(14分)草酸亚铁晶体(化学组成为FeC2O4·xH2O)是一种淡黄色晶体粉末,常用于照相显影剂及制药工业,是电池材料的制备原料.
5、铁的氧化物被CO还原所需的温度:
草酸亚铁晶体受热分解可以生成四种氧化物,为确定分解后的产物及x的值,某实验小组设计了如下实验装置并进行探究(酒精灯略去,不考虑装置中气体的质量,且无水CuSO4足量):
【实验步骤】:
①连接好装置, ▲ ;
②称量装置B(含两侧弹簧夹)、C的质量;
③在热分解装置中装入一定质量的草酸亚铁晶体,打开弹簧夹a、b,鼓入一段时间氮气;
④ ▲ ,用酒精灯加热热分解装置,直至晶体完全变成黑色,停止加热;
⑤打开弹簧夹a,继续通氮气至装置冷却,关闭弹簧夹a、b;
⑥再次称量装置B、C的质量.
【进行实验】:该小组同学按上述实验步骤进行实验,并记录了如下数据:
| 装置B的质量(/g) | 装置C的质量(/g) |
实验前 | 145.8 | 168.2 |
实验后 | 140.4 | 170.0 |
热分解装置质量为136.8g |
【实验分析及数据处理】:
(1)实验过程中,装置C中固体颜色变为蓝色,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ,FeC2O4·xH2O中x的值为 ▲ ;
(2)装置E出现黑色物质,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ;
(3)装置C中澄清石灰水变浑浊,说明草酸亚铁晶体分解生成了 ▲ ;
(4)根据上表数据,计算反应后,热解装置中残留黑色物质的化学式;(3分)
(提示:相对分子质量分别为FeC2O4:144; H2O:18) ▲ ;
(5)实验过程中,鼓入氮气的目的是 ▲ ;
(6)实验后,热解装置中固体的颜色由淡黄色变成黑色,写出草酸亚铁晶体受热分解的化学方程式 ▲ ;
【反思应用】:
(7)有同学认为,实验中生成的CO和铁的氧化物会继续反应生成铁。你认为这种说法是否正确?请说出可能的理由 ▲ ;
(8)经过讨论,同学们一致认为上述实验装置有不足,你认为是什么? ▲ ;
(9)某些食品的包装袋中,常用氧化亚铁作为防伪试剂,一旦包装打开,立即变成红棕色,写出该反应的化学方程式 ▲ .
酒精灯是实验室中常用的加热仪器,某小组同学对酒精灯火焰温度进行如下探究。
(Ⅰ)定性研究:甲同学取一根火柴梗。拿住一端迅速平放入酒精灯火焰中,1~2s后取出,观察到位于外焰的部分明显碳化。
(1)由上述现象得出结论:外焰温度最高。你认为原因是_______________________。
(Ⅱ)定量研究:乙和丙同学在老师指导下,分别利用高温传感器测得酒精灯各层火焰平均温度如下表。
火焰层 | 平均温度/℃ | |
乙 | 丙 | |
焰心 | 432 | 598 |
内焰 | 666 | 783 |
外焰 | 520 | 667 |
(2)由上表得出结论:___________(填“焰心”、“内焰”或“外焰”)温度最高。
(3)结合定量研究结论,下列图示中加热方法(试管夹未画出)最合理的是_____(填字母)
(Ⅲ)交流反思:不仅酒精灯的各层火焰温度不同,而且相同火焰层温度也有差异。
(4)造成乙、丙两同学所测相同火焰层温度差异的原因可能是(写出两点即可)
①_______________________;②__________________________。
(4分)家中烧开水的铝壶和盛放开水的暖瓶,使用时间长了易结水垢(如图)。原因是硬水中含有较多的可溶性的钙和镁的化合物,其中碳酸氢钙[Ca(HCO3)2] 受热易分解,生成水和大量的气体,还生成一种难溶于水的化合物,它是水垢的主要成分。
[产生问题] 碳酸氢钙受热分解除了生成水以外,另外两种生成物是什么?
[提出假设] ① 小楠同学认为生成难溶于水的化合物可能是碳酸钙。
② 小卓同学根据 定律猜想生成物的气体可能是二氧化碳。
[实验与事实] 依据猜想他们设计了如下实验方案:
| 实验步骤 | 实验现象 |
验证猜想的①方案 | 向生成的难溶于水的化合物中加入适量的 。 | 有气泡生成 |
验证猜想②的方案 | 取少量硬水于试管并加热,将生成气 体通入 中。 | 可观察到 。 |
亚硝酸钠(NaNO2)是一种外观极像食盐,且具有与食盐一样咸味的有毒物质,因此,这种工业盐常被冒充食盐掺假或被误作食盐使用,导致多起中毒事故发生。某校化学实验室有一瓶标签破损的试剂瓶,盛放的药品可能是氯化钠固体,也可能是亚硝酸钠固体,该校化学小组同学通过实验手段确定该瓶盛放的药品的成分。其主要探究过程如下:
【提出假设】该药品的成分是NaCl。
【查阅资料】
| 亚硝酸钠 | 氯化钠 |
溶解性 | 15℃时溶解度为81.5g/100g水 | 15℃时溶解度为35.8g/100g水 |
熔点 | 271℃ | 801℃ |
沸点 | 320℃时发生分解有氧气等气体产生 | 1413℃ |
【实验过程】化学小组同学根据自己的假设,设计实验验证。请你帮助他们完成实验报告。
(1)小华同学设计的实验如下:
实验装置 | 实验主要过程 |
①检查装置气密性。操作如下:先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到 ,松开手后,导管口有液面上升。 ②加入药品,加热,导管口有大量气泡生成。 ③收集气体。 ④停止加热。熄灭酒精灯前, 应 ,目的 是 。 |
(2)小明同学根据小华的实验判断该药品的成分是 。他又结合两物质的溶解性知识,设计了另一种实验方案,得到了同样的结论。其实验方案是 。
(6分) 对实验装置的改进与创新,能够提高学习化学的兴趣和能力。某兴趣小组同学进行了以下实验设计(注:图中部分固定装置省略,由分液漏斗滴入内置试管的液体量如图所示)。
图1 图2
⑴ 甲同学设计了如图1所示装置。向内置试管中滴入足量浓氨水,一段时间后,观察到酚酞溶液变为红色,此现象说明分子具有的性质是 。
⑵ 乙同学设计了如图2所示装置。向内置试管中滴入足量稀硫酸,与碳酸钠充分反应,
化学方程式为:H2SO4 + Na2CO3 == Na2SO4 + H2O + CO2↑。
①通过仔细观察,两条试纸发生的变化是 ,
②乙同学从课本实验中知道,二氧化碳和水本身都不能使石蕊变色,因此他认为以上实验现象验证的二氧化碳的性质依次是 。
③乙同学认为此装置还可以验证以下实验结论,请将实验操作填入下表:
实验结论 | 实验操作 |
①二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧 | |
②二氧化碳不能使紫色石蕊变色 | |