(11分)实验设计中常通过放大、转化等方式使化学反应现象显现出来,从而达到实验目的。
【问题提出】怎样证明NaOH溶液与稀盐酸能发生化学反应?
【查阅资料】根据化学反应的本质:有新物质生成。可从两个方面设计实验证明:一是设计实验证明反应物的消失;二是设计实验证明有新物质生成。
【实验探究】方案一:在NaOH溶液中滴入几滴酚酞后再滴加盐酸,当观察到 时,即可确定二者发生了化学反应。其中和反应方程式为 。
方案二:在NaOH溶液滴加盐酸的过程中,用pH试纸不断测量溶液的酸碱度,当pH <7即可确定二者发生了化学反应。实验测得其图象如下图。
(1)测定pH的操作方法为 。
(2) b点表示溶液中的溶质是
(3)强调“pH <7时”作为判断的理由是
方案三:NaOH溶液与稀盐酸反应放热,若混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。某同学将不同溶质质量分数的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如表1)
(1)表中x约为 。
(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过图1所示装置完成了实验。则该同学根据 判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。但有同学认为单凭此现象不足以说明该反应放热,其理由是 。
(3)对上述过程采用微观模型加以认识,如图2:当滴加盐酸过程中,氢氧化钠溶液中减少的离子是 (填离子符号)。
【拓展应用】下列几个方案中一定能证明CO2与NaOH溶液反应的是 。
烧杯中装有一定量的
溶液,向其中加入一定量的
溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,现对滤液中溶质的成分进行探究:
【提出猜想】:
猜想1滤液中的溶质为
;
猜想2滤液中的溶质为
、
;
猜想3滤液中的溶质为;
猜想4滤液中的溶质为
、
、
;
(1)完成猜想3.
(2)同学们一致认为,猜想4有明显的错误,其原因是.
【设计实验,验证猜想】:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取滤液于试管中,向滤液中滴加适量的
溶液 |
(3) |
猜想2成立 |
取滤液于试管中,向滤液中滴加适量的稀盐酸 |
(4) |
猜想3成立 |
【反思与评价】:
(5)当
溶液中混有少量的
溶液时,可选用下列哪些试剂除去
杂质(多选题).
A.稀盐酸 B.
溶液 C.
溶液 D.
溶液
化学实验里,老师给学生准备了如图几种实验装置.
(1)指出仪器的名称:①②;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,选择的发生装置和收集装置为,反应的化学方程式为,属于反应(填基本反应类型);
(3)实验室常用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体,选择的发生装置和收集装置为,反应的化学方程式为;
(4)
是一种极易溶于水的气体,实验室常用加热
l和
两种固体混合物来制取
,应选用的发生装置为,反应的化学方程式为.
据央视报道:2013年6月10日上午我国自行研制的"蛟龙"号潜艇,承载14位科学家再次深海科学考察.潜水艇中可用过氧化钠
作供氧剂,净化室内空气.为探究其反应原理,某学习小组学生在老师指导下,进行了如下探究实验,请你参与并回答下列问题:
【查阅资料】
过氧化钠常温下能与水反应生成氢氧化钠和氧气,与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气.
(1)请写出过氧化钠与水反应的化学方程式.
【实验设计】
为探究二氧化碳与过氧化钠的反应,并验证反应产物.选用如图仪器和如图实验装置.
(2)用
处做二氧化碳的发生装置,装配该装置时,应选用的仪器除带导管的双孔塞外,还需要上述的仪器有,(填名称).写出制取二氧化碳气体的化学方程式.
(3)为了体现
与过氧化钠反应,且E中只收集到氧气一种气体,请选用适当的实验装置,填写装置导气管的连接顺序是
.
【实验验证】
(4)用,证明装置E中收集的气体是氧气.
(5)检验装置
中反应后剩余固体物质的成分:
①取少量
中反应后的固体于试管中,滴加少量的,观察到的实验现象,说明含有过氧化钠.
②再向试管的溶液中,滴加,观察到的实验现象,说明装置
反应后生成碳酸钠.
某小组同学用盐酸和氢氧化钙,对酸和碱的中和反应进行探究.请你参与.
甲同学向装有氢氧化钙溶液的烧杯中加入盐酸,无明显现象.结论:两种物质未发生反应.
乙同学向滴有酚酞的氢氧化钙溶液的试管中慢慢滴加盐酸,溶液由色变为无色.结论:两种物质发生了反应.反应的化学方程式为.
大家认为乙的实验证明盐酸与氢氧化钙发生了中和反应.并对甲的实验继续探究.
[提出问题]甲实验后的溶液中有什么溶质?
[作出猜想]猜想一,只有
;猜想二有
和
;猜想三,有
和
.
[实验探究]为验证猜想,丙同学设计了方案1和方案2,并按方案进行实验.
方案编号 |
方案1 |
方案2 |
方案3 |
实验操作(分别取少量甲实验后的溶液于试管中) |
![]() |
![]() |
![]() |
实验现象 |
对比标准比色卡:pH<7 |
产生白色沉淀 |
|
实验结论 |
溶液中有 | 溶液中有
|
[实验结论]丙认为猜想三正确.
[实验评价]丙的实验操作和方案中有不足之处,其不足之处是.
大家讨论后通过方案3即证明了猜想三正确,其实验中应观察到的现象为.
[实验拓展]为节约资源和避免实验废液对环境污染,小组同学将方案1和方案3及甲实验后烧杯中剩余溶液混合(混合时未见明显现象),并对混合液中的盐分离回收,请将相关内容填入下表.
要分离的盐 |
所用试剂 |
主要操作 |
|
潜水员使用的供氧装置是用过氧化钠(
)和呼出的
反应来制取氧气提供呼吸.某实验小组为验证这一原理,进行了实验探究.
【查阅资料】在常温常压下过氧化钠是淡黄色固体,在不需要加热的情况下能和二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气.
【设计装置】实验小组设计了如图所示的装置进行实验探究,
装置中盛装
溶液.
【实验过程】向装置
中通入足量
气体,观察到A瓶中的淡黄色固体逐渐变为白色粉末,同时见到
、
装置中有气泡出现.
【实验分析】
(1)为验证过氧化钠和二氧化碳反应生成氧气,实验小组采用的验证方法是用一根带火星的木条;
(2)装置C中浓硫酸的作用是,这是根据浓硫酸具有的原理;
(3)写出过氧化钠和二氧化碳反应的化学方程式:;
【实验结论】
(4)实验证明:
和
在不需要加热的情况下反应可得到氧气.通过探究同学们认为:在实验室不用加热的方法,用气体也可制得氧气.按你在实验室制取氧气的经验,你采用的方法是:(用一个化学方程式表示).