学习化学一年后,同学们对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”以及“支持燃烧的气体一般是氧气”这两句话产生了质疑。在老师的帮助下,用金属钠来探究下列问题:
【提出问题】1.金属钠能否置换出硫酸铜溶液中的铜?
2.金属钠能否在其他气体(如:CO2)中燃烧?
【查阅资料】金属Na性质活泼,常温下,它极易与氧气反应生成白色固体氧化钠,氧化钠溶于水生成氢氧化钠。金属钠还可以与水剧烈反应放出氢气。
【实验探究】
实验一:①在实验室中,金属钠保存在煤油中;
②用镊子从煤油中取出一小块金属钠,用滤纸吸干表面煤油后投入硫酸铜溶液中,观察到溶液中出现蓝色沉淀,但没有红色的物质析出;
③按照步骤②将金属钠投入水中,待反应结束后滴加酚酞溶液,发现溶液变红。
实验二:将燃烧的钠迅速伸入盛有CO2的集气瓶中,观察到钠在CO2中继续燃烧,反应后冷却,瓶内附着黑色颗粒,并粘附着白色物质。
【问题讨论】
(1)金属钠保存在煤油中的原因是: 。
(2)根据上述资料写出钠块投入水中发生反应的化学方程式: 。钠投入硫酸铜溶液中总的化学反应方程式 。氢氧化铜受热分解成氧化铜和水,若将24.0g剩余固体继续高温加热,发现固体质量减少了2.4g后质量不再改变,写出此过程中可能发生反应的化学方程式 。
(3)实验二中生成的黑色颗粒是 ,而白色物质可能是什么呢?
①同学们围绕白色物质可能是什么产生如下猜想:甲认为白色物质是氧化钠,乙认为是碳酸钠,丙认为是氧化钠和碳酸钠的混合物,丁认为是氢氧化钠。
我认为丁的猜想是错误的,理由是 。
②对白色物质是什么进行实验再探究,方案设计如下:
方案1:取该样品少量于试管里,加入适量的水,振荡,过滤,向滤液中加入无色酚酞试液,观察到溶液变成红色,结论:白色物质中一定有氧化钠。
方案2:取该样品少量于试管里,滴加足量盐酸,溶液中有气泡冒出,结论:白色物质中一定有 。
方案3:取该样品少量于试管里,加入适量的水,振荡,过滤,向滤液中加入过量的 溶液(供选试剂:A.石灰水B.氯化钙溶液 C.硫酸铜溶液,填序号),出现白色沉淀,然后过滤,再向溶液里滴加无色酚酞试液,无明显现象出现。则 (在甲、乙、丙中选)的猜想成立。
③评价与反思:小娟同学认为实验方案1得出的结论不正确,其理由是 ;
实验室中的金属钠着火时,你的灭火方法是 。
【拓展应用】测定实验中使用的标有质量分数为16%的盐酸(图1)的实际质量分数。
(1)为了测定,需配制20%的氢氧化钠溶液100g。配制步骤有:①溶解 ②计算,需氢氧化钠 g ③装瓶并贴标签 ④称取氢氧化钠,量取水 mL(水的密度为1g/mL)。其正确的顺序为 (填序号)。
配制氢氧化钠溶液时,需要的玻璃仪器有量筒、烧杯、滴管及 。
(2)小明同学在烧杯中加入配得的氢氧化钠溶液20g,再逐滴加入该盐酸。用pH测定仪测定滴加过程中溶液的pH。图2为测定仪打印出的滴加盐酸的质量与溶液pH的关系图。
①a点对应的溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”);b点对应的溶液中的溶质为 (写化学式)。
②请以此次测定的数据,列式计算该盐酸的实际质量分数?
