请你参与下列探究:
【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望,生成的是什么气体?
【提出猜想】从元素守恒的角度,放出的气体可能是SO2、O2、H2。
【查阅资料】SO2易溶于水,它能与NaOH反应,生成Na2SO3。
【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:
(1)甲同学认为是O2,则检验方法是____________________________________。
(2)乙同学认为是SO2,则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式____________________。
(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体。
如果放出的是O2和H2,你认为方案中的安全隐患是 。
老师说:化学反应中,一种元素的化合价升高,肯定有元素的化合价降低,这是科学规律。丙同学根据老师这句话,说:“肯定不是 ” 。
【实验探究】小组同学首先对装置A进行称量,再将收集到的气体从a通入,过一会儿点燃B处酒精灯;一段时间后,发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色,B装置的尾部有水珠生成;停止通气,再次称量装置A,发现质量无增减。
结论:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是_________________。
写出B装置中发生化学反应的方程式_______________。
【思维拓展】
(1)由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有____________物质。
(2)不通过称量,如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢?丁同学设计了右图所示的装置进行实验,发现试管内液面上升,就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨,理由是______________。要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的实验是______________。
收集蜡烛燃烧产生的CO2往往混有很多杂质,化学小组的同学设计了下图装置收集纯净的CO2。A中分液漏斗盛有足量液体,锥形瓶内有燃着的足量的蜡烛和盛有黑色粉末的烧杯。B中试管装有滴加酚酞的氢氧化钠溶液;C中试管装有盐酸。小组同学查资料得知CO2与Na2CO3溶液也能反应生成NaHCO3
(1)K1是打开的,K2是关闭的。打开A中分液漏斗的开关放下足够多的液体,发现蜡烛燃烧的更旺。B中的现象是(足够长的时间)_________;用三个化学方程式表示B中发生化学变化的原因______、______、_____。
(2)接着关闭K1,打开K2。B中的现象______________;C中的现象(B、C间的导管提前充满水)___________。
(3)C中的气体即为蜡烛燃烧产生的部分纯净的CO2。
请你参与某学习小组进行研究性学习的过程,并协助完成相关任务:
【研究课题】:探究热水壶底部水垢的主要成分
【查阅资料】:该小组同学通过查阅资料知道,天然水中一般都含有Ca2+、Mg2+、HCO3-等离子,在加热时,这些离子趋于生成溶解度更小的物质—水垢(主要成分为碳酸盐、碱等的混合物)。同时,他们还查阅到下列有关物质的溶解性:
物 质 |
Ca(HCO3)2 |
Mg(HCO3)2 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
溶解性 |
可溶 |
可溶 |
微溶 |
不溶 |
不溶 |
微溶 |
【提出猜想】:水垢的主要成分一定含有CaCO3和 ,可能含有Ca(OH)2和 。写出Ca(HCO3)2受热分解的化学方程式 。
【设计方案】:
⑴ 甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,取上层清液加入 ,没有白色沉淀,说明水垢中无Ca(OH)2;
⑵ 乙同学设计下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分,步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,加入足量某酸溶液;
②测量一定时间内干燥管内物质增加的质量(见下列曲线);
③待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞B,从导管A处缓缓鼓入一定量的空气;
④再次称量干燥管内物质增加的质量;
⑤重复③和④的操作,直至干燥管内物质质量不变。
a.步骤①所加的酸溶液是 。
b.装置Ⅱ的作用是 ;
从导管A处缓缓鼓入一定量的空气的作用是____________________。
c.研究性小组的同学通过简单计算,认为水垢中一定含有MgCO3,理由是 。
【实验结论】通过上述探究可知:水垢的主要成分有 。
人通过肺与外界进行气体交换,吸入空气,排出CO2等气体.但人体排出的CO2究竟是空气中原有的,还是人体代谢的最终产物.为了证实这个问题,某同学采用了如图装置进行实验.实验过程是:一同学反复慢慢从呼吸口呼吸,能证明人呼出的气体中所含有CO2不是来自空气,而是人体的代谢最终产物,请回答:
(1)呼气时,乙瓶中的现象是__________。
(2)甲瓶中所装试剂的作用是__________;丙瓶中所装试剂的作用是____________。
(3)请写出甲瓶中反应的化学方程式___________。
(4)能验证实验目的的现象是_________。
今年春节前夕,我国北方遭遇冰雪灾害。为了清除道路上的冰雪,有关部门投入了大量工业盐融雪剂用于除冰雪。同学们从新闻中得知:①使用工业盐融雪剂后,道路两旁树木、农作物大量死亡;②桥梁路面除冰不得使用工业盐融雪剂。
【提出问题】工业盐融雪剂对树木、农作物和桥梁为什么会造成危害?
