二十一世纪是海洋开发与利用的世纪,某市规划确立了“蓝色经济”发展战略,海洋化学资源的综合利用将是重点发展领域之一。以下是某研究性学习小组在探究海水综合利用中遇到的问题,请你参与探究:
问题一、海水制镁过程中如何富集镁离子?
甲、乙、丙三位同学各自提出自己的设想:
甲:直接往海水中加入石灰乳。
乙:高温加热蒸发海水后,加入石灰乳。
丙:向晒盐后的卤水中,加入石灰乳。
通过分析比较,你认为___________的设想最为经济合理(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
问题二、粗盐提纯过程中如何除去可溶性杂质?
【查阅资料】
粗盐中含有硫酸钠、氯化钙等可溶性杂质。
【设计实验】
提纯时,先向粗盐水中加过量的氢氧化钡溶液,目的是_____①________;再加过量的____②______,除尽杂质阳离子;滤去沉淀,向滤液中加入__③_____,将溶液的pH调为7,即得到精盐水。
问题三、海水“制碱” 的产物成分是什么?
同学们从某企业取回少量碳酸氢钠受热完全分解后的固体样品,为确定其成分,进行
了如下探究:
【提出猜想】
甲的猜想:样品中只含有碳酸钠;
乙的猜想:样品中只含有氢氧化钠;
丙的猜想:样品中含有碳酸钠和氢氧化钠。
他们做出上述三种猜想的科学依据是________________________________。
【实验、记录与分析】
步骤 |
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
1 |
取少量样品于试管中,加水完全 溶解,再加入________________ |
_____________________ |
乙的猜想 不成立 |
2 |
取步骤1反应后的溶液于试管中 ___________________________ |
无明显现象 |
只有甲的 猜想成立 |
【实验结论】
海水“制碱”的最终固体产物是碳酸钠。
【数据分析】
在取回的样品中加入200g7.3%的稀盐酸,恰好完全反应,请计算同学们带回了多少克固体样品?(要求有解题过程)
某课外活动小组为测定铜锌合金粉末中铜的质量分数设计了下列实验:
①称取ag样品放入烧杯,滴入足量稀盐酸。②取一张质量为bg的滤纸,制作并安装好过滤器。③待①中反应充分后,过滤。④取沉淀连同滤纸放在干燥器中干燥后,称量,质量为cg。回答下列问题:
(1)称量样品时,应把样品放在托盘天平的盘里。
(2)如何判断①中反应已进行充分?。
(3)过滤中发现滤液出现浑浊,应如何处理?。
(4)整个实验过程中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、、玻璃棒、干燥器等。
(5)通过上述实验测得的铜的质量分数是_________(用a、b、c表示)。
(6)老师指出,③、④之间缺少一个步骤,使得实验结果偏大。该步骤是。
小明对铁的锈蚀进行如下探究。室温时,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,装置如图。观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为146 mL)。当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表.
序号 |
样品 |
量筒起始 读数/mL |
量筒最终 读数/mL |
所需时间 /min |
① |
1 g铁粉、0.2 g碳和10滴水 |
100 |
70 |
约120 |
② |
l g铁粉、0.2 g碳、10滴水和少量NaCl |
100 |
70 |
约70 |
③ |
(1)实验①和②说明NaCl可以(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(2)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是(填“放热”或“吸热”)过程。
(3)实验结束后取出滤纸包,观察到有红棕色物质生成,该物质的化学式是。
(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成。
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是%(保留3位有效数字)。
很多水龙头是铜质镀铬的,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,同学们进行如下探究活动:
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液……
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液……
【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
①Cr Al Cu②Al Cr Cu③Al Cu Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。
实验一 |
实验二 |
实验三 |
|
实验 方案 |
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实验 现象 |
铬片表面产生气泡缓慢,溶液变蓝色。 |
_____________ |
铝片表面产生气泡较快。 |
结论 |
铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢。 |
铜不与稀硫酸反应 |
____________ |
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是______________ |
【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是______。
(2)实验一所发生反应的化学方程式是_________。
(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是___ __。
(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是______。
【归纳】比较金属活动性强弱的方法有
①______________
②_____________ 。
小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂”这一命题,他设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论或总结 |
||
各步骤结论 |
总结 |
|||
实验一 |
将氯酸钾加热至熔化,伸入带火星的木条 |
木条复燃 |
氯酸钾受热分解能产生氧气,但是 。 |
二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂 |
实验二 |
加热二氧化锰,伸入带火星的木条, |
木条不复燃 |
二氧化锰受热不产生氧气。 |
|
实验三 |
木条迅速复燃 |
二氧化锰能加快氯酸钾的分解速度。 |
(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格;
(2)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是;第二方面的实验是要。
某同学用下图装置测定空气中氧气的体积分数。请你填写有关空格,并与同学交流。
(1)该实验中,红磷需稍过量,目的是。该物质燃烧反应的文字表达式为____________________________。
(2)待该物质熄灭并冷却后,打开弹簧夹观察到的现象是___________;为什么要“待该物质熄灭并冷却后,打开弹簧夹”?
;
(3)实验后发现测定出的空气中氧气的体积分数小于l/5,这可能是由哪几种原因引起的?__________________________________________________________(写一点即可);
(4)某同学由本实验得到如下一些结论:①燃烧匙中的红磷越多,水位上升越高、②空气含有氮气、氧气、二氧化碳和稀有气体、③可用铁代替红磷完成该实验、④氮气难溶于水,其中正确的是:_______(填序号)。