某化学兴趣小组想对某次高炉炼铁得到的生铁中铁的质量分数进行探究,请按要求完成下列探究报告.
实验目的:
测定生铁中铁的质量分数.
资料支撑:
生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素.碳在生铁中以两种形态存在:一种是单质碳(石墨),另一种是化合碳(如Fe3C等);硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂;这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应.
设计思路:
要测定生铁中铁的质量分数,必须先通过实验测定并计算铁的质量,基本思路是
 

实验过程:
①取一只烧杯,称得其质量为70.4g,加入一定量生铁的样品碎屑,称得烧杯和样品的总质量为102.4g;
②向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸,边加边搅拌,直到烧杯中不再产生气泡,再加入少量稀硫酸以确保过量,测得共用去稀硫酸247.3g;
③静置,称量.称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g.
数据处理:计算该生铁样品中单质铁的质量分数是多少?(写出计算过程)
交流讨论:
(1)实验过程中稀硫酸要过量的原因是:
 

(2)经质检部门精确测定,该样品中铁元素的总含量为95.2%.假设没有与稀硫酸反应的铁都以Fe3C形式存在,则样品中Fe3C的质量为
 
(计算结果保留一位小数);
(3)该小组的同学还查阅到:一氧化碳具有可燃性,点燃一氧化碳与空气的混合物有可能爆炸.他们按下表中的体积比收集四瓶一氧化碳和空气的混合气,并点火实验,结果列于下表中:
V(CO):V(空气) 3:7 5:5 7:3 8:2
点火处理 不炸
①由上述实验可知,CO在空气混合气中的爆炸极限(体积分数)约为12.5%~
 

②由此我们得到启示:在点燃或加热一氧化碳前,一定要先
 

③一氧化碳还可用于炼铁,请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式:
 
(2013?高淳县二模)学习化学一年后,同学们对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”以及“支持燃烧的气体一般是氧气”这两句话产生了质疑.在老师的帮助下,用金属钠来探究下列问题:
【提出问题】
1.金属钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜?
2.金属钠能否在其他气体(如:CO2)中燃烧?
【查阅资料】金属Na性质活泼,常温下,它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠,氧化钠溶于水生成氢氧化钠.金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气.
【实验探究】
实验一:
①在实验室中,金属钠保存在煤油中;
②用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面煤油后投入硫酸铜溶液中,观察到溶液中出现蓝色沉淀,但没有红色的物质析出;
③按照步骤②将金属钠投入水中,待反应结束后滴加酚酞溶液,发现溶液变红.
实验二:将燃烧的钠迅速伸入盛有CO2的集气瓶中,观察到钠在CO2中继续燃烧,反应后冷却,瓶内附着黑色颗粒,并粘附着白色物质.
【问题讨论】
(1)金属钠保存在煤油中的原因是:
防止钠与氧气和水反应变质
防止钠与氧气和水反应变质

(2)根据上述资料写出钠块投入水中发生反应的化学方程式:
2Na+2H2O═2NaOH+H2
2Na+2H2O═2NaOH+H2

(3)实验二中生成的黑色颗粒是
,而白色物质可能是什么呢?
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想:甲认为白色物质是氧化钠,乙认为是碳酸钠,丙认为是氧化钠和碳酸钠的混合物,丁认为是氢氧化钠.我认为丁的猜想是错误的,理由是
反应物中没有氢元素
反应物中没有氢元素

②对白色物质是什么进行实验再探究,方案设计如下:
方案1:取该样品少量于试管里,加入适量的水,振荡,过滤,向滤液中加入无色酚酞试液,观察到溶液变成红色,结论:白色物质中一定有氧化钠.
方案2:取该样品少量于试管里,滴加足量盐酸,溶液中有气泡冒出,结论:白色物质中一定有
碳酸钠
碳酸钠

