莫凡同学完成镁与稀盐酸反应的实验后,观察到有灰白色沉淀生成的"异常"现象,引起了他的兴趣,并进行了以下探究。
【初步探究】出现灰白色沉淀是否为偶然现象。
【实验Ⅰ】向4份相同体积与浓度的稀盐酸中分别加入一定长度的某种镁带,现象如下:
实验组别 |
A |
B |
C |
D |
镁带长度 |
1cm |
2cm |
3cm |
4cm |
沉淀量 |
无沉淀生成 |
少量沉淀 |
沉淀较多 |
沉淀很多 |
【实验结论】并非偶然,据表分析, 是实验出现"异常"的主要因素。
【再次探究】该沉淀的成分
【猜想假设】猜想1:Mg;猜想2:MgCl 2
【实验Ⅱ】
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① |
取1g样品,加入足量 ,振荡 |
未见气泡 |
猜想1错误 |
② |
取1g样品,加入5mL蒸馏水,振荡 |
沉淀未溶解 |
猜想2错误 |
③ |
取1g MgCl 2固体,加5mL蒸馏水,振荡 |
固体全部溶解 |
【交流讨论】
(1)莫凡同学做出猜想Ⅰ的依据是他认为反应物Mg过量,作出猜想2的依据是他认为生成物MgCl 2 。
(2)从实验设计的角度讲,实验③的作用是 。
【深入探究】该沉淀的物质组成
【查阅资料】
灰白色沉淀的成分为碱式氯化镁,它存在多种组成,化学式可表示为Mg x(OH) yCl z•nH 2O[即每份Mg x(OH) yCl z结合了n份H 2O],它受热分解可产生氧化镁、氯化氢和水。
【实验Ⅲ】
洗去沉淀表面杂质并室温晾干,取其7.07g,用如图装置(夹持仪器未画出)按照正确的操作步骤进行实验,待反应停止后,测得硬质玻璃管中剩余固体质量为4.00g,装置B的质量增加了2.34g。
【问题讨论】
(1)反应停止后,应继续通入N 2一段时间,目的是 。
(2)该沉淀中,镁、氯的离子个数比n(Mg 2+):n(Cl ﹣)= 。
(3)若沉淀Mg x(OH) yCl z•nH 2O中,n=5,则X、Y、Z的数值依次为 。
碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]受热能分解,它分解后产物是什么?小科进行了探究。
【猜想】Mg(OH)Cl分解后产物可能有:Mg、MgCl 2、MgO、HCl气体、H 2O、Cl 2。
【实验一】取少量的Mg(OH)Cl放入大试管中,按如图所示装置进行实验,加热过程中观察到足量硝酸银溶液中有白色沉淀产生,一段时间后,沉淀不再产生,大试管口也没有液滴形成,管内有固体剩余,无其他现象。由此推知Mg(OH)Cl分解后产物中有 气体,无其他气体。
【实验二】取少量实验一的剩余固体于试管中,加入足量稀盐酸,没有气泡产生,由此推知Mg(OH)Cl分解后产物中没有 。
【实验三】再取少量实验一的剩余固体,加入足量稀硝酸,固体全部溶解,再滴入AgNO 3溶液,无沉淀产生,由此推知Mg(OH)Cl分解后产物中没有 。
【结论】Mg(OH)Cl受热分解的化学反应方程式为 。
小峰和小刚阅读试剂标签后发现,市场销售的高锰酸钾晶体纯度高达99.5%,含水量可以忽略不计,为探究“试管放置方式对高锰酸钾制取氧气速度和体积的影响”,他俩设计了制取氧气的直立型装置(如图),并与斜卧型装置比较,在气密性良好的装置中分别加入5.0克高锰酸钾晶体,用同一酒精灯 分别加热,用同一型号的集气瓶收集气体,每组实验进行五次,实验数据取平均值后记录如下表:
装置类型 |
直立型 |
斜卧型 |
收集1瓶氧气所需时间/秒 |
59 |
68 |
收集2瓶氧气所需时间/秒 |
95 |
108 |
收集氧气的总体积/毫升 |
525 |
