学习金属活动性顺序后,老师安排同学们开展系列实验探究金属间的置换反应规律。小明做完铝条和氯化铜溶液反应的实验后,将反应后的无色溶液(以下简称:待测溶液)倒入有水的废液缸中时,发现有白色沉淀析出的“异常现象”。小明设计实验开展了如下探究。请根据要求回答有关问题:
【发现问题】
小明取一滴管未倒完的待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中,依然产生大量白色沉淀(像牛奶一样)。
【提出问题】
待测溶液注入水中为什么有白色沉淀产生?白色沉淀是什么物质?
【查阅资料】
(1)AlCl3是一种无色透明晶体,极易与水反应生成难溶于水的Al(OH)3而产生白色沉淀;
(2)CuCl是一种不溶于水的白色固体,易溶于一定浓度的KCl、NaCl等含Cl﹣的溶液中;CuCl中Cu的化合价为 。
【提出猜想】
猜想Ⅰ:白色沉淀是Al(OH)3
猜想Ⅱ:白色沉淀是CuCl
猜想Ⅲ:白色沉淀是Al(OH)3和CuCl的混合物
【实验探究】
序号 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① |
取一滴管待测溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积一定浓度的NaCl溶液中 |
无明显实验现象 |
猜想 正确 |
② |
取约2mL待测溶液于试管中,向溶液中插入足量洁净的Al条,充分反应 |
有红色固体析出 |
|
③ |
取一滴管实验②后的溶液,将其注入盛有约三分之二试管体积的水中 |
无明显实验现象 |
【结论与反思】
(1)上述实验表明,Al和CuCl2溶液的反应是分步进行的。第一步反应生成CuCl,第二步CuCl继续和Al反应生成Cu。请分别写出上述两步反应的化学方程式:第一步: ,第二步: 。
(2)待测溶液中含有大量CuCl,为什么它没有以白色沉淀的形式存在?请说明原因: 。
(3)设计实验③的目的是 。
【启示与拓展】
通过对Al和CuCl2溶液反应的实验探究,使我们认识到,我们不少的传统认识远没有做到细致入微,特别是当观察到有红色固体析出,于是就贸然断定这个反应是个简单的、一步完成的置换反应。实际上还要关注物质变化的过程,通过比较和分析,得出可靠的结论。经过无数次实验证明,有些化学反应看似一步完成,实际上是分步进行的。请根据你所学知识,任举一例反应可能分步进行的实例: 。
某实验小组为检验露置在空气中的NaOH固体是否变质并确定其组成,开展了一下探究活动.
【讨论与交流】
(1)NaOH能与空气中的 (填化学式)发生反应生成Na2CO3.
(2)Na2CO3的水溶液呈碱性.
【查阅资料】
(3)NaOH在空气中不会转化成NaHCO3;
(4)CaCl2、NaCl的水溶液均呈中性.
【猜想假设】猜想一:固体全部为NaOH.
猜想一:固体全部为 .
猜想一:固体为NaOH和Na2CO3的混合物.
【实验探究】将待检固体溶于水配成溶液.按以下两种方案进行实验:
方案一:用洁净的玻璃棒蘸取该溶液滴在pH试纸上,测得pH (填“>”、“<”或“=”),说明猜想一成立.、
方案二:取该溶液少许,往其中加入足量CaCl2溶液,有白色沉淀产生;待沉淀不再产生,过滤,再往滤液中滴入酚酞试液,溶液变成 色,说明猜想三成立.
【归纳与总结】很明显,方案一的结论 (填“正确”或“错误”),理由是 .
【探究与拓展】为进一步确定原固体的组成,该实验小组的同学称取26.6g待检固体,按如图所示过程实验(步骤②产生的气体全部逸出),请参照图中提供的数据计算:
(5)26.6g固体混合物中Na2CO3的质量.
(6)所用稀盐酸中溶质的质量分数.
(7)实验最终所得351g溶液中溶质的质量分数.
天然气作为燃料已进入千家万户,其主要成分是(填化学式).它在空气中完全燃烧生成
和
.如果它不完全燃烧会生成什么物质呢?某研究性学习小组对此展开深究.
【提出猜想】生成物中一定有(填化学式),可能有
和
.
【实验探究】该小组同学生成的混合气体,依次通过如图所示的装置,验证猜想.
【现象与结论】
(1)观察到A中,证明混合气体中含有
.
(2)C中浓硫酸的作用是.
(3)观察到D中粉末由黑色变成色,证明混合气中含有
,该反应的化学方程式为:.
【交流讨论】(4)小武认为:从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气中有一氧化碳,那么B中
溶液的作用是.
(5)小文则提出:从环保的角度看,此装置有一个不足之处,你认为是.
通过一年的化学学习,我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序.铬(
)是重要的金属材料,越来越受到人们的关注.某化学兴趣小组对Cr,Al,Cu的金属活动性顺序进行了探究,过程如下:
【提出假设】(1)对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设:
a.
b.
c.
【设计实验】同温下,取大小相同的打磨过的金属薄片,分别投入到体积等浓度的足量稀盐酸中,观察现象,记录如下:
金属 |
Cr |
Al |
Cu |
与盐酸反应发生现象 |
气泡产生缓慢,金属逐渐溶解 |
气泡产生激烈,金属迅速溶解 |
无气泡产生,金属无变化 |
【控制实验条件】(2)打磨三种金属发生的是变化;上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是.
【得出结论】(3)原假设中正确的是(填假设中a,b或c).写出铬(铬与盐酸反应后显+2价)与盐酸反应的化学方程式.
【结论应用】(4)根据探究结果,在
和
的混合液中加入一定量的金属铬,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入盐酸,无明显现象。
小明家的新房装修,瓦工师傅用石灰浆(主要成分是氢氧化钙)抹墙.收工时瓦工师傅把未用完的石灰浆用沙土盖上,以备第二天再用,这样做的目的是防止石灰浆因变质而失效.
(1)请你根据所学知识写出石灰浆变质的化学方程式.
(2)小明想通过实验验证石灰浆的变质情况,请你帮助小明完成以下实验.
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
|
取样,加一定量水充分溶解后,过滤 |
取少量滤渣于试管中,加入足量 | 该石灰浆部分变质 |
|
取少量滤液于试管中,滴入无色酚酞试液 |
(3)由此小明联想到实验室里的一些药品必须密封保存.实验室中必须密封保存的药品可分为以下几类:
①药品能与空气中的成分发生反应,如澄清的石灰水;
②药品具有挥发性,如;
③,如浓硫酸.
小丽在探究碱的化学性质时,将稀盐酸滴入到氢氧化钠溶液中,意外地看到有气泡产生,她认为氢氧化钠溶液已经变质了.用化学方程式表示氢氧化钠溶液变质的原因:.
【提出问题】变质后的氢氧化钠溶液中的溶质是什么
【猜想假设】小丽对变质后的氢氧化钠溶液中的溶质成分做出了两种猜想:
猜想一:;猜想二:.
【实验设计】为验证上述猜想哪个正确,小丽设计了如下方案:取少量氢氧化钠溶液样品于试管中,滴加几滴无色酚酞溶液,观察溶液颜色变化.小红认为小丽的实验方案不合理,理由是:.
【实验与结论】小红另外设计并完成了实验,请你帮她填写下面的实验报告:
实验步骤 |
实验现象 |
结论 |
步骤1:取少量氢氧化钠溶液样品于试管中,向其中滴加过量的 | 猜想一 正确 |
|
步骤2: |