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文檔簡介
專項(xiàng)11實(shí)驗(yàn)探究題1.金屬材料的應(yīng)用推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展,新型材料的研制和廢舊金屬的回收有利于節(jié)約金屬資源。(1)三星堆出土的青銅器是迄今為止世界上絕無僅有的一類青銅器造型。青銅是銅、錫、鉛按照一定比例冶煉出來的合金,它具有、容易鑄造等特性。(2)被譽(yù)為“中國天眼”的FAST是目前世界上最大口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡,支撐它的角鋼塔架中含有鐵、銅、錳(Mn),現(xiàn)探究三種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。請你參與:【猜想】猜想1:Mn>Fe>Cu;猜想2:Fe>Cu>Mn;猜想3:【實(shí)驗(yàn)】
【分析】Ⅰ.請寫出實(shí)驗(yàn)②中的現(xiàn)象是。Ⅱ.實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)只有實(shí)驗(yàn)①無明顯現(xiàn)象。由此可得出猜想(填數(shù)字)正確Ⅲ.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析發(fā)現(xiàn),不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(選填寫①②③④)就能夠得出結(jié)論?!就卣埂恳阎饘馘i和鐵有相似的化學(xué)性質(zhì),能溶于稀酸,生成含有+2價(jià)金屬離子的化合物。現(xiàn)將由5.5g金屬錳、5.6g金屬鐵、6.4g金屬銅組成的混合物放硫酸中充分反應(yīng)后過濾得到固體12g,同時(shí)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為g。
【答案】(1)硬度大或抗腐蝕性強(qiáng)(合理即可)(2)Fe>Mn>Cu產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色1④0.2【詳解】(1)青銅是合金,合金的硬度比組成它的純金屬大,抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn);(2)[猜想]根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表可知鐵活動(dòng)性比銅強(qiáng),錳的活動(dòng)性可能比鐵強(qiáng),也可能居中,還可能最弱,根據(jù)猜想1:Mn>Fe>Cu;猜想2:Fe>Cu>Mn;可得猜想3為Fe>Mn>Cu;[分析]Ⅰ、實(shí)驗(yàn)②是鐵片和稀硫酸反應(yīng),生成氫氣和硫酸亞鐵,現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變成淺綠色;Ⅱ、實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)只有實(shí)驗(yàn)①無明顯現(xiàn)象,由①可知活動(dòng)性H>Cu,由②鐵能與稀硫酸反應(yīng),可知活動(dòng)性Fe>H,由③錳能與硫酸亞鐵反應(yīng),可知活動(dòng)性Mn>Fe,由④錳能與硫酸銅反應(yīng),可知活動(dòng)性Mn>Cu,由此可得出Mn>Fe>Cu,即猜想1成立;Ⅲ、實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)只有實(shí)驗(yàn)①無明顯現(xiàn)象,由①可知活動(dòng)性H>Cu,由②鐵能與稀硫酸反應(yīng),可知活動(dòng)性Fe>H,由③錳能與硫酸亞鐵反應(yīng),可知活動(dòng)性Mn>Fe,則錳一定比銅活潑,所以不需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)④,就能夠得出結(jié)論;[拓展]錳、鐵、銅的活動(dòng)性依次減弱,現(xiàn)將由5.5g金屬錳、5.6g金屬鐵、6.4g金屬銅組成的混合物放入一定量的稀硫酸中,充分反應(yīng)后過濾得到固體12g,銅與稀硫酸不反應(yīng),錳與稀硫酸先反應(yīng),鐵再與稀硫酸反應(yīng)。所以剩余12g固體中6.4g為銅,剩余固體的質(zhì)量為12g-6.4g=5.6g,即鐵沒有參與反應(yīng)。產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量都為5.5g錳與稀硫酸反應(yīng)生成,設(shè)5.5g錳與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為x,則有,,解得x=0.2g,即產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.2g。2.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量的變化?!静殚嗁Y料】無水硫酸銅是一種白色固體,遇水變藍(lán)色,可以檢驗(yàn)是否有水,也可以吸收水?!咎岢鰡栴}】反應(yīng)前后物質(zhì)的總質(zhì)量存在什么關(guān)系?【提出假設(shè)】參加化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)質(zhì)量總和與反應(yīng)后生成的各物質(zhì)質(zhì)量總和相等。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如A圖所示,乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如B圖所示,他們反應(yīng)前后都進(jìn)行了規(guī)范的操作、準(zhǔn)確的稱量和細(xì)致的觀察,甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中觀察到氣球先膨脹后縮小?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】甲認(rèn)為:在化學(xué)反應(yīng)中,生成物總質(zhì)量與參加反應(yīng)的反應(yīng)物總質(zhì)量相等;乙認(rèn)為:在化學(xué)反應(yīng)中,生成物總質(zhì)量與參加反應(yīng)的反應(yīng)物總質(zhì)量不相等,你認(rèn)為(填:“甲”或“乙”)結(jié)論正確,請解釋導(dǎo)致另一種結(jié)論錯(cuò)誤的原因?!窘Y(jié)論分析】請你從原子的角度說明質(zhì)量守恒的原因?!痉此纪卣埂浚?)小明設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)C來驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律,小剛認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是錯(cuò)誤的,原因是。(2)實(shí)驗(yàn)D中丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒后生成物的質(zhì)量大于參加反應(yīng)的鎂條質(zhì)量,認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律。丁同學(xué)對此提出了異議,丁同學(xué)的理由是。(3)應(yīng)用質(zhì)量守恒定律從元素的角度解釋為什么不能“點(diǎn)石成金”(石頭的主要成分是CaCO3)?!窘涣鲬?yīng)用】為了測定蠟燭元素組成,小華設(shè)計(jì)蠟燭燃燒實(shí)驗(yàn)并用下列裝置吸收反應(yīng)生成的二氧化碳和水(假定每步吸收完全),實(shí)驗(yàn)過程已省略。測定質(zhì)量結(jié)果如下表:A裝置B裝置C裝置反應(yīng)前的質(zhì)量/g65.980105反應(yīng)后的質(zhì)量/g64.481.8109.4請根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算:(1)蠟燭中碳元素和氫元素的質(zhì)量比為。(2)蠟燭中(填“含”或“不含”)氧元素?!敬鸢浮考走^氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣,氧氣是氣體,散逸到了空氣中化學(xué)反應(yīng)前后,原子的質(zhì)量、原子的種類、原子的個(gè)數(shù)不變質(zhì)量守恒定律適用于一切化學(xué)變化,而酒精和蒸餾水混合,沒有新物質(zhì)生成,發(fā)生的是物理變化,不能用質(zhì)量守恒定律解釋根據(jù)質(zhì)量守恒定律,生成物的質(zhì)量應(yīng)該等于參加反應(yīng)的鎂和氧氣的質(zhì)量之和,但是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量沒有稱到,所以生成物的質(zhì)量大于反應(yīng)物鎂條的質(zhì)量化學(xué)反應(yīng)前后,元素的種類不改變,而反應(yīng)前石頭中只含有鈣、碳、氧元素,不含金元素,所以反應(yīng)后也不會(huì)產(chǎn)生含金元素的物質(zhì)6:1含【詳解】實(shí)驗(yàn)結(jié)論:甲結(jié)論正確,乙結(jié)論錯(cuò)誤,是因?yàn)檫^氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣,氧氣是氣體,散逸到了空氣中,反應(yīng)中涉及到有氣體的,實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置應(yīng)該密閉;結(jié)論分析:化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是分子分成原子,原子再重新組合成新的分子,所以反應(yīng)前后原子的種類沒有改變,原子的數(shù)目沒有增減,原子的質(zhì)量沒有變化,所以,在化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物的質(zhì)量總和與生成物的質(zhì)量總和必然相等,故質(zhì)量守恒的原因是化學(xué)反應(yīng)前后,原子的質(zhì)量、原子的種類、原子的個(gè)數(shù)不變;反思拓展:(1)小剛認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是錯(cuò)誤的,原因是質(zhì)量守恒定律適用于一切化學(xué)變化,而酒精和蒸餾水混合,沒有新物質(zhì)生成,發(fā)生的是物理變化,不能用質(zhì)量守恒定律解釋;(2)實(shí)驗(yàn)D中鎂條與氧氣點(diǎn)燃燃生成氧化鎂,丙同學(xué)發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒后生成物的質(zhì)量大于參加反應(yīng)放熱鎂條的質(zhì)量,認(rèn)為這個(gè)反應(yīng)不遵循質(zhì)量守恒定律,丁同學(xué)對此提出了異議,丁同學(xué)的理由是根據(jù)質(zhì)量守恒定律,生成物的質(zhì)量應(yīng)該等于參加反應(yīng)的鎂和氧氣的質(zhì)量之和,但是參加反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量沒有稱到,所以生成物的質(zhì)量大于反應(yīng)物鎂條的質(zhì)量;(3)石頭的主要成分是CaCO3,化學(xué)反應(yīng)前后,原子種類不變,所以元素的種類也不改變,而反應(yīng)前石頭中只含有鈣、碳、氧元素,不含金元素,所以反應(yīng)后也不會(huì)產(chǎn)生含金元素的物質(zhì),故不能點(diǎn)石成金;交流應(yīng)用:(1)無水硫酸銅具有吸水性,可以吸收蠟燭燃燒后產(chǎn)生的水蒸氣,澄清的石灰水可吸收蠟燭燃燒后生成的二氧化碳?xì)怏w,所以裝置B和C增加的質(zhì)量分別是水和二氧化碳的質(zhì)量,反應(yīng)后生成的水:81.8g-80g=1.8g,反應(yīng)后生成的二氧化碳:109.4g-105g=4.4g,蠟燭中碳元素的質(zhì)量為:4.4g××100%=1.2g,氫元素的質(zhì)量為:1.8g××100%=0.2g,故蠟燭中碳元素和氫元素的質(zhì)量比為1.2g:0.2g=6:1;(2)參加反應(yīng)的石蠟的質(zhì)量是:65.9g-64.4g=1.5g,故氧元素的質(zhì)量是1.5g-1.2g-0.2g=0.1g,所以蠟燭中含氧元素。