我国海水晒盐的历史悠久。学习小组对粗盐进行提纯,并利用氯化钠进行实验探究。
Ⅰ.粗盐的提纯
粗盐中含有不溶性泥沙、可溶性CaCl2、MgCl2等杂质。学习小组设计了如下方案提纯粗盐:
(1)用化学方程式表示Na2CO3溶液的作用: 。
(2)“过滤”中玻璃棒的作用为 ;“操作X”的名称为 。
Ⅱ.探究氨盐水与二氧化碳的反应
步骤1 取50mL浓氨水于锥形瓶中,加入NaCl晶体至不再溶解,制得氨盐水。
步骤2 向烧瓶中加入20mL氨盐水和约16g干冰,塞紧瓶盖,振荡、静置。一段时间后溶液中析出细小晶体,过滤、用冷水洗涤晶体并低温干燥。
【提出问题】晶体的成分是什么?
【实验探究1】①经甲同学检验,晶体中不含铵盐。甲同学的实验操作及现象是 。
②乙同学取晶体少许,加入稀硝酸,晶体溶解并产生无色气体,再滴加几滴AgNO3溶液,未见明显现象,说明晶体中不含有 离子。
【提出猜想】晶体的成分为Na2CO3或NaHCO3或两者的混合物。
【查阅资料】Na2CO3受热不分解;
NaHCO3受热易分解:2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑。
【实验探究2】称取m1 g晶体,利用如图装置(夹持仪器略)探究晶体的成分。
【实验现象】反应一段时间后,试管口凝结了少量小液滴,Ba(OH)2溶液变浑浊。
【实验分析】①晶体中一定含有 (填化学式)。
②将晶体加热至残留固体的质量不再改变,测得残留固体的质量为m2 g.若m1:m2= ,说明晶体为NaHCO3。
【拓展延伸】①氨盐水与二氧化碳反应所得铵盐的用途为 。
②丙同学认为通过测定装置B中沉淀的质量,经计算分析也可确定晶体的组成。请对丙同学的观点进行评价: 。
“如何验证酸与碱反应生成水”是以下探究过程中的研究主题,请完成以下相关问题。
【知识回顾】实验证明酸与碱可发生中和反应,如图从微观角度说明中和反应的实质是 。
【提出问题】盐酸、硫酸等酸以酸溶液的形式存在,酸溶液与碱反应时,无法判断生成物中有“水”生成。如何设计实验验证酸与碱发生反应生成了“水”?
【查阅资料】冰醋酸即无水醋酸
蓝色硅胶遇水变红
【实验原理】CH3COOH+NaOH═CH3COONa+H2O,是冰醋酸与NaOH固体反应的化学方程式,CH3COONa在水溶液中可解离出自由移动的CH3COO﹣和Na+。
【进行实验】将适量的冰醋酸(CH3COOH)、NaOH固体及几粒蓝色硅胶置于试管中,塞上橡皮塞,轻轻振荡试管,观察到的现象是 。
【提出质疑】上述实验及实验现象,能说明“水”是化学反应生成的吗?该结论不严谨!
【解决方案】以科学严谨的态度思考,应在下列2个实验的基础上,再做上述实验。
实验方案(写出所用试剂即可)、实验现象 |
|
实验一 |
试剂与现象: 试 |
实验二 |
试剂与现象: |
【交流讨论】
(1)上述设计采用了 的实验方法。
(2)冰醋酸与NaOH固体充分混合后得到的固液混合物能够导电,是因为 。
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。
足球比赛中让意外昏迷的球员快速恢复意识会用到“嗅盐”。同学们对“嗅盐”产生了好奇,并对其成分进行如下探究。
[查阅资料]①嗅盐是由一种盐类物质和香料(不参与下列探究中的任何反应)组成,能释放出氨味气体,对人体神经会产生强烈的刺激作用,但过量吸入会危害健康。
②氯化钙稀溶液与碳酸氢铵稀溶液不发生反应。
③氨气能与硫酸化合生成硫酸铵。
[提出问题]嗅盐中盐类物质是什么?
