实验室新进一批浓硝酸,化学兴趣小组为研究该试剂的保存方法,开展相关探究。请根据要求回答问题:
(1)打开盛装浓硝酸的试剂瓶,立即观察到瓶口有白雾产生。据此可知,浓硝酸具有______(填一条物理性质)。为进一步证明浓硝酸具有该性质,兴趣小组设计如下装置(脱脂棉团因喷有稀氢氧化钠与酚酞混合液而呈红色)进行实验,实验过程中将观察到的现象是_______,发生反应的化学方程式为______。
(2)将少量浓硝酸置于试管中,采用强光照射或者稍加热,立即观察到溶液上方有红棕色气体产生。据此现象可推知浓硝酸具有_____(填一条化学性质)。
(3)通过上述两个实验可知,实验室应如何保存浓硝酸?
答:__________________。
小明同学欲通过实验证明“二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂”这一命题,他设计并完成了下表所示的探究实验:
|
实验操作 |
实验现象 |
实验结论或总结 |
|
各步骤结论 |
总结 |
|||
实验一 |
将氯酸钾加热至熔化,伸入带火星的木条 |
木条复燃 |
氯酸钾受热分解能产生氧气,但是 。 |
二氧化锰是氯酸钾受热分解的催化剂 |
实验二 |
加热二氧化锰,伸入带火星的木条, |
木条不复燃 |
二氧化锰受热不产生氧气。 |
|
实验三 |
|
木条迅速复燃 |
二氧化锰能加快氯酸钾的分解速度。 |
(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格;
(2)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是 ;第二方面的实验是要 。
某校化学研究性学习小组的同学对一瓶敞口放置的氢氧化钠产生了兴趣,甲乙两组同学围绕这瓶氢氧化钠进行了一系列的探究活动。
【提出问题】①氢氧化钠是否完全变质②样品中碳酸钠的质量分数是多少?
【查阅资料】①氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水
②向氢氧化钠和碳酸钠混合物中加入盐酸时,盐酸先与氢氧化钠反应,再与碳酸钠反应;
【设计实验】实验一:探究氢氧化钠固体的变质情况
①取少量该固体样品置于试管中,向其中加入稀盐酸,发现有气泡产生,说明该样品中含有碳酸钠,由此可确定该固体已发生变质。则反应方程式为 。
②为探究该固体中是否还有未变质的氢氧化钠,同学们又进行了如下表所示的实验。请将下表填写完整。
实验目的 |
实验操作 |
现象 |
结论或化学方程式 |
除去碳酸钠 |
取少量该固体样品溶于水配成溶液,滴加适量的氯化钙溶液, 充分反应后过滤 |
|
有关反应的化学方程式为 |
检验是否含有氢氧化钠 |
向过滤后的滤液中滴入 |
|
该样品中含有氢氧化钠 |
实验二:测定其中碳酸钠的质量分数
【设计方案】
①甲组同学:称取16.40g样品,放入过量的盐酸直到反应停止,共收集到4.40g二氧化碳。(设计思路:根据样品与盐酸反应生成二氧化碳的质量求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。)
②乙组同学:称取16.40g样品,加水配成溶液,向溶液中加入过量的澄清石灰水。过滤、洗涤、干燥,共得到白色沉淀10.00g。(设计思路:根据样品与石灰水反应生成沉淀碳酸钙的质量,先求出碳酸钠的质量,再计算样品中碳酸钠的质量分数。)
【解决问题】根据两组同学的实验结果,请你帮助他们计算出样品中碳酸钠的质量分数:_______。(任选一组数据进行计算,写出过程)
【交流与反思】
(1)在交流时,老师问同学们“能否用上述实验所得的数据计算出样品中氢氧化钠的质量分数”,甲乙两组的同学都一致认为可以。但小明思考后,觉得甲、乙两种方案都不妥,理由是:
小明又重新设计新方案:先用电子秤准确称取16.40g变质的NaOH样品放入锥形瓶中,用电子秤秤得锥形瓶及样品的总质量为51.40g,再把175.00g 7.3%稀盐酸平均分成7份依次加入样品中,每次充分反应用电子秤秤得锥形瓶及所盛物质的质量,实验数据记录如下:
加入盐酸的次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
第四次 |
