小倩同学了解到:外国人把中国称为"China",在英文中与瓷器是同一个单词。"青花瓷"又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴(CoO)。
她查阅元素周期表发现钴[读音:gǔ]元素符号为Co,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。
【提出问题】
小倩同学产生疑问:为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢?
【寻求帮助】
(1)[咨询老师]得知:因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点(见图2),使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。
请你帮助小倩完成下列问题:
①钴元素在元素周期表中的原子序数为 ;一个钴原子比一个铁原子多一个 (填序号)。
A.中子 B.电子 C.质子 D.电子层
②铁原子与钴原子具有相同的 (填序号,下同)。元素的化学性质主要与原子的 有关,因此二者的化学性质相似。
A.核电荷数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数
③在化学反应中,金属钴和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,反应的化学方程式为 ;钴在氧气中燃烧生成Co 3O 4,化学方程式为 。
(2)[查阅资料]钴元素有着广泛的用途:钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快,钴酸锂(已知:化学式为LiCoO 2,锂元素化合价为+1)常用作手机电池的正极材料,其中钴元素的化合价为 。
【深入探讨】
[产生问题]既然钴与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质?
[设计并实验验证]
(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:
FeO FeCl 2 Fe(OH) 2
观察记录实验现象:氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加入,黑色固体逐渐溶解,溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐色。[查阅资料得知:原因是溶液中的Fe(OH) 2遇空气中的氧气生成Fe(OH) 3]
(2)同学们欲探究钴元素化合物的性质。设计并进行了如下实验:
CoO CoCl 2 Co(OH) 2
请你依据实验现象,完成下列问题:
Ⅰ.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,写出反应的化学方程式 。另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解,溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的 有关。
Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的 有关。
通过实验探究,同学们得出结论:铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
某“自加热食品”发热包的主要成分为生石灰、活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钠和氯化钙,其使用说明如图1:
某化学兴趣小组对发热包进行了如下探究。
探究Ⅰ:发热包的发热原理
将发热包中固体倒入烧杯中,加入适量水,发生剧烈反应,水很快沸腾。反应结束后,烧杯底部有大量固体,继续加水搅拌,过滤、洗涤、干燥,得到固体混合物。
(1)发热包中的某成分与水反应放出大量的热,该反应的化学方程式是 。
探究Ⅱ:固体混合物的成分
查阅资料:单质铝既能与盐酸反应又能与氢氧化钠溶液反应,并产生H2。
小组同学认为固体混合物的成分可能是:活性炭、铝粉、铁粉、碳酸钙和氢氧化钙。为进一步探究其成分,小组同学设计并进行如下实验:
(2)取少量固体于试管中,加水振荡,静置,滴入几滴酚酞溶液,溶液变为红色,证明固体中含有 。
(3)另取少量固体于锥形瓶中,逐渐加入稀盐酸至不再产生气泡为止(如图2),反应停止后瓶底有黑色固体剩余,溶液呈浅绿色。
①反应停止后,瓶底的黑色固体为 ,判断依据是 。
②当观察到 现象,证明固体中含有CaCO3。
③证明固体中含有铁粉的现象是 。
(4)设计实验方案证明固体混合物中含有铝粉。(可供选择的试剂:CuCl2溶液、稀盐酸、NaOH溶液)
某兴趣小组进行下列探究活动。
Ⅰ.基础实验:下列是制取和收集气体的部分装置。
(1)实验室用5%双氧水制取和收集氧气时,可选用的装置是 (填字母序号),写出该反应的化学方程式 。
(2)若用E装置收集二氧化碳,验满的方法是 。
(3)若用加热熟石灰和氯化铵固体混合物反应来生成氨气,应该选用的气体发生装置是 (填字母序号)。
Ⅱ.探究实验:对氨气的相关性质探究。
为了探究气体氨气(NH3)的某些性质,小张同学依次做了以下两组实验。
(4)根据实验b﹣3推理,NH3进入水中 (填“是”或“否”)发生了化学反应,推理的证据是 。
(5)根据以上两组实验得出的结论是 。
(6)下列物质中能用于干燥氨气的是 (填字母序号)。
A.无水硫酸铜
B.浓硫酸
C.碱石灰(CaO和NaOH固体混合物)
端午节是我国人民重要的传统节日之一。永州江永粽子远近闻名。制作粽子时常用到草木灰,已知草木灰的主要成分是碳酸钾,为探究碳酸钾的化学性质,某化学兴趣小组做了如下实验
请根据实验回答下列问题:
(1)A试管中溶液变红色,说明碳酸钾溶液呈 性。
(2)B试管中观察到的实验现象为 ,说明碳酸钾能与盐酸反应。
(3)C试管中有白色沉淀产生,请写出该反应的化学方程式 。
(4)实验结束后,同学们将三支试管中的所有物质倒入同一个洁净烧杯中,静置一段时间后,观察到烧杯底部有白色沉淀,上层为无色透明的溶液。
[提出问题]无色溶液中除酚酞外,还有哪些溶质?
