铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,把铁矿石和焦炭、石灰石一起加入高炉,在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为 。某化学兴趣小组同学在学习炼铁的相关内容时,对炼铁时还原剂的选择进行了如下探究。
【提出问题】
单质碳也具有还原性,碳还原氧化铁的化学方程式为 。
为什么工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石?
【猜想与假设】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应不易完全。
【查阅资料】氢氧化钠溶液和澄清石灰水化学性质类似,能与二氧化碳反应,但反应无明显现象。
【进行实验】实验步骤及注意事项如下:
①称取两份相同质量的氧化铁粉末。一份与足量的碳粉均匀混合放入下图装置A的试管中;另一份放入下图装置B的玻璃管中。
②装置A和B两组实验同时开始进行。在装置B的反应中,实验开始前应先 (选填“通CO”或“加热”); 实验结束后应继续通入CO直至冷却至室温,其原因是 。
【实验现象】当装置B的玻璃管中固体完全由 时(选填“红色变为黑色”或“黑色变为红色”),装置A的试管中仍有 。
【解释与结论】焦炭和铁矿石都是固体,接触面积小,反应确实不易完全,这可能是工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石的一个原因。
【交流与反思】经过查阅资料和讨论,该小组同学发现除了上述原因外,工业上不用焦炭作为还原剂直接还原铁矿石还有一些其它原因,试写出其中的一个: 。
【完善实验】联想到单质碳的一些化学性质,甲同学认为在碳还原氧化铁的反应中可能还会有CO产生。为了证明碳还原氧化铁所得的气体中含有CO和CO2,将该气体通过下图的检验装置,正确的连接顺序是 (选填字母,装置可重复使用)。经过检验,证实碳还原氧化铁所得的气体中确实含有CO和CO2,因此装置A的不足之处是 。
实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体,某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【实验探究一】为得到纯净的氢氧化钠固体,并测定NaOH的纯度,设计的实验过程如下图。请回答下列问题:
①长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,所含杂质是(1),操作B中加入的试剂是(2);(以上填写化学式或物质名称均可)
②操作A、B 的名称分别为(3)、(4);
③若要测定该固体中NaOH的纯度,实验过程中一定还需用到的仪器是(5)。
【实验探究二】为了测定NaOH的纯度,小红同学设计如图装置(铁架台略去)。己知,碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳。
④写出指定仪器的名称:
甲(6)、乙(7);
⑤实验中取用样品质量要控制在一定范围内,如果样品用量过多,造成的后果是(8);
⑥取l0g样品进行实验,根据实验数据,通过计算可知产生了CO2 0.11g ,求原样品中NaOH的纯度,写出计算过程。
(9)【实验反思】
⑦利用该实验装置,若操作正确,装置气密性良好,测定的NaOH纯度也将(10)(填“偏大”或“偏小”),理由是(11)。
某化学兴趣小组在一次实验活动中发现钠能在二氧化碳中燃烧,他们对钠在二氧化碳气体中燃烧后生成的白色物质进行了如下探究:
实验:将燃烧的钠迅速伸入到盛满二氧化碳的集气瓶中,钠在其中继续燃烧至完全,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附着白色物质。
查资料:Na2O+H2O=2NaOH
提出假设:燃烧后瓶璧上附着的白色物质是什么?
假设1:白色物质是Na2O。
假设2:白色物质是Na2CO3
假设3:。
设计实验方案,验证假设
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
方案1 |
取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质是Na2O。 |
方案2 |
①取少量白色物质于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入适量BaCL2 |
有白色沉淀生成 |
白色物质是Na2CO3 |
②静置片刻,取上层清液于试管中…… |
…… |
思考与交流:
(1)甲同学认为方案1得到的结论不正确,其理由是
(2)根据方案2的结论,补齐方案2中②的实验操作,并写出相应的实验现象。
实验操作:
实验现象:
(3)乙同学认为白色物质可能是NaOH,你填(同意或不同意)该同学的观点,
并简述理由:
(4)根据假设2,写出钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式:。
如图所示,某实验小组进行以下实验:
(1)上述实验进行对比的目的是 _________ .
(2)实验后,将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中,溶液无色.再向其中加入一定量的碳酸钠溶液(提示:CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl),所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况,请补充完整(酚酞省略不写):①NaCl;② ________ ;③ _______ ;④ _________ .若该混合物中溶液无色,选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况,写出所加试剂,预期现象和结论.
在学习金属的性质时,老师拿来了三种外观酷似金、银、铜的样品,同学们对样品进行以下探究:
①用锤子砸“金”,样品粉碎;
②加入稀盐酸:“金”和“铜”没有现象,“银”有大量气泡产生;
③测定密度:“金”4.9g/cm3,“银”7.1g/cm3,“铜”7.5g/cm3.
④查阅几种常见金属的密度,如下表:
金属 |
金 |
银 |
铜 |
铁 |
锌 |
密度(g/cm3) |
19.3 |
10.5 |
8.9 |
7.9 |
7.1 |
(1)根据以上探究,确定“金”是假的理由有哪些?推测“银”可能是什么金属,依据是什么?
(2)已知“铜”只有表面镀了一薄层致密的铜,内部是锌.若不粉碎“铜”,选用稀硫酸和锌粉,测定一定质量“铜”样品中铜的质量,设计实验方案.
某教师设计的创新实验装置图如下,请完成下列探究:
【实验内容】在500 mL的烧杯中放一金属圆柱体,注入400 mL热水,在圆柱体上放一小块白磷。在烧杯上盖一薄铜片,铜片的一端放一小堆红磷,另一端放一小块用滤纸吸干水后的白磷,观察。
【实验现象】铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,能说明的燃烧条件是;铜片上的白磷燃烧后,用一小烧杯罩在白磷上方,燃烧就停止,说明灭火的可以采用原理;取下铜片后,用一支空试管向下罩住水中的金属圆柱体,水中白磷燃烧,其化学方程式是;
【分析讨论】(1)铜片上放一小块白磷时,用滤纸将其表面的水吸干,原因是。
(2)铜片上的白磷燃烧后,用一小烧杯罩在白磷上方,最好在烧杯内壁沾一些水,其原因是。
【教师反思】教材P124[实验7-1]是一个对照鲜明,现象明显的探究实验。但是,该实验也存在不足。为了克服不足,在教学中,我对该实验进行的改进,改进后的优点有(写出一条即可).