3.某興趣小組利用H2O2溶液制取O2時(shí),誤向5mL5%的H2O2溶液中加入了2滴一定濃度的FeCl3溶液,結(jié)果立即產(chǎn)生了大量氣泡。小組同學(xué)對此展開了如下探究?!咎骄恳弧看龠M(jìn)H2O2分解的微?!咀鞒霾孪搿?1)猜想①:可能是H2O;猜想②:可能是Fe3+;猜想③:可能是。【交流分析】(2)同學(xué)們經(jīng)分析一致認(rèn)為猜想①不成立,理由是。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(3)請?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證猜想②成立:?!咎骄慷咳芤簆H對Fe3+催化H2O2分解的影響小組同學(xué)利用相同濃度的FeCl3溶液在不同pH環(huán)境下催化分解相同濃度的H2O2溶液,測得密閉容器內(nèi)的)曲線如圖所示:
(4)分析圖示,你能得到的結(jié)論是。(5)同學(xué)們認(rèn)為,若要證明FeCl3是該反應(yīng)的催化劑,還需要證明其質(zhì)量和在反應(yīng)前后不變。(6)市售H2O2溶液中常添加一定量的硫酸,你認(rèn)為目的可能是。【探究三】含相同濃度Fe3+、Cu2+的不同溶液對H2O2分解的影響小組同學(xué)分別測定含相同濃度Fe3+、Cu2+的不同溶液在相同pH環(huán)境下催化分解相同濃度的H2O2溶液,得到密閉容器內(nèi)的“壓強(qiáng)—時(shí)間”曲線如圖所示。
(7)據(jù)圖分析,能說明Cl-也能加快H2O2分解的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。(8)由圖中數(shù)據(jù)能否說明促進(jìn)H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好?若能,請說明理由;若不能,請改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案:?!敬鸢浮?1)氯離子/Cl-(2)H2O2溶液中含有水分子(3)取兩支試管,分別加入5mL5%的H2O2溶液,再分別滴加等體積、Cl-濃度相同的FeCl3和NaCl溶液,觀察到滴加FeCl3溶液的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比滴加NaCl溶液的試管快(4)其他條件相同時(shí),在一定pH范圍內(nèi),pH越大,F(xiàn)e3+催化分解H2O2的速率越快(合理即可)(5)化學(xué)性質(zhì)(6)作為穩(wěn)定劑,減緩H2O2在常溫下的分解速率(合理即可)(7)相同時(shí)間內(nèi),加入CuCl2溶液的裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于加入CuSO4溶液的裝置(8)不能,取相同體積含相同濃度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液,再向CuCl2溶液中加入適量NaCl固體,使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-濃度與FeCl3溶液中Cl-濃度相同,重新進(jìn)行探究三實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象【詳解】(1)FeCl3溶液中含有H2O、Fe3+、Cl-,因此還可能是Cl-促進(jìn)了H2O2分解。(2)H2O2溶液中含有水分子,并未促進(jìn)H2O2的分解,因此猜想①不成立。(3)若要驗(yàn)證猜想②正確,需要設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn):取兩支試管,分別加入5mL5%的H2O2溶液,再分別滴加等體積、Cl-濃度相同的FeCl3和NaCl溶液,觀察到滴加FeCl3溶液的試管產(chǎn)生氣泡的速率比滴加NaCl溶液的試管快。(4)分析題圖可知,其他條件相同時(shí),在一定pH范圍內(nèi),pH越大,F(xiàn)e3+催化分解H2O2的速率越快。(5)在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑(又叫觸媒)。催化劑的特點(diǎn)可以概括為“一變二不變”,一變是能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率,二不變是指質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后保持不變。若要證明FeCl3是該反應(yīng)的催化劑,還需要證明其質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變。(6)分析題圖可知,pH越小,溶液酸性越強(qiáng),H2O2的分解速率越慢。(7)分析題圖可知,相同時(shí)間內(nèi),加入CuCl2溶液的裝置內(nèi)氣體壓強(qiáng)大于加入CuSO4溶液的裝置,由此可說明Cl-也能加快H2O2的分解。(8)含相同濃度Fe2+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液中所含Cl-的濃度不同,F(xiàn)eCl3溶液中所含Cl-濃度更大,而Cl-也能加快H2O2分解,因此根據(jù)題圖不能說明促進(jìn)H2O2分解的效果Fe3+比Cu2+更好,需要控制Cl-濃度相同的情況下重新進(jìn)行實(shí)驗(yàn),改進(jìn)方案如下:取相同體積含相同濃度Fe3+、Cu2+的FeCl3溶液和CuCl2溶液,再向CuCl2溶液中加入適量NaCl固體,使CuCl2和NaCl混合溶液中Cl-濃度與FeCl3溶液中Cl-濃度相同,重新進(jìn)行探究三實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象。4.昌五中學(xué)化學(xué)興趣小組在化學(xué)活動(dòng)開放日,進(jìn)行了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)?!緦?shí)驗(yàn)活動(dòng)一】在進(jìn)行稀硫酸和氫氧化鈉溶液中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí),若要使反應(yīng)過程中溶液的酸堿度變化如圖所示,則:
(1)此反應(yīng)操作是向溶液中滴加另一種溶液,化學(xué)方程式為。若要得到中性溶液,需借助酚酞試液,當(dāng)溶液恰好中和時(shí),溶液由紅色剛好變成無色。(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后發(fā)現(xiàn)容器壁溫度升高,證實(shí)中和反應(yīng)過程中放出熱量。若用固體氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)驗(yàn)證中和反應(yīng)過程放出熱量,你認(rèn)為可行嗎?并說明理由?!緦?shí)驗(yàn)活動(dòng)二】某化學(xué)小組在探究堿的化學(xué)性質(zhì)時(shí),做了如圖所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。(3)寫出A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束過濾后,同學(xué)們將A、B兩試管中的廢液倒入同一潔凈燒杯內(nèi),燒杯中出現(xiàn)藍(lán)色沉淀。小組同學(xué)將燒杯中物質(zhì)進(jìn)行過濾,然后對濾液中的成分進(jìn)行了探究。
【提出猜想】Ⅰ:濾液中溶質(zhì)是Na2SO4。Ⅱ:濾液中溶質(zhì)是Na2SO4、CuSO4。Ⅲ:濾液中溶質(zhì)是Na2SO4、H2SO4。Ⅳ:濾液中溶質(zhì)是?!窘涣饔懻摗客瑢W(xué)們對以上的猜想提出了質(zhì)疑,認(rèn)為猜想(填序號(hào))不合理?!驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們通過以下的實(shí)驗(yàn)對猜想進(jìn)行驗(yàn)證,請你完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容預(yù)計(jì)現(xiàn)象預(yù)計(jì)結(jié)論取少量濾液于試管中,觀察溶液呈無色猜想不成立繼續(xù)在上述的試管加入產(chǎn)生藍(lán)色沉淀猜想成立【答案】氫氧化鈉/NaOH不行,氫氧化鈉固體溶于水時(shí),也會(huì)放出熱量Na2SO4、NaOHⅢⅡ溶液(合理即可)Ⅳ【詳解】[實(shí)驗(yàn)活動(dòng)一]:(1)從圖像可以看出,開始時(shí)溶液的pH大于7,呈堿性,表明是向氫氧化鈉溶液中加入硫酸,氫氧化鈉與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(2)用固體氫氧化鈉和稀硫酸反應(yīng)驗(yàn)證中和反應(yīng)過程中放出熱量的方式不可行,因?yàn)闅溲趸c固體溶于水時(shí)也會(huì)放出熱量,會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)的測定;[實(shí)驗(yàn)活動(dòng)二]:(3)A試管中氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;(4)A試管中氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉,B試管中氫氧化鈉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉和水,A和B兩試管中的廢液混合,一定含有硫酸鈉,根據(jù)A、B混合后,觀察到燒杯中有藍(lán)色沉淀,則濾液中一定不含有硫酸(因?yàn)榱蛩崤c氫氧化銅反應(yīng)生成硫酸銅和水),所以B燒杯中氫氧化鈉過量,A燒杯中硫酸銅過量,AB混合后發(fā)生的反應(yīng)為:氫氧化鈉與硫酸銅反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀;提出猜想:Ⅰ:氫氧化鈉和硫酸銅恰好完全反應(yīng)時(shí),濾液中的溶質(zhì)是Na2SO4;Ⅱ:硫酸銅過量時(shí),濾液中的溶質(zhì)是Na2SO4、CuSO4;Ⅲ:濾液中溶質(zhì)是Na2SO4、H2SO4;Ⅳ:氫氧化鈉過量時(shí),濾液中的溶質(zhì)為Na2SO4、NaOH;交流討論:由于燒杯中含有藍(lán)色沉淀氫氧化銅,而氫氧化銅能與硫酸反應(yīng)生成易溶于水的硫酸銅,故濾液中一定不會(huì)含有硫酸,所以猜想Ⅲ一定不正確;[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]取少量濾液于試管中,觀察溶液呈無色,,說明濾液中一定不含有硫酸銅(硫酸銅在溶液中顯綠色),說明猜想Ⅱ不成立;繼續(xù)在上述的試管加入硫酸銅溶液,硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成硫酸鈉和氫氧化銅沉淀,所以若觀察到產(chǎn)生藍(lán)色沉淀,說明濾液中一定含有氫氧化鈉,則猜想Ⅳ成立。