(本题共12分)“爆竹声中一岁除”燃放烟花爆竹是中华民族文化的重要组成部分,然而,近年灰我国许多大、中城市都对烟花爆竹实施了“禁放”或者“限放”,民族文化为什么受到限制,好奇心驱使小明,小强、小亮三位同学,他们决定对烟花爆竹进行展开实验探究。
【提出问题】烟花爆竹燃放时会产生什么气体?
【查阅资料】
1.我国传统的黑火药的标准配方为:硝酸钾75%、硫磺l0%、木炭l5%,因为黑火药中的硫磺成分具有着火温度低、燃速快等性质,因而使黑火药容易点火,使得在生产过程中硫的使用量过大。
2.CO2和SO2均能使石灰水变浑浊;
【猜想】烟花爆竹燃放时会产生CO2和SO2
【实验过程】他们设计的实验探究过程如图
实验开始前应先检查 ,再点燃酒精灯,已知2处为从爆竹中取出的少量的火药,根据实验设计要求应当还要用到 色的高锰酸钾溶液和石灰水,则3中应放的是 ,4中应放的是 ,若猜想正确,4中发生反应的化学方程式是 。结果证明原猜想正确。
【实验反思】
1、装置中气球的作用是 ,
2、已知硬质玻璃管中发生的反应有S +2KNO3+3C==3CO2 +N2+ X,则X的化学式为 。该玻璃管中还发生的反应 (写化学方程式)搞清烟花爆竹的基本原理和实验中产生的气体之后,该兴趣小组又利用春节期间测定市区某烟花爆竹集中燃放点处二氧化硫的含量。
【查阅资料】1、可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO2含量,反应方程式是:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI。
【测定装置】:甲同学设计了如下图所示的实验装置:
【测定步骤】:
(一)、配制一定浓度的稀碘溶液
(二)、二氧化硫含量的测定
(1)将一定浓度、一定质量的稀碘溶液放于洗气瓶中,并滴入几滴稀淀粉溶液,此时洗瓶中溶液的颜色为蓝色。(淀粉遇碘单质呈蓝色)
(2)3位同学分别设计好的装置来到燃放点,打开a, 关闭b用注射器抽取100 mL燃放点空气。再关闭a,打开b,再缓缓推动注射器,将气体全部推入滴有淀粉的碘水溶液中,重复上述操作多次,直到溶液刚好变成无色,记录抽气的次数。
(3)3位同学使溶液刚好变成无色时抽气的次数分别为50、60、65次, 次的最接近真实值,另两位同学不准确的原因为
(4)最终我们通过计算可以确定燃放点的二氧化硫含量是否超标。
【测定反思】
1.小明经过思考后认为在测定时可将下图所示的多孔球泡放入洗气瓶中,你认为加此仪器的好处是 。
2.小强同学认为:实验方案需要抽气的次数太多,操作麻烦。与小亮讨论后,决定对设计的实验加以调整,以减少抽气的次数,他们调整的方案可能是 。
3.三位同学经过对烟花爆竹的研究,明白了国家“禁放”的和“限放”的原因,你认为原因的是 。
A.减少噪声污染 | B.减少固体废弃物污染 |
C.减少大气污染 | D.减少粉尘污染 |
某无色溶液可能由盐酸、氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、碳酸钠溶液中的一种或几种混合而成。为探究其组成,小华同学进行了如下实验:
Ⅰ、取适量样品放入试管中,滴加酚酞溶液,溶液变成红色。再向试管中逐滴加入过量的氢氧化钙溶液,观察到有沉淀产生。过滤,所得滤液为红色。
(1)由实验Ⅰ中的现象可推断出样品中一定含有的物质是________(写化学式,下同),一定不含有的物质是_________________;
为了进一步探究样品中可能含有的物质是否存在,小华继续进行了如下实验:
Ⅱ、取适量实验Ⅰ所得的红色滤液放入试管中,滴加过量的稀硝酸,溶液变为无色。再向试管中逐滴加入适量的硝酸银溶液至恰好完全反应,观察到有白色沉淀生成。过滤,所得滤液为无色。
Ⅲ、从稀硫酸、氢氧化钡溶液、氯化钡溶液、硝酸钾溶液中选择一种试剂,代替实验Ⅰ中的氢氧化钙溶液进行实验,其余的试剂及操作与实验Ⅰ的均相同。
通过实验Ⅱ和实验Ⅲ,小华得出结论:样品中可能含有的物质确实存在。
(2)实验Ⅱ所得无色滤液中,除酚酞以外,还含有的溶质为__________;
(3)实验Ⅲ中代替氢氧化钙溶液的试剂是____________溶液,可观察到的现象为_______________________。
为了探究碱的性质,甲、乙两组同学向相同体积的石灰水和烧碱溶液中分别通入CO2气体。观察到前者变浑浊,后者无明显现象。甲组同学认为CO2能与石灰水反应,但不能与烧碱溶液反应;而乙组同学认为CO2也能与烧碱溶液发生反应。
(1)为证明自己的观点,乙组同学又设计并做了以下实验:
①用石灰石和稀盐酸制取CO2气体。写出该反应的化学方程式:_____________,
并从甲图中选出正确的制取装置_____________。(填“A”或“B”)
