实验活动课上,老师为大家演示兴趣实验,振荡留有小孔的盒子,将里面的黑色粉末均匀地洒在酒精灯火焰的上方,观察到火星四射的灿烂烟花。老师揭秘黑色粉末是食品包装袋中的脱氧剂。为此兴趣小组展开了对该脱氧剂成分及原理的探究。
实验活动一:探究脱氧剂中黑色粉末的成分。
【作出猜想】黑色粉末含有铁粉和碳粉中的一种或两种。
【实验探究】小组同学设计实验方案并完成如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取黑色粉末放入烧杯中,加入稀盐酸。 |
,溶液变为浅绿色,有黑色不溶物。 |
黑色粉末中含有铁粉,反应的化学方程式为 。 |
②将①中黑色不溶物滤出,洗涤、干燥后,放在石棉网上灼烧,上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片。 |
。 |
黑色粉末中含有碳粉。 |
【查阅资料】实验所用脱氧剂中还含有氯化钠
实验活动二:探究脱氧剂中氯化钠的作用。
【实验探究】小组同学用控制变量法按如图装置进行实验:
一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 右侧导管液面(填“高于”或“低于”)。
【表达交流】脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期。其中碳粉具有 性,可以促进反应的发生,氯化钠可以加快铁生锈的反应速率。
实验活动三:探究溶液中溶质的成分。
【实验探究】小组同学用老师提供的完全变质的同种脱氧剂设计并完成如下实验:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取适量完全变质的脱氧剂放入烧杯中,加入稀盐酸。 |
溶液由无色变为黄色,有黑色不溶物。 |
反应的化学方程式为 。 |
②取①中过滤后的滤液,向其中滴加少量氢氧化钠溶液。 |
无明显现象。 |
滤液中溶质的成分为 。 |
【反思评价】脱氧剂包装上应注明的注意事项是 (请写出一条)。
某实验小组将洁净的铁钉投入到氯化铜溶液中,发现铁钉表面生成红色固体物质的同时有较多气泡产生,生成的气体是什么呢?
【提出猜想】从组成元素角度分析,产生的气体可能是HCl、Cl2、O2、H2。
【查阅资料】25℃时:HCl气体极易溶于水,1体积水中溶解500体积;Cl2能溶于水,1体积水中约溶解2体积;Cl2也能与NaOH溶液发生化学反应。
【讨论分析】依据猜想和资料,实验小组的同学进行了如下讨论:
(1)甲同学根据资料推理得出产生的气体不可能是 。
(2)乙同学认为是O2,则检验O2的方法是 。
(3)丙同学认为是Cl2,则只需将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量通氯气前后洗气瓶的质量进行检验。Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式是: Cl2 + 2NaOH =" NaCl" + NaClO + X,则X的化学式是 。
【设计方案】实验小组的同学合作设计了如下的实验方案,排除和验证猜想的气体。
(1)如果产生的气体是O2和H2,你认为装置C中存在的安全隐患是 。
(2)丁同学认为:为确保安全,实验前应先 ,然后方可采用上面的装置进行实验。
【验证实验】经丁同学确认安全后,小组同学首先对装置A进行称量,再将收集到的干燥的气体从a处通入,过一会儿点燃C处的酒精灯,过一段时间后,发现表面含CuO的铜网 变为光亮的红色;停止通气,再称量装置A,发现质量无增减。
【实验结论】铁钉与氯化铜溶液反应时,产生的气体是 。
【实验反思】
(1)装置B中浓H2SO4起 作用。
(2)装置C中发生反应的化学方程式为 。
(3)由上述实验可以推出氯化铜溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
某学校化学兴趣小组从超市购买了一瓶维C泡腾片。下图是其标签上的部分内容,为探究泡腾片中碳酸氢钠的质量分数是多少,在老师的指导下设计了以下实验。
【查阅资料】:
⑴ 泡腾片遇水,自身内的柠檬酸和NaHCO3就会发生反应:
3 NaHCO3+H3C6H5O7= Na3C6H5O7+3 H2O +3CO2↑
⑵ 泡腾片自身的柠檬酸可能不足,再加入足量的盐酸
NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+ CO2↑(除碳酸氢钠外,其它物质与酸反应不产生气体)
⑶ CO2在饱和的碳酸氢钠溶液中的溶解度很小,可以忽略不计。