第五次 |
第六次 |
第七次 |
锥形瓶及所盛物质的总质量 |
76.40 |
101.40 |
126.40 |
151.40 |
174.20 |
197.00 |
222.00 |
(2)请根据上述实验数据,计算样品中氢氧化钠的质量分数为_________。(不要写出计算过程)
(7分)在化学课上,甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上附粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ,白色物质可能是Na2O或 ;
乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是 。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠:Na2O + H2O = 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。
|
实 验 操 作 |
实验现象 |
结论 |
方案 1 |
取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 |
溶液变成红色 |
白色物质 为Na2O |
方案 2 |
取样品少量放入试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 |
出现白色沉淀 |
白色物质 是 |
静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 |
无明显现象 |
【反思评价】丙同学认为方案1得到的结论不正确,理由是 。
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为 。
通过以上探究,你还能获得哪些结论,请写出两条。(答对本小题将奖励4分,但全卷总分不超过60分)
⑴ ,
⑵ 。
(7分+4分奖励)小明对妈妈买来的一包焙制糕点、面包的发酵粉发生兴趣,他拆开发酵粉包装,里面有两小袋白色粉末:一袋是碳酸氢钠(NaHCO3),另一袋是酒石酸(C4H6O3)。妈妈告诉小明烤制面包的方法:将加有两种粉末的面团揉和均匀后,放在烤箱中烘烤,就可制成疏松多孔的面包。下面是小明探究这种发酵粉的过程,请你完成相应的填空:
【查阅资料】
(1)酒石酸是一种易溶于水的固态有机酸,广泛存在于水果中;
(2)发酵粉产生的CO2能够使面团疏松多孔;
(3)NaHCO3受热易分解,而Na2CO3,受热不分解。
【提出问题】发酵粉如何产生CO2 ?
【猜 想】
A.……
B.酒石酸与NaHCO3在溶液中反应产生CO2;
C.NaHCO3受热产生CO2。
【实验探究】
(1)小明取少量NaHCO3粉末于试管中,加入适量水,无气体产生,从而否定了猜想A。猜想A是“ ”。
(2)小明将酒石酸粉末和NaHCO3粉末在纸上混合均匀,放入试管,没有观察到明显现象。当他向试管中加人蒸馏水后,观察到产生大量的气体,将气体通入澄清石灰水出现白色浑浊,猜想B正确,说明了NaHCO3具有的化学性质之一是 。
(3)为探究猜想C,小明设计了如右图所示的实验装置:他取适量NaHCO3粉末加入a试管中,加热,观察到a试管管口有水生成,b试管中澄清石灰水变浑浊。持续加热直至两支试管均不再发生变化时,发现a试管中仍残留有较多白色固体粉末,向该粉末中滴加稀盐酸,有使澄清石灰水变浑浊的气体产生,说明该粉末是 。试写出a、b试管中发生反应的化学方程式 、 .
【发现问题】小明在总结实验时发现新问题:为什么酒石酸粉末与碳酸氢钠粉末混合时无反应现象,而加水立即反应?
【深人探究】请你就小明发现的新问题提出猜想并设计实验验证。若正确,本题另奖励4分,化学卷总分不超过60分。
【猜 想】
【实验验证】(1)
(2)
(7分)在一次实验课上,各小组同学在不同地点找来的小石块与稀盐酸反应制取二氧化碳。此反应的化学方程式为 。
小明发现,相邻小组气体产生的速率比自己小组的快。小明将这一情况报告老师,老师鼓励他们对此问题共同探究。
【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么?
