某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后,提出问题:“测定水的组成还有其他的方法吗?”经过讨论后,得到了肯定的答案,邀请你一起对此展开探究。
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和下图装置及药品进行实验(操作规范)。装置A中发生反应的化学方程式为 ① ,洗气瓶B中浓硫酸的作用为 ②
【实验探究】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时,实验测得:①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g,用此数据算得水中H、O元素的质量比为 ① ,而由水的化学式算得H、O元素的质量比为 ② 。
【分析交流1】针对上述结果与理论值有偏差,乙同学认为:该装置存在缺陷,此观点得到了大家的认同,你对此改进的方法是________________。
(假设生成的水完全被D中碱石灰吸收,装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计)。小组同学用改进后的装置重新实验得到了正确结果。
【意外发现】丙同学不小心将反应后的少量红色固体a洒落到多量稀硫酸中了,发现除了有红色固体b以外,溶液的颜色由无色变为蓝色。
【提出问题】铜与稀硫酸是不反应的,这里溶液的颜色为什么会变蓝呢?
【查阅资料】①CuO被还原的过程中会有Cu2O生成,Cu2O也能被还原成Cu;
②Cu2O固体是红色的,它与稀硫酸的反应为:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.
【得出结论】红色固体a中含有Cu2O。
【分析交流2】红色固体a中含 有Cu2O是否会影响水组成的测定结果 (填“影响”或“不影响”)。
【提出猜想】针对红色固体a的成分,小组同学提出猜想①是:Cu2O;
猜想②是:________________。
【拓展探究】丁同学利用改进后的装置及药品重新实验,通过测量反应前后固体质量的方法去确定哪种猜想成立,他已称得:①玻璃管的质量;②反应前红色固体a和玻璃管的总质量,完全反应后,你认为他还需要称量 的质量。
【教师点拨】称取一定质量的红色固体a与足量的稀硫酸充分反应后,经过滤、洗涤、干燥后再称量红色固体b的质量,也可以确定哪种猜想成立。
【定量分析】小组同学再次实验,他们开始称取质量为3.6g的红色固体a,与足量的稀硫酸完全反应后得到红色固体b为2g请通过计算说明,哪个猜想成立。
咸宁市市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是:用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
分别用a,b,c三支试管取样,各加入一定量碳酸钠溶液 |
a中有气泡产生 |
a中物质是稀盐酸 |
b中无明显现象 |
b中物质是食盐水 |
|
c中 |
c中物质是澄清石灰水 |
写出a试管中发生反应的化学方程式 。
把c试管反应后的物质进行过滤,得到滤液。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
猜想一:Na 2CO 3和NaOH;猜想二:NaOH;猜想三: 。
提示:Ca(OH) 2微溶于水。
【实验过程】为证明猜想一是否正确,进行了如下实验
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取一定量滤液于试管中,加入一种盐溶液(写物质化学式) |
有白色沉淀 |
猜想一正确 |
写出上述有白色沉淀生成的化学方程式 。
同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣,决定用pH试纸测定其pH值。
用pH试纸测定a试管反应后废液碱性的过程 |
测定结果 |
在白瓷板上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取 。 |
pH<7(废液显酸性) |
【反思与交流】a试管中的废液显酸性,从环保、经济、操作简便等方面考虑,应向废液加入(写化学式) 后再排放。
有一包固体粉末,可能含碳、铝、铜、氧化铝、氧化铜中的一种或几种。为探究该固体粉末的组成,某化学兴趣小组进行了如图所示实验:
(1)向样品中加入过量稀盐酸产生的气体是 。
(2)向固体A中加入硝酸银溶液,发生反应的化学方程式为 。
(3)固体B中含有的物质是 。
(4)原固体样品中一定含有的物质是 。
(5)蓝色溶液丙中一定含有的溶质是 。
某学习小组在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图所示),经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是 NaHCO3、NaOH、Na2CO3、NaCl中的一种,请你对该试剂作出猜想并进行实验探究:
【提出问题】这瓶试剂是什么溶液?
【猜想与假设】
甲猜想:NaHCO3溶液
乙猜想:NaOH溶液
丙猜想:Na2CO3溶液
丁猜想:NaCl溶液
【查阅资料】上述四种物质相关信息如下
物质 |
NaHCO3 |
NaOH |
Na2CO3 |
NaCl |
常温下溶解度/g |
9.6 |
109 |
21.5 |
36 |
常温下稀溶液的pH |
9 |
13 |
11 |
7 |
【实验探究1】取瓶中溶液少许于试管中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红。
【实验探究2】另取瓶中溶液少许于试管中,滴加足量的稀盐酸,产生生气泡。
【实验分析】通过【实验探究1】可知 同学的猜想一定错误。
甲同学仔细分析四种物质的相关信息表后发现自己的猜想错误,他的理由是 。
丙同学分析【实验探究2】并结合以上同学的实验结论,认为原瓶溶液是Na2CO3溶液。
【实验探究2】中发生反应的化学方程式为 。
【讨论质疑】乙认为以上同学分析有漏洞,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
【实验探究3】在【实验探究1】试管中的红色溶液中滴加过量氯化钙溶液(中性),充分反应后,试管中溶液仍呈红色,但有白色沉淀产生。
【得出结论】通过【实验探究3】可证明这瓶试剂为 溶液,但已经部分变质。
【反思与拓展】学习小组反思了这瓶试剂因为 而变质,得出了该溶液正确的保存方法,若要除去该溶液变质部分所采用的方法是 (用化学反应方程式表示)。
某化学活动兴趣小组用如图装置进行一氧化碳还原氧化铜的探究实验,反应一段时间后,玻璃管内黑色粉末全部变成红色,澄清石灰水变浑浊。
(1)从安全环保的角度考虑,上述实验需要改进的是 。
(2)装置B中发生反应的化学方程式为 。
(3)同学们通过查阅资料得知:氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体,且Cu2O能和稀硫酸反应,反应的化学方程式为Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.他们对反应后玻璃管中的红色固体进行如下探究:
【提出问题】反应后生成的红色固体成分是什么?
【作出猜想】猜想一:红色固体只有Cu
猜想二:红色固体只有Cu2O
猜想三:红色固体可能含有 。
【实验探究】设计如下实验方案
实验操作 |
现象 |
结论 |
取少量红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸。 |
|
红色固体含有Cu2O |
【思考与分析】甲同学认为猜想二正确,同学们分析后认为他的结论不准确,理由是 。
为此,同学们补充进行了以下实验:称取mg红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥、称量,得到ng固体。当n> (含m的代数式)时,可以得出猜想三的结论正确。
已知某生铁合金除了含有铁、碳外。还含有硅或者铝中的一种。
某化学兴趣小组对该生铁合金产生了浓厚的兴趣。于是探究到底是含有硅还是铝实验必须要有用到的试剂:盐酸、NaOH溶液
【查阅资料】
硅不能与盐酸反应,但能与NaOH溶液反应:Si+2NaOH+H 2O═Na 2SiO 3+2H 2↑.铝与NaOH溶液反应生成NaAlO 2与H 2,则铝与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
【提出猜想】
猜想一:该生铁合金除了含有铁、碳外。还含有硅
猜想二:该生铁合金除了含有铁、碳外。还含有
实验步骤及现象:
①取一定量生铁合金,加入过量的 ,充分反应后,合金部分溶解,并有无色气体产生。
②取步骤①中的滤渣,加入过量的 ,充分反应后,滤渣部分溶解,并有气体放出。
实验结论:猜想 正确。若步骤②中实验现象为无现象。则猜想 正确。