5.坪中化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用氫氧化鈣溶液和稀鹽酸進(jìn)行酸堿中和反應(yīng)實(shí)驗(yàn),向燒杯中的氫氧化鈣溶液滴入稀鹽酸一會(huì)兒后,發(fā)現(xiàn)忘記滴加指示劑,因此,他們停止滴加稀鹽酸,并對溶液中的溶質(zhì)成分進(jìn)行了探究?!咎岢鰡栴}】該燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)是什么?【猜想假設(shè)】有四位同學(xué)根據(jù)所學(xué)知識(shí),分別提出了自己的猜想。小坪猜想:CaCl2和HCl;小中猜想:CaCl2;小威猜想:CaCl2和Ca(OH)2;小武猜想:CaCl2、HCl和Ca(OH)2.【查閱資料】CaCl2溶液顯中性?!窘M內(nèi)交流】(1)小組同學(xué)經(jīng)過交流,一致認(rèn)為小武的猜想不合理,理由是(用化學(xué)方程式表示)?!緦?shí)驗(yàn)方案】(2)小組同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下方案對提出的另外3個(gè)猜想進(jìn)行探究方案實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論1取少量燒杯內(nèi)溶液于試管中,滴入幾滴溶液變紅色小威猜想成立2取少量燒杯溶液于試管中,滴加碳酸鈉溶液立即出現(xiàn)小中猜想成立3取少量燒杯中溶液于試管中,加入鎂條冒出大量氣泡猜想成立【交流反思】(3)小組同學(xué)經(jīng)過交流,認(rèn)為第2個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并不合理,原因是。(4)在分析化學(xué)反應(yīng)后所得物質(zhì)成分時(shí),除考慮生成物外,還應(yīng)考慮。(5)若小坪猜想正確,要處理燒杯內(nèi)溶液使其溶質(zhì)只含有CaCl2,可向燒杯中加入過量的(填化學(xué)式)。【答案】Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O酚酞試液白色沉淀小坪氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)也生成白色沉淀碳酸鈣反應(yīng)物是否過量CaCO3【詳解】[組內(nèi)交流](1)小武猜想不合理,因?yàn)橄←}酸和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水,兩者不能共存,化學(xué)方程式為Ca(OH)2+2HCl═CaCl2+2H2O。[實(shí)驗(yàn)方案]小威猜想成立,則含有氫氧化鈣和氯化鈣,因反應(yīng)一定生成氯化鈣,故檢驗(yàn)氫氧化鈣即可,取少量燒杯內(nèi)溶液于試管中,滴入幾滴酚酞,溶液變紅色,則含氫氧化鈣。小中猜想成立,則只含氯化鈣,取少量燒杯溶液于試管中,滴加碳酸鈉溶液,碳酸鈉和氯化鈣生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,則出現(xiàn)白色沉淀,則含氯化鈣。取少量燒杯中溶液于試管中,加入鎂條,冒出大量氣泡,說明鎂和稀鹽酸反應(yīng),則含稀鹽酸,則小坪猜想成立。[交流反思](3)第2個(gè)實(shí)驗(yàn)方案并不合理,氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)也生成白色沉淀碳酸鈣,故無法確定是否含有氫氧化鈣。(4)在分析化學(xué)反應(yīng)后所得物質(zhì)成分時(shí),除考慮生成物外,還應(yīng)考慮反應(yīng)物是否過量。(5)小坪猜想正確,則溶液含氯化鈣和稀鹽酸,使其溶質(zhì)只含有氯化鈣,可向燒杯中加入過量的碳酸鈣,碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水二氧化碳,且碳酸鈣不溶于水,溶液中不會(huì)引入新的雜質(zhì)。6.鋼鐵的銹蝕是重要的研究課題。用下圖所示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鐵釘銹蝕的研究。一段時(shí)間后試管A、B中鐵釘幾乎沒有銹蝕,而試管C中鐵釘明顯銹蝕,試管D、E中鐵釘嚴(yán)重銹蝕。(1)由試管A、B、C中鐵釘?shù)匿P蝕現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵與(填化學(xué)式)等物質(zhì)作用的過程。(2)試管B中使用“煮沸并迅速冷卻的蒸餾水”,其目的是。(3)小組同學(xué)分析了試管D的情況后,又查閱了相關(guān)文獻(xiàn)得到在水樣溫度為22℃、氧含量為6mL/L時(shí),鋼鐵銹蝕速率與水樣pH的關(guān)系如圖2所示。當(dāng)pH(選填“>”或“<”)4時(shí),鋼鐵銹蝕速率明顯增大,其原因是。(4)一段時(shí)間后,試管E底部出現(xiàn)了黑色粉末。小組同學(xué)對黑色粉末進(jìn)行了探究?!咎岢鰡栴}】試管中黑色粉末是什么物質(zhì)?【作出猜想】猜想一:Fe;猜想二:;猜想三:;猜想四:?!静殚嗁Y料】是黑色晶體,能被磁鐵吸引;易溶于水?!痉治鲇懻摗竣偕鲜鏊膫€(gè)猜想中,不做實(shí)驗(yàn)就可以排除的是猜想?!緦?shí)驗(yàn)探究】②將試管中的黑色粉末干燥后,用磁鐵靠近,發(fā)現(xiàn)黑色粉末能被磁鐵吸引,于是得出結(jié)論:黑色粉末一定是Fe。你認(rèn)為該結(jié)論(選填“正確”或“不正確”),理由是。(5)請你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案,用化學(xué)方法驗(yàn)證黑色粉末是否為Fe。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論取少量黑色粉末于試管中,加入若,則黑色粉末是Fe;若無明顯現(xiàn)象,則黑色粉末不是Fe【答案】(1)H2O、O2(2)除去蒸餾水中溶解的氧氣,防止對實(shí)驗(yàn)造成干擾(3)<pH變小,氫離子濃度增大,加快了與鐵的反應(yīng)速率,造成腐蝕速率增大(4)②④/④②不正確Fe3O4也能被磁鐵吸引(5)稀鹽酸(稀硫酸)或硫酸銅有氣泡生成或有紅色物質(zhì)生成【詳解】(1)A中鐵與干燥的空氣接觸,不與水接觸,鐵不生銹;B中鐵與水接觸,不與空氣接觸,鐵不生銹;C中鐵與空氣、水同時(shí)接觸,鐵易生銹;由A、B、C的現(xiàn)象可知,鐵的銹蝕是鐵跟H2O、O2等物質(zhì)作用的過程;(2)試管B中使用“煮沸并迅速冷卻的蒸餾水”,其目的是除去蒸餾水中溶解的氧氣,防止對實(shí)驗(yàn)造成干擾;(3)由圖2可知,當(dāng)pH<4時(shí),腐蝕速率明顯增大,此時(shí)pH變小,說明氫離子濃度變大,反應(yīng)物濃度升高,加快了與鐵反應(yīng)速率,所以腐蝕速率加快;(4)[分析討論]由于猜想②Fe2O3是紅棕色的;猜想④FeCl3易溶于水;故上述四個(gè)猜想中,不做實(shí)驗(yàn)就可排除的是猜想②和④;[實(shí)驗(yàn)探究]不正確,由于Fe3O4是黑色晶體,也能被磁鐵吸引,所以將試管中的黑色粉末干燥后,用磁鐵靠近,發(fā)現(xiàn)黑色粉末能被磁鐵吸引,于是得出結(jié)論:黑色粉末一定是Fe,該結(jié)論不正確;(5)鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,故取少量黑色粉末于試管中,加入足量稀鹽酸(或硫酸),觀察到有氣泡產(chǎn)生,則黑色粉末是Fe,如果沒有則黑色粉末不是Fe;或取少量黑色粉末于試管中,加入硫酸銅溶液,振蕩;觀察到有紅色物質(zhì)生成,則黑色粉末是Fe,如果沒有則黑色粉末不是Fe。7.某同學(xué)在學(xué)習(xí)了木炭和氧化銅反應(yīng)的知識(shí)后,產(chǎn)生了疑問:木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體有哪些?同學(xué)們帶著疑問進(jìn)行了下列探究:【提出猜想】(1)猜想一:只有CO2;猜想二:只有CO;猜想三:?!静殚嗁Y料】浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無變化,但遇到微量一氧化碳會(huì)立即變成藍(lán)色?!緦?shí)驗(yàn)步驟】連接好實(shí)驗(yàn)裝置,并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示(夾持儀器已?。翰襟E一:實(shí)驗(yàn)前先通一段時(shí)間N2步驟二:點(diǎn)燃酒精噴燈加熱(2)先通N2的目的是,玻璃管中的現(xiàn)象是?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】(3)①若觀察到氯化鈀試紙不變色,澄清石灰水變渾濁,則猜想一成立,請寫出澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式:。②若觀察到氯化鈀試紙變藍(lán),澄清石灰水不變渾濁,則猜想二成立。③若觀察到氯化鈀試紙,澄清石灰水,則猜想三成立?!緦?shí)驗(yàn)反思】(4)①實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)熄滅酒精噴燈,在停止通入N2的情況下,有同學(xué)認(rèn)為裝置D在實(shí)驗(yàn)過程中沒有作用,可以去除,你認(rèn)為是否可行?請說明理由。②還有同學(xué)認(rèn)為該裝置需要添加尾氣處理裝置,你認(rèn)為是否需要?請說明理由?!敬鸢浮?1)CO和CO2都有(2)將裝置中的空氣排干凈,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸黑色固體粉末表面逐漸變?yōu)榧t色(3)變藍(lán)色變渾濁(4)不可行;在停止通入N2的情況下,熄滅酒精燈時(shí),溫度降低裝置E中的溶液可能會(huì)倒吸進(jìn)入玻璃管,使其炸裂不需要,實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w收集在E裝置中,沒有排放到空氣中,不會(huì)造成空氣污染【詳解】(1)根據(jù)猜想一:只有CO2;猜想二:只有CO;故猜想三:CO和CO2都有;(2)由于一氧化碳具有可燃性,與空氣混合可能會(huì)發(fā)生爆炸,所以實(shí)驗(yàn)前先通一段時(shí)間氮?dú)?,目的是將裝置中的空氣排干凈,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸;玻璃管中碳在高溫條件下可以還原氧化銅生成銅,則現(xiàn)象是:黑色固體粉末表面逐漸變?yōu)榧t色;(3)①若觀察到氯化鈀試紙不變色,澄清石灰水變渾濁,則猜想一成立,澄清石灰水的溶質(zhì)氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,該反應(yīng)變的化學(xué)方程式:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;②若觀察到氯化鈀試紙變藍(lán),澄清石灰水不變渾濁,則猜想二成立;③根據(jù)結(jié)論猜想③成立,即生成了一氧化碳和二氧化碳,所以若觀察到氯化鈀試紙變藍(lán)色,澄清石灰水變渾濁,則猜想三成立;(4)①實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)熄滅酒精噴燈,在停止通入N2的情況下,有同學(xué)認(rèn)為裝置D在實(shí)驗(yàn)過程中沒有作用,可以去除,是不可行的,因?yàn)樵谕V雇ㄈ隢2的情況下,熄滅酒精燈時(shí),溫度降低裝置E中的溶液可能會(huì)倒吸進(jìn)入玻璃管,使其炸裂;②該裝置不需要添加尾氣處理裝置,實(shí)因?yàn)轵?yàn)過程中產(chǎn)生的一氧化碳?xì)怏w會(huì)收集在E裝置中,沒有排放到空氣中,不會(huì)造成空氣污染。8.在學(xué)習(xí)了常見的酸和堿后,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)圍繞“酸堿中和反應(yīng)”,在老師引導(dǎo)下開展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),請你參與下列活動(dòng)?!緦?shí)驗(yàn)探究】將氫氧化鉀溶液與稀硫酸混合,觀察不到明顯現(xiàn)象,為證明氫氧化鉀溶液與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng),兩位同學(xué)進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)。
