小明发现家中施用的碳酸氢铵(NH4HCO3)减少了,并闻到一股刺激性的气味。他很好奇,于是和同学们进行探究,请你一同参与:
[提出问题] 碳酸氢氨减少的原因是什么?
[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进行实验 (实验装置中的铁架台省略)。
(1)A装置大烧杯中的生石灰和水的作用是 。
(2)装置B中澄清石灰水 ,证明产物中有二氧化碳生成。
(3)根据现象 ,证明实验后生成了水和氨气。
(4)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,请你帮她设计完成实验:
实验步骤 |
实验现象 |
反应的方程式 |
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[实验结论]碳酸氢铵受热易分解,其反应的化学方程式为 。
[实验反思]根据以上实验,你认为是 ,在施用时注意 。
现有一包白色粉末,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种,某化学小组为确定其成分,做了以下探究:
【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。
(1)步骤Ⅰ:取少量固体于烧杯中,加足量的水,搅拌,过滤,得到白色沉淀和无色滤液。
步骤Ⅱ:取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中,加入过量的稀硝酸,沉淀全部溶解,有气泡产生,得到无色澄清透明的溶液。
根据上述两步实验,小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是 ,同时确定了白色粉末中一定含有的物质,并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是 。
(2)为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质,小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。
【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分做出了多种猜想,其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是:
猜想一: ;猜想二: 。
【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立,请完成下列表格:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结果 |
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猜想二成立 |
【实验结论】小组同学通过以上探究,最终确定了白色粉末的成分。
做完氢氧化钠与稀硫酸中和反应的实验后,兴趣小组的同学对反应后溶液中溶质的成分进行了探究,请和他们一起探究并完成以下各空;
【提出问题】溶液中溶质的成分是什么?
【做出猜想】(1)只有Na 2SO 4;
(2)Na 2SO 4和 两种物质;
(3)Na 2SO 4和NaOH两种物质。
【实验验证】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
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甲同学实验 |
取适量中和反应后的溶液滴于试管中,将表面打磨后的铝片放入试管的溶液中 |
铝片逐渐溶解,并有大量气泡冒出 |
猜想(2)成立 |
乙同学实验 |
取中和反应后的溶液少许于另一试管中,并滴加几滴无色酚酞试液 |
溶液变 色 |
猜想(3)成立 |
丙同学对甲、乙两同学结论不同产生质疑。
【查阅资料】①Na 2SO 4溶液显中性;②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠(NaAlO 2)和氢气,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2 ═2NaAlO 2+3H 2↑。
【交流反思】①丙同学肯定猜想(1) (填"成立"或"不成立");
②丁同学认为猜想(2)不成立,其理由是 ;
③该组同学经过充分讨论,一致认为猜想(3)成立;
④甲同学的实验是铝片和 溶液反应。
实验与探究是化学学习的重要方法和内容,李明看到家里多年未用的铜制火锅上有绿色的锈迹,他对绿色锈迹的成分和性质产生了浓厚兴趣.
【查阅资料】
①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu 2(OH) 2CO 3],受热易分解;
②无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝;
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物,NaOH与CO 2反应生成碳酸钠固体和水
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液,碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中.
【发现问题】
查阅资料后,该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热,发现试管中的固体由绿色变成黑色,同时试管壁上有无色液滴生成.
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物,进行了如下探究:
探究一:碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体成分.
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉;② ;③碳和氧化铜的混合物.
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告:
实验操作与现象 |
实验结论 |
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猜想②正确 |
探究二:碱式碳酸铜受热分解还会生成CO 2和H 2O.
【进行实验】选择如下图所示装置进行验证
步骤一:连接A和B,打开活塞,通入一段时间的空气;
步骤二:点燃酒精灯,依次连接装置A→B→ → (填"C","D");
步骤三:点燃酒精灯,观察到明显现象后,停止加热
【解释与结论】
①当观察到 ,说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO 2和H 2O,写出装置C中反应的化学方程式 ;
②写出Cu 2(OH) 2CO 3受热分解的化学方程式 .
【反思与评价】
上述装置中A的作用是 .
某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜,并探究其还原产物的组成.
(1)装置及反应原理探究
①B装置中浓硫酸的作用为 .
②说明CO能还原CuO的现象为 .
③上述整套装置中发生的化学反应,其中属于化合反应的化学方程式 .(不考虑CO 2和H 2O的反应.)
(2)产物成分探究
【查阅资料】Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜.除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu 2O)
Ⅱ、Cu 2O为不溶于水的红色固体
Ⅲ、Cu 2O+H 2SO 4═Cu SO 4+Cu+H 2O
【提出问题】红色固体含有什么物质?
【猜想假设】假设一:红色固体只含Cu
假设二:红色固体只含Cu 2O
假设三: .
【实验验证】该小组为验证上述假设,取少量红色固体,加到足量稀硫酸中,观察到溶液变为蓝色,红色固体部分溶解.
【实验结论】根据上述实验结果,可知红色固体中一定含有 .
【数据处理】为进一步确定红色固体的成分,甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体,加到足量稀硫酸中使其充分反应,经过滤、洗涤、干燥后,称量剩余红色固体质量如表,请完善表中内容.
实验人员 |
红色固体(g) |
剩余红色固体(g) |
实验结论 |
甲 |
7.2 |
3.2 |
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乙 |
4.08 |
2.48 |
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【交流与反思】只要假设合理,方法正确,根据实验现象和数据就能得出结论.
久置的铜制品表面能生成绿色的铜锈[主要成分为Cu 2(OH) 2CO 3],某化学兴趣小组对铜生锈的条件进行了以下探究.
【提出猜想】根据铜锈的组成元素推测,铜生锈可能是铜与空气中的二氧化碳、水等物质反应的结果.
【实验设计】兴趣小组同学取打磨光量的铜丝,设计了如图所示的四个实验.
【现象分析】若干天后,发现只有D瓶中的铜丝出现绿色的铜锈,其他瓶中的铜丝均无铜锈出现.
(1)实验B、C瓶中所使用的蒸馏水是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,其目的是 .
(2)B瓶与D瓶中的现象对比,可以得出的结论是 .
【实验结论】由上述四个实验可分析得出,铜生锈是铜与空气中的 共同作用的结果.
【拓展探究】以锈蚀严重的废铜屑为原料,回收制取纯铜.
查阅资料:Cu 2(OH) 2CO 3+2H 2SO 4═2CuSO 4+3H 2O+CO 2↑
Cu 2(OH) 2CO 3 2CuO+H 2O+CO 2↑
如图是该兴趣小组设计的两种回收铜的实验方案:
【分析评价】①步骤Ⅱ反应过程中发生了还原反应的物质是 (填化学式).
②步骤Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要进行的实验操作是 .
③步骤Ⅴ过程发生反应的化学方程式为 .
④同一份废铜屑分别通过上述两种方案最终得到的铜的质量:方案一 (填">"或"="或"<")方案二.以上两种方案中,方案二优越于方案一,理由是 (任答一点).