游客
题文

小倩同学了解到:外国人把中国称为"China",在英文中与瓷器是同一个单词。"青花瓷"又是在中国瓷器中最具代表性的。绘制青花瓷纹饰的原料中主要含有氧化钴(CoO)。

她查阅元素周期表发现钴[读音:gǔ]元素符号为Co,在周期表中与铁元素同位于第4周期、第Ⅷ族。

【提出问题】

小倩同学产生疑问:为什么钴和铁都在第Ⅷ族呢?

【寻求帮助】

(1)[咨询老师]得知:因为铁与钴两种元素原子的结构具有相同点(见图2),使得二者的化学性质相似。因此把这两种元素放在一起。

请你帮助小倩完成下列问题:

①钴元素在元素周期表中的原子序数为   ;一个钴原子比一个铁原子多一个   (填序号)。

A.中子 B.电子 C.质子 D.电子层

②铁原子与钴原子具有相同的   (填序号,下同)。元素的化学性质主要与原子的   有关,因此二者的化学性质相似。

A.核电荷数 B.核外电子数 C.电子层数 D.最外层电子数

③在化学反应中,金属钴和铁一样,也能与稀盐酸发生反应放出氢气,反应的化学方程式为   ;钴在氧气中燃烧生成Co 3O 4,化学方程式为   

(2)[查阅资料]钴元素有着广泛的用途:钴及其化合物在材料生产、化工生产、医疗中都有着广泛的应用。钴在电池制造中需求量增长很快,钴酸锂(已知:化学式为LiCoO 2,锂元素化合价为+1)常用作手机电池的正极材料,其中钴元素的化合价为   

【深入探讨】

[产生问题]既然钴与铁的单质具有相似的性质,那么两种元素的化合物是否也有相似的化学性质?

[设计并实验验证]

(1)根据所学知识,同学们已知下列反应可以进行,并进行实验:

FeO a.稀盐酸 FeCl 2 b.氢氧化钠溶液 Fe(OH) 2

观察记录实验现象:氧化亚铁为黑色固体;实验a中,随着稀盐酸的加入,黑色固体逐渐溶解,溶液呈现浅绿色;实验b中,加入氢氧化钠溶液后出现白色沉淀,静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最后变为红褐色。[查阅资料得知:原因是溶液中的Fe(OH) 2遇空气中的氧气生成Fe(OH) 3]

(2)同学们欲探究钴元素化合物的性质。设计并进行了如下实验:

CoO ①盐酸 CoCl 2 ②氢氧化钠溶液 Co(OH) 2

请你依据实验现象,完成下列问题:

Ⅰ.实验①中,取少量灰黑色的氧化钴放入试管中,加入稀盐酸,固体被溶解,溶液呈红色,写出反应的化学方程式   。另取一支试管加入少量氧化钴,滴入浓盐酸,固体被溶解,溶液呈绿色。说明反应后钴离子在溶液中呈现的颜色与加入酸的   有关。

Ⅱ.实验②中,加入氢氧化钠溶液,出现青蓝色沉淀。将试管静置在空气中,沉淀物颜色发生变化,最终变为棕色,试推测沉淀物颜色变化可能与空气中的   有关。

通过实验探究,同学们得出结论:铁和钴两种元素的化合物化学性质相似。

科目 化学   题型 探究题   难度 中等
知识点: 元素周期表的特点及其应用 有关元素化合价的计算 实验探究物质的性质或变化规律 原子结构示意图与离子结构示意图
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有一包固体粉末,其中含有碳酸钠、氢氧化钠、碳酸钙、生石灰、氯化钠中的四种物质。某兴趣小组为确定其组成设计并进行如下实验。
【实验一】甲组同学进行如下探究。请完成表中空白。

实验操作
实验现象
实验结论及分析
I.取少量该固体粉末于烧杯中,加入足量的水溶解、过滤
粉末部分溶解,得到白色滤渣和无色滤液
滤渣中一定含有
Ⅱ.向滤液中粉末部分溶解,得到白色滤渣试液
溶液变红
滤液中可能含有物质(填“酸性”、“碱性”或“中性”)
Ⅲ.向Ⅱ中所得溶液滴加足量稀盐酸


原固体粉末中一定含有Na2CO3

【实验二】乙组同学进行如下探究。

实验测得固体B中含15 g氯元素。
试综合甲、乙两组同学的实验进行分析,填空。(C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5)
⑴乙组实验中一定发生的化学反应是:Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2

⑵该固体粉末的组成可能是.

