化学兴趣小组对“可乐除铁锈”实验展开探究。同学们将几枚生锈的铁钉放入某品牌的可乐中,观察到铁钉表面有气泡产生,容器底部沉有固体物质。取出铁钉后用水清洗,铁钉恢复光亮。
Ⅰ.容器底部固体成分探究。
【实验探究1】取出容器底部剩余的固体物质,用水清洗后干燥,分成甲、乙两份备用。
实验操作 |
实验现象 |
解释与结论 |
①用磁铁靠近固体物质甲 |
固体物质 (填“能”或“不能”)被吸引 |
固体物质中不含铁单质 |
②将固体物质甲放入20%的盐酸中 |
固体逐渐消失,溶液变成黄色 |
固体物质主要是氧化铁,化学反应方程式为 。 |
Ⅱ.溶液中逸出气体成分探究。
【猜想假设】气体中除了可乐本身含有的CO2外,可能还有H2。
【查阅资料】①H2可以还原CuO,生成Cu和H2O。
②无水硫酸铜为白色固体,遇水变蓝。
【实验探究2】将逸出气体依次通过如图的组合装置。
(1)NaOH溶液的作用是 。
(2)实验过程中观察到 现象,证明逸出气体中含有氢气。
Ⅲ.深入探究
【提出问题】铁钉表面已变光亮,而容器底部有大量铁锈剩余的原因是什么?
【猜想假设】①可乐太少,酸性物质量不足。②可乐酸性弱,与铁锈反应太慢。
【实验探究3】取可乐与锈铁钉反应后的剩余液,测得溶液仍然呈酸性,猜想①不成立。
【查阅资料】3%的稀盐酸pH约为1,某品牌可乐的pH值为3.39.质量分数为3%的稀盐酸比该品牌可乐的酸性 (选填“弱”或“强”)。
【实验探究4】取另一份固体物质乙放入3%的稀盐酸中,振荡,观察无明显现象。
【实验结论】对比【实验探究1】和【实验探究4】的不同反应现象可得出:化学反应速率与反应物的 有关。猜想②成立。
【合理推测】可乐能快速去除铁钉表面铁锈的真正原因是:铁锈结构疏松多孔, 。
Ⅳ.废液处理
将【实验探究1】和【实验探究4】中废液混合,得到澄清溶液100.0g,通过氯离子检测仪测得氯离子质量分数为7.1%.从环保角度考虑,最好在废液中加入 g氢氧化钠固体,充分反应,过滤后再将废液排放。
化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。
①写出一个双球管中可能反应的化学方程式。
②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是 。
(2)实验室可利用如图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑
①A装置中能观察到什么现象?
②写出B装置中反应的化学方程式。
③要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为: 一氧化碳发生装置接 、 接 、 接 、 接 。
④从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。
(3)将30.9g 氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物装入试管中,加热制取氧气,同时生成氯化钾。待反应完全后,将试管冷却,称量,可以得到21.3g 固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。
为了除去粗盐中CaCl2、MgCl2、Na2SO4等可溶性杂质,需进行如下操作:①溶解;②依次加过量的BaCl2、NaOH、Na2CO3溶液;③过滤;④加适量盐酸;⑤蒸发、结晶。[提示:Mg(OH)2、BaSO4、BaCO3难溶于水;微溶物不形成沉淀;Na2CO3溶液呈碱性]
(1)以上操作中所发生的复分解反应共有 个。
(2)操作①、③、⑤要用到同一种玻璃仪器,该仪器在操作⑤中的作用是什么?
(3)请设计实验方案证明操作③所得溶液中含有NaOH.(写出实验步骤和现象)
在一定质量Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入过量的Zn,充分反应后,过滤,可得到固体和溶液。
(1)请写出一个有关反应的化学方程式。
(2)向所得固体上滴加盐酸,能观察到什么现象。
(3)反应后所得溶液的质量与反应前溶液的质量相比,可能保持不变,为什么?
2017年5月,我国宣布首次海域“可燃冰”试采成功。“可燃冰”主要含有甲烷水合物。
(1)请写出甲烷完全燃烧的化学方程式。
(2)实验室里加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物可制取甲烷,请将如图中气体的发生装置补画完整。
向盛有氢氧化钠溶液(滴有酚酞溶液)的烧杯中滴加盐酸时,观察到烧杯中的溶液有红色变为无色.
(1)请写出有关反应的化学方程式.
(2)烧杯中无色溶液的溶质可能只有NaCl,也可能还有HCl.要确定该溶质的成分,请写出一种可选用的试剂.