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 。
某化学探究小组欲制取少量氢氧化钠溶液.他们把饱和石灰水加入盛有碳酸钠溶液的烧杯中,经充分搅拌、过滤,得到样品溶液.
(1)写出反应的化学方程式: ;
(2)小组同学对得到的样品溶液是否为纯净的氢氧化钠溶液产生怀疑,决定对其溶质成份进行探究.
【提出猜想】
猜想一:只含氢氧化钠
猜想二:含有氢氧化钠、氢氧化钙
猜想三:含有氢氧化钠、碳酸钠
【实验探究】小组同学发现,只要用反应物(饱和石灰水和碳酸铵溶液)就可以验证猜想.他们取少量样品溶液进行下列实验:
实验操作 |
实现现象 |
实验结论 |
① X是 |
|
猜想二不正确 |
② Y是 |
|
猜想三正确 |
【交流讨论】甲同学认为要验证猜想二不正确,也可往样品溶液中通入 ;受该同学的启发,小组同学认为要验证猜想三正确,也可以在样品溶液中滴加盐酸.
【实验评价】乙同学往样品溶液中滴入盐酸,刚开始没有观察到明显现象,试分析原因 .
某化学兴趣小组的同学,通过咨询老师准备用亚硫酸钠溶液与浓硫酸反应来制备一定量的SO2 (Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O)。老师给他们提供了一瓶亚硫酸钠溶液并告知该瓶溶液放置时间可能较长,不知是否变质。兴趣小组的同学分成甲、乙两小组对该瓶亚硫酸钠溶液成分进行实验探究。
【提出问题】①该瓶溶液中溶质的成分是什么?
②该瓶溶液中亚硫酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】
(1)Na2SO3有较强还原性,在空气中易被氧气氧化:2Na2SO3+O2═2Na2SO4;
(2)Na2SO3能与酸反应产生SO2气体;
(3)SO32﹣、SO42﹣均能与Ba2+反应产生白色沉淀,BaSO3可溶于稀盐酸。
【作出猜想】
猜想1:没有变质,成分是Na2SO3;
猜想2:完全变质,成分是Na2SO4;
你认为还可能有的猜想3 。
【实验探究Ⅰ】甲、乙两组分别进行实验探究溶液是否变质:
小组 |
实验操作 |
现象 |
结论 |
甲组 |
取少量样品于试管中加入过量稀盐酸; |
产生气泡 |
没有变质,还是Na2SO3 |
乙组 |
取少量样品于试管中加入氯化钡溶液,再加入足量稀盐酸。 |
|
已部分变质 |
【评价】有同学质疑甲组方案不合理,理由是 。
【实验探究Ⅱ】
甲组设计如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。(注:空气中二氧化碳的影响忽略不计)
(1)连好装置并检查装置气密性,在锥形瓶中放入126g该样品;
(2)实验前称量C装置的质量;
(3)关闭活塞K,用注射器推入浓硫酸至不再产生气泡;
(4)打开活塞K,缓缓鼓入一定量的氮气,关闭活塞K;
(5)再次称量C装置的质量发现比反应前增重6.4g
由此,计算出该溶液中Na2SO3的质量分数为 ;
【解释】若没有进行第4步操作,则测得亚硫酸钠溶液的溶质质量分数比实际的 (填“偏小”或“偏大”)。
乙组仍使用第一次实验的原理,进行如下实验测定Na2SO3溶液的溶质质量分数。
第一步:称取试样ag;
第二步:在溶液中加入过量氯化钡溶液和足量稀盐酸;
第三步:过滤、洗涤、烘干沉淀;
第四步:称量沉淀的质量为bg;
第五步:计算溶液中Na2SO3的溶质质量分数。
试完成下列问题:
(1)加入氯化钡溶液过量的目的是 。
(2)第三步操作要洗涤沉淀的原因是 。
【反思】由此可得出,保存亚硫酸钠时应 。
有一黑色粉末物质可能由氧化铜、木炭、二氧化锰中的两种或三种组成。某兴趣小组对该粉末的成分进行了如下探究和验证。
【提出问题】该黑色粉末含有哪些成分?
