某化学兴趣小组的同学在对稀盐酸、氢氧化钠、碳酸钠的化学性质进行探究的过程中遇到"异常"现象。
现象一:向试管中加入2mL某浓度的氢氧化钠溶液,再滴入2~3滴酚酞溶液,氢氧化钠溶液变红色;然后振荡试管,发现红色消失。
【提出问题】红色为什么会消失?
【猜想】(1)氢氧化钠溶液的量少了;(2)酚酞溶液的量少了;(3) 。
【查阅资料】酚酞是一种弱有机酸,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的锟式结构;在碱性介质中很不稳定,它会慢慢地转化成无色羧酸盐。
【实验探究】根据上述"猜想"进行如下探究
(1)取4mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色消失;
(2)取2mL同浓度氢氧化钠溶液,滴入4~5滴酚酞溶液,振荡后红色消失;
(3)取2mL同浓度氢氧化钠溶液,加适量水稀释,滴入2~3滴酚酞溶液,振荡后红色没有消失。
结论:猜想 正确。
【继续实验】取一定体积的稀氢氧化钠溶液,滴入2~3滴酚酞溶液,逐滴加入一定浓度的稀盐酸直至红色消失,写出反应的化学方程式 。微观角度分析,该反应的实质是 。
现象二:向碳酸钠粉末中逐滴加入稀盐酸,立即产生气泡;而向碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸时,开始没有气泡,过一段时间后才有气泡产生。
【提出问题】碳酸钠溶液刚开始与稀盐酸是否发生了化学反应?
【实验探究】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入相同浓度的稀盐酸。
【收集证据】分别收集实验过程中不同阶段消耗盐酸的质量与生成CO 2的质量,得到两者之间的关系如图1、图2所示。(忽略CO 2在水中的溶解)
【合作交流】
(1)图1中A点时溶液中的溶质有 (填化学式);
(2)图2中从B点开始的变化关系与图1完全重合,据此我们可以判断碳酸钠溶液刚开始和稀盐酸确实发生了化学反应(如图OB段所示),请你写出该反应的化学方程式 。
【反思与评价】基于以上"异常"现象,你能提出的有价值的见解是 (任写一点)。
以下是有关氨气(NH 3)性质的趣味实验.
(1)如图圆底烧瓶中充满氨气,当挤压胶头滴管并打开止水夹时,烧杯中的水迅速进入烧瓶,形成"红色喷泉",推测氨气具有哪些性质?
(2)氨气与酸反应可生成铵盐.将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒接近(不接触),就有大量白烟产生,请解释白烟产生的原因.
氢氧化镁是一种重要的化工原料,某矿石由MgO、Fe 2O 3、CuO和SiO 2组成,用它制备氢氧化镁的流程示意图如图:
(1)请写出步骤一中发生反应的化学方程式: (任写一个)
(2)溶液A中所含的阳离子有 (填离子符号)
(3)已知:部分金属阳离子以氢氧化物形成沉淀时溶液的pH见表
沉淀物 |
Fe(OH) 3 |
Cu(OH) 2 |
Mg(OH) 2 |
开始沉淀 |
1.9 |
4.2 |
9.1 |
完全沉淀 |
3.2 |
6.7 |
11.1 |
步骤二中加入熟石灰,调节溶液的pH范围为
(4)3个步骤中均用到的操作是
(5)步骤三中生成产品的化学方程式为 。
梧州市某中学化学学习小组的同学,在进行电解水试验时发现他们的装置只有一端有气体产生,且溶液颜色逐渐加深.
对此异常现象,小吴同学认为是电源正负极接反了的原因.要证明小吴的猜想,应该进行的操作是 .经过修正,大家完成了电解水的实验.体验到"电解"这种新实验手段的威力后,大家意犹未尽,决定继续深入探究.
【探究活动一】
小吴将水换成食盐水进行电解,A、B两个试管都收集到气体.试管A收集到的是无色可燃性气体,则该气体是 气.
【问题与猜想】
试管B收集到的气体可能是什么呢?请你根据质量守恒定律进行大胆猜测,并将所有可能的属于单质气体的化学式填写在横线上 .
【实验与结论】
若小周用pH试纸测出电解后溶液的pH为12,说明该溶液呈 性,则电解食盐水的化学方程式为 .
