摘要:下列变化.说明碳具有还原性的是( ) A.CO2和木炭粉高温反应生成一氧化碳 B.活性炭吸附毒气 C.木炭使红墨水中的红色消失 D.木炭分写一种黑色粉末混合强热后生成一种红色金属

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化学兴趣小组的同学对碳及碳的氧化物进行了一系列拓展性探究学习.
【探究一】二氧化碳的性质的拓展探究
(1)倾倒二氧化碳实验
甲、乙两同学将两瓶完全相同的足够的二氧化碳气体,分别以甲图、乙图的方式将二氧化碳气体慢慢倒入烧杯中,请分析回答:
①甲同学用甲图的方式倾倒,观察到两根蜡烛是由下而上熄灭,该实验说明二氧化碳具有
既不能燃烧也不能支持燃烧
既不能燃烧也不能支持燃烧
密度比空气大
密度比空气大
的性质.
②乙同学用乙图的方式倾倒,观察到的结果是两根蜡烛都没有熄灭,请你联系学科知识分析,蜡烛没有熄灭的原因
二氧化碳受热后密度变得比空气小,随着热气流上升,因此二氧化碳没有进入烧杯
二氧化碳受热后密度变得比空气小,随着热气流上升,因此二氧化碳没有进入烧杯

(2)二氧化碳与二氧化硫溶解性对比实验
丙同学用相同的试管分别收集了二氧化碳和二氧化硫,做了如右图所示的对比实验,现象如图.分析该现象得到的结论是
二氧化硫在水中的溶解能力大于二氧化碳
二氧化硫在水中的溶解能力大于二氧化碳
.该实验设计的思路:一是利用对比实验,二是利用
气体溶于水使试管内压强减小
气体溶于水使试管内压强减小
的原理产生实验现象.
【探究二】在学习了木炭还原氧化铜的实验后,小明对课本上实验进行如下改进:
将CuO和足量炭粉充分混合,平铺在反应管a中,在b瓶中盛足量澄清石灰水,按图连接仪器(加热装置和固定装置省略,下同).

实验开始时缓慢通入氮气,过一段时间后,加热反应管a,观察到管内有红色固体产生,b瓶的溶液中出现白色浑浊.待反应完全后,停止加热,仍继续通氮气,直至反应管冷却.根据以上叙述回答问题:
(1)通N2的目的是
将反应管内的空气(或O2)排尽
将反应管内的空气(或O2)排尽

(2)写出b瓶中发生反应的化学方程式
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O

(3)停止加热前是否需要先断开a和b的连接处?
不需要
不需要
.为什么?
因为继续通入氮气,b瓶中的液体不会倒吸入a管
因为继续通入氮气,b瓶中的液体不会倒吸入a管

(4)小梅认为:木炭与氧化铜反应产生的气体中既有CO2,又有CO.为验证此猜想,小梅对上述装置做了如下改进并实验:

小梅观察到
甲中有红色固体生成
甲中有红色固体生成
现象,证明了气体中的确含有CO.
小明认为小梅的实验不能证明木炭与氧化铜反应产生了CO2,其理由是
因为甲中CO与CuO反应生成了CO2也使澄清石灰水变浑浊,因此不能证明木炭与氧化铜反应生成了CO2
因为甲中CO与CuO反应生成了CO2也使澄清石灰水变浑浊,因此不能证明木炭与氧化铜反应生成了CO2
.(5)本实验的尾气是否需处理?如需处理,请回答如何处理;如不需处理,请说明理由:
需要,因为反应过程中有CO产生,可在尾气管口放上一个点燃的酒精灯
需要,因为反应过程中有CO产生,可在尾气管口放上一个点燃的酒精灯
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(2012?镇江一模)工业上的常说“三酸两碱”是重要的化工原料.实验室桌面上的五个试剂瓶内(如图)分别装有属于工业上“三酸两碱”中的“三种浓酸”和“两碱固体”.

(1)小袁同学没有利用任何试剂就鉴定出了C、D、E三瓶中的三种浓酸.他的做法是:①直接观察试剂瓶颜色,棕色试剂瓶E内的是
浓硝酸
浓硝酸
(填名称);②分别打开C、D瓶的瓶塞,观察到
C瓶口产生白雾
C瓶口产生白雾
,说明C瓶内的是浓盐酸,则D瓶内的是浓硫酸.
(2)小白同学在查阅A、B瓶内的“两碱”的制备方法时,根据收集的信息,绘制了如下一个框图.
注:整个框图中每个化学反应涉及的物质已全部给出.
根据框图,依据化学反应前后元素种类守恒的相关知识,回答下列问题.
写出下列物质化学式:A瓶内的物质:
NaOH
NaOH

小袁同学认为工业生产中原料不能完全转化为产品,所以A瓶内的物质中一定含有杂质.请你帮助他设计出检验该杂质的实验方案(写出操作、现象和结论):
取适量溶液滴加硝酸银,若产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀不溶解,则含有氯化钠
取适量溶液滴加硝酸银,若产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀不溶解,则含有氯化钠

(3)小军对A瓶放置一段时间后白色粉末的成分进行探究.成分的确定作出以下的猜想:①可能是NaOH;②可能是Na2CO3;③可能是NaOH与Na2CO3的混合物.做出②③猜想的依据是
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(用化学方程式表示)为了验证①②③猜想,他分别做了下面的实验.A.取少量白色粉末于试管中,再滴加稀HCl,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有,肯定猜想
(填序号)是错误的.B.小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色.于是认为猜想3成立,请提出你的看法,并说出理由:
错误,因为碳酸钠溶液也显碱性
错误,因为碳酸钠溶液也显碱性
.C.为探究猜想③是正确的,小红设计了如下实验方案:
沉淀B的化学式为
CaCO3
CaCO3
.你若认为小红的这个方案有问题,稍加改进,就可以证明粉末中还含有NaOH,则改进的方法是
将石灰水换成氯化钙溶液
将石灰水换成氯化钙溶液

