题目内容
2.下面是某实验小组的同学进行研究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务.【研究课题】探究草酸晶体受热分解的产物
【查阅资料】
(1)该小组同学通过网络查询,获得草酸及草酸晶体的一些相关知识:
| 名称 | 化学式 | 颜色、状态 | 溶解性 | 熔点(℃) | 密度(g/cm3) |
| 草酸 | H2C2O4 | - | 易溶于水 | 189.5 | 1.900 |
| 草酸晶体 | H2C2O4•2H2O | 无色晶体 | - | 101.5 | 1.650 |
【作出猜想】
第一种:草酸分解产物CO2和H2
第二种:草酸分解产物是CO2、CO和H2O
第三种:草酸的分解产物是CO2、H2O(你猜想的产物化学式)
【设计实验】
【实验操作】甲同学按其设计的实验装置(如图1)实验时观察到澄清的石灰水变浑浊了乙同学按图2的装置实验也观察到澄清的石灰水变浑浊了,这些现象证明产物中一定有CO2; 无水CuSO4变蓝,证明产物中还有H2O若产物中有CO,则乙的对应实验现象是点燃干燥管上方的气体,可以燃烧,烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊证明CO生成的化学反应方程式是2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2、CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
【得出结论】若第二种猜想是正确的,请你写出草酸分解的反应方程式
H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+CO↑+H2O.
【反思评价】乙认为甲设计的实验装置有缺陷:由于试管口向下倾斜,草酸晶体熔点较低,加热到182℃便开始熔化,因此实验中会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验.请你谈谈装置2的至少两点优于装置1的优点:
防止熔化的草酸流出;图2装置可以检验出生成物中是否有水蒸气;图2装置可以检验出生成物中是否有一氧化碳;图2装置可以检验出生成物中是否有氢气.
利用乙设计的装置证明产物中没有H2的方法是:在干燥管上方罩一干冷烧杯,点燃气体,观察烧杯内壁无水珠出现
【交流讨论】丙同学继续查阅相关资料发现:草酸是一种酸,在受热分解过程中有少量升华;草酸钙和草酸氢钙均为白色不溶物.丙同学通过进一步研究,对实验中CO2的检验提出质疑,并提出实验的改进措施,他提出的措施是在装置之间加一个冷却装置(塞有双孔橡皮塞的试管或广口瓶等)或盛有水的洗气瓶.
分析 【作出猜想】草酸中含有碳、氢、氧三种元素,所以草酸加热分解的产物中一定含有这三种元素;
【设计实验】在实验室中通常通过澄清的石灰水是否变浑浊来判断是否二氧化碳;无水硫酸铜可以验证是否产生了水蒸气,根据一氧化碳的性质可以写出判断一氧化碳存在的化学方程式;
【得出结论】根据【设计实验】中的产物来书写化学反应方程式;
【反思评价】分析乙同学的实验装置可以知道,无水硫酸铜可以验证是否产生了水蒸气,而通过对尾气的点燃可以验证氢气和一氧化碳,所以可以从这些方面来对甲同学的装置和乙同学的装置进行评价.
【交流讨论】为了防止草酸钙和草酸氢钙对二氧化碳检验的影响,最后在验证二氧化碳前把它们除去.
解答 解:【作出猜想】因为在化学反应中,反应前后原子的种类没有改变,所以草酸分解的产物可能是CO2、H2O(或CO、H2O等);
【设计实验】二氧化碳可以使澄清石灰水变浑浊,而本实验中的澄清石灰水变浑浊,可以判断草酸分解生成了二氧化碳;无水硫酸铜变蓝则验证了该产物中含有水蒸气;一氧化碳具有可燃烧性,其燃烧后的产物为二氧化碳,能使澄清石灰水变浑浊,故可以写出验证一氧化碳存在的化学方程式为:2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2;CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
【得出结论】由实验知,草酸分解的产物有二氧化碳、一氧化碳、水蒸气,所以其反应的方程式为:H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+CO↑+H2O;
【反思评价】根据题给的信息可以知道草酸的熔点较低,所以为防止草酸熔化后流入导管中影响实验,所以乙同学所选择的底部完全的试管较好;而同时乙同学所设计的实验装置可以同时验证二氧化碳、一氧化碳和氢气的存在;同时由于一氧化碳有毒,直接排放到空气中能够引起空气的污染,所以乙同学将尾气点燃,即验证了一氧化碳的存在,也解决了一氧化碳的污染问题.而验证氢气的方法则为:在球形干燥管的尖嘴处点燃通过碱石灰干燥后导出的气体(或点燃尖嘴处的气体),并在火焰上方罩一冷而干燥的小烧杯,烧杯内壁无水雾,证明无H2.
