实验室常用的干燥剂有浓硫酸、碱石灰(CaO 和NaOH的固体混合物)等,后者在潮湿的空气中易变质。某化学兴趣小组对实验室中一瓶久置的碱石灰展开探究。
[查阅资料]①碱石灰易吸收空气中的水蒸气和二氧化碳 ②氯化钙溶液呈中性,碳酸钠溶液呈碱性 ③碳酸钠和氢氧化钙溶于水温度变化不明显 ④Ca(OH)2分解温度为580℃,CaCO3分解温度为825℃,Na2CO3的分解温度为1744℃。
[提出问题]碱石灰是否变质?其成分可能有哪些?
[进行猜想]①若没有变质,碱石灰吸水性良好,成分只有CaO和NaOH;
②若变质,该碱石灰中可能含有CaO、NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3、CaCO3中的两种或两种以上。
[实验过程]
(1)验证碱石灰是否变质:图中的B为干燥装置,常用于固体干燥剂干燥气体。现用A、B装置检验碱石灰是否变质,取适量的无水硫酸铜和碱石灰样品分别装入A、B中,连接好A、B装置,从 (填“c”或“d”)端向B中缓缓通入水蒸气,观察A装置中的现象为 ,证明碱石灰已变质。
(2)验证碱石灰是否完全变质:取适量碱石灰样品放入试管中,加入足量蒸馏水使其充分溶解,溶液变浑浊,用手触摸试管外壁,温度无明显变化,证明碱石灰已完全变质。则样品成分最多有 种可能性(填数字)。
(3)为进一步确定碱石灰样品的成分,该小组继续实验并记录如下:
实验编号 |
实验操作 |
实验目的、现象或数据 |
实验结论 |
实验一 |
①取适量样品于试管中,加入足量蒸馏水使其充分溶解; ②过滤,得到滤渣A和滤液B;③向滤液B中加入足量CaCl2溶液,静置; ④ 。 |
操作③的主要目的是: 操作④的现象:
|
样品中一定有Ca(OH)2 |
实验二 |
①取干燥样品50g,控制在600℃内,加热至质量不再发生变化,冷却后称量; ②将①中剩余固体控制在850℃内反复加热,冷却后称量。 |
操作①中称得固体质量为45.5g;操作②固体质量无变化。 |
样品中一定没有 (填化学式) |
[探究结论]通过整个探究活动分析得知碱石灰样品的成分是 (填化学式),其中盐的质量分数为 。
[反思与评价]通过探究活动,大家知道该碱石灰变质的化学反应过程,其中生成盐的化学方程式为 ;明白了碱石灰要密封保存的原因。
(1)如图为实验室制取并收集气体的装置图,回答下列问题。
①a仪器的名称是 。
②实验室用高锰酸钾制取并收集干燥的氧气应选用的装置组合是 (填序号)。
③若用F装置收集并测量氧气的体积,应在 (填“d”或“e”)端连接量筒。
④实验室制取二氧化碳的化学方程式是 ,用B装置制取二氧化碳便于控制反应的发生与停止,制取时应将大理石放在 (填“b”或“c”)处。
(2)某化学兴趣小组在学完金属活动性顺序相关知识后,他们做了钠与硫酸铜溶液反应的实验,发现并没有铜生成,而是产生蓝色絮状沉淀和少量黑色物质。于是他们进行了如下探究:
[实验探究1]取一块绿豆大小的金属钠,放入盛有20mL蒸馏水的烧杯中,发现金属钠浮在水面上,熔化成一个闪亮的小球并四处游动,发出嘶嘶的响声,收集反应产生的气体,发现该气体能燃烧。
[实验探究2]在上述反应所得溶液中滴加硫酸铜溶液,产生蓝色絮状沉淀。
[实验探究3]将蓝色絮状沉淀加热得到黑色固体。
[查阅资料]①钠在常温下能与水剧烈反应,生成一种碱和一种气体。②氢氧化铜受热易分解。③氧化铜为黑色固体。
[问题分析]①写出钠与水反应的化学方程式 ,点燃反应产生的气体前应该先 。②写出产生蓝色絮状沉淀的化学方程式 。
[实验结论]在金属活动性顺序中,活动性较强的金属 (填“一定”或“不一定”)能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
[反思与交流]钠与硫酸铜溶液反应产生少量黑色物质的可能原因是 。
阅读下面科普短文
人类目前所消耗的能量主要来自化石能源,化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化形成的。化石燃料燃烧时产生的一些物质,如一氧化碳、二氧化硫、未燃烧的碳氢化合物及炭粒、氮的氧化物等排放到空气中,会对空气造成污染。二氧化硫和氮的氧化物在空气中发生反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
