水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)。
某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质;50℃开始分解。
②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
Ⅰ.“鱼浮灵”的制备。
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图所示。
(1)反应温度不能超过20℃的原因是 。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。
Ⅱ.“鱼浮灵”的成分测定。
【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
解释或结论 |
① |
取样,加入MnO2粉末,用带火星的木条伸入试管内 |
木条复燃 |
反应的化学方程式
|
② |
|
|
溶液中含有Na2CO3 |
【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡(BaCO3)固体3.94g。
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗KMnO4的质量为1.896g,该反应的原理是:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)计算确定过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)的化学式(写出计算过程)。
Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理。
研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究CO32﹣、OH﹣对H2O2分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。
编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
试剂 |
H2O |
4%H2O2溶液 |
Na2CO3固体 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
pH |
6.96 |
6.01 |
8.14 |
8.15 |
9.26 |
溶解氧 (mg•L﹣1) |
5.68 |
6.44 |
9.11 |
9.12 |
10.97 |
(5)由实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是 。
学习完金属的化学性质,同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有:锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。
[制定计划]在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案:
方案一:铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液;
方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;
方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液;
你的设计方案是 。
[进行实验]小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白(注:表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可):
实验操作 |
实验现象 |
分析与结论 |
|
。 |
金属活动性:Cu Ag(填“>”或“<”)。 |
|
锌片表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色。 |
金属活动性:Zn Cu(填“>”或“<”),反应的化学方程式为 。 |
[解释与结论]根据上述实验,小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
[反思与评价]探究活动结束后,同学们分享自己的收获与不足,并进行反思:
1.有同学提出,小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法: 。
2.经过讨论,大家一致认为以上实验方案中,方案 较好。
3.小华提出,试管中的金属可以回收再利用,这样做的意义是 。
[拓展与延伸]好奇地小华在老师的指导下,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色。此时,滤渣中一定含有 ,溶液中离子数目增加的是 。
明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢?查阅标签得知:发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸,碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题,他和小组同学起走进实验室,展开了一系列的探究活动:
[设计与实验一]观察碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中,加水振荡至充分溶解,得到无色溶液。
[设计与实验二] (1) 在白色点滴板里进行如图1所示实验,观察到紫色石蕊溶液都变成 色。
(2)如图2分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中,滴加稀盐酸。观察到试管甲中都 ,试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式 (任写一个)。
[归纳与总结]以上实验说明,碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈 性;都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为:发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条,是因为 。
同伴芳芳提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高,会不会是受热后它们都分解了呢?
[设计与实验三]芳芳和同学一起设计方案,并用如图所示的装置进行实验,请你帮她完成实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
加热碳酸氢钠时,试管内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊。 |
碳酸氢钠受热 ,有水和二氧化碳气体生成。 |
加热碳酸钠时,试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化。 |
|
[解释与结论]由此可知,芳芳的猜想 (填“正确”或“不正确”)。
通过以上实验,小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识,它们的性质既有相似之处,也有不同之处。同时,对物质的性质往往决定其用途,而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。
某实验小组的同学完成“二氧化碳的实验室制取与性质”实验活动后,测得实验产生的废液pH<6.5(已知:酸、碱废液pH在6.5~8.5之间达到排放标准)。为准确测得废液中氯化氢的质量分数,同学们取了200g废液,当加入1.48g熟石灰时,测得溶液pH=7。
(1)试计算废液中氯化氢的质量分数。
(2)实验室的这类废液不要倒入下水道,应该 (写一条)。
通过近一年的学习,同学们一定深刻感受到化学就在身边,人类的衣、食、住、行都离不开化学,它使我们的生活变得更加绚丽多彩。请回答下列问题:
(1)你身上的衣服牢固耐穿、易洗快干、抗皱性好,是因为衣料大多都由 (填“合成纤维”或“天然纤维”)制成。
(2)自2018年以来,宁夏多地区启动深度净化黄河水替换地下水源供水,保障城乡居民饮水安全。黄河水自取水站经过沉淀、过滤、吸附、杀菌消毒,达到国家生活饮用水标准后,输送至千家万户。小刚通过 ,判断自来水仍然是硬水。饮用前,可 将其软化。
(3)你住的房屋建造时所用的各种材料也和化学有关。例如,用石灰浆粉刷过的墙壁,一段时间后,变得既白又坚固,其原理是 (用化学方程式表示)。
(4)“共享电动车”方便市民绿色出行,有效缓解了城市交通压力,减少了大气污染,成为现代城市的又一道靓丽“风景”。为防止电动车钢制车架与空气中的 等接触而生锈,通常在车架表面进行喷漆处理。
小文用如图所示实验测量粗锌中锌的质量分数(粗锌中的杂质既不溶于水,也不与稀硫酸反应)。试计算:
(1)生成氢气的质量;
(2)粗锌中锌的质量分数;
(3)恰好完全反应后所得溶液中溶质的质量分数。