【探究活动二】
小周将原装置的电极都改为铜片进行食盐水的电解,结果发现溶液颜色变蓝.
【问题与猜想】
为什么溶液会变蓝色?小施认为可能是铜片变成铜离子进入溶液中的原因.
【实验与结论】
小施取少量蓝色溶液放入试管中,滴入氢氧化钠溶液后,观察到 的现象,证明了自己的猜想正确.你还有其他证明溶液中含Cu 2+的方法吗?请写出你的方法和结论 .
【回顾与反思】
经过上述拓展探究实验,同学们学会了用身边的物质进行探究的方法,体验到了开拓思路大胆探究的乐趣,感受到了化学的神奇魅力,根据上述所进行的实验,请写出你还想探究的一个问题 .
科学兴趣小组在探究酸的性质时,做了如图实验:向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升盐酸,观察到黑色粉末很快溶解,并得到蓝绿色溶液,而向放有少量CuO粉末的试管中加入6毫升硫酸溶液,常温下无明显现象,为什么会产生这种差异呢?
【建立猜想】①两种酸溶液的pH不同。(注:pH相同,则单位体积溶液中H +数目相同)
②两种酸溶液中的 不同。
【实验过程】
实验次数 |
试剂 |
实验条件 |
实验现象 |
1 |
0.2克CuO粉末+6毫升pH=0的盐酸 |
常温 |
黑色粉末很快溶解,溶液呈蓝绿色 |
2 |
0.2克CuO粉末+6毫升pH=0的硫酸 |
常温 |
无明显现象 |
3 |
0.2克CuO粉末+6毫升pH=0的硫酸+0.35克NaCl |
常温 |
黑色粉末很快溶解。溶液呈蓝绿色 |
4 |
0.2克CuO粉末+6毫升pH=0的硫酸+0.35 |
常温 |
无明显现象 |
【实验结论】常温下,pH相同的盐酸和硫酸溶液于CuO反应现象出现差异的原因是由于 促进了反应的进行。
根据提供的实验装置回答问题。
(1)写出仪器名称:a为 ;b为
(2)实验室用B装置制取O2,发生反应的化学方程式为 。
(3)实验室制取CO2的发生和收集装置是 (填字母序号),CO2通过E装置可观察到的实验现象是 。小明在实验中用C装置收集到一瓶CO2,为了弄清其中道理,他采取的科学态度和方法是 (填数字序号)。
①置之不理 ②查阅资料 ③交流讨论 ④请教老师
(4)CO2能与NaOH发生反应。
[实验过程]检查装置气密性,如图2所示连接好装置,进行实验。
序号 |
操作步骤 |
实验现象 |
Ⅰ |
打开弹簧夹K1,关闭弹簧夹K2、K3、K4.将20mL水注入锥形瓶F中,关闭弹簧夹K1,振荡瓶F,打开弹簧夹K2 |
无明显现象 |
Ⅱ |
关闭弹簧夹K2,打开弹簧夹K4,将20mL NaOH溶液注入锥形瓶H中,关闭弹簧夹K4,振荡瓶H,打开弹簧夹K3 |
锥形瓶G中的热水剧烈沸腾 |
[实验分析]锥形瓶G在热水剧烈沸腾的原因是 。
[实验反思]有观点认为只需要进行实验操作Ⅱ,即可说明CO2与NaOH发生反应。你对该观点的看法是 (选填“赞同”或“不赞同”),理由是 。
某班学生在老师指导下探究铁与水蒸气的反应。
(1)按如图装好药品、连好装置(夹持仪器已略去)。其中A装置的作用是 。
(2)加热一段时间后,灰色铁粉逐渐变黑,吹泡器连续吹出气泡,且气泡向上飞起;用燃着的木条靠近气泡,能产生爆鸣。该气体燃烧的化学方程式为 。
(3)同学们讨论后认为:铁与水蒸气反应生成的固体是“铁的一种氧化物”,玻璃管内的黑色固体中还可能含有“过量的铁”。
【查阅资料】铁有三种氧化物(FeO、Fe2O3、Fe3O4),其中FeO接触到空气会立即由黑色变为红棕色,铁的三种氧化物都不与硫酸铜溶液反应
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
倒出玻璃管中黑色固体,平铺于白纸上 |
黑色固体不变色 |
黑色固体中一定没有 (填物质名称) |
取上述黑色固体少许,装入试管,加入足量 溶液 |
,且有红色固体出现 |
黑色固体中一定含有
|
【探究结论】铁与水蒸气发生置换反应,有关的化学方程式是
【拓展创新】同学们利用微型仪器“长柄V形玻璃管”改进了图甲装置,设计出图乙装置,并分别选用湿棉花、湿粉笔、芦荟叶、芭蕉茎、氢氧化镁、氢氧化铜等作为供水剂,实验都获得成功
①甲、乙装置相比,乙装置有很多优点,请你写一条:
