(11分)钢铁、铝合金、铜制品等是应用广泛的金属材料。据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料,约占全年钢产量的十分之一。某校化学兴趣小组的同学探究金属腐蚀的原因,设计如下实验:
(1)如图,取一根约10cm的光亮铁钉放在自来水中,观察A、B、C三处的变化。几天后,他们会发现 ▲ 处最先出现铁锈,大家结合书本知识知道,铁在空气中生锈实际是铁和 ▲ 、 ▲ 等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。
(2)一同学联想到家里铜制餐具上有一层绿色物质,认为铜在空气中也会生锈。他们上网查阅资料,知道这种绿色物质的化学成分为Cu2(OH)2CO3(铜绿)。他们从铜绿组成和空气的成分大胆猜测,铜生锈除了与铁生锈条件相同外,还应该有CO2参加反应。
请写出铜在空气中生成铜绿的化学方程式 ▲ 。
(3)【查阅资料】孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3,也可以表示成CuCO3·Cu(OH)2。与孔雀石相似,还有许多矿物可用xCuCO3·yCu(OH)2(x、y都是正整数)表示,石青就是其中的一种。
【实验探究】为了验证石青的组成成分,他们设计了如下实验,请你共同参与探究。
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实验操作 |
实验现象 |
结论 |
步骤l |
取少量石青样品置于大试管中加入足量稀硫酸 |
(1)产生大量气体 (2)溶液呈蓝色 |
(1)石青中含有 ▲ 离子 (2)石青中含有 ▲ 离子 |
步骤2 |
取少量石青样品置于大试管中加热 |
(1)残留固体呈 ▲ 色 (2)大试管内壁 ▲ |
石青加热易分解 |
【反思与拓展】
①确定步骤1中产生气体成分的实验方法是 ▲ 。
②根据以上探究,只要测定出参加反应的石青的质量、生成的氧化铜的质量和 ▲ 的质量,就可确定石青的化学式(即确定x、y的值)。
③防止金属锈蚀的方法很多,如制成不锈钢、在金属表面 ▲ (任写一种方法)。
化学兴趣小组的同学做中和反应实验时,将稀盐酸滴入氢氧化钠溶液中,看到有气泡产生。是不是拿错了药品?经检验确认没有拿错药品,而是氢氧化钠溶液变质了。
【分析】氢氧化钠溶液变质的原因是氢氧化钠与空气中的二氧化碳发生了反应。
【提出问题】该氢氧化钠溶液是全部变质还是部分变质?
【查阅资料】①已知反应:(白色)
②氯化钡溶液呈中性。
【设计实验】依据查阅的资料设计实验步骤,并进行实验,根据实验现象推断相应实验结论。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量氯化钡溶液,并不断振荡。 |
有白色沉淀产生。 |
说明原溶液中一定含有____________。 |
(2)取(1)试管中的上层清液滴加无色酚酞试液。 |
则溶液中一定含有氢氧化钠。 |
【实验结论】该兴趣小组的同学得出的结论是:氢氧化钠溶液____________(填“部分”或“全部”)变质。
【进一步实验】该小组同学用变质的溶液制取不含杂质的氢氧化钠溶液,继续完成中和反应实验。请你帮助他们解决下列问题:
(1)除去氢氧化钠溶液中存在的上述杂质可加入适量的____________,反应的化学方程式为。
(2)借助于____________可判断盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。
化学实验是学习化学的基础,请根据下列装置图回答问题。(1)A图中制取CO2的化学方程式为,浓硫酸的作用是。
(2)将接口a和b连接,可观察到,仅有下面玻璃管内湿润的石蕊试纸变红,上面玻璃管内无明显现象产生。据此说明;①二氧化碳气体密度比空气密度;②二氧化碳与水反应生成显性物质。
(3)已知:①CaCO3+CO2+H2O= Ca(HCO3)2;②Ca(HCO3)2易溶于水,能与澄清石灰水或碳酸钠溶液反应都生成碳酸钙沉淀,也能与盐酸反应放出二氧化碳气体。将接口a和c连接,通入一定量的二氧化碳气体后,将试管静置,是固液分离,则上层溶液中可能含有的溶质是Ca(OH)2或。请你设计实验方案加以验证:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
取少量上层溶液于试管中,然后滴加 |
溶质含有 |
某实验小组利用图1所示仪器进行“配制一定质量分数的氯化钠溶液”的实验:
(1)完成此实验正确的操作顺序是(填序号)。
①溶解②把配好的溶液装入试剂瓶③称量④计算
(2)按实验要求,图1中还缺少的玻璃仪器是(填名称);氯化钠固体在水中的溶解速度较慢,请写出一种加快氯化钠固体溶解速度的措施:;如果仪器a中有少量水,就直接倒入氯化钠固体进行溶解,则所配制的氯化钠溶液的质量分数
(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(3)小原按图2的操作称取氯化钠,小民发现小原的操作有错误。你认为小原操作中的错误是。
(4)小民取少量所配制的溶液于试管中,向其中滴入2滴石蕊试液,则溶液的颜色为。
(8分) “旺旺雪饼”袋内有一个小纸袋,上面写着“干燥剂,主要成分是生石灰”。
(1)写出生石灰(CaO)在“旺旺雪饼”袋内作干燥剂的过程中发生的两个主要反应的化学方程式:①;②。
(2)我对“旺旺雪饼”袋内的一小袋干燥剂作进一步的探究,将一小袋干燥剂倒入烧杯中,加入足量水并搅拌,观察到仍有较多不溶固体。我猜想不溶固体是碳酸钙,并用实验证实这一猜想是正确的,请你完成如下实验报告:过滤取出不溶固体,将不溶固体放入试管中,加入,然后将,观察到的现象是,证明不溶固体是碳酸钙。
(8分) 食盐是人们生活中不可缺少的调味剂,随着人们健康意识的提高,市场上出现了“加碘盐”、“叶绿素锌钠盐”、“低钠盐”等。某种低钠盐由NaCl、KCl、MgSO4三种物质组成,某课外活动小组设计以下实验探究低钠盐的组成:
(1)写出步骤②的化学方程式:;
(2)白色沉淀C的化学式是;
(3)能证明步骤②加入的BaCl2溶液已足量的方法是;
(4)所取的低钠盐样品为10g,实验测得白色沉淀A的质量为2.33g,则10g低钠盐中含有MgSO4g。