请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务。
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道,天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表:
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Mg(OH)2和 ,可能含有Ca(OH)2和 。
【设计方案】
(1)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,静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液 ,如果没有白色沉淀,说明水垢中无 (填化学式)。
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。
其主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g,则水垢全部是CaCO3。
②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;
③称量D瓶内物质增加的质量;
④重复②和③的操作,直至D瓶内物质质量不变。
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如图曲线所示;
【评价】
(1)A瓶中的NaOH溶液起到 作用。若A瓶中无NaOH溶液,D瓶中的质量将 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)一般情况下,两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知:水垢中一定含有 (化学式),理由是 。
(3)装置图中“?”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞,已知:导管的直径为8mm,橡胶塞细段直径为3cm。从坚固和美观的角度考虑,请你在由图中标出应在哪三点打孔为好(用圆圈“○”表示打孔位置)。
以上实验 (填“能够”或“不能”)检测出水垢中含有Mg(OH)2。
过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中,同学们将包有Na2O2固体的棉花放入了如右图所示的装置中,发现高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭,同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来。
(1)实验过程中蜡烛由下往上依次熄灭,说明二氧化碳具有的性质。
(2)棉花为什么会燃烧呢?同学们认为棉花要燃烧,除了满足棉花是可燃物之外,还需满足、。
【提出问题】上述实验中是如何给棉花提供燃烧条件的?
【查阅资料】1.在常温下Na2O2与CO2、H2O均能发生化学反应。
2.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色。
【实验设计】经过讨论,同学们设计用下图所示装置进行实验探究。
【实验步骤】①检查整套装置的气密性;
②把相关的试剂放入对应的仪器内;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的木条,观察现象。
注意:整个实验过程中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。
【实验现象】①带火星的木条复燃;
②无水硫酸铜没有变蓝色;
③饱和的澄清石灰水变浑浊。
【实验分析】D装置烧杯内澄清石灰水变浑浊的原因是。
【实验结论】①Na2O2和CO2反应产生的一种气体,使图1中的棉花满足了燃烧的一个条件。
②Na2O2和CO2反应过程中伴随能量变化,使图1中的棉花满足了燃烧的另一个条件。
【拓展提高】①Na2O2和CO2反应除生成一种气体外,还生成了一种固体,学生甲认为生成的固体是NaOH,学生乙认为是Na2CO3,同学们经思考后认为 同学的猜想是错误的,理由是 。
②写出Na2O2和CO2反应的化学方程式 。
以下是初中化学的一些基本实验:
(1)A中可燃物应取过量的原因是,整个实验过程中观察到的
现象是;
(2)B中玻璃棒的作用是;
(3)一段时间后,C中的实验现象为___________________________________;
(4)D中玻璃管内发生反应的化学方程式为,酒精灯的
作用是_____________________。
实验室制取气体所需装置如下图所示。
请回答以下问题:
(1)装置中标“a”的仪器名称是。
(2)写出用A装置制取氧气的化学方程式,收集装置应选用(填字母,下同)。
(3)用大理石和稀盐酸制取二氧化碳时,所选用的发生装置是,其反应的化学方程式为,该装置还可用于制。
小亮在实验室发现一瓶盛有无色溶液的试剂瓶,其标签破损,从残余部分只能看出溶质质量分数为10%。老师说,这瓶溶液可能是氢氧化钠、氯化钠、氢氧化钙或是碳酸钠中的一种。
(1)小亮查阅氢氧化钙常温下的溶解度为0.18g后,认为该溶液不可能是氢氧化钙溶液,理由是。
(2)小亮取少量样品于试管中,滴加试液,试液变红色,该溶液不可能是。
(3)为了进一步确定该溶液的成分,小亮设计了以下实验方案:
方案A:选择稀盐酸来确定该溶液的成分;
方案B:选择无色酚酞试液来确定该溶液的成分;
你认为以上方案中合理的是,若选择一种常见的碱溶液来确定,有关反应
的化学方程式为。
(4)小亮通过上述方法证明该溶液的成分为NaOH,于是他取一定体积的NaOH溶液
(20℃),并向其中滴加10%的盐酸(20℃),测得反应中溶液的温度与加入盐酸体积的变化如下。
加入盐酸的体积(V)/mL |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
溶液温度 (t)/℃ |
25.2 |
29.6 |
32.0 |
36.0 |
38.2 |
36.7 |
35.7 |
34.7 |
33.7 |
32.9 |
根据上表分析溶液温度变化的原因:
①加入盐酸的量在2~10 mL之间时。
②加入盐酸的量在10~20 mL之间时。
(7分)同学们在探究碱溶液与酚酞溶液作用的实验时,发现了一个意外现象:向氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液(如图),溶液变成了红色,但是一会儿红色就消失了。为此某化学小组的同学进行了如下探究。
【提出猜想】甲:可能是酚酞溶液变质的缘故
乙:可能是氢氧化钠溶液与空气中二氧化碳反应的缘故
丙:可能是氢氧化钠与酚酞混合后与空气中氧气反应,使红色消失的缘故
丁:可能与氢氧化钠溶液的质量分数有关
【查阅资料】酚酞是一种常用酸碱指示剂,遇碱性溶液变红。
【讨论分析】
(1)甲同学提出猜想后,很快被小组同学否定了,其理由是。
(2)经过思考,大家认为乙同学的猜想也不正确,其理由是。
【实验设计】
(3)为验证丙同学的猜想是否正确,小组同学做了如下实验,请完成表中内容。
实验步骤 |
实验目的 |
现象结论 |
①用煮沸过的蒸馏水配制某氢氧化钠溶液。 |
。 |
溶液先变成红色,一会儿红色又消失。 丙同学的猜想不正确。 |
②取少量上述氢氧化钠溶液,滴入酚酞,然后在上方滴一些植物油。 |
。 |
(4)为验证丁同学的猜想是否正确,小组同学进行了如下实验探究,请回答有关问题。
实验方法 |
观察到的现象和结论 |
方案一:分别配制不同质量分数的氢氧化钠溶液,然后各取少量并滴加2滴酚酞溶液。 |
质量分数小的溶液中红色不消失,质量分数大的溶液中红色会消失,则证明 。 |
方案二:。 |
出现红色且不褪去,结论同上。 |
【知识拓展】
⑸若将质量分数为10%和20%的氢氧化钠溶液等质量混合,所得溶液中溶质的质量分数是。
A.10%B.15%C.20% D.30%