(3)该盐酸的实际质量分数与标签上标出的质量分数不一致的可能原因 (不考虑误差)。
某二氧化锰样品中含有杂质炭,为测定该样品中二氧化锰的质量分数,某兴趣小组设计了如下实验方案:在一定量的样品中通入干燥纯净的氧气,使杂质炭在加热条件下反应生成CO2来进行分析测定。
(1)仪器①的名称是。如果该实验选择图(一)装置来制取氧气,该反应的化学方程式为。
(2)用图(二)装置可用于干燥氧气:应在烧瓶内装入_________进行干燥气体,气体应从________ 端通入。
(3)图(三)是用干燥纯净的O2与样品反应来测定二氧化锰质量分数的装置,装置③中装有碱石灰(生石灰与固体氢氧化钠的混合物),其作用是_________________________________________。
(4)为验证图(三)中装置②已将CO2吸收完全,可在装置②与③之间加入图(四)装置进行证明,则图(四)装置中加入的试剂为____________(填字母)。
A.NaOH溶液 B. 澄清石灰水 C. 浓硫酸
(5)称取5.0 g二氧化锰样品进行实验,图(三)中装置②反应前后的质量差为1.1 g,则样品中二氧化锰的质量分数为____________(填计算结果)。
小华同学用下图所示的装置进行中和反应实验,反应后为确定盐酸和氢氧化钠是否恰好完全中和,他取出少量反应后的溶液于试管中,向其中滴入几滴无色酚酞试液,振荡,观察到酚酞试液不变色,于是他得出“两种物质已恰好完全中和”的结论。
⑴请写出发生的反应方程式;
⑵小亮认为小华的结论不正确,他认为除了“恰好中和”外还有第二种可能性,这种可能性是;
⑶请你另外设计一个实验,探究上述烧杯中的溶液是否恰好完全中和。
实验 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
甲 |
取样于试管中,加入几滴紫色石蕊溶液 |
恰好中和 |
|
乙 |
取样于试管中,加入 |
产生气泡 |
第二种可能性 |
小敏同学按以下步骤对她所用的牙膏进行探究:
【资料】牙膏中常用氢氧化铝、碳酸钙等物质作摩擦剂。
请回答:
⑴操作A是。
⑵从探究过程来看,你认为牙膏显性。
⑶你认为用作牙膏摩擦剂的物质应具备什么特点呢?(回答一条即可)。
如图所示装置(气密性良好),改变滴管和小烧杯中的物质可以完成多个简单实验。
(1)若滴管甲中吸有水,烧杯丙中盛有适量生石灰。将滴管甲中的水滴入烧杯丙中,可观察到气球鼓起,一段时间后装置恢复原状。利用所学化学知识解释气球鼓起的原因是,烧杯丙中发生反应的化学方程式为。
(2)若烧杯丁中盛有适量锌粒,将滴管乙中的液体滴入烧杯丁中,烧杯丁中有气泡生成,气球明显鼓起,则滴管乙中所装液体是,烧杯丁中发生反应的化学方程式为。
(3)若滴管甲中吸有稀硫酸,滴管乙中吸有水,烧杯丙中盛有适量小苏打,烧杯丁中盛有用石蕊溶液染成的紫色干燥纸花。该实验可用于验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是二氧化碳。正确的操作顺序是:先,观察;再。
(4)若在丙烧杯中盛有40g溶质质量分数为10%的NaOH溶液,将稀H2SO4通过滴管甲滴入烧杯丙中至恰好完全反应。求:参加反应的NaOH溶液中溶质的质量和反应生成Na2SO4的质量分别为多少克?
珍珠粉以其良好的养颜等功效,获得消费者喜爱。资料显示:珍珠中含碳酸钙80—93%、蛋白质4—14%、水份2—4%、十几种氨基酸、28种微量元素。然而一些不法分子用回收的贝壳加上工业用氢氧化钠配制的药水进行清洗、晾晒以后直接加工销售,其主要成分是:碳酸钙,及少量残留氢氧化钠。以下是某化学兴趣小组设计辨别真假珍珠,并测定珍珠中碳酸钙含量的实验探究方案。
【探究一】辨别市售珍珠真与假。
将其分别溶于水,充分搅拌、静置,测定上层清液的pH;若pH7(填“>”或“<”或“=”)为假珍珠,理由是。
【探究二】测定珍珠中碳酸钙含量。
小王用图所示装置测定该珍珠粉中碳酸钙的含量。实验方案如下:
⑴检查装置气密性:按图连接装好置后,将注射器活塞(不考虑活塞的摩擦和自重,下同)从刻度1mL处向上拉至刻度20mL处,(填操作和现象),则气密性良好;
⑵在图异型装置左管内装入1.1g 上述珍珠粉样品,右管内倒入一定量的稀盐酸,注射器(规格为250mL)活塞推到底部,再次连接装置;
⑶设法使左右两管内的药品混合,反应结束后读取注射器读数为220mL;
⑷数据处理:计算得该珍珠粉中碳酸钙的质量分数为。[ρ〔CO2〕=2g/L,结果保留小数点后1位]
【实验思考】
⑴此实验中的反应原理是(用化学方程式表示);
⑵考虑注射器因素,该实验方案对珍珠粉的用量多少是否必须作要求?;
⑶【探究二】中的第⑶步,混合两种药品的方法是;
⑷该实验装置设计上的优点在于(写出1点即可)。