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同;
②所用盐酸的溶质质量分数不同;
③还可能是 。
【设计实验】(1)验证猜想①是否成立,要设计的实验:分别取大小相同、质量相同、
的石块,加入质量相同、 的稀盐酸进行实验。
(2)验证猜想②是否成立,对盐酸的要求是 。
【交流讨论】实验中可以通过观察气泡产生的剧烈程度,粗略地比较反应速率。若要做到精确比较,应该测量的实验数据是 。
【拓展延伸】上述实验中,小明采用了控制变量的研究方法。用此方法探究“催化剂对过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”,需要控制不变的因素有(答出两点即可)
等。
某化学兴趣小组对教材中“测定空气里氧气含量”的实验(见图I)进行了大胆改进,设计图(Ⅱ)(选用容积为45mL的18×180mm的试管作反应容器)实验方案进行,收到了良好的效果。请你对比分析下面图I、图Ⅱ实验,回答下列有关问题:
(1)按图I所示装置进行实验,红磷在瓶中燃烧时的主要现象是 ① ;发生反应的文字表达式为 ② 。若止水夹未夹紧,会导致测定结果_____③________(填“偏小”、“偏大”或“不变”,下同);若图Ⅰ中集气瓶口漏气,会导致测定结果 ④ 。
(2)按图Ⅱ所示装置进行实验
①实验前,打开弹簧夹,将注射器的活塞前沿从20 mL刻度处推至15mL刻度处,然后松手,若活塞仍能返回至20mL刻度处,则说明 。
②按图Ⅱ实验时的操作步骤如下:
a、读取注射器活塞的数据。 b、撤去酒精灯,待试管冷却到室温后松开弹簧夹。
c、将少量红磷平装入试管中,将20mL的注射器活塞置于15mL刻度处,并按图Ⅱ中所示的连接方式固定好,再将弹簧夹紧橡皮管。d、点燃酒精灯。e、检查装置的气密性。
你认为正确的实验操作顺序是 (填序号)。
③当红磷与氧气充分反应后,移开酒精灯并打开弹簧夹,注射器活塞将从15mL刻度处慢慢前移到约为 mL刻度处才停止。
某校化学兴趣小组的同学利用下列装置进行实验。
实验目的:(1)用高锰酸钾制取一瓶氧气,做细铁丝燃烧的实验。
(2)粗略测定加热2 g高锰酸钾所收集到的氧气体积。
反应原理:(用化学方程式表示)
(1)高锰酸钾制氧气:_______________________________________
(2)细铁丝在氧气中燃烧:_______________________________。
装置连接:为达到实验目的(2),各装置的正确连接顺序是:(填接口的字母)
a→( )( ) →d
问题分析:
(1)实验过程发现B瓶中的水变红了,原因是:________________。
(2)用收集到的氧气做细铁丝燃烧的实验时,发现瓶底炸裂,发生失误的操作可能是:_______________________________________________________。
(3)本实验中,收集氧气的时机是加热后马上收集,若是在气体连续不断产生之后才开始收集,则测得的氧气的体积会比比实际值 (填“偏大”或“偏小”或“不变”)。
(4) 实验结束时,乙同学发现收集到的O2大于理论产量,针对这一现象,同学们进行了如下探究:
【提出猜想】猜想I:反应生成的MnO2分解放出O2;
猜想Ⅱ:反应生成的K2Mn04分解放出O2。
做出上述两个猜想的理由是 。
【实验验证】同学们分为两组,分别进行以下实验:
①第一组同学取一定质量的Mn02,在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得Mn02的质量不变。则猜想________________错误。
②第二组同学取K2Mn04在250℃条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论。该组同学选择的实验方法是_________________ 。
松花皮蛋是我们喜爱的食品,制皮蛋料泥的原料主要是:生石灰、纯碱、草木灰(主要成分是K2CO3,实验中不考虑其它杂质)等,同学们对料泥进行了如下实验探究:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
1、将原料按一定比例混合放入烧杯中,加适量的水搅拌、充分反应 |
,有白色沉淀生成 |
滤渣A中一定有. |
2、将上述烧杯中的物质过滤、洗涤 |
得到白色滤渣A和无色滤液B |
|
3、取少量滤渣A于试管中加水充分溶解,取上层清液滴加 | 上层清液由无色变成红色 |
小杰同学结合上述实验,推断出滤液B中的溶质是
不正确的实验操作,可能会对实验产生影响或造成严重的后果.