[分析讨论]同学们对烧杯中出现的现象进行了分析与讨论,最后得出了一致结论。
[反思评价]无色溶液中一定含有的溶质是 (填化学式,下同),可能还有的溶质是 。
如图是实验室制取气体的常用装置:
(1)仪器甲的名称是 。
(2)若选B装置作为实验室制取氧气的发生装置,反应的化学方程式为: 。
(3)实验小组同学取一定浓度的盐酸和石灰石反应制取气体,反应的化学方程式为: 。将生成的气体通入澄清石灰水中,未见变浑浊。为探究其原因,小组同学讨论后作出如下探究:
[提出猜想]A.石灰水完全变质;B.气体中有挥发出来的HCl气体。
[实验探究]小组同学设计了如下实验来探究。请你帮助完成实验,填写表中空格:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
Ⅰ.取少量石灰水于试管中,并向试管中滴加几滴 试液,振荡 |
试液变红 |
石灰水未完全变质猜想A不成立 |
Ⅱ.将生成的气体通入硝酸银溶液中 |
|
气体中有HCl猜想B成立 |
写出步骤Ⅱ中反应的化学方程式 。
[拓展延伸]实验室用上述药品和装置制取并收集一瓶纯净干燥的二氧化碳气体,装置接口连接顺序为:a→ 。(按顺序填装置接口对应的字母,全对才得分)
(1)如图为实验室制取并收集气体的装置图,回答下列问题。
①a仪器的名称是 。
②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是 (填序号)。
③若用F装置收集并测量氧气的体积,应在 (填“d”或“e”)端连接量筒。
④实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ,用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止,制取时应将大理石放在 (填“b”或“c”)处。
(2)某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后,他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验,发现并没有铜生成,而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究:
【实验探究1】取一块绿豆大小的金属钠,放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中,发现金属钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球并四处游动,发出嘶嘶的响声,收集反应产生的气体,发现该气体能燃烧。
【实验探究2】在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液,产生蓝色絮状沉淀。
【实验探究3】将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。
【查阅资料】①钠在常温下能与水剧烈反应,生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。
【问题分析】①写出钠与水反应的化学方程式 ,点燃反应产生的气体前应该先 。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式 。
【实验结论】在金属活动性顺序中,活动性较强的金属 (填“一定”或“不一定”)能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
【反思与交流】钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是 。
(1)如图为实验室制取并收集气体的装置图,回答下列问题。
①a仪器的名称是 。
②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是 (填序号)。
③若用F装置收集并测量氧气的体积,应在 (填“d”或“e”)端连接量筒。
④实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ,用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止,制取时应将大理石放在 (填“b”或“c”)处。
(2)某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后,他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验,发现并没有铜生成,而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究:
[实验探究1]取一块绿豆大小的金属钠,放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中,发现金属钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球并四处游动,发出嘶嘶的响声,收集反应产生的气体,发现该气体能燃烧。
[实验探究2]在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液,产生蓝色絮状沉淀。
[实验探究3]将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。
[查阅资料]①钠在常温下能与水剧烈反应,生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。
[问题分析]①写出钠与水反应的化学方程式 ,点燃反应产生的气体前应该先 。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式 。
