小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验。将一张滤纸(组成元素为C、H、O)用FeCl3 浓溶液润湿,在酒精灯上烘干后点燃,滤纸变黑、红热,最终生成黑褐色物质。小红告诉大家:黑褐色物质中含有铁单质。
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗?
【探究过程】
(1)小红先从反应物组成分析,因为 所以反应后可能生成铁单质。
(2)为获得实验证据,小红做了实验1。
实验1:将黑褐色物质放入稀盐酸中,发现有连续微小气泡产生。若黑褐色物质中
含有铁单质,则反应的化学方程式为 。
(3)小明提出疑问:实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此,小红又做了实验2: 观察到有微小气泡产生但很快停止。
证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的。
(4)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小红又做了实验3。
实验3:将黑褐色物质放入 溶液中,观察到红色物质生成。
【得出结论】通过以上实验探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质。
(5)【实验反思】小红所做实验1和实验2是运用了 实验,使结论更有说服力。
某Fe3O4样品中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO其中的一种。为探究杂质的情况设计如下方案:
【实验设计】同学们称取了23.28 g该Fe3O4样品用图①进行了下列实验:
【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙、丙三个讨论小组。
甲组;(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质。B中的最佳试剂是______(填序号)。
①澄清石灰水 ②氢氧化钠浓溶液③稀盐酸 ④水
(2)上述实验过程中,CO的作用有_______(填序号)。
①CO气体作为反应物
②实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸
③停止加热后,防止A中生成物被氧化
④停止加热后防止B中的溶液倒吸入A中
⑤对B中反应物起到一定的搅拌作用,便于CO2与反应液充分接触而反应
乙组:
(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是_______;改进为在B装置后接一盛有_______(填试剂名称)的广口瓶的吸水装置,将B装置和该装置“捆绑”称量,从而减小误差。
丙组:
(4)丙组同学将B装置中液体改换为Ba(OH)2溶液,通过测量生成的_______(填化学式)沉淀的质量来计算求解。为了获得沉淀,该组同学需要进行的操作有过滤→_______→________→称量。
【查阅资料】
Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(见图②)。
(5)写出BC段发生反应的化学方程式:______________。
(6)确定该Fe3O4样品中含有的杂质是_______,其中含Fe3O4的质量是_______g(不需要写出过程)(已知Fe3O4、FeO、Fe2O3中铁元素的质量分数分别为72.4%、77.8%、70.0%)。
制作糕点常用Na2CO3或NaHCO3作膨松剂,我校化学兴趣小组的同学根据Na2CO3和NaHCO3的性质进行了一系列探究。
【查阅资料】
(1)溶解度比较:
(2)已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳,而碳酸钠受热不分解。
(3)常温下,浓度相同的Na2 CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强。
【探究一】NaHCO3和Na2CO溶解度差异的探究。
小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10 g水中充分溶解,通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠,x可能是_______。
A.2B.0.96C.0.5D.3
【探究二】Na2CO3和NaHCO3鉴别探究
【猜想与假设】
(1)甲同学认为可用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.
(3)乙同学认为固体Na2CO3、NaHCO3可用加热的方法鉴别.
【实验探究】(1)甲同学在两支分别盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的试管中,各加入澄清石灰水,观察到两支试管中的现象相同,均产生了白色沉淀,实验结果与猜想不一致,即不能用澄清石灰水鉴别Na2CO3和NaHCO3溶液.
(3)乙同学分别取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固体于大试管中加热(如图所示):
①加热Na2CO3时,开始即见小试管中有少量气泡产生,继续加热,气泡逐渐减少,未见澄清石灰水变浑浊,
②加热NaHCO3时,丙同学观察到实验现象与①不同,证实了自己的猜想是合理的.
【问题讨论】
小组同学对上述实验展开了讨论,对甲同学的两个实验进行了比较,并从物质在溶液中解离出不同离子的微观角度分析了原因(如图1、图2).请写出Na2CO3与澄清石灰水发生反应的化学方程式________;写出NaHCO3与澄清石灰水混合时参与反应的离子:________.
