(10鄂州)某同学根据土法制烧碱的原理,在100mL水中徐徐加入一定量的纯碱和熟石灰,充分搅拌后过滤。请完成小题。
(1)该同学对滤液中溶质的组成作出了两种合理的假设。
假设①:溶质为NaOH
假设②:溶质为NaOH、Ca(OH)2
请你再补充一种合理的假设。
假设③:溶质为 。
(2)如果假设③成立,请你根据下表要求,设计一个实验方案进行验证。
实验步骤及操作方法 |
实验现象 |
结 论 |
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|
假设③成立 |
(1)比较三种假设,能说明该同学作出假设①的理由是 。
碳酸钠在生产和生活中具有重要的用途。某化学兴趣小组为探究碳酸钠的化学性质,进行了如下实验。
向盛有适量碳酸钠溶液的四支试管中分别加入下列试剂,实验现象记录如下:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
加入试剂 |
无色酚酞试液 |
稀盐酸 |
澄清石灰水 |
氯化钡溶液 |
实验现象 |
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有气泡产生 |
有白色沉淀产生 |
有白色沉淀产生 |
试管1中的实验现象是 。
试管2中发生反应的化学方程式 。
化学兴趣小组的同学们对反应后试管中的溶质进一步探究:某一小组将试管3、4中的物质分别过滤,得到滤液A和B。
甲、乙两同学对滤液A中溶质的成分进行探究:
【提出问题】滤液A中溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:NaOH 猜想二:NaOH和Na 2CO 3猜想三:
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
甲:取少量滤液A于试管中,加入过量稀盐酸 |
有气泡生成 |
猜想 成立 |
乙: |
有白色沉淀生成 |
【实验结论】通过实验,甲、乙两同学均验证猜想 成立。乙同学的实验操作为 。
【实验拓展】丙同学取一定量的滤液A和B于小烧杯中混合,有白色沉淀生成,该反应的实质是 (从离子相互结合的角度分析)。
【反思与评价】
1、碳酸钠溶液呈碱性,可以和盐酸、氢氧化钙和氯化钡等物质发生反应。
2、要验证反应后物质的成分,既要验证生成物,还应考虑反应物。
小倩同学了解到:外国人把中国称为"China",在英文中与瓷器是同一个单词。"青花瓷"又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴(CoO)。
她查阅元素周期表发现钴[读音:gǔ]元素符号为Co,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。
【提出问题】
小倩同学产生疑问:为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢?
【寻求帮助】
(1)[咨询老师]得知:因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点(见图2),使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。
请你帮助小倩完成下列问题:
①钴元素在元素周期表中的原子序数为 ;一个钴原子比一个铁原子多一个 (填序号)。
A.中子 B.电子 C.质子 D.电子层
②铁原子与钴原子具有相同的 (填序号,下同)。元素的化学性质主要与原子的 有关,因此二者的化学性质相似。
A.核电荷数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数
③在化学反应中,金属钴和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,反应的化学方程式为 ;钴在氧气中燃烧生成Co 3O 4,化学方程式为 。
(2)[查阅资料]钴元素有着广泛的用途:钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快,钴酸锂(已知:化学式为LiCoO 2,锂元素化合价为+1)常用作手机电池的正极材料,其中钴元素的化合价为 。
【深入探讨】
[产生问题]既然钴与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质?
