化学课上,同学们做了人体呼出的气体使澄清石灰水变浑浊实验后,对呼出的气体中主要成分及含量非常好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】呼出的气体中有哪些主要成分,它们的含量是多少?
【查阅资料】①呼出的气体中仍含有O2;
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小。
【猜想与实践】
猜想:呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸气等。
实验Ⅰ:验证呼出的气体中含有水蒸气。
(1)实验操作如右图所示。
(2)观察到的现象为_______ ____,根据该现象
可以判断呼出的气体中含有水蒸气。
实验Ⅱ:验证呼出的气体中含有N2、O2、CO2,并测其含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(B是带有刻度的量气装置)
(1)实验记录
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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。向装置中加入药品。关闭止水夹a~f。 |
![]() |
装置的气密性良好。 |
② |
打开b、c、d,向B中吹入一定量气体后关闭d,并冷却到室温。 |
B中液体进入到A中,B中液体减少500ml。 |
收集500ml气体 |
③ |
关闭b,打开a、e、f,用打气筒向A中缓缓充气,直到B中气体刚好全部排出。 |
_______ ____,D中液体为475ml |
反应化学方程式为_____ _____ |
④ |
关闭e、f,用凸透镜聚光引燃白磷。 |
白磷燃烧,产生大量白烟放出大量热。 |
呼出的气体中含有O2。 |
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温,打开f。 |
_____ ___,D中剩余液体为400ml |
呼出的气体中含有N2。 |
(2)数据处理
呼出的气体中主要成分的含量:
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N2 |
O2 |
CO2 |
体积(ml) |
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体积分数(%) |
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(体积分数是某气体的体积占混合气体总体积的百分比)
同学们经过3次重复实验,确认了呼出的气体中的主要成分及其含量。
【实验反思】
(1)该实验设计依据的N2性质有_____________(填字母序号)。
A.难溶于水 B.不能和NaOH溶液反应
C.无色无味的气体 D.不能燃烧,也不支持燃烧
(2)实验Ⅱ操作⑤中,若C中气体未完全冷却就打开f并读数,则所测O2的体积分数________(填“偏小”“不变”或“偏大”)。
某校化学兴趣小组参观制碱厂后,获得以下信息并对相关问题进行研究。
【产品与原理】
该厂采用“侯氏制碱法”生产化工产品——纯碱(Na2CO3)和化肥NH4Cl。
生产原理是:将NH3和CO2通入饱和食盐水中得到NaHCO3和NH4Cl的混合物,反应为:
NaCl(饱和)+ NH3 + CO2 + H2O = NaHCO3↓+ NH4Cl;分离出NaHCO3,加热制得纯碱。
【生产流程】
【相关资料】
⑴ NH4ClNH3↑+HCl↑
⑵ 已知20℃时有关物质的溶解度如下(气体指1体积水中能溶解的气体体积)
物质 |
NaCl |
NaHCO3 |
NH4Cl |
NH3 |
CO2 |
溶解度 |
36.0g |
9.6g |
37.2g |
710 |
0.9 |
【问题讨论】:
⑴ 操作Ⅰ、Ⅱ的名称为。
⑵ 反应①中发生了两个反应,写出其中的一个化学方程式:
。
⑶ 反应③中得到纯碱的化学方程式为:。
⑷ 溶液B中的溶质有(至少写出两种)。
⑸ 上述生产流程中可循环使用的是(填序号)。
A.挥发性气体 B.溶液 C.氢氧化镁 D.化肥NH4Cl
【组成确定】
⑴ 称取一定质量的纯碱样品,经多次充分加热后,再称重,质量无变化;
⑵ 另取少量纯碱样品加入适量水,样品完全溶解,向该溶液中加入过量稀HNO3,再滴加AgNO3溶液,有白色沉淀。
