金属材料被广泛地应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究。
【实验记录】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】
步骤Ⅰ将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
【实验记录】用“√”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见下表)。实验现象记录如下表
金属 |
空气 |
稀硫酸 |
硝酸银溶液 |
铁 |
- |
√ |
√ |
铜 |
- |
- |
√ |
镁 |
√ |
√ |
√ |
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是_______。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶液浓度以外,还需要控制的条件是_______________________,写出镁和稀硫酸反应的化学方程式_______________,此反应属于________________________。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是__________(用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是______________。
乙醇俗称酒精,燃烧时放出大量的热,因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料,工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产,属于可再生资源,为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣,进行了如下探究。
【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质?
【猜想与假设】猜想一:CO、H 2O;猜想二: ;猜想三:CO 2、CO、H 2O。
【设计与实验】小组同学充分讨论后,决定选用如图药品和装置来验证上述猜想与假设。
(1)先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧,然后将燃烧产物通入上述装置,通入装置的顺序是 (装置可以重复选用,也可以不选)。其中选用E装置的目的是 。
(2)待燃烧产物将装置内空气排尽后,再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。
【现象与结论】
实验中所选第一个装置观察到现象是 ,C中红棕色粉末变成黑色,D中澄清石灰水都变浑浊,由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为 。
【反思与交流】
实验结束后,小组同学对实验结论进行了反思:甲同学发现含碳的化合物燃烧时,氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生;乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷,该缺陷是 。
某化学兴趣小组在实验室探究碳酸钠溶液与稀盐酸的反应原理,请你一起完成实验探究。
实验一:在5mL稀盐酸中逐滴加入碳酸钠溶液,边滴边振荡,直至滴完5mL碳酸钠溶液。
现象:开始有气泡产生,一段时间后无气泡产生。写出碳酸钠与稀盐酸反应的化学方程式 。在反应后的溶液中加入2滴酚酞溶液,溶液变红,则反应后溶液中的溶质是 。
实验二:在5mL碳酸钠溶液中逐滴加入稀盐酸,边滴边振荡,直至滴完5mL稀盐酸。
现象:整个实验过程无气泡产生。
【提出问题】用量相同的两种反应物,滴加顺序不同,现象为什么不一样呢?
【查阅资料】碳酸钠溶液与盐酸反应:
1.盐酸过量时,反应生成NaCl、CO 2和H 2O;
2.盐酸不足时,产物是NaCl和NaHCO 3。
【假设猜想】实验二结束后,试管中溶液的溶质有哪些?
猜想1:NaCl、Na 2CO 3和NaHCO 3
猜想2:
猜想3:NaCl
猜想4:NaCl和HCl
小明认为猜想3和4明显不合理,理由是 。
【实验探究】实验二结束后,将试管中溶液分成三等份,分别做下列三个实验。
序号 |
实验操作及实验现象 |
实验结论 |
实验1 |
加入硝酸银溶液,产生白色沉淀 再加入稀硝酸溶液,沉淀不消失 |
溶液中含 (写离子符号) |
实验2 |
加入 溶液,无沉淀产生 |
猜想1不成立 |
实验3 |
加入 溶液,有 产生。 |
猜想2成立 |
【交流反思】用量相同的两种反应物,滴加顺序不同,现象和产物可能都不一样。
请根据如图实验装置,回答问题。
(1)写出仪器a的名称 。
(2)若实验室用氯酸钾和二氧化锰共热制取氧气,选用的发生装置和收集装置是 ,写出该反应的化学方程式 。
(3)将B制取的气体通入G装置,探究燃烧的条件。观察到Y型管左边的白磷燃烧,右边的白磷不燃烧,可探究出燃烧所需的条件是 。
(4)若用B、F装置制取二氧化碳。当观察到 时,证明二氧化碳收集已满;若F装置中没有出现上述现象。其可能原因是 。(写一个)
某兴趣小组探究镁与稀盐酸的反应。
(1)镁与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)实验前,用砂纸打磨镁条的目的是 。
(3)将打磨后的镁条放入稀盐酸中,一段时间后发现有“灰白色沉淀”产生的异常现象。
【提出问题】灰白色沉淀可能含有什么物质?
【查阅资料】Mg(OH)2受热分解生成MgO和H2O;变色硅胶遇水由蓝色变为粉红色;碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]不溶于水,受热易分解生成MgO和HCl气体。
【提出假设】甲同学认为灰白色沉淀中不含MgCl2,你认为原因是 。
乙同学认为灰白色沉淀中可能含有:
猜想Ⅰ:Mg
猜想Ⅱ:Mg(OH)Cl
猜想Ⅲ:Mg(OH)2
【实验探究】乙同学将灰白色沉淀洗涤、干燥后,分别置于编号为①②③的试管中。
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
实验1 |
向试管①中加入适量 (填物质名称) |
沉淀消失无气泡产生 |
猜想Ⅰ不成立 |
实验2 |
加热试管②,并将蘸有紫色石蕊试液的滤纸条置于试管口 |
滤纸条变红 |
猜想Ⅱ |
实验3 |
加热试管③,将产生的气体通过变色硅胶 |
变色硅胶 |
猜想Ⅲ成立 |
【讨论分析】实验2中滤纸条变红是由于HCl气体溶于水使溶液呈 性,生成HCl气体的原因是 (用化学方程式表示)。
多种物质都可催化过氧化氢分解,如MnO2、CuSO4等。实验小组的同学探究漂白液(主要成分是NaClO和NaCl)、FeCl3、K2SO4能否催化过氧化氢分解。
(1)MnO2催化过氧化氢分解的化学方程式是 。
(2)如图所示,分别向三支试管中多次加入5%过氧化氢溶液,每次2mL,如有气泡产生,则将① 伸入试管,检验是否有氧气生成。结果如下表。
研究对象 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
漂白液 |
大量气泡 |
较多气泡 |
少量气泡 |
无气泡 |
FeCl3溶液 |
较多气泡 |
较多气泡 |
较多气泡 |
较多气泡 |
K2SO4溶液 |
② |
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实验结论 |
ⅰ.实验中产生的气体都是氧气。(查阅得知:NaClO+H2O2═O2↑+NaCl+H2O) ⅱ.K2SO4不能催化过氧化氢分解。 ⅲ.③ 可能是过氧化氢分解的催化剂。 ⅳ.…… |
(3)下列物质中,也可能是过氧化氢分解的催化剂的是 (填标号)。
A.CuCl2
B.Fe2(SO4)3
C.Na2SO4
D.KCl
(4)探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中,比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从如图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该探究的完整实验装置,不需要用到的是 。(填标号)。