“戴窑中学创新”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Cu ②只有Fe2O3 ③是Cu 、Fe(OH)3的混合物
④是Fe2O3、Fe(OH)3的混合物 ⑤是Cu 、Fe2O3的混合物 ⑥只有Fe(OH)3【资料获悉】(1)2Fe(OH)3 Fe2O3 +3H2O
(2)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在装置A中先通CO气体的作用是 。
②应该选择 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写出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,图29-2装置有严重不足之处。请指出不足并加以改进?
。
【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,并将图29-2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”)。
课外小组研究“影响H2O2生成O2反应速率的因素”的课题。通过查阅资料,他们提出如下猜想。
【提出猜想】催化剂和反应物浓度都会影响H2O2生成O2 的反应速率
【实验过程】实验装置如图:
实验操作:检查装置的气密性良好。将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中,立即收集一瓶放出的气体。
实验记录:
实验编号 |
① |
② |
③ |
反应物 |
5%H2O2 50 mL |
5%H2O2 |
3%H2O250 mL |
加入固体 |
0.5gCuO |
0.5gMnO2 |
0.5gMnO2 |
收集等体积O2所需时间 |
105 s |
45s |
78 s |
(1)实验②中加入H2O2溶液的体积为mL;
(2)充分反应后,将实验②中剩余物质里的MnO2提取的方法是;
【结论】该探究过程得出的结论是 ;
【反思】 H2O2在常温加入MnO2 后反应速率加快。小敏提出,为了更好的证明二氧化锰是否对H2O2生成O2的反应速率有影响,还应该增加一组对比实验。该实验选用的药品和用量为;
【实验拓展】小敏用收集的气体进行氧气的性质实验。
(1)铁丝在氧气中燃烧,其反应的化学方程式为;
(2)小敏发现用收集的气体进行铁丝燃烧实验时,没有产生明显的火星四射现象。造成这种结果的可能原因是。
某化学兴趣小组的同学在探究Mg、Cu、Fe三种金属的有关性质时进行了如下实验:
(1)实验一:发生反应的化学方程式 ,
该实验可得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为
(2)实验二:将实验一后①、②试管内的物质倒入烧杯中,发现烧杯内的红色固体明显增多,一段时间后过滤.滤渣中一定含有的物质是,可能有的物质是 ,为了进一步确定可能有的物质是否存在,同学们设计了如下方案:
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
取少量滤渣于试管中,向其中滴加 |
没有气泡产生 |
滤液中含有的金属离子可能是 :
①Mg2+;②Mg2+、Fe2+;③Mg2+、Fe3+;④Cu2+、Fe2+;⑤Mg2+、Fe2+、Cu2+.
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“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和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:
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Fe2O3 |
(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中 |
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不能得出一定含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、丙同学设计如下实验方案继续验证:
(1)乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有。
(2)乙同学经过实验测得上述滤渣C(CaCO3 )的质量为1.0 g,计算滤液A中含氢氧化钙的质量。(写出解题过程)
丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g,滤渣B中CaCO3的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验及乙、丙同学的数据,久置固体的成分是。
某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实验探究:
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是:猜想一:氯化钠溶液;猜想二:氢氧化钠溶液;猜想三:碳酸钠溶液。
【实验推断】(1)小丽取样滴加无酚酞试液,溶液呈红色,得出结论:该溶液不可能是溶液。
(2)小刚另取样滴加稀盐酸有产生,小刚得出结论:该溶液是碳酸钠溶液。
(3)小青认为小刚的结论不完全正确,理由是在空气中变质的氢氧化钠与盐酸反应也能产生气泡。
小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
【继续探究】另取样加入过量的CaCl2溶液,观察到有产生,设计这一步骤的目的是;静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是。
【探究启示】实验取完药品后应。
某学习小组在探究酸的化学性质时,做了如右图所示的两个实验:
(1)分别向两支装有碳酸钠和碳酸钙粉末的试管中注入一定量的稀盐酸,两支试管内均观察到的现象是___________,固体粉末全部消失,最终形成无色溶液。
(2)实验结束后,同学们将A、B两支试管中的废液倒入同一只洁净的烧杯中,发现烧杯中的废液变浑浊。
小组同学将烧杯中的物质进行了过滤,对滤液中的溶质成分展开了探究,请你一起参与。
【提出猜想】
猜想1:滤液中的溶质是氯化钠;
猜想2:滤液中的溶质是氯化钠和碳酸钠;
猜想3:滤液中的溶质是___________。
【设计实验】请你选择一种猜想进行验证。