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。
燃料的使用,给我们的生活带来了便利。煤、石油和天然气是重要的化石能源,写出天然气中最主要成分在空气中燃烧的化学方程式 ;目前化石燃料面临被耗尽的危险,人们正在利用和开发许多其他能源,请你列举几种常见的其他能源(列出3种以上) 。
垃圾分类回收是一项重要工作。习近平总书记对垃圾分类作出重要指示“培养垃圾分类的好习惯,为改善生活环境作努力,为绿色可持续发展作贡献”。请你结合学过的知识,回答下列问题。
(1)如图标志表示 。
(2)请你谈谈垃圾分类回收的意义。
为测定某氧化铜和铜的固体混合物中氧化铜的质量分数,小勇同学取20g固体混合物置于烧杯中,将100g稀硫酸分为四等份依次加入其中进行实验,测得数据如下:
次序 |
① |
② |
③ |
④ |
加入稀硫酸的质量/g |
25 |
25 |
25 |
25 |
剩余固体的质量/g |
16 |
a |
10 |
10 |
回答列问题:
(1)原固体混合物中,氧化铜的质量分数为 。
(2)上表中,a的值为 ,实验③所得溶液中的溶质是 (填化学式)。
(3)计算该实验所用稀硫酸中溶质的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
某化学兴趣小组为探究金属铝和铜的活动性强弱,开展了以下活动。
[查阅资料]
经查阅,金属铝在常温下能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜。该反应的化学方程式为 。
[对比实验]
编号 |
操作 |
现象 |
甲 |
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中 |
无明显现象 |
乙 |
将表面打磨后的铝丝浸入CuSO4溶液中 |
铝丝表面析出红色固体 |
丙 |
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2溶液中 |
铝丝表面析出红色固体 |
(1)比较实验乙和实验 (填“甲”或“丙”)可得知:打磨能破坏氧化铝薄膜。
(2)实验乙中反应的化学方程式为 ,据此可知金属活动性Al比Cu (填强”或“弱”)。
(3)小明同学对实验丙的现象进行分析,认为H2O对氧化铝薄膜有破坏作用。但此观点马上被其他同学否定,否定的依据是 。
[猜测与探究]
小组同学针对实验丙的现象,经讨论后猜测:Cl﹣破坏了氧化铝薄膜。
为检验此猜测是否正确,他们首先向两支试管中加入相同的CuSO4溶液,并均浸入表面未打磨的铝丝,然后进行了新的探究:
操作 |
现象 |
结论 |
推论 |
(1)向一支试管中再加入NaCl固体 |
铝丝表面析出红色固体 |
氧化铝薄膜被破坏 |
Na+或① 能破坏氧化铝薄膜 |
(2)向另一支试管中再加入Na2SO4固体 |
② |
氧化铝薄膜未被破坏 |
Na+和SO42﹣都不能破坏氧化铝薄膜 |
[结论与反思]
得出结论:前述猜测 (填“正确”或“不正确”)
总结反思:本次探究充分运用了比较法和控制变量法
实验室利用如图所示装置进行相关实验。
回答下列问题:
(1)写出装置图中标号仪器的名称:① ,② 。
(2)用高锰酸钾制氧气,应选用的发生装置是 (填字母序号),该反应的化学方程式为 ,其中转化为氧气的氧元素与高锰酸钾中氧元素的质量之比是 。
(3)常温下,用锌和稀硫酸反应制取氢气,若要随时控制反应的发生和停止,应选用的发生装置是 (填字母序号),反应的化学方程式为 ;点燃氢气前必须验纯,为确保安全,最好选用装置 (填字母序号)所示方法收集氢气。