某化学研究性学习小组的同学做了如右图所示的探究实验.实验发现CO与CuO加热后黑色粉末变成红色粉末.请你参与该小组的研究过程并完成相关任务:
【研究课题】探究红色粉末的主要成分
【查阅资料】
(1)有关物质的颜色:
Cu粉末:红色;CuO粉末:黑色;
Cu2O粉末:红色.
(2)CuO和Cu2O都能和稀硫酸发生反应,化学方程式为:CuO十H2SO4=CuSO4+H2O;Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【猜想与实验】
(1)如果硬质玻璃管内红色粉末为一种物质,请猜想它的成分,并设计简单的实验证明你的猜测.
(2)如果硬质玻璃管内红色粉末为两种物质的混合物,要确定粉末中两种物质的质量分数,还需要通过有关数据计算进行判断.下列数据不可作为计算依据的是:( )
A.反应前CuO粉末的质量,B.硬质玻璃管中固体物质减少的质量
C.通入CO的质量,D.反应后固体混合物的总质量.
【研究课题】探究红色粉末的主要成分
【查阅资料】
(1)有关物质的颜色:
Cu粉末:红色;CuO粉末:黑色;
Cu2O粉末:红色.
(2)CuO和Cu2O都能和稀硫酸发生反应,化学方程式为:CuO十H2SO4=CuSO4+H2O;Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
【猜想与实验】
(1)如果硬质玻璃管内红色粉末为一种物质,请猜想它的成分,并设计简单的实验证明你的猜测.
| 猜想 | 简单实验方案 | 现象 | CO和CuO反应的化学方程式 |
A.反应前CuO粉末的质量,B.硬质玻璃管中固体物质减少的质量
C.通入CO的质量,D.反应后固体混合物的总质量.
“在学校的元旦联欢会上,某同学表演了‘水能生火’的魔术.他向包有过氧化钠(Na2O2)粉末的脱脂棉上滴水,脱脂棉燃烧起来.”
小颖看到这段话后非常感兴趣,她和同学们一起对该问题进行了一系列的探究.
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质?为什么脱脂棉会燃烧?
[猜 想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示
[实验探究]
实验一:探究反应后生成的气体是什么?
(1)打开如图装置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃.说明生成的气体是______;
(2)实验中,还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出,请解释产生该现象的原因:______.
实验二:探究反应后生成的另一种物质是什么?
(1)小明猜想另一种物质是Na2CO3,小军认为不可能.为了证实小军的看法,请你设计
一个证明CO32-不存在的实验:
(2)小军取反应后所得的溶液于试管中,滴入无色酚酞试液,发现试管中的溶液变成红色,说明反应后所得的溶液呈______性;
[表 达]小军根据实验探究的结果,写出了过氧化钠和水反应的化学方程式为______.
[发现问题]小娟发现在小军的实验中,试管中的溶液变成红色后,一会儿又变成无色.
[深入探究]实验三:探究滴入无色酚酞试液后,变成红色的溶液为什么会褪色?
小娟经查阅资料,设计了如下实验方案,并将有关现象记录在下表中.
(1)根据小娟的实验探究,过氧化钠和水反应除了小军写出的反应外还存在另一个反应,其化学方程式为______.
(2)综合分析上述实验,猜想使变红的酚酞褪色的物质是______,请你用实验1所得的溶液,设计一个简单实验证明你的猜想______.
(3)根据实验3测得的气体体积说明了______.
[反思与评价]根据小娟的实验探究方案,请你再提出一个需要探究的问题______.
小颖看到这段话后非常感兴趣,她和同学们一起对该问题进行了一系列的探究.
[提出问题]过氧化钠与水反应生成了什么物质?为什么脱脂棉会燃烧?
[猜 想]①可能有一种气体和另一种物质生成
②反应过程中可能有能量变化
[设计装置]如图所示
[实验探究]
实验一:探究反应后生成的气体是什么?
(1)打开如图装置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃.说明生成的气体是______;
(2)实验中,还观察到伸入烧杯中的导管口有气泡冒出,请解释产生该现象的原因:______.