【查找资料】(1)工业盐的主要成分是NaCl和NaNO2。
(2)土壤盐碱化会造成树木、农作物死亡。
【提出猜想】猜想一:工业盐溶液可能显碱性;
猜想二:工业盐溶液对钢铁可能有更强的腐蚀性。
【实验探究】同学们对猜想一和猜想二进行了探究,请你帮他们完成下列实验报告:
|
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
猜 想 一 |
________________________________ ________________________________。 |
_______________。 |
工业盐溶液显碱性,会造成道路两旁的土壤盐碱化。 |
猜想 二 |
实验① 实验② (请将液体名称填在上面的横线上) |
实验①:6—7天后明显生锈。 实验②: 2—3天后明显生锈。 |
__________________ __________________ ________________。 |
【反思与应用】
对于道路除冰,请你提出更好的建议 。
某同学为了研究炼铁的原理并测定生成铁的质量,用一氧化碳与氧化铁反应,按下图进行实验。
(1)首先,该同学称量氧化铁的质量,然后进行实验,他先打开K1,关闭K2,通入一氧化碳,其目的是排尽玻璃管内的空气,防止加热时因一氧化碳不纯而引起爆炸,然后关闭K1,打开K2,加热,反应一段时间后,冷却,再次称量固体的质量,发现固体质量减少了12克,则生成铁的质量为_____,玻璃管中发生反应的化学方程式为_________________。
(2)装置B中反应的化学方程式是________________________________。
(3)装置C的两个作用是________________________________________________,
(4)实验结束后,烧杯内的溶液中含有的溶质是_________________(写化学式)。
探究实验(共8分)
二氧化碳的溶解性实验 氢氧化钠溶解于水
A B
(1)探究物质性质
上述A、B两个实验都是通过___ ____的变化来间接感知。B实验中___ ____(填a或b)处的水位升高的。
(2)探究可燃物燃烧条件
探究燃烧的条件
实验中探究可燃物的燃烧条件,它是通过控制可燃物是否与氧气接触和控制___ ____ 来探究可燃物燃烧的条件。能证明燃烧必须与氧气接触的实验现象是_____ _____;采用了___ ____的实验手段
(3)物质性质的应用:
实验序号 |
实验目的 |
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
实验1 |
___ ____ |
___ ____ |
草木灰的主要成分是碳酸钾 |
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。小蔡很感兴趣,于是他和同学们依据初中化学所学知识,进行如下实验探究:
【猜想】水与过氧化钠反应生成氧气并放出大量的热。
【实验探究】
实验一:探究水与过氧化钠反应有氧气生成并放出大量的热
(1)打开右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。检验有氧气生成的方法是是 。
(2)能证明该反应能证明该反应放出大量热的实验现象是: 。
实验二:继续探究反应后生成的另一种物质是什么?
(3)小蔡取反应后所得的溶液于试管中,滴入无色酚酞试液,发现酚酞试液变红色,说明反应后所得的溶液呈 ______性,由此小蔡同学得出反应后生成的另一种物质是Na2CO3,你认为小蔡同学的结论________[填正确或不正确],理由是__________。
(4)由实验探究的结果,写出过氧化钠和水反应的化学方程式_________。
正确连接如下图所示的装置进行实验,可以验证某混合气体的成分是CO2和CO。请回答下列问题:
(1)连接装置导管口的顺序:混合气体→ (填导管接口代号)。装置乙分液漏斗中应加入 。
(2)证明CO存在的有关反应的化学方程式是 , 。
(3)证明原混合气体中CO2存在的实验现象是 。
(4)此实验不足之处是 。
(1)小明在学习中体会到:检验CO2时总是用澄清石灰水,吸收CO2时总是用NaOH溶液。
实验探究:在体积相同盛满CO2的两集气瓶中,分别用注射器注入等体积的饱和石灰水和浓NaOH 溶液。实验装置和现象如图所示。
现象结论:根据甲装置中产生的实验现象,写出其中发生化学反应的方程式 ,解释通常用澄清石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因 ;吸收CO2较多的装置是 。
(2)计算验证:另一位同学小白进行了下列计算:
问题假设:有含a克Ca(OH)2的Ca(OH)2溶液和含a克NaOH的NaOH溶液各100g,分别通入CO2气体,生成CaCO3和Na2CO3时,两种溶液吸收CO2气体各多少克?