方案3:取该样品少量于试管里,加入适量的水,振荡,过滤,向滤液中加入过量的
B
B
溶液(供选试剂:A.石灰水B.氯化钙溶液 C.硫酸铜溶液),出现白色沉淀,然后过滤,再向溶液里滴加无色酚酞试液,无明显现象出现.则
(在甲、乙、丙中选)的猜想成立.
③评价与反思:小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确,其理由是
碳酸钠溶液也是碱性的
碳酸钠溶液也是碱性的

实验室中的金属钠着火时,你的灭火方法是
用沙子覆盖
用沙子覆盖

【拓展应用】
  测定实验中使用的标有质量分数为16%的盐酸(图1)的实际质量分数.
(1)为了测定,需配制20%的氢氧化钠溶液100g.配制步骤有:①溶解 ②计算,需氢氧化钠
20
20
g ③装瓶并贴标签 ④称取氢氧化钠,量取水
80
80
mL(水的密度为1g/mL).其正确的顺序为
②④①③
②④①③
(填序号).
配制氢氧化钠溶液时,需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、滴管及
玻璃棒
玻璃棒

(2)小明同学在烧杯中加入配得的氢氧化钠溶液20g,再逐滴加入该盐酸.用pH测定仪测定滴加过程中溶液的pH.图2为测定仪打印出的滴加盐酸的质量与溶液pH的关系图.
①a点对应的溶液呈
酸性
酸性
(填“酸性”、“碱性”或“中性”);
b点对应的溶液中的溶质为
NaCl、NaOH
NaCl、NaOH
(写化学式).
②请以此次测定的数据,列式计算该盐酸的实际质量分数?
(3)该盐酸的实际质量分数与标签上标出的质量分数不一致的可能原因
盐酸具有挥发性
盐酸具有挥发性
(不考虑误差).
(2012?宝应县二模)如图所示为实验室常用的实验装置.

据此回答下列问题:
(1)写出带标号仪器的名称:①
试管
试管
,②
长颈漏斗
长颈漏斗

(2)实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2,该反应的化学方程式为
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
,发生装置为
B
B
;装置F可用来测量生成的CO2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是
防止二氧化碳溶于水或与水反应
防止二氧化碳溶于水或与水反应
,植物油上方原有的空气对实验的结果
没有
没有
(填“有”或“没有”)明显影响.
(3)小丫在探究CO2与NaOH溶液反应的实验中,先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体,然后迅速向其中加入一定量的NaOH浓溶液,立即将易拉罐口封闭(不漏气),轻轻摇动易拉罐,发现易拉罐很快变瘪,但过一段时间后,易拉罐又重新鼓起来(反应过程中温度的变化忽略不计).
【讨论】小丫认为易拉罐变瘪,说明CO2与NaOH溶液发生反应;小敏认为此结论不合理,还需进一步验证,验证方法是
先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体,然后迅速向其中加入一定量的水,稍微变瘪
先用铝制易拉罐收集满一罐CO2气体,然后迅速向其中加入一定量的水,稍微变瘪
;易拉罐为什么又后鼓起来?是不是反应又产生了气体,该气体的成分?
【提出猜想】a.可能是CO2b.可能是
氢气
氢气

【查阅资料】①Na2CO3具有较强的热稳定性,只有在高温条件下才会分解;
②铝不仅与酸反应,还能与碱溶液反应2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3X↑.
【实验验证】
①将易拉罐口打开,迅速用燃着的木条伸入罐口,发出“噗”的一声,产生淡蓝色火焰,片刻后熄灭.证明猜想
b
b
成立;
②取少量铝片于试管中,先加入适量的水,无明显变化.片刻后再加入少量的氢氧化钠浓溶液,产生气泡.该步实验的目的是
验证铝是否与水反应
验证铝是否与水反应

【结论】CO2与NaOH反应的化学方程式是
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O

【反思与应用】在生活中铝制容器不能用来盛装酸性物质,也不能盛装
性物质.

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