[实验探究]填写表中空格。
实验 |
小军的实验 |
小英的实验 |
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方案 |
嗅盐与 (填一种物质)混合研磨 |
||
现象 |
闻到较浓烈刺激性气味且试纸变蓝 |
|
|
结论 |
嗅盐中含有NH4+ |
嗅盐中含CO32﹣ |
确认了小军的实验结论 |
证明嗅盐中盐类物质是碳酸铵 |
|||
[质疑]小英认为小军的实验结论不严谨。小英通过补做一个实验(方案见上表),进而确认了小军的结论。小英的实验目的是排除嗅盐中含有 离子的可能性。
[继续探究]同学们利用如图装置进一步测定嗅盐中碳酸铵的质量分数。
反应原理:(NH4)2CO3+2NaOH X+2NH3↑+2H2O,其中X的化学式为 。
[数据记录]实验称取样品质量为m1,反应前后装有氢氧化钠固体的球形干燥管的总质量分别为m2和m3,反应前后烧杯及烧杯内溶液的总质量分别为m4和m5。
[数据处理]通过测得数据计算出嗅盐中碳酸铵的质量分数。
[反思与评价]关于该实验的说法正确的是 (填序号,双选)。
A.嗅盐中碳酸铵的质量分数表达式为: 100%
B.倒置漏斗可以增大吸收面积同时防止倒吸
C.可以用浓硫酸替代稀硫酸
D.停止加热后要通入一段时间空气,否则测定结果会偏小
兴趣小组利用提供的试剂:稀硫酸、澄清石灰水、氯化钠溶液、硫酸铜溶液和紫色石蕊溶液。探究酸碱盐的性质。小清同学将氯化钠溶液加入到稀硫酸中没有观察到明显现象,而将混合溶液加热一段时间后,意外地闻到刺激性气味。
[提出问题]刺激性气味的气体是什么?
[猜想与假设]猜想1.可能是二氧化硫 猜想2.可能是氯化氢
猜想3.可能是氨气
大家讨论后认为猜想3不合理,依据是 。
[查阅资料]SO2和CO2的化学性质相似,都能使澄清石灰水变浑浊。写出二氧化硫和氢氧化钙的反应的化学方程式: 。
[实验探究]如图所示,小诚将产生的气体通入紫色石蕊溶液中,观察到 ,于是他认为猜想2正确。
[评价与改进]小煜认为小诚的结论不科学,于是他利用提供的试剂通过实验确认了猜想2正确。
实验操作 |
实验现象 |
如图所示,将产生的气体 |
|
[结论]加热氯化钠与硫酸的混合溶液得到的气体是氯化氢
[拓展应用]实验室可用氯化钠和硫酸反应制取氯化氢气体,已知氯化氢气体极易溶于水。请推测实验室制取氯化氢气体最适宜的方法为 (填序号)。
A.加热氯化氢溶液和稀硫酸的混合物
B.加热氯化钠固体和稀硫酸的混合物
C.加热氯化钠固体和浓硫酸的混合物
做酸碱实验时,小敏将稀盐酸逐滴加到氢氧化钡溶液中(如图),发现一直无明显现象,突然想起忘记加无色酚酞试液。为探究反应的进程,过程如下:(已知BaCl2溶液呈中性)
【建立猜想】①氢氧化钡过量 ②盐酸过量
【实验设计】
步骤一:取少量反应后的溶液于试管中,滴入几滴无色酚酞试液,溶液不变色,得出猜想①错误。
步骤二:继续探究
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
Ⅰ |
重新取样,滴加少量AgNO3溶液 |
白色沉淀 |
猜想②正确 |
Ⅱ |
重新取样,滴加足量Na2CO3溶液 |
|
猜想②正确 |
白色沉淀 |
猜想③正确 |
(1)对方案Ⅰ的结论进行评价: 。
(2)表格空白处的实验现象是: 。
【表达交流】为确定猜想②是否正确,还可以选择的试剂有 。
A.紫色石蕊试液 B.铜片 C.铁锈
某小组同学在实验室研究铝与氯化铜溶液的反应,过程如下:
实验操作 |
实验现象 |
①铝片表面附着一层红色固体 ②铝片表面逸出大量无色气体,放出大量的热 ③烧杯底部出现红色固体和白色沉淀 |
(1)打磨铝片的目的是 。
(2)现象①③中的红色固体是同种物质,请写出现象①的化学方程式 。
(3)经检验,现象②中的无色气体为氢气。甲同学猜测可能是氯化铜溶液显酸性,经pH计检验,pH 7,证实了甲的猜想。
(4)探究现象③中白色沉淀的化学成分。
