同学们在学习碱的化学性质时,进行了如图8所示的实验。
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式 。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是 。
(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】 废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和 (写物质名称) 。
②还含有能使废液呈碱性的物质。能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有
如下猜想。
小云认为:只有碳酸钠
小红认为:只有氢氧化钙
小林认为:是氢氧化钠和碳酸钠
你认为还可能是 。(写一种猜想)
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
实验内容 |
预计现象 |
预计结论 |
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置。 |
①有白色沉淀,溶液呈红色。 |
的猜想正确。 |
② 。 |
的猜想正确。 |
|
③ 。 |
的猜想正确。 |
【反思拓展】 在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑
。
化学社团的同学在探究金属化学性质时,进行了如图1所示的实验。
图1实验中观察到的现象是:锌片表面产生气泡,铜片表面 。锌和稀硫酸反应的化学方程式为 。
实验过程中小辰意外发现:当两种金属发生触碰时(如图2),铜片表面产生了气泡。
【提出问题】图2中铜是否发生了化学反应?产生的气体是什么?
【作出猜想】同学们对产生的气体进行了以下猜想:
小知猜想是二氧化硫;小辰猜想是氧气;小彬猜想是氢气。
他们作出猜想的理论依据是 。
【查阅资料】
(1)将锌片、铜片用导线连接后平行插入稀硫酸中,铜片表面产生气体。该反应过程中金属失去的电子通过导线发生了转移。
(2)二氧化硫能使品红溶液褪色。
【设计并进行实验】他们设计了图3装置进行实验,将产生的气体分别通过导管与图4中的装置连接,验证自己的猜想。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
小知 |
连接导管a与导管d,向品红溶液中通入气体一段时间 |
|
小彬的猜想正确 |
小辰 |
选用正确方法收集气体一段时间后,向试管内伸入带火星的木条 |
木条不复燃 |
|
小彬 |
连接导管a与导管 (填序号),收集气体后用拇指堵住试管口,靠近酒精灯火焰,移开拇指点火 |
气体燃烧,听到轻微的“噗”声 |
【教师释疑】图1实验中,锌与稀硫酸反应,锌失去电子,酸溶液中氢离子在锌片表面获得电子生成氢气。
【学生感悟】图3实验中,酸溶液中的氢离子从铜片表面获得 (选填“锌”或“铜”)失去的电子生成了氢气。
【得出结论】图2中两种金属触碰后铜 (选填“有”或“没有”)发生化学反应。
【延伸应用】制造钢制船闸门时,为防止铁被腐蚀,常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属。这种金属可以是 。(填序号)
A.锌
B.铜
C.银
氧气支持生命活动,也是一种重要的化工原料。
(1)实验室用如图所示的装置制取少量氧气。
①仪器a、仪器b的名称分别是 、 。
②锥形瓶内发生反应的化学方程式是 。
(2)工业上有多种制取氧气的方法,如:
方法一:在低温、加压条件下,将空气液化。然后将温度升高至﹣196℃~﹣183℃之间,使液态氮气先蒸发,剩余液态氧气储存于钢瓶里。
方法二:利用电解水的方法制取氧气,将得到的氧气干燥。在低温,加压条件下,使之转化为液态,储存于钢瓶里。
①从构成物质的微粒视角分析,在方法一空气液化过程中,主要改变的是 。
②某工厂用方法二制取氧气,发现氧气的产量略小于理论值,且所得氧气中有淡淡的鱼腥气味。从元素守恒角度分析,该鱼腥气味的气体是 (填化学式或名称)。
(3)氢气和氧气在Pd基催化剂表面可反应生成H2O2,其微观示意图如图:
“解离”时,结构被破坏的分子是 (填化学式)。
(4)为探究双氧水的分解,进行以下两个实验:
①氯化物对双氧水分解的影响。
反应条件:6.0mL 30%双氧水,0.1g氯化物,室温;实验时间:1.5h。
实验数据如表所示:
氯化物 |
NaCl |
MgCl2 |
CuCl2 |
放出氧气的体积/mL |
2.0 |
4.0 |
420.0 |
双氧水的分解率/% |
0.30 |
0.60 |
63.18 |
由上表可知,双氧水保存时应绝对避免引入的离子是 (写离子符号)。
②pH对双氧水分解的影响。
反应条件:6.0mL 30%双氧水,60℃;
用NaOH溶液调pH;实验时间:1.5h。
实验结果如图所示:
由图可知,pH为 (填数字)时,双氧水的分解率最高。
(5)用双氧水可制得“鱼浮灵”“钙多宝”。
①“鱼浮灵”主要成分是2Na2CO3•3H2O2,可迅速增加水体含氧量,其原因是 。
②“钙多宝”主要成分是CaO2,常温下能与水反应生成氢氧化钙和氧气。长时间存放的过氧化钙中含有主要杂质是 (填化学式)、Ca(OH)2。
化学是一门以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
(1)完成“探究某种盐的性质”实验,填写下表。
试管序号 |
甲 |
乙 |
丙 |
实验操作 |
|
|
|
实验现象 |
红色溶液 |
白色沉淀 |
无色气体 |
实验结论 |
该盐是 (选填“NaCl”“Na2CO3”“Na2SO4”),其水溶液呈 性。 |
