某化学兴趣小组的同学发现:发酵粉能够使面团松软、发泡是因为发酵粉产生了CO2所致。发酵粉的主要成分中有碳酸氢钠(NaHCO3),俗称小苏打,他们对碳酸氢钠的性质进行了探究。
实验一:探究碳酸氢钠溶液的酸碱性
用pH试纸测得碳酸氢钠溶液的pH为10,由此可知碳酸氢钠溶液呈 性。
实验二:探究碳酸氢钠的热稳定性
《查阅资料》碳酸氢钠受热容易分解,生成水、二氧化碳气体和一种常见的固体物质。
《进行实验》为验证碳酸氢钠受热时会分解,兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热,如下图所示。
(1)加热一段时间后,观察到烧杯内壁有 。
(2)充分加热后,将烧杯迅速倒转过来,倒入适量的澄清石灰水,振荡,观察到石灰水变浑浊。写出该反应的化学方程式:______ _______________。
(3)兴趣小组的同学认为充分加热后的固体产物可能是NaOH或Na2CO3。
①他们猜想的依据是 ___________________________。
②请设计实验检验反应后的固体产物是NaOH还是Na2CO3,并填入下表:
实 验 操 作 |
预期实验现象 |
结 论 |
|
|
固体产物是Na2CO3,而不是NaOH。 |
《小结》
NaHCO3受热发生变化的化学方程式为 。
某化学兴趣小组的同学对能制氧气的呼吸面具进行研究。
[查阅资料]
(1)呼吸面具中制取氧气的主要原料是固体过氧化钠(Na2O2)。过氧化钠分别能和二氧化碳、水反应,都生成氧气,反应的化学方程式为:
①2Na2O2+ 2H2O ═ 4NaOH + O2↑
②2Na2O2+2CO2 ═ 2Na2CO3+ O2
(2)氯化钙溶液呈中性;碳酸钠溶液呈碱性;氯化钙溶液与碳酸钠溶液混合后发生如下反应:
Na2CO3+ CaCl2 ═ CaCO3↓ + 2NaCl。
同学们对用过一段时间后的面具中的固体成分产生兴趣。
[猜想与假设]
固体可能为:①Na2CO3;②NaOH和Na2CO3;③Na2O2和Na2CO3;④。
为了确定用过一段时间后呼吸面具中的成分,该小组的同学在老师的指导下进行了以下的探究。
[进行实验]
实验Ⅰ:取少量固体放入试管中,加足量水,看到,证明固体中有Na2O2。
实验Ⅱ:取少量固体放入试管中,滴加足量的稀盐酸,产生大量气泡,则证明固体中含有Na2CO3。
实验Ⅲ:取少量固体放入试管中,加足量水,再滴加足量的氯化钙溶液后,过滤。向滤液中加入酚酞试液,若溶液变成,则证明固体中含有NaOH。
[反思与评价]
通过上述实验,有些同学认为其中有些不妥的结论。
(1)有些同学认为通过实验Ⅱ并不能确定固体中含有Na2CO3。如何改进此实验?。
(2)还有些同学认为通过实验Ⅲ也不能证明固体中一定含有NaOH。其原因是:。
实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
实验一:甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液进行了如下实验。
实验内容 |
NaHCO3溶液 |
Na2CO3溶液 |
(1)加入无色酚酞溶液 |
溶液变红 |
溶液变红 |
(2)加入澄清石灰水 |
产生白色沉淀 |
现象Ⅰ |
(3)加入5%的CaCl2溶液 |
产生白色沉淀、有气泡产生 |
产生白色沉淀 |
(4)加入稀盐酸 |
现象Ⅱ |
有气泡产生 |
(5)加热溶液,并用导管与澄清石灰水连接 |
石灰水变浑浊 |
石灰水无明显变化 |
(1)表中的现象Ⅰ为;用化学方程式表示现象Ⅱ的原因。
(2)若要鉴别实验中用到的NaHCO3和Na2CO3两种溶液,实验一中提供了种方法。
实验二:甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO3溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤,对滤液中的溶质成分进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液显中性,与氢氧化钠溶液不反应。
(2)两种溶液的取用量不同,滤液中溶质的组成情况可能有:①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Ca(OH)2;④Na2CO3和NaHCO3;⑤Na2CO3和NaOH。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
甲同学 |
取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 |
有气泡产生 |
滤液中的溶质一定含有Na2CO3 |
乙同学 |
取少量滤液于试管中,向其中通入少量CO2 |
产生白色沉淀 |
则滤液中的溶质是 |
丙同学 |
取少量滤液于试管中,塞紧胶塞,并用导管与澄清石灰水连接,加热 |
澄清石灰水变浑浊 |
则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3 |
【反思与评价】
(1)根据丙同学的结论,NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是。
(2)甲同学进一步实验,确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是。
化学小组同学取一定量碳酸钙固体高温煅烧一段时间,冷却后,对剩余固体成分进行如下探究。
【提出问题】剩余固体成分是什么?