②分析上述供水剂的供水原理,其中正确的是 (填字母)
A.疏松、多孔的物质,有良好的吸水性和保水性能
B.新鲜的富水植物,在受热时水分容易释放出来
C.本身不含水的固体物质,不能用作供水剂。
实验探究和证据推理是提升认知的重要手段。化学兴趣小组对"CO还原Fe 2O 3粉末"的实验进行探究:
Ⅰ探究CO与Fe 2O 3的反应产物(夹持仪器已略去)
【实验过程】步骤1 在通风橱中,按图Ⅰ连接装置并检验装置的气密性。
步骤2 装入试剂:玻璃管内装入Fe 2O 3粉末,试管Ⅰ中装入澄清石灰水。
步骤3 从a端通入CO一段时间,待 ,再点燃酒精灯。
【实验现象】反应一段时间后,玻璃管内粉末由 色变成黑色,生成的黑色固体均能被玻璃管上方的磁铁吸引。试管Ⅰ中出现白色沉淀(用化学反应方程式表示: )。
【查阅资料】铁粉、FeO、Fe 3O 4均为黑色固体;铁粉、Fe 3O 4均能被磁铁吸引。
【提出猜想】对磁铁吸引的黑色固体成分有以下三种猜想:
猜测Ⅰ:Fe; 猜测Ⅱ:Fe 3O 4; 猜测Ⅲ:Fe和Fe 3O 4
【实验验证】取少量反应后的黑色固体放入试管中,加入足量的硫酸铜溶液,振荡,充分反应后静置,观察到红色固体中混有黑色颗粒,说明 (填"猜想Ⅰ""猜想Ⅱ"或"猜想Ⅲ")是正确的。
【拓展研究】进一步查阅资料,发现CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)和氨水的混合液].因此可在装置Ⅰ后再连接下图装置Ⅱ,其目的是 ,装置Ⅰ、Ⅱ的连接顺序:b连接 (填"c"或"d")。
Ⅱ原料气CO的制备
方法一:加热MgCO 3、Zn的混合物可快速制备CO,同时还得到两种金属氧化物: 、 (填化学式)。
方法二:加热草酸晶体(H 2C 2O 4•2H 2O)制备CO:
H 2C 2O 4•2H 2O CO↑+CO 2↑+3H 2O
已知:常压下,草酸晶体的熔点为101℃.比较草酸晶体的熔点和分解温度,分析若选用图装置Ⅲ制备装置Ⅰ所需的CO,可能存在的问题是 。
兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化?
【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中,分别加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象如下:
液体名称 |
蒸馏水 |
碳酸氢钠溶液 |
碳酸钠溶液 |
氢氧化钠溶液 |
紫甘蓝汁液显示的颜色 |
蓝紫色 |
蓝色 |
绿色 |
黄色 |
查阅资料:
pH |
7.5~9 |
10~11.9 |
12~14 |
紫甘蓝汁液显示的颜色 |
蓝色 |
绿色 |
黄色 |
【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 。
【实验探究2】甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,此时溶液由 色变为 色。向其中加入稀盐酸,该反应的化学方程式为 。
乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是: 。
【得出结论2】从微观角度分析,该反应的实质是 。
【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。
【交流与反思】b点的溶质为 (写化学式),将图2和图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,c点的溶质 (写化学式)
【得出结论3】通过上述分析,碳酸钠和盐酸反应过程,可以依次用以下两个化学方程式表示: 、 。
【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化,可以认识反应的原理及进行的过程。
网传,84消毒液和粉状洁厕灵混合使用会产生有毒气体﹣氯气,这是真的吗?兴趣小组同学决定查阅资料并开展相关的验证实验.
(1)查阅后获知:这是真的,同时了解到氯气呈黄绿色,有毒,可溶于水,难溶于橄榄油,密度比空气大,能与水、碱溶液发生反应生成可溶性物质.