(6 分)某化学兴趣小组在实验室发现了
一瓶标签受到腐蚀(如图所示液,他们对此产生了兴趣。

[提出问题]这瓶溶液究竟是什么?
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(2)小英提出,碳酸氢钠、硝酸钠也不可能,你认为她的依据是_______。
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(3) 该瓶无色溶液是_______。生成白色沉淀过程的化学方程式是_______。
(4)小强认为上述设计实验还可简化,仍能达到目的。小强的实验操作是______。经查阅资料得知上述五种盐里碳酸钠、碳酸氢钠的溶液呈碱性,其余三种盐的溶液呈中性,请你再设计一种实验方法,确定该溶液究竟是哪种盐。简述实验操作和现象____________。

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【进行实验】
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⑶ 实验①:取2支医用注射器分别抽取10mL空气和10mL备用的蒸馏水,用胶管连接(如图所示),交替推动2支注射器的活塞,反复多次。

实验②:取2支医用注射器分别抽取10mL现制的二氧化碳气体和10mL备用的蒸馏水,用胶管连接(如图所示),交替推动2支注射器的活塞,反复多次至体积不再减少为止。反复交替推动注射器活塞的作用是________________________________________。
⑷ 记录数据:

实验编号
抽取气体的体积
抽取蒸馏水的体积
充分混合后,气、液总体积

10 mL空气
10 mL
20mL

10 mL现制的二氧化碳
10 mL
12 mL

【得出结论】由上表所列数据可知,在实验室条件下,空气难溶于水,二氧化碳的溶解性为1体积水最多能溶解体积的二氧化碳。
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2014年央视 “3.15”晚会上曝出某品牌金饰品掺假的事件,引起同学们的好奇。小明同学拿来一片黄色的金属,和小军同学一起进行了相关探究活动。
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【设计实验】

实验编号
实验操作
实验现象

取一小片黄色金属放在石棉网上用酒精灯加热
黄色的金属变黑

取一小片黄色的金属放入稀硫酸中

【得出结论】
(1)由实验①可知,猜想(填序号)正确;写出反应的化学方程式

(2)实验②中的现象是,写出反应的化学方程式

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【猜想与验证】
(1)小明依据资料显示:加热过氧化钙可制取氧气。

实验装置
实验主要过程

①检查装置气密性。操作如下:先将导管伸入液面下,用手紧握试管,观察到________,松开手后,导管口有液面上升。
②加入过氧化钙,加热,当,开始收集氧气。
③收集满一瓶气体,并将集气瓶(填“正放”或“倒放”)在桌上。
④停止加热。熄灭酒精灯前,应______________。
⑤检验气体。方法是________________________。

实验结论:加热过氧化钙可制取氧气。
(2)小明联想到农民用过氧化钙增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ.
猜想Ⅱ:过氧化钙与水反应可制取氧气。

实验装置
实验主要过程

①检查装置气密性。
②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出。
③在导管口几乎收集不到气体。
该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。

实验结论:不能用过氧化钙与水反应制取氧气。
分析与反思:
虽然没有快速收集到大量氧气,但由此实验现象,小明推导出农民用过氧化钙做增氧剂的主要原因是
(3)小明希望对此实验进行改进,使该反应加快,你能帮他提出建议吗?
你的合理建议:
这些建议是否可行,还需进一步通过实验验证。

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