【做出猜想】大家认为黑色粉末的组成共有下面四种可能:
猜想1:木炭和氧化铜;
猜想2:木炭和二氧化锰;
猜想3: ;
猜想4:氧化铜、木炭、二氧化锰。
【查阅资料】1.常温下碳、氧化铜、稀硫酸均不与二氧化锰反应;
2.MnO 2不能燃烧。
【探究验证】
步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
理由 |
(1) |
取少量黑色粉末放入试管,加入足量的稀硫酸,振荡 |
黑色粉末部分溶解 |
相关反应方程式
|
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(2) |
将(1)反应后的物质过滤,干燥,取一部分滤渣放入横口试管中加强热,并不断鼓入空气 |
有火星产生 |
原混合物中含有
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(3) |
①将(2)所得另一部分滤渣加入5%的过氧化氢溶液 |
有大量能使带火星的木条复燃的气体产生 |
原混合物中含有
|
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②向(2)所得滤液中加入5%的过氧化氢溶液 |
有大量能使带火星的木条复燃的气体产生 |
|
【结论】上述猜想中正确的是 。
I.下图为实验室制取并收集氧气的部分装置图,据图回答:
(1)写出编号a的仪器名称 。
(2)若用B装置制取O2,写出对应的化学反应方程式 。
(3)若用D(装满水)收集O2,则气体应从 (填“b”或“c”)端导入。
Ⅱ.小军同学在实验室帮老师整理药品时发现NaOH溶液试剂瓶口有一些白色固体,于是产生好奇心:这白色固体是什么?他为此进行了如下探究。
[查阅资料]①NaOH在空气中变质不会生成 NaHCO3;
②CO2不溶解于饱和NaHCO3溶液中,也不与NaHCO3反应;
③Fe(OH)3呈红褐色,难溶于水;BaCl2溶液呈中性。
[提出猜想]猜想一:是NaOH 猜想二:是Na2CO3 猜想三: 。
[实验探究]小军进行了下列实验探究
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量白色固体于试管中,加水溶解,再加入足量BaCl2溶液 |
产生白色沉淀 |
猜想二正确 |
②过滤,在滤液中加入FeCl3溶液 |
无红褐色沉淀生成 |
[问题分析]实验操作①中加入足量BaCl2溶液的作用是 ,实验操作②还有其他实验方案吗?如有,请写出一种实验方案(必须指明试剂和现象) 。
为了提高实验结论的准确性,小军又设计了如图2所示的实验对该白色固体的性质进行进一步探究:
[实验现象]A中有大量气泡产生,C中实验现象是 。
[实验结论]白色固体是Na2CO3。
[分析与反思]小军在与老师进行交流后得知,自己所设计的实验存在一定的缺陷,他对自己实验中存在的问题进行了反思:装置B中也能产生CO2.写出装置B中产生CO2的化学反应方程式: 。改进措施:将浓盐酸换为稀盐酸。
生石灰常用作食品干燥剂,其包装上除了表明主要成分为生石灰外,还提醒了人们注意不可食用、不可浸水、不可开袋、儿童勿喷。甲、乙两同学想知道刚从食品袋中取出的生石灰的成分,进行了如下探究:
【提出问题】生石灰干燥剂中含有哪些物质?
【猜想与假设】猜想Ⅰ.含有氧化钙[CaO]、氢氧化钙[Ca(OH)2];
猜想Ⅱ.含有氧化钙[CaO]、碳酸钙[CaCO3];
猜想Ⅲ.含有含有氧化钙[CaO]、氢氧化钙[Ca(OH)2]、碳酸钙[CaCO3]。
【活动与探究】甲、乙两同学为了验证猜想,进行如下实验。
甲同学实验:取少量样品于试管中,加入适量的水充分反应后,再滴加几滴无色酚酞试液,可观察到溶液呈红色。
乙同学实验:取少量样品于试管中,加入足量的稀盐酸,有无色无味气体产生,该气体能使澄清石灰水变浑浊。
【结论与反思】(1)猜想 错误。(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)
(2)甲同学实验中发生的反应的方程式: ,溶液变红色的原因: 。
(3)乙同学检验气体的方程式: 。
(4)乙同学认为甲同学的实验是多余的,因为: 。
【拓展应用】甲、乙最终无法确定该生石灰干燥剂的成分,实验失败,丙同学认为可以通过定量实验来确定,在定量实验时,一定要用到的实验操作是: 。
向Na2CO3溶液中加入一定量MgCl2溶液,出现白色沉淀。某同学经过过滤、洗涤、低温烘干得白色固体,并进行如下探究:
【猜测】白色固体可能是:①MgCO3;②Mg(OH)2;③ 。
【资料】MgCO3、Mg(OH)2加热易分解,生成对应的两种氧化物。