(1)測定溶液pH變化甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中測得pH變化如圖一所示,則該同學(xué)是將(填字母序號(hào))。a.稀硫酸滴入氫氧化鉀溶液中
b.氫氧化鉀溶液滴入稀硫酸中
(2)借助于酸堿指示劑乙同學(xué)通過圖二所示實(shí)驗(yàn),他觀察到溶液由紅色變成無色,也證明氫氧化鉀溶液與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)?!咎岢鰡栴}】針對反應(yīng)后溶液中溶質(zhì)的成分,大家紛紛提出了猜想。【猜想與假設(shè)】猜想一:只有K2SO4;猜想二:有K2SO4和H2SO4;猜想三:有K2SO4和KOH同學(xué)們討論后一直認(rèn)為猜想三是錯(cuò)誤的,理由是。【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】為了驗(yàn)證猜想,學(xué)習(xí)小組選用Fe2O3粉末、BaCl2溶液,進(jìn)行如下探究:實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論方案一取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,加入Fe2O3粉末。溶液中有H2SO4,猜想二正確。方案二取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,滴加BaCl2溶液。產(chǎn)生白色沉淀溶液中有H2SO4,猜想二正確?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】通過探究,同學(xué)們一致確定猜想二是正確的?!驹u價(jià)與反思】①丁同學(xué)針對上述方案提出疑問,認(rèn)為方案二是不合理的,理由是(可用化學(xué)方程式表示)。②方案一中的Fe2O3粉末可以用下列的某些物質(zhì)代替,也能得到同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,請你選出可用藥品的字母序號(hào)。A.Cu
B.K2CO3C.NaClD.Cu(OH)2【答案】b溶液呈無色,說明溶液肯定不呈堿性,不存在KOH(其它合理說法也可)紅色粉末溶解,溶液變?yōu)辄S色反應(yīng)后生成的K2SO4也能與BaCl2反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀(或K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl)BD/DB【詳解】(1)由pH變化曲線可知,溶液剛開始pH<7,呈酸性,此時(shí)溶液應(yīng)是稀硫酸,隨著另一溶液的加入,溶液pH逐漸增大到7,最后大于7,所以應(yīng)是將氫氧化鉀溶液滴入稀硫酸中,故選b。(2)猜想與假設(shè):根據(jù)題意,該實(shí)驗(yàn)過程中借助于酸堿指示劑,觀察到溶液由紅色變成無色,說明此時(shí)溶液一定不呈堿性,但是氫氧化鉀會(huì)使得溶液呈堿性,會(huì)使得酚酞顯紅色,不符合實(shí)驗(yàn)事實(shí),故猜想三錯(cuò)誤。進(jìn)行實(shí)驗(yàn):實(shí)驗(yàn)結(jié)論是猜想二正確,反應(yīng)后溶液中有硫酸,取少量反應(yīng)后的溶液于試管中,加入Fe2O3粉末,氧化鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水,可觀察到紅色粉末溶解,溶液變成黃色。評價(jià)與反思:①方案二是不合理的,因?yàn)樵械臍溲趸浐土蛩岱磻?yīng)一定會(huì)產(chǎn)生硫酸鉀,而硫酸鉀與氯化鋇反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,無法證明硫酸一定存在,故填溶液中一定有K2SO4存在,而K2SO4與BaCl2反應(yīng)也能產(chǎn)生白色沉淀。②A、Cu與硫酸不反應(yīng),不能證明有硫酸存在,故A錯(cuò)誤;B、K2CO3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鉀、水和二氧化碳?xì)怏w,有氣泡產(chǎn)生,也能證明有硫酸存在,故B正確;C、NaCl與硫酸不反應(yīng),不能證明有硫酸存在,故C錯(cuò)誤;D、Cu(OH)2與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,而硫酸銅溶液呈藍(lán)色,若固體消失,溶液變藍(lán)色,能證明有硫酸存在,故D正確。故選BD。9.化學(xué)興趣小組的同學(xué)在整理實(shí)驗(yàn)桌時(shí),發(fā)現(xiàn)有一瓶氫氧化鈉溶液沒有塞橡皮塞,征得老師同意后,開展了以下探究:【提出問題1】該氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)了呢?【實(shí)驗(yàn)探究1】(1)請完善下面的表格。實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加足量稀鹽酸,并不斷振蕩。氫氧化鈉溶液一定變質(zhì)了?!咎岢鰡栴}2】該氫氧化鈉溶液是全部變質(zhì)還是部分變質(zhì)呢?【猜想與假設(shè)】猜想1:氫氧化鈉溶液部分變質(zhì);猜想2:氫氧化鈉溶液全部變質(zhì)?!静殚嗁Y料】(2)①氯化鈣溶液呈中性;②氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。【實(shí)驗(yàn)探究2】(3)請完善下面的表格。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論①取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液,并不斷振蕩。有生成。說明原溶液中一定有碳酸鈉。②取步驟①試管中的少量上層清液,滴加酚酞溶液。溶液變紅色。說明原溶液中一定有?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】(4)該氫氧化鈉溶液(填“部分”或“全部”)變質(zhì)?!痉此寂c評價(jià)】(5)氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì),請寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式:。(6)在上述【實(shí)驗(yàn)探究2】中,小明提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液。你認(rèn)為小明的方案(填“可行”或“不可行”)?!纠斫馀c應(yīng)用】(7)氫氧化鈉溶液容易變質(zhì),必須密封保存。實(shí)驗(yàn)室必須密封保存的藥品還有很多,試另舉一例:?!敬鸢浮?1)有氣泡產(chǎn)生(2)(3)白色沉淀氫氧化鈉/NaOH(4)部分(5)(6)不可行(7)熟石灰(合理即可)【詳解】(1)由實(shí)驗(yàn)結(jié)論:氫氧化鈉溶液一定變質(zhì)了,說明溶液中有氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成的碳酸鈉,碳酸鈉會(huì)與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳,所以會(huì)看到有氣泡產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。(2)氯化鈣溶液能與碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,對應(yīng)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(3)①取少量該溶液于試管中,向溶液中滴加過量的氯化鈣溶液,并不斷振蕩。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:原溶液中一定有碳酸鈉,所以會(huì)看到有白色沉淀生成的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;②取步驟①試管中的少量上層清液,碳酸鈉已經(jīng)與過量的氯化鈣完全反應(yīng),實(shí)驗(yàn)滴加酚酞溶液,溶液變紅色說明溶液中有堿性物質(zhì)那就只能是沒有變質(zhì)的氫氧化鈉,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論為:說明原溶液中一定有氫氧化鈉。(4)該氫氧化鈉溶液中既有氫氧化鈉也有碳酸鈉,所以說明溶液部分變質(zhì)。(5)氫氧化鈉溶液露置于空氣中容易變質(zhì),是因?yàn)闅溲趸c與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,對應(yīng)的化學(xué)方程式為:。(6)在上述【實(shí)驗(yàn)探究2】中,小明提出可用氫氧化鈣溶液代替氯化鈣溶液。我認(rèn)為小明的方案不可行,因?yàn)闅溲趸}顯堿性會(huì)干擾氫氧化鈉的檢驗(yàn)。(7)氫氧化鈉溶液容易變質(zhì),必須密封保存。實(shí)驗(yàn)室必須密封保存的藥品還有很多,比如:熟石灰(易與二氧化碳反應(yīng))/濃硫酸(具有吸水性)/濃鹽酸(具有揮發(fā))/生石灰(易與水反應(yīng)生成氫氧化鈣)等等。10.某化學(xué)課堂上同學(xué)們正在進(jìn)行酸、堿、鹽知識(shí)的探究,請你參與其中并認(rèn)真填寫空格?!緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)】將CO2分別通入澄清石灰水和NaOH溶液中,觀察到前者變渾濁,后者無明顯現(xiàn)象?!緦W(xué)生板演】澄清石灰水變渾濁的原理。(用化學(xué)方程式表示)【提出問題】二氧化碳通入氫氧化鈉溶液中無明顯現(xiàn)象,兩者是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)?