||
实验解释 |
丙中发生反应的化学方程式: 。 |
||
实验计算 |
全班同学完成试管乙实验,共消耗质量分数为10.4%的BaCl2溶液50g,实验后最多收集到 g白色沉淀。 |
(2)处理“CO2的实验室制取与检验”实验废液。全班同学完成该实验共产生1000g含HCl废液(固体已除,大理石中杂质未参加反应),不能直接排放。
【实验方案】先测定废液中HCl的质量分数,再用熟石灰处理废液至中性。
【实验操作】
①称量 g NaOH固体,溶解,配制30g 5%的NaOH溶液。
②取100mL小烧杯,倒入20g废液样品,插入pH计测定溶液的pH,向废液样品中逐滴加入5%的NaOH溶液。实验过程中溶液pH变化如图所示。
③投入 g熟石灰处理剩余废液(写出计算过程)。
【实验反思】有同学提出也可以根据盐酸具有挥发性直接加热废液除去杂质HCl,并得到CaCl2。写出你的观点及理由: 。
某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干个小组展开探究。以下是教学片断,请你参加学习并填写空格。
【演示实验】将一定质量的稀盐酸加入盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【提出问题】实验中未观察到明显现象,某同学提出疑问:反应后溶液中溶质是什么?
【猜憲与假设】针对疑问,大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下,请补上猜想二。
猜想一:只有NaCl
猜想二:
猜想三:NaCl和HCl
猜想四:NaCl、NaOH和HCl
乙组同学认为有一种猜想不合理,不合理的猜想是 ,理由是 。
【实验探究】
(1)丙组同学取烧杯中的溶液少许于试管中,滴加几滴CuCl2溶液, (填实验现象),证明溶液中一定没有NaOH。
(2)为了验证其余猜想,各学习小组利用浇杯中的溶液,并选用了老师提供的pH试纸、K2CO3溶液、AgNO3溶液,进行如下三个方案的探究。
实验方案 |
测溶液的pH |
滴加K2CO3溶液 |
滴加AgNO3溶液 |
实验操作 |
|
|
|
实验现象 |
试纸变色,对照比色卡,pH<7 |
|
产生白色沉淀 |
实验结论 |
溶液中有HCl |
溶液中有HCl |
溶液中有HCl |
【得到结论】通过探究,全班同学一致认为猜想 正确。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论的活动过程给予肯定,同时指出(2)中存在两处明显错误。同学们经过反思发现以下两处错误:
①实验操作中的错误是 。
②实验方案中也有一个错误,错误的原因是 。
石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。
Ⅰ.石灰石分解的探究
取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为1cm×1cm×0.2cm),一块不加热,另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图所示,实验现象见表1。
表1 不同条件下的实验现象
实验组别 |
实验条件 |
试管B中的现象 |
甲 |
未加热 |
无明显现象 |
乙 |
酒精灯加热 |
呈浅红色 |
丙 |
酒精喷灯加热 |
呈红色 |
(1)通过甲、乙、丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是 。
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,出现浑浊的化学方程式为 。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由: 。
(3)丙组实验中,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,至红色恰好褪去,轻轻晃动试管,溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因: 。
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,
(补充完整实验方案)。
Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究
【查阅资料】生石灰质量的优劣常采用“活性度”来街量。“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用指定浓度的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL)。消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品,并测定煅烧产物(CaO)的活性度,数据见表2。
表2 不同条件下煅烧产物的活性度(mL)
煅烧时间/活性度/煅烧温度 |
1050℃ |
1100℃ |
1150℃ |
1200℃ |
1250℃ |
1300℃ |
12min |
790 |
836 |
868 |
808 |
454 |
412 |
16min |
793 |
856 |
871 |
845 |
556 |
530 |
20min |
795 |
863 |
873 |
864 |
617 |
623 |
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是 。
Ⅲ.石灰石用途的探究
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因: 。