(2)在老师的指导下,同学们利用84消毒液和粉状洁厕灵混合制取氯气,请根据下列提供的仪器,选择并组装发生和收集装置,正确的连接顺序为 (用接口处字母填写).
(3)同学们将收集到的黄绿色气体通入到装有几只蚱蜢的集气瓶中,并进行观察,他们这么做的目的是为了验证 .
(4)为了探究处理多余氯气的方法,取两个相同的装满氯气的软塑料瓶,分别标上A和B,向A瓶中倒入一定量的氢氧化钠溶液,向B瓶中倒入等量的水,充分振荡后,若观察到 现象,说明氢氧化钠溶液吸收氯气的效果更好.
一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素,这是教科书上的一句话。小科对此进行了思考,并查阅资料,对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。
【查阅资料】钠常温下就能与水发生剧烈反应,反应方程式为:2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
【提出猜想】猜想一:金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成。
猜想二:金属钠和硫酸铜溶液反应,生成的沉淀只有氢氧化铜。
【实验及现象】切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中,有关产生沉淀的现象如表所示
实验编号 |
钠块大小 |
硫酸铜溶液 |
实验中产生沉淀的现象 |
① |
绿豆大小 |
稀溶液10mL |
产生蓝绿色沉淀 |
② |
绿豆大小 |
浓溶液10mL |
产生蓝色絮状沉淀 |
③ |
豌豆大小 |
稀溶液10mL |
产生蓝色絮状沉淀 |
④ |
豌豆大小 |
浓溶液10mL |
产生蓝色絮状沉淀,并出现黑色固体 |
小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。
【实验结论】(1)上述实验中均未观察到 色固体生成,由此判断猜想一错误。
(2)实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的,由此判断猜想二也错误。
【实验反思】
(1)实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是 。
(2)由上述实验可知,导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有 。
(3)为了用钠置换硫酸铜中的铜元素,小科设计了如下实验方案
方案一:把钠块和无水硫酸铜直接混合,在干燥的空气中加热。
方案二:把钠块和无水硫酸铜直接混合,隔绝空气加热。
请从两个方案中选出合理的方案,并说明理由。 。
将光亮镁条放入一定量的稀HCl中,产生大量气泡后出现灰白色固体.某同学对该现象作如下探究.
(一)产生气泡反应的化学方程式 .
(二)过滤、洗涤、一定温度下烘干得灰白色固体.对灰白色固体作如下猜测并进行实验:
【猜测】
灰白色固体可能是:①剩余的Mg;②MgCl 2晶体;③Mg和MgCl 2晶体.
【实验】
1.取灰白色固体样品,加入稀HCl,无气泡产生,则猜测 (选填序号)不成立.
2.称取等质量的灰白色固体和MgCl 2晶体分别放入同温、等量水中,灰白色固体不溶解而MgCl 2晶体全部 ,则猜测②不成立.
查阅资料:Mg与MgCl 2饱和溶液反应可生成灰白色碱式氯化镁[Mg x(OH) yCl z],其不溶于水,能与酸反应.
3.取一定量的灰白色固体,溶于稀硝酸,将所得溶液分成两等份.
①向一份溶液中滴加过量的NaOH溶液,生成了1.160gMg(OH) 2沉淀;
②向另一份溶液中滴加过量的AgNO 3溶液,生成了1.435g沉淀;
证明AgNO 3溶液过量的方法:静置,向上层清液中滴加 溶液,无现象.
【结论】x:z= ,所得碱式氯化镁的化学式为 .
