥皂水
一段时间后，将导管移出水面，产生的肥皂泡向上飘
氢气的密度比空气小
D
）选项
X
Y
Z
现象
结论
A
水
$\ce{NH_{4}NO_{3}}$
水
水倒吸进入锥形瓶
$\ce{NH_{4}NO_{3}}$溶解放热
B
稀盐酸
大理石
滴加了紫色石蕊溶液的蒸馏水
溶液变红
$\ce{CO_{2}}$可使石蕊变红
C
过氧化氢溶液
$\ce{MnO_{2}}$
80 ℃热
水和水下的一小块白磷白磷燃烧
燃烧需要使可燃物温度达到着火点
D
稀硫酸
锌粒
肥皂水
一段时间后，将导管移出水面，产生的肥皂泡向上飘
氢气的密度比空气小
答案
D
解析
【分析】
本题是实验结论判断型选择题，需逐一分析每个选项的实验原理、现象与结论的对应关系，判断结论是否正确。需结合硝酸铵溶解的热效应、二氧化碳使石蕊变色的原因、燃烧的条件、氢气的密度特点等知识点，通过实验现象推导结论是否匹配。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：硝酸铵溶于水时吸收热量，导致锥形瓶内温度降低、压强减小，因此Z中的水倒吸进入锥形瓶，结论“$\ce{NH_{4}NO_{3}}$溶解放热”错误，故A不符合题意。
2. 选项B：稀盐酸与大理石反应生成$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$通入滴有紫色石蕊的水中，会与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红，并非$\ce{CO_{2}}$直接使石蕊变红，结论错误，故B不符合题意。
3. 选项C：过氧化氢在$\ce{MnO_{2}}$催化下分解生成$\ce{O_{2}}$，80℃热水使白磷温度达到着火点，白磷接触$\ce{O_{2}}$后燃烧，该实验说明燃烧需要可燃物与氧气接触且温度达到着火点，结论仅提及温度，不完整，故C不符合题意。
4. 选项D：锌与稀硫酸反应生成$\ce{H_{2}}$，产生的气体形成肥皂泡后向上飘，说明氢气的密度比空气小，结论正确，故D符合题意。
【答案】
D
【知识点】
氢气的性质、燃烧的条件、二氧化碳的性质
【点评】
本题考查常见化学实验的原理与结论判断，涉及多个基础知识点，需学生准确掌握物质性质及实验逻辑，通过逐一分析排除错误选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题是实验结论判断型选择题，需逐一分析每个选项的实验原理、现象与结论的对应关系，判断结论是否正确。需结合硝酸铵溶解的热效应、二氧化碳使石蕊变色的原因、燃烧的条件、氢气的密度特点等知识点，通过实验现象推导结论是否匹配。
【解析】
逐一分析各选项：
1. 选项A：硝酸铵溶于水时吸收热量，导致锥形瓶内温度降低、压强减小，因此Z中的水倒吸进入锥形瓶，结论“$\ce{NH_{4}NO_{3}}$溶解放热”错误，故A不符合题意。
2. 选项B：稀盐酸与大理石反应生成$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$通入滴有紫色石蕊的水中，会与水反应生成碳酸，碳酸使石蕊溶液变红，并非$\ce{CO_{2}}$直接使石蕊变红，结论错误，故B不符合题意。
3. 选项C：过氧化氢在$\ce{MnO_{2}}$催化下分解生成$\ce{O_{2}}$，80℃热水使白磷温度达到着火点，白磷接触$\ce{O_{2}}$后燃烧，该实验说明燃烧需要可燃物与氧气接触且温度达到着火点，结论仅提及温度，不完整，故C不符合题意。
4. 选项D：锌与稀硫酸反应生成$\ce{H_{2}}$，产生的气体形成肥皂泡后向上飘，说明氢气的密度比空气小，结论正确，故D符合题意。
【答案】
D
【知识点】
氢气的性质、燃烧的条件、二氧化碳的性质
【点评】
本题考查常见化学实验的原理与结论判断，涉及多个基础知识点，需学生准确掌握物质性质及实验逻辑，通过逐一分析排除错误选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】
0.6
5.活动小组对自热贴发热原理进行探究,某品牌一次性自热贴说明书如图所示。
一次性自热贴
主要成分:铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石、吸水性树脂
产品性能:平均温度$55°\mathrm{C}$,最高温度$63°\mathrm{C}$,发热时间12 h以上
使用说明:使用时将外包装袋撕开,取出内袋,将保护衬纸揭下,粘在需要取暖或热敷部位的内衣外侧,使用完后,从衣服上撕下即可
[严禁直接接触皮肤]
[查阅资料]食盐对铁粉生锈有催化作用;蛭石是一种优良的保温材料;吸水性树脂具有强吸水和保水能力,且可反复释水、吸水。
[提出问题]自热贴为什么能发热?