天然气是一种重要的化石能源,主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷。不同地区天然气的主要成分有较大差异,我国部分地区天然气的主要成分如下表所示:
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
CO2 |
N2 |
H2S |
|
西南油田 |
93.1098 |
3.8914 |
0.1447 |
1.3092 |
0.5341 |
﹣ |
华北油田 |
80.8430 |
9.7326 |
5.7538 |
0.9288 |
0.3200 |
﹣ |
陕甘宁油田 |
95.9500 |
0.9675 |
0.1367 |
1.5038 |
﹣ |
0.0002 |
注:1.表中数据均表示体积分数。2.“﹣”表示含量过低,当前所用仪器未检出。
天然气的用途非常广泛,可作为燃料直接使用。天然气在不同设备中燃烧产生的污染物的含量也不尽相同,几种常见设备中天然气燃烧时产生的污染物(kg/Mm3)如图所示:
现代社会对能量的需求量越来越大,化石能源日渐枯竭,人们正在利用和开发其他能源。这些能源的利用,可以部分解决化石能源面临耗尽的问题,并在一定程度上减少了对环境的污染。
依据文章内容,回答下列问题。
(1)化石燃料是 (填“可再生”或“不可再生”)能源,主要包括 、 和天然气。
(2) 油田的天然气中丙烷(C3H8)含量最高,写出丙烷完全燃烧的化学方程式 。
(3)氮的氧化物排放到空气中可形成酸雨,酸雨是pH< 的降雨。
(4)在电厂、工业锅炉和民用采暖设备中天然气燃烧效率最低的是 。
A.电厂 B.工业锅炉 C.民用采暖设备
(5)甲烷除用作燃料外,在工业上也有重要的用途。科学家探索出在一定条件下用甲烷为原料制成了金刚石,写出该反应的化学方程式 。
金属与人类生活密切相关,回答下列问题。
(1)铯原子钟300年误差不超过5秒。铯元素在元素周期表中的信息如图所示,则铯的相对原子质量是 。
(2)将黄铜片和纯铜片相互刻画,发现纯铜片表面留下较深的划痕,则它们的硬度大小关系是:纯铜 黄铜(填“>”、“<”或“=”)。
(3)金属资源储量有限,而且不可再生。下列措施能够减缓金属消耗速度的是 。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量
C.寻找和开发金属的替代品
D.提高金属制品的的防腐能力,延长金属制品的使用寿命
(4)铁是目前世界年产量最高的金属,但易生锈,写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式 。
(5)往硝酸银溶液中加入一定量的锌和铜的混合物,充分反应后,过滤,滤液为蓝色,则滤液中一定含有的金属离子是 。
如图是甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线,回答下列问题。
(1)P点表示在温度为t1℃时,三种物质的溶解度 。
(2)t2℃时,在温度不变的情况下要将丙的不饱和溶液变成饱和溶液的方法是 (任写一种)。
(3)t2℃时,将25g甲固体加入到50g水中,充分溶解并恢复到原温度后,所得溶液的质量是 g。
(4)t3℃时,三种物质的溶解度由大到小的顺序为 。
(5)将t3℃时丙的饱和溶液降温到t2℃,溶液中溶质的质量分数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
某袋装食品的脱氧剂由活性炭、铁粉和食盐混合而成,三者质量比为2:2:1.现用该脱氧剂进行实验,回答下列问题:
(1)将该脱氧剂加入盐酸中,发生反应的化学方程式为 。
(2)打开失效的脱氧剂小袋,发现里面出现了红褐色物质,该物质的主要成分是 (填化学式)。5.0g未经使用的该脱氧剂最多能够吸收氧气 g。
(3)用电子秤称取7.20g完全失效后的脱氧剂放入烧杯中,加入足量稀硝酸,充分溶解后过滤,滤渣为黑色粉末。向所得滤液中加入足量AgNO3溶液,充分反应产生的沉淀质量为2.87g。列式计算该失效脱氧剂中NaCl的质量分数(计算结果精确到0.1%)。