过氧化钠(Na2O2)可用作呼吸面具的供氧剂.实验室有一瓶放置较长时间的过氧化钠样品,某研究小组对其成分和性质进行了如下探究.
【查阅资料】1.过氧化钠能与空气中水和二氧化碳反应生成氧气:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+02↑, 2Na202+2C02==2Na2CO3+O2.
【提出问题】1.过氧化钠是否变质?
【猜想与假设】
假设1:过氧化钠未变质; 假设2:过氧化钠部分变质; 假设3:过氧化钠全部变质.
【实验探究】
【提出新问题】部分变质的过氧化钠中是否含有氢氧化钠?
【实验探究】③取少量①中溶液于试管中,加人足量的氯化钙溶液,有白色沉淀生成,静置,向上层清液中滴加2滴无色酚酞试液,溶液变红.
【定性分析】
(1)由实验③可以确定①中溶液含有的溶质是___ ____(填化学式);
(2)小明认为,由上述实验无法确定原固体样品中是否含有氢氧化钠,理由是_________。
【定量研究】称取6.04g的过氧化钠样品于锥形瓶中,加入足量的蒸馏水,共收集到气体0.64g,再向上述锥形瓶中加入足量的澄清石灰水,充分反应后,经过沉淀、过滤、干燥等,得到固体2.00g。
(1)写出加入澄清石灰水的反应方程式_____________________
(2)6.04g上述样品中,含氢氧化钠的质量_______________。
【反思与提高】过氧化钠长期暴露在空气中,最终会变质为 (填化学式)
甲、乙两位同学分别用右图所示装置进行实验。
(1)甲同学验证燃烧的条件。取一小块白磷放入广口瓶中,一段时间白磷没有燃烧,然后从分液漏斗中加入适量的________,白磷仍然没有燃烧,再从a管通入________,白磷发生燃烧,该实验________(填“能”或“不能”)证明可燃物燃烧需要与氧气接触、温度达到着火点这两个条件。
(2)乙同学验证二氧化碳与水的反应。为验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,应该采取的实验操作顺序是_____________(填序号,可重复选用)。
① 从b端通氮气 ②将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中
③ 从a端通二氧化碳 ④从分液漏斗中滴加适量水
化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液(如图所示),其中4、5号试剂瓶标签破损。
【提出问题】这两瓶试剂的成分分别是什么?
【查阅资料】①碱性的亚硫酸钠(Na2SO3)溶液、Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液均可发生复分解反应,产生白色沉淀。
②Na2SO3 + 2HCl="2NaCl" + SO2↑ + H2O。
③CO2与SO2均可以使澄清石灰水变浑浊。
【作出猜想】根据受损标签的信息,推测4、5号溶液可能分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液、Na2SO3溶液或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】各取少量4、5号溶液于试管中,分别进行下列两组实验。
【继续实验】为了进一步确定4、5号溶液的成分,同学们分别取少量4、5号溶液于试管中继续实验。
【实验反思】同学们经过分析认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。于是设计了以下实验方案进行验证。请完成下列实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
4号溶液是部分变质的NaOH溶液。 |
同学们通过查阅资料知道,过氧化氢分解反应的催化剂除二氧化锰外,还有氯化铁溶液、氯化铜溶液中的金属离子和土豆中含有的过氧化氢酶。同学们通过如下实验进行相关研究。
实验一:验证二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
分别取5 mL 5%的过氧化氢溶液于两支试管中,向B中试管内加入少量二氧化锰(如上图所示)。A中带火星的木条不复燃,B中带火星的木条复燃,实验证明二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率。A中木条不复燃的原因是,B中反应的化学方程式是。
实验二:研究催化剂的某些因素对过氧化氢分解速率的影响
方案Ⅰ:分别取20 mL 5%的过氧化氢溶液于3个大小相同的锥形瓶中。向其中两个锥形瓶中分别加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液,分别连接传感器测体系压强(如右图所示)。测定数据如下表所示:
![]() 试剂压强/KPa |
0 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
20mL 5%的过氧化氢溶液 |
101.86 |
102.99 |
103.42 |
103.67 |
103.99 |
104.00 |
加入氯化铁溶液 |
102.21 |
105.35 |
115.40 |
129.69 |
145.52 |
163.99 |
加入氯化铜溶液 |
101.50 |
102.73 |
107.53 |
114.78 |
122.49 |
130.39 |
(1)加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液,该步操作的实验目的是。
(2)根据上表数据得出的结论是。
方案Ⅱ:从同一部位取2个质量均为1.7 g的正方体土豆块,将其中一块切成若干片,片与片相连不断开,同时分别放入盛30 mL 5%过氧化氢溶液的50 mL量筒中。均看到有气泡生成,一段时间,只有土豆片不断上升。通过实验得出的结论是。
【实验反思】通过实验一和实验二说明,测量不同的物理量可判断过氧化氢的分解速率。
下列做法中能比较过氧化氢的分解速率的是(填选项序号)。
A. 测量完全反应后气体的总体积 B. 测量相同时间内产生气体的体积
C. 测量相同时间内体系压强的变化 D. 测量相同时间内溶液质量的变化
英国科学家法拉第在《蜡烛的故事》系列讲座中,对蜡烛燃烧所涉及的知识进行了全面介绍。生产蜡烛的主要原料是石蜡和少量的硬脂酸添加剂等,现在让我们一起对蜡烛原料的组成元素进行探究。
【提出问题】生产蜡烛的原料中主要有哪些元素?