实验二:探究反应后生成的另一种物质是什么?
(1)小明猜想另一种物质是Na2CO3,小军认为不可能.为了证实小军的看法,请你设计
一个证明CO32-不存在的实验:
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
______ | ______ | 生成物中没有CO32- |
[表 达]小军根据实验探究的结果,写出了过氧化钠和水反应的化学方程式为______.
[发现问题]小娟发现在小军的实验中,试管中的溶液变成红色后,一会儿又变成无色.
[深入探究]实验三:探究滴入无色酚酞试液后,变成红色的溶液为什么会褪色?
小娟经查阅资料,设计了如下实验方案,并将有关现象记录在下表中.
| 实验序号 | 实验方案 | 实验现象 |
| 1 | 将水滴入盛有过氧化钠固体的试管中,配制成溶液,用带火星的木条检验生成的气体 | 反应激烈,有大量气体产生,并能使木条复燃 |
| 2 | 取三份实验1所得溶液分装于三支试管中是进行如下实验: ①第一份中加入紫色石蕊试液 ②第二份中加入无色酚酞试液 ③第三份中先加水再加入无色酚酞试液 | ①溶液变蓝且长时间不褪色 ②溶液显红色,半分钟内褪色 ③溶液显红色,半分钟内褪色 |
| 3 | ①称取3.9g过氧化钠固体,逐滴加入约50mL水. ②待不再产生气体,10min以后,加入用小纸片包好的MnO2,迅速塞紧双孔塞,轻轻摇动反应器,纸包自动散开,MnO2与溶液开始接触. | ①测得氧气体积为185mL左右 ②又产生大量氧气,至反应完全以后,又测得产生了374mL氧气(两次测定条件均相同) |
(2)综合分析上述实验,猜想使变红的酚酞褪色的物质是______,请你用实验1所得的溶液,设计一个简单实验证明你的猜想______.
(3)根据实验3测得的气体体积说明了______.
[反思与评价]根据小娟的实验探究方案,请你再提出一个需要探究的问题______.
钢铁工业是国家工业的基础.2008年我国粗钢产量近5亿吨,居世界首位,某中学社会实践活动小组利用假期对当地钢铁厂进行了调研,对从矿石开始到钢铁产出的工艺流程有了全面的感性认识.请你回答下列社会实践活动小组感兴趣的问题:
(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3.现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?(保留两位小数)
(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到1g白色沉淀.
①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀H2SO4中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2gH2的体积为22.4L)
请根据表中数据计算稀硫酸中H2SO4的质量分数.
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)
0 76193 76201 76207 76211 76217 76219 76223 76229 76231 76237 76243 76247 76249 76253 76259 76261 76267 76271 76273 76277 76279 76283 76285 76287 76288 76289 76291 76292 76293 76295 76297 76301 76303 76307 76309 76313 76319 76321 76327 76331 76333 76337 76343 76349 76351 76357 76361 76363 76369 76373 76379 76387 211419
(1)将6.62g铁矿石样品投入适量的盐酸中(充分反应),过滤,然后在滤液中加过量的NaOH 溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧得4.80g Fe2O3.现以该铁矿石为原料炼铁,若生产过程中铁元素损失4%,计算每生产1.00t生铁(含铁96%),至少需要这种铁矿石多少吨?(保留两位小数)
(2)取某钢样粉末28.12g(假设只含Fe和C),在氧气流中充分反应,将产生的气体通入足量的澄清石灰水中,得到1g白色沉淀.
①计算此钢样粉末中铁和碳的质量之比.
②再取三份不同质量的钢样粉末分别加到50g质量分数相同的稀H2SO4中,充分反应后,测得的实验数据如下表所示:(标准状况下,2gH2的体积为22.4L)
| 实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
| 加入钢样粉末的质量/g | 2.812 | 5.624 | 8.436 |
| 生成气体的体积/L(标准状况) | 1.120 | 2.240 | 2.800 |
③若在实验Ⅱ中继续加入mg钢样粉末,计算反应结束后剩余的固体质量为多少?(用含m的代数式表示)