兴趣小组的同学对铝的某些性质进行相关探究。
【实验回顾】
(l)铝与稀盐酸反应。
①用如图1所示装置制取氢气。
铝与稀盐酸反应的化学方程式为 。
②用B装置收集氢气的原因是 。
(2)在金属活动性顺序里,金属能否置换出盐酸和稀硫酸中的氢,判断的依据是 。
【提出问题】
铝能否与水反应生成氢气?
【查阅资料】
物质 | 钠与水 | 铝与水 | 汞与水 |
能否发生反应 | 能反应 | 能反应 | 不反应 |
【交流与讨论】
(1)铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起到保护膜的作用。如生活中可用铝壶烧水。铝与氧气反应的化学方程式为 。
(2)除去铝表面氧化铝薄膜的方法(举一例) 。除上述方法外,还可以将铝片浸入氯化汞( HgCl 2)溶液中,形成铝汞齐(铝汞合金)破坏铝表面致密的氧化膜且防止其重新生成。
【实验探究】
(1)将铝片完全浸入氯化汞(HgCl 2)溶液中1分钟左右,取出,立即用流水冲洗干净后加入到蒸馏水中(如图2),其表面生成大量气泡、周围出现白色沉淀。铝与氯化汞溶液发生置换反应的化学方程式为 。
(2)在导管口a处涂肥皂水,发现导管口有气泡形成,当气泡离开导管后,气泡 (填"下沉"或"上升"),用燃着的木条点燃气泡,发出爆鸣声。
【实验结论】
铝能与水反应生成氢气。
写出铝与水反应生成氢氧化铝和氢气的化学方程式 。
【实验反思】
(1)图2装置内,在铝与水反应的过程中,若关闭导管上的活塞K,反应停止,其原理是 。当再次打开活塞K,反应继续,产生气泡。铝未能生成氧化铝,其原因是 。
(2)汞有毒,会污染环境,兴趣小组的同学用硫粉处理单质汞,用饱和硫化钠溶液处理使用过的氯化汞废液。
2017年4月,"航母"下水,开拓中国新蓝海。
(1)"航母"舰体材料为合金钢,国产航母使用的"超级钢"具有极佳的抗压性、延展性和焊接性。合金钢是 (填序号)
a.合成材料 b.复合材料 c.无机材料
(2)"航母"升降机可由铝合金制造,用石墨作电极在高温条件下电解熔融氧化铝,在阴极和阳极区分别得到A1和O 2,阳极区使用的石墨易消耗的原因是 。
(3)"航母"螺旋浆可由铜合金制造。铜合金比铜的硬度 (填"大"或"小"),铜比铁在海水中耐腐蚀的原因是 。
(4)由生铁炼钢时,硅(Si)与氧化亚铁在高温条件下反应生成二氧化硅和铁,该反应的化学方程式为
实验室用锌粒与足量稀硫酸反应,制取氢气并还原4.0g氧化铜,实验装置如图(装置气密性良好,夹持仪器省略).
①仪器Ⅰ的名称 ,A中反应的化学方程式是 .
②B中生石灰作 剂;C中反应的化学方程式是 ;D中现象是 .有关的化学方程式是 .
③为确定实验结束后氧化铜是否已基本消耗完,请设计两种不同的方案填入下表.
操作 |
判断依据 |
结论 |
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方案一 |
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方案二 |
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化学课堂上,老师做了如图一的实验(网罩的作用是集中火焰,提高温度)。
(1)随着不断加热,试管①里逐渐有红色固体产生,化学方程式为C+2CuO 2Cu+CO2↑,该反应的基本反应类型属于 。同时试管②里的现象是 ,化学方程式为 。
(2)小明发现通入试管②里的气体有逸出液面的现象,怀疑试管①里还有其它气体生成,比如一氧化碳。老师首先赞扬小明有科学的质疑精神,建议在化学兴趣小组的活动中展开探究。请你也参与其中,一起探究。
[提出问题]碳还原氧化铜的反应还有一氧化碳生成吗?