乙同学通过查阅资料认为白色沉淀可能是氯化亚铜(CuCl)。
[查阅资料]CuCl可与浓氨水反应生成无色的Cu(NH3)2+和Cl﹣,Cu(NH3)2+在空气中易被氧化变为蓝色。
[进行实验]①取烧杯底部的白色沉淀,充分洗涤。洗涤的目的是 。
②向白色沉淀中加入浓氨水,沉淀溶解得到无色溶液,将无色溶液分为两份,进行实验:
操作步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
Ⅰ.用试管取其中一份溶液,滴加适量AgNO3溶液 |
产生白色沉淀 |
该溶液中含有
|
Ⅱ.将另一份溶液置于空气中一段时间 |
|
该溶液中含有Cu(NH3)2+ |
[得出结论]通过实验可以确定,该白色沉淀是CuCl。
[反思与评价]Al和CuCl2溶液反应为什么会出现CuCl呢。
I.丙同学猜测:可能是Cu与CuCl2溶液反应生成了CuCl.为了验证猜想,他取Cu与15%的CuCl2溶液混合,结果无白色沉淀产生。他又分析了Al和CuCl2溶液反应的实验现象,再次将打磨过的Al片插入盛有15%的CuCl2溶液的试管,并将试管置于冰水中,发现白色沉淀明显减少。于是他将Cu与15%的CuCl2溶液的实验进行了改进,从而证明了Cu与CuCl2溶液反应能生成CuCl,改进的方法是 ,试写出该反应的化学方程式 。
II.丁同学认为丙同学的实验还不够严谨,还应考虑 对Cu与CuCl2溶液反应的影响。
结合某校师生线上“互动探究”活动,回答有关问题。
[学习目标]了解生活中常见的几种盐的化学性质。
[实验用品]教师用品:NaCl溶液、Na2CO3溶液、酚酞溶液、CaCl2溶液、KNO3溶液等。
学生用品:洁厕灵(主要成分稀盐酸,不考虑其它成分)Ca(OH)2溶液(用生石灰干燥剂制备)、纯碱(Na2CO3)溶液、小苏打(NaHCO3)溶液、注射器、废塑料瓶、吸管等。
[互动探究]
探究目的 |
探究过程 |
主要现象 |
解释或结论 |
探究一:盐溶液是否一定显中性 |
教师实验: 向分别盛有NaCl溶液、Na2CO3溶液的两支试管中滴加 溶液 |
所加溶液遇NaCl溶液不变色,遇Na2CO3溶液变红色 |
盐溶液不一定显中性 |
探究二:Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能否与某些酸溶液反应 |
有 产生,Ca(OH)2溶液变浑浊 |
Na2CO3溶液和NaHCO3溶液能与某些酸溶液反应 |
|
探究三:Na2CO3 溶液能否与某些 溶液反应 |
产生白色沉淀 |
写出化学方程式 |
|
探究四:Na2CO3溶液能否与某些盐溶液反应 |
教师实验: (1)取少量KNO3溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液 (2)取少量CaCl2溶液于试管中,向其中滴加Na2CO3溶液 |
(1)无明显现象 (2) |
Na2CO3溶液能与某些盐溶液反应 |
[拓展延伸]“垃圾是放错了位置的资源”,对下列物质的利用,正确的是 。
A.“探究一”中剩余溶液的混合液,可用于检验“探究二”中洁厕灵是否过量
B.“探究二”中生成的这种气体,可以作为气体肥料
C.“探究三”中生成的这种固体,可以作食品干燥剂
D.“探究四”中剩余溶液的混合液,可以除去NaNO3溶液中混入的Ca(NO3)2
研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。如图1所示实验,先检查装置气密性,再将橡皮塞连接气体压力传感器,烧瓶中放入铝片和稀盐酸,塞紧瓶塞并打开仪器,一段时间后,得到如图2所示的气体压强与时间的关系曲线图。
(1)铝与稀盐酸反应的化学方程式为 。
(2)AB段气体压力变化不明显的原因是 ;CD段气体压力逐渐下降的原因是 。
(3)从BC段看反应的速率是先变快后变慢,导致变慢的因素有 (填序号)
a.铝片的表面积