计算结果:Ca(OH)2溶液吸收了44a/74克CO2气体;NaOH溶液吸收了44a/80克CO2气体(小白想:我只是比较两个结果,可以不约分)
计算结果分析:含等质量溶质的Ca(OH)2溶液和NaOH溶液吸收CO2,Ca(OH)2溶液吸收的CO2的质量多。
结论:吸收CO2应该用饱和澄清石灰水。
思考评价:
小白的计算是否正确 ;
小白的计算结果分析是否正确: ;
小白的结论是否正确: ;理由: 。
(3)现在由你来进行合理的计算验证,你的问题假设是:“ 相等的Ca(OH)2溶液和NaOH溶液,分别通入CO2气体,生成CaCO3和Na2CO3时,两种溶液吸收CO2气体各多少克?”
具体计算时,你还需要的数据是 。
化学小组同学在加热二氧化锰样品时,发现有气泡产生(如图一所示),于是他们对这个异常现象进行了探究。
(1)对气体成分的探究:加热二氧化锰样品,用燃着的木条靠近试管口,木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水,发现石灰水变浑浊,产生的气体是
(2)对气体来源的探究:
【假设1】甲同学认为:该气体来自于试管中的空气,请你设计实验证明该假设不成立
实验步骤及现象 |
结论 |
|
假设不成立。 |
【假设2】乙同学认为:二氧化锰样品中可能混有炭粉,炭粉发生反应生成了该气体。他设计了如图二所示的实验进行研究,其中B装置的作用是检验A中反应是否完全,B中的试剂是 ,实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气(氮气不参与该实验中的任何反应),重复上述实验,发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明,二氧化锰中混有炭粉,炭粉与 反应产生了这种气体。
某化学兴趣小组的同学用纯锌粒与稀盐酸反应制氢气时,发现产生气泡的速度较慢。就采用补加浓度更大的盐酸来提高反应速度,但不小心误加了CuSO4溶液,结果产生气泡的速度也大大加快,于是他们对此问题进行实验探究。
[提出问题]:此反应速度明显加快的原因是什么?
[猜想]:①加入的CuS04溶液中的SO42-使反应速度加快
②加入的CuSO4溶液中的H2O使反应速度加快
③加入的CuSO4溶液中的Cu2+ 使反应速度加快
④加入CuSO4溶液后,锌置换出的少量铜使反应速度加快
你认为最不可能的猜想是__________ (填序号,下同)。
[实验验证]:用a、b、c、d四支干净试管取等质量且过量的纯锌粒后,再分别向试管中加入同体积同溶质质量分数的稀盐酸。
请你帮助他们继续完成下表:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
1.向试管a中加入少量NaCl晶体 |
产生气泡速度不变 |
_____离子对反应速度无影响 |
2.向试管b中加入少量__________晶体 |
产生气泡速度不变 |
猜想①不成立 |
1.向试管c中加入少量Cu粉 |
产生气泡速度明显加快 |
猜想_____成立 |
1.向试管d中加入少量Cu粉,立即再加入CuSO4粉末。 |
产生气泡速度,与第3步试管c的速度几乎相同 |
猜想_____成立 |
[结论]:在锌和稀盐酸反应时,当加入可溶性铜盐或铜粉,可加快化学反应速度。
化学小组在做实验时,不小心将固体食盐中混入了氢氧化钠,但不知是否又混入了氢氧化钙和碳酸钙中的一种或两种,请按要求回答问题:
(1)确定成分:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
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没有混入碳酸钙 |
|
|
混入了氢氧化钙 |
(2)除去杂质:
①将余下的固体药品放入大烧杯中并向其中加入足量的蒸馏水,使其完全溶解,再向烧杯中加入过量的 ,目的是 ,最后进行过滤。
②向实验①所得的滤液中加入过量的 。
③将实验②所得的溶液采用 的方法,便可以得到纯净的食盐固体。
为了检验含二氧化碳的废气中混有一氧化碳,用下图所示装置进行实验。其中,A和E中的液体是氢氧化钠溶液;B和D中的液体是澄清的石灰水,试回答:
(1)当观察到 时,说明混合气体中一定混有一氧化碳。
(2)装置C中发生反应的化学方程式是 。
(3)装置B的作用是 ;装置E的作用是 ,该装置中发生反应的化学方程式是 。
某课外小组的同学收集了含水蒸气、一氧化碳和二氧化碳的废气,为确认这种废气中存在CO,他们在实验室按下图所示装置进行实验〔气体通过装置A速度很慢,假设在此处发生的反应完全;碱石灰(CaO和NaOH的混合物)过量〕。
(1)A中碱石灰的作用是___________________________。
(2)B中发生反应的化学方程式是______________________________________。
(3)该实验能证明混合气体中存在CO的现象是 。
(4)若反应前称得硬质玻璃管内的氧化铁质量为10克,反应一段时间后冷却再次称量发现硬质玻璃管内的固体质量变为7.6克,则反应了的氧化铁的质量分数为____________。
试题篮
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