【交流讨论】为了防止草酸钙和草酸氢钙对二氧化碳检验的影响,最后在验证二氧化碳前把它们除去.
故答案为:【作出猜想】CO2、H2O(或CO、H2O等)
【设计实验】CO2; H2O;点燃干燥管上方的气体,可以燃烧,烧杯内壁的澄清石灰水变浑浊;2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2;CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
【得出结论】H2C2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+CO↑+H2O;
【反思评价】防止熔化的草酸流出;图2装置可以检验出生成物中是否有水蒸气.
图2装置可以检验出生成物中是否有一氧化碳;图2装置可以检验出生成物中是否有氢气.
在干燥管上方罩一干冷烧杯,点燃气体,观察烧杯内壁无水珠出现.
【交流讨论】在装置之间加一个冷却装置(塞有双孔橡皮塞的试管或广口瓶等)或盛有水的洗气瓶.
点评 熟练掌握常见气体的性质,并能利用其性质对它进行检验、鉴别,这是我们必须掌握的基本技能,也是化学实验考查的热点之一.
| A. | NaClO是由三种元素组成 | |
| B. | NaClO中含有NaCl,故可代替食盐来使用 | |
| C. | NaClO中氯元素质量分数是47.7% | |
| D. | NaClO是一种盐 |
| A. | 混合物 | B. | 氧化物 | C. | 化合物 | D. | 单质 |
| A. | 分别将样品摔在瓷砖上,均没碎裂 | |
| B. | 分别将样品在强光下照射,不透明的是聚酯塑料 | |
| C. | 分别将样品用铁制小刀刻画,没有痕迹留下的是有机玻璃 | |
| D. | 分别将样品在酒精灯火焰上灼烧一会儿,没有变化的是玻璃 |
【提出问题】久置“双吸剂”固体的成分是什么?
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁:
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3.
【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告,请你补充完整.
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| ①取少量样品放入试管中,滴加一定量的 稀盐酸,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口,导管另一端伸入澄清石灰水中 | 试管中固体逐渐溶解,有大量气泡产生,得到浅绿色溶液,澄清石灰水变浑浊. | 样品中一定含有 Fe、CaCO3, 不含Fe2O3. |
| ②取少量样品放入试管中,加水,静置向上层清液中滴加无色酚酞试液 | 放出大量的热量,试管底部有不溶物,酚酞试液由无色变为红色. | 样品中含有 氧化钙或氢氧化钙或二者都有. |
为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分迸行如下定量实验.
【实验探究2】取3g样品研碎,并用磁铁充分吸引后,得到剩余固体2.6g,按照下图流程进行实验:
(1)操作一、操作二为相同的操作,该操作为过滤;
(2)固体C的成分是CaCO3和Fe2O3(填化学式,下同);
(3)溶液A中加入碳酸钠溶液反应方程式为Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH,检验所加碳酸钠溶液是否过量的方法是:静置向上层清夜中加Na2CO3溶液(或碳酸钾溶液),若无沉淀生成,则已过量;
(4)确定固体E是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液加BaCl2或CaCl2或稀盐酸或无色酚酞试液等,如无现象,则已洗净;
(5)依据实验探究1、2中现象的分析及数据计算判断出这包久置“双吸剂”固体的成分是Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3.
【实验反思】下列对实验探究1、2的反思,不正确的是D(填字母序号).
A.对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合
B.实验探究2溶液B中的溶质为Na2CO3和NaOH
C.实验探究1、2中都有气体产生,但生成的气体成分不同
D.在原样品中加入足量稀盐酸有4个反应发生.