某研究性学习小组查阅资料得知:
焦炭(主要成分是碳单质,杂质不与水反应)与水蒸气在高温条件下反应,能产生一种俗称为水煤气的气体燃料(水煤气中不含甲烷等有机物)。
为探究水煤气的成份,该小组开展了如下活动:
(1)设计焦炭与水蒸气反应的装置,见图1(图中夹持仪器和加热仪器已省略)。
(2)作出假设:依据所学知识分析,水煤气中一定含有水蒸气,可能含有H2、CO、CO2。
(3)实验探究:同学们为探究水煤气的成份,设计了如下实验装置(图2)并进行实验。
请分析图2所示装置的实验原理,填写下表中的空格:
仪器编号 |
所盛试剂的名称 |
试剂或装置的作用 |
A |
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检验是否有CO2 |
B |
浓硫酸 |
吸收水分 |
C |
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D |
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(4)结果分析:实验证明水煤气中有H2、CO、CO2。
①能证明CO2存在的现象是 。②能证明CO存在的现象是 。
③能证明H2存在的现象是 。
化学是一门以实验为基础的学科,通过一年的学习,相信你的实验能力一定有了很大提高,请你一同参与回答以下问题。
(一)某实验小组设计了下图所示的实验装置。
⑴ 写出仪器A的名称
⑵ 甲同学认为打开K1、关闭K2时,利用I、Ⅱ装置,可以制取并收集氧气,该化学反应方程式为 :。
⑶乙同学认为利用Ⅰ、Ⅲ装置可以测定空气中氧气的含量。关闭K、K1、K2,用凸透镜引燃B中的白磷,待冷却后打开K2,整个实验过程中能观察到的现象是:①;②。
⑷ 丙同学认为可以利用Ⅰ、Ⅲ装置验证二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生反应。他在广口瓶B中预先收集满二氧化碳气体,在仪器A中盛放氢氧化钠浓溶液,烧杯中盛放稀盐酸, K1关闭、K2打开,然后打开K将氢氧化钠浓溶液滴入广口瓶中,关闭K,依据现象,可以证明二氧化碳能与氢氧化钠溶液发生化学反应。
(二)甲、乙两同学对有关镁与盐酸的反应进行了系列研究(如图)
探究一:镁与盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化:`
⑴实验时需将镁条进行打磨,其目的是。
⑵反应中试管外壁发烫,说明镁与稀盐酸反应是放热反应,化学方程式为。
⑶实验测得镁片产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图所示,你认为在t1~t2时间内反应速率逐渐加快的主要原因是:。
探究二:.反应后所得溶液的酸碱性探究
【发现问题】
⑴反应后甲同学用pH试纸测定试管中溶液的酸碱性,发现pH小于7,说明甲同学所得溶液呈性,(选填“酸”“碱”或“中”)。
⑵反应后乙同学的试管中镁条有剩余,向试液中滴入两滴酚酞溶液,溶液变红。
【查阅资料】氢氧化镁微溶于热水,且溶解度随温度升高而增大。
【提出猜想】
甲同学:猜想Ⅰ:稀盐酸过量,使溶液pH小于7;
猜想Ⅱ:氯化镁溶液pH小于7。
乙同学:猜想Ⅰ:氯化镁溶液呈碱性使酚酞变成红色;
猜想Ⅱ:镁与热水反应后生成碱使酚酞变红色。
【实验与思考】
⑴为验证猜想,甲、乙两同学均需测定____溶液的酸碱性,实验表明该溶液显弱酸性。
⑵乙同学为验证猜想Ⅱ,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条,观察到溶液很快变为红色,同时还观察到镁条表面有气泡产生,收集并点燃该气体,发现气体能燃烧,请根据以上现象写出镁与热水反应的化学方程式;
⑶乙同学在进行上述猜想Ⅱ的探究时,发现实验一段时间后,酚酞的红色总是会逐渐消失,于是他猜想可能是镁与热水反应后生成的碱逐渐被空气中的二氧化碳反应掉了,但甲同学猜想可能是水温逐渐降低,导致,请你设计一个简单的实验方案验证甲或乙的猜想是否成立 (写出相应的操作、现象和结论):。
【结论】
镁与稀盐酸反应,若镁反应完全后所得溶液显酸性,若镁过量时所得溶液显碱性。
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) |
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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 |
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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)
小明在家中探究食用白醋的性质,选用了家庭生活中的下列常见物品:200ml的软透明塑料瓶、食品干燥剂、白醋、鸡蛋壳、紫罗兰花、锈铁钉、蒸馏水、纯碱、玻璃小杯。
【问题】白醋是否具有酸类的性质?
