某化学学习小组的同学围绕“澄清石灰水与碳酸钠溶液的反应”展开了如下探究活动。(1)该反应的化学方程式为________________________________。
(2)反应后溶液中的溶质是什么?同学们一致认为有以下三种情况:
①氢氧化钠和氢氧化钙;②氢氧化钠和碳酸钠;③_______________。
(3)小新取少量溶液于试管中,滴加过量稀盐酸,发现无气泡产生,说明情况_____(填序号)是不可能的。
为了进一步确定溶液的成分,同学们设计了如下实验方案:
| 实验步骤 | 现象 | 结论 |
| | | 情况①正确 |
在同学们的合作下,他们顺利完成了探究任务。
竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物(如图所示)。同学们对竹子中的气体成分展开了探究,测定其成分。![]()
(1)收集竹子中的气体。
小华提出:将一节竹子浸没在水中,在竹子上钻孔,用排水法收集气体。
小刚提出:可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行,于是分为A、B两组,在相同的条件下,A组采用小华的取气方法,B组采用小刚的取气方法,分别完成下面的实验。
(2)检验气体中是否含有二氧化碳气体。
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及解释 |
| 向所取气体中加入 | | 有二氧化碳,化学方程式为: |
(3)测定气体中氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240℃,白磷的着火点为40℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
①实验中磷的量应为足量,目的是 ;
②两个方案的实验测定结果不同,测定结果比较准确的是方案 ,原因是 。
③经过A、B两组同学的实验,A组测得的含氧量总是大于B组的,你认为原因是 。
化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭” 。他们决定探究CO2与Na反应的产物。
【提出猜想】CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O、Na2CO3。
【查阅资料】
①Na是非常活泼的金属,常温下与O2、H2O等物质反应。
②碱性的Na2CO3溶液与中性的CuCl2溶液发生复分解反应。
③Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
④向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀。
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)![]()
(1)实验记录
| 序号 | 实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论和解释 |
| ① | 打开a,关闭b,由长颈漏斗注入稀盐酸 | A中产生大量气泡 E中出现浑浊 | E中反应的化学方程式为_____________ |
| ② | 当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 | D中Na剧烈燃烧,产生白烟内壁附着黑色、白色固体 G中产生黑色沉淀 | 反应产物一定有_______和_______ |
| ③ | 取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入石灰水 | 产生白色沉淀 | 反应产物还有________ |
(2)实验反思
①实验记录②中,E中出现浑浊,再点燃酒精灯的目的是___________。
②若无装置C,对实验有影响的物质是__________。
③检验第4种物质是否存在的实验方案:取D中白色固体于试管中,
。
四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数,反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH
【查阅资料】①Na2S4受热时,会与空气中的水蒸气反应,生成少量有毒气体硫化氢。
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)可溶于水,常温下与NaOH溶液不反应。
③NaOH溶液可吸收硫化氢和二氧化碳。
【实验过程】![]()
①取0.5g碳酸钠、0.2g硫粉混合后置于试管中,加入(如图①所示,夹持装置已略去),制得Na2S4,反应为:4Na2CO3+12S+X
2Na2S4+2Na2S2O3+4CO2,X的化学式为 ;
②冷却后,取下棉花,放置一段时间,再向该试管中加入10mL水,迅速塞紧橡胶塞,充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h1(如图②所示);
③将该试管插入水中(如图③所示),拔下橡胶塞,观察到 ,塞紧橡胶塞。将试管取出,倒转过来,测量液面至橡胶塞下沿的距离h2,记录数据h2。理论上h2:h1= ;
④按照①~③再重复实验2次。3次实验数据如下表所示。
| | 第1次 | 第2次 | 第3次 |
| h1/cm | 11.0 | 11.4 | 11.6 |
| h2/cm | 8.7 | 9.1 | 9.2 |
【解释与结论】根据第1次实验数据,计算空气中氧气的体积分数为 %(结果精确到0.1%);
【反思与评价】实验过程①中浓NaOH溶液的作用是 ;若实验过程②中,取下棉花后,未放置一段时间即进行后续操作,测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”),理由是: 。(2分)
某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu ②只有Fe2O3 ③只有Fe(OH)3 ④是Fe2O3与Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu与Fe2O3的混合物 ⑥是Cu与Fe(OH)3的混合物
【资料获悉】
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步缩小范围,然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成。(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的 (填猜想中的序号)。
![]()
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为 的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按上面右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
| | 反应前 | 反应后 |
| Ⅰ组 | 玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g | 玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
| Ⅱ组 | 洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g | 洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g |
【交流讨论】
(1)中先通CO气体的作用是 。
(2)选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。
(3)A装置中发生反应的化学方程式 ;实验中观察到A装置中的现象为 。
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处? (填“需要”或“不需要”),理由是 。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行? (填“可行”或“不可行”)。
现有Cu和CuO的固体混合物20g,为了分析混合物中Cu和CuO的含量,小
冰同学利用稀硫酸和锌粒制取氢气,设计了下图所示的装置,进行有关的实验探究。![]()
得到如下数据:(假定每步均完全反应或吸收)
| 装置 | B | C |
| 反应前质量 | 85.3g | 284.2g |
| 反应后质量 | 82.1g | 287.8g |
根据实验设计及有关数据进行分析与计算:
(1)生成水的质量是 g。
(2)混合物中CuO的质量分数是为多少?(写出计算过程)
(3)该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系,请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧元素的质量比为_______________________________________(不用化简);若玻璃管中的氧化铜没有完全反应,则求得水中氢、氧元素的质量比会__________(选填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。
如图所示的暖宝宝是一种防寒用品。小明想知道暖宝宝中的主要成分有哪些?暖宝宝发热的原因是什么?![]()
(1)小明探究:暖宝宝中的主要成分是什么?
剪开内包装袋,倒出其中的粉末,发现呈黑色。
【提出猜想】该黑色粉末可能含有木炭粉、铁粉、氧化铜中的一种或几种。
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末,部分被吸引。
【得出结论】该黑色粉末中一定含有 ,可能含有 。
【查阅资料】木炭与稀硫酸不反应,氧化铜与稀硫酸反应能产生蓝色溶液。
【进行实验】
| 实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
| ① | 取少量黑色粉末于试管中,加足量稀硫酸 | 固体部分溶解,有气泡产生,溶液未变蓝色 |
| ② | 取实验①的残渣灼烧,将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方 | 澄清石灰水变浑浊 |
由实验①可知,该黑色粉末中一定含有 ,一定不含 。
写出实验①的化学反应方程式 。
由实验②可知,该黑色粉末中一定含有 。
(2)小明思考:暖宝宝为什么会发热?
【查阅资料】暖宝宝中除含有铁粉、木炭外,还含有食盐和水。
①暖宝宝贴在衣服上与空气接触后会发热的原因是 。由此可见,人们可以利用化学反应放出的热量来造福人类,请你再举一例: 。
②请你猜测暖宝宝中氯化钠的作用是 。