476 |
(1)收集2瓶氧气,所需时间较短的装置类型是 ;
(2)等质量的高锰酸钾加热到不再产生气体,斜卧型装置收集到氧气的总体积比直立型少的原因是 ;
(3)根据2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑,算出5.0克高锰酸钾生成的氧气体积为理论值。实验中发现,斜卧型发生装置收集到的氧气体积明显大于理论值,他们对其原因进行了探究:
【提出假设】
小峰假设:反应生成的二氧化锰在较高温度下受热分解出氧气;
你的假设: 。
【设计实验】要验证小峰的假设能否成立,请设计简明的实验方案 。
海尔蒙特、普利斯特利、萨克斯等多位科学家用了几百年的时间,经过无数次的实验才对光合作用有了比较清楚地认识,有许多关于"验证叶片在光合作用和呼吸作用过程中有气体的产生和消耗"的经典实验流传至今,现将其中一个实验的思路及过程简述如下:
(注:NaHCO 3稀溶液能维持溶液中CO 2浓度恒定.其原理是当CO 2浓度降低时,NaHCO 3稀溶液能释放CO 2,当CO 2浓度升高时,NaHCO 3稀溶液能吸收CO 2.)
①剪取一烟草叶片,立即将其放入盛有NaHCO 3稀溶液的容器中,发现叶片浮于液面;
②用真空泵抽去该叶片中的气体后,发现叶片下沉至容器底部;
③将该容器放在阳光下一段时间,发现叶片逐渐上浮
④再将该容器放在黑暗环境中一段时间,发现叶片又慢慢下沉至容器底部.
请你用所学的知识对以上③、④中叶片的上浮与下沉现象进行解释.
小苏打(NaHCO3)和食盐NaCl是厨房中常用物质,现有一包白色固体,可能由NaHCO3和NaCl中的一种或两种组成。某科学小组同学展开了系列拓展性研究。
(一)定性分析
【实验目的】确定白色固体的组成
【实验方案】
【实验结论】该白色固体 由NaHCO3和NaCl两种物质组成
(1)基于上述实验结论,则步骤①中加入的过量稀酸应该是
(2)写出步骤②中生成白色沉淀的化学反应方程式
(二)定量分析
【实验目的】测定该白色固体中NaHCO3的质量分数
为了测定该样品中NaHCO3的质量分数,小吕、小周分别取a克该样品,设计了如下方案:
小吕方案Ⅰ:利用NaHCO3与稀硫酸反应产生CO2,通过测定生成CO2的质量,计算样品中NaHCO3的质量分数
(3)小吕用下列装置完成本实验,装置的连接顺序是 (填装置的字母编号,装置不重复使用);
(4)D装置中的反应完全后,需再次通入空气,其目的是
小周方案Ⅱ:小周用沉淀法测定样品中的NaHCO3的质量分数。操作流程如下:
(已知:NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O)
(5)为使定量分析更准确,在操作Ⅰ之前,需判断所加BaCl2溶液是否过量,请你设计一个合理方案: 。
已知某混合气体由H 2、CO和CO 2三种气体组成。为验证该混合气体成分,科学研究小组的同学经过讨论,设计了如图1所示的实验方案。
根据方案回答下列问题:
(1)装置C在实验中的作用是
(2)仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象,能否证明混合气体中一定存在CO?请判断并说明理由
(3)小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象,得出该混合气体中有氢气存在的结论。你认为结论是否可靠?若可靠,请说明理由;若不可靠,请对图1实验装置提出改进意见
(4)图1方案B装置可用来吸收CO 2但没有现象。为证明CO 2和NaOH能发生反应,小丁又设计了图2所示的方案。则图2方案中所加试剂X应该是 。