如图所示,某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后,发现忘记了滴加指示剂。因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、从微观角度分析,中和反应的实质是 。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分:
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【猜想】猜想①:可能是NaCl和NaOH;
猜想②:可能只有NaCl;
猜想③:可能是 。
【查阅资料】氯化钠溶液呈中性。
【进行实验】
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
方案一 |
取少量烧杯内溶液于试管,滴入几滴酚酞溶液,振荡 |
溶液 色 |
猜想①不正确 |
方案二 |
取少量烧杯内溶液于另一支试管 中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量 |
|
猜想②不正确,猜想③正确 |
方案二发生反应的化学方程式是 。
【反思与拓展】
(1)在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑 。
(2)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实验? (填序号)。
A.pH试纸
B.铜
C.紫色石蕊溶液
要探究碳酸亚铁和氧气充分反应后的固体成分,请你参与华雪同学的探究:
【查阅资料】①碳酸亚铁(FeCO 3)具有还原性,在空气中灼烧生成的氧化物和CO 2气体.
②FeO是一种黑色粉末,它不稳定,在空气中加热,就迅速被氧化成四氧化三铁,四氧化三铁能与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水.
③FeCl 2能使高锰酸钾溶液褪色,而FeCl 3不能;FeCl 3溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红色,FeCl 2溶液中滴加KSCN溶液,溶液不出现红色.
【猜想与假设】猜想1:固体成分是氧化铁;
猜想2:固体成分是四氧化三铁;
猜想3: .
【活动与探究】连接仪器、装好药品如图所示(加热和固定装置已省略),打开止水夹K,通入氧气,加热玻璃管X.当Y瓶中产生的沉淀不再增加时,停止加热,继续通入氧气至玻璃管冷却.
取玻璃管里的少量固体于试管中,滴加盐酸,微热,固体完全溶解.将所得溶液分成甲、乙两份进行实验.
实验编号 |
实验步骤 |
实验现象 |
a |
向甲溶液中滴加KSCN溶液 |
溶液变红色 |
b |
向乙溶液中滴加高锰酸钾溶液 |
高锰酸钾溶液的紫红色不消失 |
【结论与反思】(1)由上述实验现象可知,FeCO 3在氧气中高温灼烧得到的固体产物是 ,因此,猜想 (填"1"或"2"或"3")是正确的.
(2)FeCO 3在氧气中高温灼烧的化学方程式为 .
(3)上述实验 (填"a"或"b")是多余的,因为 .
【总结与提升】(1)若实验结束时观察到Y瓶中仍然是澄清的,可能的原因是澄清石灰水的量不足,导致生成的碳酸钙转变成了可溶于水的碳酸氢钙.碳酸氢钙的化学式为 .
(2)CO 2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式为 .
(3)华雪同学经过反思,觉得该实验设计还存在问题,因为如果在实验b中观察到 ,就不能确定哪个猜想是正确的.所以华雪同学又对该实验进行了定量探究:取11.6g纯净的碳酸亚铁固体,在空气中高温灼烧至恒重,称得固体质量净减3.6g.通过计算即可确定:FeCO 3和氧气充分反应后的固体成分是 .
同学们在学习金属与盐溶液的反应时,老师强调:"金属K、Ca、Na必须除外."化学兴趣小组的同学们对此产生了兴趣,并在老师的指导下,进行如下探究:
【提出问题】将金属钠投入到硫酸铜溶液中,结果会怎样?
【查找资料】(1)少量钠通常保存在煤油中;
(2)钠是银白色的软金属,可用小刀切割,熔点97.81℃,沸点882.9℃,密度为0.97g/cm 3
(3)钠是一种很活泼的金属,遇水发生剧烈反应,生成氢氧化钠和氢气.
【做出猜想】猜想Ⅰ:放出气体,生成蓝色沉淀,能置换出铜;
猜想Ⅱ:放出气体,生成蓝色沉淀,不能置换出铜.
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
①取10ml一定溶质质量分数的硫酸铜溶液,倒入50ml的烧杯里 ②取一块钠,用滤纸吸干表面煤油,再切取绿豆大小的一块,投入溶液中 |
钠浮在液面上,熔化成闪亮小球,钠球游动,发出"嘶嘶"的声响,析出蓝色沉淀 |
【现象分析】(1)钠熔成小球是因为 .
(2)钠球游动,发出"嘶嘶"声响说明有气体产生.
(3)析出蓝色沉淀是因为 (用化学方程式表示)
【继续探究】有部分同学认为置换出的铜可能被蓝色沉淀掩盖,于是他们进一步探究:
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
取烧杯中少许沉淀于试管中,再向其中加入过量的稀硫酸 |
沉淀全部溶解,溶液变蓝色 |
|
【实验结论】在金属活动性顺序里,位于前面的金属(K、Ca、Na必须除外)能把位于后面的金属从它们盐的溶液里置换出来.K、Ca、Na必须除外是因为 .
有一包固体粉末,可能由BaSO 4、CuSO 4、Na 2CO 3、BaCl 2、NaCl中的一种或几种组成,其实验小组对其成分进行了以下探究活动
【思考与交流】
(1)上述物质中不溶于水的是 ,溶于水其水溶液呈蓝色的是 (均填化学式).
【活动与探究】
(2)取上述固体,加入足量水溶解,形成无色透明的溶液,由于取用固体较多,在溶解过程中要用到的玻璃仪器有 和 .
