某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
(1)下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入 (填序号)。
(2)普通干电池的构造示意图如图。
①电池中的石墨表现出优良的 性;石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是 不同。
②普通干电池使用时化学能转化为 能;
(3)小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验:
[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称是 。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时(如图③所示),会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;再将灼烧所得残渣进行操作④时,试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,写出操作④中反应的化学方程式 。
由此得出结论:滤渣中除含有MnO2外,还含有黑色粉末 。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH4Cl,还是ZnCl2?
操作1:取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管,并加热。未能闻到明显的刺激性气味,但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间,试纸变蓝色。
操作2:向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入 ,观察到 。
实验结论:该滤液中仅含有少量的NH4Cl,主要成分是ZnCl2。
(4)如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时,H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH (填“变大”、“变小”、“不变”)。
某兴趣小组对一包可能含有氯化钠、碳酸钾的硫酸铵样品进行探究。
I.定性探究
【查阅资料】硫酸钡既不溶于水,也不溶于稀盐酸或稀硝酸;碳酸钡不溶于水,但能溶于稀盐酸或稀硝酸。
实验一:探究样品中是否含有碳酸钾
【设计与实验】取一些样品于一支洁净的试管中,加水使其溶解,加入过量氯化钡溶液,产生白色沉淀。过滤,得到滤液a和滤渣b。取滤渣b于另一支试管中,加入过量的稀盐酸,固体部分溶解。
【实验结论】样品中(含、不含)有碳酸钾。
实验二:探究样品中是否含有氯化钠
【设计与实验】小明取实验一得到的滤液a少许于一支洁净的试管中,滴加硝酸银溶液,出现白色沉淀。
【实验结论】小明认为样品中含有氯化钠。小华认为小明得出了错误结论,她的理由是。小华的实验设计和结论是
Ⅱ.定量探究
取15.0g样品完全溶解于水,加入过量的稀盐酸和氯化钡溶液,过滤、洗涤、干燥,得硫酸钡固体23.3g。
求样品中硫酸铵的质量分数。
化学课上老师为同学们做了一个“燃纸成铁”的趣味实验:将一张滤纸(成分为纤维素)用FeC13浓溶液润湿,在酒精灯上烘干后点燃,滤纸变黑、红热,最终生成黑褐色物质。老师告诉同学们:黑褐色物质中含有铁单质。
聪颖的小明对此进行了如下探究:
【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗?
【探究过程】
I.理论分析
(1)小明先从反应物元素组成分析,认为:因为,所以反应后可能有铁单质生成。
II.实证研究
(2)为了获得实验证据,小明做了实验1。
实验1:将黑褐色物质放入稀盐酸中,发现有连续微波气泡产生,若黑褐色物质中含有铁单质,则反应的化学方程式为。
(3)对于实验1,小红提出了自己的疑问:由反应物的组成分析,能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质,还可能是(填化学式)。
不过,小明查阅相关的资料后得知,在此高温条件下不可能生成此类物质。
(4)为了进一步证明黑褐色物质中有铁单质,小明又做了实验2。
实验2:将黑褐色物质放入溶液中,观察到的现象是。
【得出结论】通过以上实验探究,证明黑褐色物质中确实含有铁单质。
红枣包装中常使用一种袋装防腐剂,品名为“504双吸剂”,其标签如图所示。同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】久置固体的成分是什么?
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
久置固体中可能含有Ca(OH)2的原因是(用化学方程式表示)。
【实验探究1】
甲同学的方案:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取少量固体放于试管中,加足量蒸馏水溶解,静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液。 |
固体溶解时试管外壁发烫,试管底部有不溶物,溶液变红。 |
固体中一定含有 和氢氧化钙。 |
(2)另取少量固体放于试管中,滴加足量稀盐酸。 |
固体逐渐消失,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液。 |
固体中一定含有, 一定不含Fe2O3。 |
(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中。 |
固体中一定含有CaCO3。 |
【实验质疑】
(1)乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca(OH)2的结论,理由是。
(2)丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是(用化学方程式表示)、。
【实验探究2】
乙、丙同学设计如下实验方案继续验证:
(1)乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有。
(2)乙同学经过实验测得上述滤渣C(CaCO3 )的质量为1.0 g,计算滤液A中含氢氧化钙的质量。(写出解题过程)
(3)丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g,滤渣B中CaCO3的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验以及乙、丙两位同学的实验数据,得到了久置固体的成分。
牙膏摩擦剂的类型很多,如CaCO3,SiO2或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3?
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。
【实验方案】
①取少量牙膏于试管中,加入适量的稀盐酸,出现气泡,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明摩擦剂中含有(填离子符号)。
②取实验①中的溶液,加入碳酸钾溶液,生成白色沉淀,请写出该反应的化学方程式。
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少?
【实验装置】
【实验步骤】
(1)按如图连接好装置后,发现装置(填字母)有一处明显的错误;
(2)重新连接好装置,并;
(3)在B装置中加入牙膏样品8.00g;
(4)K1,K2(填“打开”或“关闭”),向牙膏样品中滴入10%的盐酸,至(填字母)中无气泡产生时,停止滴加盐酸;
(5)关闭K2,打开K1,缓缓约8分钟;
(6)将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。实验数据如图(已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应,装置内试剂均足量)
【实验分析及数据处理】
(1)若没有A装置,直接通入空气,则测定结果将(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(2)D装置的作用是。
(3)据上面数据,计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是。
氯气(Cl2)是黄绿色气体、有毒、溶于水;溶于水的氯气部分以Cl2分子存在于溶液中,部分与水发生如下反应:Cl2+H2O=HCl+HClO。请回答:
(1)实验室若利用反应“2KMnO4+HCl(浓)=5Cl2↑+2MnCl2+2KCl+8H2O”来制取氯水,则其发生装置应采用图1中的(填字母),图1C中的仪器X的名称是。假定发生装置中空气已排净,则从其中出来的气体中除氯气外还有(写化学式)和。
(2)某同学欲探究氯水的成份,利用图2装置制备少量氯水。其中甲的作用为,氯水在装置获得(用甲、乙、丙填空,下同) ,多余无用的装置为。
(3)新制氯水是浅黄绿色溶液,其中溶质有HCl、和。