[猜想与假设]猜想一:没有一氧化碳生成;猜想二:还有一氧化碳生成
[设计方案]在老师的帮助下,小明设计出如图二实验。为了提高实验效果,小明加大了反应物的用量。老师提示:先将两个开关都打开,再加热,反复挤压气球一会儿。老师这样提示的目的是 。
[进行实验]
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
先按老师的提示操作,加热一会儿后,关闭开关2.待充分反应,关闭开关1,停止加热。 |
逸出液面的气体不是二氧化碳 |
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逸出液面的气体是一氧化碳。猜想二成立。 |
[交流与提高]同学们通过对以上实验的讨论与分析,认为一氧化碳的产生至少源自两个反应:一是试管内反应物直接反应生成;二是生成物又发生反应而生成。请你写出其中一个化学方程式 。
实验中生成的二氧化碳被氢氧化钠浓溶液吸收没有明显现象,同学们想进一步检验该反应的生成物,可选用的药品有 (填序号)。
①酚酞溶液 ②氢氧化钙溶液 ③稀盐酸 ④锌粒 ⑤氯化钙溶液
[评价与反思]经过本次活动,同学们感到,正是因为小明具有 精神,我们这次活动才有了更多、更新的收获。
化学试剂厂三个车间排放的废液中分别含有的溶质如下:
甲 |
乙 |
丙 |
Ba(OH)2、NaOH |
NaCl、Na2CO3 |
HCl、NaCl |
按照不同的方式处理,可以得到不同化学产品,从而充分利用资源,变废为宝。
(1)方案一,甲车间废液中加入适量的Na2CO3 溶液,可分离回收Ba(OH )2 和 NaOH,写出该反应的化学方程式 ;
(2)方案二,乙、丙两车间的废液按适当比例混合后,可得到一种溶质为 的中性溶液;
(3)方案三,将三个车间的废液样品混合,过滤。得到无色溶液和白色沉淀。无色溶液中一定含有NaCl,为确定可能含有的溶质,设计下列实验,其中能达到目的是
A. 若只加入MgSO4 溶液,能观察到明显现象
B. 若加入过量的Na2CO3 溶液后,再滴加石蕊溶液,都能观察到明显现象
C. 若加入过量的中性BaCl2 溶液后,再滴加酚酞溶液,都能观察到明显现象
(4)方案四,按照下列方式将三个车间的废液按适当比例混合(假设能反应的物质均恰好完全反应,且中间过程未过滤),最终只生成BaCO3 沉淀和NaCl 溶液的是
已知:①NaHCO3 固体受热分解 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O;②Na2CO3 受热不分解。回答下列问题:
(1)关于 NaHCO3 固体的叙述错误的是 (填标号)。
A.俗称小苏打 B.难溶于水
C.可与稀盐酸发生反应 D.是发酵粉的主要成分之一
(2)欲测定某 NaHCO3固体样品(只含Na2CO3杂质且分布均匀)中NaHCO3的质量分数,将 5.0g 该样品加热至质量不再改变,测得剩余固体的质量、生成CO2的质量随时间变化如图所示。
①NaOH溶液的pH 7(填“>”、“=”或“<”),用该溶液将生成的CO2完全吸收,发生反应的化学方程式为 。
②由图中数据可知,上述5.0g NaHCO3 样品完全分解产生CO2的质量为 g,产生H2O的质量是 g。
③计算该样品中NaHCO3的质量分数(根据化学方程式写出完整的计算步骤)。
已知:2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 2;2Na 2O 2+2H 2O=4NaOH+O 2↑.为了证明过氧化钠(Na 2O 2)固体可在呼吸面具和潜水艇中做供氧剂,某化学兴趣小组的同学利用如图所示实验装置进行探究活动。(铁架台等已略去)
(1)A装置中所发生反应的化学方程式为 。
(2)请将如图F方框中A装置的长颈漏斗和玻璃导管补画完整。
(3)D装置的作用是 。E装置中可能发生的有关反应的化学方程式为 。
(4)为了达到实验的目的, 以上装置导管接口正确的连接顺序为a接 、 接 、 接 、 接b。
(5)氧气可采用B装置收集并用带火星的木条检验,这是利用了氧气的哪些性质?
(6)实验结束后,取C装置中固体溶于水,无气泡产生。请设计实验,检验C装置中固体的成分。(简要写出实验步骤、现象和结论)。
(7)某潜水艇上有100人,如果每人每分钟消耗氧气为0.001kg,假如所需要的氧气全部由Na 2O 2与CO 2反应来提供,则该潜水艇一天所需要Na 2O 2的质量是多少?