【仪器】:天平、磁力搅拌器、500mL洗瓶、空胶囊、试管、锥形瓶、烧杯、100mL量筒、10mL量筒
【药品】:蒸馏水、盐酸、泡腾片
【步骤】:
⑴ 用天平称量并记录一个空胶囊的质量m1;
⑵ 在胶囊里装满泡腾片粉末,称量并记录总质量m2;
⑶ 准备一小试管,放入小型磁力搅拌子。加入4mL盐酸(足量),再把胶囊放到试管中;
⑷ 在500mL洗瓶内装入一定量的饱和碳酸氢钠溶液;
⑸ 小明用天平设法称量出试管质量m3(胶囊质量+试管质量+盐酸质量+搅拌子质量);
⑹ 把小试管小心放入洗瓶(如图所示),盖好洗瓶的盖子,放在磁力搅拌器上;
⑺ 等待胶囊溶解,泡腾片与盐酸作用,反应接近完成,打开搅拌器,直至洗瓶内无液体流出,用量筒接取洗瓶内流出的液体读数为V;
⑻ 从洗瓶中取出试管,擦干表面的水,测出试管内剩余物质的总质量m4。
【数据处理】:
⑴ 泡腾片的质量=;
⑵ 产生的CO2质量为;
⑶ 碳酸氢钠的质量分数为。
【问题讨论】:
① 第⑸步中试管内有液体,不易直接称量,请你设计一种称量方法:;
② 第⑹步中不小心有少量碳酸氢钠溶液溢出,则此时流出的液体对最终实验结
果(填“有”或“无”)影响。
③ 同学们认为还可以根据排出溶液的体积来计算碳酸氢钠的质量分数,缺少的数据为;查阅资料找到数据后,若某同学在量筒读数时俯视读数,则他测出的碳酸氢钠的质量分数跟实际值相比,是的。(填“偏大”或“偏小”“不变”)。
某同学甲设计了如下图1所示的实验验证质量守恒定律。
图1图2
⑴ 按上图1装配好仪器,检查装置的气密性的方法是;
⑵ 拔掉橡皮塞(注射器不要拔掉),装入足量石灰石,再用注射器吸入2mL的稀盐酸,注意盐酸不能多吸,原因是;
⑶ 再按图连接好装置,塞紧橡皮塞,防止盐酸注入时冲塞现象;
⑷ 将装置放在天平左盘,并用砝码游码使天平平衡;
⑸ 快速下推注射器活塞,使反应发生,此时锥形瓶内现象为、瓶外的现象为;
⑹ 反应结束后,再进行第2次称量,发现称量值没有发生变化;
⑺ 同学乙设计了如图2所示的装置来验证质量守恒定律,先把锥形瓶倾斜,再把气球中的镁粉倒入瓶中。试判断反应后,他的装置再次放在天平上(填“能”或“不能”)保持平衡。为什么。
长途运输鱼苗时,人们常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。
(1)提出问题:当把过氧化钙投入足量水中时,最终会生成什么物质呢?
(2)进行猜想:甲同学认为:生成氧化钙和氧气;
乙同学认为:生成氢氧化钙[Ca(OH)2]和氧气。
你认为同学的猜想是错误的,其理由是。
(3)设计实验:验证另一个同学的猜想是正确的,并填入下表空格中。
实验方法 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,将带火星的木条伸进试管中。 |
有氧气生成 |
|
②取实验①静置后的上层清夜,。 |
碳酸钙可用于预防和治疗钙缺乏症。某实验小组同学要测定一种钙片中碳酸钙的含量。
【查阅资料】获得的资料有:
(1)补钙剂中常加入糖类、维生素D等改善口感或增强药效。这些物质不与稀盐酸反应产生气体,高温灼烧时会燃烧或分解。
(2)碳酸钙高温灼烧分解生成氧化钙和二氧化碳。
(3)常见的碳酸钙含量测定方法:将碳酸钙粉碎,加入已知浓度的过量盐酸充分反应,然后测剩余盐酸的量,根据消耗盐酸的量最终求得碳酸钙的含量。
(4)澄清石灰水中的Ca(OH)2含量很少,100 g澄清石灰水中最多含0.15 g Ca(OH)2。
【方案设计和实施】根据资料和已学知识,该小组同学设计如下两种方案进行测定。
方案1:根据下图所示装置实验。
(1)锥形瓶中发生反应的化学方程式为。
(2)长颈漏斗下部插入液面下的目的是。
(3)加入药品前,检验该装置气密性的方法是。
(4)记录数据如下:
钙片质量 |
空洗气瓶质量 |
澄清石灰水的质量 |
反应后洗气瓶及瓶内物质总质量 |
25 g |
100 g |
200 g |
300.4 g |
方案2:将钙片粉碎,加入足量的稀盐酸充分反应,根据放出气体的量计算碳酸钙的含量。记录数据如下(空烧杯质量为100 g,加入钙片质量为25 g):
加入稀盐酸的质量 |
100 g |
200 g |
300 g |
400 g |
充分反应后烧杯及杯内物质总质量 |
222.8 g |
320.6 g |
418.4 g |
518.4 g |
【分析和评价】
(1)方案1和方案2中合理的是,原因是。
(2)该小组同学没有使用碳酸钙高温灼烧分解的方法(实验室可以进行该实验),原因是。
(3)要使用【查阅资料】(3)中介绍的方法,还需要学习的是。
【结论】经过计算,该钙片中碳酸钙的质量分数是。