小明对铁的锈蚀进行如下探究.室温时,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,装置如图.观察到量筒内水沿导管慢慢进入广口瓶(净容积为146mL).当装置温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零).记录的反应起始和结束量筒的读数以及所需时间如下表.
序号 |
样品 |
量筒起始读数/mL |
量筒最终读数/mL |
所需时间/min |
① |
1g铁粉、0.2g碳和10滴水 |
100 |
70 |
约120 |
② |
1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl |
100 |
70 |
约70 |
③ |
|
- |
- |
- |
(1)实验①和②说明NaCl可以________(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率.
(2)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁锈蚀的过程是________(填“放热”或“吸热”)过程.
(3)实验结束后取出滤纸包,观察到有红棕色物质生成,该物质主要成分的化学式是________.
(4)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成.
(5)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积分数是________%(保留3位有效数字).
(6)现仅提供:量筒、大烧杯、玻璃棒、水、滤纸包(内含1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl),请你帮助小明再设计一个测量空气中氧气体积分数的实验方案,在下图框中画出实验装置示意图即可(注明滤纸包的位置).
请你参与下列探究.
[问题情景]某小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时,有较多气泡放出.为探究生成的气体成分,该小组同学进行了下述实验.
[提出猜想]从物质组成元素的角度分析,生成的气体可能是SO2、H2.
[查阅资料]
(1)SO2与CO2具有相似的化学性质,能与石灰水反应生成白色沉淀,则化学方程式是
(2)H2能与某些金属氧化物发生置换反应.写出H2与CuO反应的化学方程式是.
[方案设计]依据上述猜想,实验小组同学分别设计方案.
(1)甲同学验证生成的气体中是否含有SO2,其方案是将放出的气体,结论是没有SO2.
(2)乙同学利用图所示装置验证生成的气体中是否含有H2,实验前应将气体从a处通入一段时间,原因是,之后再点燃酒精灯,则玻璃管中的现象是,说明铁粉与硫酸铜溶液反应产生的气体是氢气.
三瓶遗失标签的无色溶液分别是盐酸、氢氧化钠、氢氧化钙,为鉴别这三瓶溶液进行如下实验.
(1)①气体a的名称是,原A和B两只试管所盛溶液中对应溶质的化学式分别是、.
②生成白色沉淀的化学方程式是.
③如果只用一种试剂来鉴别三种溶液,可选用的试剂是.
(2)若遗失标签的是盐酸、碳酸钠、氢氧化钙三瓶溶液,鉴别时不需外加任何试剂,只需将其中的溶液①分别滴加到另外两种溶液②、③中,若实验现象是,则①是.
某化学小组同学利用如图所示装置进行实验.
(1)若装置Ⅰ中加入石灰石和过量稀盐酸,装置Ⅱ中加入澄清石灰水.打开a,关闭b,装置Ⅰ中观察到的现象是;一段时间后,关闭a,打开b,装置Ⅱ中观察到的现象是.
(2)若利用装置Ⅱ完成模拟合成氨气(N2+3H22NH3)过程中的气体混合实验.从装置Ⅱ右侧导管通入氮气,左侧导管通入氢气,则装置Ⅰ中加入的药品是,装置Ⅱ中加入浓硫酸,则装置Ⅱ的作用有:①;②使氮气和氢气充分混合;③通过观察来控制气体的体积比,从而提高氮气和氢气的利用率.
化学小组用生石灰制取氢氧化钠固体,他们将生石灰放入烧杯中,加入碳酸钠溶液,充分反应后冷却、过滤、洗涤得到固体A和溶液B.请完成以下探究.
[查阅资料]NaOH、Ca(OH)2的溶解度
温度(℃) |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
NaOH溶解度(g) |
42 |
109 |
129 |
174 |
314 |
347 |
Ca(OH)2溶解度(g) |
0.18 |
0.16 |
0.14 |
0.12 |
0.09 |
0.07 |
(1)固体A中的成分是什么?
[猜想与假设]
甲同学:
乙同学:CaCO3,Ca(OH)2
乙同学猜想可能含有的Ca(OH)2理由是[实验与探究]甲、乙同学为了验证各自的猜想,分别进行了实验:
实验内容 |
实验现象 |
实验结论 |
甲同学:取少量固体于试管中,再加入稀盐酸. |
有气泡产生 |
自己的猜想正确 |
乙同学:取少量固体于试管中,加水充分振荡,过滤,向滤液中滴加. |
溶液由无色变为红色 |
自己的猜想正确 |
[反思与评价]小组同学讨论后认为,甲同学的实验不能证明固体A的成分,理由是 结合甲、乙两同学的实验能证明乙同学的猜想正确,因此确定了固体A的成分.
(2)溶液B中溶质的成分是什么?
[猜想与假设]丙同学:NaOH、Na2CO3丁同学:NaOH、Ca(OH)2戊同学:NaOH
[表达与交流]
①结合对固体成分的探究,同学们经过讨论确定了丁同学猜想正确,理由是②同学们欲将溶液B加热浓缩,加热不久,溶液出现浑浊,只好停止加热,请解释加热时溶液出现浑浊的原因③同学们立即变换方案,向B溶液中加入,过滤,将滤液加热浓缩至饱和,、过滤、洗涤、烘干得纯净的氢氧化钠固体.
现有失去标签的5种无色溶液,分别是Na2CO3、NaCl、Ca(OH)2、NaOH和稀盐酸,任取其中的4种贴上A、B、C、D标签,进行如下实验.
(1)依据如图装置进行实验,其中夹持固定装置已略去.从长颈漏斗加入稀盐酸,可以观察到C溶液中有气泡产生,A溶液中有白色沉淀生成,B、D溶液均无明显变化.则C溶液与稀盐酸反应的化学方程式为;A溶液中发生反应的化学方程式为.
(2)取少量B溶液倒入蒸发皿,加热,闻到有刺激性气味,停止加热.再取少量D溶液倒入另一蒸发皿,加热,有白色固体析出,停止加热.则B是.
(3)同学们认为实验(1)反应后的D溶液中溶质的成分有多种可能,请你设计实验方案证明。