教材中给出了Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。为了探究Na2O2与H2O反应的机理,某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验。
实验步骤如下:
①按图示组装仪器,并检查装置气密性为良好后装入药品。
②保持K1打开、K2关闭,将注射器中的蒸馏水推入试管中,此时试管中并无气体产生。
③挤压装有酚酞的胶头滴管,使酚酞滴入试管中,试管中溶液显红色。
④挤压装有稀盐酸的胶头滴管,使稀盐酸滴入试管中,红色消失后再滴加2滴。
⑤用双连打气球向A中试管中鼓气,使试管中溶液通过喷头进入B中支管中,发现淀粉-KI溶液变蓝,KMnO4溶液褪色。
⑥迅速打开K2、关闭K1,继续向A中试管中鼓气,待试管中溶液进入C中试管中约三分之一时停止鼓气。然后用热水浴加热C中试管片刻,有气泡冒出,经检验为氧气。
请回答下列问题:
(1)用离子方程式表示淀粉-KI溶液变蓝的原因:_____________________________
________________________________________________________________________。
(2)用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因: ______________________________
________________________________________________________________________。
(3)A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是________、______________________。
(4)Na2O2与H2O反应的机理是____________________(用化学方程式表示)。
某同学做元素性质递变规律实验时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
| 实验步骤 |
实验现象 |
| ①将镁条用砂纸打磨后,放入试管中,加入少量水后,加热至水沸腾;再向溶液中滴加酚酞溶液 |
A.浮在水面上,熔成小球,四处游动,发出“嘶嘶”声,随之消失,溶液变成红色。 |
| ②向新制得的Na2S溶液中满加新制的氯水 |
B.有气体产生,溶液变成浅红色 |
| ③将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 |
C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体. |
| ④将镁条投入稀盐酸中 |
D.反应开始不十分剧烈;产生无色气体。 |
| ⑤将铝条投入稀盐酸中 |
E.生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
| ⑥向A1Cl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 |
F.生成淡黄色沉锭。 |
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验内容:(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和②③的化学方程式)
| 实验内容 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
| 实验现象(填A~F) |
实验② ,
实验③ ;
(2)实验结论: 。
(8分)实验探究是体验知识的产生和形成过程的基本途径。下面是某同学完成的探究实验报告的一部分:
实验名称:卤素单质的氧化性强弱比较
| 实验步骤 |
实验结论 |
| ①氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
氧化性从强到弱的顺序:氯、溴、碘 |
| ②NaBr溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
|
| ③KI溶液+氯水+1 mL CCl4,振荡,静置,观察四氯化碳层颜色 |
实验药品:KBr溶液、KI溶液、氯水、溴水、碘水、四氯化碳、淀粉碘化钾试纸
实验设计如下,请回答:
(1)完成该实验需用到的实验仪器是________、________。
(2)②中反应的化学方程式为________________。
③中反应的离子方程式为__________________。
(3)CCl4在实验中所起的作用是________。
(4)该同学的实验设计不足之处是___________________,改进的办法是____________。
已知FeCl3溶液与KI溶液的反应为可逆反应,某小组同学对该反应进行实验探究。
(1)甲同学首先进行了实验1。
| 实验 1 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ.取2 mL 1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴(1滴约为0.05 mL,下同)。 |
ⅰ.溶液呈棕黄色。 |
|
| ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ.溶液不显红色。 |
①写出FeCl3溶液与KI溶液反应的离子方程式。
②加入KSCN溶液的目的是。
③甲同学认为溶液不显红色的原因是反应体系中c(Fe3+)太低,故改进实验方案,进行了实验2。
| 实验 2 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ.取2 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液, 滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液3滴。 |
ⅰ.溶液呈棕黄色。 |
|
| ⅱ.向其中滴加2滴0.1 mol·L-1 KSCN溶液。 |
ⅱ.溶液显红色。 |
|
| ⅲ.继续加入2 mL CCl4,充分振荡、静置。 |
ⅲ.液体分层,上层红色消失,变为棕黄色,下层呈紫红色。 |
本实验改用0.1 mol·L-1 KI溶液的目的是。用化学平衡原理解释实验2中加入CCl4后上层溶液红色消失的原因:。
(2)甲同学认为“用CCl4萃取后上层溶液仍为棕黄色”的原因是I2未被充分萃取,但乙同学查阅资料得到信息:I2、I3-在水中均呈棕黄色,两者有如下关系:I2+I-
I3-。于是提出假设:萃取后的溶液呈棕黄色的主要原因是存在I3-。
①为验证假设,乙同学设计并完成了实验3。
| 实验3 |
实验步骤 |
实验现象 |
| ⅰ.取1 mL实验2中棕黄色的上层清液,再加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 |
ⅰ.液体分层,上层呈黄色,下层呈紫红色。 |
|
| ⅱ.取1 mL饱和碘水,加入2 mL CCl4, 振荡、静置。 |
ⅱ.液体分层,上层为无色,下层呈紫红色。 |
实验3的结论是。
②甲同学依据乙同学的实验设计思路,选用实验2中的试剂,运用控制变量的方法设计了更加严谨的实验,证明了平衡I2+I-
I3-的存在。
请你补充完整他设计的实验步骤:将实验2中下层紫红色溶液平均分成两份,分装于两支试管中,向试管1中加入1 mL水,振荡、静置;向试管2中。
两支试管中的现象分别为。
硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
| 氢氧化物 |
开始沉淀时的pH |
完全沉淀时的pH |
| Mg(OH)2 |
9.3 |
10.8 |
| Fe(OH)2 |
7.6 |
9.6 |
| Fe(OH)3 Al(OH)3 |
2.7 3.7 |
3.7 4.7 |
(1)MgO的电子式为。
(2)滤渣2的主要成分是,向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为。
(3)加入NaOH调节溶液pH=12.0时,发生反应的离子方程式为。
(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为。
(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为(用含有a、b的代数式表示)。
(16分)某实验小组模拟“侯氏制碱法”制纯碱,并进行以下探究:
(1)检验纯碱样品中是否混有NaHCO3,请选择下列装置设计实验,并完成下表:
| 选择的装置 (填编号) |
实验现象 |
实验结论 |
| 样品含 NaHCO3 |
(2)测定该纯碱样品的纯度:称取m1g样品,置于小烧杯中,加水溶解,滴加足量CaCl2溶液。将反应混和物过滤、(填操作)、干燥、称量为m2g。该纯碱样品的纯度为。
(3)该小组同学在0.1 mol/L NaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴,溶液没有什么变化,但加热后显淡红色,加热较长时间后冷却,红色不褪去。为探究原因,进行了下列实验:
实验1: 加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,测得溶液pH变化如下表
| 温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
50 |
70 |
80 |
100 |
| pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.9 |
9.4 |
9.6 |
10.1 |
但当温度恢复到10 ℃,测得溶液pH=9.8。
实验2:加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,将产生的气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。
①用离子方程式表示0.1 mol/L NaHCO3溶液中存在的平衡(除水电离平衡外)、
________________。这两个平衡以__________为主。
②结合实验1、2分析,加热0.1 mol/L NaHCO3溶液,pH增大的原因可能是_____________(答一条)。