小明同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】
a.可能与硫酸的质量分数有关;
b.可能与锌的形状有关。
【查阅资料】
锌的化学性质比较活泼,在常温下的空气中,表面生成一层“保护膜”,可阻止进一步氧化。该“保护膜”可以和酸反应,但不产生氢气。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号 |
硫酸的质量分数(均取20mL) |
锌的形状(均取1g) |
氢气的体积(mL)(均收集3分钟) |
① |
20% |
锌粒 |
31.7 |
② |
20% |
锌片 |
50.9 |
③ |
20% |
锌粒 |
61.7 |
④ |
30% |
锌片 |
79.9 |
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式______________________________。
(2)小兵用图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是_______________________,氢气应从________(填e或f或g)管通入;
【收集证据】
(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是____________;
【得出结论】
(4)结论是_____________________________________________________;
【评价与反思】
(5)下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段(均为1分钟) |
第1分钟 |
第2分钟 |
第3分钟 |
第4分钟 |
第5分钟 |
第6分钟 |
H2的体积 |
3.1mL |
16.7mL |
11. 9mL |
9.6mL |
7.6mL |
6.0mL |
请描述锌与硫酸反应的先慢后快最后又变慢的原因___________________________;
(6)你认为锌与硫酸反应的快慢可能还受 因素影响?
(7)取某厂生产的生铁样品6g,与100g足量的稀硫酸充分反应后,称得剩余物质的总质量为105.8g。
①生成气体的质量为 克;
②该厂生产的生铁样品中铁的质量分数是多少?(写出具体的过程,结果精确到0.1%)
③该厂生产的生铁是否合格? (填“合格”或“不合格”)
在户外聚会时,化学老师点燃了一支自制的蜡烛,同学们发现这支蜡烛不易被风吹灭,原来在蜡烛的棉芯里藏了两根相互缠绕的银白色金属丝。老师指出金属丝的成分可能是Mg、Al、Fe中的一种或两种。回校后,老师提供了Mg、Al、Fe三种已知金属和MgSO4、Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4四种盐溶液,以及未知金属的样品。指导同学们先进行了参照实验,之后探究未知金属的成分。
(1)三种已知金属的参照实验
试剂 |
Mg |
Al |
Fe |
MgSO4溶液 |
有气泡产生。 |
“▲” |
“▲” |
Al2(SO4)3溶液 |
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有白色固体附着。 |
“▲” |
“▲” |
FeSO4溶液 |
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有灰黑色固体附着。 |
试管底部有灰黑色固体析出。 |
“▲” |
CuSO4溶液 |
有大量气泡产生,一段时间后金属表面有红色固体附着。 |
一段时间后金属表面有红色固体附着。 |
一段时间后金属表面有红色固体附着。 |
用“▲”标记的实验有相同的现象,“▲”处应记录的是;表中的“灰黑色固体”的成分为_________。Al与CuSO4溶液反应的化学方程式为。
(2)未知金属成分的探究
该小组同学将两根未知金属丝分开,如图所示放入CuSO4溶液中,观察到的现象记录如下:
试剂 |
两根未知金属丝 |
CuSO4溶液 |
一根金属丝上有大量气泡产生,另一根金属丝上没有气泡;一段时间后,两根金属丝表面都有红色固体附着。 |
通过与参照实验对比,可以获得的结论是:两种金属丝的成分不同,有气泡冒出的金属丝成分是。用老师提供的试剂再进行一个实验,就能证明另外一种金属丝的成分,实验方案为。
(3)实验反思
同学们在反思实验原理时,提出还可将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中,有的同学认为可以通过“金属产生气泡的快慢”这一现象进行判断,有的同学认为这种判断依据不够合理,理由是。但是“将另一种金属直接放入稀硫酸或稀盐酸中”还是可以判断出金属的成分,依据的现象是。
下图荣获2011年德国红点设计大奖的“示压瓶”,由湖南科技大学的七名同学创作,在它的瓶盖顶部用了软质材料,使之可以轻易的识别出瓶内气压大小,如在示压瓶中装入碳酸饮料,摇动后瓶盖中部凸起,警示打开瓶盖时有喷出的危险。
(1)取一个示压瓶,加入一种固体和一种液体,拧紧瓶盖,振荡,发现瓶盖中部凸起,过了一会儿又恢复原状。则加入的固体和液体可能是(写出一组);产生该现象的原因是。
(2)另取一个示压瓶,收集一瓶二氧化碳气体,迅速倒入少量氢氧化钠溶液,拧紧瓶盖,振荡,发现瓶子变瘪且瓶盖中部凹陷,过了一会没有恢复原状。此实验能否证明二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应,(填 “能”或“不能”),其原因是__________。
根据下图回答问题。
(1)写出标有序号的仪器名称:①,②。
(2)实验室制取二氧化碳应选用的发生装置为(填序号,下同)。
(3)用高锰酸钾制取氧气的化学方程式为,应选用的发生装置为,收集一瓶干燥的氧气,可选用的收集装置为。
某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:
。
(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:。
方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失。
(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。
(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色,由此可得出以下两点结论:
结论1:说明Na2CO3溶液呈性;
结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。
(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度很大时,就会出现上述意外现象。请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:①实验方法
,②观察到的现象。
方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和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(如下表)。
编号 |
盐酸 |
NaOH溶液 |
△t/℃ |
1 |
3.65﹪ |
2.00﹪ |
3.5 |
2 |
3.65﹪ |
4.00﹪ |
x |
3 |
7.30﹪ |
8.00﹪ |
14 |
(1)表中x =。
(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过右图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。
⑶关于实验中的细节和意外情况:
①实验中,稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加,这样做的目的是。
②实验过程中,要用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是。
③在实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是。
④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:① 可能是NaOH;你认为:② 可能是__________; ③ 可能是_________________________。
⑷为了进一步研究实验中出现的问题,取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液,
向其中加入200g10%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g。求:
⑴样品中氢氧化钠的质量;
⑵和氢氧化钠反应的盐酸的质量;
⑶在右图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图。
(已知Na2CO3 +2HCl ="==" 2NaCl + H2O+CO2↑)
甲乙丙
(1)图甲所示的实验中可能观察到的现象是。
(2)按图乙进行实验时,发现小气球胀鼓起来。如果实验中发生了化学反应,则液体X和固体Y可能的组合是(至少答出三种);如果实验中没有发生化学反应。则液体X和固体Y可能的组合是
(答出一种即可)。
(3)按图丙所示装置进行实验,首先将液体A滴入盛有气体B的试管中,充分反应后,打开止水夹,发现水倒吸入试管①中,则液体A和气体B可能是。