做完“铁在氧气里燃烧”实验后,某兴趣小组有一些疑惑不解的问题,于是他们进行了以下探究活动,请你一同参与。
[问题1]细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因,该小组同学设计的实验方案是:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。你认为他们的方案 (填“合理”或“不合理”)。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,他把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝 的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧。
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1) ;(2) ;(3) 。
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入_____溶液,观察到的现象是_____,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
|
Fe3O4 |
Fe2O3 |
铁 |
分解温度/℃ |
1538 |
1400 |
— |
熔点/℃ |
— |
— |
1535 |
[问题3]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?
[查阅资料3]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3高温时分解成Fe3O4。
[理论探讨]
根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4。
[拓展延伸]
(1)小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的化学方程式 ;
(2)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式__________;
(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色_____,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。
碱石灰是实验室中常用的干燥剂。
【查阅资料】①碱石灰是氧化钙、氢氧化钠的固体混合物
②氯化钙溶液呈中性。
【提出问题】实验室中久置的碱石灰样品,其成分中可能含有哪些物质?
【进行猜想】久置的碱石灰样品中除含有CaO、NaOH外,最多还可能含有种物质,写出其中任意一种物质形成的原因____________________________(用化学方程式表示)。
【实验过程】某实验小组对久置碱石灰的成分进行实验,以下是实验报告的一部分。
根据上述实验分析得出结论:该碱石灰样品的组成为(填化学式);
已知M、N分别是稀硫酸、氢氧化钠溶液中的一种。某化学兴趣小组同学在一定量的M中不断滴加N,并测定所得溶液的pH,如图所示。
(1)M是(填化学式)。
(2)反应过程中,老师分别取图中a、b、c三处所对应的溶液,打乱顺序后,请同学们用一定的方法将三种溶液加以鉴别(不能用测定溶液pH的方法)。
小明和小红分别取其中一种溶液进行实验:
小明向所取溶液中加入溶液,观察到有蓝色沉淀生成。
结论:是a处溶液。
小红向少量另一种溶液中滴加酚酞溶液,观察到。
结论:是b处或c处溶液。
为进一步确定该溶液成分,小红又设计并完成如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
取少量该溶液,加入适量的 |
___________________ |
为c处溶液,并推知原溶液中的离子有___________(填写离子符号) |
结论:剩余一种为b处溶液。
碳酸钾是农家肥草木灰的主要成分,将它和化肥一起施用,会减少对环境的污染。为了帮助父母合理选择化肥,李明决定对碳酸钾的化学性质进行探究。
【提供信息】钠原子和钾原子的结构示意图分别为:
【实验与探究】李明参照碳酸钠的化学性质设计了如下实验:
【解释与结论】
(1)碳酸钾溶液能使指示剂变色,能与某些酸和反应;
(2)碳酸钾与碳酸钠的化学性质相似;
(3)从微观角度分析,二者化学性质相似的原因是和含有相同的
。
【拓展与应用】李明建议父母最好选择(填字母序号)与草木灰混合施用。
A.
B.
C.
某实验小组的同学利用氢氧化钙溶液和稀盐酸进行酸碱中和反应的实验时,他们在向盛有氢氧化钙溶液的烧杯中滴加一定量的稀盐酸后,才发现忘记滴加了酸碱指示剂,此时,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中所含溶质的成分进行探究。
【提出猜想】
猜想一:溶质是
和
猜想二:溶质是
猜想三:溶质是
和。
【查阅资料】
①
溶液呈中性;
②有关的化学反应:
a.氢氧化钙溶液和稀盐酸进行中和反应的化学方程式为:
b.碳酸钠溶液和稀盐酸反应的化学方程式为:
c.碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应的化学方程式为:
【实验设计与验证】
(1)小猛同学设计用无色酚酞溶液验证"猜想一"是否成立。取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞溶液,振荡,观察到溶液不变色。于是可以确定"猜想一"(填"成立"或"不成立"),其理由是。
(2)小华同学设计用碳酸钠溶液验证"猜想二"和"猜想三"是否成立。取少量上述实验中烧杯里的溶液于试管中,并向试管中逐滴加入过量的碳酸钠溶液,观察到的现象是:先出现气泡,后有生成。于是可以确定成立。
【交流与反思】
经过同学们讨论和交流,发现只需用下列一种物质就能验证得出以上三种猜想中的哪一种猜想成立,请在下列物质的选项中选择出你认为合理的物质是(填序号)
A.锌粒 B.紫色石蕊溶液 C.二氧化碳
玲玲在学习复分解反应时,对复分解反应的条件产生了兴趣,于是她和小组内的同学仅用以下药品展开了探究活动.
实验药品:稀硫酸、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、硝酸钡溶液、氯化钠溶液、酚酞溶液
【提出问题】他们要探究的问题是.
【查阅资料】硝酸钡溶液显中性,且
有毒.
【实验探究】玲玲用上述物质做了下列几组实验
【记录和解释】
(1)组合①、②、⑤均无明显现象,其中组合与另外两组的实质不同.为证明该不同之处,玲玲在实验过程中使用了酚酞溶液.
(2)请写出组合③的化学方程式.
【实验结论】他们请教老师并讨论后知道,只有当两种化合物互相交换成分,生成物中有沉淀或生成时,复分解反应才可以发生.
【拓展延伸】实验结束后,他们将所有废液收集在废液缸中静置,观察到白色沉淀和无色的上层清液.为了确定沉淀和清液的成分,继续展开探究.
【实验1】探究沉淀的成分.
【提出猜想】Ⅰ.沉淀只有硫酸钡;Ⅱ.沉淀只有碳酸钡;Ⅲ.沉淀中含有硫酸钡和碳酸钡
梅梅取少量沉淀于试管中,滴加(请补充完整实验操作和观察到的现象),证明了猜想Ⅲ是正确的.
【实验2】探究清液的成分。
①取少量清液于试管中,向其中滴加几滴硝酸钡溶液,无明显现象.
②另取少量清液于另一只试管中,滴加几滴,有白色沉淀产生.
【解释与结论】探究活动结束后,小组内成员通过讨论分析,一致认为清液中含有的离子是(指示剂除外).
【处理废液】为了防止污染环境,玲玲向废液缸中加入适量的,对废液进行处理后,将固体回收进一步处理,溶液排放.
【交流与反思】根据你对物质溶解性的了解,结合复分解反应发生的条件,请写出一种在水溶液中一般不能发生复分解反应的可溶性盐(写化学式).