在实验研究中,同学们对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定。
【查阅资料】
①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
②饱和碳酸氢钠溶液不吸收二氧化碳气体;
③碳酸氢钠可与盐酸反应:NaHCO3+HCl→NaCl+H2O+CO2↑
根据以上资料,设计下列实验:
【实验分析】用下图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量。
①装置A中氢氧化钠溶液的作用是 (32) 。
②C中观察到有沉淀产生,反应的化学方程式为 (33) 。
③实验过程中需持续缓缓通入空气,其作用: (34) 。
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,其中氧化钙吸收水反应的化学方程式为 (35) 。
【解释与结论】实验测得如下数据:
实验次数 |
样品质量(g) |
所用盐酸质量(g) |
所得沉淀质量(g) |
第一次 |
6.8 |
40.0 |
1.62 |
第二次 |
6.8 |
40.0 |
1.66 |
第三次 |
6.8 |
40.0 |
1.65 |
欲计算样品中碳酸钙的含量,应选择的数据是 (36) 。
【反思与评价】
①有人认为不必测定C中沉淀的质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,同样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果偏高,原因可能是 (37) 。
②有同学设计出提高测定准确度的方法。下列各项措施中,不合理的是(38)(填序号)。
Ⅰ.在加入盐酸之前,排净装置内含有的CO2气体
Ⅱ.把盐酸换成稀硫酸
Ⅲ.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
结合教材中关于二氧化碳收集方法的描述:二氧化碳能溶于水,一般不用排水法收集。某化学小组分成两组进行实验,研究是否能用排水法收集二氧化碳的问题。
[查阅资料]二氧化碳不溶于饱和碳酸氢钠溶液。
[知识储备]写出下列化学方程式:
①实验室制备二氧化碳的反应 。
②二氧化碳与水反应 。
(1)实验一:
步骤一:室温下,取大小相同的两个集气瓶,用向上排空气法收集两瓶二氧化碳气体,小心地由瓶壁向瓶中各加入半瓶蒸馏水,瓶1用玻璃片盖好,瓶2盖上胶塞迅速振荡后,取下胶塞盖好玻璃片,两瓶静置相同的时间。
步骤二用燃着的木条同时伸入两瓶,观察到瓶1中的木条熄灭比瓶2中的快。
[实验结论]该实验说明,二氧化碳溶于水的量的多少与 (填字母序号)有关。
A.水量的多少 | B.水的温度 |
C.气体与水的接触面积 | D.气体与水的接触时间 |
[实验二]
室温下,用图1所示装置向试管内长时间通入二氧化碳;用图2所示装置,收集一瓶二氧化碳。用pH计测得室温下三种液体的pH,记入下表。
液体 |
所用蒸馏水 |
试管内 |
烧杯内 |
pH |
a1 |
a2 |
a3=6.94 |
[实验结论]
由a3数据可知,用图2所示装置收集二氧化碳时,二氧化碳在水中溶解的量很小。
根据上述结论,推测a1、a2和a3由小到大的顺序是 。
[反思与交流]饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
[实验结论]用图2所示装置,可以收集二氧化碳。
物质除杂是化学实验中经常遇到的问题。
【方法探究】为除去二氧化碳气体中混有的少量一氧化碳,小明设计了两种方案。
方案A:
方案B:
【方法提炼】上述两种方案体现了物质除杂的不同思路:
思路一:将杂质直接转化为所需物质;
思路二:将所需物质转化为中间物质,再将中间物质转化为所需物质。
【方法运用】
运用思路一:除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡,先加足量的水溶解,再向溶液中加入适量的 (9) 溶液,过滤、蒸发,即得氯化镁固体。
运用思路二:除去氯化镁粉末中混有的少量氯化钡、氯化钠和硫酸钾。
Ⅰ.操作a、b的名称是 (10) ,该操作中需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 (11) 。
Ⅱ.步骤①中反应的化学方程式是 (12) ,滤液B中一定含有的溶质是 (13) ;
Ⅲ.步骤②中加入的甲溶液是 (14) (填化学式)溶液。
Ⅳ.步骤③加入过量的盐酸溶液是否会影响氯化镁的纯度?理由是 (15) 。
老师在装有酸的储物柜中发现一瓶没有标签的溶液,让同学们鉴定该溶液是否为盐酸溶液。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
1.取少量待测液体与试管中,滴加几滴石蕊溶液 |
|
溶液呈酸性 |
2.取少量待测液与试管中,滴加 溶液 |
产生了白色沉淀 |
该待测溶液为盐酸 |
3.往上述2中的沉淀滴加 溶液 |
|
写出上述操作2中所发生的化学方程式: 。
实验室里有一瓶常用的无色溶液,因保管不当,其残缺的标签中只剩下“Na”和“10%”字样(如图所示).
