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。
有一包固体粉末,可能含有Na2CO3、FeCl3、CaCl2、KOH、NaCl中的一种或几种。为探究其成分进行如下实验:①取少量固体粉末加入足量的水,充分搅拌后过滤,得到白色沉淀和无色滤液;②向滤液中滴加酚酞,溶液变红。下列说法错误的是( )
A.粉末中一定不含FeCl3
B.粉末中一定含有KOH、Na2CO3、CaCl2
C.不能确定粉末中是否含有NaCl
D.粉末中一定含有Na2CO3、CaCl2
某研究性学习小组通过查阅资料获知以下信息:将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中,在溶液中先后发生以下两个化学反应:
2NaOH+CO 2=Na 2CO 3+H 2O (先发生反应)
Na 2CO 3+CO 2+H 2O=2NaHCO 3(后发生反应)
同学们开展了下列探究活动:
【提出问题】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的氢氧化钠溶液中,反应后所得溶液中溶质的成分有哪些?
【猜想假设】Ⅰ.NaOH 和Na 2CO 3;
Ⅱ.只有 Na 2CO 3;
Ⅲ. ;
Ⅳ. .
【实验探究】将二氧化碳气体慢慢地通入一定量的某氢氧化钠溶液中,再将反应后所得溶液按下列流程进行实验并测出相关数据:
小资料:碳酸盐一般不易溶于水,如 CaCO 3难溶; 碳酸氢盐绝大多数易溶于水,如 Ca(HCO 3) 2易溶.
【获得结论】根据上述信息,分析反应后所得溶液中溶质的成分并计算溶质的质量,将结
果填入下表:
溶质的化学式 |
溶质的质量/g |
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|
②如果溶质的成分只有一种,请填写在第一行;如果溶质的成分有两种,请分别在两行中各填写一种物质.
某混合气体中含有CO、CO2、SO2三种气体。某兴趣小组对此进行了探究。
[查阅资料]
Ⅰ.SO2能使品红溶液褪色,易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,能与氢氧化钠溶液反应,能使澄清的石灰水变浑浊。
Ⅱ.CO和CO2均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
Ⅲ.CO与CuO反应的化学方程式为:CO+CuOCu+CO2。
[实验探究]为验证这三种气体,同学们在老师指导下,设计并进行如下实验:
[事实与结论]通过实验验证了以上三种气体的存在,请完成下列空格:
(1)装置E的作用是 。
(2)能证明气体中含有SO2的现象是 ,含有CO2的现象是 。
[反思与评价]若将装置①和装置②互换,则无法验证的气体是 (填写化学式)。
固体X可能由氢氧化钠、碳酸钠、氯化钠、硝酸镁、硝酸钡、硫酸钠、硫酸铜中的一种或几种物质组成(提示:以上物质中,只有氢氧化钠和碳酸钠的水溶液显碱性).为确定其组成,进行如下实验:
①将固体X 加入水中充分溶解,得到无色溶液.②测X溶液的pH值,pH=13. ③向X的溶液中加入足量的硝酸钡溶液,产生白色沉淀,过滤.④向步骤③所得沉淀中加入足量的稀盐酸,沉淀不溶解.⑤向步骤③所得的滤液中加入过量的稀硝酸,再加入硝酸银溶液,产生白色沉淀.
