实验室有一包白色固体,其成分为氢氧化钠、碳酸钠和氯化钠。某兴趣小组为测定固体中各成分的质量分数,进行了以下实验。
【探究一】测量样品与盐酸反应得到氯化钠的质量
如图1所示,取3.00g样品置入锥形瓶中,加适量水溶解。逐滴加入过量的稀盐酸,用pH传感器等电子设备采集信息形成图像。将锥形瓶中最终所得溶液蒸发、结晶得到全部固体,其质量为3.48g。
(1)a点溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(2)ab段溶液pH降低,发生反应的化学方程式为 (写一个即可)。
(3)蒸发时除使用蒸发皿、铁架台(带铁圈)外,还需要用到的仪器有 。
【探究二】测量样品与硫酸反应生成二氧化碳的体积
如图2所示,另取3.00g样品与足量稀硫酸混合,测得生成二氧化碳的体积为220mL(该条件下二氧化碳的密度为2.00g/L;装置气密性良好且忽略二氧化碳的溶解)。
(4)结合探究一计算出样品中氯化钠的质量分数为 (精确到0.1%)。
(5)下列因素会导致所测样品中氯化钠的质量分数偏小的是 (填标号)。
A.探究一中加入的稀盐酸量不足
B.探究一中蒸发时有液体溅出
C.探究二中俯视读取量筒中水的体积
D.探究二实验后生成气体在锥形瓶中仍有滞留
有一包白色固体,可能含有硫酸铜、碳酸钾、氯化钠、氢氧化钠、氯化钡中的一种或几种。为探究该固体组成,某兴趣小组进行了如下实验。
实验操作及现象 |
实验结论及分析 |
取适量固体样品于烧杯中,加入过量稀硝酸,无气泡冒出,固体全部溶解,得到蓝色溶液A |
(1)固体样品中一定含有 ,一定不含有 。 |
向蓝色溶液A中加入过量的试剂甲,产生白色沉淀,充分反应后过滤,得到滤液B。再向滤液B中加入硝酸银溶液,产生白色沉淀,过滤,得到滤液C |
(2)固体样品中一定含有氯化钠。加入试剂甲发生反应的化学方程式为 。滤液C中一定含有的阳离子是 (写离子符号)。 |
(3)为进一步确定该固体的组成,可采用的方法是 。
实验室某废液的溶质为硝酸铜、硝酸银和硝酸铝,取该废液进行如图所示实验。
下列说法正确的是( )
A. |
若滤液呈无色,则滤液中可能含有三种溶质 |
B. |
若向滤液中滴加氯化钾溶液产生白色沉淀,则滤渣可能是混合物 |
C. |
若滤渣由三种金属组成,则滤液可能呈蓝色 |
D. |
若向滤渣中滴加稀盐酸无气泡冒出,则滤液中可能含有两种阳离子 |
某气体中可能含有CO 2、O 2、N 2中的一种或几种,将该气体依次通过:①炽热的焦炭;②足量灼热的氧化铜;③足量的碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)。每一步均充分反应,最终得到的气体为纯净物。气体的分子数目随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. |
a点气体中一定含有N 2和CO 2,可能含有O 2 |
B. |
b点气体中CO和N 2的分子数目比为2:1 |
C. |
b点气体可能由三种分子构成 |
D. |
该过程中发生了化合反应、置换反应和复分解反应 |
化学来源于生活,同学们对生活中的一些现象产生兴趣,在老师指导下开展了系列探究实验活动:
活动一:红砖粉末能做催化剂吗?