【查阅资料】工业上通常采用高温煅烧石灰石的方法制生石灰,化学方程式为:CaCO3高温CaO+CO2↑。
【猜想与假设】剩余固体成分:
I.全部是氧化钙 Ⅱ.Ⅲ.全部是碳酸钙
在老师指导下,小组同学设计如下实验,探究上述猜想是否成立。
【进行实验】
①甲同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是。
②乙同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁感觉发热,继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是。
③丙同学利用水、无色酚酞溶液和稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
猜想Ⅱ成立 |
【反思拓展】
工业制生石灰的过程中同时得到副产品二氧化碳。下列用途是利用二氧化碳化学性质的是。
A.气体肥料B.制干冰 C.制纯碱 D.制碳酸饮料
化学课上老师向盛有NaOH溶液的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液,振荡溶液呈红色。
提出问题:是什么微粒使无色酚酞变红?
查阅资料:NaOH溶液中主要存在H2O、OH-、Na+三种粒子。
猜想:①水分子使无色酚酞变红;
②Na+使无色酚酞变红;
③______使无色酚酞变红。
实验验证:
实验操作 |
现象 |
结论 |
实验一:分别向盛有NaOH溶液和蒸馏水的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液 |
NaOH溶液中滴入酚酞后变红,蒸馏水中滴入酚酞后无现象。 |
猜想_______不成立。 |
实验二:_______________ |
________________________。 |
猜想②不成立。 |
实验三:分别向盛有NaOH溶液和石灰水的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液 |
两支试管中滴入酚酞后均____。 |
猜想③成立。 |
在学习碱的化学性质时,某小组同学进行了如图所示的实验。
Ⅰ.探究碱的化学性质
①实验甲,随着稀盐酸的不断滴入,观察到溶液由红色变为无色;
②实验乙滴加氢氧化钠溶液后,观察到的气球变鼓;
③实验丙观察到试管内有白色沉淀产生,发生反应的化学方程式为(1)。
Ⅱ.探究废液成分
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,由此产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【查阅资料】BaCl2溶液呈中性且Na2CO3 +BaCl2 ==BaCO3↓ +2NaCl
【讨论交流】
①废液中一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和(2);
②还含有能使废液呈碱性的物质,同学们有如下猜想:
猜想1:碳酸钠;
猜想2:氢氧化钠;
猜想3:氢氧化钠和碳酸钠;
猜想4:氢氧化钠和氢氧化钙。
【查阅资料】BaCl2溶液呈中性,Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
【实验设计】
同学们认为需要先验证猜想4是否成立,所需要的试剂是(3)。
若猜想4不成立,则需要进行后续实验,请你完成表格。
实验操作预计现象预计结论
_______(4)__________ _________(5)__________猜想1正确
若没有白色沉淀,溶液呈红色猜想2正确
_________(6)____________猜想3正确
【进行实验】同学们进行实验,通过观察实验现象,得出了猜想2成立。
【反思拓展】分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。