【实验1】
(1)取适量白色固体,充分加热,将产生的气体通过装有无水硫酸铜的U形管,观察到现象为 ,则猜测①不成立。
(2)另取适量白色固体于试管中,加入 ,产生大量气泡,则猜测②不成立。有同学查阅资料得知上述固体应为碱式碳酸镁[aMgCO3•bMg(OH)2•4H2O],其不溶于水,加热易分解,工业上常用作阻燃剂。
【实验2】
(3)为进一步确定白色固体的组成,该同学取适量白色固体,充分加热至质量不再改变,并使产生的气体全部缓缓通过如图所示装置,测定生成气体的质量。
实验中浓硫酸的作用 ,浓NaOH溶液的作用 。
实验数据:
①加热后剩余固体质量2.0g:②浓硫酸增重0.9g:③浓NaOH溶液增重1.76g。则a:b= 。
【拓展】
(4)如果将甲、乙装置顺序颠倒,则a:b的值会 (填“变大”、“变小”或“不确定”)。
(5)写出该碱式碳酸镁受热分解的化学方程式 。
(6)工业上用碱式碳酸镁作阻燃剂,其可能的原因有:①分解时吸热,降低了燃烧物的温度;②生成的二氧化碳、水等非可燃性气体,稀释了可燃物周围的氧气浓度;③ 。
酸碱中和反应是初中阶段重要的一类反应,请你一起参与探究。
【实验探究Ⅰ】在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加50mL一定浓度的盐酸,并用玻璃棒搅拌,观察到溶液的温度 ,由此现象小李同学得出两者能发生反应的结论。通过查阅相关资料后,小张同学发现此结论不够严谨,设计了下列3个对比实验:
①50mL一定浓度的盐酸与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
②50mL一定浓度的氢氧化钠溶液与50mL蒸馏水混合,测量溶液温度的变化。
③50mL一定浓度的盐酸与50mL一定浓度的氢氧化钠溶液混合,测量溶液温度的变化。
用数字化实验技术测得3个实验,溶液温度随时间变化的关系如图所示。
(1)由图可知,盐酸、氢氧化钠溶液稀释时均 (填“放热”或“吸热”),但它们稀释时温度的变化量远 两溶液混合时温度的变化量。
(2)从微观角度分析,此中和反应的温度变化主要是由于 (填离子符号)两种离子发生反应放出热量的缘故。
[实验探究Ⅱ]
(1)在50mL一定浓度的氢氧化钠溶液中滴加2~3滴酚酞试液,再逐滴加入一定浓度的盐酸,并用玻璃棒搅拌,溶液颜色由红色刚好变为无色时,可说明两者发生了反应。该反应的化学方程式为 。
(2)取一定量反应后的无色溶液加热蒸发,在蒸发的过程中,“意外”发现溶液由无色又变成红色。同学们对红色溶液中溶质的成分(酚酞除外)进行再探究。
查阅资料:酚酞在pH<8.2的溶液中呈无色,在8.2<pH<14的溶液中呈红色。
作出猜想:猜想一:NaCl
猜想二:NaCl、NaOH
猜想三:NaCl、NaOH和Na2CO3
同学们讨论后一致认为猜想 是错误的,理由是 。
实验验证:取样,滴加 ,无气泡产生,猜想三错误。
原因分析:反应后无色溶液中仍存在少量NaOH,加热蒸发,当溶液的pH在 范围内,溶液的颜色变红。
总结反思:向某碱性溶液中滴加2~3滴无色酚酞试液,振荡后溶液的颜色 (填“一定”或“不一定”)变红。
饮水安全是脱贫攻坚“两不愁、三保障、安全”的重要内容和指标,关乎百姓生命健康,必须对天然水进行净化达标后才能饮用。
(1)在净化水的过程中常用 来吸附水中的色素和异味,用二氧化氯(ClO2)消毒杀菌,二氧化氯中氯元素的化合价为 。
(2)某同学在使用“除垢剂”去除热水瓶中的水垢时,发现有气泡产生。根据水垢的主要成分含有碳酸钙等物质,猜想到“除垢剂”的有效成分中可能含有酸。于是,他分别设计了在家庭中和实验室用两类不同物质且产生两种不同现象的实验方案验证自己的猜想,请完成实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
家庭中:取适量“除垢剂”于瓷碗中,向其中加入 。 |
|
“除垢剂”的有效成分中一定含有酸。 |
实验室:取适量“除垢剂”于试管中,向其中加入 。 |
|
根据实验结论,得出使用“除垢剂”时的注意事项有 (写一条)。
某实验小组将少量氢化钙(CaH2)溶于水,形成了无色透明的溶液,再向其中加入碳酸钠溶液,有沉淀产生,经过滤后得到滤渣和滤液。然后进行了滤渣验证和滤液溶质成分的探究。
(1)[查阅资料]氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气,写出该反应的化学方程式 。
(2)[交流验证]滤渣只能是碳酸钙,用盐酸验证此滤渣的化学方程式为 。
(3)[提出问题]滤液中溶质的成分是什么?