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论和解释 |
|
小明 |
A试管装有5mL的5%过氧化氢溶液 B试管装有5mL的5%过氧化氢溶液,再加入a克的红砖粉末。 |
A中无明显现象,B中产生大量能使带火星的木条复燃的气体。 |
(1)产生的气体是 。 (2)红砖粉末能改变过氧化氢的分解速率。 |
小红 |
待反应停止时,向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液。 |
(1)又产生大量能使带火星的木条复燃的气体。 |
红砖粉末的 在反应前后没有发生变化。 |
【实验反思】小明和小红通过上述实验,一致认为红砖粉末可以做分解过氧化氢溶液的催化剂,但小强认为小明和小红说法不严谨,理由是 。
活动二:水壶内部的白色固体是什么?
【查阅资料】水在加热或长久放置时,溶于水中的可溶性钙和镁的化合物会生成沉淀(水垢)。
【假设与猜想】
猜想Ⅰ:CaCO3
猜想Ⅱ:Mg(OH)2
猜想Ⅲ: (填化学式)
【实验与探究】取少量白色固体样品(不考虑杂质和微溶物对实验的影响)于试管中,向其中加入足量稀盐酸,现象:白色固体溶解,有气泡产生,根据以上现象,小华认为:猜想Ⅰ正确。小雪却认为小华的结论不严谨,经过两人反复讨论,进一步设计了如表实验。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取上述实验中的上层清液于试管中,滴加足量NaOH溶液 |
|
猜想Ⅰ成立 |
有白色沉淀产生 |
猜想Ⅲ成立 |
验证猜想Ⅲ成立时产生白色沉淀的反应化学方程式是 。
活动三:验证NaOH变质有方法?
【方法归纳】同学们通过实验探究,认为验证氢氧化钠变质可以从验证反应后的生成物入手,例如:加足量稀盐酸等出现气泡,加氯化钙溶液等出现白色沉淀等来判别;也可以通过反应过程中温度、压强等变化来判别。
【学科渗透】按如图所示装置进行实验。实验前U型管两端液面相平,将NaOH溶液滴入试管中,恢复到室温后,U型管中的液面 。
据此,小明同学得出“CO2与NaOH发生了化学反应”的结论。小红认为小明结论证据不充足,理由是 。
【再次实验】同学们用压强传感器研究水或等量NaOH溶液分别吸收CO2的效果,实验装置及测定结果如甲图和乙图所示。图乙中 (填“Ⅰ”“Ⅱ”)表示等量NaOH溶液吸收CO2的曲线。
十堰某中学化学兴趣小组为鉴定某工厂排出的无色污水成分,他们查阅工厂的有关资料,推测出污水中可能含有盐酸、硫酸钠和氢氧化钠中的一种或几种物质,小组同学取污水进行了探究:
【查阅资料】硫酸钠溶液呈中性
【实验探究】
实验一:小组同学用pH试纸测得的污水的pH=2,由此得出污水中一定不含 ,原理是: (用化学方程式表示)。
实验二:为检测污水中可能含有的成分,甲同学做了如下实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取少量污水于一支洁净试管中,向其中滴加少量的
|
有白色沉淀生成 |
污水中一定含有硫酸钠 |
实验二中生成白色沉淀的化学方程式为 。
【得出结论】兴趣小组确定了污水的成分。
【反思与评价】乙同学经过思考后,用物理方法也得到了甲同学的实验结论,他的实验操作及实验现象是: 。
古玩市场惊现"三星堆"遗址出土的同款黄金面具。某化学兴趣小组的同学为鉴别其真假进行了如下探究活动。
【查阅资料】
(1)铜锌合金(又称:假黄金)外观和黄金相似,常被不法商贩以假乱真。
(2)标准状况下,氢气密度ρ≈0.09g/L。
【进行实验】同学们设计了如下不同的探究方案,请帮他们完成实验报告。
方案 |
实验步骤 |
实验现象 |
一 |
截取小块黄金面具放在酒精灯上加热。 |
|
二 |
截取小块黄金面具于试管中,加入一定量稀硫酸。 |
有气泡产生 |
三 |
截取小块黄金面具于另一支试管中,加入适量氯化铜溶液。 |
|
【实验结论】该面具是假黄金。
