(2013?房山区二模)课外小组的同学上网查阅有关金属资料时,看到镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物.于是产生疑问:产生的气体和白色不溶物是什么物质?在老师的帮助下,他们进行了如下探究.
探究一:产生的无色气体是什么物质?
实验序号 实验操作 实验现象 解释及结论
实验I 用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量饱和碳酸氢钠溶液的试管中 迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物
镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物
镁与饱和碳酸氢钠溶液反应能生成一种无色气体和一种白色不溶物
实验Ⅱ 将实验I中收集到的气体点燃,并在火焰上方罩一干、冷的小烧杯 气体安静燃烧、产生淡蓝色火焰,
烧杯内壁有无色小液滴生成
烧杯内壁有无色小液滴生成
该气体燃烧的化学方程式为
2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
探究二:产生的白色不溶物是什么物质?
【查阅资料】
(1)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物.
(2)部分碱盐的溶解性表
阳离子﹨阴离子 OH- CO32-
Na+
Mg2+
说明:“溶”表示那种物质可溶于水,“不”表示不溶于水,“微”表示微溶于水
【猜想与假设】
猜测1:白色不溶物可能为Mg(OH)2
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3
猜测3:白色不溶物可能是Mg (OH)2和MgCO3的混合物
实验序号 实验操作 实验现象 解释及结论
实验Ⅲ 称取22.6g实验Ⅰ中所得的白色不溶物,加入足量
稀盐酸(或稀硫酸)
稀盐酸(或稀硫酸)
固体溶解,产生无色气泡 白色不溶物中
含有
碳酸镁
碳酸镁
将产生气体全部通入装置A和B中(如图所示).
实验后装置B增重8.8g 白色不溶物的
成分及质量分
别为
氢氧化镁5.8g、碳酸镁16.8g
氢氧化镁5.8g、碳酸镁16.8g
【实验反思】
(1)实验小组的同学得出上述结论之后,认为对于镁与饱和碳酸氢钠溶液的反应,还有值得进一步探究的问题,该问题可能是
反应是否放出热量
反应是否放出热量

(2)通过上述实验说明,对于未知物成分的确定,可以采取两种不同的实验方法,这两种方法分别是
通过实验现象测定;通过质量测定
通过实验现象测定;通过质量测定
(2011?仪征市一模)长途运输鱼苗时,人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体,为鱼提供氧气,过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质?课外兴趣小组决定对这一过程中进行探究:
实验探究一:过氧化钙与水反应除生成氧气外,还生成什么物质?
【猜想】另一生成物为氢氧化钙.
【进行实验】
取适量过氧化钙放入试管中加适量水,向试管中滴加酚酞试液,液体变成
红色
红色
色,则猜想成立.写出反应的化学方程式
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2

【意外发现】
较长时间后,同学们发现滴入酚酞后变色了的液体颜色又变回无色,他们认为褪色的可能原因是
二氧化碳与氢氧化钙反应,没有氢氧化钙了
二氧化碳与氢氧化钙反应,没有氢氧化钙了

【查阅资料】
过氧化钙放置在空气中,会变质产生氢氧化钙和碳酸钙两种杂质.
实验探究二:测定久置过氧化钙纯度
【实验过程】
称量144g样品放在铜网中,按图1所示装置组装后(药水瓶底部留有小孔),称量仪器及药品总质量,将铜网插入足量水中,反应完全后称量仪器
及反应后物质总质量.测得实验数据如下表.
样品质量 装置及药品总质量 装置及反应后物质总质量
实验数据 144g 394g 378g
【问题讨论】
(1)药水瓶中碱石灰的作用为
吸收生成氧气中的水蒸气
吸收生成氧气中的水蒸气

(2)本实验测得过氧化钙含量可能会偏小的原因是
碱石灰吸收空气中二氧化碳与水
碱石灰吸收空气中二氧化碳与水

(3)根据实验数据计算:①生成氧气
16g
16g
g.②样品中过氧化钙的含量是
50%
50%

实验探究三:测定久置过氧化钙样品中碳酸钙含量
【测定方案】
①如图2所示,连接好装置,检查装置气密性;
②精确称量一袋样品质量置于烧杯中并加入适量水混合,再全部倒入烧瓶中,并在分液漏斗中加入足量稀盐酸;
③将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,打开止水夹和分液漏斗活塞;
④反应结束后,再次调节量气管两边液面相平,读出气体体积;
⑤计算样品中碳酸钙含量(CO2的密度为1.97g/L).
【问题讨论】
(4)图中油层的作用为
隔绝二氧化碳和水的接触
隔绝二氧化碳和水的接触
,油层上方留有空气,会使测量结果
无影响
无影响
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).中和反应放热,滴加稀盐酸后,发生装置中的中和反应的化学方程式为
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O
Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O