[实验结论]在金属活动性顺序中,活动性较强的金属 (填“一定”或“不一定”)能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
[反思与交流]钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是 。
实验是学习化学的一条重要途径,通过实验以及对实验现象的观察,记录和分析,可以验证物质的化学性质。小明为了参加化学学科实验操作考试,在实验室练习了两个鉴别类的实验:“鉴别盐酸,氢氧化钠溶液和蒸馏水”“鉴别氢氧化钠溶液、氢氧化钙的溶液”,请完成下列各题:
(1)小明只用无色酚酞试液也将三种物质鉴别出来了,实验过程如下。请完善表格中的相关内容:
操作步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
用A、B、C三只试管分别取三种待测液各5mL,分别滴入1﹣2滴无色酚酞试液,振荡 |
|
C是氢氧化钠溶液 |
将上面变色的溶液分成两份, |
A试管中无明显现象,B试管中观察到的现象是 |
A是蒸馏水,B是稀盐酸,请写出该步骤中发生反应的化学方程式 |
(2)小明又用吹气的方法鉴别出了氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。鉴别完毕,他将上述所有实验的废液全部倒入一个洁净的大烧杯中,得到无色溶液,请回答下列问题:
①该无色溶液中一定没有的阴离子 (填离子符号)。混合过程中一定会观察到的现象是 。
②该无色溶液中可能含有的溶质是 (填化学式)。为了检验可能存在的物质,小明取无色溶液约2mL,加入镁条,若无明显现象,则没有该物质;若观察到有气泡产生,则一定有该物质存在,请写出该反应的化学方程式 。
(3)根据小明的实验,你能得出盐酸的化学性质有 (用字母填空)。
A.能与碱反应
B.能与活泼金属反应
C.能与碳酸盐反应
D.能与金属氧化物反应
E.能使无色酚酞试液变色
某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液在酒精灯火焰上灼烧时,随着加热时间的持续,在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为:黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问,于是他们对FeCl3溶液加热,灼烧的变化进行了探究活动。
【查阅资料】
①酒精(C2H5OH)具有还原性,加热条件下能与Fe2O3反应;
②Fe与Fe3O4易被磁铁吸引,FeO是一种黑色固体,不能被磁铁吸引。
【实验一】
将大约20mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发,沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。
由此得出结论:
①FeCl3溶液呈黄绿色是因为溶液中含有 (用离子符号表示)。
②加热饱和FeCl3溶液时,FeCl3易与水反应生成红褐色固体和盐酸,反应的化学方程式为 。
③由实验可知:FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式 (填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。
【实验二】
将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧,颜色由红褐色变为红棕色,此过程发生分解反应:2Fe(OH)3 +3H2O。
【实验三】
同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究:联系酒精的可燃性、还原性等相关性质,对黑色物质的成分提出了猜想,经讨论认为,可能是C、Fe、FeO、Fe3O4四种物质中的一种或几种。
为了测定黑色物质的成分,收集黑色物质,进行了如下表实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取黑色粉末,用磁铁吸引,观察现象 |
黑色粉末全部被磁铁吸引 |
黑色粉末中不含的物质是 |
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸,充分反应,观察现象 |
固体逐渐溶解,但无气泡产生 |
综合①②实验现象判断,此黑色物质成分是 |
做酸碱实验时,小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中(如图),发现一直无明显现象,突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程,过程如下:(已知BaCl2溶液呈中性)
【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量
【实验设计】
步骤一:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞试液,溶液不变色,得出猜想①错误。
步骤二:继续探究
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
Ⅰ |
重新取样,滴加少量AgNO3溶液 |
白色沉淀 |
猜想②正确 |
Ⅱ |
重新取样,滴加足量Na2CO3溶液 |
|
猜想②正确 |
白色沉淀 |
猜想③正确 |
(1)对方案Ⅰ的结论进行评价: 。
(2)表格空白处的实验现象是: 。
【表达交流】为确定猜想②是否正确,还可以选择的试剂有 。
A.紫色石蕊试液 B.铜片 C.铁锈
增氧剂可用于给鱼池增氧,某化学兴趣小组对某种增氧剂的增氧原理进行实验探究。
【查阅资料】该增氧剂的主要成分是过碳酸钠,过碳酸钠是一种白色晶体,化学式可以表示为2Na 2CO 3•3H 2O 2。过氧化氢溶液常温较稳定,能缓慢分解,受热容易分解。
【提出问题】增氧剂真的能增氧吗?