小强和小华同学很感兴趣,决定对其成分进行探究.
【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢?
【交流讨论】根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是( )
A.酸 B.碱 C.盐
【查阅资料】
Ⅰ初中常见含钠的化合物有:NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3.
ⅡNa2CO3和NaHCO3的水溶液都呈碱性.
Ⅲ室温(20℃)时,测定四种物质的溶解度数据如下:
物质 |
NaCl |
NaOH |
Na2CO3 |
NaHCO3 |
溶解度g |
36 |
109 |
215 |
9.6 |
小华根据试剂瓶标注的质量分数为10%和上表中的溶解度数据判断,这瓶试剂不可能是
【作出猜想】①可能是NaCl;②可能是Na2CO3;③可能是
【实验探究】
(1)小强用洁净的玻璃棒蘸取试液于pH试纸上,测得pH>7,则这瓶试剂不可能是
(2)小强为了检验该溶液是NaOH溶液还是Na2CO3溶液,他又进行了如下实验.
实验步骤 |
实验现象 |
结论及化学方程式 |
①取少量溶液于试管中,②滴加 |
产生大量气泡 |
反应的化学方程式: |
③把产生的气体通入澄清的石灰水中. |
澄清的石灰水变浑浊 |
猜想②正确. 反应的化学方程式: |
(7分)氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某探究小组的同学通过查阅资料得知,氢化钙(CaH2)遇水反应生成氢氧化钙和氢气(提示:CaH2 + 2H2O = Ca(OH)2 + 2H2↑)。探究小组的同学把一定量的CaH2加入足量水中,充分反应后,向其中加入Na2CO3溶液,反应后过滤,得到滤渣和滤液。准确称量滤渣的质量,并检验滤渣的成分是碳酸钙。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】
猜想一:NaOH |
猜想二:NaOH、Ca(OH)2 |
猜想三:NaOH、Na2CO3 |
猜想四:NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2 |
经过讨论,大家一致认为其中一个猜想不合理,你认为是猜想______不合理。
【实验验证】
操作 |
现象 |
结论 |
①取少量滤液,向其中滴入少量碳酸钠溶液 |
无明显现象 |
猜想________不成立 |
②另取少量滤液,向其中滴入足量稀盐酸 |
________________ |
猜想一成立 |
【定量探究】过滤所得滤渣的质量为10g,求反应所得滤液中的溶质质量。
如图所示,某实验小组进行以下实验:
(1)上述实验进行对比的目的是 _________ .
(2)实验后,将A、B两试管中的溶液倒入同一个洁净的烧杯中,溶液无色.再向其中加入一定量的碳酸钠溶液(提示:CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl),所得混合物中溶液的溶质成分有四种情况,请补充完整(酚酞省略不写):①NaCl;② ________ ;③ _______ ;④ _________ .若该混合物中溶液无色,选用一种试剂即可确定溶质成分是哪种情况,写出所加试剂,预期现象和结论.
实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题1】该样品中含有哪些物质?
【提出猜想】通过分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3;
猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。
(1)则NaOH变质反应的化学方程式为 。
【查阅资料】
①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应。
②二氧化碳在饱和的碳酸氢钠溶液中几乎不溶解,在27℃、101kPa时的密度为1.8 g·L-1。
【实验探究1】
(2)为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
(a)取少量样品溶于水,加入 ; |
有白色沉淀产生 |
该反应的化学方程式为 |
(b)静置,向 。 |
|
证明猜想Ⅱ成立 |
【提出问题2】如何测量该部分变质样品中碳酸钠的质量分数?
【实验探究2】
小红同学设计了如下图所示的装置(铁架台略去),在27℃、101kPa下按下列步骤进行实验:
①按图连接好装置;
②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入X溶液至瓶颈处;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞。反应结束后,量筒中收集到X溶液220mL。
(3)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是 。
(4)B中集气瓶盛装的X溶液应为 溶液。
(5)试管中原有的空气对实验结果 (选填“有”或“没有”)明显影响。
(6)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 (精确至1%)。
【提出问题3】怎样提纯该样品得到较纯净的氢氧化钠固体?