【深入探究】为进一步定量分析黄金面具中金属锌的质量分数、小明同学利用上述方案二设计了如下实验:
Ⅰ、按如图所示组装实验装置,并 。
Ⅱ、向锥形瓶中加入5.0g黄金面具样品,注射器中吸入25mL稀硫酸。
Ⅲ、将注射器中的稀硫酸平均分5次推入锥形瓶中:每次推入稀硫酸、待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响),如表。
次数 |
第1次 |
第2次 |
第3次 |
第4次 |
第5次 |
收集气体的总体积/mL |
200 |
400 |
515 |
x |
525 |
(1)上表中的数据x= 。
(2)分析数据、完全反应后生成氢气的体积V= mL。
【数据处理】此黄金面具中锌的质量分数ω 1= 。
【反思评价】
(1)小红对小明的方案和数据处理进行分析,认为求黄金面具中锌的质量分数还有更简便的方法。她将锥形瓶内反应后的剩余物经系列操作: →洗涤→干燥→称量。得到固体剩余物的质量,也可求出黄金面具中锌的质量分数ω 2。
(2)鉴别黄金真假除以上化学方法外,还有许多物理方法:测密度、比较硬度等。
【表达交流】ω 1和ω 2有微小差异,小红对小明的方案和数据处理提出了质疑,认为自己的更准确。请说出小红质疑的理由: 。
某公司生产的融雪剂由NaCl、CaCl 2、Na 2CO 3和CuSO 4中的一种或两种物质组成。小洁同学将该融雪剂加水溶解,得到无色溶液,向该溶液中加入K 2CO 3溶液,有白色沉淀生成。由此可知,该融雪剂的组成可能是( )
A. |
CuSO 4NaCl |
B. |
Na 2CO 3NaCl |
C. |
CaCl 2NaCl |
D. |
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某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中,既可能有一氧化碳,又可能有二氧化碳,他设计了如图所示实验:
(1)装置A的作用是 。
(2)实验过程中,观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑,说明原气体产物中含有一氧化碳,反应的化学方程式是 。
(3)通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊,也能验证原气体产物中一氧化碳的存在,则装置B中应选择的试剂是 。
A.足量的氢氧化钠浓溶液
B.浓硫酸
C.水
(4)写出尾气处理的一种方法: 。
某实验小组的同学用氢氧化钙溶液和盐酸进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钙溶液加入稀盐酸一会后,发现忘记了滴加指示剂。因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ.写出该中和反应的化学方程式: 。
Ⅱ.探究烧杯内溶液中溶质的成分。
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【猜想】猜想一:可能是CaCl2和Ca(OH)2;
猜想二:可能只有CaCl2;
猜想三: 。
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
步骤1:取少量烧杯内溶液于试管中,滴入几滴酚酞溶液,振荡 |
|
猜想一不正确 |
步骤2:取少量烧杯内溶液于另一支试管中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量 |
,过一会有白色沉淀产生 |
猜想二不正确,猜想三正确 |
【反思与拓展】
(1)实验步骤2中产生白色沉淀的化学方程式为 。
(2)烧杯中的溶液未经处理直接倒入下水道,可能造成的危害是
(写一条)。
(3)要处理烧杯内溶液,使其溶质只含有CaCl2,应向烧杯中加入过量的一种物质,该物质可以是 (写化学式)。