化学实验是科学探究的重要手段。
(1)某化学小组用图1装置制取氧气。
①A中发生反应的化学方程式为 。
②用A装置制取氧气时,长颈漏斗下端浸没在液面以下的原因是什么?
③若用B装置收集氧气,请将B装置中导管补画完整。若氧气已收集满,可观察到什么实验现象?
(2)已知甲酸(HCOOH)具有挥发性,在热的浓硫酸中分解生成一氧化碳和水。用图2微型实验装置制取CO,然后用CO还原Fe3O4,并检验气体产物。
①氢氧化钠固体的作用是 。
②写出B中Fe3O4发生反应的化学方程式。
③C中观察到的实验现象是什么?
(3)将20 g 碳酸钙加入到盛有100 g稀盐酸的烧杯中,反应后烧杯中有固体剩余物,且固体剩余物和溶液的总质量为115.6 g(气体的溶解忽略不计)。试计算反应前稀盐酸中溶质的质量分数。
化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
(1)某化学兴趣小组的同学利用下图微型实验装置进行探究实验。
①写出一个双球管中可能反应的化学方程式。
②挤压右滴管并微热燃烧管,白磷燃烧而红磷不燃烧,由此可说明燃烧需要什么条件?
③相同质量的磷、铁、镁分别在氧气中完全燃烧,消耗氧气最多的是 。
(2)实验室可利用如图实验装置制取纯净、干燥的CO,然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑
①A装置中能观察到什么现象?
②写出B装置中反应的化学方程式。
③要达到实验目的,装置中导管接口从左到右的连接顺序为: 一氧化碳发生装置接 、 接 、 接 、 接 。
④从环保角度考虑,还需对以上装置进行改进,请简述改进措施。
(3)将30.9g 氯酸钾(KClO3)和二氧化锰的固体混合物装入试管中,加热制取氧气,同时生成氯化钾。待反应完全后,将试管冷却,称量,可以得到21.3g 固体物质。请计算原固体混合物中氯酸钾的质量。
实验是科学探究的重要途径。
(1)某同学利用如图1微型装置进行实验探究。请回答:
单球管中发生反应的化学方程式是 ;制取的气体收集在集气管中,将红磷在酒精灯上加热后迅速放进集气管,塞紧塞子,观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。
(2)实验室选用如图所示装置制取纯净、干燥的CO2,并验证其部分性质。
①B装置中发生反应的化学方程式为 。
②C装置中浓硫酸的作用是 。
③请在D中简要补画出CO2的收集装置图。
④要证明在E装置中CO2与NaOH溶液发生了反应,应选用的试剂是 。
(3)取12.5g石灰石于装置A中,向其中加入100g足量的稀盐酸,充分反应后(杂质不参加反应),A中固液混合物的质量为108.1g,请计算该石灰石中碳酸钙的质量分数。
某钢铁厂实验室为测定赤铁矿Fe 2O 3的含量,将矿石粉碎(其中杂质既不溶于水也不与酸反应),进行如下实验:
请回答下列问题:
(1)上述实验过程中发生反应的化学方程式为 ;
(2)样品中Fe 2O 3的质量分数是 ;
(3)根据已知条件列式求解200g稀硫酸中溶质质量(x)的比例式 ;
(4)若向最终滤液中加入16g水,所得不饱和溶液中溶质的质量分数为 ;
(5)该钢铁厂每天用上述赤铁矿石1900t来生产生铁,则理论上日产含杂质5%的生铁的质量为 .
科学课上,老师告诉学生“能发生复分解反应的两种盐通常是可溶的”.有“通常”就有“例外”,能否找到某些可溶性盐和难溶性盐发生复分解反应的证据呢?科学兴趣小组进行了探究.
【查阅资料】①水溶液中的复分解反应一般朝着溶液中离子浓度(单位体积溶液中离子数目的多少)减少的方向进行.
②了解到某些难溶性盐的溶解能力和颜色.
3溶液,再加入过量NaCl溶液,有白色沉淀生成.
再往该试管中加入少量KI溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀.
【分析讨论】(1)为什么要加入过量的NaCl溶液?请说明理由.
(2)写出加入少量KI溶液后发生反应的化学方程式.
(3)该反应能发生的原因是AgI在水中的溶解能力 AgCl(选填“大于”、“等于”或“小于”).
