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。
达州盛产天然气,有“中国气都”之称的美誉。天然气的主要成分是甲烷(CH4),我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣。请你参与:提出问题:甲烷燃烧后生成哪些物质?
查阅资料:含碳元素的物质完全燃烧生成C02,不完全燃烧生成CO;无水CuS04遇水变蓝。
猜想与假设:甲:CO2 H2O;
乙:CO H2O;
丙:NH3 CO2 H2O;
丁:CO2 CO H2O。你认为__________同学的猜想是错误的,理由是________ ________ ____。
实验探究:为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的02中燃烧的产物依次通过下列装置:(无水硫酸铜能吸收水蒸气,吸水后由白色变蓝色)
(1)A、B装置的顺序能否颠倒?(填“能”或“否”)__________________。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是_____________________________。
(3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色,由此推断__________同学猜想成立。
反思与交流:为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是_______________________________。
实验室部分仪器或装置如图所示,请回答下列问题
(1)写出图中标号仪器的名称:①___________ ②;
(2)写出仪器①使用时的一条注意事项。
(3)若用高锰酸钾制取并收集氧气的装置组合应选用______(填序号,下同 );
(4)实验室常用锌粒(固体)和稀硫酸(液体)制取氢气,发生装置应选用,氢气是一种难溶于水且密度比空气小的气体,所以收集氢气可以选用的装置是。
小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验。将一张滤纸(组成元素为C、H、O)用FeCl3浓溶液润湿,在酒精灯上烘干后点燃,滤纸变黑、红热,最终生成黑褐色物质。小红告诉大家:黑褐色物质中含有铁单质。
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗?
【探究过程】
(1)小红先从反应物组成分析,因为 所以反应后可能生成铁单质。
(2)为获得实验证据,小红做了实验1。
实验1:将黑褐色物质放入稀盐酸中,发现有连续微小气泡产生。若黑褐色物质中
含有铁单质,则反应的化学方程式为 。
(3)小明提出疑问:实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此,小红又做了实验2: 观察到有微小气泡产生但很快停止。
证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的。
(4)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小红又做了实验3。
实验3:将黑褐色物质放入 溶液中,观察到红色物质生成。
【得出结论】通过以上实验探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质。
(5)【实验反思】小红所做实验1和实验2是运用了实验,使结论更有说服力。
为检测某化工厂排放的废液中是否含有SO42-,同学们设计了如下方案,并进行了实验。
方案 |
步骤 |
现象 |
结论 |
Ⅰ |
①取样品,滴加BaCl2溶液 ②对步骤①反应后的混合物进行过滤,在滤渣中滴加稀盐酸 |
①有白色沉淀产生 ②无明显现象 |
废液中含有SO42﹣ |
Ⅱ |
①取样品,滴加过量_____________ ②在步骤①的溶液中滴加BaCl2溶液 |
①无明显现象 ②有白色沉淀产生 |
废液中含有SO42- |
Ⅲ |
①取样品,滴加Ba(NO3)2溶液 ②对步骤①产生的混合物进行过滤,在滤渣中滴加稀硝酸 |
①有白色沉淀产生 ②无明显现象 |
废液中含有SO42- |
(1)方案Ⅱ的实验结论如果正确,步骤①中滴加的物质是 。21世纪教育网
(2)方案Ⅰ和Ⅲ中,结论不成立的方案是 ,理由是 。
(3)方案Ⅲ的滤渣中,滴加稀硝酸是为了排除 的干扰。
在学习过程中,可以判断反应发生的方法有多种。
(1)向盛有10mL稀盐酸的烧杯中加入氢氧化钠溶液,用pH计(测pH的仪器)测定溶液的pH,所得数据如下:
加入NaOH溶液的体积/mL |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
烧杯中溶液的pH |
1.1 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
2.0 |
7.0 |
11.0 |
12.2 |
当加入氢氧化钠溶液的体积为mL时,稀盐酸和氢氧化钠溶液恰好完全反应。
(2)在图的实验中,当观察到的现象是 就可证明NaOH与HCl发生了反应。
(3)不使用指示剂或pH试纸等方法,也可证明反应发生。向稀盐酸和氢氧化钠混合后的溶液中加入一种物质,若没有明显现象出现,说明溶液失去了酸性,从而证明稀盐酸和氢氧化钠已经发生了反应,则该合理的物质是 。