、全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件及铁锈组成的探究。
问题一:探究铁生锈的条件。
课本实验中,铁生锈所需要时间较长,某实验小组设计如下改进实验。
(1)检查装置的气密性:连接好装置,关闭分液漏斗的活塞,将C导管接入到装有水的烧杯中,微热甲装置,说明气密性良好的现象是____________________________。
(2)反应开始后,甲装置中反应现象是______________,MnO2的作用是______________。
(3)4 min后观察:A处铁丝依然光亮,B处铁丝表面灰暗,D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_______和_______有关。B、D处实验现象对比说明:决定铁生锈快慢的一个重要因素是_______。
问题二:测定铁锈的组成。
铁锈的成分主要为Fe2O3·H2O,还含有少量的FeCO3。某兴趣小组设计如图装置测定锈铁钉的组成。取一高度腐蚀的干燥铁钉(含有少量铁),称其质量为20.08 g,在N2环境中,充分加热到质量不再减少。该过程中仅考虑发生反应:Fe2O3·H2OFe2O3+H2O↑,FeCO3
FeO+CO2↑,且不需要考虑装置中空气对本实验的影响。
(物质的相对分子质量:Fe2O3·H2O-178,FeCO3-116)
(碱石灰成分:CaO和NaOH固体混合物,能吸收二氧化碳和水)
(4)若反应前后称得C装置总质量分别为100.00 g和102.24 g,则反应生成的CO2和水蒸气的总质量为_______g,D装置中碱石灰的作用是_______。
(5)经过改进后,测得m(H2O)=1.80 g,m(CO2)=0.44 g,请计算锈铁钉的组成。
①锈铁钉中Fe2O3.H2O的质量=________ g。
②锈铁钉中FeCO3的质量=_______g。
③锈铁钉中单质铁的质量分数=______________。
(6)将20.08 g该锈铁钉溶于足量的稀硫酸,充分反应后,产生的气体中是否有H2?_______(填“有”或“无”),请通过计算说明。
[已知:①Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O; ②铁在H2 SO4和Fe2(SO4)3混合溶液中先发生的反应为:Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4。Fe2(SO4)3的相对分子质量为400]
实验室开放日,某化学兴趣小组的同学在老师的指导下,进行了“自选仪器设计实验”的活动.实验室准备的仪器如下图所示:
(1) 小凡同学一眼就认出仪器E是_________,G是___________。
(2) 小明同学利用上述仪器进行粗盐水的过滤,他选择了漏斗和铁架台,你认为他还需选择的仪器是____________、_______________(填名称)。
(3) 小强同学准备配制100g15.8%的食盐溶液,你认为还缺少的一种主要仪器是__。
已知在溶液中氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠。现实验室有一瓶失去标签但密封保存良好的白色粉末,可能是碳酸钠,也可能是氧化钙或氢氧化钙。为确定其组成,某同学设计了以下实验方案进行探究,请你按要求帮助完成探究活动。
(1)提出假设:假设①白色粉末是碳酸钠;假设②白色粉末是氧化钙;假设③白色粉
末是氢氧化钙。
设计的相关实验操作 |
实验中观察到的现象 |
假设是否成立 |
取一定量粉末加入稀盐酸 |
没有气体产生 |
假设① |
取一定量粉末溶于水 |
溶液浑浊且温度升高 |
假设② |
假设③ |
(2)设计实验,通过实验分析进行判断并填空:
根据假设②的现象写出对应的化学方程式________________________________;
(3)实验后思考:假定这包白色粉末是混有少量氧化钙的碳酸钠粉末,将混合物溶于水可观察到的现象是_____________________________________________________;若将反应后的混合物进行固液分离,分离的方法是________;再将分离后的溶液蒸干,得到的固体物质是________、__________(填化学式)。
假设是否成立 |
否 |
是 |
否 |
牙膏是最常用的日用化学品之一,牙膏的成分有活性物质、摩擦剂、保持牙膏湿润的甘油等物质。
【查阅资料】①牙膏摩擦剂的主要成分有CaCO3、Al(OH)3、SiO2。
②SiO2不溶于水,也不与酸反应。
③维生素C的水溶液pH小于7,显酸性。
某品牌牙膏含有上述摩擦剂中的两种成分,为探究摩擦剂的组成,化学兴趣小组取适量该牙膏加水充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥,得到该牙膏中的摩擦剂。
【提出猜想】猜想1:摩擦剂的成分为Al(OH)3和CaCO3。
猜想2:摩擦剂的成分为_______________。
猜想3:摩擦剂的成分为SiO2和Al(OH)3。
【设计实验】
实验步骤 |
预期实验现象 |
预期实验结论 |
取少量摩擦剂于试管中,加入足量的稀盐酸 |
若摩擦剂________________________。 |
则猜想1成立 |
若摩擦剂部分溶解,不产生气泡。 |
则猜想___成立 |
【实验结论】猜想1成立。
【实验反思】
(1)氢氧化铝与盐酸反应的化学方程式为__。
(2)实验中选用稀盐酸而不选用稀硫酸的原因是_____________________________。
(3)根据实验结论,该品牌的牙膏中应该没有添加维生素C,理由是___________。
实验是学习化学的重要手段,通过实验可以培养实践能力和创新精神。
(一)实验室制取气体是初中一类重要的实验,结合下列仪器或装置图回答有关问题:
装置I装置Ⅱ装置Ⅲ
(1)装置I是用高锰酸钾制氧气,反应的化学方程式为_________________________,表明氧气已经收满的实验现象是。
(2)某同学用装置Ⅱ制取并收集二氧化碳,用燃着的木条放在集气瓶口验满,始终未发现火焰熄灭,原因是______________________________________________。
(3)用装置Ⅲ进行二氧化锰和双氧水制取氧气的实验时,若反应速率过快,可以采取的处理方法是。
(4)我们已经学过实验室制取O2、CO2、H2三种气体的反应原理及制取、收集方法。请你归纳出制取这三种气体时反应的共同点_______(填选项序号)。
A.需要加热 | B.需使用催化剂 |
C.没有气体参加反应 | D.生成的气体只有一种 |
(二)选用下列装置测定水的元素组成,请回答问题:
(5)为准确测定水的组成并防止杂质、空气等干扰,导管口的正确连接顺序为:
③→___→____→____→____→①→②→⑧→⑨→⑩。
(6)若测得A装置中样品在实验后减少了6.4克,E装置质量增加了7.2克,F装置增加了0.1克,据此可求出水中H、O元素质量比为(只写计算式)____________。
(7)实验结束后,若A处仍有黑色固体,这对实验结果的影响是________________(填“氧的质量偏大”、“氢的质量偏大”、“无影响”)。
以下是金属活动性探究实验的一部分。
①②③④⑤⑥⑦
实验甲:Mg、Zn、Fe、Cu分别实验乙:金属与盐溶液的作用
与10%的盐酸反应
根据实验回答下列问题:
(1)实验甲判断金属活动性强弱的依据是_______________________________,得出的金属活动性强弱顺序为________________。
(2)实验乙得出的金属活动性顺序为_____________________。
(3)两组实验中不发生反应的是________(填试管的序号)。
(4)反思与评价:若实验甲中②④改用10%的稀硫酸,①③仍用10%的盐酸进行实验,能否保证得出同样准确的实验结论?__________;实验乙只需选择其中的2个就可以得出正确的实验结论,其中必须进行的一个实验是____(填试管的序号)。