兴趣小组的同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行相关探究。
【提出问题】它们溶液的酸碱性及与酸反应时溶液的pH如何变化?
【实验探究1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中,分别加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象如下:
液体名称 |
蒸馏水 |
碳酸氢钠溶液 |
碳酸钠溶液 |
氢氧化钠溶液 |
紫甘蓝汁液显示的颜色 |
蓝紫色 |
蓝色 |
绿色 |
黄色 |
查阅资料:
pH |
7.5~9 |
10~11.9 |
12~14 |
紫甘蓝汁液显示的颜色 |
蓝色 |
绿色 |
黄色 |
【得出结论1】三种溶液的碱性由强到弱的顺序为 。
【实验探究2】甲同学在烧杯溶液中加入约5mL稀氢氧化钠溶液,滴入几滴酚酞溶液,此时溶液由 色变为 色。向其中加入稀盐酸,该反应的化学方程式为 。
乙同学向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,得到pH变化与时间的关系如图1所示。a点表示的意义是: 。
【得出结论2】从微观角度分析,该反应的实质是 。
【实验探究3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,得到pH变化与时间的关系如图2、图3所示。
【交流与反思】b点的溶质为 (写化学式),将图2和图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合,c点的溶质 (写化学式)
【得出结论3】通过上述分析,碳酸钠和盐酸反应过程,可以依次用以下两个化学方程式表示: 、 。
【结论与反思】探究溶液的酸碱性及反应pH值的变化,可以认识反应的原理及进行的过程。
某校学生利用如图所示两个实验探究酸的性质。
(1)试管A中溶液变浑浊的反应是 (写化学方程式)。
(2)试管B中铁钉变得光亮且表面有气泡生成,溶液呈黄色,将此时溶液中和液面上方存在的微观粒子的种类在图中补充完整(粒子数目不作要求:不考虑空气、水)。
(3)将所有学生完成上述两个实验产生的废液收集并处理,向该废液中加入适量Na2CO3,除去钙、铁元素和过量的酸,可观察到:① ,②产生大量沉淀。静置过滤得到无色溶液,经检测pH约为7,取样滴加 溶液,无明显现象,钙已除尽。
(4)若处理废液时共消耗Na2CO3 212g,则实验室为本次探究实验至少准备了 g盐酸。(已知盐酸的质量分数为7.3%)
阅读下列短文并回答问题。
氢在太阳中的核聚变放出大量光和热,是太阳能的来源,掌握可控核聚变技术对人类未来文明发展至关重要。2021年5月,中科院“人造太阳”EAST实验装置创造了氘、氚核聚变在1.2亿摄氏度下运行101秒的新纪录,为世界核聚变研究的发展作出巨大贡献。
氢气是高热值清洁燃料,目前主要通过电解水和天然气重整的方法获取氢气,其中天然气重整制氢的一种原理为:CH4+H2OCO+3H2,CO+H2O
CO2+H2。氢氧燃料电池已被用作汽车驱动电源,H2和O2在电池内部(含有H2SO4或KOH等物质的溶液)发生反应产生电能。另外,CH4、C2H5OH等也可用作燃料电池的燃料,它们在燃料电池中的反应本质上与它们在O2中的燃烧相同。
原子名称 |
质子数 |
中子数 |
核外电子数 |
氘(dao) |
1 |
1 |
1 |
氚(chuān) |
1 |
2 |
1 |
(1)氘、氚原子的构成如表,它们都属于氢元素的原因是 相同。
(2)上述短文出现的物质中,属于碱的是 (填化学式)。
(3)电解18g H2O理论上能获得 g H2。
(4)上述天然气重整制氢原理的两个反应中,化合价保持不变的元素是 。
(5)燃料电池工作时H2SO4溶液中起导电作用的离子是 (填化学符号)。
(6)CH4在O2中充分燃烧的化学方程式是 。
初步学会运用简单的装置和方法制取某些气体,是初中生化学实验技能应达到的要求。
(1)某学习小组将实验室制取常见气体的相关知识归纳如下。
气体 |
制取方法(或原理) |
发生装置 |
收集装置 |
O2 |
方法1:加热 |
均可选择A装置(可根据需要添加棉花) |
均可选择 装置(填代号) |
方法2:加热氯酸钾和二氧化锰的混合物 |
|||
方法3:利用过氧化氢溶液 |
均可选择 装置(填代号) |
||
CO2 |
反应原理:化学方程式为
|
(2)该小组同学将制取的O2和CO2(各一瓶)混淆了,设计如下方案进行区分。
实验方案 |
实验现象 |
实验结论 |
方案1:将带火星的木条分别伸入两个集气瓶中 |
若带火星的木条
|
则该瓶气体是O2 |
方案2:向两个集气瓶中分别滴入少量的 溶液,振荡 |
若溶液变浑浊 |
则该瓶气体是CO2 |
方案3:向两个集气瓶中分别倒入少量的水,振荡后再加几滴紫色石蕊溶液 |
若紫色石蕊溶液变 色 |
则该瓶气体是CO2 |
…… |
…… |
…… |
(3)实验室制取气体的过程主要包括:a.选择制取装置;b.验证所得气体;c.明确反应原理。你认为这3个过程的合理顺序应为 (填代号)。
已知:H2+CuOCu+H2O。有文献报道:在氢气还原氧化铜的一些实验中,得到的固体产物是铜和氧化亚铜(Cu2O)组成的混合物。氧化亚铜为红色固体,在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
Ⅰ.设计如图1实验装置,开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
(1)制取氢气的化学方程式为 。
(2)氧化钙的作用是 。
(3)取反应后的红色固体于烧杯中,加入氨水并搅拌,观察到 ,证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ.探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO,在相同条件下分别用氢气还原不同时间(t),检测所得固体中Cu2O的质量(m),结果如图2。
(4)由图2可知,在氢气还原氧化铜反应过程中,Cu2O质量的变化趋势是 。
(5)为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O,应采取的措施是 。
Ⅲ.探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果,兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设:
假设1.经历2CuO+H2Cu2O+H2O,H2+Cu2O
2Cu+H2O两个反应,且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2.经历CuO+H2Cu+H2O、Cu+CuO
Cu2O、H2+Cu2O
2Cu+H2O三个反应。
(6)结合探究Ⅱ结果计算分析,假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是 。
(7)若要确认“假设2”是否合理,在探究Ⅱ的基础上,还需进行的实验是 。
下列装置常用于实验室制取气体。
(1)仪器①的名称是 。
(2)用装置甲制取氧气,采用该收集方法的依据是 。用收集的氧气做铁丝燃烧实验,应预先在集气瓶中加入少量的 。
(3)用装置乙制取气体,实验结束时,为防止水槽里的水倒流,应采取的操作是 。
(4)在加热条件下,用醋酸钠(CH3COONa)固体与碱石灰中氢氧化钠反应制取甲烷,同时生成碳酸钠,应选用的装置是 (填“甲”或“乙”),反应的化学方程式为 。