菱铁矿和赤铁矿一样,也是工业上冶炼铁的一种矿物。某种菱铁矿中铁元素的主要存在形式是碱式碳酸亚铁,为测定碱式碳酸亚铁[xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O]的组成,华雪同学在老师的指导下设计了如图实验装置:
【查阅资料】
a.碱式碳酸亚铁受热会完全分解生成FeO、CO2和H2O。
b.FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,可被氧化成四氧化三铁。
c.石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
【实验步骤】
(1)检查装置的 后,准备称取3.40g碱式碳酸亚铁粉末放在装置B中,连接仪器。
(2) ,鼓入一段时间空气,准确称量装置C、D、E的质量。
(3)关闭弹簧夹K,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出,再打开弹簧夹K,缓缓通空气一段时间,这样操作的目的是 。
(4)再次准确称量装置C、D、E的质量,所得数据如下
装置C/g |
装置D/g |
装置E/g |
|
加热前 |
200.00 |
180.00 |
180.00 |
加热后 |
200.36 |
180.88 |
180.00 |
(5)图,分析表中数据可知:3.40g碱式碳酸亚铁受热分解过程中生成H2O的质量为 g,CO2的质量为 g,装置E的作用是 。
【实验结论】
在xFeCO3•yFe(OH)2•zH2O中,氢原子与氧原子的个数之比为 。
【实验反思】
(1)装置A的作用是 。
(2)实验结束后,装置B中的残留固体可能全部是FeO.也可能全部是Fe3O4.还可能是 。
(3)为了得到装置B中残留固体的组成,华雪同学称得装置B中残留固体质量为2.24g后,通过计算可知:残留固体的组成及各成分的质量为 。
在学习盐的性质时,某组同学将碳酸钠溶液和一瓶标签破损的溶液M(如图)进行反应,有白色沉淀产生,过滤后得到澄清滤液.同学们对该实验进行了一系列的研究.
探究一 M溶液中的溶质是什么?
(1)【提出猜想】该组同学认为M溶液的溶质有两种可能:
①是,②是CaCl2.
【收集资料】CaCl2水溶液呈中性.
(2)【设计实验】同学们设计了如下方案并进行实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量M溶液于试管中,向其中滴加 |
猜想①正确,碳酸钠与其反应的化学方程式为 |
探究二 过滤后澄清滤液中会有哪些溶质?
【提出猜想】猜想一:NaOH和Na2CO3;猜想二:;猜想三:NaOH
(3)【实验验证】同学们针对“猜想一”进行了如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取样于试管中,滴入几滴稀盐酸 |
没有气体产生 |
“猜想一”不成立 |
他们的实验结论是否正确?,理由是.
(4)【继续探究】设计实验方案确定滤液中溶质的组成.
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
分别取少量滤液于A、B两支试管中,A中加入CaCl2溶液,B中加入溶液 |
若A中产生白色沉淀,B中没有沉淀 |
“猜想一”成立 |
“猜想二”成立 |
||
“猜想三”成立 |
氯碱工业用电解饱和食盐水制取氯气、烧碱。电解饱和食盐水的化学方程式:
2NaCl + 2H2O2NaOH + H2↑+ Cl2↑
化学兴趣小组同学认为用上述方法制备的烧碱不纯,进行如下探究,请回答有关问题。
①甲同学认为该烧碱可能含有少量食盐,为了检验食盐是否存在,进行了如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
解释与结论 |
1.取少量烧碱溶于水,滴加过量稀硝酸。 |
无明显现象 |
解释:滴加过量稀硝酸的目的是(11)。 |
2.再滴加(12)。 |
(13) |
结论:烧碱中含有少量食盐。 写出有关化学方程式: (14)。 |
②甲同学在上述检验后,根据氢氧化钠与氯化镁溶液反应:2NaOH+MgCl2→Mg(OH)2↓+2NaCl。测氢氧化钠的质量分数,设计实验步骤下图所示。
加入过量氯化镁溶液的目的是(15)。
操作A的仪器或装置如下图所示,则操作A应选择(16)(填字母)装置。根据上述实验步骤操作,称量与计算准确。利用沉淀物的质量计算氢氧化钠的质量分数偏大,则可能的原因是(17)。
③乙同学依据甲检验,利用盐酸与氢氧化钠的反应测NaOH百分含量。实验过程如下:称取烧碱样品ag,溶于水,滴加盐酸至过量。滴加盐酸的体积与pH变化规律如图。
则根据实验与图象中的有关数据能否得出NaOH百分含量。
如果能,说明理由(18);
如果不能,需要补充的数据是(18)。
在实验研究中,同学们对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定。
【查阅资料】
①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
②饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳气体;
③碳酸氢钠可与盐酸反应:NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑
根据以上资料,设计下列实验:
【实验分析】用下图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量。
①装置A中氢氧化钠溶液的作用是(32)。
②C中观察到有沉淀产生,反应的化学方程式为 (33)。
③实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用:(34)。
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,其中氧化钙吸收水反应的化学方程式为(35)。
【解释与结论】实验测得如下数据:
实验次数 |
样品质量(g) |
所用盐酸质量(g) |
所得沉淀质量(g) |
第一次 |
6.8 |
40.0 |
1.62 |
第二次 |
6.8 |
40.0 |
1.66 |
第三次 |
6.8 |
40.0 |
1.65 |
欲计算样品中碳酸钙的含量,应选择的数据是(36)。
【反思与评价】
①有人认为不必测定C中沉淀的质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,同样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果偏高,原因可能是(37)。
②有同学设计出提高测定准确度的方法。下列各项措施中,不合理的是(38)(填序号)。
Ⅰ.在加入盐酸之前,排净装置内含有的CO2气体
Ⅱ.把盐酸换成稀硫酸
Ⅲ.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
硝酸铜为蓝色固体,溶于水可得蓝色溶液。某实验小组同学用下图装置加热硝酸铜,发现固体由蓝色逐渐变黑,同时产生红棕色有刺激性气味的气体,带火星的木条复燃。
【提出问题】硝酸铜在加热条件下到底发生了怎样的反应?
【查阅资料】
①氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式:CuO+H2SO4CuSO4+H2O
②含氮化合物中,只有NO2是红棕色、有刺激性气味的气体。
③NO2有助燃性,能使带火星的木条复燃
【猜想假设】
Cu(NO3)2受热分解除了生成_______,还可能生成了CuO和O2。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤I:将反应后试管中的固体加水充分溶解, ①,加热 |
固体全部溶解,得到蓝色溶液 |
硝酸铜分解生成了氧化铜。 |
步骤II:在图1的试管和集气瓶之间连上如图所示的装置,重新进行加热硝酸铜的实验![]() |
集气瓶中气体为无色,带火星木条复燃 |
硝酸铜分解生成了氧气 |
步骤II是同学们查阅了新的资料后设计完成的。该资料是关于NO2___②__方面的性质信息。
【获得结论】根据实验结果,Cu(NO3)2受热分解的化学方程式为_______。
【反思与评价】已知相同状况下,气体的体积比等于其分子个数比。据此,同学们认为,即使没有资料③,依据实验结论和“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象,也能推出NO2可能具有助燃性。理由是______。
结合教材中关于二氧化碳收集方法的描述:二氧化碳能溶于水,一般不用排水法收集。某化学小组分成两组进行实验,研究是否能用排水法收集二氧化碳的问题。
[查阅资料]二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
[知识储备]写出下列化学方程式:
①实验室制备二氧化碳的反应。
②二氧化碳与水反应。
(1)实验一:
步骤一:室温下,取大小相同的两个集气瓶,用向上排空气法收集两瓶二氧化碳气体,小心地由瓶壁向瓶中各加入半瓶蒸馏水,瓶1用玻璃片盖好,瓶2盖上胶塞迅速振荡后,取下胶塞盖好玻璃片,两瓶静置相同的时间。
步骤二用燃着的木条同时伸入两瓶,观察到瓶1中的木条熄灭比瓶2中的快。
[实验结论]该实验说明,二氧化碳溶于水的量的多少与(填字母序号)有关。
A.水量的多少 | B.水的温度 |
C.气体与水的接触面积 | D.气体与水的接触时间 |
[实验二]
室温下,用图1所示装置向试管内长时间通入二氧化碳;用图2所示装置,收集一瓶二氧化碳。用pH计测得室温下三种液体的pH,记入下表。
液体 |
所用蒸馏水 |
试管内 |
烧杯内 |
pH |
a1 |
a2 |
a3=6.94 |
[实验结论]
由a3数据可知,用图2所示装置收集二氧化碳时,二氧化碳在水中溶解的量很小。
根据上述结论,推测a1、a2和a3由小到大的顺序是。
[反思与交流]饱和碳酸氢钠溶液的作用是。
[实验结论]用图2所示装置,可以收集二氧化碳。