某化学兴趣小组通过探究活动学习和理解化学知识.请你一起研究学习,并回答有关问题.
研究主题:水溶液中复分解反应的实质
相关信息:一定体积的溶液中,离子的数目越多,其离子的浓度越大.电导率传感器用于测量溶液的导电性强弱,能反映离子浓度大小.相同温度下同种溶液电导率越大,离子浓度越大.
(1)实验一:恒温条件下,向一定体积一定浓度的稀Ba(OH)2溶液中滴加2﹣3滴无色酚酞试液,插入电导率传感器,然后滴加稀硫酸,测得溶液的电导率变化如图中甲曲线所示.
①写出Ba(OH)2与H2SO4反应的化学方程式 .
②甲曲线M点时混合液体呈 色;
③通过对甲曲线的分析,下列说法错误的是 (填序号).
A.M点前曲线下滑的过程中,H+和OH﹣结合成H2O,Ba2+和SO42﹣结合成BaSO4
B.M点时离子浓度几乎为零
C.M点后溶液电导率逐渐增大,仅由于溶液中H+在逐渐增大
(2)实验二:恒温条件下,向等量同浓度的稀Ba(OH)2溶液中滴加2﹣3滴无色酚酞试液,插入电导率传感器,然后滴加稀Na2SO4溶液,测得溶液的电导率变化如上图乙曲线所示.
①通过对乙曲线的分析,下列说法错误的是 (填序号).
A.开始至完全反应过程中,电导率减小,溶液由红色逐渐变为无色
B.电导率下降到最低点时仍然较大,表明溶液中还存在较多离子
C.整个实验过程中,溶液中Na+数目一直增大
②N点时,溶液中含有的离子是 (填离子符号).
③通过比较分析,结合已学知识可知,溶液中复分解反应的实质是参与反应的离子,结合生成了沉淀、气体或水,导致其浓度 (填“增大”或“减小”).
(3)拓展:①请根据示例仿写离子方程式.
示例AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3离子方程式:Ag++Cl﹣=AgCl↓
仿写:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl离子方程式: .
②向一定量饱和澄清石灰水中持续通入过量的CO2气体,溶液先变浑浊后浑浊逐渐消失.请推测此过程的溶液中Ca2+的浓度变化情况 .
实验室常用下列装置制取和收集气体,请根据下图回答有关问题。
(1)如果用高锰酸钾制取02,反应的化学方程式为 ,你选择的发生装置是,你不能选择的收集装置是。
(2)小伟同学用石灰石与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为:.选用的发生装置是,
(3)若用右图装置进行“排空气法”收集CO2,请把图中的“导气管”补画完整。
小强同学分别取溶质质量分数相同的稀盐酸,大小、形状都相同的某种金属X、Al、Cu 进行实验,实验现象记录如下
Al |
X |
Cu |
||
现象 |
开始时 |
几乎无气泡产生 |
产生气泡速度慢 |
无气泡产生 |
一段时间后 |
产生气泡速度快 |
产生气泡速度慢 |
无气泡产生 |
回答下列问题:
(1)实验开始时,铝表面几乎无气泡产生的原因是__________。
(2)Cu表面始终无气泡产生的原因是____。
(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是______。
(4)如果金属X的活动性比铁弱,且金属X与稀盐酸反应后生成易溶于水的XCl2。向只含有XCl2、CuCl2两种溶质的溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入稀盐酸,没有气泡产生。则滤液中一定含有的金属阳离子是(用离子符号表示)。
已知2Al+Fe2O3 高温2Fe+Al2O3被称为“铝热反应”。镁和氧化铜也能发生类似的反应,其化学方程式是。
某小组同学在实验室中进行镁和氧化铜反应的实验,充分反应后对于固体剩余物进行了实验探究。
【提出问题】固体剩余物是什么?
【猜想假设】假设① 铜和氧化镁;假设② ;假设③ 。
【查阅资料一】大多数金属氧化物都能与盐酸反应生成金属氯化物和水(反应中元素化合价不发生改变)。
【实验探究】请完成下列实验。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量固体剩余物于试管中,向其中加入足量的稀盐酸。 |
(1)固体部分溶解,溶液为无色。 |
假设①成立。 |
(2)。 |
假设②成立。 |
|
(3)。 |
假设③成立。 |
【总结一】(1)对于有多种物质参加的化学反应,要推测充分反应后得到的剩余物的成分,需要考虑两个方面:一是;二是。
(2)一种金属单质可以和另一种金属氧化物反应。
【思考】是否任何一种金属单质都能与另一种金属氧化物反应?
【查阅资料二】该小组同学通过查阅资料,获得以下几组反应信息。
实验组别 |
I |
II |
III |
IV |
V |
药品 |
Al |
Fe |
Ag |
Al |
Cu |
CuO |
CuO |
CuO |
Fe2O3 |
Fe2O3 |
|
相同条件下是否反应 |
是 |
是 |
否 |
是 |
否 |
【总结二】根据上表对比分析得出:金属单质与金属氧化物能发生反应,需满足的条件是。
某课外小组设计了如下图所示的实验装置,该装置既可用于制取气体,又可用于探究物质性质。
(1)当打开K1、关闭K2时,可完成用(写反应物的名称)制取氧气的实验,其中量筒的作用是。
(2)当打开K2、关闭K1时,可制得二氧化碳并验证其性质。实验室制取二氧化碳反应的化学方程式是;可验证的二氧化碳的性质是。
(3)在实验(2)中,若用II代替I,干燥管内反应的化学方程式是2Na2O2 + 2CO2 =" 2X" + Y,反应中若消耗39 g Na2O2,生成Y的质量是8 g,则X的化学式是,II中烧杯内可观察到的现象是。
化学小组同学在课外读物中看到:“通常CO2可作灭火剂,但有些物质(如Na)着火,不能用CO2熄灭。”他们决定探究CO2与Na反应的产物。
【提出猜想】CO2与Na反应可能生成4种物质:C、CO、Na2O和Na2CO3。
【查阅资料】
① Na是非常活泼的金属,常温下与O2、H2O等物质反应。
②向氯化钯(PdCl2)溶液中通入CO,产生黑色沉淀。
③Na2CO3是白色固体,易溶于水,能与CaCl2溶液发生反应,化学方程式为:Na2CO3+CaCl2= CaCO3↓+2NaCl
④Na2O是白色固体,与H2O反应生成NaOH。
⑤CaCl2、NaCl、Na2CO3、NaOH四种溶液分别与无色酚酞溶液作用比较:
分别向右侧溶液中 加入无色酚酞溶液 |
CaCl2 |
NaCl |
Na2CO3 |
NaOH |
主要实验现象 |
无色 |
无色 |
由无色变为红色 |
由无色变为红色 |
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
(1)实验记录
序号 |
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
① |
打开a,关闭b,由长颈漏斗注入稀盐酸 |
A中产生大量气泡 E中出现浑浊 |
E中反应的化学方程式为 |
② |
当E中出现浑浊时,打开b,关闭a,点燃酒精灯 |
D中Na剧烈燃烧,产生白烟 内壁附着黑色、白色固体 G中产生黑色沉淀 |
反应产物一定 有和 |
③ |
取D中白色固体于试管中,加水溶解,再加入CaCl2溶液 |
产生白色沉淀 |
反应产物还有 |
(2)实验反思
① 实验记录②中,E中出现浑浊再点燃酒精灯的目的是。
② 装置B、C的作用是。
③ 检验第4种物质是否存在的实验方案:取D中白色固体于试管中,。