根据以上实验信息,下列关于固体X组成的判断正确的是( )
A.不能确定是否有硝酸镁
B.氯化钠一定存在
C.不能确定是否有氯化钠
D.硫酸钠和氢氧化钠一定存在
某工业铁红(Fe2O3)样品中可能混有一种黑色的金属氧化物杂质。根据工业制取铁红分析,该杂质可能是FeO或CuO,兴趣小组同学为探究样品中是否含有杂质及杂质的成分,进行如下实验。
(1)甲组同学分别取质量相等的样品和Fe2O3,加入试管Ⅰ、Ⅱ中,然后加入等体积稀硫酸进行如图对照实验,并得出结论:样品中不含杂质,你认为该结论 (填“合理”或“不合理”。)
(2)乙组同学按下列步骤进行实验:
收集资料
①上述三种氧化物在加热条件下,都能与氢气反应得到相应的金属单质和水。
②三种氧化物中氧元素的质量分数由大到小的顺序为 。
③铁粉中混有少量铜时,难以从金属颜色确定是否含有金属铜。
设计方案进行实验
乙组同学用如下图装置进行实验(碱石灰是氧化钙与氢氧化钠固体混合物)。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A→F→ → → →B,检查装置气密性后,向各装置中加入药品,装置F中试剂X是 溶液,装置C的作用是 。
②下列实验操作步骤的合理顺序是 (填写操作编号)。
a.加热装置D中反应管 b.检验H2的纯度
c.打开装置A中分液漏斗活塞,向圆底烧瓶中加入稀盐酸
③该实验处理尾气的方法是 。
实验分析与结论
乙组同学的两次实验数据如表:(两次实验工业铁红均与氢气完全反应)
实验编号 |
加入装置D中工业铁红的质量(g) |
实验后装置E的增重(g) |
1 |
8.0 |
2.6 |
2 |
16.0 |
5.2 |
①分析数据,你的实验结论是 。
②请帮助乙组同学设计实验方案确认该样品中杂质的成分 。
(写出操作、现象和结论,若该样品中不含杂质本题不必作答)
实验室有一份氯化钠和氯化钡混合物样品。兴趣小组同学设计了如下实验方案,分离提纯氯化钠并测定样品中氯化钠的质量百分含量,请回答下列问题:
(1)用托盘天平称量样品前对天平进行的第一步操作是 。
(2)向溶液①中加入足量Na2CO3溶液的目的是 。该小组同学用如图所示装置进行操作Ⅱ,请指出操作中存在的两处错误: 、 。
(3)下列关于操作Ⅲ的说法正确的是 (填序号)。
a.该操作中用到的玻璃仪器有酒精灯、玻璃棒、蒸发皿
b.该操作中用玻璃棒不断搅拌的目的是防止局部温度过高,造成液滴飞溅
c.当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热
d.停止加热后,立即将蒸发皿直接放在试验台上。
(4)样品中氯化钠质量百分含量为 。
铁及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(一)铁的应用和防护
(1)某麦片中含微量铁粉,食用后铁粉与胃酸反应转化为人体可吸收的铁元素,反应的化学方程式为 。
(2)铁锈主要成分是Fe 2O 3•nH 2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
(3)如图实验说明NaCl在铁生锈中的作用是 。
(4)铁生锈的次要过程:Fe FeCO 3•nH 2O FeCO 3
写出Fe转化为总反应的化学方程式 。
(5)为防止铁生锈,可对铁制品进行"发蓝"处理,使其表面生成致密氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
(二)废铁的再利用
黄钠铁矾[NaFe x(SO 4) y(OH) z]是一种高效净水剂。用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe 2O 3和FeCO 3)制备黄钠铁矾的主要流程如图:
(1)将废铁屑研磨成粉末的目的是 。
(2)"酸溶"时H 2SO 4与Fe、FeCO 3反应,还发生反应的化学方程式有 和Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4。
(3)"转化1"发生反应的化学方程式为 。反应时温度不宜过高的原因是 。
(三)黄钠铁矾组成确定
称取9.70g黄钠铁矾,用如图装置进行热分解实验。
【资料】
①NaFe x(SO 4) y(OH) z在T 1℃分解会生成H 2O(气态),提高温度至T 2℃继续分解产生SO 3气体,并得到Fe 2O 3和Na 2SO 4。
②浓硫酸可用于吸收SO 3。
(1)装配好实验装置后,先要 。
(2)分别控制温度在T 1℃、T 2℃对A中固体加热。
①控制温度在T 1℃加热,实验后测得B装置质量增加1.08g。
②用D装置替换B装置,控制温度在T 2℃,加热至反应完全。
