题目内容
某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu ②只有Fe2O3 ③只有Fe(OH)3 ④是Fe2O3与Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu与Fe2O3的混合物 ⑥是Cu与Fe(OH)3的混合物
【资料获悉】
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步缩小范围,然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成。(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的 (填猜想中的序号)。
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为 的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按上面右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
| 反应前 | 反应后 |
Ⅰ组 | 玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g | 玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
Ⅱ组 | 洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g | 洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g |
【交流讨论】
(1)中先通CO气体的作用是 。
(2)选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。
(3)A装置中发生反应的化学方程式 ;实验中观察到A装置中的现象为 。
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处? (填“需要”或“不需要”),理由是 。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行? (填“可行”或“不可行”)。
(1)③④⑥
(2)丙
【交流讨论】(1)排净装置中的空气(或防止CO和装置中的空气混合受热发生爆炸)
(2)Ⅰ、⑤
(3)部分红色粉末变黑
(4)不需要,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中。
【反思评价】在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋等收集,或其他合理答案)。
【拓展延伸】可行
解析试题分析:【实验探究】(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,说明没有水生成,从而排除猜想中的③④⑥;(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,丙同学的观点正确,因为氧化铁与酸反应溶液变色;【交流讨论】(1)中先通CO气体的作用是排净装置内的空气;
(2)选择Ⅰ组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。计算过程如下:固体质量的减少即为氧化铁中的氧元素的质量,根据氧元素的质量计算出氧化铁的质量,进而确定成分,最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第⑤组。
(3)A装置中发生反应的化学方程式;实验中观察到A装置中的现象为部分红色粉末变黑;
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前不需要先断开A和B的连接处,因为一直通入CO气体,B中溶液不会倒吸到A装置中。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。因为一氧化碳有毒是空气污染物,故应在B装置后放一燃着的酒精灯将剩余气体烧掉(或用塑料袋等收集)
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成此方案是可行的,因为氢气也具有还原性,能达到预期的效果.
考点:物质成分的确定、实验基本操作及注意的问题
在化学课上,甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ,白色物质可能是Na2O或 ;
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是 。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠:Na2O + H2O = 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。
实验方案 | 实 验 操 作 | 实验现象 | 结 论 |
方案1 | 取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品 全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质 为Na2O |
方案2 | ①取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | 白色物质 是 |
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
① ,
② 。
一次性塑料包装袋造成的环境污染已经引起社会的高度关注,许多城市已经开始推广使用纸制食品袋。同学们经查阅资料得知,纸袋的组成成分中一定含有碳元素和氢元素,可能含有氧元素,于是他们利用以下装置进行实验测定。请回答下列问题:
(1)实验中C装置内发生反应的化学方程式为 。
(2)实验中选择纯净的氧气而不用空气的原因是 。
(3)为分别吸收纸袋充分燃烧的产物,并通过清晰可见的现象检验吸收是否安全高效,以上实验装置正确的连接顺序是A→( )→( )→( )→( )(填写装置的字母代号)
(4)将实验装置正确连接之后,确认气密性良好,充分燃烧16.2 g纸袋样品,测得相关实验数据见表(假定燃烧产物被完全吸收,灰烬质量忽略不计)
装置 | 实验前装置的质量 | 实验后装置的质量 |
B | 200.0 g | 200.0 g |
C | 210.0 g | 234.2 g |
D | 220.0 g | 229.0 g |
E | 210.0 g | 212.2 g |
通过分析和计算可推断得出,纸袋样品中 (填“含”或“不含”)氧元素,其碳、氢两种元素的原子个数的最简整数比为 。
通过实验对草酸(相对分子质量是90)进行如下研究。
【查阅资料】①浓硫酸常作干燥剂 ②浓NaOH溶液常用于吸收CO2气体
③无水硫酸铜吸水后由白色变为蓝色 ④氯化钯(PdCl2)溶液遇CO产生黑色沉淀
【实验准备】选用下列实验装置(气密性良好,部分固定装置已略去):
【实验I】检验草酸分解的产物。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及分析 |
(1)按A→H→E→C 连接仪器 (2)关闭K,点燃A处酒精灯 | H中 E中澄清石灰水变浑浊 C中产生黑色沉淀,气球鼓起 | 草酸分解生成了CO2、CO和H2O ①E中反应的化学方程式是 ②C中气球的作用是 |
【实验II】取9 g草酸进行实验,测定生成物的质量并确定草酸的组成。
实验步骤 | 实验数据 | 实验结论及分析 |
(1)选择A、B、D、G装置组合进行实验 (2)鼓入过量的N2后,分别称量B、D、G的质量 (3)关闭K,点燃A、D处的酒精灯,至草酸完全分解 (4)熄灭A处酒精灯,通入过量的N2,熄灭D处酒精灯,再次分别称量B、D、G的质量 | B装置增重1.8 g D装置中固体质量减少0.8 g G装置增重4.4 g | ①A、B、D、G装置的正确连接顺序是A→ → →D ②向A中两次通入N2,其中 第二次的目的是 ③草酸的化学式是 ④反思:若用F代替B,则不能测定草酸的组成,其原因是 |
某化学小组同学利用下图所示装置研究可燃物的燃烧条件。
步骤 | 操作 | 现象 | 结论 |
① | 点燃酒精灯加热 | 无现象 | 可燃物燃烧需要 |
② | 盖灭酒精灯,待仪器恢复到常温 | | |
③ | 打开K,向球形管中通入氧气 | 无现象 | 可燃物燃烧需要 |
④ | | | 可燃物燃烧需要同时具备上述两个条件才能发生 |
实验时要先检查装置气密性,填装药品,并设法将整个装置充满氮气。若要求实验过程中不得拆、装仪器,请设计后续的实验步骤,并按要求填表。
(1)装置C在步骤②中的作用是 ;
(2)用化学原理解释下列词语:釜底抽薪 ;钻木取火 。