摘要:看书及图片探究:一.化学键与化学反应中能量变化的关系
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某研究小组探究MgCl2和AlCl3溶液加入氢氧化钠溶液生成沉淀及沉淀溶解的情况,实验过程中可能用到的仪器与药品如下:
过滤装置,试管,烧杯,滴管,0.5mol/L MgCl2、AlCl3各100mL,酚酞溶液,石蕊溶液,0.1mol/L NaOH溶液,6mol/L NaOH溶液,0.1mol/L盐酸
探究一:实验开始时产生沉淀的成份
[假设一]实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二]
[假设三]实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立,请利用下表完成实验过程:
探究二:何时产生氢氧化镁沉淀
请用离子方程式表示上述实验步骤③的结论
由探究实验一、二分析可知,当向相同浓度的MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加氢氧化钠溶液时产生沉淀及沉淀溶解的顺序是 .
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过滤装置,试管,烧杯,滴管,0.5mol/L MgCl2、AlCl3各100mL,酚酞溶液,石蕊溶液,0.1mol/L NaOH溶液,6mol/L NaOH溶液,0.1mol/L盐酸
探究一:实验开始时产生沉淀的成份
[假设一]实验开始时产生的沉淀是Mg(OH)2
[假设二]
[假设三]实验开始时产生的沉淀是Al(OH)3和Mg(OH)2
基于假设二成立,请利用下表完成实验过程:
| 实验步骤 | 预期实验现象 | 预期实验结论 |
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①另取0.5mol/L MgCl2、AlCl3溶液各30mL于不同烧杯中 | / | / |
| ②向0.5mol/L AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至刚好反应完全 | 产生沉淀,沉淀增多,沉淀溶解,沉淀消失 | 产生氢氧化铝沉淀,加过量的氢氧化钠溶液后氢氧化铝又溶解. |
| ③将MgCl2溶液全部倒入到②反应后的溶液中. | 产生大量白色沉淀 |
由探究实验一、二分析可知,当向相同浓度的MgCl2、AlCl3混合溶液中滴加氢氧化钠溶液时产生沉淀及沉淀溶解的顺序是
探究一:该小组制备溴乙烷的步骤如下:
①向装置图所示的U形管和大烧杯中加入冷水;②在小烧杯中按照一定比例配制乙醇、水、浓硫酸的混合液;③向装置图所示的圆底烧瓶中加入一定量研细的溴化钠和少量碎瓷片;④将冷却至室温的混合液转移到圆底烧瓶中,加热;⑥制取溴乙烷.同答下列问题:
(1)步骤②向乙醇和水中缓缓加入浓硫酸时,小烧杯要置于冷水中冷却,除了避免硫酸小液滴飞溅外,更主要的目的是:
防止乙醇挥发
防止乙醇挥发
(2)步骤④加热片刻后,烧瓶内的混合物出现橘红色,出现这种现象的原因是(请用化学反应方程式表示)
2HBr+H2SO4(浓)
Br2+SO2↑+2H2O(或2NaBr+3H2SO4(浓)
Br2+SO2↑+2NaHSO4+2H2O)
| ||
| ||
2HBr+H2SO4(浓)
Br2+SO2↑+2H2O(或2NaBr+3H2SO4(浓)
Br2+SO2↑+2NaHSO4+2H2O)
.改用小火加热后,橘红色会逐渐消失,消失的原因是(请用化学反应方程式表示)
| ||
| ||
Br2+H2O=HBrO+HBr
Br2+H2O=HBrO+HBr
(3)为了更好地控制反应温度,除用图示的小火加热,还可采用的加热方式是
水浴加热
水浴加热
.(4)步骤⑤反应结束后,将U形管中的混合物用
分液
分液
方法得到粗产品.除去粗产品中的杂质,可用下列试剂中的B
B
,A.氢氧化钠稀溶液 B.碳酸钠稀溶液
C.硝酸银溶液 D.四氯化碳
探究二:溴乙烷与NaOH乙醇溶液的反应.学习小组在进行溴乙烷与NaOH乙醇溶液的反应中,观察到有气体生成.
请你设计两种不同的方法分别检验该气体.