【猜想假設(shè)】猜想①:兩者發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);猜想②:兩者沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)【實(shí)驗(yàn)探究】(1)小華設(shè)計(jì)了如圖所示的A、B兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:A中軟塑料瓶變癟;B中。(2)小紅認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)是可行的,其共同原理是二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng),使容器內(nèi)壓強(qiáng)降低。小明同學(xué)卻對此提出質(zhì)疑,他認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)不嚴(yán)謹(jǐn),其理由是。要得到科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論,仍利用該裝置,補(bǔ)做的對比實(shí)是。(3)小寧設(shè)計(jì)的是通過檢驗(yàn)生成物來驗(yàn)證猜想,請幫她填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論向B實(shí)驗(yàn)后的溶液中加入證明了二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)【反思拓展】通過此實(shí)驗(yàn)探究,我們發(fā)現(xiàn),對于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng),可以從兩個(gè)不同的角度證明反應(yīng)的發(fā)生,這兩個(gè)角度有新物質(zhì)生成和?!敬鸢浮繗馇蚺蛎涀兇蠖趸寄苋苡谒遗c水反應(yīng)將氫氧化鈉溶液換成等體積的水,與加入氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對比足量稀鹽酸等有氣泡產(chǎn)生等有反應(yīng)物減少【詳解】學(xué)生板演:澄清石灰水中的氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,所以澄清石灰水變渾濁?;瘜W(xué)方程式為。實(shí)驗(yàn)探究:(1)二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,瓶內(nèi)氣體減少,氣壓減小,大氣壓將空氣壓入氣球,所以氣球變大,故填氣球膨脹變大。(2)二氧化碳能溶于水,且與水反應(yīng),也能使容器內(nèi)氣體減少,壓強(qiáng)減小,所以小華的設(shè)計(jì)不嚴(yán)密;要驗(yàn)證二氧化碳與氫氧化鈉溶液確實(shí)發(fā)生了反應(yīng),還需設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn),將氫氧化鈉溶液換成等體積的水,再重復(fù)實(shí)驗(yàn)與放入氫氧化鈉溶液的現(xiàn)象(軟塑料瓶變癟的程度是否相同、氣球膨脹的大小是否相同通過對比推導(dǎo)出正確的結(jié)論,故填將氫氧化鈉溶液換成等體積的水,與加入氫氧化鈉溶液的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對比。(3)可以利用反應(yīng)物消失或有新物質(zhì)生成驗(yàn)證反應(yīng)的發(fā)生。該實(shí)驗(yàn)向B實(shí)驗(yàn)后的溶液中加入一種物質(zhì)證明了反應(yīng)的發(fā)生。氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉和水,碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳,則可以加入的是足量稀鹽酸,現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生,說明有碳酸鈉生成,從而證明了二氧化碳和氫氧化鈉溶液反應(yīng)。其他合理即可。反思拓展:通過以上實(shí)驗(yàn)可以看出,對于沒有明顯現(xiàn)象的化學(xué)反應(yīng),我們可以通過間接檢驗(yàn)反應(yīng)物是否減少或檢驗(yàn)生成物的方法驗(yàn)證反應(yīng)是否發(fā)生,故填有反應(yīng)物減少。11.學(xué)習(xí)了常見的酸和堿后,同學(xué)們對堿的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行整理歸納并進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。序號(hào)實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)二實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)內(nèi)容現(xiàn)象溶液變①______色產(chǎn)生白色沉淀無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象分析與結(jié)論堿能與指示劑作用反應(yīng)的化學(xué)方程式②______。無法確定是否發(fā)生反應(yīng)無法確定是否發(fā)生反應(yīng)【驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)】(1)請?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)記錄中空缺的內(nèi)容①;②?!景l(fā)現(xiàn)問題】通過實(shí)驗(yàn),同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)三、實(shí)驗(yàn)四無明顯現(xiàn)象無法確定是否發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。于是繼續(xù)進(jìn)行探究?!咎骄繉?shí)驗(yàn)】(2)甲同學(xué)向?qū)嶒?yàn)三的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液為紅色,甲同學(xué)得出結(jié)論:CO2不能與NaOH溶液反應(yīng),乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)結(jié)論不合理,理由是。(3)丙同學(xué)向?qū)嶒?yàn)四的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液變無色。結(jié)論:稀鹽酸和Ca(OH)2溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),判斷依據(jù)是溶液中(填物質(zhì)化學(xué)式)一定完全反應(yīng)了。丙同學(xué)先將自己做完實(shí)驗(yàn)四后的溶液倒入燒杯后,甲同學(xué)再將實(shí)驗(yàn)三結(jié)束后溶液緩慢倒入同一燒杯中,觀察到燒杯中先產(chǎn)生大量氣泡,一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀,而燒杯中溶液始終為無色?!緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】(4)根據(jù)(3)中現(xiàn)象,推斷出實(shí)驗(yàn)四結(jié)束后的溶質(zhì)是。(填化學(xué)式)(5)根據(jù)(3)中現(xiàn)象,最后燒杯中溶質(zhì)除酚酞外,溶質(zhì)可能有一種或兩種,請寫出溶質(zhì)是兩種的情況。(填化學(xué)式)【答案】(1)紅(2)CO2和NaOH反應(yīng)生成的Na2CO3也呈堿性,能使酚酞變紅(3)Ca(OH)2(4)HCl、CaCl2(5)NaCl、CaCl2【詳解】(1)實(shí)驗(yàn)一:氫氧化鈣溶液和氫氧化鈉溶液均顯堿性,均能使酚酞溶液變紅色,可觀察到溶液變紅色;實(shí)驗(yàn)二:二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,化學(xué)方程式為:;(2)由于CO2和NaOH反應(yīng)生成的Na2CO3也呈堿性,也能使酚酞變紅,所以甲同學(xué)向?qū)嶒?yàn)三的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液為紅色,甲同學(xué)得出結(jié)論:CO2不能與NaOH溶液反應(yīng)的結(jié)論是不合理的;(3)由于氫氧化鈣溶液顯堿性,能使無色酚酞溶液變紅色,丙同學(xué)向?qū)嶒?yàn)四的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液變無色,說溶液中的氫氧化鈣Ca(OH)2一定反應(yīng)完全,則可得到結(jié)論:稀鹽酸和Ca(OH)2溶液發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);(4)實(shí)驗(yàn)四中氫氧化鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水,丙同學(xué)向?qū)嶒?yàn)四的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液變無色,說明實(shí)驗(yàn)四中的氫氧化鈣一定反應(yīng)完全,則實(shí)驗(yàn)四反應(yīng)后的溶液中一定含有氯化鈣,可能含有鹽酸;實(shí)驗(yàn)三中二氧化碳和氫氧化鈉反應(yīng)生成碳酸鈉和水,甲同學(xué)向?qū)嶒?yàn)三的剩余溶液中滴加酚酞試液,溶液為紅色,由于碳酸鈉和氫氧化鈉均顯堿性,均能使無色酚酞溶液變紅色,所以無法判斷溶液中是否含有氫氧化鈉,則實(shí)驗(yàn)三反應(yīng)后的溶液中一定含有碳酸鈉;丙同學(xué)先將自己做完實(shí)驗(yàn)四后的溶液倒入燒杯后,甲同學(xué)再將實(shí)驗(yàn)三結(jié)束后溶液緩慢倒入同一燒杯中,觀察到燒杯中先產(chǎn)生大量氣泡,即碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水,說明實(shí)驗(yàn)四反應(yīng)后的溶液中含有鹽酸,一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀,即碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,而燒杯中溶液始終為無色,說明實(shí)驗(yàn)三反應(yīng)后的溶液中一定不含有氫氧化鈉;故實(shí)驗(yàn)四結(jié)束后的溶質(zhì)是氯化鈣和鹽酸,化學(xué)式為:HCl、CaCl2;(5)由上可知,丙同學(xué)先將自己做完實(shí)驗(yàn)四后的溶液倒入燒杯后,甲同學(xué)再將實(shí)驗(yàn)三結(jié)束后溶液緩慢倒入同一燒杯中,觀察到燒杯中先產(chǎn)生大量氣泡,即碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、二氧化碳和水,一段時(shí)間后出現(xiàn)白色沉淀,即碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鈉,而燒杯中溶液始終為無色,說明實(shí)驗(yàn)三反應(yīng)后的溶液中一定不含有氫氧化鈉,無法判斷氯化鈣是否反應(yīng)完全,故最后燒杯中溶質(zhì)除酚酞外,溶質(zhì)中一定含有氯化鈉,可能含有氯化鈣,則溶質(zhì)是兩種的情況為氯化鈉和氯化鈣,化學(xué)式為NaCl、CaCl2。