(3)再向上述溶液中加入盐酸,产生大量的气泡.说明该固体中一定含有 (填化学式),该反应的化学方程式为 .
(4)经过以上探究,不能确定的物质是 (填化学式).
【探索与拓展】
(5)为了进一步确定原固体粉末的组成,实验小组取22克该固体粉末,溶于110克水配制成不饱和溶液,再向该溶液中缓慢加入100克一定质量分数的CaCl 2溶液,产生沉淀的质量与所加CaCl 2溶液的质量关系如图所示,试计算:
①恰好完全反应时生成沉淀的质量是 .
②22克样品中Na 2CO 3的质量是多少克?(需写出计算过程)
③反应后所得溶液中CaCl 2的溶质质量分数是多少?(需写出计算过程)
某化学兴趣小组的同学在学习九年级《化学》下册中的资料卡片"石笋和钟乳石的形成"时,发现难溶于水的碳酸钙当遇到溶有二氧化碳的水时,会反应生成溶解性较大的碳酸氢钙:CaCO 3+CO 2+H 2O═Ca(HCO 3) 2,联想到实验室中澄清石灰水与二氧化碳反应会生成碳酸钙:Ca(OH) 2+CO 2═CaCO 3↓+H 2O,对长时间向碱溶液中通入CO 2反应后溶液中的溶质组成产生了浓度的兴趣。
【提出问题】一定量CO 2与NaOH溶液反应后的溶质组成是什么?
【查阅资料】(1)通入少量CO 2反应的化学方程式为: 。
(2)通入过量CO 2,反应的化学方程式为:Na 2CO 3+CO 2+H 2O═2NaHCO 3。
(3)碳酸氢盐都是可溶于水的。BaCO 3难溶于水。
(4)碳酸氢钠溶液呈碱性。
【提出猜想】(1)溶质为NaOH和Na 2CO 3;(2)溶质为Na 2CO 3;
(3)溶质为 (填化学式);(4)溶质为NaHCO 3。
【设计实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)用玻璃棒蘸取反应后溶液,滴在pH试纸上 |
pH=9 |
该溶液显碱性 |
(2)取反应后溶液少许于试管中,向其中滴加过量的BaCl 2溶液 |
有 生成 |
猜想(4)不成立 |
(3)取步骤(2)中的上层清液,滴入稀盐酸 |
有气泡冒出 |
猜想(1)和(2)不成立 |
【得出结论】猜想(3)成立。
【讨论交流】(1)有同学提出,实验步骤(1)是多余的。你认为该实验设计是否需要? (填"需要"或"不需要")。
(2)同学们又一次把目光投向了教材,发现遇热或压强变小时:Ca(HCO 3) 2=CaCO 3↓+CO 2↑+H 2O,纷纷提出,干粉灭火器中用NaHCO 3灭火的反应原理与之相似,试写出NaHCO 3受热分解的化学方程式: 。
【反思应用】(1)同学们回忆起实验室检验二氧化碳的情景,心想:如果向澄清石灰水中不断通入二氧化碳,会看到怎样的现象呢?请你描述一下: 。
(2)老师投影图片﹣新化县的梅山龙宫,冷水江市的波月洞,涟源市的藏经阁,双峰县的药王洞…宛如人间仙境的美丽溶洞,竟然是文中两个简单的化学反应创造?!同学们不禁对大自然的鬼斧神工咋不决口,纷纷表示"娄底那么大,我想去看看"。
实验探究物质的组成成分以及含量 ; 碱的化学性质 ; 盐的化学性质 ; 书写化学方程式、文字表达式、电离方程式 .
某学习小组对粗盐中杂质(难溶性和可溶性)的去除展开相关探究.
(1)粗盐中难溶性杂质去除的实验步骤为①溶解,②过滤,③ (写操作名称),④计算产率.
(2)步骤②中需要用到的玻璃仪器有:玻璃棒、烧杯、 (写仪器名称),其中玻璃棒的作用是 .
(3)【提出猜想】
甲同学:该粗盐中含有难溶性杂质外,是否还含有可溶性杂质?
(4)【查阅资料】]
①粗盐中可能含有镁盐(Mg 2+)和硫酸盐(SO 4 2 ﹣)等可溶性杂质.
②一些物质的溶解性表
阳离子 阴离子 |
OH ﹣ |
CL ﹣ |
SO |
CO |
Na + |
溶 |
溶 |
溶 |
溶 |
Ba 2+ |
溶 |
溶 |
不 |
不 |
Mg 2+ |
不 |
溶 |
溶 |
不 |
说明:"溶"表示该物质可溶于水,"不"表示该物质不溶于水.
③Mg(OH) 2为白色物质,不溶于氢氧化钠溶液;BaSO 4为白色物质,不溶于盐酸;
MgCO 3,BaCO 3为白色物质都能溶于盐酸.
(5)【实验设计】
①取少量除去难溶性杂质后的盐,溶于水配成溶液.
②取少量所配溶液于试管中,滴加氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀不溶,说明该盐含有可溶性的 盐.
③另取少量所配溶液于试管中,滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,沉淀不溶,说明该盐含有可溶性的 盐.
(6)【实验结论】该盐含有可溶性杂质 .
(7)【实验拓展】以下为乙同学设计的去除食盐中可溶性杂质的试验流程:
①该实验过程中,除杂试剂都要过量,原因是 .
②过量Na 2CO 3溶液用来除 离子(填离子序号).