某化学兴趣小组根据下列转化关系在实验室中模拟炼铁,并对产物成分进行探究。
(1)炼铁的原理是 (用化学方程式表示)。
(2)经初步分析得知,无色气体A不含有单质,黑色粉末B的成分是一种或两种单质。上述转化关系中,生成一氧化碳的化学方程式是 。
(3)甲、乙两个兴趣小组分别对无色气体A和黑色粉末B的成分进行探究。
【猜想与假设】
甲组在分析了炼铁的原理后,认为无色气体A中可能有CO2,也可能有未反应的 。
乙组认为黑色粉末的成分中存在以下两种情况:
假设一:只含有铁。假设二:含有 。
【实验探究】
为验证甲组的猜想,同学们按下图所示装置进行实验(箭头表示气体流向)。
Ⅰ澄清石灰水 Ⅱ浓硫酸 Ⅲ氧化铜粉末
上述实验装置Ⅱ中浓硫酸的作用是吸收水蒸气,装置Ⅰ的作用是 ,装置Ⅲ的作用是 。当看到Ⅰ中澄清石灰水变浑浊,Ⅲ中黑色固体变成红色后,可以确定无色气体A的成分是 。
为验证乙组中假设二是否成立,请你设计实验用物理和化学两种方法完成以下探究。
实验方法 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
物理方法 |
|
|
假设二成立 |
化学方法 |
|
|
假设二成立 |
【交流反思】针对甲组实验存在的缺陷,同学们一起进行了改进,解决了污染环境问题。
某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验.
①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,甲设计以下对比试验:
I.将3.0
与1.0
均匀混合加热
II.将
与1.0
均匀混合加热
在相同温度下,比较两组实验产生
的快慢.
I中反应的化学方程式是;II中
的值为.
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素,实验数据记录如表:
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
的质量 |
相同时间内产生
的体积 |
|
I |
50.0 | 1% |
0.1 | 9 |
II |
50.0 | 2% |
0.1 | 16 |
III |
50.0 | 4% |
0.1 | 31 |
实验结论:在相同条件下,,双氧水分解得快.
丙用如图装置进行实验,通过比较也能达到实验目的.
某品牌纯碱中含有少量氯化钠.某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数),组内一同学设计了如下实验:
【设计实验方案】
实验装置(如图2所示,固定装置略去);
需要测定的实验数据:纯碱样品的质量;实验前、后装置(包括氢氧化钠固体)的总质量.
(1)
装置中反应的化学方程式为;为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应,其操作是.
(2)
装置的作用是;
装置中反应的化学方程式为.
(3)补充
装置(简要叙述或画出装置示意图).
【交流与表达】
(4)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低,原因是.
(5)为了克服图2装置的不足,有同学提出,还应增加图1装置与
装置连接(
装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞),在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入足量空气.
①反应前,断开
、
装置之间的连接,用图1装置鼓入空气的作用是;
②反应后,用图1装置鼓入空气的作用是;
③在
装置中的反应发生时,开关
处于关闭状态,其原因是.
【数据处理】
(6)称得的纯碱样品质量为10.8
,实验前、后
装置的总质量分别为75.2
和79.6
,纯碱的纯度为%(计算结果保留小数点后一位).
【反思与评价】
(7)能否用稀盐酸代替稀硫酸?同学们经过讨论认为不能,理由是.
(8)改进后的实验装置能减少测定的误差,原因是①反应生成的
尽可能被
装置吸收;②.
.小明设计了图1所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答:
⑴该装置的不足之处是。
⑵实验开始时,先要进行的操作是
(选填序号:①加热 ②通一氧化碳)。
⑶实验过程中,B处反应的化学方程式是。
Ⅱ.为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳,小明又设计了图2的装置(铁架台、铁夹等装置已略去,a、b为活塞)。
⑴当关闭活塞b,打开活塞a时,可分离得到(写化学式,下同)。
⑵然后关闭活塞a,再打开活塞b,又可分离得到。
Ⅲ.对于A装置中反应后得到的红色固体(此时氧化铜已全部反应完),
小明进行了以下探究
【查阅资料】①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜,还可能生成氧化亚铜(化学式为Cu2O)。②Cu2O是不溶于水的红色固体,在酸性溶液中,可发生反应生成Cu2+和Cu。
【提出猜想】氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu2O。
【进行实验】小明设计了一个最简单的实验方案证明自己的猜想。
实验步骤 |
|
实验现象与结论 |
|
化学方程式 |
某实验小组用图A完成课本实验"碳酸氢钠与盐酸反应的探究"后,他们发现两种反应物的用量不同时反应后溶液中的成分也可能不同,于是他们对碳酸氢钠与盐酸反应后的大试管中溶液的成分进行探究,请回答以下问题:
A B C
(1)写出图A中大试管发生反应的化学方程式: ;
写出小试管中发生反应的化学方程式: ;
(2)若实验室制二氧化碳应选装置(填B或C),药品为:(填名称):
【提出假设】小组成员认为A中大试管的溶液的溶质只能存在三种情况:
假设1.,溶质为NaCl;
假设2.两溶液完全反应后,盐酸过量,溶质为
和
;
假设3. 两溶液完全反应后,, .
【设计并进行实验和得出结论】小组同学讨论后发现只要用反应物本身两种试剂(碳酸氢钠溶液和稀盐酸)就可以完成实验,请填写下表中的实验内容:
实验 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① | 取反应后的溶液少量于试管1中,加入过量的 |
有 |
溶液中存在 假设 成立 |
② | 取反应后的溶液少量于试管2中,加入过量的 |
有 |
溶液中存在 假设 成立 |
③ | 综合实验①和实验②两个实验操作,发现都没有明显的实验现象 |
溶液中只存在NaCl,假设1成立 |
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
)
用
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:由反应物的组成分析,能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质,还可能是;小红通过查阅资料得知,在高温条件下不可能生成此类物质。
(4)小明仍有疑问: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1的对比实验:;
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。
(5)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小红又做了实验2
实验2:将黑褐色物质放入溶液中,观察到;
【得出结论】通过以上探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质。
【拓展探究】请再用一种方法证明黑褐色物质中含有铁单质:。