【得出结论】某些可溶性盐和难溶性盐之间能发生复分解反应.
铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属.
(一)对古代制品的认识
青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就.
1、上述制品不涉及到的材料是 (选填序号).
A、金属材料 B、无机非金属材料 C、复合材料
2、如图1为出土文物古代青铜铸件"马踏飞燕".该文物能保存至今的原因可能是 (选填序号).
A、铜的活泼性弱 B、铜不会生锈 C、深埋于地下,隔绝空气
(二)铁、铜的冶炼
1、我国古代曾用孔雀石炼铜,涉及主要反应的化学方程式: ,2CuO+C 2Cu+CO 2↑.
2、铁、铜矿石有赤铁矿(Fe 2O 3)、磁铁矿(Fe 3O 4)、黄铁矿(FeS 2)、黄铜矿(CuFeS 2)等.CuFeS 2为二硫化亚铁铜,其中S元素的化合价为 .
(1)工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿.以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 .炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿,可能的原因是:
①黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低;② .
(2)以黄铜矿为原料,采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺,原理为:4CuFeS 2+17O 2+2H 2SO 4 4CuSO 4+2Fe 2(SO 4) 3+2H 2O.
向上述反应后的溶液中加入Fe粉,得到FeSO 4溶液和Cu.
①发生主要反应的化学方程式:Fe+Fe 2(SO 4) 3=3FeSO 4, .
②FeSO 4溶液经蒸发浓缩、 、过滤等操作得到FeSO 4•7H 2O晶体.
(三)黄铜矿中铁、铜含量的测定
在科研人员指导下,兴趣小组称取25.00g黄铜矿(含少量Fe 2O 3和其它不含金属元素的杂质)模拟生物炼铜,使其全部转化为CuSO 4、Fe 2(SO 4) 3溶液.向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu(OH) 2、Fe(OH) 3固体.
1、证明NaOH溶液过量的方法:静置,向上层清液中滴加 溶液,无现象.
2、用图2装置对固体进行热分解实验.
【资料】
①在68℃时,Cu(OH) 2分解为CuO;在500℃时,Fe(OH) 3分解为Fe 2O 3.
②在1400℃时,CuO分解为Cu 2O和O 2,Fe 2O 3分解为复杂的铁的氧化物和O 2.
(1)装配好实验装置后,先要 .
(2)停止加热后仍需继续通N 2,可防止倒吸和 .
(3)控制不同的温度对A中固体加热,测得装置B和C中铜网的质量变化如表.
温度/℃ |
室温 |
100 |
550 |
1400 |
B装置/g |
200.00 |
201.80 |
205.04 |
205.04 |
C中铜网/g |
100.00 |
100.00 |
100.00 |
101.28 |
①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数:ω(Cu)%= ;ω(Fe)%= .
②复杂的铁的氧化物化学式为 .
高纯硅可用于制备硅半导体材料.制备高纯硅的主要生产流程如图所示.
信息:石英砂的主要成分是SiO2,反应①化学方程式SiO2+2CSi+2CO↑
(1)石英砂属于 (填“纯净物”或“混合物”);SiCl4中硅元素的化合价为 ;写出合理处理中间产物CO的一种方法 .
(2)反应③反应除生成高纯硅外,同时还生成一种化合物.请写出此过程的化学方程式 ;
(3)反应③如果H2中混入O2,从安全角度考虑,可能引起的后果是 .
(4)若杂质不参加反应,利用反应①生产含硅质量分数为90%的粗硅2.8吨,计算至少需要焦炭多少吨?
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是一种常用的食品抗氧化剂,小金模仿化工生产,用如图装置来制取Na2S2O5。
已知:A中发生的反应为:H2SO4(浓)+Na2SO3═Na2SO4+SO2↑+H2O
B中发生的反应为:Na2SO3+SO2═Na2S2O5
(1)图中盛放浓硫酸的仪器名称是 ;
(2)写出C中发生反应的化学方程式 ;
(3)在实验过程中,滴加浓硫酸不宜过快,理由是 。
(4)该实验开始滴加浓硫酸时,应先除尽装置内的空气,若忘记这一操作,新制取的Na2S2O5产品中会混有Na2SO4杂质,这与O2的 有关(填化学性质)