小明和小丽对蓝色的硫酸铜溶液很感兴趣,他们设计如下实验探究其相关性质并对反应后所得物质进行分析和处理。
⑴我能写出其中两个不同基本反应类型的化学方程式:①________;②________。
⑵实验完毕,小明和小丽各自将三个反应所得到的物质混合、过滤,得到甲、乙两种无色溶液。小明取少量甲溶液于试管中,滴加紫色石蕊溶液,试管中溶液呈紫色。则甲溶液中一定含有的溶质是________(填化学式,下同),可能含有的溶质是________或________。
小丽对乙溶液进行了探究,发现乙溶液中含有氯化钾、硫酸钾和氢氧化钾。她说:我还能设计如下实验,在步骤①、②、③每次用一种无色溶液除去乙溶液中一种物质,且每步均有白色沉淀生成,最后得到纯净的硝酸钾晶体。
在步骤⑦中进行的操作是________,步骤③、⑥所加物质分别是________、________ (填化学式,下同),固体E的成分有________。
某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验(操作规范)。装置A中发生反应的化学方程式为①,洗气瓶B中浓硫酸的作用为 ②
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为①,而由水的化学式算得H、O元素的质量比为②。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是________________。
(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收,装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体b以外,溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原成Cu;
②Cu2O固体是红色的,它与稀硫酸的反应为:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu2O是否会影响水组成的测定结果(填“影响”或“不影响”)。
【提出猜想】针对红色固体a的成分,小组同学提出猜想①是:Cu2O;
猜想②是:________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明,哪个猜想成立。
实验室里有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体,某化学兴趣小组对其进行了如下探究。
(1)确定固体的成分。
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体中只含碳酸钠;
猜想Ⅱ:固体中只含氢氧化钠;
猜想Ⅲ:固体中含有。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量固体溶于水,加入; |
产生白色沉淀 |
猜想Ⅲ成立 |
②将上述反应后的混合液过滤,取少量滤液,加入。 |
(2)测定固体中碳酸钠的质量分数。
【查阅资料】二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液中。
【进行实验】取2g固体,在25℃、101kPa下用如图所示装置进行实验,步骤如下:
①连接好装置并检查气密性;
②装入药品,通过分液漏斗滴加足量稀硫酸后,关闭分液漏斗活塞;
③充分反应后,恢复至25℃、101kPa,量筒中液体的体积为220mL。
【实验分析】
①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,原因是。
②充分反应后,装置A中残留的的二氧化碳对实验结果是否有明显影响?(选填“有”或“没有”)。
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度为1.8g/L,则固体中碳酸钠的质量分数为(结果保留至0.1%)。
(3)除去固体中的碳酸钠。
【进行实验】实验流程如下图:
【实验分析】该流程中发生反应的化学方程式为。
操作①、②、③均需用到的一种仪器是。
某品牌纯碱中含有少量氯化钠.某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数)。
Ⅰ.甲组同学设计如图所示实验:
【实验步骤】①组装好如图仪器,并;
②称取7.0g样品放入锥形瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并在其他装置中加入相应的药品;
③称量装置C的质量;
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸,直到不再产生气泡为止;
⑤再次称量装置C 的总质量; ⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】(1)A装置中反应的化学方程式为;
(2)B装置的作用是;
(3)如果没有D装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大的原因是;
(4)称得纯碱样品的质量为7.0g,实验前、后C装置(包含药品)的质量分别为61.2g和63.4g,则该纯碱样品的纯度为(计算结果精确到0.1%)。
Ⅱ.乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数,设计了如下实验:
(1)判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是(填编号),然后观察现象判断。
A.向混合物X中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量
B.静置混合物X,向上层清液中继续滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则氯化钡已经过量
(2)判断滤渣是否洗涤干净,可以采取向最后的洗出液中滴加,然后观察现象判断。
(3)根据实验数据,乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为多少?(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)。
【实验反思】乙组所测实验数据比甲组更准确,你认为甲组存在较大偏差的原因可能是。
实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液,老师叫各小组开展探究。
【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?
【猜想与假设】经了解得知,这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测:可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。
【理论分析】为了确定该溶液,他们首先进行了分析:
(1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是溶液。
(2)乙同学提出,碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能,他的依据是。
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液,他们设计了如下实验。
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |
①取少量该无色溶液于试管中,慢慢滴加
溶液。 ②静置后,倾去上层清液,向沉淀中滴加稀盐酸。 |
产生白色沉淀。 产生大量气泡,沉淀消失。 |
【实验结论】
(3)该瓶无色溶液的溶质是。生成白色沉淀的化学方程式是。
【实验反思】
(4)丙同学认为原设计的实验还可简化,同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |
一辆载满20t电石的挂车,在浙江滨江区燃起熊熊大火并伴有大量黑烟。事故路面上洒落了五六百米燃着的石头。这辆货车在雨中整整燃烧了一天,消防官兵对大火也束手无措,场面让人震撼。大家对电石的化学性质产生了浓厚的兴趣,请你一起与他们完成下列探究活动.
【查阅资料】电石的主要成分是碳化钙(CaC2),可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。常见的可燃性气体中,乙炔(C2H2)燃烧时伴有大量黑烟。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是:氧气、氢气或乙炔(C2H2);同学们做出以上猜想的依据是,大家讨论后,一致认为该气体不可能是氧气,原因是。电石与水反应生成的白色固体是:氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙中的一种。同学们经过讨论认为白色固体不可能是氧化钙,因为氧化钙会与水反应。
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取适量电石加水反应,收集生成的气体,验纯后点燃. |
气体燃烧,产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟. |
电石与水反应产生的气体是 |
(2)取适量反应后生成的固体于试管中,滴加过量稀盐酸. |
固体溶解, |
电石与水反应产生的固体不是碳酸钙 |
(3)取适量反应后生成的固体于试管中加水,向上层清液中滴加. |
溶液变红 |
电石与水反应产生的固体是氢氧化钙 |
【反思交流】请根据以上实验结论写出电石与水的反应的化学方程式;
载有电石货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭,说明电石与水反应是(填“吸热”或“放热”)反应。