碳酸氢钠(NaHCO3)俗称小苏打,常用于食品和医药工业。某化学兴趣小组的同学对碳酸氢钠的性质进行探究。
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 碳酸氢钠到铜片上加热,如图所示。
(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(只要求填写其中一行。若两行都写,按第一行计分):
实验操作 |
预期现象 |
结论 |
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固体产物是Na2CO3,而不是NaOH |
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固体是产物NaOH,而不是Na2CO3 |
[拓展应用]碳酸氢钠、碳酸钙、氢氧化镁等常用于制作抗酸药,用来治疗胃酸过多。但对于
患有胃溃疡(胃黏膜溃烂)的病人在胃酸过多时,却不宜服用碳酸氢钠、碳酸钙等碳酸盐,其原因是 。
央视频道《是真的吗?》栏目中有一段视频:将"锡纸"剪成一段两头宽中间窄的纸条,然后两头分别连接电池的正负极,观察到"锡纸"立即燃烧.据此,小晟同学取某种"锡纸"进行了探究:
(1)"锡纸"燃烧的原因:"锡纸"两端接入电池两极后造成短路致使"锡纸"燃烧,从燃烧的条件分析:开始"锡纸"不燃烧但短路后却能燃烧的原因是 (填"与氧气接触"或"温度达到着火点").
(2)探究"锡纸"中金属的成分:"锡纸"中的金属是锡吗?
【查阅资料】①"锡纸"是锡箔或铝箔和纸粘合而成;
②锌粉是一种深灰色固体
③锡(Sn)与酸或盐溶液反应生成+2价的锡盐
【提出猜想】猜想Ⅰ:"锡纸"中的金属是锡; 猜想Ⅱ:"锡纸"中的金属是铝;
【进行实验】设计方案并进行实验
实验操作 |
实验现象 |
实验分析与结论 |
取打磨后的"锡纸"片放入试管中,滴加氯化锌溶液 |
"锡纸"表面有深灰色固体析出 |
根据实验现象,结合金属活动性顺序 可知猜想 (填"Ⅰ"或"Ⅱ") 成立;反应的化学方程式为 . |
【交流讨论】①实验中打磨"锡纸"的目的是 ;
②下列物质的溶液可以替代氯化锌溶液完成上述实验的是 (填序号).
A.氯化铜 B.硝酸银 C.硫酸钠 D.硫酸亚铁
【拓展应用】电器短路会引起火灾,我们要严加防范.如果电器着火应该采取的灭火方法是 .
如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图:
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 ,加热后产生黑色的氧化铜。
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因,他们进行了以下实验探究:
【查阅资料】在酸性条件下,氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应:
6NaOH+4CuSO 4═3Na 2SO 4+Cu 4(OH) 6SO 4↓,生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体,加热不易发生分解。
【提出猜想】根据资料分析,同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想:
猜想Ⅰ:硫酸铜溶液呈酸性;
猜想Ⅱ:生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】
实验①:用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度,得出其pH 7(填">"、"<"或"="),硫酸铜溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立。
实验②:向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫色,硫酸钠溶液呈 (填"酸"、"中"或"碱")性,猜想Ⅱ不成立。
【交流和反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后,一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立,理由是 氢氧化钠与硫酸铜反应会生成蓝白色沉淀;
(2) 在化学反应中, 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同, 请另举一列 (写出反应物即可)。
如图是两个实验小组分别进行"加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物"的实验过程示意图:
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为 ,加热后产生黑色的氧化铜.
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因,他们进行了以下实验探究:
【查阅资料】在酸性条件下,氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应:
6NaOH+4CuSO 4═3Na 2SO 4+Cu 4(OH) 6SO 4↓,生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体,加热不易发生分解.
【提出猜想】根据资料分析,同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想:
猜想Ⅰ:硫酸铜溶液呈酸性; 猜想Ⅱ:生成的硫酸钠使溶液呈酸性.
【实验与结论】
实验①:用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度,得出其pH (填">"、"<"或"﹦"),硫酸铜溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立.
实验②:向盛有硫酸钠溶液的试管中逐滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫色,硫酸钠溶液呈 (填"酸"、"中"或"碱")性,猜想Ⅱ不成立.
【交流和反思】(1)乙组同学认真分析甲组实验后,一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立,理由是 ;
(2) 在化学反应中, 相同的反应物因质量比不同可能会导致生成物不同, 请另举一列 (写出反应物即可).
要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分,请你参与华雪同学的探究:
【查阅资料】①碳酸亚铁(FeCO 3)具有还原性,在空气中灼烧生成的氧化物和CO 2气体.
②FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,就迅速被氧化成四氧化三铁,四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水.
③FeCl 2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl 3不能;FeCl 3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl 2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色.
【猜想与假设】猜想1:固体成分是氧化铁;
猜想2:固体成分是四氧化三铁;
猜想3: .
【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示(加热和固定装置已省略),打开止水夹K,通入氧气,加热玻璃管X.当Y瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却.
取玻璃管里的少量固体于试管中,滴加盐酸,微热,固体完全溶解.将所得溶液分成甲、乙两份进行实验.
实验编号 |
实验步骤 |
实验现象 |
a |
向甲溶液中滴加KSCN溶液 |
溶液变红色 |
b |
向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液 |
高锰酸钾溶液的紫红色不消失 |
【结论与反思】(1)由上述实验现象可知,FeCO 3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是 ,因此,猜想 (填"1"或"2"或"3")是正确的.
(2)FeCO 3在氧气中高温灼烧的化学方程式为 .
(3)上述实验 (填"a"或"b")是多余的,因为 .
【总结与提升】(1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的,可能的原因是澄清石灰水的量不足,导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙.碳酸氢钙的化学式为 .
(2)CO 2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 .
(3)华雪同学经过反思,觉得该实验设计还存在问题,因为如果在实验b中观察到 ,就不能确定哪个猜想是正确的.所以华雪同学又对该实验进行了定量探究:取11.6g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,称得固体质量净减3.6g.通过计算即可确定:FeCO 3和氧气充分反应后的固体成分是 .
同学们在学习金属与盐溶液的反应时,老师强调:"金属K、Ca、Na必须除外."化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣,并在老师的指导下,进行如下探究:
【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中,结果会怎样?
【查找资料】(1)少量钠通常保存在煤油中;
(2)钠是银白色的软金属,可用小刀切割,熔点97.81℃,沸点882.9℃,密度为0.97g/cm 3
(3)钠是一种很活泼的金属,遇水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气.
【做出猜想】猜想Ⅰ:放出气体,生成蓝色沉淀,能置换出铜;
猜想Ⅱ:放出气体,生成蓝色沉淀,不能置换出铜.
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液,倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠,用滤纸吸干表面煤油,再切取绿豆大小的一块,投入溶液中 |
钠浮在液面上,熔化成闪亮小球,钠球游动,发出"嘶嘶"的声响,析出蓝色沉淀 |
【现象分析】(1)钠熔成小球是因为 .
(2)钠球游动,发出"嘶嘶"声响说明有气体产生.
(3)析出蓝色沉淀是因为 (用化学方程式表示)
【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖,于是他们进一步探究:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
取烧杯中少许沉淀于试管中,再向其中加入过量的稀硫酸 |
沉淀全部溶解,溶液变蓝色 |
|
【实验结论】在金属活动性顺序里,位于前面的金属(K、Ca、Na必须除外)能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来.K、Ca、Na必须除外是因为 .