(4)过氧化钠(Na2O2)是一种白色固体,这种物质在与水或二氧化碳作用时可得到上述的“两碱”,在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验装置中,发现了高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭;同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来.
a.棉花为什么会燃烧呢?小组同学认为棉花要燃烧,除了满足“棉花是可燃物”这一条件,还另需满足
a:
与氧气充分接触
与氧气充分接触
、b
温度达到棉花的着火点
温度达到棉花的着火点
条件.
【提出问题】在上述实验中如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件呢?
【查阅资料】1、在常温下Na2O2能和CO2发生化学反应.
            2、在常温下Na2O2能和水发生反应:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
            3、浓硫酸具有强吸水性.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
【设计实验】经过讨论后,小组同学设计了如下图2的实验进行探究.
【实验步骤】①检查整套装置的气密性;②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有一定量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;③用力推动针管的活塞,把稀盐酸注入试管内;④一段时候后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象.
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响.
【实验现象】①无水硫酸铜没有变蓝色;②带火星的小木条复燃;③饱和澄清石灰水变浑浊.
【实验分析】①C装置无水硫酸铜的作用是
检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净
检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净

            ②D装置的烧杯内饱和的澄清石灰水的作用是
证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量
证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量

(5)现要对放置一段时间的B瓶中的固体物质进行成分的定量测定:电子天平共同作了以下测定

实验数据记录如下:
称   量   项   目 称   量  时 间 质量(g)
试样 10.00
装置+稀硫酸质量 241.30
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后15秒 249.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后35秒 248.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后55秒 248.00
试通过分析表中数据计算出图2B瓶中纯碳酸钠的质量分数.(写出计算过程)
实验反思:
有同学提出按上述实验所测得试样中Na2CO3质量分数会偏小,该同学的理由是(实验操作均正确):
因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小
因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小
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某化学兴趣小组利用下列装置进行O2、CO2的实验室制法和有关性质的研究.

(1)写出下列编号仪器的名称:①
烧杯
烧杯
  ②
锥形瓶
锥形瓶

(2)甲同学要用高锰酸钾制取O2,可选用图中的
A
A
装置(填编号),该装置还需做何改进或补充:
试管口放一团棉花
试管口放一团棉花
;该反应的化学方程式是
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
.当O2收集满并取出集气瓶后,停止该实验的正确操作步骤的先后顺序是
先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
先把导管移出水面,再熄灭酒精灯
_.
(3)查阅资料知:浓盐酸具有挥发性,能挥发出氯化氢.
①乙同学用浓盐酸和大理石在B装置中反应,制取CO2,并检验其有关性质时观察到烧杯中紫色石蕊试液变红.对这一变化的合理解释有
BC
BC
(填序号).
A、产生的CO2直接使石蕊试液变红
B、产生的CO2与水反应生成H2CO3使石蕊试液变红
C、挥发出的氯化氢溶于水使石蕊试液变红
②乙同学将制得的气体通入澄清的石灰水中,石灰水没有变浑浊,其原因是
挥发出的氯化氢气体与石灰水反应
挥发出的氯化氢气体与石灰水反应

(4)丙同学用C装置制取一瓶无色、无味的气体(纯净物),你推测该气体可能是
氧气(或二氧化碳)
氧气(或二氧化碳)
,试用最简便的方法证实你的推测
将带火星的木条放在集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气(或向集气瓶内倒入适量的石灰水,若石灰水变浑浊,说明是二氧化碳)
将带火星的木条放在集气瓶内,若木条复燃,说明是氧气(或向集气瓶内倒入适量的石灰水,若石灰水变浑浊,说明是二氧化碳)
;若用C装置通过复分解反应制取某种气体,应选用的液体药品是
稀盐酸
稀盐酸
;检验该气体是否收集满的方法是:
将燃着的木条放在集气瓶口,火焰熄灭,说明CO2已集满
将燃着的木条放在集气瓶口,火焰熄灭,说明CO2已集满
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下图所示为实验室常用的实验装置。

据此回答下列问题:

⑴写出带标号仪器的名称:①        ②   

⑵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    ,发生装置为   ;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 ,植物油上方原有的空气对实验的结果  (填“有”或“没有”)明显影响。

⑶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     ;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CO2      b.可能是   

【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  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 

【结论】CO2与NaOH反应的化学方程式是  

【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。

【解析】(1)熟知实验常用仪器的名称(2) (2)实验室通常用稀盐酸和石灰石反应制取CO2,反应原理是:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,属于“固液不加热型”.二氧化碳气体密度比空气大,易溶于水.据此来选择发生装置和收集装置即可.由于实验测得的气体为F装置内的CO2气体的体积,而空气中也有CO2,又因为CO2既不溶于植物油,也不和植物油反应,所以在水面上放一层植物油的目的是防止CO2溶于水、防止CO2与水反应、防止CO2与水接触;所以植物油上方原有的空气对实验的结果就不会有明显影响.

(3)【讨论】根据碳酸离子与钙离子反应生成沉淀碳酸钙;

【提出猜想】根据质量守恒定律进行猜想,可能是氢气;

【实验验证】①根据燃烧的现象进行分析;

②根据实验内容和过程进行分析;

【结论】根据CO2与NaOH的反应写出反应的方程式;

【反思与应用】根据铝的性质分析铝制容器使用注意的事项.

 

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