一包黑色粉末可能由氧化铜、木炭粉中的一种或两种组成。为探究其组成,某化学兴趣小组的学生选择以下部分装置进行实验。
Ⅰ.小亮用装置A 与E连接,关闭弹簧夹X,给排尽空气后的盛有黑色粉末的硬质玻璃管加热。一段时间后,若黑色粉末变红色,澄清石灰水变浑浊,则可判断该黑色粉末的成分是 (10) (写化学式),写出产生上述现象时,玻璃管内物质发生反应的化学方程式 (11) ;
若黑色粉末不变色,澄清石灰水也不变浑浊,则无法确定黑色粉末的成分。
为进一步确定其成分,小明帮助小亮又进行如下实验:他将干燥的氢气与A中的黑色粉末反应,并检验其产物。你认为他应选择的仪器装置以及连接顺序依次为 (12) (填字母代号),在给黑色固体加热前,应先通入氢气,目的是 (13) 。
若实验现象为 (14) ,则黑色粉末的成分是氧化铜;若无上述实验现象则为木炭。
Ⅱ.除上述方法外,小强又设想出另一种简单易行的实验方法:取少量粉末于试管中,再加入过量 (15) 试剂(填试剂名称),实验中可能出现的现象与对应的结论如下表所示(表中未列完所有情况),请你完成下表:
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实验现象 |
结论 |
① |
有黑色不溶物,溶液呈蓝色 |
(16) |
② |
(17) |
只含木炭 |
③ |
(18) |
(19) |
研究性学习小组的同学在实验室进行金属与盐溶液发生反应的探究实验。向装有Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3的混合溶液的烧杯中加入一定量锌粉,充分反应后,过滤,得到滤渣和滤液。
(1)若滤渣质量与加入锌粉质量相等时,你认为滤渣的成分可能是 或 (均填化学式)。
(2)若所得滤液为蓝色时,小组同学对其成分进行大胆猜想:
小明认为滤液中溶质为Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2、AgNO3;
小刚认为滤液中溶质为Cu(NO3)2、Zn(NO3)2。
若你是小组成员之一,请你对小刚的猜想进行评价 。
你认为滤液中溶质还可能是 (填化学式)。
请设计实验确定滤液中溶质的成分:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量滤液于试管中,加入 稀盐酸 |
产生白色沉淀 |
小明的猜想正确 |
某校化学兴趣小组将Cu块加入到盛稀H 2SO 4溶液的试管中,Cu块不溶解,不发生化学反应。再向此试管中加入KNO 3溶液,发现Cu块逐渐溶解,有无色气体产生,该气体与空气接触后变成红棕色的气体,最后Cu块完全溶解,变成蓝色溶液。
【提出问题】Cu块与什么物质发生了化学反应,产生的气体是H 2吗?
小军同学认为产生的气体一定不是H 2,你认为他作出此判断的合理理由是 。
【查阅资料】他们通过查阅资料知道:NO是一种无色气体,与空气接触后生成红棕色的NO 2气体。请写出此气体颜色发生变化的化学方程式 。
【提出猜想】
猜想一:Cu块与KNO 3溶液发生了化学反应;
猜想二:Cu块与K 2SO 4溶液发生了化学反应;
猜想三:Cu块与 溶液发生了化学反应。
【设计实验】
实验步骤 |
实验现象 |
解释或结论 |
①将Cu块加入KNO 3溶液中。 |
Cu块不溶解 |
说明猜想一是错误的 |
②将Cu块加入到 溶液中 |
Cu块不溶解 |
说明猜想二是错误的 |
③将Cu块加入到稀HNO 3溶液中 |
Cu块溶解,有无色气体产生,该气体与空气接触后变成红棕色的气体,溶液变成蓝色 |
说明猜想三是正确的 |
【实验结论】猜想三成立。请写出Cu块加入到稀HNO 3溶液中发生反应的化学方程式 。
【讨论交流】实验结束后,同学们在一起进行交流。从复分解反应的角度分析,H 2SO 4和KNO 3 (填"能"或"不能")发生化学反应。Cu块是如何与稀HNO 3溶液发生化学反应的呢?他们带着这个问题去请教老师,老师告诉他们:H 2SO 4溶液解离出H +和SO 4 2 ﹣,KNO 3溶液解离出 ,可以间接地看成有HNO 3溶液。老师还告诉大家:Ag也能与稀HNO 3溶液反应。请写出将Ag粉加入到HCl和NaNO 3混合溶液中所产生的实验现象 。
现有一包黑色固体粉,可能含有炭粉、CuO、Fe 3O 4中的两种或者三种,某化学兴趣小组通过实验探究其成分。
(1)提出问题:该黑色固体粉末成分是什么?
