某化学兴趣小组的学生研究过量的炭粉与Fe2O3在高温条件下反应的气体产物成分。探究过程如下:
(1)提出假设:气体产物全部是CO2。
(2)查阅资料:a.氮气不能与炭粉及Fe2O3反应。
b.高温下可以发生下列反应:2Fe2O3+3C4Fe+3CO2↑ C+CO2
2CO
(3)设计方案:将一定量氧化铁在隔绝空气的环境下与过量炭粉充分反应。用实验中实际测得产生气体的质量,与理论计算得到的CO2的质量进行比较。
(4)实验装置:如右图所示。
(5)实验操作:
①称量:反应前Fe2O3的质量3.20 g;炭粉的质量2.00g;玻璃管C的质量48.48 g。反应后玻璃管与残留固体共52.24 g。
②加热前先通一段时间氮气,再夹紧弹簧夹T,点燃酒精喷灯加热。
(6)问题分析:①用酒精喷灯而不用酒精灯的目的是 。
②加热前先通一段时间氮气的目的是 。
③理论计算:若氧化铁与炭粉反应的气体产物全部是CO2,求3.20 g氧化铁完全反应时生成CO2的质量。(写出计算过程)
④根据实验数据计算实验中实际获得气体的质量。(写出计算过程)
(7)结论:原假设 (能、不能)成立,理由是 。
(8)兴趣小组成员小聪想到家里新换的水龙头。他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小聪想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,请你参与。
【作出猜想】
猜想1:Cr>Fe>Cu; 猜想2:Fe>Cu >Cr; 猜想3:你的猜想是 。
【查阅资料】
①铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
【设计与实验】
小聪同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸。
实验 |
试管1 |
试管2 |
试管3 |
实验 操作 |
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实验 现象 |
铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色 |
铬片表面产生气泡较快,溶液变成为蓝色 |
铜表面无气泡 |
【结论与解释】
①小聪得到的结论是猜想 正确。
②实验前用砂纸打磨金属片的目的是 。
【知识运用】
将铬片投入FeSO4溶液中,反应 (填“能”或“不能”)进行。若能进行,请你写出化学方程式 。
某兴趣小组的同学们以“稀硫酸与氢氧化钠溶液能否发生反应”为课题进行了科学探究。
同学们在烧杯中加入10mL稀硫酸。滴入几滴酚酞试液,接着分两次向烧杯中滴入氢氧化钠溶液。第一次滴加几滴氢氧化钠溶液后,不断搅拌,第二次继续滴加氢氧化钠溶液至过量。则第一次滴加氢氧化钠溶液时,溶液中溶质(不考虑酚酞)的质量变化情况是__________:第二次滴加氢氧化钠溶液时观察到的现象是_______________________。
由上述实验同学们得出了稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应的结论。
[提出问题]是否可以用其他试剂证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应呢?
[甲组实验]实验过程如图所示:
现象:向a试管中滴加氢氧化钠溶液时无明显现象,再滴加几滴硫酸铜溶液时出现蓝色沉淀。
结论:用硫酸铜溶液可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。
[乙组实验]实验过程如图所示:
现象:向b试管中滴加氢氧化钠溶液时无明显现象,再滴加几滴氯化钡溶液时出现白色沉淀。
结论:用氯化钡溶液可以证明稀硫酸与氢氧化钠溶液能发生反应。
[交流评价]请你评价甲、乙两组同学由实验现象获得的结论是否正确,并说明理由。
正确或错误 |
理由 |
|
甲组 |
||
乙组 |
(10,娄底29)小林觉得你很聪明,是他的良师益友,学完“酸的化学性质”后,邀请你与他讨论“食醋在厨房中的妙用”:
(1)复习酸的化学性质
①酸与指示剂作用 |
酸溶液能使紫色石蕊溶液变红色 |
酸溶液不能使无色酚酞溶液变色 |
②酸与活泼金属作用 |
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ |
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ |
③酸与某些金属氧化物作用 |
Fe2O3+HCl=FeCl3+H2O |
…… |
④…… |
由于小林的课堂笔记没做好,“③酸与某些金属氧化物作用”后面的化学方程式未配平,请帮他写出配平后的化学方程式: 63。
(2)讨论交流
① 小林自豪地说,目前世界卫生组织正在推广使用中国铁锅,使用铁锅炒菜时,放点食醋时,可以补充人体需要的微量元素 64元素,该反应的原理是利用了酸的化学性质 65(填序号“①”、“②”或“③”)。
② 你告诉小林,食醋的作用远远不止这些呢,如 66(任写一点食醋在生活中的妙用)。
(3)反思
盐酸、硫酸、食醋具有相似化学性质的原因是因为它们的水溶液中都含有 67离子。
(10,娄底28)小林在凉拌紫卷心菜时,加入一些食醋,发现紫卷心菜变红了,激发了他的探究欲望,特邀你协助完成下列活动与探究。
[提出问题] 紫卷心菜等植物的汁液能作酸碱指示剂吗?
