(19分)某研究性学习小组学生根据氧化还原反应规律,探究NO2、NO与Na2O2反应的情况,提出假设并进行相关实验。
I.从理论上分析Na2O2和NO2都既有氧化性又有还原性,于是提出如下假设:
假设1:Na2O2氧化NO2;假设2:NO2氧化Na2O2。
(1)甲同学设计如图装置进行实验:
①试管A中反应的离子方程式是___________。
②待试管B中充满红棕色气体,关闭旋塞a和b;取下试管B,向其中加入适量Na2O2粉末,塞上塞子,轻轻振荡试管内粉末,观察到红棕色气体迅速消失;再将带火星的木条迅速伸进试管内,木条复燃。
③仪器C兼有防倒吸的作用,仪器C的名称为__________。
结论:甲同学认为假设2正确。
(2)乙同学认为甲同学设计的实验存在缺陷,为达到实验目的,在A、B之间应增加一个装置,该装置的作用是________________。乙同学用改进后的装置,重复了甲同学的实验操作,观察到红棕色气体迅速消失;带火星的木条未复燃,得出结论:假设正确。则NO2和Na2O2反应的化学方程式是_______________。
II.该研究性学习小组同学还认为NO易与O2发生反应,应该更易被Na2O2氧化。查阅资料:2NO+Na2O2==2NaNO2;2NaNO2+2HCl==2NaCl+NO2↑+NO↑+H2O:酸性条件下,NO能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
(3)丙同学用下图所示装置(部分夹持装置略)探究NO与Na2O2的反应。
①在反应前,打开弹簧夹,通入一段时间N2,目的是____________________。
②B中观察到的主要现象的是_________(填字母编号)。
a.铜片逐渐溶解,溶液变为蓝色
b.有红棕色气泡产生
c.有无色气泡产生
③C、E中所盛装的试剂不能是______(填字母编号)。
a.无水硫酸铜 b.无水氯化钙 c.碱石灰 d.生石灰
④F中发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为_________________。
⑤充分反应后,检验D装置中产物的方法是:取D装置中产物少许,__________________,则产物是NaNO2。
Mg与NH4Cl溶液反应,除生成一种盐外,还有气泡产生。为确定气体的成分,进行下列实验探究:
【假设与猜想】气体可能是HCl,NH3,H2中的一种或几种。
【查阅资料】
①NH3+HCl=NH4Cl
②NH3+H2SO4=(NH4)2SO4
③
【实验探究】
(1)为确定是否含有HCl,将气体通入酸化的 溶液中,无沉淀产生,则该气体中无HCl。
(2)为了探究其他气体是否存在,又设计了如下实验装置:
①A中观察到___________,证明有NH3;
②B中玻璃管内观察到_____________证明有H2;
③浓硫酸的作用是________________。
【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应生成盐,NH3和H2。写出化学方程式___________。
【实验反思】综合以上信息和实验结论,有同学认为不需要单独检验HCl,就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理 (填“是”或“否”),理由是_________________。
化学是一门以实验为基础科学。请根据下列仪器和实验装置回答有关问题:
(1)仪器②的名称是 。
(2)用①②③组合可制备CO2,写出实验室用此装置制备CO2的化学方程式 。
(3)收集CO2应选用装置 (填“④”或“⑤”)
(4)利用图⑥所示装置(集气瓶中预先装满CO2气体)来验证CO2的性质,先加入足量氢氧化钠溶液,观察到的现象是气球 (填“变大”、“变小”或“不变”),反应方程式为___________;再加入足量的盐酸,观察到的现象是气球 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
利用图示仪器测量氧气体积,来测定高锰酸钾样品的纯度(杂质不参加反应)。实验步骤如下:
(1)检查气密性:连好发生装置后,将导管口的下端浸入水中, 。如果观察到导管口有气泡冒出,就证明装置不漏气。
(2)组装装置:连好的装置如图甲,其中有一处明显错误。在不移动、不调整酒精灯的前提下,需要调节 (选填字母)螺母改正错误。
(3)进行实验:采用正确的反应装置和图乙所示的收集装置制取并收集气体。下列说法正确的是 。;
A.加热时间过短,会使测量结果不准。
B.反应一段时间,排出反应装置内原有空气再连接乙装置收集气体,会使结果更准确。
实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
实验一:甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液进行了如下实验。
| 实验内容 |
NaHCO3溶液 |
Na2CO3溶液 |
| (1)加入无色酚酞溶液 |
溶液变红 |
溶液变红 |
| (2)加入澄清石灰水 |
产生白色沉淀 |
现象Ⅰ |
| (3)加入5%的CaCl2溶液 |
产生白色沉淀、有气泡产生 |
产生白色沉淀 |
| (4)加入稀盐酸 |
现象Ⅱ |
有气泡产生 |
| (5)加热溶液,并用导管与澄清石灰水连接 |
石灰水变浑浊 |
石灰水无明显变化 |
(1)表中的现象Ⅰ为 ;用化学方程式表示现象Ⅱ的原因 。
(2)若要鉴别实验中用到的NaHCO3和Na2CO3两种溶液,实验一中提供了 种方法。
实验二:甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO3溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤,对滤液中的溶质成分进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液显中性,与氢氧化钠溶液不反应。
(2)两种溶液的取用量不同,滤液中溶质的组成情况可能有:①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Ca(OH)2;④Na2CO3和NaHCO3;⑤Na2CO3和NaOH。
【进行实验】
| 实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
| 甲同学 |
取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 |
有气泡产生 |
滤液中的溶质一定含有Na2CO3 |
| 乙同学 |
取少量滤液于试管中,向其中通入少量CO2 |
产生白色沉淀 |
则滤液中的溶质是 |
| 丙同学 |
取少量滤液于试管中,塞紧胶塞,并用导管与澄清石灰水连接,加热 |
澄清石灰水变浑浊 |
则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3 |
【反思与评价】
(1)根据丙同学的结论,NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是 。
(2)甲同学进一步实验,确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是 。
工业废水中含有硫酸亚铁、硫酸铜和污泥。某同学设计了利用废水制备硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)并回收铜的实验方案,流程如下:
已知:硫酸亚铁晶体受热易分解。
回答下列问题:
(1)步骤②中需加入的物质及目的是 。
(2)步骤③中发生反应的化学方程式为 。
(3)步骤④的操作是蒸发浓缩、降温结晶、 。