12.工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3,還含有少量的FeO、Fe3O4。為了測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在胡老師的指導(dǎo)下進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn),請你參與過程分析?!举Y料1】草酸晶體(H2C2O4?3H2O)在濃H2SO4作用下受熱分解,化學(xué)方程式為H2C2O4?3H2OCO2↑+CO↑+4H2O?!举Y料2】堿石灰為NaOH與CaO的混合物,可吸收CO2和H2O。【問題討論】用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn):(1)草酸晶體在氣體發(fā)生裝置中分解,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先。(2)實(shí)驗(yàn)過程中A、C裝置中分別加入足量的NaOH溶液和濃硫酸,確保了進(jìn)入D中的氣體是純凈、干燥的CO,那么實(shí)驗(yàn)過程中B裝置中的現(xiàn)象應(yīng)該是。(3)寫出D裝置中主要成分發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式?!緮?shù)據(jù)分析與計(jì)算】(4)稱取鐵紅樣品10.0g,用上述裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)前后稱得E裝置增重7.92g,則此鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。【實(shí)驗(yàn)評價(jià)】(5)反思:胡老師指出了【問題討論】中實(shí)驗(yàn)裝置存在一個(gè)明顯缺陷?!敬鸢浮?1)檢查裝置氣密性(2)無明顯現(xiàn)象(3)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(4)71.2%(5)沒有處理尾氣【詳解】(1)草酸晶體在氣體發(fā)生裝置中分解,實(shí)驗(yàn)前應(yīng)先檢查裝置氣密性,防止裝置氣密性不好,更換儀器時(shí)浪費(fèi)藥品,故填:檢查裝置氣密性;(2)制備干燥純凈的CO,需要去除二氧化碳和水蒸氣,而去除二氧化碳利用氫氧化鈉溶液,再利用澄清的石灰水來檢驗(yàn)是否二氧化碳有剩余,另外再利用濃硫酸的吸水性,干燥氣體,為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,?shí)驗(yàn)過程中B裝置中的現(xiàn)象應(yīng)該是無明顯現(xiàn)象,故填:無明顯現(xiàn)象;(3)工業(yè)鐵紅的主要成分是Fe2O3,則D裝置中的主要反應(yīng)是一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2,故填:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;(4)由反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2、CO+FeOFe+CO2、4CO+Fe3O43Fe+4CO2可知,E裝置增加的質(zhì)量為二氧化碳質(zhì)量,而二氧化碳中氧元素一半來自于一氧化碳,另一半則來自于鐵的氧化物,二氧化碳含有氧元素質(zhì)量=7.92g××100%=5.76g,則鐵紅中氧元素質(zhì)量=5.76g÷2=2.88g,因此含有鐵元素質(zhì)量為10g-2.88g=7.12g,鐵紅樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=71.2%;故填:71.2%。(5)一氧化碳有毒,直接排放會(huì)污染環(huán)境,因此本實(shí)驗(yàn)裝置中的缺陷是沒有處理尾氣,故填:沒有處理尾氣。13.勝利中學(xué)外出研學(xué)時(shí),同學(xué)們自帶了不同種類的自熱食品,對于自熱食品中的發(fā)熱包,他們非常感興趣,進(jìn)行了以下系列探究?!静殚嗁Y料】Ⅰ.如下所示是同學(xué)們所帶食品中某品牌發(fā)熱包說明書中的部分內(nèi)容。產(chǎn)品名稱:食品專用發(fā)熱包主要成分:生石灰、鋁粉、碳酸鈉貯存條件:……Ⅱ.鋁能和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)和氫氣,偏鋁酸鈉溶于水。【知識(shí)應(yīng)用】(1)說明書中的生石灰是物質(zhì)(填名稱)的俗稱。探究一:【提出問題】發(fā)熱包的發(fā)熱原理是什么?【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】(2)小組同學(xué)取出發(fā)熱包,撕去塑料膜,放入適量涼水中,可觀察到的現(xiàn)象是,固體迅速膨脹,同時(shí)還可觀察到發(fā)熱包內(nèi)固體變硬結(jié)塊,其可能的原因是(用化學(xué)方程式表示)。探究二:【提出問題】反應(yīng)后固體混合物中含有什么物質(zhì)?【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】①取適量反應(yīng)后的固體于燒杯中,加入足量蒸餾水溶解,無明顯現(xiàn)象。過濾、得到濾渣和濾液。②取步驟①的濾渣于試管中,加入足量稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體按如圖1所示進(jìn)行操作。觀察到澄清石灰水變渾濁,干冷燒杯內(nèi)壁有水珠。
③取步驟①的濾液于試管中,按如圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察到A試管內(nèi)沒有明顯現(xiàn)象,B試管內(nèi)溶液變紅色?!窘忉屌c結(jié)論】(3)同學(xué)們依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出反應(yīng)后固體中含有的結(jié)論。(4)上述實(shí)驗(yàn)中濃硫酸的作用是?!就卣寡由臁?5)根據(jù)探究一的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,同學(xué)們推測,自熱米飯的蓋子上有一個(gè)透氣孔,如果透氣孔堵塞,容易造成,甚至燙傷人。(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究和你的生活經(jīng)驗(yàn),請完善發(fā)熱包說明書中的貯存條件?!敬鸢浮?1)氧化鈣(2)放熱,有氣泡產(chǎn)生(3)碳酸鈣、鋁、氫氧化鈣(4)干燥氫氣(5)飯盒炸裂(6)密封保存于陰涼處【詳解】(1)氧化鈣俗稱生石灰;(2)生石灰與水反應(yīng)放熱生成氫氧化鈣,氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,鋁能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氫氣,故可觀察到放熱,有氣泡產(chǎn)生;觀察到發(fā)熱包內(nèi)固體變硬結(jié)塊,其可能的原因是氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉,反應(yīng)的方程式為;(3)分析實(shí)驗(yàn):取步驟①的濾渣于試管中,加入足量稀鹽酸,將產(chǎn)生的氣體按如圖1所示進(jìn)行操作,觀察到澄清石灰水變渾濁,證明反應(yīng)有二氧化碳生成,故固體中含有碳酸鈣,干冷燒杯內(nèi)壁有水珠,說明氣體燃燒生成了水,推測氣體為氫氣,故固體中有鋁;取步驟①的濾液于試管中,按如圖2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到A試管內(nèi)沒有明顯現(xiàn)象,B試管內(nèi)溶液變紅色,說明固體中含有堿性物質(zhì),分析反應(yīng),此堿性物質(zhì)是氫氧化鈣;故反應(yīng)后固體中含有碳酸鈣、鋁、氫氧化鈣;(4)濃硫酸具有吸水性,可做干燥劑,故在此處的作用是干燥劑,干燥氫氣;(5)氧化鈣和水反應(yīng)放熱,若透氣孔堵塞,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部壓強(qiáng)過大,飯盒炸裂,燙傷他人;(6)發(fā)熱包中的成分易與水反應(yīng),故應(yīng)密封保存于陰涼處。14.文獻(xiàn)記載:距今4000~5000年,我國古代勞動(dòng)人民已開始冶鑄銅器。出土的銅器表面通常會(huì)有一層綠色的銅銹[主要成分為]。興趣小組的同學(xué)對銅銹的組成和銅生銹的條件進(jìn)行如下探究。已知:Ⅰ.無水硫酸銅遇水變?yōu)樗{(lán)色;Ⅱ.銅銹與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為;Ⅲ.常溫常壓下,二氧化碳的密度是?!净顒?dòng)一】探究銅銹的組成用下圖所示裝置進(jìn)實(shí)驗(yàn),觀察到試管中固體由綠色變?yōu)楹谏稍锕軆?nèi)無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,燒杯中澄清石灰水變渾濁。
(1)燒杯中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)程式為。(2)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推測,銅銹中至少含有種元素?!净顒?dòng)二】探究銅生銹的條件【提出猜想】根據(jù)銅銹的組成元素推測,銅生銹可能與和有關(guān)?!具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)取直徑、長度均相同的銅絲,打磨光亮,設(shè)計(jì)了下圖所示的5個(gè)實(shí)驗(yàn)并持續(xù)觀察。編號(hào)①②③④⑤操作
