电石的主要成分是碳化钙(CaC2),可以与水反应生成一种可燃性气体及白色固体。某化学兴趣小组对它的化学性质产生了浓厚的兴趣并进行下列探究。
【查阅资料】乙炔(C2H2)燃烧时伴有大量黑烟。氢气(H2)燃烧时发出淡蓝色火焰,用冷而干的烧杯罩在火焰上方烧杯内壁有水雾产生。CaO+H2O→Ca(OH)2。Ca(OH)2溶液能使酚酞变红。
【猜想与假设】
电石与水反应生成的可燃性气体是:O2、H2或乙炔(C2H2);电石与水反应生成的白色固体是:氧化钙、氢氧化钙或碳酸钙。
大家讨论后一致认为该气体不可能是O2,原因是 ,白色固体不可能是氧化钙,原因是 。
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取适量电石加水反应,收集生成的气体,验纯后点燃。 |
气体燃烧,产生黄色火焰并伴有浓烈黑烟。 |
电石与水反应产生的气体是 。 |
(2)取适量反应后生成的固体于试管中,滴加过量稀盐酸。 |
固体溶解, 。 |
电石与水反应产生的固体不是碳酸钙 |
(3)取适量反应后生成的固体于试管中加水,向上层清液中滴加2~3滴 。 |
溶液变红 |
电石与水反应产生的固体是氢氧化钙 |
【反思交流】载有电石的货车可以在雨中整整燃烧一天而不熄灭,说明电石与水的反应是
(填“吸热”或“放热”)反应。
在小组活动中,王老师演示了一个实验:将烘干的碳酸镁与锌粉按照一定比例研细混匀,按照图1进行实验。然后指导同学们对碳酸镁与锌粉发生的反应进行了实验探究。
【查阅资料】部分含有镁、锌元素物质的相关性质。
①氧化镁、氧化锌:均为白色固体,均与盐酸反应,生成无色盐溶液。
②碳酸镁、碳酸锌:均为白色固体,均与盐酸反应,生成无色盐溶液和二氧化碳气体。
【实验探究】
(1)实验一:碳酸镁与锌粉反应的气体产物是什么?
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
① |
收集两瓶气体,盖好玻璃片。向其中一瓶迅速倒入少量澄清石灰水,盖好振荡。 |
无明显现象。 |
② |
将另一瓶气体点燃,待火焰熄灭后,迅速倒入少量澄清石灰水,盖好振荡。 |
气体安静燃烧,火焰呈蓝色,澄清石灰水变浑浊。 |
结论:碳酸镁与锌粉反应的气体产物是。②中气体燃烧的化学方程式为。
图1图2
(2)实验二:碳酸镁与锌粉反应的固体产物是什么?
王老师将剩余固体分成2份,由甲、乙两组同学进行探究。
甲组同学将剩余固体直接按照图2进行实验,观察到A中有大量气泡生成,B中的澄清石灰水变浑浊,将产生的气体在C处验纯后点燃,观察到淡蓝色火焰。C处点燃的气体是(填化学式)。甲组同学获得结论:该反应的固体产物是碳酸锌和镁。
乙组同学将剩余固体先进行了处理,然后也按照图2进行了实验,观察到A中固体溶解,生成无色溶液,B中没有明显变化。他们对剩余固体的处理操作是。乙组同学利用质量守恒定律和实验现象,分析碳酸镁与锌粉发生反应后的固体产物是氧化锌和氧化镁,其理由是。
(3)实验反思:老师看到两组同学的实验报告后,确定乙组的结论是正确的,碳酸镁与锌粉反应的化学方程式为。同学们对甲组的实验过程再次进行了分析,由B、C处产生的现象,可以说明甲组放入试管A中的固体成分含有。
甲、乙两个实验小组利用下图装置(夹持装置已略去),做了一个兴趣实验,证明了二氧化碳与氢氧化钠的反应产物中有碳酸钠生成。
他们的实验步骤如下:
①在玻璃管中加入石灰石和稀盐酸,在气球中收集二氧化碳气体;
②使玻璃管中的液体流入烧杯。并用清水冲洗玻璃管;
③向玻璃管中加入氢氧化钠溶液,使它与气球中的二氧化碳反应;
④使玻璃管中的液体流入烧杯。
请回答下列问题:
(1)写出步骤①中反应的化学方程式。
(2)在步骤①的操作中,先在玻璃管中加入石灰石,关闭K2,打开K1和K3,从分液漏斗中加入稀盐酸,然后的操作是____________。