(1)下列仪器可以直接加热的是:(选填序号):
①烧杯 ②锥形瓶 ③集气瓶 ④蒸发皿
(2)下列图示实验操作中,正确的是:(选填序号).
化学兴趣小组同学按下图一实验时,发现有气泡产生,于是对这异常现象进行了探究。
(1)对气体成分的探究:加热MnO2样品,将燃着的木条伸入管口,木条熄灭,将气体通入澄清石灰水,变浑浊,由此知产生的气体是 ① 。
(2)对气体来源的探究:
①假设一:甲同学认为该气体来源于试管中的空气,请你设计实验证明该假设不成立。
实验步骤及现象 |
结论 |
② |
假设不成立 |
②假设二:乙同学认为,MnO2中可能混入了炭粉,加热时反应生成了该气体,于是按图二进行探究,其中A的作用是除去空气中可能有的该气体。则A中的试剂是(填名称) ③ ,实验后观察到C处变浑浊,乙认为假设成立。
③丙同学认为,乙同学得出的结论不严密。图二中通入的是空气,虽然用A除去了空气中可能含有的该气体,但在B处有可能发生反应 ④ (写出方程式)生成该气体,所以,应该把空气换成 ⑤ ,这样乙的推断就严密了。
某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
I、实验方案
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,测得的pH逐渐变小直到pH小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
⑴反应后,所得溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”)
⑵用pH试纸测定NaOH溶液pH时,正确的操作是:
。
⑶简述强调“测得的pH小于7”的理由:
______________________________________________________________________________。
方案二:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 克混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表)。
编号 |
盐酸 |
NaOH溶液 |
△t/℃ |
1 |
3.65﹪ |
2.00﹪ |
3.5 |
2 |
3.65﹪ |
4.00﹪ |
x |
3 |
7.30﹪ |
8.00﹪ |
14 |
⑷表中x = 。
⑸某同学在没使用温度计的情况下,通过下图所示装置完成了实验。则该同学根据实验现象:
,判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。
II、实验中的意外情况
在实验过程中,他们发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:①可能是NaOH;②可能是Na2CO3;③可能是NaOH和Na2CO3。
⑹小明同学取白色粉末少许,溶于水后,先向溶液中加入足量的 溶液,看到白色沉淀产生,然后向上层清液中加入酚酞试液,看到溶液呈红色,验证了猜想③是正确的。
⑺为了进一步研究,三位同学取了10.0g上述样品,利用电子天平共同做了下图所示的实验。
实验数据记录如下:
称 量 项 目 |
称 量 时间 |
质量(g) |
试样 |
|
10.00 |
装置+稀硫酸质量 |
|
241.20 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后15秒 |
249.20 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后35秒 |
247.00 |
装置+稀硫酸质量+试样 |
反应开始后55秒 |
247.00 |
试通过分析表中数据计算上述样品中各成份的质量分数分别是多少?(写出计算过程)。
(8)有同学提出按上述实验所测得试样中Na2CO3质量分数会偏小,该同学的理由是(实验操作均正确): 。
叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某化学小组同学对其进行下列研究。
【查阅资料】
①NaN3受撞击会生成Na、N2.
②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成.
③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物.
④NaN3的制备方法是:将金属钠与液态氨反应制得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和氨气(NH3).