实验室有一瓶装满生石灰的塑料试剂瓶,已经膨胀破裂。初中化学兴趣小组的同学们对其成分产生浓厚兴趣,进行了如图实验探究:
【实验活动】
【初步结论】实验过程中没有温度变化,则该样品中没有 (填化学式)。
【提出问题】样品中究竟有哪些物质呢?同学们利用该固液混合物继续进行实验。
【进行实验】
【结论与解释】根据上述现象,同学们得出固体样品中有氢氧化钙和碳酸钙。你认为此结论 (填"正确"或"错误")。其中氢氧化钙产生的原因是 (用化学方程式表示)。
【深入交流】实验过程中细心的同学发现了这样的现象:边滴加稀盐酸边搅拌,溶液仍为红色时,固体表面没有气泡产生,但固体却减少了。针对此现象,同学们讨论后认为原因是:随着反应的进行,固体中的 继续与稀盐酸在溶液中反应,而未与碳酸钙反应。
【分析评价】同学们根据整个过程的实验现象,又绘制了溶液中某离子数目的变化趋势图。请你结合图像分析:
Ⅰ、该离子应该是 (填序号);
A. |
①Ca 2+ |
B. |
②OH ﹣ |
C. |
③Cl ﹣ |
Ⅱ、在b→c的过程中,该离子数目减少的微观反应实质是: (用文字说明)。
老师对同学们认真严谨的科学态度给予了充分肯定,并鼓励他们可以尝试用更多的方法进行探究。
乙醇俗称酒精,燃烧时放出大量的热,因而被用作酒精灯、火锅和内燃机等的燃料,工业上常用高粱、玉米等淀粉含量较高的物质发酵生产,属于可再生资源,为解决能源危机开辟了新的道路。某化学小组的同学对乙醇燃烧的产物产生兴趣,进行了如下探究。
【提出问题】乙醇燃烧生成哪些物质?
【猜想与假设】猜想一:CO、H 2O;猜想二: ;猜想三:CO 2、CO、H 2O。
【设计与实验】小组同学充分讨论后,决定选用如图药品和装置来验证上述猜想与假设。
(1)先将乙醇放入盛有一定量氧气的容器中燃烧,然后将燃烧产物通入上述装置,通入装置的顺序是 (装置可以重复选用,也可以不选)。其中选用E装置的目的是 。
(2)待燃烧产物将装置内空气排尽后,再点燃C装置中的酒精灯对固体进行加热。
【现象与结论】
实验中所选第一个装置观察到现象是 ,C中红棕色粉末变成黑色,D中澄清石灰水都变浑浊,由此推断猜想三成立。其中C装置内发生反应的化学方程式为 。
【反思与交流】
实验结束后,小组同学对实验结论进行了反思:甲同学发现含碳的化合物燃烧时,氧气充足才能避免有毒物质一氧化碳产生;乙同学发现该实验的设计中有一个明显缺陷,该缺陷是 。
有一包固体样品可能是由NaOH、CaCO3、K2SO4、CuSO4、MgSO4中的一种或几种组成。某兴趣小组同学为了确定其成分,进行如图实验:
请回答:
(1)白色固体a的成分是 。
(2)固体样品中一定没有 。
(3)生成白色沉淀b的反应的化学方程式为 。
现有一包金属粉末,可能是由Al、Mg、Zn、Fe、Ag中的一种或几种组成。取该样品2.4g,向其加入100g一定溶质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,产生0.2g H 2,溶液呈无色,无固体剩余。则下列结论正确的是( )
A. |
该样品的组成仅有两种可能 |
B. |
所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6% |
C. |
该样品中一定含有Mg |
D. |
所得溶液中溶质的总质量为12g |
现有一瓶含杂质的碳酸钠固体(可能含有碳酸钙、硝酸钡、硫酸钠、氢氧化钠中的一种或几种)。为了判断该固体的组成成分,进行以下实验:取少量该固体于烧杯中,向烧杯中加入足量水并不断搅拌,固体部分溶解;然后再往上述烧杯中逐滴加入稀硝酸至过量,不断搅拌,烧杯中的固体质量随加入稀硝酸质量的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.B→C段对应溶液pH逐渐变大
B.B点对应溶液中可能含有的溶质是硝酸钙、硫酸钠
C.C点对应溶液中一定含有的阳离子是H +、Na +、Ba 2+
D.原固体中可能含有碳酸钠、碳酸钙、氢氧化钠