由上述实验可确定纯碱样品含有杂质(写化学式)。
【含量测定】
称取纯碱样品10.8g加入适量水,再加入过量CaCl2溶液,搅拌、过滤、洗涤、干燥后称得固体质量为10.0g,请通过计算并结合右表判断此纯碱样品等级为品。计算过程:
【总结反思】
某同学认为,在上述纯碱含量测定中,将CaCl2溶液改为BaCl2溶液,测定误差会减小,其理由是 。
小华同学为探究实验室中三种碳酸盐:碳酸氢铵、碱式碳酸铜、碳酸钙的性质,进行了以下实验:
【实验1】
小华打开盛放碳酸氢铵固体的试剂瓶,闻到有氨臭气味,用湿润的 色石蕊试纸检验,试纸变 ,证明是氨气。
取少量碳酸氢铵固体于试管中,加入少许水振荡。完全溶解后,,向溶液中滴入几滴酚酞试液,观察到溶液为无色。将试管放入60℃热水中加热,很快观察到碳酸氢铵溶液中有大量气泡产生,并闻到较浓的氨臭味,同时,溶液由无色逐渐变为红色。
(1)实验证明,碳酸氢铵易分解产生氨气,同时产生另一种气体和水。写出碳酸氢铵分解的化学方程式 。
(2)溶液中的酚酞由无色逐渐变为红色的原因是 ;
(3)小华根据碳式碳酸铜和碳酸钙分解的条件,得出这三种固体的热稳定性由强到弱的顺序是 > > 。
(4)根据实验,小华联想到农村在存放“碳铵”(碳酸氢铵)化肥时应该注意 。
【实验2】
小华各取三种固体试剂少许于试管中,分别加入1mL 1:2的盐酸溶液。观察到三支试管中均有 的现象,其中, 与盐酸反应的速率最快。
(1)由实验可知,三种碳酸盐均能与稀盐酸反应,写出碱式碳酸铜与盐酸反应的化学方程式 。
(2)根据实验现象,你认为实验室 (能或否)用碳酸钙固体粉末代替石灰石与盐酸反应制取二氧化碳,原因是 。
某学校研究小组对废干电池筒内的黑色物质(可能含有C、MnO2、ZnCl2、NH4C1等)进行研究,实验过程如下:
(1)实验①②③中都使用了同一种玻璃仪器,它在操作②中的作用是。
(2)实验③中发生的化学反应的方程式是。
(3)实验④中发生的化学反应的方程式是,基本类型是。
(4)ZnCl2和NH4Cl混合溶液中含有杂质CuCl2,会加速对电池的腐蚀,欲除去CuCl2,而不引入其他杂质,最好选用下列试剂中的(填序号字母)。
A.NaOH B.ZnC.FeD.Na2CO3
小林仔细阅读加碘自然盐包装袋上的说明(部分说明如图所示),提出问题与同学讨论并进行实验探究。
问题一:食盐加碘可以有效地预防
问题二:食盐是比较稳定的,而说明中强调“防热”是否因为受热会造成碘的损失?
【实验一】探究温度对碘损失率的影响
老师指导他们将一定浓度的碘酸钾溶液分成5等份,于不同温度下加热十分钟后,用硫代硫酸钠标准溶液测定碘酸钾浓度,计算碘损失率并记录如下:
温度 |
30℃水浴 |
50℃水浴 |
80℃水浴 |
100℃水浴 |
煮沸 |
碘损失率(%) |
0 |
0.3 |
0.67 |
1 |
5.56 |
分析上表可得出的结论是。
实验后,小林建议妈妈烧菜时最好是菜出锅前再放碘盐。
问题三:烧菜时加醋对碘的损失率是否也有影响?
【实验二】探究酸碱性对碘损失率的影响
(1)此组对照实验,要控制在碘酸钾溶液的浓度和质量、加热的和均相同,溶液的不同的条件下进行。
(2)实验中需要调节溶液的酸碱性,下列物质不能选用的是(填序号)。
A.氢氧化钠 B.纯碱粉末 C.食盐晶体 D.食醋
小亮发现家中施肥用的碳酸氢铵(NH4HCO3)减少了,并闻到了一股刺激性的气味.他很好奇,于是和同学们进行探究,请你一同参与:
[提出问题]碳酸氢铵减少的原因是什么?
[猜想假设]碳酸氢铵受热易分解,产物可能为水、二氧化碳、氨气.
[实验设计]小明设计了如图所示的装置甲,小刚设计了装置乙进行实验(实验装置中的铁架台均省略).
甲乙
(1)小明根据现象,证明实验后生成了水和氨气.
(2)根据B中澄清石灰水,证明产物中有二氧化碳生成.
[实验结论]碳酸氢铵受热易分解,生成了水、二氧化碳、氨气。
[实验评价]在上述同学们的探究活动中,你觉得装置不科学,该装置的问题是。另一个装置的优越性还有哪些。
[实验反思]根据以上实验,你认为化肥碳酸氢铵在保存时应注意的问题是。
[拓展探究](1)小红同学认为若将装置B中澄清石灰水改为NaOH溶液,再经过某实验操作,也可以证明碳酸氢铵分解后有二氧化碳生成,请你帮她设计并完成实验:
实验步骤 |
实验现象 |
反应的化学方程式 |
(2)除用以上方法,你还可以设计何种实验方案(要求所选用的物质与(1)属于不同类别)