【实验探究3】
为了得到较纯净的氢氧化钠固体,小亮明设计了如下图所示的实验流程。
(7)操作②的名称是 ,为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是 。
(8)该实验中发生反应的化学方程式为 。
(9)最终所得氢氧化钠固体的质量 变质样品中氢氧化钠的质量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【反思与交流】
(10)敞口放置的氢氧化钠溶液容易变质,所以试剂瓶要 塞密封保存。
(11)通过本题,你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质后某成分的含量,以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果,探究过程中你需要思考问题有 (填数字序号);
①选择试剂种类
②确定试剂用量
③试剂产地
④实验装置与步骤的设计
⑤实验安全环保
⑥测量中减少误差
(12)【实验探究1】中的检验和【实验探究3】中的除杂都将碳酸钠进行了转化,但二者目的不同,它们分别是 。
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,向烧杯中的氢氧化钙溶液滴加一定量的稀盐酸后,发现忘记滴加指示剂,此时,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中溶质的成分进行探究。
(1)写出该中和反应的化学方程式____________________________________。
(2)探究烧杯内溶液中溶质的成分:
【作出猜想】
(A)溶质可能是CaCl2与Ca(OH)2
(B)溶质可能是CaCl2
(C)溶质可能是CaCl2与HCl
【查阅资料】CaCl2溶液呈中性
【实验设计】
①取少量烧杯中的溶液于试管中,并向试管中滴加几滴无色酚酞试液,振荡,观察到酚酞试液不变色。于是排除了猜想(A),你认为排除猜想(A)的理由是_____________。
②小华想用碳酸钠溶液来验证后两种猜想,请你帮他完成实验,填写以下表格:
实验步骤 |
预计现象 |
预计结论 |
取少量反应后的溶液于试管中,逐滴加入碳酸钠溶液 |
|
猜想(B)正确 |
|
猜想(C)正确 |
【交流反思】
为确定猜想(C)正确,下列几种实验方案不合理的是__________(填字母)。
A.取反应后的溶液于试管中,滴加紫色石蕊试液变红色
B.取反应后的溶液于试管中,加入锌粉冒气泡
C.用洁净的玻璃棒蘸取反应后的溶液,涂抹在pH试纸上,测溶液的pH <7
D.取反应后的溶液于试管中,加入硝酸银溶液,生成白色沉淀
小宁和小明同学学习完酸、碱、盐后发现:碱溶液能使酚酞试液变红,Na2CO3溶液也能使酚酞试液变红.碱溶液使酚酞试液变红,是因为碱在水中解离出OH﹣,那么Na2CO3溶液中究竟是哪种粒子使酚酞试液变红呢?小宁设计了如图三个实验,请小宁、小明和你一起探究并完成下列问题:
(1)Na2CO3属于 (填“酸”、“碱”、“盐”);
(2)实验Ⅰ的目的是为了 ;
(3)实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是探究水分子是否能使酚酞试液变红,小明同学认为实验Ⅱ没必要做,你认为小明的理由是 ;
(4)实验Ⅲ滴入Na2CO3溶液,震荡,酚酞试液变红,向变红后的溶液中再逐滴滴加过量的CaCl2溶液后,震荡,红色逐渐消失,同时还观察到生成了 (提示:CaCl2溶液呈中性)由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论:溶液中的CO32﹣使酚酞试液变红;
(5)小明同学在和老师交流上述结论时,老师说:“其实Na2CO3溶液能使酚酞试液变红也是由于溶液中存在OH﹣.”你认为Na2CO3溶液中存在OH﹣的原因是 与H2O发生反应产生 .