現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象銅絲表面有綠色物質(zhì)析出無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象【解釋與結(jié)論】(3)實(shí)驗(yàn)中使用的蒸餾水是經(jīng)煮沸迅速冷卻的,其目的是。(4)對比實(shí)驗(yàn)②和③,得出的結(jié)論是。為驗(yàn)證猜想,實(shí)驗(yàn)⑤中應(yīng)加入的物質(zhì)為。(5)由上述實(shí)驗(yàn)可推知,銅生銹的條件是?!净顒?dòng)三】測定銅銹中的含量將上述實(shí)驗(yàn)編號(hào)③試管中剩余物質(zhì)過濾,洗滌,干燥,得到固體,連接圖甲、圖乙裝置,檢查裝置氣密性,加入固體與足量鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(6)完全反應(yīng)后,常溫常壓下測得生成的氣體體積為,則該固體中的含量為(用含v、d、m的字母表示)。(7)該實(shí)驗(yàn)條件下測得銅銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大的原因是(寫一點(diǎn)即可)?!敬鸢浮?1)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O(2)4/四(3)除去蒸餾水中的空氣(4)銅生銹與O2有關(guān)干燥的O2和CO2(5)銅與H2O、O2、CO2同時(shí)接觸(6)×100%(7)稀鹽酸占有一定的體積(合理即可)【詳解】(1)燒杯中澄清石灰水變渾濁,即銅銹分解生成的二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,故填:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;(2)實(shí)驗(yàn)中觀察到試管中固體由綠色變?yōu)楹谏?,說明有氧化銅生成,干燥管內(nèi)無水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色,說明有水生成,燒杯中澄清石灰水變渾濁,說明有二氧化碳生成,即銅銹分解生成氧化銅、水和二氧化碳,因此銅銹中含有4種元素,即銅元素、碳元素、氫元素和氧元素,故填:4或四;(3)水中會(huì)溶有一部分空氣,溫度升高時(shí),氣體的溶解度減小,快速冷卻可以避免再次溶有空氣,所以實(shí)驗(yàn)中使用的蒸餾水需“經(jīng)煮沸并迅速冷卻”,其目的是除去蒸餾水中的空氣,故填:除去蒸餾水中的空氣;(4)實(shí)驗(yàn)②中銅絲與二氧化碳、水接觸,不生銹,實(shí)驗(yàn)③中銅絲與氧氣、水和二氧化碳同時(shí)接觸,生銹,變量為氧氣,因此對比實(shí)驗(yàn)②和③可得出的結(jié)論是銅生銹與O2有關(guān);實(shí)驗(yàn)④為驗(yàn)證猜想銅絲生銹與水蒸氣有關(guān),故廣口瓶中放入的物質(zhì)有銅絲和干燥的O2和CO2,故填:銅生銹與O2有關(guān);干燥的O2和CO2;(5)由上述實(shí)驗(yàn)可推知,銅生銹的條件是銅與H2O、O2、CO2同時(shí)接觸,故填:銅與H2O、O2、CO2同時(shí)接觸;(6)解:產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為vmL×dg/mL=vdg,設(shè)參加反應(yīng)的質(zhì)量為y,固體中的含量為×100%=×100%,故填:×100%;(7)實(shí)驗(yàn)中滴加的稀鹽酸占有一定的體積,導(dǎo)致測得二氧化碳的體積偏大,從而使測得銅銹質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大,故填:稀鹽酸占有一定的體積(合理即可)。15.某“暖寶寶”取暖貼的透氣無紡布袋內(nèi)裝有鐵粉、活性炭、氯化鈉、水等物質(zhì),興趣小組同學(xué)對此展開探究?!净顒?dòng)一】用鐵釘探究鐵的銹蝕某同學(xué)用相同的鐵釘探究鐵生銹與哪些因素有關(guān),設(shè)計(jì)了下圖所示的實(shí)驗(yàn)。
(1)該實(shí)驗(yàn)中,能形成對比的一組實(shí)驗(yàn)是(填字母)(2)該實(shí)驗(yàn)中將蒸餾水煮沸的目的是。(3)經(jīng)過一周的觀察,試管B和試管C中的鐵釘無明顯變化,試管A中的鐵釘明顯銹蝕,說明鐵銹是鐵與發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的?!净顒?dòng)二】用“暖寶寶”中的物質(zhì)探究鐵的銹蝕用無紡布袋裝入干燥的鐵粉、活性炭和氯化鈉,分別放在錐形瓶底部,進(jìn)行下圖所示的實(shí)驗(yàn)。(4)圖1所示實(shí)驗(yàn),錐形瓶在短時(shí)間內(nèi)發(fā)燙,冷卻至室溫,打開彈簧夾,觀察到,打開無紡布袋,黑色粉末有部分變成色,圖2和圖3所示實(shí)驗(yàn)均無明顯現(xiàn)象。(5)與【活動(dòng)一】所示實(shí)驗(yàn)相比較,圖1所示實(shí)驗(yàn)可在短時(shí)間內(nèi)完成,除了鐵粉的因素外,你對活性炭與氯化鈉作用的合理猜測是(寫出1點(diǎn)即可)?!净顒?dòng)三】用“暖寶寶”測定空氣里氧氣的含量(6)利用【活動(dòng)二】中圖1所示實(shí)驗(yàn),測定空氣里氧氣的含量。①實(shí)驗(yàn)時(shí),需要獲得的數(shù)據(jù)有錐形瓶內(nèi)空氣的體積、;實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意的事項(xiàng)是(寫出1點(diǎn)即可)。②與用紅磷測定空氣里氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)相比,實(shí)驗(yàn)利用“暖寶寶”測定空氣里氧氣的含量的優(yōu)點(diǎn)是(寫出1條即可)?!敬鸢浮?1)AB(或AC)(2)除去水中溶解的氧氣(3)氧氣和水(4)燒杯中的水流入錐形瓶內(nèi)紅棕(5)加快鐵銹蝕的速率(6)進(jìn)入集氣瓶中水的體積保持裝置氣密性良好更環(huán)?!驹斀狻浚?)由圖可知,A與B形成對比實(shí)驗(yàn),A中與氧氣和水接觸,會(huì)生銹,B中只與水接觸,不會(huì)生銹,得出鐵生銹需要與氧氣接觸,A與C形成對比,A中與氧氣和水接觸,會(huì)生銹,C中只與氧氣接觸,不會(huì)生銹,得出鐵生銹需要與水接觸,故該實(shí)驗(yàn)中,能形成對比實(shí)驗(yàn)的由A和B(或A和C);故填:A和B(或A和C);(2)該實(shí)驗(yàn)中將蒸餾水煮沸的目的是除去水中溶解的氧氣;故填:除去水中溶解的氧氣;(3)連續(xù)觀察一周,只有A試管中的鐵釘明顯銹蝕,說明鐵銹蝕是鐵與氧氣、水等發(fā)生化學(xué)反應(yīng);故填:氧氣和水;(4)圖1所示實(shí)驗(yàn),鐵粉與氧氣和水反應(yīng)生成鐵銹,放出熱量,錐形瓶在短時(shí)間內(nèi)發(fā)燙,冷卻至室溫,打開彈簧夾,由于消耗了氧氣,錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)減小,觀察到燒杯中導(dǎo)管液面上升,高于燒杯內(nèi)液體的高度,打開無紡布袋,黑色粉未有部分變成紅棕色;圖2中只與氧氣接觸,圖3中只與水接觸,鐵均不會(huì)生銹,故圖2和圖3所示實(shí)驗(yàn)均無明顯現(xiàn)象;故填:燒杯中的水流入錐形瓶內(nèi);紅棕;(5)與[活動(dòng)一]相比較,圖1所示實(shí)驗(yàn)可在短時(shí)間內(nèi)完成,除了鐵粉的因素外,也有可能是活性炭與氯化鈉加快鐵粉的銹蝕;故填:加快鐵銹蝕的速率;(6)①實(shí)驗(yàn)時(shí),需要獲得的數(shù)據(jù)有:錐形瓶內(nèi)空氣的體積、倒流入集氣瓶內(nèi)水的體積;實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意的事項(xiàng)是干燥的鐵粉要足量,保證氧氣消耗完全,裝置要保證不漏氣或冷卻至室溫后才能打開彈簧夾,保持裝置氣密性良好等;故填:進(jìn)入集氣瓶中水的體積;保持裝置氣密性良好;②與用紅磷測定空氣里氧氣的含量的實(shí)驗(yàn)相比,實(shí)驗(yàn)利用“暖寶寶”測定空氣里氧氣的含量的優(yōu)點(diǎn)是在密閉空間進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)更準(zhǔn)確,更環(huán)保等;故填:更環(huán)保。16.某初中化學(xué)興趣小組的同學(xué)們利用所學(xué)的知識(shí)和一些實(shí)驗(yàn)用品,圍繞著實(shí)驗(yàn)室中的一瓶氫氧化鈉溶液,展開了一系列的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng):
【提出問題1】氫氧化鈉溶液使酚酞變紅的原因?【提出猜想】猜想一:氫氧化鈉溶液中水分子使酚酞變紅。猜想二:氫氧化鈉溶液中Na+使酚酞變紅。猜想三:。如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論?【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】為證明酚酞變紅與水分子和鈉離子無關(guān),需設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是(方案需包含實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及實(shí)驗(yàn)結(jié)論)?!居懻摻涣鳌繗溲趸c溶液在空氣中可能會(huì)變質(zhì),請用化學(xué)方程式表示出變質(zhì)的原因。
【提出問題2】瓶中氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)?若變質(zhì)是否完全變質(zhì)?【作出猜想】猜想一:未變質(zhì)
猜想二:部分變質(zhì)
猜想三:完全變質(zhì)【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】小組的同學(xué)們設(shè)計(jì)并進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn):步驟一:甲同學(xué)先向溶液A中滴加無色酚酞溶液,觀察到溶液變紅,甲同學(xué)認(rèn)為僅根據(jù)此現(xiàn)象不能證明猜想一是否正確,原因是。步驟二:甲同學(xué)又向步驟一所得溶液中加入一種過量的試劑(填化學(xué)式),觀察到現(xiàn)象,得出這瓶氫氧化鈉溶液部分變質(zhì)?!咎岢鰡栴}3】探究這瓶已變質(zhì)的氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?【深入探究】同學(xué)們從瓶中取50g該氫氧化鈉溶液,利用以下實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)過程中不考慮氫氧化鈉再與空氣中的任何成分發(fā)生反應(yīng)),實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,稱得D裝置質(zhì)量增加了2.2g(提示:堿石灰能吸收水和二氧化碳)。