[实验探究] 取紫卷心菜、牵牛花的花瓣、胡萝卜,分别在研钵中捣烂,加入酒精(乙醇与
水的体积比为1:1)浸泡,用纱布将浸泡出的汁液挤出,分别加入到蒸馏水、稀
酸溶液和稀碱溶液中,有关颜色变化情况如下:
汁液 |
在不同液体中的颜色变化 |
||
蒸馏水 |
稀酸溶液 |
稀碱溶液 |
|
紫卷心菜 |
蓝紫色 |
红色 |
绿色 |
牵牛花 |
紫色 |
红色 |
蓝色 |
胡萝卜 |
橙色 |
橙色 |
橙色 |
[得出结论] 58、 59的汁液能做酸碱指示剂, 60的汁液不能
做酸碱指示剂。
[拓展应用] 小林用上述的牵牛花汁液来测定某雨水样品的酸碱性,发现牵牛花汁液呈红色。
则该雨水呈 61性(选填“酸”或“碱”或“中”)。
[反思与评价] 小林发现,上述汁液无法测出溶液的酸碱度,请你告诉他,在实验室测定溶
液的酸碱度常用 62。
电解水实验可以确定水的组成,甲、乙、丙三位同学对电解水后液体的酸碱性进行探究。
【提出问题】电解水后的液体一定呈中性吗?
【查阅资料】图Ⅰ所示装置可用于电解水实验;
硫酸钠可增强水的导电性,硫酸钠溶液呈中性。
【实验与讨论】三位同学分别向U型管中加入含有酚酞的硫酸钠溶液,接通直流电,观察现象,电解一段时间后,断开电源。
⑴实验中观察到管①电极附近的溶液迅速变红,管②电极附近的溶液仍为无色,乙同学用PH试纸测定管②电极附近的溶液,PH小于7。说明管①电极附近的溶液呈性,管②电极附近的溶液呈 (选填:“酸”、“碱”或“中”)性。
⑵甲同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅱ所示倒入烧杯中,发现红色立即消失,
乙同学、丙同学将实验后U形管中的溶液按图Ⅲ所示分别倒入烧杯中,发现红色不完全消失。
经讨论和分析,乙、丙同学的实验中溶液的红色不消失,原因可能是酸。
⑶甲、乙、丙同学分别用蒸馏水洗涤U形管、碳棒等,再将洗涤液倒入自己实验的烧杯中,观察现象:
甲同学的溶液仍为无色。
乙同学的溶液中红色仍不消失。
丙同学的溶液中的红色。
⑷甲、乙、丙同学分析了实验现象,为确证溶液的酸碱性,又进行了下列实验:
甲同学用来测定溶液,原因是。
乙同学向溶液滴加,,使溶液中红色刚好褪去。因为造成⑶中溶液的红色仍不消失的原因是。
【解释与结论】
用硫酸钠增强溶液的导电性时,电解后溶液混合均匀,呈中性。
【交流与反思】甲同学取55克质量分数为2%的硫酸钠溶液进行电解,消耗了5克水,刚电解后硫酸钠溶液的溶质质量分数为。
甲同学的老师上课时用NaOH增强溶液的导电性,电解后溶液的碱性,
乙同学的老师上课时用H2SO4增强溶液的导电性,电解后溶液的酸性,
请你参与某学习小组研究性学习的过程,并协助完成相关任务。
【研究课题】探究水壶内部水垢的主要成分
【查阅资料】通过查阅资料知道,天然水和水垢所含的物质及其溶解性如下表:
物质 |
Ca(HCO3)2 |
Mg(HCO3)2 |
Ca(OH)2 |
Mg(OH)2 |
CaCO3 |
MgCO3 |
溶解性 |
可溶 |
可溶 |
微溶 |
不溶 |
不溶 |
微溶 |
【提出猜想】水垢的主要成分一定含有Mg(OH)2和 ,可能含有Ca(OH)2和。
【设计方案】
(1)甲同学在烧杯中放入少量研碎的水垢,加入适量蒸馏水充分搅拌,静置。取上层清液滴入Na2CO3溶液,如果没有白色沉淀,说明水垢中无(填化学式)。
(2)乙同学设计了下列实验装置,进一步确定水垢中含有碳酸盐的成分。
其主要实验步骤如下:
①按图组装仪器,将50g水垢试样放入锥形瓶中,逐滴加入足量稀盐酸。若D瓶增重22g,则水垢全部是CaCO3。
②待锥形瓶中不再产生气泡时,打开活塞b,从导管a处缓缓鼓入一定量的空气;
③称量D瓶内物质增加的质量;
④重复②和③的操作,直至D瓶内物质质量不变。
测量滴加稀盐酸体积与D瓶内物质增加质量的关系如图曲线所示;
【评价】
(1)A瓶中的NaOH溶液起到作用。若A瓶中无NaOH溶液,D瓶中的质量将(填“增大”、“不变”或“减小”)。
(2)一般情况下,两种不同金属形成的碳酸盐与足量盐酸反应时,若两金属的化合价相同、两种盐的质量相同,则相对分子质量小者放出的气体多。分析曲线图可知:水垢中一定含有 (化学式),理由是。
(3)装置图中“?”所指处有三根导管同时穿过橡胶塞,已知:导管的直径为8mm,橡胶塞细段直径为3cm。从坚固和美观的角度考虑,请你在由图中标出应在哪三点打孔为好(用圆圈“○”表示打孔位置)。
以上实验(填“能够”或“不能”)检测出水垢中含有Mg(OH)2。