某研究性学习小组将实验室制备二氧化碳气体反应后的废物进行处理-优题课

一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的"脱氧剂"很好奇，他们观察到"脱氧剂"外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠，打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末．
【资料获悉】铁系"脱氧剂"的作用原理是利用铁能被氧气氧化，从而达到除氧保鲜的目的．
【教师指导】铁被氧气氧化最终产物为红棕色的 $F e_{2} O_{3}$ （其他产物忽略不计）．
【探究目的】小组同学欲探究该"脱氧剂"是否已经失效（即单质铁是否已经完全被氧化），并测定各成分的质量分数，设计了以下探究实验．
【实验探究】
步骤1：小刚用磁铁接近样品，发现磁铁吸引了部分黑色固体．
步骤2：称取 $10.00 g$ 样品与一烧杯中，加足量水充分搅拌溶解后，过滤，将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为 $7.28 g$ ．
步骤3：按如下装置，将得到的 $7.28 g$ 固体与足量稀硫酸反应，用电子秤称得反应前后总质量差为 $0.15 g$ ．

步骤4：将锥形瓶中反应后的液体过滤，并将滤渣洗涤、干燥后，称得其质量为 $1.20 g$ ．
【交流讨论】
（1）由步骤1得出的结论是．
（2）步骤2目的是　溶解样品中氯化钠　，检验该滤液中溶质的方法是．
（3）步骤3中仪器 $A$ 的名称为．
小明认为 $0.15 g$ 差值即为 $H_{2}$ 的质量，并由此计算出样品中单质铁的质量为 $4.20 g$ ．
小华提出在装置的 $a$ 导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管，他这样做的理由是．
（4）如果步骤4中滤渣没有经过洗涤，则称得的质量1.20 $g$ （填"＞"或"="或"＜"）
【教师指导】样品在稀硫酸中除了 $F e 、 F e_{2} O_{3}$ 分别能与稀硫酸反应外，还存在反应： $F e + F e_{2} （ S O 4 ）_{3} = 3 F e S O_{4}$ ．因此，小明用产生 $H_{2}$ 的质量计算样品中铁的质量不合理．实际上，样品中单质铁的质量应该是与酸反应消耗的铁和与 $F e_{2} （ S O 4 ）_{3}$ 反应消耗铁的质量总和．
【学生实验】小红将步骤3的装置进行了改进，重新称取 $10.00 g$ 样品进行实验，并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为 $0.14 g$ ．
【数据处理】由于反应过程较复杂，小组同学在老师的帮助下，推算出与 $F e_{2} （ S O 4 ）_{3}$ 反应消耗铁的质量为 $0.56 g$ ．
【请你参与】
（1）写出 $F e_{2} O_{3}$ 与稀硫酸反应的化学方程式．
（2）请根据以上数据，计算该样品中各成分的质量分数．

某化学实验小组欲探究盐酸、氢氧化钙的化学性质，取8支试管分别用A﹣H编号后，做如下实验．

（1）实验中观察到有气泡出现的试管是，有沉淀生成的试管是．
（2）写出实验中无明显现象产生的试管中发生的化学方程式　.

（3）实验后某试管中为红色溶液，当向其中加入过量的后，溶液变为蓝色．由此推断，该试管中最初盛有的物质是．
（4）实验后某试管的底部有白色固体，过滤后向滤液中滴加盐酸，一段时间后有气泡冒出，则该滤液中的溶质是.

(1)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,主要成分是一氧化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气.某课题组同学为验证水煤气的成分,做了以下准备:
(一)资料收集:① $H_{2} + C u O \overset{∆}{=} C u + H_{2} O$ ② $C O + C u O \overset{∆}{=} C u + C O_{2}$ .
③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
(二)设计实验装置

请分析上面信息后回答:
①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是;
②装置C的目的是,装置D的作用是;
③装置E内观察到的现象是;
④实验中两次用到装置A,其目的分别是,;
请你设计一种尾气处理方案:.
(2)(4分)不少家庭养观赏鱼,有时会在鱼缸里放点"鱼浮灵",可使水中的含氧量迅速增加, "鱼浮灵"的化学名称是过氧碳酸钠(俗称固体双氧水,化学式2Na₂CO₃·3 H₂O₂).常温下, 过氧碳酸钠易溶于水并迅速放出氧气,能有效地提高水生动物的成活率.
①请设计实验验证"鱼浮灵"的供氧原理:

实验操作	现象	结论

②为证明"鱼浮灵"供氧后所得溶液的主要成分,还应补充实验:.

化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液(如图所示),其中4、5号试剂瓶标签破损.

【提出问题】这两瓶试剂分别是什么 $？$ 
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠 $(N a_{2} S O_{3})$ 溶液、 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液都能与中性的 $C a C l_{2}$ 溶液发生复分解反应,产生白色沉淀.

② $N a_{2} S O_{3} + 2 H C l = 2 N a C l + S O_{2} ↑ + H_{2} O$ .
③ $C O_{2}$ 与 $S O_{2}$ 均可以使澄清石灰水变浑浊, $S O_{2}$ 是一种有刺激性气味的气体.

【作出猜想】4、5号溶液可能分别是 $N a O H_{、} N a_{2} C {O_{3}}_{、} N a_{2} S O_{3}$ 或 $N a C l$ 溶液中的一种.
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中,然后分别进行下列三组实验.
实验1:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的号溶液,两试管中的溶液均变成红色,说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的溶液.
实验2:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液,两试管中均产生白色沉淀,4、5号溶液可能分别是 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液和 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液中的一种.写出其中一个反应的化学方程式.

实验3:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液,在盛4号溶液的试管中有现象,说明4号是 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液;在盛5号溶液的试管中有 $C a C l_{2}$ 现象,说明5号是 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液.
【实验反思】同学们经过分析,认为4号溶液还可能是变质的 $N a O H$ 溶液.请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案,完成实验报告.

实验操作

实验现象

实验结论

4号溶液是部分变质的

N a O H

溶液.

小明同学想研究一氧化碳的还原性，通过查阅资料知道：草酸（H₂C₂O₄）与浓硫酸混合加热会产生一氧化碳，反应方程式为： $H_{2} C_{2} O_{4} = C O ↑ + C O_{2} ↑ + H_{2} O$ 。
于是他设计了下图的实验装置，结合装置回答下列问题：

（1）图A是用草酸制取CO的反应装置，你认为应选择（填"甲"、"乙"或"丙"）装置；（2）装置C的作用是；
（3）装置D中反应的化学方程式为；
（4）为检验装置D中产生的气体，E装置中的液体应为；
（5）装置F中酒精灯的作用是。

	操作	现象	结论
步骤一			猜想二成立
步骤二