【假设与猜想】小明和小军根据所学,分别做出了下列猜想:
小明的猜想:含碳、氢两种元素;
小军的猜想:含碳、氢、氧三种元素。
【实验设计】小明和小军根据猜想制订了下面的实验方案,请填空:
(1)如图1所示,在蜡烛火焰上方放置一块干冷的玻璃片,一会儿观察到玻璃片上生成一些细小的水珠。
(2)如图2所示,在蜡烛火焰上方罩一个内壁附着有的烧杯,观察现象。
【证据与结论】
实验(1),观察到玻璃片上有细小水珠时,说明原料中一定存在(填元素符号)。
实验(2),观察到烧杯内壁附着的,则说明原料中一定存在碳元素。
【分析与交流】小红认为实验(1)和实验(2)获得的证据不能证明原料中是否存在氧元素,她的理由是,要证明原料中是否存在氧元素,还需测定参加反应的蜡烛及生成H2O、CO2的。
回收废旧干电池、保护环境是我们每个公民的义务,下面是我校化学兴趣小组探究回收废旧干电池意义的过程(片断),请帮助他们完成相应报告:
[提出问题] 废旧干电池的组成物质有什么?
[查阅资料] 1. 淀粉遇I2变蓝色 2. 部分酸碱盐溶解性表
![]() |
OH- |
NO3- |
Cl- |
SO42- |
CO32- |
H+ |
![]() |
溶、挥 |
溶、挥 |
溶 |
溶、挥 |
Ag+ |
![]() |
溶 |
不溶 |
微溶 |
不溶 |
Ba2+ |
溶 |
溶 |
溶 |
不 溶 |
不 溶 |
[活动探究] 电池的内容物中有没有我们熟悉的离子?
[猜想1] 小组中某同学在剥开电池外壳时,闻到一股淡淡的刺激性气味,因此他猜想:电池的内容物中含有NH4+
[设计方案1] 取少量白色糊状物与混合、研磨,闻到氨味,证明上述猜想正确。
[猜想2] 可能含有OH-、CO32-、Cl-、SO42-中的一种或几种。
[设计方案2]为了验证猜想2,设计如下实验,请完成表格中相应内容。
操作步骤 |
实验现象 |
相应的结论 |
1.取样。溶于适量的水,静置,过滤。取少量滤液,滴加紫色石蕊试液。 |
石蕊试液不变蓝色 |
没有存在 |
2.另取少量滤液,滴加过量的稀硝酸。 |
无明显现象 |
没有存在 |
3.向第2步所得溶液中滴加少量的硝酸钡溶液 |
没有SO42-存在 |
|
4.向第3步所得溶液中滴加少量硝酸银溶液 |
有白色沉淀产生 |
有存在 |
5.取白色糊状物,滴加少量碘液 |
则说明有淀粉存在 |
[结论]上述实验证明,电池内白色糊状物主要是(一种盐化学式)和淀粉等两种物质混合而成。
[交流与讨论] 根据上述探究过程,你认为电池内容物有无回收价值?请简要说明理由。