(3)在步骤④中,甲乙两组观察到了不同的现象。甲组发现烧杯中液体变浑浊;乙组发现烧杯中产生了大量气泡。两组产生不同现象的原因是。
(4)实验过程中,同时打开K1、K2才可以使玻璃管中的液体流出。若关闭K1、K3,只打开K2,一段时间后液体不再流下。其原因是__________。
近几年我国某些城市酸雨污染较为严重,主要原因之一是大量燃烧含硫量高的煤而形成的。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】
(1)二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫色变为无色),该反应的化学方程式为
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2X,X的化学式为。
(2)二氧化硫和二氧化碳一样,也能使澄清石灰水变浑浊。
根据上述资料,甲、乙、丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】甲同学进行了如下图所示A、B两步实验:
观察到了A中稀高锰酸钾溶液褪色,B中澄清石灰水变浑浊的现象,于是他得出了煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有碳元素和硫元素的结论。
乙同学认为甲同学的实验方案不合理,理由是。
丙同学进行了如下图所示实验(部分装置在图中略去):
【解释与结论】上图C装置的作用是。
丙同学通过的现象,得出了煤中含有碳元素和硫元素的结论。
小明同学在“金属拓展阅读”活动中了解到:金属钠在常温下与水剧烈反应能生成一种可燃性气体。教师结合小明已有知识设计了下图所示装置进行实验。
【小资料】金属钠一般存放在煤油中或用石蜡封存,煤油的密度为0.8g/mL。
(1)问题:采取上述保存金属钠的方法中,煤油或石蜡的作用是。
(2)实验过程
操作 |
现象及解释 |
|
① |
打开止水夹a及分液漏斗活塞,待液体充满大试管后,关闭止水夹a及分液漏斗活塞。 |
液体分层,钠熔成银白色小球,在液体分层的界面上方跳动,产生大量气泡,下层溶液变成红色,并逐渐被压入B中。金属钠的物理性质(写出一点即可)。 |
② |
打开止水夹b,待B中部分溶液进入C中,迅速关闭止水夹b。 |
反应的化学方程式为 |
③ |
打开止水夹c。 |
溶液红色消失。 反应的化学方程式为。 |
④ |
将燃着的木条伸到导管尖嘴处,打开止水夹a; 在火焰上方罩一个干冷的烧杯。 |
气体燃烧,产生淡蓝色火焰 烧杯内壁有无色液滴生成,A中气体为氢气。 |
(3)反思分析
金属钠与水反应的化学方程式为;
反应结束,C中溶液的溶质是(指示剂除外,写出所有可能)。
初中化学课上,同学们利用下列实验探究碱的化学性质:
(1)A实验中反应的化学方程式为________________________________________。
(2)C实验中观察到的现象是____________________________________________。
(3)实验结束后,同学们将废液倒入同一只废液缸中,最后发现废液浑浊并显红色。
【提出问题】 废液中含有什么物质?
【假设猜想】 通过分析上述实验,同学们猜想:废液中除酚酞、碳酸钙及水以外一定含有___________。
老师问:废液中还可能有什么物质?引发了同学们热烈讨论,下面是大家的发言:
学生甲 |
可能有Ca(OH)2、NaOH |
学生丙 |
可能有Ca(OH)2、CaCl2 |
学生乙 |
可能有NaOH、Na2CO3 |
学生丁 |
可能有Na2CO3 |
学生戊 |
可能有NaOH |
…… |
………… |
【实验验证】 同学们对可能含有的物质进行确定,取一定量的废液过滤,向滤液中逐滴加入氯化钡溶液,得到白色沉淀,红色褪去。
【结论】上述滤液中,还含有________,没有______________________。