体操运动员在完成单杠、吊环项目时常用“镁粉”搓手,以起到防滑效果。某种“镁粉”中可能含有Mg、MgO、Mg(OH)2、MgCO3中的一种或两种固体,实验小组对其成分展开了探究。
已知:MgO+2HCl = MgCl2+H2O
MgCO3+2HCl = MgCl2+H2O+CO2↑
(1)探究“镁粉”中是否含有Mg和MgCO3
①取少量样品,如图所示进行实验。观察到a试管中有气泡产生,b试管中产生的现象是____________。则证明“镁粉”中一定含有MgCO3。
②为证明“镁粉”中是否含有Mg,小明将燃着的木条放在图中b试管口上方,木条熄灭。但同学们指出,该实验不能达成实验目的,需要将图中的澄清石灰水替换成__________。小明按照修改后的实验方案重复上述实验,观察到b试管口无明显现象,证明“镁粉”中______________。
(2)探究“镁粉”中是否还含有MgO及Mg(OH)2
【实验过程】
Ⅰ。用MgO、Mg(OH)2和MgCO3三种固体分别做性质实验。分别取0.5 g三种固体粉末,每次取样方法如下图所示:
逐滴加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。在下表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积(以下体积均在同一条件下测定,且保留到小数点后1位)
|
MgO |
Mg(OH)2 |
MgCO3 |
消耗稀盐酸的体积 /mL |
10.4 |
7.2 |
5.0 |
Mg(OH)2与盐酸发生中和反应的化学方程式为_____________。
Ⅱ。取“镁粉”样品0.5 g,加入上述稀盐酸至粉末恰好溶解。此时消耗稀盐酸的体积约为5.3 mL。
【实验分析及结论】
“镁粉”不只含有MgCO3。理由是____________________________________
【实验反思】
为确定“镁粉”的具体成分,同学们认为还需要补充如下实验:分别取0.5 g“镁粉”和0.5 g_________,加入足量稀盐酸,测定生成的气体体积分别为119 mL和140 mL。由此可知“镁粉”中含有MgCO3的质量分数为___________,“镁粉”中除MgCO3外的另一种物质为_____________。
某化学兴趣小组同学探究铁的冶炼相关问题,请按要求回答下列问题。
(一)图1是工业炼铁的主要装置,图2是实验室模拟炼铁的装置,
图1图2
(1)图1设备的名称是 。
(2)工业炼铁在生产过程中需将铁矿石、焦炭、石灰石粉碎,其目的是 。加入的焦炭作用除了可以生成一氧化碳外,还能 。
(3)写出以赤铁矿为原料在高温下制取铁的化学方程式: 。
(二)上图2为实验室模拟工业炼铁装置图:已知B装置中的液体为过量的氢氧化钠与氢氧化钙混合液,氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强。如果实验成功,请回答下列问题:
(1)图中仪器的名称为 。
(2)实验过程中的现象:A中 、B中 。
(3)该实验的操作步骤: 。(填序号)
a.点燃A处酒精灯 b.通入CO气体 c.停止通入CO气体 d.熄灭酒精灯。
(4)兴趣小组同学们采集了用热分析仪记录的CO与Fe2O3进行反应时的有关数据,并得到固体质量与反应温度的关系曲线.已知原固体质量为48.0g,如图所示.
①根据图象分析,写出B点时固体成分的化学式 。
②若A点生成物为一成分固定的化合物,请确定其化学式是 。(写出计算过程)
写出氧化铁生成该物质的化学方程式为 。
(5)若某同学实验中,发现过量的混合液溶液增重0.55g。则仪器①中固体减轻的质量为 g。
(6)实验装置图中采用虚线框内的装置,其作用有 (填序号字母)。
A.收集一氧化碳B.吸收二氧化碳 C.检验二氧化碳
(一)请结合下列实验常用装置,回答有关问题.