[作出猜想]自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
[实验初探]
(1)
[得出结论]自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
[实验再探]小组同学利用图1装置,向锥形瓶中分别放入三组物质进行实验。实验一:5 g铁粉、1 g氯化钠;实验二:5 g铁粉、1 g氯化钠、1.5 mL水;实验三:5 g自热贴袋内物质。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示。
[交流讨论]
(2)实验一中温度几乎不变的原因是
(3)能证明实验二中物质发生反应的依据是
(4)活性炭具有
(5)从能量转化的角度,自热贴发热的实质是将
(6)将温度传感器改为湿度传感器,重复实验三,得到的数据如图3所示,造成湿度逐渐增大的原因可能与自热贴中有关
的成分是
[反思评价]
(7)自热贴储存时应注意的事项是
一次性自热贴
主要成分:铁粉、活性炭、食盐、水、蛭石、吸水性树脂
产品性能:平均温度$55°\mathrm{C}$,最高温度$63°\mathrm{C}$,发热时间12 h以上
使用说明:使用时将外包装袋撕开,取出内袋,将保护衬纸揭下,粘在需要取暖或热敷部位的内衣外侧,使用完后,从衣服上撕下即可
[严禁直接接触皮肤]
[查阅资料]食盐对铁粉生锈有催化作用;蛭石是一种优良的保温材料;吸水性树脂具有强吸水和保水能力,且可反复释水、吸水。
[提出问题]自热贴为什么能发热?
[作出猜想]自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
[实验初探]
(1)
[得出结论]自热贴放出的热量主要来自铁粉生锈的过程。
[实验再探]小组同学利用图1装置,向锥形瓶中分别放入三组物质进行实验。实验一:5 g铁粉、1 g氯化钠;实验二:5 g铁粉、1 g氯化钠、1.5 mL水;实验三:5 g自热贴袋内物质。测得锥形瓶内温度随时间变化的图像如图2所示。
[交流讨论]
(2)实验一中温度几乎不变的原因是
铁与氧气接触,但未与水接触,铁没有生锈
。(3)能证明实验二中物质发生反应的依据是
温度随时间不断升高
。(4)活性炭具有
疏松多孔
的结构,在自热贴中可以用来吸附氧气和水加快反应速率。(5)从能量转化的角度,自热贴发热的实质是将
化学
能转化为热能。(6)将温度传感器改为湿度传感器,重复实验三,得到的数据如图3所示,造成湿度逐渐增大的原因可能与自热贴中有关
的成分是
吸水性树脂
。[反思评价]
(7)自热贴储存时应注意的事项是
密封(合理即可)
(答一点即可)。答案
5.(1)氧气 氧化铁(或:$\ce{Fe_{2}O_{3}}$) $\ce{Fe + 2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
(2)铁与氧气接触,但未与水接触,铁没有生锈
(3)温度随时间不断升高
(4)疏松多孔
(5)化学
(6)吸水性树脂
(7)密封(合理即可)
(2)铁与氧气接触,但未与水接触,铁没有生锈
(3)温度随时间不断升高
(4)疏松多孔
(5)化学
(6)吸水性树脂
(7)密封(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕自热贴发热原理展开，核心考查铁生锈的条件、物质的性质与用途、能量转化等知识点。解题时需结合铁生锈需同时接触氧气和水的条件，分析各实验现象的原因，再根据活性炭、吸水性树脂等物质的性质，逐一解答各问题：
1. 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的化学变化，放热是自热贴发热的原因；
2. 分析实验一温度不变的原因时，需对比铁生锈的条件，判断是否缺少必要反应物；
3. 实验二证明反应发生的依据，要结合铁生锈放热的特点，看温度变化；
4. 活性炭的结构决定其吸附性，需回忆活性炭的结构特征；
5. 能量转化角度，铁生锈是化学变化，对应能量形式的转变；
6. 湿度增大的原因，需结合自热贴成分中吸水性树脂的性质分析；
7. 储存注意事项，要从防止铁提前生锈的角度考虑。
【解析】