(2)作出猜想:
猜想一:混合固体是炭粉、CuO
猜想二:混合固体是炭粉、Fe 3O 4
猜想三:混合固体是 (两种物质写不全不给分)
猜想四:混合固体是炭粉、CuO、Fe 3O 4
(3)查阅资料:Fe 3O 4为黑色粉末,能与盐酸反应,含有Fe 3+的盐溶液遇到KSCN(硫氰化钾)溶液时变成红色,Fe(OH) 2是一种白色沉淀。
(4)实验探究:取一定量的固体于试管中,加足量的盐酸,充分反应后有部分固体溶解,过滤,得到滤液A,并对滤液A的成分进行如下探究:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤一:取一定量滤液A于试管中,加入足量的铁粉 |
无红色固体析出 |
该固体物质一定没有 |
步骤二:又取一定量的滤液A于试管中,加入少量的KSCN(硫氰化钾)溶液 |
溶液变成红色 |
滤液A中还一定含有的物质是 |
步骤三:再取一定量的滤液A于试管中,加入足量的NaOH溶液 |
有红褐色沉淀生成,同时还有少量的白色沉淀生成,白色沉淀迅速变成灰绿色,最后面变成红褐色 |
滤液A中还一定含有的物质是 |
(5)讨论交流:
①通过以上实验,猜想 成立。
②写出Fe 3O 4与盐酸反应的化学方程式 。
③Fe 3O 4与盐酸反应时元素的化合价没有改变,请大家推断Fe 3O 4中铁元素的化合价为 ____ (写两种价态才得分)。
(6)拓展:请写出同种元素显不同化合价的一种盐 (其它合理答案也得分)(写化学式)。
在学习碱的性质时,同学们发现碱溶液都具有一些相似的化学性质,原因是它们在水中都能解离出相同的 (填离子符号)。
某实验小组在探究碱的化学性质时,有位同学不小心将氢氧化钠和氢氧化钙两种溶液混合在一起,发现有白色沉淀生成。经验证该瓶氢氧化钠溶液已部分变质,氢氧化钠变质的原因是 (用化学方程式表示)
提出问题】如何将这瓶部分变质的氢氧化钠溶液中的杂质除去呢?
【设计实验】
方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案一 |
取适量样品于试管中,滴加稀盐酸。 |
有气泡产生 |
杂质已除去 |
方案二 |
取适量样品于试管中,滴加Ca(NO3)2溶液,过滤 |
有白色沉淀生成 |
杂质已除去 |
方案三 |
取适量样品于试管中,滴加Ca(OH)2溶液,过滤 |
有白色沉淀生成 |
杂质已除去 |
上述实验操作中所用试剂正确的是方案 。
该实验小组用正确的试剂进行了实验。小张提出质疑,杂质是否已经完全除去?于是他取适量实验后的溶液于试管中,继续加入所用的正确试剂,观察到 的现象,说明杂质没有完全除去。
【归纳总结】
1.氢氧化钠必须 保存。
2.同学们针对上述三个方案认真讨论后得出,要除去物质中含有的杂质,选用试剂时应考试的因素有:不与所需物质反应、 、试剂要适量。
实验课上,同学们发现一瓶久置空气中的氢氧化钠固体的瓶口有白色粉末。在老师指导下,同学们对该白色粉末的成分进行了探究。
【猜想与假设】猜想1:白色粉末是碳酸钠。
猜想Ⅱ:白色粉末是氢氧化钠。
猜想Ⅲ:白色粉末是 。
【查阅资料】CaCl 2溶液、Ca(NO 3) 2溶液呈中性。
【实验探究】取该白色粉末溶于水形成溶液A,设计如下实验:
(1)由上述实验可知,猜想 肯定不成立。
(2)若操作①滴加过量稀硫酸有气体B产生,而滴加少量稀硫酸可能没有气体B生成,其可能的原因是 (用化学方程式回答)。
(3)适宜操作③的X溶液是 (填字母序号)
A.CaCl 2溶液 B.Ca(OH) 2溶液
C.Ba(OH) 2溶液 D.Ca(NO 3) 2溶液
(4)操作④需要用到的玻璃仪器是 。
(5)请写出操作⑤的两种方案并得出结论。
方案一: 。
方案二: 。