过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体。在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验装置中,当倾倒二氧化碳时,发现了 现象;同时也惊奇地发现棉花团燃烧了起来。
【提出问题】棉花团为什么会燃烧起来呢?
【查阅资料】
(1)在常温下Na2O2能和CO2反应生成一种气体和碱性物质。
(2)在常温下Na2O2能和水发生反应: 2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑
(3)无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色。
【设计实验】经过讨论后,小组同学设计了如图2的实验进行探究。
【实验步骤】
①检查整套装置的气密性;
②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有足量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;
③用力推动针筒的活塞,把稀盐酸注入试管内;
④一段时间后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象。
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响。
【实验现象】
①无水硫酸铜 ;②带火星的小木条复燃;③ 。
【实验分析】
(1)“小木条复燃”说明Na2O2和CO2反应生成了 ;实验现象③说明该反应放出了热量;同时棉花团是可燃物,棉花团因为同时满足燃烧所需的三个条件,所以燃烧起来了。
(2)请你写出Na2O2和CO2反应的化学方程式
【拓展提高】
同学们在实验室发现一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末,已知发生了部分变质,同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。
【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分,它们的质量是多少?
【猜想与假设】(1)粉末成分是Na2O2和NaOH的混合物
(2)粉末成分是________________________的混合物
(3)粉末成分是Na2O2、NaOH 和Na2CO3的混合物……
【设计实施方案】
实验步骤 |
实验现象 |
①取15 g变质粉末于一支大试管内,加入适量的水,共收集到1.6g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。 |
固体完全溶解,有气泡产生,带火星的小木条复燃 |
②继续向上述试管中加入足量的石灰水,充分反应。 |
有白色沉淀生成 |
③将②中物质过滤,得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量,得固体5g。 |
|
【解释与结论】同学们经过认真计算分析,确定了粉末中含有的成分及质量
计算过程:
【反思与评价】
(1)实验室在保存过氧化钠时应注意密封保存。
(2)有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液,至沉淀不再生成时过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由
小林同学在做探究质量守恒定律实验时,称取2.4g镁条在点燃的条件下与充足的空气反应,其反应的化学方程式为______________________________.实验完毕后,称得所得固体的质量小于4.0g.
【提出问题】固体质量为什么会小于4.0g呢?是否发生了其他反应呢?
【查阅资料】镁在空气中燃烧时,除了镁与氧气反应外,还可发生反应:
①2Mg+CO2点燃C+2MgO② 3Mg+N2点燃Mg3N2
【猜想与假设】反应后固体质量小于4.0g是由于发生反应_______(填“①”或“②”)造成的,其理由是_____________________________.
【实验探究】根据初中化学所学知识用图所示装置除去空气中的氧气得到氮气(含少量稀有气体).可燃物应选择的物质是_________(填写物质的字母代号).
A.木炭 B.红磷 C.硫粉
选择的理由是________________________________________;
将点燃的镁条伸入所制得的氮气中,镁条在氮气中剧烈燃烧.
【实验结论】2.4g镁在空气中完全反应后所得固体质量小于4.0g,是由于生成的产物是___________的混合物所致.
二十一世纪是海洋开发与利用的世纪,某市规划确立了“蓝色经济”发展战略,海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用中遇到的问题,请你参与探究:
问题一、海水制镁过程中如何富集镁离子?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想:
甲:直接往海水中加入石灰乳。
乙:高温加热蒸发海水后,加入石灰乳。
丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳。
通过分析比较,你认为___________的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
问题二、粗盐提纯过程中如何除去可溶性杂质?
【查阅资料】
粗盐中含有硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质。
【设计实验】
提纯时,先向粗盐水中加过量的氢氧化钡溶液,目的是_____①________;再加过量的____②______,除尽杂质阳离子;滤去沉淀,向滤液中加入__③_____,将溶液的pH调为7,即得到精盐水。
问题三、海水“制碱” 的产物成分是什么?
