聪聪同学在实验室帮老师整理废弃药品时发现一瓶没有标签的绿色粉末,对其组成很好奇。征得老师允许后,设计了以下实验进行探究。
操作步骤 |
实验现象 |
结论或化学反应方程式 |
取少量样品置于试管中,加入足量稀硫酸,将试管用导管与澄清石灰水相连。 |
①产生大量气体,使石灰水变浑浊。 ②样品全部溶解,溶液呈蓝色。 |
①样品中含有 离子 ②样品中含有 离子 |
在上述蓝色溶液中,插入一根洁净的铁丝。 |
①铁丝表面缓缓产生少量气泡。 ②片刻后铁丝表面出现红色物质。 |
① [ ② (均用方程式表示) |
|
为了进一步确定该物质的元素组成,查阅部分资料后,他继续进行了实验。
【资料查阅】白色的无水硫酸铜可做吸水剂,遇水会变成蓝色。 |
装置A |
装置B |
装置C |
装置D |
第一次 加热后 |
绿色粉末变黑色 |
质量增加0.9g |
出现白色沉淀, 质量增加2.2g |
无明显变化 质量不改变 |
第二次 加热后 |
黑色粉末变红色 质量为6.4g |
无明显变化, 质量不改变 |
沉淀先增加后部分溶解; 质量增加 |
无明显变化 质量不改变 |
【实验分析与反思】
(1)、老师看了实验方案后认为,从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,建议装置D后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤 (填实验步骤的序号)中点燃
(2)、步骤②通入氮气的目的是:
【实验结论】
该绿色粉末的组成元素是: ;各元素的质量比为: (写出计算过程)
乙炔(C2H2)气体和氧气反应能产生高温火焰,工人师傅常用氧炔焰切割或焊接金属。乙炔由碳化钙(块状固体,化学式为CaC2)与水反应生成,同时生成一种白色固体。
【提出问题】白色固体是什么物质?
【做出猜想】小明经过思考认为有以下几种可能:
猜想一:CaO;猜想二:;猜想三:Ca(OH)2。
他的依据是。
【交流反思】经过同学们交流讨论,认为猜想一不成立。否定猜想一的理由是:
。
【进行实验】(一)取少量白色固体放入试管中,滴加稀盐酸,没有观察到,证明猜想二不成立。
(二)取少量白色固体加入到水中,取上层清液,,有白色沉淀出现,证明猜想三成立。该反应的化学方程式为:。结论:白色固体是Ca(OH)2。
【拓展应用】1、已知碳化钙与水反应非常剧烈,乙炔的密度比空气略小。实验室欲制取并收集纯净的乙炔,要求做到节约、安全、随时发生、随时停止,你选择的装置是(选填图中装置序号)。
AB C D E F
2、写出乙炔在空气中燃烧的化学方程式。
某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu②只有Fe2O3③只有Fe(OH)3④是Fe2O3与Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu与Fe2O3的混合物⑥是Cu与Fe(OH)3的混合物
【资料获悉】
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步缩小范围,然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成。(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的(填猜想中的序号)。
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按上面右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
反应前 |
反应后 |
|
Ⅰ组 |
玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g |
玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
Ⅱ组 |
洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g |
洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g |
【交流讨论】
(1)中先通CO气体的作用是 。
(2)选择组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第组(填序号)。
(3)A装置中发生反应的化学方程式;实验中观察到A装置中的现象为。
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处?(填“需要”或“不需要”),理由是。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行?(填“可行”或“不可行”)。
现有Cu和CuO的固体混合物20g,为了分析混合物中Cu和CuO的含量,小
冰同学利用稀硫酸和锌粒制取氢气,设计了下图所示的装置,进行有关的实验探究。
得到如下数据:(假定每步均完全反应或吸收)
装置 |
B |
C |
反应前质量 |
85.3g |
284.2g |
反应后质量 |
82.1g |
287.8g |
根据实验设计及有关数据进行分析与计算:
(1)生成水的质量是g。
(2)混合物中CuO的质量分数是为多少?(写出计算过程)
(3)该实验还可测定组成水的各元素之间的质量关系,请用表中实验数据列式表示出水中氢、氧元素的质量比为_______________________________________(不用化简);若玻璃管中的氧化铜没有完全反应,则求得水中氢、氧元素的质量比会__________(选填“偏大”、“偏小” 或“不变”)。
如图所示,在小烧杯A中装入30mL蒸馏水,再滴入3滴酚酞溶液,在小烧杯B中装入30mL浓氨水,用一大烧杯把A、B两个烧杯罩在一起。过一段时间烧杯A中溶液变红色,该实验说明分子具有的性质是。小强同学对A烧杯中酚酞溶液变红色的原因进行了如下探究:
【提出问题】是什么物质使A烧杯中酚酞溶液变红色?
【提出猜想】猜想1:B烧杯中挥发出的蒸馏水使酚酞溶液变红。
猜想2:B烧杯中浓氨水挥发出氨气使酚酞溶液变红。
猜想3:B烧杯中浓氨水挥发出的氨气与A烧杯中水反应的生成物使
酚酞溶液变红。
【实验探究】限选试剂:酚酞试液、氨气、浓氨水、蒸馏水。
(1)通过上述实验你认为猜想肯定不成立,原因是。
(2)
实验室部分仪器或装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)实验室常用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳气体,发生装置可选择图中的___________(填仪器字母)进行组装,检查气密性的方法是(所需仪器自选),反应的化学方程式为_____________________________。
(2)采用上述方法制取的二氧化碳中常含有氯化氢气体和水蒸气。为获得纯净、干燥的二氧化碳气体,可选用下图所示的H装置和I装置进行除杂和干燥,导管口连接的正确顺序是:气体→()→()→()→()→F。
(查阅资料:浓硫酸是干燥剂,能吸收气体中含有的水蒸气;NaHCO3 + HCl =" NaCl+" CO2↑ + H2O)
(3)为了防止制取的CO2中含有盐酸挥发出的HCl气体,(填“能”或“不能”)用没有挥发性的稀硫酸代替稀盐酸,原因是。
(4)实验室也可用上述发生装置制取氢气,若用图所示J装置采用“排空气法”收集氢气,请在图中将导管补画完整。