小燕同学在实验室发现一瓶标签破损的无色液体(如图),她根据目前所学的知识,大胆猜想并设计实验进行验证,请你参与她的探究。
提出假设:该无色液体可能是______或___________
某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式。
Ⅰ.定性探究
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【猜想】针对疑问大家纷纷提出猜想。
甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4
猜想二:有Na2SO4和H2SO4
猜想三:有
猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为有一种猜想是不合理的。你认为不合理的猜想是哪一种并说出理由。
【继续实验】
(1)丙组同学取烧杯中的少量溶液于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有。
(2)为了验证其余猜想,各组同学取烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaC12溶液、Na2CO3溶液,分别进行如下三组探究实验。
实验方案 |
测溶液pH |
滴加Na2CO3溶液 |
滴加BaCl2溶液 |
实验操作 |
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实验现象 |
试纸变色,比照比色卡,pH<7 |
产生白色沉淀 |
|
实验结论 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。同时指出上述三个实验探究中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
(1)实验操作中明显的一处错误是;
(2)实验方案探究中也有一个是不合理的,不合理的原因是。
II.定量探究
取上述【演示实验】反应后烧杯中的溶液100 g,设计如下实验:
计算【演示实验】反应后溶液中Na2SO4的质量分数是多少?(请列出计算过程)
某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验(操作规范)。装置A中发生反应的化学方程式为①,洗气瓶B中浓硫酸的作用为 ②
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为①,而由水的化学式算得H、O元素的质量比为②。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是________________。
(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收,装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体b以外,溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原成Cu;
②Cu2O固体是红色的,它与稀硫酸的反应为:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu2O是否会影响水组成的测定结果(填“影响”或“不影响”)。
【提出猜想】针对红色固体a的成分,小组同学提出猜想①是:Cu2O;
猜想②是:________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明,哪个猜想成立。
实验室里有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体,某化学兴趣小组对其进行了如下探究。
(1)确定固体的成分。
【提出猜想】猜想Ⅰ:固体中只含碳酸钠;
猜想Ⅱ:固体中只含氢氧化钠;
猜想Ⅲ:固体中含有。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量固体溶于水,加入; |
产生白色沉淀 |
猜想Ⅲ成立 |
②将上述反应后的混合液过滤,取少量滤液,加入。 |
(2)测定固体中碳酸钠的质量分数。
【查阅资料】二氧化碳几乎不溶于饱和碳酸氢钠溶液中。
【进行实验】取2g固体,在25℃、101kPa下用如图所示装置进行实验,步骤如下:
①连接好装置并检查气密性;
②装入药品,通过分液漏斗滴加足量稀硫酸后,关闭分液漏斗活塞;
③充分反应后,恢复至25℃、101kPa,量筒中液体的体积为220mL。
【实验分析】
①装置B中的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,原因是。
②充分反应后,装置A中残留的的二氧化碳对实验结果是否有明显影响?(选填“有”或“没有”)。
③已知在25℃、101kPa下二氧化碳的密度为1.8g/L,则固体中碳酸钠的质量分数为(结果保留至0.1%)。
(3)除去固体中的碳酸钠。
【进行实验】实验流程如下图:
【实验分析】该流程中发生反应的化学方程式为。
操作①、②、③均需用到的一种仪器是。
某品牌纯碱中含有少量氯化钠.某化学探究小组欲测定该品牌纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数)。
Ⅰ.甲组同学设计如图所示实验:
【实验步骤】①组装好如图仪器,并;
②称取7.0g样品放入锥形瓶中,加入少量蒸馏水溶解,并在其他装置中加入相应的药品;
③称量装置C的质量;
④打开分液漏斗旋塞滴入稀硫酸,直到不再产生气泡为止;
⑤再次称量装置C 的总质量; ⑥计算出样品中碳酸钠的质量分数。
【实验分析】(1)A装置中反应的化学方程式为;
(2)B装置的作用是;
(3)如果没有D装置则所测样品中碳酸钠的质量分数偏大的原因是;
(4)称得纯碱样品的质量为7.0g,实验前、后C装置(包含药品)的质量分别为61.2g和63.4g,则该纯碱样品的纯度为(计算结果精确到0.1%)。
Ⅱ.乙组同学采用生成沉淀的方法来测定样品中纯碱的质量分数,设计了如下实验:
(1)判断加入氯化钡溶液是否过量的合适方法是(填编号),然后观察现象判断。
A.向混合物X中滴加稀硫酸,若有白色沉淀生成则说明氯化钡已经过量
B.静置混合物X,向上层清液中继续滴加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则氯化钡已经过量
(2)判断滤渣是否洗涤干净,可以采取向最后的洗出液中滴加,然后观察现象判断。
(3)根据实验数据,乙组测得样品中碳酸钠的质量分数为多少?(写出计算过程,计算结果精确到0.1%)。
【实验反思】乙组所测实验数据比甲组更准确,你认为甲组存在较大偏差的原因可能是。
实验室有一瓶标签受到腐蚀(如图所示)的无色溶液,老师叫各小组开展探究。
【提出问题】这瓶无色溶液究竟是什么物质的溶液?
【猜想与假设】经了解得知,这瓶无色溶液原是放在存放盐溶液的柜子里。由此猜测:可能是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中某一种的溶液。
【理论分析】为了确定该溶液,他们首先进行了分析:
(1)甲同学根据标签上的组成元素认为一定不可能是溶液。
(2)乙同学提出,碳酸氢钠、硝酸钠的溶液也不可能,他的依据是。
【设计实验】为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种溶液,他们设计了如下实验。
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |
①取少量该无色溶液于试管中,慢慢滴加
溶液。 ②静置后,倾去上层清液,向沉淀中滴加稀盐酸。 |
产生白色沉淀。 产生大量气泡,沉淀消失。 |
【实验结论】
(3)该瓶无色溶液的溶质是。生成白色沉淀的化学方程式是。
【实验反思】
(4)丙同学认为原设计的实验还可简化,同样达到鉴别的目的。丙同学设计的实验如下(将实验操作及实验现象填入相应的空格中):
实 验 操 作 |
实 验 现 象 |