②收集一烧瓶CO2气体,注入烧碱溶液后立即塞上带有导管和气球的橡皮塞(如乙图所示),振荡后观察到圆底烧瓶内气球膨大。由此乙组同学认为自己的观点是正确的。
(2)甲组同学提出反驳:因为_____________,所以还必须设置对照实验,即用________代替烧碱溶液进行实验,如果观察到气球膨大程度__________(填“增大”或“减小”),才能最终证明乙组同学的观点是正确的。
某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品:铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【作出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强,对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一:锰>铁>铜;
猜想二:铁>铜>锰;
猜想三:_________________________________________________。
【设计实验】为了验证猜想是否成立,同学们分成三组,分别针对一种猜想设计实验方案。
(1)第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中,观察现象。
(2)第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入________中,观察现象。
(3)第三组验证猜想三。实验方案是(只用两个实验):______________________。
【实验及结论】各组通过实验和交流,确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是:___________________________________________。
【拓展探究】随后同学们对探究金属活动性的方案设计作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱,某同学设计了如下方案:①把甲放入乙的盐溶液中;②把乙放入丙的盐溶液中;③把乙放入丁的盐溶液中;④把丁放入丙的盐溶液中。你认为哪个实验没有必要做?请说明理由。___________________________________________________________。
金属材料被广泛地应用于我们的生活中,不仅是因为其物理性能优良,还与它们的化学性质密切相关。下面是小明同学设计测定金属铁、铜和镁的活动性的探究实验过程和实验记录,请你一起探究。
【实验记录】测定金属铁、铜和镁的活动性强弱
【所用试剂】稀硫酸、硝酸银溶液、光亮的薄铁片、薄铜片、薄镁片
【实验过程】
步骤Ⅰ将铁片、铜片、镁片分别在空气中点燃片刻,观察燃烧现象;
步骤Ⅱ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的稀硫酸的试管中;
步骤Ⅲ将铁片、铜片、镁片分别放入三支盛有浓度相同、体积相同的硝酸银溶液的试管中。
【实验记录】用“√”表示能观察到实验现象,用“-”表示观察不到实验现象(见下表)。实验现象记录如下表
金属 |
空气 |
稀硫酸 |
硝酸银溶液 |
铁 |
- |
√ |
√ |
铜 |
- |
- |
√ |
镁 |
√ |
√ |
√ |
(1)通过步骤Ⅰ可以得出三种金属中镁的金属活动性最强,判断依据是_______。
(2)运用“控制变量法”设计实验方案是化学研究的重要方法。步骤Ⅱ和步骤Ⅲ中,需要控制的实验条件除了金属的体积、溶液的体积、溶液浓度以外,还需要控制的条件是_______________________,写出镁和稀硫酸反应的化学方程式_______________,此反应属于________________________。
【实验结论】金属铁、铜和镁的活动性由强到弱的顺序是__________(用元素符号表示)。
【反思交流】若利用上述试剂制取氢气,小明认为应该选择金属铁和稀硫酸反应,而不选择金属镁和稀硫酸反应,他的理由是______________。
下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验(铁钉在不同环境中),实验一段时间后,得出的结论错误的是( )
A.甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为乙>甲>戊 |
B.丙中的铁钉不生锈 |
C.铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触 |
D.丁中铁钉生锈最严重 |