(4)[猜想假设]猜想一:NaOH
猜想二:NaOH和Na2CO3
猜想三:NaOH和
猜想四:NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2
(5)[讨论分析]经过讨论认为最不合理的是猜想 ,原因是 。
(6)[实验与结论]
实验步骤 |
现象 |
结论 |
步骤Ⅰ:取少量滤液,向其中加入足量盐酸溶液 |
|
猜想二不成立 |
步骤Ⅱ:另取少量滤液,向其中滴入适量Na2CO3溶液 |
产生白色沉淀 |
猜想 成立 |
(7)[拓展延伸]在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑 。
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 。
西藏芒康县通过晾晒盐井水提取粗盐的生产方式历史悠久。粗盐溶液过滤后仍含有多种可溶性杂质(氯化镁、氯化钙、硫酸钠等)。某化学拓展实验小组欲探究粗盐样品中可溶性杂质的成分,设计了如图所示的实验流程:
[实验分析]
(1)步骤①中加入适量氢氧化钠溶液的目的是 。
(2)步骤③的白色沉淀是 (填化学式)。
(3)乙同学认为步骤③中不需要加入足量稀盐酸,你是否同意他的观点? (填“同意”或“不同意”),请说明原因 。
(4)根据以上实验信息,实验小组得出结论:此粗盐样品中含有的杂质是 。
某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主,其它成分对实验无干扰),开展了以下探究活动。
【提出问题】锡纸中的金属是什么?
【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽,并结合金属活动性、价格等因素,猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。
【探究过程】
步骤 |
活动内容 |
收集证据 |
分析并得出结论 |
步骤一 |
①查阅资料:金属锌在室温下很脆 |
锡纸未破损 |
锡纸中金属不是锌 |
②取锡纸反复折叠 |
|||
步骤二 |
用磁铁靠近锡纸 |
锡纸没有被磁铁吸引 |
锡纸中金属不是 |
步骤三 |
①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到 现象时,取出锡纸条并用蒸馏水清洗。 ②将处理过的锡纸条放入试管中,加入饱和硫酸锌溶液,静置观察。 |
②中锡纸条表面无明显现象 |
说明锡纸中的金属活动性比锌弱,则锡纸中金属不是铝,而是锡。 |
【交流评价】
小科对实验结论提出质疑:“无明显现象”并不代表没有发生反应,因为铝与硫酸锌反应[2Al+3ZnSO4=3Zn+Al2(SO4)3]生成的金属锌为银白色,与铝颜色相同,因此无法得出结论。请在不改变反应原理的前提下运用定量方法完善实验方案,并根据预期结果得出相应结论: ;
。
【继续探究】运用完善后的方案进行实验,分析实验结果,得出初步结论:锡纸中金属是铝。
实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe 2O 3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
[提出猜想]甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。
[设计实验]
方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。
方案2:取8g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。实验时要先通CO再加热的目的是 。
[数据处理]
等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。
[实验反思]
图1虚线框内的装置是用于吸收CO 2;并收集CO,请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。
有一包白色的粉末,是(NH 4) 2SO 4、NaCl、BaCl 2、Na 2CO 3、Na 2SO 4中的一种或几种,为确定白色粉末的成份,进行如下探究:
(1)取适量白色粉末与熟石灰混匀、共热,没有任何异味产生,说明原白色粉末一定不存在 ,其理由是 ;
(2)另取适量白色粉末加入足量的水,搅拌,得到白色沉淀和无色溶液,可推测原白色粉末中一定含有 ;
(3)取(2)中的白色沉淀,往其中加入过量的稀盐酸,产生大量的气泡,白色沉淀全部消失,说明原白色粉末中一定还含有 ,一定不含有 ,写出产生白色沉淀的化学方程式 ;
(4)取(2)中的无色溶液蒸干,得固体物质,此固体物质的成份可能有 种组成情况.
试题篮
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