(1)写出标号仪器的名称a
(2)如若用氯酸钾固体加热制取氧气,发生装置应选用____________(选填装置序号)。
(3)实验室用过氧化氢制较纯净的氧气,制取气体时,组装好仪器后,应先____________,再添加药品;收集氧气时,应选用的收集装置是(填字母),反应的文字表达式是 ;若选择装置H收集氧气(H中原来是空气且正放),则气体从_______管(选填“c”或“d”)进入;
(4) 图中D装置比B装置多用一支小试管,D装置的优点有
①可控制反应的开始和结束 ②节约药品 ③可形成液封防止漏气
(二)实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的装置图,请结合图示回答有关问题.
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表.
硬质玻璃管中 空气的体积 |
反应前注射器中 空气体积 |
反应后注射器中 气体体积 |
实验测得空气中 氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
(2)不断推拉注射器的目的是
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举一条)
(4)反应结束后要将气球内的气体挤出,否则测得的结果 (填偏大、偏小或不变)
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
(1)写出红磷燃烧的符号表达式 。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内气体的 减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。
【问题提出】
有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测定结果与理论值往往相差较大。
【实验改进】
Ⅰ. 甲同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置,再次测定空气中氧气含量(装置中装铁粉的纸袋浸有浓食盐水,会加速铁生锈)。
Ⅱ. 乙同学经过思考,在图2的基础上设计了图3实验装置,实验测得实验数据如下表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
压强/KP |
101.6 |
89.7 |
85.4 |
83.3 |
82.2 |
81.] |
81.2 |
81.2 |
81.2 |
【交流表达】
(1)根据表中数据计算,改进后测得空气中氧气的体积分数是 (结果精确到0.1%)。
(2)从实验原理角度分析,图2的实验结果比图1准确度更髙的主要原因是: 。
【实验反思】
许多同学用改进前图1装置得出的结论却也与理论值相差不大,其主要原因是:
用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。
【实验步骤】
(1)按图安装好装置,检验装置气密性。
(2)在U型管中装入水(水面略低于支管口)。
(3)取下注射器,打开电源一段时间后,关闭电源。
(4)将注射器活塞推到顶后连接注射器,再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时,关闭电源。
(5)检验气体。
【实验结论】水是由 组成的。电解水的符号表达式 。
【问题讨论】
(1)实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是 。
(2)实验结束时注射器一中活塞停留在 刻度处。将该注射器带上针头,移向燃着的木条旁,推动活塞,现象是 。
(3)水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是 。
在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,
① 甲同学设计了如图1的实验方案:在集气瓶内放足量红磷,塞紧橡皮塞,用放大镜聚集太阳光来引燃红磷,待红磷火焰熄灭且集气瓶冷却至室温后,打开止水夹。如果实验成功,那实验过程中观察到的主要现象有(11) 。
② 乙同学设计了如图2的实验方案:将足量镁粉点燃后放入钟罩装置进行实验,写出镁粉与氧气反应的化学方程式(12) 。燃烧完毕冷却后水几乎占满整个钟罩,已知镁是一种很活泼的金属,请推测产生这一现象的可能原因(13) 。如果将图2中镁粉换成碳粉进行相同实验,则 (14) (能或不能)用来测定空气中氧气的含量。
③ 丙同学设计了如图3的实验方案:反应容器是由两个针筒和中间的玻璃管组成的密闭系统,容器内留有30mL空气。加热等铜丝的温度升高后,交替缓缓推动两个注射器活塞,观察到亮红色的铜丝表面覆盖着一层黑色物质(反应方程式:2Cu+O2 2CuO),实验数据记录如下:
反应前容器内空气体积 |
反应后容器内气体体积 |
30mL |
X mL |
I.反应后容器内气体体积X理论上为(15) mL。
II.如果反应结束后测得容器内气体体积为28mL,假设装置气密性完好,那造成实验有误差的原因可能是(16) (试举一个即可)。
④ 十八世纪法国化学家拉瓦锡为了研究空气的组成设计的实验如图4,实验原理是汞与氧气在加热条件下会反应生成红色的氧化汞粉末。当年拉瓦锡在观察到汞表面浮起红色渣滓后,还继续加热了12天才停止实验,他这样做的理由是(17) 。