【查阅资料】
(1)白醋为无色透明液体,其主要成分是醋酸,化学式可表示为HAc, Ac—代表醋酸根;
(2)食品干燥剂的主要成分是氧化钙;
(3)紫罗兰花遇酸变为红色;
(4)醋酸盐中除银盐和汞盐外都易溶解于水。
【探究与验证】(请你帮助填写表中空白)
实验序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
一 |
将白醋滴在紫罗兰花上 |
紫罗兰花变红 |
白醋的pH7 |
二 |
将锈铁钉放在小玻璃杯中,加入白醋 |
刚开始时 ,一段时间后,有气泡冒出 |
1.白醋能与铁锈反应 2. |
三 |
向软塑料瓶中加入10ml白醋,将瓶捏扁,加入约5g鸡蛋壳,拧紧瓶盖 |
瓶中有气泡冒出,扁塑料瓶逐渐膨胀 |
白醋能与碳酸钙反应放出CO2 |
四 |
向白醋中加入纯碱 |
白醋中有气泡冒出 |
白醋能与碱反应 |
【反思与评价】
(1)小明将干燥剂袋口打开一段时间后,袋中的白色颗粒粘在了一起,请写出变化的化学方程式。
(2)上面“实验结论”中,错误的是(填实验序号)。
(3)上述实验三的现象还不足以得出表中所述的相应结论,为此还需要补充相应的实验,写出该实验发生反应的化学方程式。
水煤气是重要的气体燃料,某水煤气样品可能含有CO2、CO和H2,某化学兴趣小组的同学对该水煤气样品的成分进行探究。
实验一:(1)将该水煤气样品通入澄清石灰水,若看到_____________________,证明该气体样品中含有CO2.
实验二:(2)为了证明该水煤气样品中含有CO,小明设计了如下图所示装置进行实验,证明该气体样品中含有CO
请回答:
A中的药品是_____________________,作用是____________________________;硬质玻璃管内的黑色粉末是_______________________。
(3)小张认为小明的实验不够严密,做了如下图的改进:则B中澄清石灰水的作用是_____________,当观察到_______________________的现象时,可以肯定该水煤气样品中一定含有CO。
某班同学做验证铁、铜、银的金属活动性顺序的实验,用到的药品有铁丝、铜丝、银丝、稀硫酸和硫酸铜溶液。实验结束后,化学兴趣小组的同学欲对该实验的废液进行探究,请你一起参与。
【提出问题】废液中含有什么物质?
【交流表达】
(1)小明通过观察,认为废液中一定含有硫酸铜。他观察到的现象是。
(2)小红通过分析,认为废液中一定含有硫酸亚铁,她的依据是:。
【作出猜想】小华认为废液中还可能含有硫酸。
【实验验证】
(1)小华测得废液的pH小于7,证明废液中含有硫酸。用pH试纸测定溶液pH的方法:。
(2小明取少量废液,向其中滴加氢氧化钠溶液,也得到了相同的结论。小明的实验现象是。
通过分析与实验,同学们得出废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸。
【拓展应用】
(1)若将废液中的溶质全部转化为硫酸亚铁,应向废液中加入过量的。
写出该反应过程中的一个化学方程式。
(2)反应完全后,过滤,滤渣中物质为,滤液中溶质为硫酸亚铁。