同学们从某企业取回少量碳酸氢钠受热完全分解后的固体样品,为确定其成分,进行
了如下探究:
【提出猜想】
甲的猜想:样品中只含有碳酸钠;
乙的猜想:样品中只含有氢氧化钠;
丙的猜想:样品中含有碳酸钠和氢氧化钠。
他们做出上述三种猜想的科学依据是________________________________。
【实验、记录与分析】
步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
1 |
取少量样品于试管中,加水完全 溶解,再加入________________ |
_____________________ |
乙的猜想 不成立 |
2 |
取步骤1反应后的溶液于试管中 ___________________________ |
无明显现象 |
只有甲的 猜想成立 |
【实验结论】
海水“制碱”的最终固体产物是碳酸钠。
【数据分析】
在取回的样品中加入200g7.3%的稀盐酸,恰好完全反应,请计算同学们带回了多少克固体样品?(要求有解题过程)
实验室有一瓶保管不当的试剂(如图),其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样。已知它是无色液体,是初中化学常用的试剂。
(1)根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是
A.酸B.碱C.盐
(2) 已知 Ⅰ.初中化学常见的含钠化合物有NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3。
Ⅱ.Na2CO3和NaHCO3溶液都呈碱性。
Ⅲ.室温(20℃)时,四种物质的溶解度的数据如下图:
物质 |
NaCl |
NaOH |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
溶解度g |
36 |
109 |
215 |
9.6 |
根据试剂瓶标注的溶质质量分数10%和右表中的溶解度的数据判断,这瓶试剂不可能是。
(3) 用pH试纸上测得该溶液的pH>7,这瓶试剂不可能是。
(4) 为了确定该溶液是哪种溶液,现进行如下进一步的实验:
操作步骤 |
实验现象 |
结论及化学方程式 |
取样于试管中,滴加 |
产生大量的气泡 |
该溶液是,反应的化学方程式 |
(5)还可以选择与(4)中不同的试剂确定该溶液,你选择的试剂是(要求类别不同)。
(6) 为了探究一瓶氯化钙溶液的质量分数,取该溶液50g,加入50g碳酸钾溶液,恰好完全反
应,所得溶液质量95g,计算此氯化钙溶液的质量分数。
红枣包装中常使用一种袋装防腐剂,品名为“504双吸剂”,其标签如图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇,设计实验进行探究。
提出问题:久置固体的成分是什么?
查阅资料:铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
作出猜想:久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。
久置固体中可能含有Ca(OH)2的原因是:
用化学方程式表示。
实验探究1:甲同学的方案(见下表)。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取少量固体放于试管中,加足量蒸馏水溶解,静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 |
固体溶解时试管外壁发烫,试管底部有不溶物,溶液变红 |
固体中一定含有 和氢氧化钙 |
(2)另取少量固体放于试管中,滴加足量 的 |
固体逐渐消失,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液 |
固体中一定含有, 一定不含有Fe2O3 |
(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清石灰水中 |
固体中一定含有CaCO3 |
实验质疑:(1)乙同学认为甲同学的实验中的实验中不能得出一定含有Ca(OH)2的结论,理由是。
(2)丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是。
实验探究2:乙、丙同学设计如下图所示实验方案继续验证。
(1)③中反应的化学方程式是。
(2)乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有,
仍有一种物质不能确定,该物质是。
资料表明:在不同温度下,CO可将Fe2O3还原为Fe、Fe3O4中的一种或两种。为探究温度对该反应产物的影响,进行如下实验。
【查阅资料】
Ⅰ.Fe3O4与盐酸反应,得到FeCl2和FeCl3的混合溶液
Ⅱ.用溶质质量分数一定的FeCl2和FeCl3溶液进行如下实验,为方案设计提供参考
FeCl2溶液 |
FeCl3溶液 |
|
加入Fe |
无明显变化 |
溶液变成浅绿色 |
加试剂A |
无明显变化 |
溶液变成红色 |
【实验过程】
甲、乙两组同学分别用酒精灯和酒精喷灯作为热源进行CO还原Fe2O3的实验,检验得到的黑色固体的成分,实验记录如下。
实验操作 |
实验现象 |
结论与解释 |
①取少量的黑色固体于试管中,滴加适量的______ ②向步骤①所得的溶液中,滴加试剂A |
甲组: 固体溶解,无气泡冒出 加试剂A后,溶液变成红色 |
黑色固体的成分是______ 甲组用CO还原Fe2O3反应的化学方程式是______ |
乙组: 固体溶解, 加试剂A后,溶液颜色无明显变化 |
黑色固体的成分是Fe |
【实验反思】
(1)结合此次探究活动,你认为下列说法正确的是______(填序号)。
a.温度会影响反应的产物
b.试剂A用于检验FeCl3溶液
c.进行CO还原Fe2O3的实验时,一定要进行尾气处理
d.得到的黑色固体的质量一定小于参加反应的Fe2O3的质量(2)有人认为乙组的实验结论有欠缺,你是否认同此观点,其理由是。