(5)若测得量气管读数为896mL,则实验中选用的量气管规格合适的是
B
B
(填字母序号)         
 A、100ml     B、1L      C、2L
(6)测定方案的步骤4中再次调节量气管两边液面相平的方法为
固定左边仪器,将右边量气管向下移
固定左边仪器,将右边量气管向下移
.步骤2中将样品和水混合的目的是
使样品中过氧化钙转化为氢氧化钙,否则有氧气生成影响实验结果
使样品中过氧化钙转化为氢氧化钙,否则有氧气生成影响实验结果

(7)在充分反应后将烧瓶中的液体蒸干得到55.5g固体,求这袋样品在变质前的过氧化钙质量(写计算过程).
(2012?浦口区二模)“低碳城市”的理念贯穿在上海世博园的建设中

(1)“低碳城市”的建设减少了二氧化碳气体的排放,能减缓
温室效应
温室效应
的程度;自然界中消耗二氧化碳的主要途径是
光合作用
光合作用
;请你写出一种日常生活中符合“低碳经济”理念的做法:
随手关灯,废物利用
随手关灯,废物利用

(2)法国化学家PaulSabatier采用“组合转化”技术使CO2和H2在催化剂作用下生成CH4和H2O.试写出该反应的化学方程式
CO2+4H2
 催化剂 
.
 
CH4+2H2O?
CO2+4H2
 催化剂 
.
 
CH4+2H2O?

(3)近来有科学家提出利用“碳捕捉技术”来降低工业生产中二氧化碳的排放量.“碳捕捉技术”是指通过一定的方法,将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用.常利用足量的NaOH溶液来“捕捉”CO2,过程如图所示(部分条件及物质未标出).①捕捉室中发生反应的化学方程式为:
?CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O
?CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O

②把CaO放入反应分离室中与H2O反应,请写出该反应的化学方程式:
CaO+H2O═Ca(OH)2
CaO+H2O═Ca(OH)2
;利用此反应,氧化钙可用作食品
干燥
干燥
剂.
③“反应分离”中,得到固体物质的基本操作是
过滤
过滤
,该固体是碳酸钙.
④整个过程中,可以循环利用的物质有
CaO、NaOH
CaO、NaOH

(4)取10g碳酸钙固体高温加热,一段时间后停止加热,测得剩余固体中钙元素的质量分数为50%,则下列判断正确的是
A
A

A.生成了2g二氧化碳
B.剩余固体质量为5g
C.生成了5.6g氧化钙
D.剩余碳酸钙的质量为8g.
同学们在淡水养殖场参观时,好奇的发现农民向鱼池中撒一种微黄色的固体,咨询得知,这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2),它和水反应时产生氧气,以增加鱼池中氧气的含量.同学们对过氧化钙和水反应的产物进行了探究:
【提出问题一】把少量过氧化钙投入足量水中,在产生氧气的同时还产生什么物质?
【猜想与验证】(1)小明同学认为:在产生氧气的同时还产生氧化钙;
(2)小红同学认为:在产生氧气的同时还产生氢氧化钙.
①同学们认为小明的猜想不合理,理由是
氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,最终产物不可能是氧化钙
氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,最终产物不可能是氧化钙

②请设计一个实验方案来验证小红的猜想是正确的,并填入下表空格中:
实验步骤及操作方法 预期的实验现象 结论
取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,振荡,
静置,取上层清液,通入二氧化碳气体(或滴加酚酞试液)
静置,取上层清液,通入二氧化碳气体(或滴加酚酞试液)
清液变浑浊(或变为红色)
清液变浑浊(或变为红色)
有氢氧化钙产生
同学们已学习了氧气的实验室制法,于是他们又作了进一步的探究:
【提出问题二】在实验室,过氧化钙能否用于制取氧气?
【查阅资料】过氧化钙常温下稳定,300℃时能分解产生氧气;
【猜想与验证二】小明同学依据
过氧化钙在300℃时能分解产生氧气
过氧化钙在300℃时能分解产生氧气
,提出猜想①
猜想①:加热CaO2能用于实验室制取氧气
实验的装置 实验的主要过程
a.检查装置的气密性.操作如下:先
将导气管放入水中
将导气管放入水中

