(8分)CO2是初中化学重点研究的气体之一。某化学兴趣小组设计了如下实验来探究CO2的制取和性质:
(1)该兴趣小组用干燥管、烧杯、铜网等设计装配了一个在实验室中制取二氧化碳气体的装置,如右图所示。在干燥管内的铜网上应盛放 ;若将铜网换成铁网,可能产生的后果是 ,其原因是(用化学方程式表示) 。
(2)该兴趣小组同学将制得的CO2分别通人澄清石灰水和氢氧化钠溶液中,他们观察到前者变浑浊,后者无明显现象。CO2和NaOH是否发生了化学反应?
①小明设计了甲、乙两个实验来验证C02与NaOH发生了化学反应,如右图所示。实验现象为:甲——软塑料瓶变瘪,乙——“瓶吞鸡蛋”。
小虎同学认为上述实验是可行的。其共同原理是 。
小雯同学提出质疑,她认为上述实验还不足以说明CO2和NaOH发生了反应。其理由是
。
小明同学针对小雯的质疑又补充了一个对照实验,这个实验是
。
②小虎向甲实验后变瘪塑料瓶的溶液中加入 ,观察到
现象,从而证明CO2与NaOH已经发生了反应。
某教师设计的创新实验装置图如下,请完成下列探究:
【实验内容】在500 mL的烧杯中放一金属圆柱体,注入400 mL热水,在圆柱体上放一小块白磷。在烧杯上盖一薄铜片,铜片的一端放一小堆红磷,另一端放一小块用滤纸吸干水后的白磷,观察。
【实验现象】铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,能说明的燃烧条件是;铜片上的白磷燃烧后,用一小烧杯罩在白磷上方,燃烧就停止,说明灭火的可以采用原理;取下铜片后,用一支空试管向下罩住水中的金属圆柱体,水中白磷燃烧,其化学方程式是;
【分析讨论】(1)铜片上放一小块白磷时,用滤纸将其表面的水吸干,原因是。
(2)铜片上的白磷燃烧后,用一小烧杯罩在白磷上方,最好在烧杯内壁沾一些水,其原因是。
【教师反思】教材P124[实验7-1]是一个对照鲜明,现象明显的探究实验。但是,该实验也存在不足。为了克服不足,在教学中,我对该实验进行的改进,改进后的优点有(写出一条即可).
将(NH4)2SO4和Na2CO3两种溶液充分混合加热,发现有气泡产生且闻到刺激性气味。同学们对气体成分产生兴趣。
【查阅】CuO和NH3加热时发生反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
【猜想】猜想一:气体是CO2
猜想二:气体是NH3
猜想三:气体是NH3和CO2
【讨论】(1)猜想一肯定不正确,理由是;
(2)因Na2CO3溶液呈(填“酸”或“碱”)性,故有NH3产生。
【探究】为确定气体成分,设计如下装置(夹持装置未画出):
(1)实验后,取少量A中固体,加入稀盐酸,观察到,证明其中含CO2;
(2)B中观察到,证明含有NH3;
(3)(NH4)2SO4和Na2CO3两种溶液发生反应的方程式为:;
(4)若B装置连同固体质量减轻4.8g,则C装置增加的质量为;
【反思】
(1)实验测得装置C增加的质量大于理论值,可能的原因是;
(2)氨气也是污染物,在C装置后连接下图装置,以吸收尾气中未参加反应的氨气。干燥管的作用是(填序号)。
①防止氨气逸出 ②防止液体倒吸 ③防止盐酸挥发
在初中化学实验中,多采用浓氨水和酚酞试液探究微粒的运动性。
【回忆课本】课本上采用图A装置,进行实验。
(1)实验中观察到的现象是:。
(2)该实验不仅说明微粒的运动性,还说明氨分子运动的速率比酚酞分子的运动速率。
【发现问题】虽然课本上这个实验的现象明显,但也存在一些不足,如:氨水的用量大、实验装置无法固定、有很多氨气逸出大烧杯等。
【查阅资料】①在相同条件下,气体的相对分子质量越大,其密度越大。
②空气的相对分子质量约为29。
③T形三通管属于微型化学仪器。
【实验改进】在老师指导下,同学们改用图B装置探究微粒的运动性。
(1)在T形三通管的粗玻璃管里,固定一根湿润的酚酞纱布条。
(2)用(填写仪器名称)吸取少许浓氨水,将其滴入T形三通管的细弯管处,然后用橡皮帽封闭管口。
(3)一会儿,观察到段纱布条变成红色。
(4)微热细弯管处的浓氨水,纱布条变红的速率会加快。
【实验结论】改进实验说明,氨气密度比空气;氨分子在空气中主要向运动,且温度升高其运动速率。
【实验反思】改进实验与课本实验相比较,有不少的优点,请你写出其中的一条:。
【实验拓展】同学们在老师的启发下,还利用T形三通管设计了探究二氧化碳性质的图C实验。在通入二氧化碳气体后,观察到的实验现象是:,有关的化学方程式是:。
某化学兴趣小组的同学学习“灭火器原理”后,设计了如图所示实验,并对反应后瓶中残留废液进行探究。
【提出问题】废液中所含溶质是什么?
【猜想与假设】
猜想1:废液中的溶质可能是NaCl、Na2CO3和HCl。
猜想2:废液中的溶质只有(填名称)。
猜想3:废液中的溶质是NaCl和HCl。
猜想4:废液中的溶质是NaCl、Na2CO3。
【讨论与交流】小明认为猜想1无需验证就知道是错误的,他的理由是。
【实验与结论】
(1)为验证猜想2,小强同学取少量废液装入试管中,然后滴入AgNO3溶液,产生白色沉淀,滴加稀硝酸沉淀不溶解。于是小强认为猜想2正确。小强的实验(填“能”或“不能”)验证猜想2的正确性,原因是。
(2)小丽为验证猜想3,选用碳酸钠做试剂。若猜想3是正确的,验证时反应的化学方程式为。
(3)若验证猜想4是否正确,下列试剂中可选用的有(填序号)。
①氢氧化钠溶液 ②氯化钙溶液 ③稀盐酸 ④氯化钾溶液
实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质?
【提出猜想】通过分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3;
猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。
(1)则NaOH变质反应的化学方程式为。
【查阅资料】
①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解,在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L-1。
【实验探究1】
(2)为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
(a)取少量样品溶于水,加入 ; |
有白色沉淀产生 |
该反应的化学方程式为 |
(b)静置,向。 |
证明猜想Ⅱ成立 |
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数?
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置(铁架台略去),在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验:
①按图连接好装置;
②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞。反应结束后,量筒中收集到X溶液220mL。
(3)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是。
(4)B中集气瓶盛装的X溶液应为溶液。
(5)试管中原有的空气对实验结果(选填“有”或“没有”)明显影响。
(6)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为(精确至1%)。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体?
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体,小亮明设计了如下图所示的实验流程。
(7)操作②的名称是,为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是。
(8)该实验中发生反应的化学方程式为。
(9)最终所得氢氧化钠固体的质量变质样品中氢氧化钠的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【反思与交流】
(10)敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质,所以试剂瓶要塞密封保存。
(11)通过本题,你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量,以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果,探究过程中你需要思考问题有(填数字序号);
①选择试剂种类
②确定试剂用量
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计
⑤实验安全环保
⑥测量中减少误差
(12)【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化,但二者目的不同,它们分别是。