某校化学研究性学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钠产生了兴趣,甲乙两组同学围绕这瓶氢氧化钠进行了一系列的探究活动。
【提出问题】①氢氧化钠是否完全变质②样品中碳酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】①氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水
②向氢氧化钠和碳酸钠混合物中加入盐酸时,盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应;
【设计实验】实验一:探究氢氧化钠固体的变质情况
①取少量该固体样品置于试管中,向其中加入稀盐酸,发现有气泡产生,说明该样品中含有碳酸钠,由此可确定该固体已发生变质。则反应方程式为 。
②为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠,同学们又进行了如下表所示的实验。请将下表填写完整。
实验目的 |
实验操作 |
现象 |
结论或化学方程式 |
除去碳酸钠 |
取少量该固体样品溶于水配成溶液,滴加适量的氯化钙溶液, 充分反应后过滤 |
|
有关反应的化学方程式为 |
检验是否含有氢氧化钠 |
向过滤后的滤液中滴入 |
|
该样品中含有氢氧化钠 |
实验二:测定其中碳酸钠的质量分数
【设计方案】
①甲组同学:称取16.40g样品,放入过量的盐酸直到反应停止,共收集到4.40g二氧化碳。(设计思路:根据样品与盐酸反应生成二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。)
②乙组同学:称取16.40g样品,加水配成溶液,向溶液中加入过量的澄清石灰水。过滤、洗涤、干燥,共得到白色沉淀10.00g。(设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,先求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。)
【解决问题】根据两组同学的实验结果,请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数:_______。(任选一组数据进行计算,写出过程)
【交流与反思】
(1)在交流时,老师问同学们“能否用上述实验所得的数据计算出样品中氢氧化钠的质量分数”,甲乙两组的同学都一致认为可以。但小明思考后,觉得甲、乙两种方案都不妥,理由是:
小明又重新设计新方案:先用电子秤准确称取16.40g变质的NaOH样品放入锥形瓶中,用电子秤秤得锥形瓶及样品的总质量为51.40g,再把175.00g 7.3%稀盐酸平均分成7份依次加入样品中,每次充分反应用电子秤秤得锥形瓶及所盛物质的质量,实验数据记录如下:
加入盐酸的次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
第五次 |
第六次 |
第七次 |
锥形瓶及所盛物质的总质量 |
76.40 |
101.40 |
126.40 |
151.40 |
174.20 |
197.00 |
222.00 |
(2)请根据上述实验数据,计算样品中氢氧化钠的质量分数为_________。(不要写出计算过程)
为证明某空杯内充满着空气,小红同学把杯口向下使杯子浸没在盛水的盆里,她将观察到的现象是。你还能用其他方法证明空杯内充满着空气吗?请简述操作方法和现象:
你如何证明空气中有二氧化碳?
对蜡烛及其燃烧的探究活动中,在观察和描述现象时,一般可分为点燃前、燃着时和熄灭后三个阶段进行。请你把观察到的现象填入下表(每个阶段的现象至少写两点)。
探究步骤 |
对现象的观察和描述 |
点燃前 |
|
燃着时 |
|
熄灭后 |
某化学课外小组的同学,在实验室实验时发现一瓶标签破损的无色溶液(如图)。这瓶溶液是什么物质?在老师的指导下,同学们首先提出假设并进行了如下的探究活动。请在空白处完成相应内容。
[提出假设]该无色溶液可能是过氧化氢溶液
[设计实验] 在试管中取少量黑色粉末二氧化锰,向其中滴入该无色溶液,立即产生大量气泡。并放出大量的热。
①用法收集一试管气体;
②检验收集的气体(写出操作方法)
;
③ 反应的文字表达式为。
[实验现象] 在②中的现象是 。
[实验结论] 二氧化锰在此实验中起作用。此气体是,该无色溶液是。原假设成立。
小雨阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号 |
氯酸钾的质量 |
其他物质质量 |
待测数据 |
① |
1.2g |
/ |
____________________ |
② |
1.2g |
氧化铜 0.5g |
____________________ |
③ |
1.2g |
二氧化锰 0.5g |
____________________ |
(1)上述实验应测量的“待测数据”是。
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更(填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(3)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若衡量得到0.5g黑色粉末,再将黑色粉末放入试管中,。(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜还能作氯酸钾的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是。
某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图。该同学的实验步骤如下:
①将图中的集气瓶分为5等份,并作好标记。
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷,将导管上的止水夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即
伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞。
③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开止水夹。
请回答下列问题:
(1)该实验中红磷需稍过量,目的是。
(2)步骤②集气瓶中的现象是,其反应的文字表达式为;步骤③中打开止水夹后观察到的现象是,由此可得出空气中氧气的体积分数约为。
(3)该实验可推论出氮气__________(填“易”或“难”)溶于水和其化学性质________(填“活泼”或“不活泼”)的结论。
(4)实验课上,某同学用足量的木炭粉代替红磷做上述实验,结果实验失败,请你帮他分析原因。