請計(jì)算出該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?(寫出計(jì)算過程)【答案】氫氧化鈉溶液中OH-使酚酞變紅取少量氯化鈉溶液于試管中,加入適量無色酚酞溶液,溶液不變色,說明酚酞變紅與鈉離子和水分子無關(guān)NaOH與Na2CO3都呈堿性,都能使酚酞變紅CaCl2或BaCl2(合理即可)產(chǎn)生白色沉淀,溶液仍為紅色解:設(shè)Na2CO3的質(zhì)量為x則該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:,答:該氫氧化鈉溶液中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.6%?!驹斀狻縖提出猜想]氫氧化鈉溶液中含鈉離子、氫氧根離子、水分子,故可能是氫氧化鈉溶液中的水分子使酚酞變紅,也可能是氫氧化鈉溶液中鈉離子使酚酞變紅,也可能是氫氧化鈉溶液中的OH-使酚酞變紅,故猜想三:氫氧化鈉溶液中的OH-使酚酞變紅;[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]氯化鈉溶液中含鈉離子和水分子,故為證明酚酞變紅與水分子和鈉離子無關(guān),可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):取少量氯化鈉溶液于試管中,加入適量無色酚酞溶液,溶液不變色,說明酚酞變紅與鈉離子和水分子無關(guān);[討論交流]氫氧化鈉能與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,從而變質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;[實(shí)驗(yàn)與結(jié)論]步驟一:氫氧化鈉溶液和碳酸鈉溶液均顯堿性,均能使無色酚酞試液變紅,故溶液變紅,不能說明氫氧化鈉是否變質(zhì),即僅根據(jù)此現(xiàn)象不能證明猜想一是否正確;步驟二:氯化鋇能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋇和氯化鈉,產(chǎn)生白色沉淀,說明含碳酸鈉,且過量的氯化鋇溶液能將碳酸鈉除盡,反應(yīng)后,溶液仍是紅色,說明溶液中含氫氧化鈉,則這瓶氫氧化鈉溶液部分變質(zhì),故現(xiàn)象為:產(chǎn)生白色沉淀,溶液仍是紅色;[深入探究]見答案。17.某化學(xué)興趣小組對粗鹽進(jìn)行提純,并用氯化鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。(1)粗鹽的提純某粗鹽中含有不溶性雜質(zhì)泥沙和可溶性CaCl2、MgCl2雜質(zhì)。興趣小組設(shè)計(jì)了如下方案提純粗鹽。①寫出除鎂反應(yīng)的化學(xué)方程式。②“過濾”中玻璃棒的作用為。③操作X的名稱為。(2)探究氨鹽水與二氧化碳的反應(yīng)步驟1
取50mL濃氨水加入錐形瓶中,加入氯化鈉晶體至不再溶解,制得氨鹽水。步驟2
向燒瓶中加入20mL氨鹽水和15g干冰,塞緊瓶塞,振蕩、靜置。充分反應(yīng)后析出細(xì)小晶體,過濾、洗滌、干燥?!咎岢鰡栴}】晶體的成分是什么?
實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象結(jié)論晶體中不含銨鹽【實(shí)驗(yàn)探究1】①經(jīng)甲同學(xué)檢驗(yàn),晶體中不含銨鹽。甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象是:②乙同學(xué)取晶體少許,加入稀硝酸,晶體溶解并產(chǎn)生無色氣體,再滴加AgNO3溶液,無明顯現(xiàn)象,說明晶體中不含有離子?!咎岢霾孪搿烤w的成分是Na2CO3或NaHCO3或兩者的混合物?!静殚嗁Y料】Na2CO3受熱不分解;2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O?!緦?shí)驗(yàn)探究2】稱取m1g晶體,利用下圖裝置(略去夾持儀器)探究晶體的成分。
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】反應(yīng)一段時(shí)間后,試管口凝結(jié)了少量小液滴,Ba(OH)2溶液變渾濁。【實(shí)驗(yàn)分析】①晶體中一定含有(填化學(xué)式)②Ba(OH)2溶液變渾濁的反應(yīng)的化學(xué)方程式。③將晶體加熱至殘留固體的質(zhì)量不再改變,測得殘留固體的質(zhì)量為m2g。若m1:m2=,說明晶體為NaHCO3?!敬鸢浮恳髡舭l(fā)結(jié)晶取少量晶體于試管中,加入氫氧化鈉溶液,微熱,在試管口放一張濕潤的紅色石蕊試紙;現(xiàn)象為:紅色石蕊試紙不變藍(lán)氯NaHCO384:53【詳解】(1)①除鎂反應(yīng)生成氯化鎂與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鎂和氯化鈉,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;②“過濾”中玻璃棒的作用為引流;③氯化鈉溶液經(jīng)過操作X變?yōu)槁然c晶體,故名稱為蒸發(fā)結(jié)晶;(2)提出問題:實(shí)驗(yàn)探究1:①銨鹽能與堿反應(yīng)生成氨氣,氨氣能使紅色石蕊試紙變藍(lán),故實(shí)驗(yàn)操作:取少量晶體于試管中,加入氫氧化鈉溶液,微熱,在試管口放一張濕潤的紅色石蕊試紙;現(xiàn)象為:紅色石蕊試紙不變藍(lán),說明晶體中不含銨鹽;②乙同學(xué)取晶體少許,加入稀硝酸,晶體溶解并產(chǎn)生無色氣體,再滴加AgNO3溶液,無明顯現(xiàn)象,說明晶體中不含有氯離子,因?yàn)槁入x子能與銀離子結(jié)合生成氯化銀白色沉淀;實(shí)驗(yàn)探究2:實(shí)驗(yàn)分析:①反應(yīng)一段時(shí)間后,試管口凝結(jié)了少量小液滴,說明反應(yīng)生成了水,Ba(OH)2溶液變渾濁,說明該晶體加熱反應(yīng)生成了二氧化碳,故晶體中一定含NaHCO3;②氫氧化鋇變渾濁是因?yàn)闅溲趸^能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鋇和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;③若晶體全部為碳酸氫鈉,則
m1:m2=84:53。18.侯氏制堿法所得的純堿中常含有少量氯化鈉,現(xiàn)用下圖所示裝置來測定純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(鐵架臺(tái)、鐵夾等固定裝置已略去)。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①按圖連接裝置,并檢查氣密性;準(zhǔn)確稱得6.0g純堿樣品放入裝置B的廣口瓶中;往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘。②準(zhǔn)確稱得盛有堿石灰(固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物)的干燥管D的質(zhì)量為83.4g;③打開裝置B的分液漏斗旋塞,緩緩滴入稀硫酸,至不再產(chǎn)生氣泡為止;④打開彈簧夾,往試管A中緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘。然后稱得干燥管D的總質(zhì)量為85.6g。試回答:(1)步驟④中鼓入空氣的目的是,裝置A中試劑X最適宜選用。(2)若沒有C裝置,則會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果(填“偏大”或“偏小”)。(3)E裝置的作用是。(4)請根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測得的有關(guān)數(shù)據(jù),計(jì)算純堿樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。【答案】(1)使B中生成的二氧化碳完全地排入裝置D中氫氧化鈉溶液(2)偏大(3)防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入到D中(4)88.3%【詳解】(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差而采取了鼓入空氣的方法,把殘留在裝置B中二氧化碳全部由D中堿石灰吸收,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確;由題意可知,通過測定二氧化碳的質(zhì)量來測定碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的,所以要排除空氣中的二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而在A中裝了堿性溶液來吸收空氣中的二氧化碳,故填:氫氧化鈉溶液;(2)濃硫酸具有吸水性,在C裝置中吸收由B裝置排出氣體中混有的水蒸氣,若少了此裝置則會(huì)使氣體中的水蒸氣被D裝置中堿石灰吸收,而使測定質(zhì)量偏大;(3)如果D裝置直接與外界空氣相連通,則空氣中的水蒸氣和二氧化碳會(huì)進(jìn)入D裝置而對測定結(jié)果產(chǎn)生影響,所以裝置E的作用則是防止空氣中水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置D中;(4)反應(yīng)中放出二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量=85.6g-83.4g=2.2g設(shè)放出2.2g二氧化碳消耗碳酸鈉的質(zhì)量為x純堿樣品Na2CO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù):。19.我國提出2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。彰顯了負(fù)責(zé)任大國的作為與相當(dāng)。實(shí)現(xiàn)碳中和人人有責(zé),讓我們從衣食住行點(diǎn)滴做起,節(jié)約能源,低碳生活。學(xué)習(xí)小組開展“低碳行動(dòng)”實(shí)踐活動(dòng),聚焦主要物質(zhì)二氧化碳,實(shí)驗(yàn)探究二氧化碳的性質(zhì)與轉(zhuǎn)化過程如下:探究活動(dòng)一:探究二氧化碳與水的反應(yīng)【設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)】同學(xué)們?nèi)∈锶芤喝境勺仙母稍锛垪l,完成如下實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)操作
實(shí)驗(yàn)Ⅰ
實(shí)驗(yàn)Ⅱ
實(shí)驗(yàn)Ⅲ實(shí)驗(yàn)Ⅳ實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紫色紙條不變色紫色紙條不變色紫色紙條變紅色【解釋與結(jié)論】分析對比實(shí)驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,得出的結(jié)論是水和二氧化碳都不能使紫色石蕊變紅,二氧化碳與水共同作用使紫色石蕊變紅。(1)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是。(2)分析對比實(shí)驗(yàn)Ⅲ和Ⅳ,得出的結(jié)論是。(3)寫出實(shí)驗(yàn)Ⅲ中反應(yīng)的
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