(1) 铁生锈是铁与氧气、水反应，生成氧化铁（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）；铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为$\ce{Fe + 2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；
(2) 铁生锈需要同时接触氧气和水，实验一中只有铁粉和氯化钠，未接触水，因此铁未生锈，温度几乎不变；
(3) 实验二含有铁粉、氯化钠和水，铁生锈放热，会使锥形瓶内温度随时间不断升高，该现象可证明物质发生反应；
(4) 活性炭具有疏松多孔的结构，因此有吸附性，可吸附氧气和水加快反应速率；
(5) 自热贴发热是铁生锈的化学变化过程，实质是将化学能转化为热能；
(6) 吸水性树脂具有强吸水和保水能力，还可反复释水，因此湿度逐渐增大与该成分有关；
(7) 自热贴储存时需密封，防止接触水或氧气，避免提前发生反应发热。
【答案】
5.(1)氧气 氧化铁(或:$\ce{Fe_{2}O_{3}}$) $\ce{Fe + 2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
(2)铁与氧气接触,但未与水接触,铁没有生锈
(3)温度随时间不断升高
(4)疏松多孔
(5)化学
(6)吸水性树脂
(7)密封(合理即可)
【知识点】
铁生锈的条件、化学能与热能的转化、活性炭的性质
【点评】
本题以生活中的自热贴为载体，将化学知识与实际应用结合，考查实验分析能力和物质性质的应用，难度适中，贴近生活实际，有助于学生理解化学在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
本题围绕自热贴发热原理展开，核心考查铁生锈的条件、物质的性质与用途、能量转化等知识点。解题时需结合铁生锈需同时接触氧气和水的条件，分析各实验现象的原因，再根据活性炭、吸水性树脂等物质的性质，逐一解答各问题：
1. 铁生锈是铁与氧气、水共同作用的化学变化，放热是自热贴发热的原因；
2. 分析实验一温度不变的原因时，需对比铁生锈的条件，判断是否缺少必要反应物；
3. 实验二证明反应发生的依据，要结合铁生锈放热的特点，看温度变化；
4. 活性炭的结构决定其吸附性，需回忆活性炭的结构特征；
5. 能量转化角度，铁生锈是化学变化，对应能量形式的转变；
6. 湿度增大的原因，需结合自热贴成分中吸水性树脂的性质分析；
7. 储存注意事项，要从防止铁提前生锈的角度考虑。
【解析】
(1) 铁生锈是铁与氧气、水反应，生成氧化铁（$\ce{Fe_{2}O_{3}}$）；铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为$\ce{Fe + 2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$；
(2) 铁生锈需要同时接触氧气和水，实验一中只有铁粉和氯化钠，未接触水，因此铁未生锈，温度几乎不变；
(3) 实验二含有铁粉、氯化钠和水，铁生锈放热，会使锥形瓶内温度随时间不断升高，该现象可证明物质发生反应；
(4) 活性炭具有疏松多孔的结构，因此有吸附性，可吸附氧气和水加快反应速率；
(5) 自热贴发热是铁生锈的化学变化过程，实质是将化学能转化为热能；
(6) 吸水性树脂具有强吸水和保水能力，还可反复释水，因此湿度逐渐增大与该成分有关；
(7) 自热贴储存时需密封，防止接触水或氧气，避免提前发生反应发热。
【答案】
5.(1)氧气 氧化铁(或:$\ce{Fe_{2}O_{3}}$) $\ce{Fe + 2HCl\xlongequal{\;\;}FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
(2)铁与氧气接触,但未与水接触,铁没有生锈
(3)温度随时间不断升高
(4)疏松多孔
(5)化学
(6)吸水性树脂
(7)密封(合理即可)
【知识点】
铁生锈的条件、化学能与热能的转化、活性炭的性质
【点评】
本题以生活中的自热贴为载体，将化学知识与实际应用结合，考查实验分析能力和物质性质的应用，难度适中，贴近生活实际，有助于学生理解化学在生活中的应用。
【难度系数】
0.6