【初次探究】取少量增氧剂于试管中,加入足量蒸馏水,观察到固体完全溶解,形成无色溶液,无气泡产生;加热,产生大量气泡。
【作出猜想】该兴趣小组结合资料和实验现象推测增氧剂溶于水后生成Na 2CO 3和H 2O 2。
【再次探究】该兴趣小组进行如表实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
(1) |
另取少量增氧剂于试管中,加入足量蒸馏水,待其完全溶解,再加入 ,将带火星的木条伸入试管内 |
|
溶液中含有H 2O 2。该操作中H 2O 2参与反应的化学方程式为 |
(2) |
待步骤(1)完全反应后,将所得物质过滤,取少量滤液于另一支试管中,加入 |
产生白色沉淀 |
溶液中含有Na 2CO 3 |
【得出结论】该增氧剂的增氧原理为 。
【评价反思】该增氧剂的保存方法为 。
除H2、CO能还原氧化铜外,CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如:加热时,CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O.某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略),分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
(1)将CH4气体按如图所示装置进行规范实验,可观察到的实验现象有 (填序号);
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
(2)气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成,同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊,可证明气体X中含有 ;
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象,得出气体X中含有H2的结论,请对此结论作出评价,并说明理由 ;
【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
(3)将某火箭燃料X通过如图所示装置,观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质;B装置中的固体由白色变蓝色,C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物,其相对分子质量为32.根据现象及信息推断并写出:A装置中发生反应的化学方程式为 。
某兴趣小组对“稀盐酸与石灰石是否恰好完全反应”展开了系列实验(稀盐酸与石灰石中杂质不反应)。
【实验操作】取一块状石灰石于试管中,往试管中加入5毫升稀盐酸。
【实验现象】①开始时固体表面有大量气泡;②反应停止后,试管底部有块状固体残留、固体表面无气泡;③试管内溶液无色。
【初步分析】(1)反应停止后,某同学根据上述实验现象进行初步判断,得出了石灰石没有反应完的结论。支持该同学得出这一结论的依据是 (填上述实验现象的序号)。
【小组讨论】大家讨论后认为,要判断是否恰好完全反应,可以从液体和固体两条途径进行探究:一是探究残留液体中是否还有盐酸;二是探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。
【继续探究】(2)对原残留液体是否还有盐酸的探究,有同学取原残留液体,滴加AgNO3溶液、产生白色沉淀,再滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是根据这一现象,得出了原残留液体中存在盐酸的结论。但小金认为根据这一现象是不能得出原残留液中存在盐酸的结论,小金的理由是 。
(3)探究原残留液体中是否还有盐酸,真正需要检验的离子是 。
(4)探究残留块状固体中是否还有碳酸钙。小丽取原残留块状固体用水洗净后加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,出现了 澄清石灰水变浑浊 的现象,于是得出残留块状固体中还存在碳酸钙。
【实验结论】在原反应结束时,稀盐酸与石灰石没有恰好完全反应,石灰石中碳酸钙有剩余。
同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行实验探究。请参与探究并回答下列问题。
[探究目的]二氧化碳溶于水是否与水反应
[探究思路]
(1)判断物质间是否发生化学反应的根本依据是 ,观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有 ;
(2)CO2溶于水无明显现象, (填“能”或“不能”)用观察的方法判断是否发生反应;
(3)“实验”的方法探究物质间是否反应的实验设计依据是:生成物和反应物的性质差异。
[提出猜想]
猜想一:二氧化碳溶于水不与水反应;
猜想二: 。
[实验设计]用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验:
序号 |
实验设计 |
① |
向第一朵纸花喷稀醋酸 |
② |
? |
③ |
将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中 |
④ |
将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中 |
(1)“实验设计①”中的稀醋酸还可用 (填物质名称)代替;
(2)“实验设计②”的具体内容是 ;
(3)“实验设计③”的目的是 。
[进行实验]观察记录实验现象,进行实验探究。
[实验结论]猜想二成立,支持猜想二成立的实验现象是 。
[反思交流]
(1)实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有 (填字母序号);
A.设计对比实验
B.控制实验条件
C.获取事实证据
D.逻辑推理判断
(2)将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中没有明显实验现象,判断两者混合是否发生化学反应的具体方法是 (任写1条)。
某化学兴趣小组在探究氢氧化钠的化学性质时,将二氧化碳通入盛有氢氧化钠溶液的大试管中,如图所示,结果同学们没有观察到明显现象,于是他们展开了如下探究。
探究一:二氧化碳是否与氢氧化钠溶液发生了化学反应?
取少量大试管中的液体,滴加足量的稀盐酸,观察到 ,证明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
探究二:反应后大试管中溶液所含溶质的成分是什么?
[查阅资料]
1、CO2与碳酸钠溶液反应:Na2CO3+CO2+H2O═2NaHCO3
2、NaHCO3溶液呈碱性,能与NaOH反应,且与澄清石灰水反应生成白色沉淀
3、BaC12溶液呈中性,与Na2CO3反应生成白色沉淀,与NaHCO3不发生反应
小组成员经过分析讨论,一致认为溶质的成分为Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种成几种。
[猜想假设]
猜想一:NaOH、Na2CO3
猜想二:Na2CO3
猜想三:
猜想四:NaHCO3
[实验探究]
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
① |
取一定量大试管中的溶液于试管中,加入足量的BaCl2溶液 |
产生白色沉 |
② |
过滤 |
/ |
③ |
取一定量的滤液于试管中,加入澄清石灰水 |
没有明显现象 |
④ |
取一定量的滤液于另一支试管中,滴加适量酚酞溶液 |
|
[实验结论]
根据观察到的实验现象得出猜想 成立。
[实验反思]
化学反应是否发生,可以借助反应过程中伴随的实验现象来判断:也可以借生成物的性质来判断。
试题篮
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