再用手紧握试管,
观察到
水中出现气泡
水中出现气泡
,把手松开,导气管口形成一小段水柱;
b.向试管中加入CaO2,连接并固定好装置,加热;
c.收集一瓶气体.能用图中所示方法收集氧气的原因是
氧气不易溶于水
氧气不易溶于水

d.停止加热.停止加热前应先
将导气管从水中取出
将导气管从水中取出

e.检验气体.检验的方法是
将带火星的小木条伸入集气瓶中
将带火星的小木条伸入集气瓶中
小明又联系到农民用过氧化钙增加鱼池中氧气的含量,提出猜想②
猜想②:过氧化钙和水反应能用于实验室制取氧气
实验的装置 实验的主要过程
a.检查装置的气密性.
b.向试管中加入CaO2和水后,有少量细小气泡缓缓放出,在导气管口几乎收集不到气体.该装置放置到第二天,集气瓶中才收集到极少量的气体,振荡试管后仍然有少量的气泡不断缓缓放出.
【实验结论】①加热CaO2能用于实验室制取氧气;②CaO2和水反应不能用于制取氧气.
【分析与反思】①用过氧化钙和水反应虽然收集不到大量的氧气,但由实验的现象分析,农民用过氧化钙和水反应以增加鱼池中氧气的含量的原因是
过氧化钙在水中能持续缓慢产生氧气
过氧化钙在水中能持续缓慢产生氧气

②小明想改进实验以加快反应的速度,请你提出一条改进的方法
加热过氧化钙和水的混合物(或加入催化剂)
加热过氧化钙和水的混合物(或加入催化剂)

③过氧化钠与水反应的原理:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,且CaO2与Na2O2的化学性质非常相似.写出CaO2与H2O反应的化学方程式
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2
2CaO2+2H2O=2Ca(OH)2+O2
将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体.某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究.请完成下列各题:
(一)猜想与假设:
猜想一:固体为CuCO3,理由:
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
CuSO4+Na2CO3=CuCO3↓+Na2SO4
(用化学反应方程式表示).
猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈
(填“酸”或“碱”)性.
猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物.
(二)资料查阅:
①结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4?5H2O
  △  
.
 
CuSO4+5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物.
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:
(1)将反应后的固、液混合物经
过滤
过滤
、洗涤、室温晾干得蓝色固体.
Ⅱ.用下图所示方案,初步定性探究固体的成分.

(2)无色气体为
二氧化碳(CO2
二氧化碳(CO2

(3)加入足量铁屑发生反应的方程式为
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+H2SO4═FeSO4+H2
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu

结论:猜想
不成立.
Ⅲ.固体组成定量测定:
设固体为aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O,为测定其组成,称取24.0g蓝色固体.继续进行实验:
【实验步骤】

图中注射器处为两个单向阀:推注射器时a关闭,b处打开;拉注射器时,a打开进空气,b关闭.
实验步骤 ①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处试管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量.
问题探究:
(4)写出Cu(OH)2、CuCO3分解的化学方程式
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
Cu(OH)2
  △  
.
 
CuO+H2O↑
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2
CuCO3
  △  
.
 
CuO+CO2

样品分解的总反应方程式
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2
aCu(OH)2?bCuCO3?cH2O
  △  
.
 
(a+b)CuO+(2a+2c)H2O↑+bCO2

说明装置B中样品没有完全反应的现象是
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)
B中固体没有完全变黑(或装置C、装置D的质量还在变化)

(5)D中的药品为
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
氢氧化钠溶液(氢氧化钾或氢氧化钡等)
,作用是
吸收B中生成的二氧化碳
吸收B中生成的二氧化碳

(6)进行步骤⑤的操作,是为了
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
将B中生成气体完全排出(使C、D充分吸收)
,该操作中推注射器时缓缓的目的是
防止气流过快,C、D不能充分吸收
防止气流过快,C、D不能充分吸收

数据处理:
B C D E F
反应前 124.0g 250.0g 300.0g 350.0g 360.0g
反应后 116.0g 253.6g 304.2g 350.2g 360.0g
(7)据下表数据,E装置质量增加的原因是
气流带出D中水蒸气
气流带出D中水蒸气
;24.0g固体分解出水的质量为
3.6g
3.6g
 g,;
(8)求该固体的化学式中 a:b:c=
1:1:1
1:1:1

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