某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究请你参与并回答有关问题。
【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3、Fe(OH)3三种固体中的一种或两种组成。
【提出猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu ②只有Fe2O3 ③只有Fe(OH)3 ④是Fe2O3与Fe(OH)3的混合物
⑤是Cu与Fe2O3的混合物 ⑥是Cu与Fe(OH)3的混合物
【资料获悉】
(2)白色无水CuSO4遇水变蓝;
(3)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。
【探究思路】利用物质的性质不同设计实验加以甄别,先分别探究其中是否含有Fe(OH)3、Cu等,逐步缩小范围,然后再选择适当的试剂和方法通过实验探究其组成。(装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)
【实验探究】
(1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,按下面左图进行实验。结果无水CuSO4没有变蓝,从而排除猜想中的 (填猜想中的序号)。
(2)在甲同学实验结论的基础上,乙同学另取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。乙同学认为可以排除猜想中的①和⑤,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为 的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按上面右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总质量,其数据如下表:
|
反应前 |
反应后 |
Ⅰ组 |
玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g |
玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g |
Ⅱ组 |
洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g |
洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g |
【交流讨论】
(1)中先通CO气体的作用是 。
(2)选择 组的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 组(填序号)。
(3)A装置中发生反应的化学方程式 ;实验中观察到A装置中的现象为 。
(4)为了防止溶液倒吸,本实验停止加热前是否需要先断开A和B的连接处? (填“需要”或“不需要”),理由是 。
【反思评价】戊同学指出:从环保角度,上右图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? 。
【拓展延伸】有同学提出丁同学上述实验中的CO还可以用H2代替,并将上面右图中B装置换成盛有碱石灰(生石灰和氢氧化钠固体混合物)的干燥管,来确定该红色粉末的组成,你认为是否可行? (填“可行”或“不可行”)。
实验课上,张影同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液,生成白色沉淀,过滤后得到无色溶液,他说:“我制得了氢氧化钠溶液!”
(1)余承骏同学却说:“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。”他做了如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
用试管取无色溶液少许,滴入2滴无色酚酞试液 |
无色酚酞试液变红 |
无色溶液中含有氢氧化钠 |
宋楷认为余承骏的实验方案不严密,不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠,理由是:。
(2)宋楷设计了另一个实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量样品于试管中,加入足量的CaCl2溶液 ②过滤,向滤液中滴加几滴硫酸铜溶液 |
③ ④有蓝色沉淀生成 |
无色溶液中确实含有氢氧化钠 |
(3)宋楷的实验可靠性高的原因是。
下图是康康同学配制一定溶质质量分数的氯化钠溶液的部分操作步骤。
(1)康康同学的操作中共有(填数字)处错误,请你任选择一处说明其错误的原因。
(2)除了上图所示的仪器外,康康还需要哪些仪器?。
(3)上述错误操作将导致所配制氯化钠溶液的溶质质量分数较理论值(填“偏大”、“不变”、“偏小”或“不能确定”)
实验室有四瓶失去标签的溶液,现标为A、B、C、D,分别是碳酸钾溶液、氢氧化钠溶液、硫酸镁溶液和稀盐酸中的一种。
【提出问题】如何区分出四种溶液?
【进行实验】甲同学取少量A溶液于试管中,加入一定量氢氧化钡溶液,观察到无明显现象,由此甲同学认为A一定不是(1),甲同学继续向实验后的溶液中滴加酚酞溶液,酚酞溶液由无色变为红色,则甲同学得出结论:A是氢氧化钠溶液。
【表达与交流】乙同学不同意甲同学的结论,乙同学的理由是(2)。
于是乙同学另取少量A于试管中,向其中滴加一种试剂是(3)溶液,观察到的明显现象是(4),由此证明了甲同学的结论是错误的,同时确定了A。
同学们继续实验:取B、C、D三种溶液置于试管中,分别依次滴加氯化钡溶液和稀硝酸,观察现象。
【收集证据】观察到C中产生白色沉淀,滴加稀硝酸后,沉淀溶解,产生气泡;D中产生白色沉淀,滴加稀硝酸后,沉淀不溶解;B中无明显现象。
【解释与结论】写出D中发生反应的化学方程式(5)。
同学们最终通过实验区分出了四种溶液。
近几年我国某些城市酸雨污染较为严重,主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】(1)“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色),该反应的化
学方程式为:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2 X ”。这个化学方程式中
最后一种物质X的化学式是:。
(2)“二氧化硫和二氧化碳一样,也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫与澄清石灰水反应的化学方程式:。并写出实验室制取二氧化碳的化学方程式:。
根据上述资料,甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】(3)甲同学:“实验操作”:甲同学进行了如下图所示A、B两步实验:
“实验现象”: A中稀高锰酸钾溶液褪色,B中澄清石灰水变浑浊。
“得出结论”:煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有碳元素和硫元素。
(4)乙同学认为甲同学的实验方案不合理,其理由是:。
(5)丙同学:
“实验操作”:丙同学进行了如下图所示实验(部分装置在图中略去):
【探究与结论】(6)上图C装置的作用是。
(7)要证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是:丙同学的实验中。
为验证混合气体由H2、CO和HC1组成,请从下图中选用适当的实验装置设
计一个实验,并回答下列问题
(1)连接选用装置的正确顺序是(只要求写出图中装置的序号)
(2)所用装置的连接顺序是(填各接口的字母,连接胶省略,装置之间用“→”连接)混合气体→。
(3)首先选用的装置的作用,第二步选用的装置的作用。
(4)简述尾气处理方法。