③T 1℃、T 2℃时,加热后均通入一段时间N 2,目的是 。
(3)反应完全后,将A装置中固体溶于足量水,过滤、洗涤、烘干得4.80g固体,将滤液蒸干得1.42g固体(不含结晶水)。
结论:NaFe x(SO 4) y(OH) z中,x:y:z= 。
反思:若该实验过程中缺少C装置,则x:z的值 (选填"偏大""偏小"或"不变")。
现有一包不纯的 Na2SO4固体,可能含有Fe(NO3)3、CaCO3、NaC1、MgCl2、Ba(OH)2中的一种或几种,现做如下实验:
(1)取少量固体溶于足量水,过滤得白色固体A和无色滤液B,则原固体一定不含 。
(2)取固体A,加入足量稀HCl,固体完全溶解,则原固体一定不含 ,一定含有 。
(3)取少量滤液B.滴加NaOH溶液,无明显现象,则原固体一定不含 。
(4)另取少量滤液B,先滴加过量 溶液,静置,再滴加AgNO3溶液,出现白色沉淀,则原固体还含有NaCl。
如图为某同学所做的实验及现象。
(1)实验1发生反应的化学方程式为 。
(2)实验2生成Ca(HCO 3) 2.实验3发生反应的化学方程式为 ,该实验说明CaCO 3比Ca(HCO 3) 2热稳定性 (选填"强"或"弱")。
(3)某地区硬水中溶有较多的可溶性Ca(HCO 3) 2、Mg(HCO 3) 2。
①生活中常用 来区分硬水和软水。
②煮沸硬水可降低水的硬度,同时生成难溶性混合物固体A。
【猜想】固体A中除CaCO 3外,还含有:
猜想1:只含MgCO 3
猜想2:只含Mg(OH) 2
猜想3:MgCO 3和Mg(OH) 2
【实验】取10.0g干燥的固体A,加入足量的稀盐酸充分反应,产生4.4gCO 2气体。
【结论】
①猜想1、2错误。其中判断猜想1错误的理由是 。
②猜想3正确,固体A中MgCO 3和Mg(OH) 2的质量比是 。
【拓展】在100℃时加热溶有较多Ca(HCO 3) 2、Mg(HCO 3) 2的硬水,1小时后得到CaCO 3和Mg(OH) 2•MgCO 3•3H 2O的固体混合物。写出Mg(OH) 2•MgCO 3•3H 2O与稀盐酸反应的化学方程式: 。
铜元素有多种氧化物,如CuO、Cu2O.称取14.4g仅含Cu、O两种元素的固体样品、采用如下装置实验(夹持装置省略)。测得实验前后装置B增重4.4g。下列说法正确的是( )
A.装置B的作用是吸收反应生成的H2O和CO2
B.实验开始前应先关闭K2,打开K1,让CO通一段时间
C.根据实验数据进行计算,可以确定该固体为Cu2O
D.若缺少装置C,则实验所得Cu、O个数比偏高
实验课上,老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe 2O 3)粉末中的一种或两种,为确定该粉末的成分,同学们进行了如下探究,请你参与其中并回答问题。
[提出猜想]甲组:铜粉;乙组:氧化铁粉末;丙组: 。
[设计实验]
方案1:取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的 (从下列试剂中选择:氯化钠溶液、稀盐酸、氢氧化钠溶液)振荡,若甲组猜想正确,则实验现象为 。
方案2:取8g红色粉末放入硬质玻璃管中,先通入CO,然后用酒精喷灯加热一段时间(实验装置如图1所示),停止加热并继续通入CO至装置冷却。
若乙组或丙组猜想正确,则硬质玻璃管内发生反应的化学方程式是 。实验时要先通CO再加热的目的是 。
[数据处理]
等装置完全冷却到室温,称量硬质玻璃管内剩余固体质量为mg。若乙组猜想正确,则m的取值范围是 。
[实验反思]
图1虚线框内的装置是用于吸收CO 2;并收集CO,请从图2(广口瓶内均为氢氧化钠溶液)中选择最合适的装置 (填序号)。
某固体混合物中可能含有氢氧化钠、硝酸钠、氯化钠,硫酸钠、碳酸钠。为了研究该混合物的成分,某同学按下列流程进行了实验(各步均恰好完全反应):
根据流程图回答问题:
(1)反应③的化学方程式为 ,反应④的化学方程式为 。
(2)根据实验现象推断该混合物中一定含有的物质是 (填化学式)。
(3)该同学为了进一步确定固体混合物的组成,取样品20.9g(其中含钠元素质量为6.9g),按上述流程图进行实验,产生11.65g白色沉淀A,产生2.2g气体W.通过计算,确定该混合物中还含有的物质是 (填化学式),其质量为 g。
现有不纯的氧化铜样品16g,所含杂质可能是氧化铝、氧化镁、木炭粉、氯化钠。向其中加入200g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸,恰好完全反应,没有固体剩余。则下列判断不正确的是( )
A.原固体样品中肯定不含木炭粉
B.原固体样品中可能含有氯化钠
C.反应生成3.6g水
D.反应后所得溶液中含有两种溶质