| 所用试剂操作方法 | 实验现象 | |
| 1 | ||
| 2 |
I.某化学兴趣小组的同学进行Cl2、NH3的制备及性质检验等实验的流程和部分装置如图1:

①利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱为Cl2>Fe3+>I2(实验中不断地小心振荡G装置中的试管).请写出A中发生反应的离子方程式
②已知3Cl2+2NH3═6HCl+N2,当D的烧瓶中充满黄绿色气体后,关闭a、c打开b,D中的现象为
II.用如图2所示装置进行中和热测定实验,请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是
②使用补全仪器后的装置进行实验,取50mL 0.30mol/L H2SO4溶液与50mL 0.65mol/L NaOH溶液在小烧杯中进行中和反应,三次实验温度平均升高4.0℃.近似认为0.65mol/L NaOH溶液和0.30mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g?℃).通过计算可得中和热△H=
③实验中若用60mL0.30mol?L-1H2SO4溶液跟50mL0.65mol?L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热
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①利用A、G装置设计一个简单的实验验证Cl2、Fe3+、I2的氧化性强弱为Cl2>Fe3+>I2(实验中不断地小心振荡G装置中的试管).请写出A中发生反应的离子方程式
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
| ||
MnO2+4H++2Cl-
Mn2++Cl2↑+2H2O
,试剂M为
| ||
FeI2
FeI2
溶液,证明氧化性为Cl2>Fe3+>I2的实验现象是先观察到下层CCl4由无色变为紫红色,后看到上层溶液由浅绿色变为黄色
先观察到下层CCl4由无色变为紫红色,后看到上层溶液由浅绿色变为黄色
.②已知3Cl2+2NH3═6HCl+N2,当D的烧瓶中充满黄绿色气体后,关闭a、c打开b,D中的现象为
黄绿色气体消失,产生白烟
黄绿色气体消失,产生白烟
,反应一段时间后,关闭b打开c,观察到的现象为烧杯中的液体进入烧瓶中,形成喷泉
烧杯中的液体进入烧瓶中,形成喷泉
.II.用如图2所示装置进行中和热测定实验,请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中缺少的一种玻璃仪器是
环形玻璃搅拌棒
环形玻璃搅拌棒
.②使用补全仪器后的装置进行实验,取50mL 0.30mol/L H2SO4溶液与50mL 0.65mol/L NaOH溶液在小烧杯中进行中和反应,三次实验温度平均升高4.0℃.近似认为0.65mol/L NaOH溶液和0.30mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J/(g?℃).通过计算可得中和热△H=
-55.7kJ?mol-1
-55.7kJ?mol-1
,③实验中若用60mL0.30mol?L-1H2SO4溶液跟50mL0.65mol?L-1NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所求中和热
相等
相等
(填“相等”、“不相等”);若用50mL0.60mol?L-1醋酸代替H2SO4溶液进行上述实验,测得反应前后温度的变化值会偏小
偏小
(填“偏大”、“偏小”、“不受影响”).某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端投入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4.
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
Cu2S(黑色)
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
的作用是
(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO3)2的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
你的猜想是:
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
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以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4.
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
| ||
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
;D、E两支试管中CCl4的作用是
防止倒吸
防止倒吸
.(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
| ||
S+2H2SO4(浓)
3SO2↑+2H2O
.
| ||
(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO3)2的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
.(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
.(写化学式)(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
Cu2++H2O
Cu(OH)2+2H+
Cu2++H2O
Cu(OH)2+2H+
.你的猜想是:
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
;请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
.(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
Cu2O
Cu2O
,可以得出的结论是 高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
.(2009?佛山一模)某实验小组欲制取氧化铜并证明氧化铜能加快氯酸钾的分解,进行了如下实验:
(一)制取氧化铜
①称取2gCuSO4?5H2O研细后倒入烧杯,加10mL蒸馏水溶解;
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用.
回答下列问题:
(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是
(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较
用右图装置进行实验,实验时均以生成25mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据如下:
回答下列问题:
(2)上述实验中的“待测数据”指
(3)若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,
(4)为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a.
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(一)制取氧化铜
①称取2gCuSO4?5H2O研细后倒入烧杯,加10mL蒸馏水溶解;
②向上述CuSO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,直到不再产生沉淀,然后将所得混合物转移到蒸发皿,加热至沉淀全部变为黑色;
③将步骤②所得混合物过滤、洗涤,晾干后研细备用.
回答下列问题:
(1)上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是
①②③
①②③
(填实验序号)(二)证明氧化铜能加快氯酸钾的分解并与二氧化锰的催化效果进行比较
用右图装置进行实验,实验时均以生成25mL气体为准,其它可能影响实验的因素均已忽略,相关数据如下:
| 实验序号 | KClO3质量 | 其它物质质量 | 待测数据 |
| ④ | 1.2g | 无其他物质 | |
| ⑤ | 1.2g | CuO 0.5g | |
| ⑥ | 1.2g | MnO2 0.5g |
(2)上述实验中的“待测数据”指
生成25mL气体所需的时间
生成25mL气体所需的时间
;(3)若要证明实验⑤中干燥管内收集的气体是O2,可待气体收集结束后,用弹簧夹夹住B中乳胶管,拔去干燥管上单孔橡皮塞,
取一根带火星的木条,伸入干燥管内,松开弹簧夹,看木条是否复燃
取一根带火星的木条,伸入干燥管内,松开弹簧夹,看木条是否复燃
;(4)为探究CuO在实验⑤中是否起催化作用,需补做如下实验(无需写出具体操作):
a.
CuO的质量有没有改变
CuO的质量有没有改变
,b.CuO的化学性质有没有改变.