【探究三】测定某Na2CO3和NaHCO3混合物中NaHCO3的质量分数
[方案一]称取一定质量样品,置于坩埚中加热至恒重后,冷却,称量剩余固体质量,计算。
(1)坩埚中发生反应的化学方程式为:;
(2)实验中,需加热至恒重的目的是。
[方案二]利用下图装置进行实验,装置B中放有样品(整套装置气密性良好,各装置中气体吸收剂足量)。
【实验步骤】
(1)检查装置的气密性;(2)称取样品10 g,加到装置B中;(3)称量装置B、C、D的质量(含药品);(4)连接装置;(5)加热;(6)停止加热继续通入空气;(7)再次称量装置B、C、D的质量(含药品)。
【数据记录】
【问题回答】
①上图装置C的作用是_______,装置C中一个明显的错误是______________。
②实验过程中必须向装置内通入空气,装置A中发生反应的化学方程式为_______。若没有装置A,造成测定结果_______(填“偏大”“不变”或“偏小”)
【讨论分析】
小红同学认为,表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数,但小张认为不能用C装置的质量变化来计算,其理由是_______;改进方法:_______。小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算,应增加一个操作:_______,目的是______________。
【数据处理】经过反复讨论,大家一致赞成应该利用表格中的装置B的质量变化进行计算NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数。
【拓展应用】固体Na2CO3中混有少量NaHCO3,可通过________方法除去.
(5分)Ti是一种重要的航天金属材料。某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究。过程如下:
【提出假设】a.Ti金属活动性比Al强。 b.Al金属活动性比Cu强。
【查阅资料】钛能与盐酸反应。
【实验设计】同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应,观察现象。
【操作分析】三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是。
A.除去氧化膜,利于直接反应
B.使表面光亮,易观察现象
C.使反应金属温度相同,易反应
【实验现象】
金属 |
Ti |
Al |
Cu |
与盐酸反应现象 |
反应缓慢 |
反应剧烈 |
无明显现象 |
【实验结论】(1)原假设中不正确(填“a”、“b”或“a与b”)。
(2)三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为。
【结论应用】能否用铝制容器来盛装波尔多液(含硫酸铜),(填“能”或“否”);理由是。
某实验小组为检验露置在空气中的NaOH固体是否变质并确定其组成,开展了以下探究活动。
【讨论与交流】
(1)NaOH能与空气中的__________(填化学式)发生反应生成Na2CO3。
【查阅资料】
①NaOH在空气中不会转化成NaHCO3;
②Na2CO3的水溶液呈碱性。
③CaCl2、NaCl的水溶液均呈中性。
【猜想假设】猜想一:固体全部为NaOH。
猜想二:固体全部为__________。
猜想三:固体为NaOH和Na2CO3的混合物。
【实验探究一】将待检固体溶于水配成溶液。按以下两种方案进行实验:
(2)方案一:用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上,测得pH__________(填“>”、“<”或“=”)7,说明猜想一成立。
(3)方案二:取该溶液少许,往其中加入足量稀盐酸,有气泡产生,说明猜想_______不成立。
【归纳与总结】很明显,方案一的结论__________(填“正确”或“错误”),理由是__________。
【实验探究二】为进一步确定原固体的组成,该实验小组的同学称取42.4g待检固体于烧杯中,加入157.6g水,配成200g溶液,并将它平均分成四等份,分别加入CaCl2溶液,将产生的沉淀过滤、洗涤、干燥并称量,实验数据如下表:
实验项目 |
1 |
2 |
3 |
4 |
加入CaCl2溶液质量 |
50g |
100g |
150g |
200g |
产生的沉淀质量 |
4g |
8g |
10g |
10g |
(4)实验小组同学根据实验数据的分析,根据实验3所得沉淀质量计算并判断猜想__________成立,有部分同学提出不必要做实验4,理由是__________。
(5)实验小组对4次实验后的沉淀经过洗涤、干燥后再称量,如果省略洗涤沉淀的步骤,对Na2CO3的质量计算结果影响是__________(填“偏大”或“偏小”)。
【实验探究三】
(6)实验探究一的两个方案都不完善,实验探究二虽然能得出固体的组成,但它的实验操作比较复杂,请你设计一个较简单的探究方案来验证固体的组成。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石和稀盐酸制取),对反应后反应器内的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣,他们继续进行了以下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理,可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙。但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有H+),说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水,氢氧化钙微溶于水,氯化钙溶液呈中性。
【实验过程】将剩余的溶液倒入烧杯中,微热后冷却到室温。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
甲同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中滴加①____________ |
现象:溶液变为红色 |
溶液显酸性(含有H+);溶质中有氯化氢。 |
乙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量锌粒 |
现象:②_____________ |
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丙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量石灰石 |
现象:③_________________ 化学方程式为: ④______________________ |
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体,同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的 ⑤__________(填化学式),经 ⑥___________、蒸发等操作后即可完成。