化学是一门以实验为基础的学科,同学们在实验室进行了与氧气有关的一系列实验探究。
(一)探究空气中氧气的含量。甲设计了如下实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。(实验装置如右图所示)回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到的主要现象是______________;______________。反应的文字表达式是______________。
(2)乙用上述实验装置测定的结果是:空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差,其操作上的原因可能是(要求答出两种):_________,___________。
(3)丙也设计了一个实验方案,装置和操作同上,只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧,集气瓶冷却至室温,打开铁夹后,水能否进入集气瓶?为什么?______________。
(4)某同学对实验进行反思后,提出改进方案(如右图所示),你认为改进后的优点是_____________________。
(二)探究氧气的性质
(1)下列A、B两图是一同学进行的物质在氧气中燃烧的两个实验:
请帮助他完成实验报告,并回答有关问题。
物质 |
现象 |
|
在空气中 |
在氧气中 |
|
铁丝 |
红热 |
|
硫 |
微弱的淡蓝色火焰 |
|
B中反应的文字表达式为: ;该反应属于 反应。两集气瓶中都预先装有少量水,但作用不同,A中水的作用是 。
(2)右图是某同学为证明呼出的气体中二氧化碳比吸入的空气中含量高设计的实验,我认为 (填“能”或“不能”)达到到实验目的,如果不能请说明改进措施 。(如果能则该问题不必回答)
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”)。
某校兴趣小组对氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后的有关问题,进行了如下探究,请同学们一起参与此次探究之旅。
(1)探究一:判断氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后是否恰好完全中和?
【方案设计】小亮、小丽、小林三位同学设计了如下方案进行探究:
方案 设计者 |
方案步骤 |
方案预估现象 |
方案 预估结论 |
小亮 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡 |
酚酞试液 不变色 |
恰好完全中和 |
小丽 |
用一根洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液沾在pH试纸上,把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照 |
pH=7 |
恰好完全中和 |
小林 |
取少量反应后的溶液于一支试管中,并向试管中滴加稀硝酸和硝酸银溶液 |
有白色沉淀生产 |
盐酸过量,没有完全中和 |
【方案评价】请判断以上设计的三个方案中,同学的方案是正确的。
【方案反思】请分析另外两个方案中任意一个错误的原因。
(2)探究二:氢氧化钠溶液与稀盐酸混合后,所得溶液中溶质的成分是什么?
【作出猜想】小亮猜想:溶质有NaCl、HCl、NaOH;小丽猜想:溶质只有NaCl;
小林猜想:溶质有NaCl、HCl;你的猜想:溶质有(填化学式)。
小丽认为小亮的猜想是错误的,她的理由是 。
【实验设计及验证】请你将下列实验报告填写完整:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取反应后的溶液于试管中,加入碳酸钠溶液 |
小林猜想正确 |
|
有蓝色沉淀生成 |
你的猜想正确 |
实验课上,张影同学向盛有澄清石灰水的烧杯中加入过量的碳酸钠溶液,生成白色沉淀,过滤后得到无色溶液,他说:“我制得了氢氧化钠溶液!”
(1)余承骏同学却说:“这种无色溶液中不一定含有氢氧化钠。”他做了如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
用试管取无色溶液少许,滴入2滴无色酚酞试液 |
无色酚酞试液变红 |
无色溶液中含有氢氧化钠 |
宋楷认为余承骏的实验方案不严密,不能证实无色溶液中一定含有氢氧化钠,理由是。
(2)宋楷设计了另一个实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量样品于试管中,加入足量的CaCl2溶液 ②过滤,向滤液中滴加几滴硫酸铜溶液 |
③ ④有蓝色沉淀生成 |
无色溶液中确实含有氢氧化钠 |
(3)宋楷的实验可靠性高的原因是。
甲、乙两同学在学完酸的化学性质后,做了如下实验:
【观察与讨论1】甲同学在做实验时观察到的明显现象是悬浊液由浑浊变澄清 。再滴加无色酚酞溶液,无明显现象(已知CaCl2溶液呈中性)。
【观察与讨论2】乙同学在做实验时开始没有观察到气泡产生,于是对碳酸钠能否与盐酸反应表示怀疑。甲同学通过查阅资料得知:
在碳酸钠溶液中逐滴加入少量稀盐酸,先发生反应Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,继续滴加稀盐酸,才能观察到有气泡产生,再发生反应的化学方程式为。
【观察与讨论3】甲同学先将废液缓慢倒入一洁净的废液杯中,乙同学在观察到气泡产生后,也将实验废液缓慢倒入该废液杯中,没有观察到明显现象。据此可以确定,甲同学的试管中废液含有的溶质一定有酚酞、
(写化学式),
为了处理实验后产生的废液,甲、乙同学决定对废液杯中最终废液溶质的成分进行探究。
【提出问题】最终废液中除酚酞外还含有什么溶质?
【猜想与假设】猜想1:废液中含有CaCl2、NaCl两种溶质。
猜想2:废液中含有(写化学式)三种溶质。
猜想3:废液中含有NaHCO3、CaCl2、 NaCl三种溶质。
【活动与探究】甲、乙同学为了验证猜想,进行了如下实验:
方案 |
方法步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
甲同学 |
取少量废液于试管中,向其中滴加盐酸, |
无气泡产生 |
猜想3不正确 |
乙同学实验 |
取少量废液于试管中,向其中加入 |
猜想2正确 |
【表达与交流】甲、乙同学经过实验确认了混合废液中溶质的成分。以下甲乙同学关于废液成分的观点,你赞成的有。
A.可以加入适量的石灰石或熟石灰对混合废液进行处理后排放
B.取混合废液,滴加少量碳酸钠溶液,则一定能观察到白色沉淀
C.取混合废液,滴加少量硝酸银溶液,则一定能观察到白色沉淀
D.可以用碳酸钠溶液对废液成分中氯化钙的含量进行定量测定
(6分)小鹏与小明做完酸、碱、盐相关性质实验后,很感兴趣地把稀硫酸、氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液倒入一个烧杯中,看到有大量气泡生成。他们对反应后溶液中溶质的成分很好奇,请你与他们一起进行探究。
【提出问题】反应后溶液中溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想①Na2S04、Na2C03
猜想②Na2S04
猜想③Na2S04、H2S04、Na2C03
猜想④Na2S04、H2S04
上述猜想中,你认为不合理的是猜想______(填序号)。
【实验探究】
(1)小鹏取少量该溶液于试管中,向其中滴加无色酚酞,发现溶液颜色无变化,据此,他认为猜想②是正确的。请你对他的结论进行评价______。
(2)小明向盛有少量氧化铜粉末的试管中加入适量该溶液,振荡,溶液变蓝。该反应的化学方程式是___________________________。
【实验结论】根据上述实验探究,你认为猜想______(填序号)是正确的。
【拓展应用】工厂与实验室的酸性废水必须处理至中性再排放,这样做的意义是___________(答一点即可)。