题目内容
【题目】小明同学在实验室将镁放入NH4Cl溶液中,发现有气泡产生。询问老师后得知镁与NH4Cl溶液反应能生成气体和一种盐。为了确定气体的成分,进行下列实验探究:
探究一:
【查阅资料】①NH4Cl溶液显酸性;
②NH3+HCl=NH4Cl , 2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
③2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O
【提出猜想】反应生成的气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种
【探究实验】
(1)用湿润的紫色石蕊试纸检验,试纸不变_____①______色,则该气体中无HCl气体。
(2)为了探究其它气体是否存在,设计了如图实验装置
A中溶液变红色,证明有 ② 气体(填化学式);浓硫酸的作用是______③________;B中玻璃管内观察到 ④ ,说明有氢气。
【实验结论】镁与NH4Cl溶液反应生成NH3和H2,还生成一种盐的化学式是 ⑤ 。
【实验反思】(1)综合以上信息和实验结论,小林同学认为不需要单独检验HCl气体,就能说明HCl气体不存在。理由是: ⑥ 。
探究二:镁是一种银白色有金属光泽的金属。但实验时小组同学拿出的镁条却是有一层灰黑色的“外衣",这层灰黑色的外衣是什么物质呢?
【查阅资料】(1)Mg(OH)2:白色固体,难溶于水,受热会分解成氧化镁和水;
(2)MgCO3: 白色固体,微溶于水,受热会分解成氧化镁和二氧化碳;
(3)MgCO3的热稳定性比Mg(OH)2的热稳定性更强。
【提出猜想】小组同学认为该固体不可能是MgO、Mg(OH)2或MgCO3,他们的理由是
⑦ 。
小组同学由铜生锈会产生Cu2(OH)2CO3联想到灰黑色的物质可能是Mg2(OH)2CO3。
【实验分析】
按右图所示装置进行实验,发现试管口有液滴出现;澄清石灰水变浑浊;同时灰黑色固体完全变为白色。若灰黑色固体是Mg2(OH)2CO3,请写出Mg2(OH)2CO3受热分解的化学方程式 ⑧ 。
【组成测定】
工业生产中得到的碱式碳酸镁晶体是4MgCO3Mg(OH)2zH2O,为精确测量晶体的组成,小组同学取4.66g该晶体,用热分析仪对固体进行热分解(加热使之逐步分解,首先失去结晶水,最后完全反应),测定剩余固体质量与分解温度之间关系。
【数据处理】剩余固体质量与加热时间关系如右图所示:
请回答下列问题:
(1)t4~t5段固体为 ⑨ _____(写化学式)。
(2)根据图中数据推算4MgCO3Mg(OH)2zH2O中z的数值是: ⑩ 。(请写出计算过程)计算过程:
【答案】探究一:(1)红(2)②NH3③除去气体中的NH3和水蒸气;④固体由黑色变成红色。
【实验结论】⑤MgCl2实验反思⑥:若A中酚酞不变色,说明同时有HCl存在。(或写:若有HCl存在,则A中溶液不会变红)它们都是白色固体,而镁条表面却是灰黑色的
实验分析:⑧Mg2(OH)2CO32MgO+H2O+CO2↑。
数据处理:⑴MgCO3和MgO⑵4
【解析】
试题分析:(1)HCl气体能使湿润的石蕊试纸变红
(2)②氨气能使酚酞试液变红 ③浓硫酸具有吸水性,并能吸收氨气 ④2NH3+3CuO3Cu+N2+3H2O,氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,故反应现象是固体由黑色变为红色
【实验结论】⑤反应前后元素的种类不变,反应前有Mg、N、H、Cl四种元素,生成物NH3和H2中只含有N、H两种元素,故会有MgCl2生成 实验反思 ⑥NH3和HCl能发生反应
探究二: 提出猜想:⑦它们都是白色固体,而镁条表面却是灰黑色的,根据颜色可以判断出来
实验分析:⑧ Mg2(OH)2CO3 2MgO+H2O+CO2↑ 数据处理:⑴碳酸镁的分解温度是540 oC,氢氧化镁的分解温度是380 oC,故t4~t5段固体为MgCO3 和MgO
(2)因为加热4MgCO3Mg(OH)2zH2O,首先失去结晶水,所以4.66g该晶体中结晶水的质量是:4.66g-3.94g=0.72g=[18z÷(4×84+58+18z)]×4.66g 解得z=4
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【题目】某实验小组的同学用碳酸钠粉末、粒状大理石、稀盐酸、浓盐酸、稀硫酸这几种
药品,探究哪两种药品的反应适合在实验室制取CO2。请你参与探究并回答问题。
【提出问题】上述酸和碳酸盐的反应是否适合在实验室制取CO2?
【方案设计】大家经过讨论,一致认为浓盐酸不适合用于实验室制取CO2,你认为原因
是 。
讨论后大家设计了如下三个实验进行对比分析。
【实验与结论】(1)请你填写实验报告中①、②处的内容。
实验 | 实验现象 | 实验结论 |
A | 剧烈反应,迅速放出大量气泡 | 反应速率过快,气体不便收集,不宜于实验室制取二氧化碳 |
B | 产生气泡,速率迅速减慢,反应几乎停止。 | 无法持续产生CO2,不能用于实验室制取CO2 |
C | ① | ② |
(2)根据探究结论,实验室制取二氧化碳所发生反应的化学方程式为 。
【拓展与迁移】(1)由上述探究可知,在确定实验室制取气体的反应原理时,要考虑诸多因素,例如反应速率要适中,便于收集等。请你再写出一种需要考虑的因素: 。
(2)实验室制取二氧化碳,为了控制反应速率,可以采用哪种方式向反应容器中加入酸? 。
(3)如图是一种灭火器的工作原理示意图,其中用碳酸钠和浓盐酸反应来产生CO2的理由是 。