金属材料被广泛的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。
【实验目的】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、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ 将铁片、铜片、镁片分别放入三只盛有溶质质量分数相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
实验现象记录表
金属 |
空气 |
稀硫酸 |
硝酸银溶液 |
铁 |
- |
|
|
铜 |
- |
- |
|
镁 |
|
|
|
【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(见表)。
(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、溶质质量分数以外,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 。
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
【提出猜想】除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【完成实验】按下表进行分析:测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号 |
实验药品 |
分解温度(℃) |
① |
氯酸钾 |
580 |
② |
氯酸钾、二氧化锰(质量比1:1) |
350 |
③ |
氯酸钾、氧化铜(质量比l:1) |
370 |
④ |
氯酸钾、氧化铁(质量比1:1) |
390 |
【分析数据、得出结论】
(1)由实验__________与实验④对比,证明猜想合理。
(2)实验所用的三种物质,催化效果最好的是_________________。
【反思】
(1)若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后不变;
(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证。
(3)同种催化剂,还有因素可能影响催化效果。
一次趣味化学活动中,王老师向同学们展示了一瓶标签受损的无色溶液,如图所示。要求同学们进行探究:确认这瓶溶液究竟是什么溶液?
【提出猜想】 王老师提示:这瓶无色溶液只能是下列四种溶液中的一种:①硫酸镁溶液 ②硫酸钠溶液 ③硫酸溶液
④硫酸铵溶液
【查阅资料】
①常温下,相关物质的溶解度如下:
物质 |
MgSO4 |
Na2SO4 |
(NH4)2SO4 |
H2SO4 |
溶解度 |
35.1g |
19.5g |
75.4g |
与水任意比互溶 |
②(NH4)2SO4的水溶液显酸性
(1)【实验探究】小明对王老师的提示进行了评价 ,原因是 。
(2)为确定其它几种猜想是否正确,小明同学继续进行探究:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
①取该溶液少许于试管中,向其中滴加几滴 溶液 |
溶液中有白色沉淀生成 |
猜想①成立 |
②用玻璃棒蘸取少许原溶液滴在pH试纸上,并跟标准比色卡对照 |
溶液pH小于7 |
猜想③成立 |
小雅对小明实验操作②的结论评价是 ,理由是 ;
(3)请你设计实验方案,确认该溶液是硫酸铵溶液并完成实验报告:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取该溶液少许于试管中, |
|
猜想④成立,该反应的化学方程式为 |
实验课上,小舟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)小帆同学却说:“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 |
小玉认为小帆的实验方案也不严密,不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠,理由是:。
(2)小玉设计了另一个实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量样品于试管中,加入 ②过滤,向滤液中滴加几滴硫酸铜溶液 |
③ ④ |
无色溶液中确实含有氢氧化钠 |
(3)小玉的实验可靠性高的原因是①、②。
海水中有大量可以利用的化学资源,例如氯化镁、氯化钠、溴化钾等.综合利用海水制备金属镁的流程如图所示:
(1)贝壳主要成分的化学式是。
(2)操作a的名称是,在实验室中进行此项操作,需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、。
(3)工业冶炼镁常用电解MgCl2的方法,反应为:。
(4)写出第②、③两步反应的化学方程式:
②,③。
达州盛产天然气,有“中国气都”之称的美誉.天然气的主要成分是甲烷(CH4),我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与:
【提出问题】:甲烷燃烧后生成哪些物质?
【查阅资料】:含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
【猜想与假设】:甲 CO2 H2O;乙 CO H2O;丙 NH3CO2 H2O;丁 CO2 CO H2O。
你认为同学的猜想是错误的,理由是。
【实验探究】:为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(1)A、B装置的顺序能否颠倒?(填“能“或“否”)。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是。
(3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色,由此推
断同学猜想成立。
(4)请写出B中澄清石灰水变浑浊、C中红色粉末变成黑色的化学方程式:、_______________________________________________。
【反思与交流】:为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是。