b.盐酸的浓度
c.温度
某化学活动小组同学发现,不同物质在发生变化时,即使实验现象相同,其变化的实质也可能存在着本质的区别。
同学们利用如图所示的装置进行了以下两个实验。
实验Ⅰ:在集气瓶底部放入一定量的硝酸铵固体,再将注射器中的水注入瓶中,振荡。
实验Ⅱ:向充满二氧化碳的集气瓶中注入一定量的氢氧化钠溶液,振荡。
[现象分析]上述两个实验过程中,U形管中液面均出现 (填“左高右低”或“左低右高”)现象,其中实验Ⅰ没有发生化学变化,实验Ⅱ发生了化学变化,其反应的化学方程式为 。
[归纳总结]相同的实验现象既可以由物理变化引起,也可以由化学变化引起。
[拓展延伸]在探究白色固体的组成时,也需考虑相同现象是否存在着本质区别。
有一包白色固体,可能含有氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙中的一种或几种。为了探究白色固体的成分,同学们做了以下实验。
步骤1:甲同学取一定量的白色固体于试管中,加入一定量的水后振荡,触摸试管外壁,没有感觉到放热现象,说明白色固体中没有 。
试管底部有白色不溶物,甲同学认为白色固体中一定含有碳酸钙,乙同学认为上述现象不足以证明碳酸钙的存在,其理由是 。
步骤2:为进一步得出准确的结论,他们进行了下面所示实验。
实验操作 |
实验现象 |
实验现象 |
(1)将步骤1试管中物质过滤,向滤液中滴加 。 |
溶液由无色 变成红色 |
白色固体中 含有 |
(2)向滤出的固体中加入足量的 。 |
有气泡产生 |
陈东同学在做“盐酸中和氢氧化钠”的实验时,实验前忘记向氢氧化钠溶液中滴加酚酞溶液,导致无法判断中和反应进行的程度,于是他对反应后溶液的酸碱性进行了探究。
[探究目的]确定反应后溶液的酸碱性
[猜想与假设]反应后溶液可能呈碱性,也可能呈 ,也可能呈 。
[实验验证]
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
取反应后溶液少许,滴加几滴酚酞溶液 |
|
溶液呈酸性或中性 |
[继续验证]可以设计多种方案进行验证
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
方案1:取反应后溶液少许,加入少量氧化铜粉末 |
若粉末部分或全部溶解,溶液变为蓝色 |
溶液呈 |
若粉末不溶解,溶液不变色 |
溶液呈 |
|
方案2:取反应后溶液少许,加入少量 |
若有气体放出,溶液变为浅绿色 |
溶液呈酸性,反应的化学方程式是 |
若 |
溶液呈中性 |
学习了碳酸钠的性质后,小莹和小雨各取三支试管做了如下实验。
(1)试管A中酚酞溶液变为红色,说明碳酸钠溶液显 性。
(2)试管B中的实验现象为 。
(3)试管C中发生反应的化学方程式为 。
实验结束后,小莹和小雨将各自三支试管中的物质分别倒入①号、②号烧杯中,静置一段时间后观察到如下实验现象,请分析:
编号 |
实验现象 |
实验分析 |
①号烧杯 |
溶液呈红色,且有白色沉淀 |
溶液中的溶质一定有 (填除指示剂外的全部溶质,下同) |
②号烧杯 |
溶液呈无色,没有白色沉淀 |
溶液中的溶质一定有 ,可能有HCl |
为了确定②号烧杯中可能含有的溶质是否存在,小雨同学继续进行探究。
[实验验证]
取②号烧杯中的溶液于试管中,加入锌粒后,观察到 ,说明溶质中含有HCl。
[讨论交流]
下列试剂中可以代替锌粒达到探究目的的是 (填字母序号)。
A.Fe2 O3 B、CO2 C、Cu
[实验反思]
两位同学讨论后一致认为,两烧杯中出现不同现象的原因是反应物的用量不同。
某班同学在实验室完成实验探究后得到废液A,其中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜。老师将同学们分成甲乙两组,继续进行如下实验,请完成下列相关问题:
[甲组任务]将废液转化成硫酸亚铁晶体。实验流程如图
(1)滤液B中的溶质来自于哪几个部分?
