思维模型是依据事物发展内在规律所建立的解决问题的基本框架,能引导有序思维、增进深度理解、促进问题解决。小科建构了“混合物提纯”的思维模型:
【初步理解】根据混合物组分的性质差异,获得混合物中目标组分。
(1)海水淡化是将海水中的盐与水分开,常压加热蒸馏法是其中的一种:常压下将海水加热形成水蒸气,再液化得到淡水的过程。从建模角度分析,海水加热形成水蒸气属于上述模型中的 (填“分离转移”或“反应转化”)。
【探究本质】根据组分的性质差异,选择合适方法,实现物质提纯。
(2)从含少量氯化钠的硝酸钾固体中提纯硝酸钾,是通过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥实现的。其中过滤操作将硝酸钾晶体与溶液分离是根据 不同。
【实践应用】根据混合物中某组分发生化学反应,提高混合物中目标组分纯度。
(3)小科取10克混有少量硫酸的盐酸溶液,滴入氯化钡溶液至不再产生沉淀,经过滤、洗涤和干燥得到沉淀0.233克,则原混合溶液中硫酸的溶质质量分数为 。
【融合创新】依据科学原理,融合技术与工程,形成新颖而有价值的解决实际问题方案。
(4)常压加热蒸馏法,能耗大、成本高。小科查阅资料获知,现在世界上的许多大型海水淡化工厂,都已经采用低压加热蒸馏法,请解释其蕴含的科学道理 。
如图所示是实验室制取气体的常用装置。请回答下列问题。
(1)A装置中仪器①的名称是 ,试管口略向下倾斜的原因是 。
(2)仪器②的名称是 ,该仪器的主要作用是 。
(3)实验室用加热氯酸钾制取氧气,应选择的发生装置为 (填字母序号);若要收集较纯净的氧气,应选择的收集装置是 (填字母序号)。写出过氧化氢溶液和二氧化锰的混合物制取氧气的化学程式 。
(4)制取氧气和二氧化碳均可选择的发生装置和收集装置为 (填字母序号)。
向盛有100g稀硫酸和硫酸铜混合溶液的烧杯中滴加氢氧化钠溶液至过量,过滤、烘干并称量沉淀的质量。该反应过程如图所示。请按要求回答问题:
(1)滤液中的溶质是 (填化学式)。
(2)计算原混合溶液中硫酸铜的质量。
(3)氢氧化钠溶液的溶质质量分数。
水杨酸的化学式为C7H6O3,常用于制备阿司匹林。请根据其化学式回答下列问题:
(1)水杨酸是由 种元素组成。
(2)一个水杨酸分子中共有 个原子。
(3)水杨酸中氢元素与氧元素的质量比是 。
(4)13.8g水杨酸中含有氧元素的质量是 g。
可燃冰的外观像冰,主要成分是甲烷水合物(甲烷分子和水分子组成)。某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,设计了如下实验进行探究:
[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质?
[查阅资料]①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;②白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色;③CO与人体内的血红蛋白结合,会造成人中毒缺氧。
[猜想与假设]猜想一:CO2、H2O;猜想二: ;猜想三:CO2、CO、H2O。
[实验探究]将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图所示的A~E装置(部分夹持、固定装置省略)进行验证:
(1)根据题设信息和查阅的资料推测猜想二的物质可能是 。
(2)实验过程中观察到A中白色粉末变成蓝色,证明甲烷燃烧产物中有 ;稍后观察到B、E中澄清石灰水均变浑浊,D中红色粉末变成黑色,由此推断猜想 成立。
(3)装置C的作用是 ;实验过程中A、B的装置顺序不能颠倒,原因是 。
[反思与交流]
(4)日常生活中,使用含碳燃料时一定要注意通风,防止 中毒。
金属和金属材料与生产生活和社会发展的关系非常密切。
(1)生活中常用铁锅炒菜主要利用了铁的 性;厨房中的铁锅容易生锈,其原因是铁与空气中的 和水等发生了化学反应。
(2)经检测,世界上最大的青铜器“司母戊鼎”中含有铜、锡等金属,某同学为探究铜、锡与铁的金属活动性顺序,设计了如表所示实验(金属片均已打磨,且形状、大小相同,试管中所用5%的稀盐酸体积相同)。
[实验记录与分析]
实验一 |
实验二 |
实验三 |
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实验操作 |
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实验现象 |
立即产生气泡,速率较快 |
无明显现象 |
立即产生气泡,速率较慢 |
实验结论 |
铁、铜、锡的金属活动顺序由强到弱为 。 |
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[查阅资料]锡元素(Sn)的常见化合价是+2价。根据实验现象推测实验三的试管中锡与盐酸发生反应的化学方程式 。
(3)向m克AgNO3、Cu(NO3)2,Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉,充分反应后,过滤所得溶液的质量仍为m克。则下列说法错误的是 (多选)。
A.滤渣中一定有Ag、Cu、Fe
B.滤液中一定没有AgNO3
C.滤液中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
D.该过程至少发生了三个化学反应