[设计并实验验证]
(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:
FeO FeCl 2 Fe(OH) 2
观察记录实验现象:氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加入,黑色固体逐渐溶解,溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐色。[查阅资料得知:原因是溶液中的Fe(OH) 2遇空气中的氧气生成Fe(OH) 3]
(2)同学们欲探究钴元素化合物的性质。设计并进行了如下实验:
CoO CoCl 2 Co(OH) 2
请你依据实验现象,完成下列问题:
Ⅰ.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,写出反应的化学方程式 。另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解,溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的 有关。
Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的 有关。
通过实验探究,同学们得出结论:铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。
(1)如图为实验室制取并收集气体的装置图,回答下列问题。
①a仪器的名称是 。
②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是 (填序号)。
③若用F装置收集并测量氧气的体积,应在 (填“d”或“e”)端连接量筒。
④实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ,用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止,制取时应将大理石放在 (填“b”或“c”)处。
(2)某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后,他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验,发现并没有铜生成,而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究:
【实验探究1】取一块绿豆大小的金属钠,放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中,发现金属钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球并四处游动,发出嘶嘶的响声,收集反应产生的气体,发现该气体能燃烧。
【实验探究2】在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液,产生蓝色絮状沉淀。
【实验探究3】将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。
【查阅资料】①钠在常温下能与水剧烈反应,生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。
【问题分析】①写出钠与水反应的化学方程式 ,点燃反应产生的气体前应该先 。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式 。
【实验结论】在金属活动性顺序中,活动性较强的金属 (填“一定”或“不一定”)能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
【反思与交流】钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是 。
学习了酸、碱、盐的相关知识后,某兴趣小组同学在老师的指导下开展了以下探究活动。
实验一:验证酸、碱、盐之间能发生化学反应。
【进行实验】为了验证硫酸与碳酸钠能发生化学反应,小明做了如图1所示实验,观察到试管中的现象为 ,则证明两种物质发生了化学反应,该反应的化学方程式为 。
【设计实验】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应,小刚设计了如下实验方案。
实验操作 |
预期实验现象 |
实验结论 |
步骤一:将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中并振荡 |
溶液呈无色 |
硫酸与氢氧化钠能发生化学反应 |
步骤二:向步骤一所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液 |
溶液呈无色 |
请你评价小刚设计的实验方案是否可行,并说明理由 。
【反思提高】证明无色溶液之间能发生化学反应的方法有很多,请你举出一个通过生成沉淀来证明发生化学反应的实例 (只要求写出两种反应物)。
实验二:利用酸、碱溶于水放热的性质探究燃烧条件。
【进行实验】如图2所示,实验过程中,观察到滴水之前白磷不燃烧,滴水之后白磷燃烧。由此可推出可燃物燃烧需要的条件之一是 。写出白磷燃烧的化学方程式 。
【拓展延伸】有同学想利用图2装置,并且将部分药品进行更换(如图3所示),也来探究燃烧条件,你认为此实验方案是否可行并说明理由 。
皮蛋是我国一种传统风味蛋制品。某化学课外小组的同学查阅资料后得知,腌制皮蛋的主要原料有:生石灰、纯碱和食盐。同学们向这三种物质中加入足量水,充分搅拌,过滤,对滤液中溶质的成分进行探究。
小组同学讨论后一致认为,滤液中的溶质一定含有NaOH和 (填化学式)。一定含有NaOH的原因是①CaO+H2O═Ca(OH)2;② (用化学方程式表示)。
【提出问题】滤液中还可能含有哪些溶质?
【作出猜想】猜想①:Ca(OH)2
猜想②:Na2CO3
【实验探究】同学们分别设计了如下两种方案并进行实验:
方案一:甲同学取少量滤液于试管中,通入二氧化碳气体,没有观察到明显现象。从而得出猜想②成立。同学们一致认为,通过该实验不足以得出其结论,原因是 。
方案二:乙和丙同学分别取少量滤液于试管中,滴加稀盐酸。乙同学观察到 ,证明猜想②正确。丙同学却没有观察到明显现象,你认为原因可能是 。
【拓展延伸】证明猜想②正确后,同学们想进一步通过实验证明滤液中存在NaOH.于是,继续进行如下探究:
【查阅资料】氯化钡溶液显中性。
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤Ⅰ:取少量滤液于试管中,滴加过量氯化钡溶液,静置 |
有白色沉淀产生 |
滤液中含有NaOH |
步骤Ⅱ:取步骤Ⅰ中的上层清液少量于试管中,滴加酚酞溶液 |
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【反思评价】丁同学认为步骤Ⅱ中的酚酞溶液也可用硫酸镁溶液替代,你是否同意他的观点,并说明理由: 。