(2)写出上述流程中的一个化学反应方程式: 。
[乙组任务]利用废液来探究金属铝的化学性质。实验流程如图:
(3)滤渣C中一定没有 。
(4)滤液D中一定含有的溶质是 (填化学式,下同),可能含有的溶质是 。
学校化学兴趣小组的同学对酸碱中和反应进行探究:
[提出问题]氢氧化钠与盐酸能否发生反应?
[查阅资料]NaCl溶液显中性。
[进行实验]甲、乙两组同学分别进行实验,甲组同学先向试管中加入约2mL氢氧化钠溶液,再滴入酚酞溶液,溶液变红,然后逐滴滴入稀盐酸,边滴加边振荡,直到溶液恰好变为无色。
[实验结论]氢氧化钠与盐酸 能 (填"能"或"不能")发生反应。
[发现问题]乙组同学在滴入稀盐酸的过程中,观察到有气泡产生,所以确定本组所用氢氧化钠溶液已变质,其变质的原因是 (用化学方程式表示)。
[猜想与假设]同学们对变质的氢氧化钠溶液的溶质成分进行探究。
猜想Ⅰ:只有碳酸钠
猜想Ⅱ:
[查阅资料]CaCl 2溶液、Ca(NO 3) 2溶液都呈中性。
[进行实验]实验过程如图:
回答下列问题:
(1)适合操作(一)的X溶液是 。
A.Ca(OH) 2溶液
B.CaCl 2溶液
C.Ba(OH) 2溶液
(2)根据(1)中所选的X溶液,生成沉淀C的化学方程式为 。
(3)过滤操作中玻璃棒的作用是 。
(4)操作(二)可以为:取少许溶液D于试管中,滴加酚酞溶液,若溶液 则猜想Ⅱ成立。
[实验反思]通过本实验同学们认识到,氢氧化钠溶液必须 保存。
明明同学发现妈妈蒸馒头、炸油条时常常用到发酵粉或碱面。这是为什么呢?查阅标签得知:发酵粉的主要成分是碳酸氢钠和有机酸,碱面的主要成分是碳酸钠。带着这个问题,他和小组同学起走进实验室,展开了一系列的探究活动:
[设计与实验一]观察碳酸氢钠和碳酸钠都为白色粉末状固体。分别取两种固体少量于试管中,加水振荡至充分溶解,得到无色溶液。
[设计与实验二] (1) 在白色点滴板里进行如图1所示实验,观察到紫色石蕊溶液都变成 色。
(2)如图2分别取适量碳酸氢钠和碳酸钠粉末于试管中,滴加稀盐酸。观察到试管甲中都 ,试管乙中澄清石灰水都变浑浊。写出试管甲中反应的化学方程式 (任写一个)。
[归纳与总结]以上实验说明,碳酸氢钠和碳酸钠溶液都呈 性;都能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。大家认为:发酵粉或碱面能用来蒸馒头、炸油条,是因为 。
同伴芳芳提出猜想:蒸馒头、炸油条时温度都比较高,会不会是受热后它们都分解了呢?
[设计与实验三]芳芳和同学一起设计方案,并用如图所示的装置进行实验,请你帮她完成实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
加热碳酸氢钠时,试管内壁有水珠,澄清石灰水变浑浊。 |
碳酸氢钠受热 ,有水和二氧化碳气体生成。 |
|
加热碳酸钠时,试管内壁和澄清石灰水都没有明显变化。 |
|
[解释与结论]由此可知,芳芳的猜想 (填“正确”或“不正确”)。
通过以上实验,小组同学对碳酸氢钠和碳酸钠的性质有了较全面的认识,它们的性质既有相似之处,也有不同之处。同时,对物质的性质往往决定其用途,而物质的用途又反映其性质有了进一步理解。