小强同学看到妈妈将买来的排水口洗净剂(主要成分:过碳酸钠、柠檬酸)洒在厨房排水口网状盖的底部,倒上温水后迅速冒出气泡。为了解其反应过程,他与学习小组的同学进行了如下探究。
【探究一】小组同学根据所学的化学知识设计并进行了如图所示的实验。
A B C
实验中观察到如下现象:A中有气泡产生;B中的澄清石灰水变浑浊;C中收集到的气体能使燃着的木条燃烧更旺。由此同学们得出结论:生成的两种气体分别是: (填化学式)。B中有关反应的化学方程式是 。
【探究二】
(1)实验过程:
教师提供了一瓶过碳酸钠(Na2CO4),小组同学进行了如下实验探究:
(2)提出问题:无色溶液X中的溶质有哪些物质?
(3)猜想与假设: 根据以上实验现象,X溶液中一定存在的溶质是 ;还可能存在Na2CO3、NaHCO3、NaOH中的一种或几种。
(4)查找资料:
资料1:氯化钙溶液呈中性;氯化钙溶液与碳酸氢钠溶液混合不发生反应;
氯化钙溶液与碳酸钠溶液混合后发生如下反应:Na2CO3 + CaCl2 ═ CaCO3↓ + 2NaCl。
资料2:NaHCO3溶液呈碱性,与石灰水反应生成白色沉淀;碳酸氢钠、碳酸钠与足量的酸反应产物相同。
(5)实验过程:小组同学对溶液X中的溶质进行了如下实验。请将下列实验方案填写完整。
实验操作 |
主要实验现象 |
结论 |
① |
|
证明溶液中有Na2CO3 |
② |
|
证明溶液中无NaHCO3 |
③ |
|
证明溶液中无NaOH |
(6)实验反思:根据资料,NaHCO3溶液能与石灰水反应生成白色沉淀。于是,同学们猜想:碳酸氢钠与氢氧化钠是否可以发生 (写方程式)这样的反应?于是,同学们进行了新的探究实验。
只有氧气才能支持燃烧吗?某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属,能与空气中的氧气与水蒸气反应。
【提出问题1】除氧气外,是否还有其他物质也能支持燃烧。
【进行实验一】如图,向盛有金属钠(Na)的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO2,当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时,点燃酒精灯,同时继续缓缓通入CO2,钠剧烈燃烧,产生白烟,燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳(1) (“能”或“不能”)支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前,要先向玻璃管中通会二氧化碳,其目的是____(2)__ 。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么?
【猜想与假设】黑色颗粒可能是(3) (用化学式填写)。
【进行实验二】现象:黑色颗粒逐渐减少,澄清石灰水______(4)____。
【得出结论】实验二证明:黑色颗粒的猜想是正确的。
【猜想与假设】某同学对白色固体的成分做出猜想:(Ⅰ)碳酸钠(Ⅱ)氢氧化钠。你认为猜想 (5) (填序号)一定是错误的,理由是(6) 。
小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白,于是想探究该固体的成分。
[提出问题]该淡黄色固体的化学成分是什么?
[查阅资料](1)硫单质是一种淡黄色固体,难溶于水,在空气中点燃硫单质,生成一种无色、有刺激性气味的气体。
(2)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与水反应,生成气体并放出大量的热。
[设计实验方案]
方案一:取少量该固体粉末于试管中,加2mL水,振荡并观察现象。
方案二:在燃烧匙里放少量该固体,在酒精灯上加热,观察现象。
比较以上两方案,你认为的最佳方案是 ,理由是(从环保、操作等角度分析) 。
【实验验证并得出结论】小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水,立刻观察到有无色气泡产生,并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠(NaOH)。通过实验验证,确定该淡黄色粉末为过氧化钠。
小明想对生成的气体成分判断,他提出了以下两种假设:
①该气体是CO ②该气体是O2
你认为上述假设哪个更合理?________.理由是 。
请设计一个实验,验证你的合理假设(写出简要操作步骤、实验现象和结论)。
操作步骤 |
实验现象 |
结论 |
该反应的符号表达式为__________________________。
[计算]在过氧化钠(Na2O2)中,①氧元素的化合价为 ;
②过氧化钠中钠、氧元素的质量比为 ;
③78克过氧化钠与___________克二氧化碳中所含氧元素的质量相等。
小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下:
加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中,分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
实验I:小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 |
实验现象 |
化学方程式 |
取一只250 mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所带气体,然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 |
木炭燃烧得更旺 |
化学方程式I |
表中,化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II:测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
(250 mL 集气瓶)
【实验记录】
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
① |
检查装置的气密性 |
装置的气密性良好 |
|
② |
加入药品,将装置连接固定 |
||
③ |
打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中,B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体(由压强差引起的误差忽略不计) |
④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧,产生大量白烟 |
|
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温, 进行操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中,操作I是 ;
现象I是 。
【数据记录】
实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知,在上表数据中,第1组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
某实验小组的同学在整理实验仪器时,发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后,同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物(反应完全),从中可以回收得到MnO2。小组同学将黑色固体取出,并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾(KClO3)固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为:氯酸钾氯化钾+氧气。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾溶于水,其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后,其质量和化学性质保持不变。
探究活动一:探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一:过氧化氢制取氧气;
猜想二:氯酸钾制取氧气;
猜想三: 制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式 ,
根据所学知识和以上信息判断,猜想一不成立,理由是 。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想 成立,理由是 。
探究活动二:探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一:是反应物;猜想二:是催化剂。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
固体融化,产生少量气体,木条上的火星变亮。 |
2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
___________________。 |
3、待反应完全后,将试管中的剩余物加足量的水溶解,过滤,并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 |
称量固体的质量是_______g |
【实验结论】猜想二成立,二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出,前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为没有证明二氧化锰的 在反应前后不变。
研究性学习小组选择“可燃物燃烧剧烈程度与哪些因素有关”的课题进行探究。
【提出问题】可燃物燃烧剧烈程度与哪些因素有关?
【猜想与假设】可能与氧气的浓度有关。
【完成实验】按下表进行实验,并记录反应的现象。
实验编号 |
可燃物种类 |
集气瓶中气体 |
反应现象 |
① |
细铁丝 |
空气 |
无现象 |
② |
硫粉 |
氧气 |
? |
③ |
细铁丝 |
氧气 |
燃烧且火星四射 |
④ |
硫粉 |
空气 |
产生淡蓝色火焰 |
【分析现象,得出结论】
(1)表格中实验②中的现象是:;
(2)写出铁丝在氧气中燃烧的文字表达式:;
(3)由实验 对比,证明猜想合理;由实验①④对比,说明可燃物燃烧的剧烈程度还与 有关。
【反思】
(1)再举“氧气浓度影响可燃物燃烧剧烈程度”的例子:
(2)氧气的浓度还会影响可燃物是否完全燃烧,如煤在氧气不足时燃烧生成 有害气体。
你若还能提出新的合理的假设和实验方案,本题可奖励4分(化学试卷总分不超过100分)
【假设】
【实验方案】