化学小组同学对酸的性质很感兴趣,向老师提出研究硝酸的性质,老师高兴答应并带领同学们进行了硝酸性质的实验探究。
【实验设计】(1)将石蕊试液滴入稀硝酸中,预计石蕊试液由紫色变 色。
(2)将Zn片投入稀硝酸中,预计将产生H2,其名称为 。
【实验验证】同学们按上述设计做了实验,却发现石蕊变色后一会儿即褪去,Zn片投入稀HNO3后,溶液中冒出气泡,产生无色气体A,在试管口气体A变成红棕色有刺激性气味的气体B。
【提出问题】(1)石蕊试液变色后为何会褪色?
(2)上述产生的无色气体是什么?硝酸具有哪些特性?
【查阅资料】看到如此异常的现象,在老师的指导下,同学们上网查到了下列资料:(1)硝酸可与Zn、Cu等多种金属反应生成相应的硝酸盐,但不生成H2。
(2)氮元素某些气态物质的物理性质
| NH3 | N2 | NO | NO2 | |
| 顏色 | 无色 | 无色 | 无色 | 红棕色 |
| 溶解性 | 极易溶于水 | 不溶于水 | 不溶于水 | 可溶于水或硝酸 |
【猜想与分析】(1)小明同学认为石蕊变色后又褪色的原因是由于试管不干净,含有其他杂质造成的,要证明小明的观点,应进行的操作是 。(2)大家一致认同了红棕色气体B是NO2,但对于无色气体A及变化的原因有不同的看法:
①小丽同学认为A是NH3,但遭到大家的一致反对,原因是 ;
②小强同学认为A是N2,也遭到大家的一致反对,原因是 ;
③经讨论,最终大家获得了A是NO的共识。NO遇氧变成NO2的化学方程式为
。
【实验探究】小红同学对硝酸能与Cu反应很感兴趣,便取了一小块铜片投入稀HNO3中,发现Cu溶解,也出现上述Zn与稀HNO3反应的类似现象,确证生成了NO,并在老师的帮助下,测出恰好反应的Cu和HNO3的质量比为8∶21,由此获得了Cu与稀HNO3的反应方程式为 。
【交流与反思】根据探究结果,请你解释稀HCl跟铜不反应而稀HNO3却能跟铜反应的原因 。
某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究。
[查阅资料]
| 名称 | 食用纯碱 | 食用小苏打 |
| 主要成分 | Na2CO3 | NaHCO3 |
| 酸碱性 | 水溶液显碱性 | 水溶液显碱性 |
| 热稳定性 | 受热不分解 | 270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水 |
[实验探究]
(1)探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液,发现两者都变 色,但食用纯碱溶液中颜色更深,由此推测可能 溶液碱性更强。小欢认为要比较两种溶液的碱性强弱,可直接用 进行测定。
(2)验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下,该小组按右图装置进行实验操作,观察到 (填“甲”或“乙”)烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管中发生反应的化学方程式为 ,装置中棉花的作用是 。
(3)测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样,利用右图装置进行实验测定。
数据记录如下:
| 称量项目 | 称量时间 | 质量/g |
| 试样 | 11.0 | |
| 装置+稀盐酸 | 160.0 | |
| 装置+稀盐酸+试样 | 反应开始后20s | 167.0 |
| 装置+稀盐酸+试样 | 反应开始后30s | 166.6 |
| 装置+稀盐酸+试样 | 反应开始后90s | 166.6 |
① 反应生成CO2的质量为 g。
② 通过计算确定食用纯碱粉末中Na2CO3的质量分数。(写出计算过程,结果保留一位小数。)
③ 如果测得的结果比实际纯度高,可能的原因是 。(答一种即可)
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氢化钙(CaH2)固体是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂。
【阅读资料】
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物。
②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气。
③氢化钙要密封保存,遇水反应生成氢氧化钙和氢气。
【氢化钙的制备】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得。某化学兴趣小组设计的制取装置如图10所示(固定装置省略)。
回答下列问题:
(1)装置A中制取氢气的化学方程式为 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置C中制取氢化钙的化学方程式为 。
(4)若不改变温度,整套装置气密性的检查方法是 。
【产品的定量测定】
通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完
全反应的钙(其余可能的杂质忽略不计)。样品纯度的测定步骤如下:
①检查装置气密性,装入药品,按图11(固定
装置省略)所示连接仪器。
②调整水准管高度,使量气装置两边的液面保持
同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0 mL。
③将Y形管慢慢倾斜,直到A端的水全部与B端的样品混合。
④反应结束,冷却至室温,再次读取液面所在刻度数据为110.0 mL。
回答下列问题:
(5)如何判断样品与水完全反应: 。
(6)反应生成氢气的体积为 mL。
(7)已知该实验条件下,氢气的密度为0.09 mg/mL。
样品中氢化钙的纯度为 。(结果精确到0.1%)