为了发展学生的学科素养和培养学生的深度学习能力,某老师带领化学兴趣小组走进实验室,对几瓶缺失标签的酸碱盐溶液之间的复分解反应开启探究之旅。缺失标签的溶液分别用标签A、B、C标记,它们可能是稀盐酸或稀硫酸、 溶液或 溶液、 溶液或 溶液中三种不同类别的溶液。
Ⅰ.初步探究:
【提出问题】某些酸、碱、盐之间是否发生复分解反应?
【设计实验】分别取少量样品溶液于①②③三支试管中,再互相滴加溶液,振荡、静置、观察。
【实验判断】综合①②③三支试管的实验现象判断,A是 溶液,C是 溶液,C溶液中溶质的俗称是 。
【实验结论】①②试管中有气体或沉淀生成一定发生了复分解反应。
Ⅱ.进一步探究:
【提出问题】对于无明显现象的A与B反应,如何设计实验验证复分解反应的发生?
【设计实验】小梁同学另取少量A溶液于④号试管中,先滴加酚酞溶液再滴加B溶液,现象如图所示。
【实验判断】A溶液与B溶液发生反应的实质是 。
Ⅲ.深度探究:
【设计实验】把①②两支试管的废液和④号试管滴加B溶液后所得的废液倒入同一个烧杯中,充分搅拌,溶液变红色,白色沉淀增多,静置、过滤。
【实验判断】最后所得滤液中一定含有的溶质是(酚酞除外) (填化学式),出现白色沉淀量增多一定发生的化学反应是 (用化学方程式表示)。
【总结提升】(1)经过上述探究,证实只有当两种化合物互相交换成分,生成物中有水或气体或沉淀生成时,复分解反应才能发生。下列实例中应用复分解反应原理的是 (填字母)。
A.酸碱性废水的处理
B.食醋清洗水瓶中的水垢
C.中国古代的“湿法炼铜”
(2)若要判断无现象的化学反应是否发生,可以从反应物 或生成物是否存在的角度去判断。请你列举一个课本上用其中一个角度来判断无现象的化学反应发生的例子: 。
某化学兴趣小组根据以下图示进行模拟炼铁的实验,并对产物成分及含量进行探究。
【提出问题】无色气体A有哪些成分?黑色固体B可能是什么?
【查阅资料】(1)常温下,一氧化碳能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成钯(不溶于水)、 二氯化碳和氯化氧。
(2)铁的氧化物都能与稀盐酸、稀硫酸反应,其中氧化铁为红棕色,其余都为黑色,并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。
【提出猜想】猜想1:无色气体A一定是C02,原因是(用化学方程式表示)。
猜想2:黑色固体B全部是铁。
【交流与讨论】小华认为猜想1不一定正确,无色气体中除了CO2外,可能含有CO。
【探究反思】(1)为验证小华的衍箍l,大家按以下图示进行实验,过程与现象如下:
①当X现象为 时,可以确定猜想1是错误的,写出产生该现象的化学方程式: 。
②Ⅱ中无明显现象,但可以往Ⅱ中滴加足量 (填试剂名称或化学式)证明气体在Ⅱ中确实已发生了反应。
(2)为验证猜想2,大家称取7g黑色固体B,按以下图示进行实验探究,过程与现象如下:
①经过分析,大家确定猜想2是错误的,理由是 。
②为了进一步确定黑色固体C的成分,你的方法是 (写出实验操作、现象及结论)。
③实验结束后,称得红色固体的质量为6.4g,则黑色固体B中铁单质的质量分数为 。
化学课外小组设计了一套如图所示的气体发生及收集装置,并探究该装置的多功能性.
(1)甲同学认为装置Ⅰ可作为实验室制取O2的发生装置,则Ⅰ的a仪器中应加入 ,b仪器中应加入 ,反应的化学方程式为 ,装置Ⅱ中从 管口进气即可作为O2的收集装置.
(2)乙同学认为装置Ⅰ可作为实验室制取二氧化碳的发生装置,则Ⅰ的a仪器应加入 ,b仪器中应加入 .
(3)如果要用装置Ⅱ收集H2,则应从 管口进气.
有一包固体粉末,可能含有氧化钙、氯化钠、碳酸钠、硫酸钠中的一种或几种。为确定其组成,小杨设计出实验方案,实验步骤及现象如下。请回答:
(1)写出步骤④中产生白色沉淀的化学方程式______。
(2)根据实验中的现象,能否确定原固体粉末的组成?若能,请写出各成分的化学式;若不能,在原实验步骤的基础上,对上述方案中的试剂作一改进,并描述相应的实验现象及结论,以确定固体粉末的组成。____________。
如图所示为实验室常见气体制备,净化、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器).某学校两个化学实验探究小组的同学欲用他们完成各自的探究实验.
(1)第一组的同学以石灰水和稀盐酸为原料,在实验室中制备、收集干燥纯净的二氧化碳气体,按照要求设计实验装置、连接仪器,并检验装置的气密性.(提示:挥发出的少量HCl气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收).
①所选仪器的连接顺序为 → → → (填写仪器序号字母).
②若将二氧化碳通入澄清的石灰水中,石灰水的pH将 (填“增大”“减小”“不变”之一).
(2)第二组的同学以过氧化氢溶液为原料(MnO2为催化剂)制备氧气,并对某种塑料的组成元素进行分析探究(资料显示该塑料只含C,H,O三种元素),所选仪器按“A→B1→E→B2→D→碱石灰干燥管”的顺序连接,(B1,B2为浓硫酸洗气瓶),实验前检验装置气密性.使该塑料试样碎屑在纯氧气中充分燃烧,观察现象,收集有关实验数据(假设发生的化学反应都充分反应),试回答下列问题:
①仪器A中所发生反应的化学方程式为: ;
②仪器E的玻璃管中放入的塑料试样碎屑质量为mg,塑料试样充分燃烧后,测得仪器D质量增加ag,则mg该塑料试样中含碳元素的质量为 g(计算结果可为分数形式).
③若装置中没有连接仪器B1,这样测算出的该塑料试样中氢元素的质量与实际值比较将(填“偏小”“偏大”“基本一致”之一).
小明设计了如下图所示的实验装置来证明氧化铜也能加快过氧化氢溶液的分解,并与相同条件下MnO2的催化效果做比较,实验时间均以生成30 mL气体为准(即比较反应的快慢程度)。
用图示装置测量产生气体的体积,其它可能影响实验因素均已忽略,相关数据如下:
实验序号 |
过氧化氢溶液体积 |
催化剂 |
待测数据 |
① |
15mL |
无 |
|
② |
15mL |
CuO(0.5g) |
|
③ |
15mL |
MnO2(0.5g) |
(1)检查图(Ⅰ)装置气密性的方法是: ;
实验②操作时图(Ⅰ)装置中加入药品和试剂的先后顺序是, (用化学式填写);
(2)图(Ⅱ)装置中油层的作用是阻止氧气与水的接触,防止氧气 。
从设计原理看,实验中的“待测数据”是指 。
(4)如果要进一步探究CuO是否是该反应的催化剂,根据催化剂的定义,请完成下列实验。
实验步骤和现象 |
设计这一步骤的目的 |
(1)取15mL过氧化氢溶液,加入0.5g CuO后,产生O2的速率比未加入时快得多 |
CuO能加快过氧化氢溶液的分解 |