石灰石是重要的化工原料。为研究石灰石的性质和用途进行如下探究。
Ⅰ.石灰石分解的探究
取三块形状大小相近的石灰石(长宽厚约为1cm×1cm×0.2cm),一块不加热,另两块分别在酒精灯和酒精喷灯(酒精化学式为C2H5OH)的火焰上加热2min(假设杂质加热时不发生变化)。探究过程如图所示,实验现象见表1。
表1 不同条件下的实验现象
实验组别 |
实验条件 |
试管B中的现象 |
甲 |
未加热 |
无明显现象 |
乙 |
酒精灯加热 |
呈浅红色 |
丙 |
酒精喷灯加热 |
呈红色 |
(1)通过甲、乙、丙三组对比实验,得出影响石灰石分解的因素是 。
(2)丙组实验加热石灰石时,在火焰上方倒扣一个用澄清石灰水润湿的烧杯,石灰水变浑浊,出现浑浊的化学方程式为 。此实验能否推断石灰石煅烧产生二氧化碳,并说明理由: 。
(3)丙组实验中,向试管B中逐滴滴入稀盐酸,至红色恰好褪去,轻轻晃动试管,溶液自下而上又变为红色。解释产生上述现象的原因: 。
(4)为检验丙组实验中的石灰石部分分解,设计实验:取研细后的粉末少许于试管中,
(补充完整实验方案)。
Ⅱ.石灰石煅烧温度的探究
【查阅资料】生石灰质量的优劣常采用“活性度”来街量。“活性度”的测定方法:取一定质量的生石灰,加入一定量的水,用指定浓度的盐酸中和,记录所消耗盐酸的体积数(单位为mL)。消耗盐酸的体积数越大,“活性度”越高。
某研究小组在电炉内煅烧石灰石样品,并测定煅烧产物(CaO)的活性度,数据见表2。
表2 不同条件下煅烧产物的活性度(mL)
煅烧时间/活性度/煅烧温度 |
1050℃ |
1100℃ |
1150℃ |
1200℃ |
1250℃ |
1300℃ |
12min |
790 |
836 |
868 |
808 |
454 |
412 |
16min |
793 |
856 |
871 |
845 |
556 |
530 |
20min |
795 |
863 |
873 |
864 |
617 |
623 |
(5)石灰石煅烧的最佳温度范围为1100~1200℃的证据是 。
Ⅲ.石灰石用途的探究
(6)石灰石是高炉炼铁的原料之一。石灰石能除去铁矿石中的SiO2,同时能提高单位时间内生铁的产率。分析加入石灰石能提高生铁产率的原因: 。
类比法是化学研究物质的重要方法之一。草酸(H2C2O4)的化学性质与碳酸相似,在受热条件下也会分解。某校研究性学习小组对此展开探究:
⑴小明首先根据草酸中含有元素,可推测生成物中含有水。
⑵小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证:
【假设一】生成物中有二氧化碳
实验一:将生成的气体通入,实验现象是,小明据此判断生成物中含有二氧化碳。
【假设二】生成物中有一氧化碳
实验二:小明用如图装段进行实验,从而证明生成物中含有一氧化碳。
请回答:A装置中红棕色固体粉末是(填化学式),A装置中的实验现象是,请写出反应方程式:。
⑶讨论交流:小芳认为,从环保的角度看,“实验二”装置有一个缺陷,请你指出该缺陷:
,处理的方法是。
(4)根据上述探究结果,请写出草酸受热分解的方程式。
下图A、B、C是实验室制备某些常见气体的发生装置示意图。
(1)写出图中标号仪器的名称:a,b。
(2)A可用作实验室制取氧气的发生装置,化学方程是。
(3)B可用作实验室制取二氧化碳的发生装置,化学方程是。
(4)某同学在装置B的基础上,增加了隔离铜网和止水夹等改成装置C来制取二氧化碳,装置 C与B相比,优点是。
.(9分)海水是一种重要的自然资源。以下是我市对海水资源的部分利用。
(1)从海水中获取淡水。常用的操作方法是 。
(2)从海水中获得氯化钠。将海水进行可得到粗盐;为除去粗盐中含有
的SO42-、Ca2+、Mg2+等杂质,-有如下操作:①溶解;②加过量的Na2CO3溶液; ③加过量的BaCl2溶液;④加适量的盐酸;⑤加过量NaOH溶液;⑥蒸发结晶;⑦过滤。正确的操作顺序是 。(用序号填一种合理组合)。
(3)从海水中得到金属镁。下图是从海水中提取镁的简单流程。
上述过程中,沉淀B与试剂C发生的是中和反应,则沉淀B的化学式为 ,由无水MgCl2制取Mg的化学方程式为 。海水本身就是含有MgCl2的溶液,它与通过步骤①、②得到的MgCl2溶液有何不同:
。
(4)海水“制碱”。下图是海水“制碱”的部分简单流程。
步骤Ⅲ、步骤Ⅳ反应的化学方程式为: 、
。
制氨盐水的过程中要先通入氨气,再通入二氧化碳。如果反过来,二氧化碳的吸收率会降低。这是因为 。
小梅同学学习了单质、氧化物、酸、碱、盐性质后,发现许多不同类别的物质反应时能生产盐,于是她构建了下图所示的知识网络图。铜及其化合物在工业上有重要的应用。借助网络图回答:
(1)写出用酸和碱生产硫酸铜的化学方程式:
。
(2)请你把图中①②处补充完整,要求不能与图中已有信息重复。
①;②。
(3)根据网络图可制备物质。例如,某回收含铜电缆废料的工厂有下列制铜的方案:
①写出下列步骤中的化学方程式:
步骤Ⅲ:。
步骤V:。。
②上述方案中可能造成空气污染的步骤是 。
某同学做“证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐,并收集纯净的气体”的实验。设计了如下方案进行实验:
AB C D E
(1)写出所标仪器的名称:①、②。
(2)描述A中发生的现象:。
(3)根据我们所学的知识,你认为A装置和装置相连并产生什么现象时就足以说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐?;写出该装置中发生反应的化学方程式:。
(4)该同学想要收集一瓶纯净的该气体,进一步验证它的性质。连接上述装置的顺序是:(填写各接口字母)。其中,C装置的作用是:;写出有关反应的化学方程式:。
(5)写出用A装置还可以制取的日常生活中一种常见气体的化学反应方程式:。并说出它的一个重要用途。