利用如图1装置,小卫设计并实施了下列实验,(压强传感器用于测量抽滤瓶内压强变化:各数据均于同温下测定获得)
实验Ⅰ:再小试管中加入8mL溶质质量分数为3%的双氧水(ρ=1g/mL),在抽滤瓶中分别加入不同质量的MnO 2,使其反应并启动传感器,记录容器内压强变化于图2中。
实验Ⅱ:在抽滤瓶中加入0.1g MnO 2,在小试管中分别加入不同体积溶质质量分数为3%的双氧水,使其反应并启动传感器,记录容器内压强变化于图3中。
请根据以上实验回答下列问题:
(1)使容器内压强增大的反应的化学方程式: 。
(2)根据图2可发现,该实验条件下,30s内催化分解8mL溶质质量分数为3%的双氧水,MnO 2的最小用量为 g;
(3)根据图3可发现,0.1g MnO 2至少能快速催化分解 g过氧化氢;
(4)根据图2与图3可发现,MnO 2的用量总体上与O 2产量 (填"正相关"、"不相关"或"负相关"),根据图3还可发现,该试验中,O 2产量总体上与双氧水用量是 (填"正比"或"反比");
(5)下列因素中,与本实验所测数据的精确度有关的是
A. |
反应容器的气密性 |
B. |
称量MnO 2质量的精准度 |
C. |
量取双氧水体积的精准度。 |
莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验后,观察到有灰白色沉淀生成的"异常"现象,引起了他的兴趣,并进行了以下探究。
【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象。
【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:
实验组别 |
A |
B |
C |
D |
镁带长度 |
1cm |
2cm |
3cm |
4cm |
沉淀量 |
无沉淀生成 |
少量沉淀 |
沉淀较多 |
沉淀很多 |
【实验结论】并非偶然,据表分析, 是实验出现"异常"的主要因素。
【再次探究】该沉淀的成分
【猜想假设】猜想1:Mg;猜想2:MgCl 2
【实验Ⅱ】
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① |
取1g样品,加入足量 ,振荡 |
未见气泡 |
猜想1错误 |
② |
取1g样品,加入5mL蒸馏水,振荡 |
沉淀未溶解 |
猜想2错误 |
③ |
取1g MgCl 2固体,加5mL蒸馏水,振荡 |
固体全部溶解 |
【交流讨论】
(1)莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量,作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl 2 。
(2)从实验设计的角度讲,实验③的作用是 。
【深入探究】该沉淀的物质组成
【查阅资料】
灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁,它存在多种组成,化学式可表示为Mg x(OH) yCl z•nH 2O[即每份Mg x(OH) yCl z结合了n份H 2O],它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。
【实验Ⅲ】
洗去沉淀表面杂质并室温晾干,取其7.07g,用如图装置(夹持仪器未画出)按照正确的操作步骤进行实验,待反应停止后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,装置B的质量增加了2.34g。
【问题讨论】
(1)反应停止后,应继续通入N 2一段时间,目的是 。
(2)该沉淀中,镁、氯的离子个数比n(Mg 2+):n(Cl ﹣)= 。
(3)若沉淀Mg x(OH) yCl z•nH 2O中,n=5,则X、Y、Z的数值依次为 。
某化学兴趣小组同学往NaOH溶液中滴加无色酚酞溶液时,发现溶液变成红色,可是过了一会儿红色消失,重新恢复为无色。于是该小组在老师指导下对这一现象进行了探究。
【提出问题】
溶液的红色为什么会变成无色呢?
【猜想与假设】
猜想一:可能是所用的酚酞溶液变质了。
猜想二:可能是NaOH与空气中的CO2反应了。
猜想三:可能是酚酞与空气中的O2反应了。
猜想四:可能是与NaOH溶液浓度大小有关。
【讨论交流】
小组同学集体讨论后认为猜想一 (填“合理”或“不合理”),原因是 。
【查阅资料】
对于猜想二,大家认为是错误的。如果是NaOH与空气中的CO2反应了,就会生成Na2CO3•Na2CO3俗称纯碱,查阅资料得知Na2CO3溶液呈碱性,pH约为10~11.9,能使酚酞溶液变红,且红色不会消失。
【设计并实验】
(1)为了验证猜想三,小组同学先往如图装有NaOH溶液的试管中,从b处通入密度比空气大的稀有气体,将试管内的空气排尽。然后通过注射器滴入无色酚酞溶液,观察到溶液变成红色,过一会儿红色仍然
消失。则猜想三 。(填“正确”或“错误”)
(2)为了验证猜想四,小组同学继续进行实验探究,并得出了实验结论,请你帮助该小组完成下表。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
猜想四是正确的。红色褪去变成无色是因为NaOH溶液浓度过大造成的。 |
【拓展延伸】
小组同学百度“酚酞”得知,酚酞(以H2In表示)其实是一种极弱的酸,遇碱溶液变红的变化可表示为:H2In(无色) In2﹣(红色),据此信息写出H2In遇NaOH溶液变红的化学反应方程式 。
试题篮
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