【问题探究】
⑴汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解,写出该反应的化学方程式:
① 。
⑵工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,其原因是(用化学方程式表示):
② 。
⑶为测定某工业级NaN3样品中含有Na2CO3的质量分数,化学小组同学设计了如下实验
装置。
①小明同学认为通过测定装置 I中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na2CO3的纯度,小组内同学通过讨论认为不可以,其理由可能是 ③ 。
②小刚同学在大家讨论的基础上,设计了装置II.请分析:装置II中A的作用 ④;若无装置C,对测定结果造成的影响是 ⑤ (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);
③根据装置II,小组同学设计的实验步骤有:
a.称量装置D.
b.称量样品,检查装置气密性.
c.打开弹簧夹,鼓入空气.
d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,注入足量的稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞.
其正确顺序为 ⑥ (填字母序号,可重复).
⑷该小组对某一工业级NaN3样品进行检测。取100克该样品于烧杯中,加水将其溶解,然后逐滴加入一定溶质质量分数的稀硫酸并不断振荡。
首先发生的反应是:2Na2CO3+H2SO4=2NaHCO3+Na2SO4;然后发生的反应是:2NaHCO3+H2SO4= Na2SO4+2H2O+2CO2↑;在上述过程中生成二氧化碳的质量与加入稀硫酸质量的关系如图甲所示。
①请你根据以上信息,在图乙的坐标系中画出检测过程中烧杯中溶液的质量随滴加硫酸溶液质量的变化曲线。
②计算该样品中纯碱的质量分数。
在日常生活中,有这样的说法,“肥皂水是碱性的,洗衣粉溶液是酸性的”。这种说法正确吗?肥皂和洗衣粉混用会降低去污效果吗?某科学兴趣小组对此进行了探究,实验过程如下:
①取三个塑料杯,分别编为甲、乙、丙,在甲杯中加入5克洗衣粉、乙杯中加入5克肥皂、丙杯中加入2.5克洗衣粉和2.5克肥皂混合。
②在三个塑料杯中,分别加入相同温度、相同质量的水,充分搅拌使之完全溶解,并测出溶液pH。
③在相同温度下,将三块大小、油污程度均相同的白棉布分别放入三杯溶液中浸泡10分钟后,取出观察,实验结果记录如下:
|
甲 |
乙 |
丙 |
洗涤前洗涤剂溶液pH |
10 |
8 |
9 |
去污效果 |
基本去除油污 |
基本去除油污 |
基本去除油污 |
换另一种品牌洗衣粉和肥皂做同样实验,实验结果记录如下:
|
甲 |
乙 |
丙 |
洗涤前洗涤剂溶液pH |
8 |
9 |
9 |
去污效果 |
完全去除油污 |
完全去除油污 |
完全去除油污 |
根据上述实验,回答下列问题:
(1)“肥皂水是碱性的,洗衣粉溶液是酸性的”,这种说法正确吗? (选填“正确”或“不正确”)。
(2)将肥皂和洗衣粉混合使用会降低去污效果吗? (选填“会”或“不会”)。
(3)为什么要换另一种品牌洗衣粉和肥皂重复同样的实验?
钛(Ti)是一种重要的航天金属材料.某学习小组为了探究Ti、 Al 、 Cu的金属活动性:
[提出假设] a. Ti金属活动性比Al强 b. Al金属活动性比Cu强
[查阅资料] Ti能与盐酸反应。
[实验设计] 同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的盐酸中反应,观察现象。
[操作分析] 三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是
A 除去氧化膜,利于直接反应 B 使表面光亮,易观察现象
C 使反应金属温度相同,易反应
[实验现象]
金属 |
Ti |
Al |
Cu |
与盐酸反应 |
反应缓慢 |
反应剧烈 |
无明显现象 |
[实验结论] (1)原假设 不正确(填“a” 、 “b”或 “ab”)
(2)三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为 。
[结论应用] 能否用铝制容器来盛放波尔多液(含硫酸铜) 。(填“能”或“不能”)