(6分)实验室里同学们正在探究氢氧化钠与硫酸能否发生化学反应。
【探究活动1】菲菲同学进行了如下实验。
她观察到的现象应该是(1) 。
她认为此现象说明生成了硫酸钠,因此能证明氢氧化钠与硫酸发生了反应。
【评价与交流】请你评价她的实验结论(2) 。
【探究活动2】琪琪同学为了证明同样的问题进行了另一个实验:
【搜集证据】滴人酚酞后观察到(3) ,滴入适量稀硫酸后观察到(4) 。
【解释与结论】用化学方程式表示滴入稀硫酸后产生现象的原因(5) 。
据此琪琪同学证明了氢氧化钠与硫酸能发生反应。
【反思与总结】由上述探究活动我们可以认识到,在判断一个反应能够发生时,如果不能证明有其它物质的生成,则应(6) 。
某化肥KNO3样品在运输存放过程中可能混进了NH4NO3、NH4HCO3、KCl三种物质中的一种或几种,现按如图所示进行检验,出现的现象如图中所述(设过程中所有发生的反应都恰好完全进行)。试根据实验过程和发生的现象回答下列问题:
(1)气体A的气味为 。
(2)实验步骤③的现象说明化肥中一定不含有的物质是 。
(3)实验证明,溶液D中一定存在的溶质是(写化学式) 。
(4)实验过程①中发生反应的化学方程式为 。
(5)实验步骤④的现象 (填“能”或“不能”)证明KCl一定混进了化肥中,请说明判断理由 ;
为进一步确定其存在,可以对以上实验进行改动,具体做法是 。
在化学实验室,某小组同学实验时发现一瓶没有密封好的NaOH已经结块。于是对其成分进行科学探究,请你一起完成探究的过程。
Ⅰ固体的成分分析
【提出问题】结块后的固体成分是什么?
【猜想与假设】
猜想一:固体为碳酸钠
猜想二:固体为碳酸钠和氢氧化钠。
用化学方程式表示固体中有碳酸钠的原因_____________________________________。
【查阅资料】BaCl2溶液pH=7
【实验探究】从瓶中取出一定量的固体,加入足量水溶解,再将溶液分三等份分别装入A、B、C三支试管,进行如图所示实验。
甲同学根据实验现象,认为结块固体中有碳酸钠和氢氧化钠。
【实验分析】
(1)根据甲同学的实验结论可知,三支试管中观察到的实验现象分别为:A试管中________________,B试管出现大量气泡,C试管中出现白色沉淀;
C试管中现象产生的原因是(用化学方程式表示)___________________________。
(2)乙同学认为甲同学的结论是不正确的,原因是_______________________________。
【实验设计】请你设计合理的实验方案,填入下列表格中。
操作 |
现象 |
结论 |
取少量结块固体于试管(或烧杯)中,加水使其完全溶解,__________________ ______________________ _____________________ |
_______________________ |
固体为碳酸钠和氢氧化钠 |
Ⅱ固体中各成分含量
为确定该固体样品中Na2CO3的质量分数,小芳同学称取2 g样品,利用A为Y形管、B为量气管、C为水准管作为主要反应容器,进行了如图(I)所示实验。
(1)在量气管内水面上架一薄层油,目的是__________________________。
(2)使样品与稀硫酸反应的操作为 __________________________________。
(3)实验结束后,小芳同学读出量气管中的气体体积为22.4ml(已知该温度压强下,CO2的密度为1.965 g/L),请你计算出样品中Na2CO3质量分数。(写出计算过程)
(4)小明同学设计如图(Ⅱ)装置,分别测定反应前、反应后仪器以及仪器内物质的总质量,进行有关计算,实验操作中没有失误,多次测量的结果均偏大,你认为可能的原因是________________________。
两个化学兴趣小组分别进行以下3个实验:
①MgSO4溶液和NaOH溶液反应;
②稀H2SO4和BaCl2溶液反应
③稀HCl和NaOH溶液反应(用酚酞试液作指示剂)
实验结束后,同学们发现本组废液缸里废液颜色与另一小组不一样,在征得老师同意后,两组同学各自对本小组的废液进行探究:
【提出问题】废液缸里的废液成分有什么?
【查阅资料】微溶物质在反应物中视作可溶物,在生成物中视为不溶物。
【实验探究】
(一)第1小组的探究:
1.小东首先把呈浑浊状态的废液进行分离,得红色澄清滤液和滤渣。
2.小刚认为无需进行实验,就能判断出滤渣中含有BaSO4、Mg(OH)2两种沉淀,他的理由是 ,请你写出生成其中一种沉淀的化学方程式: 。
3.小西对滤液成分(除酚酞、水外,下同)进行分析,认为滤液中一定含NaOH和NaCl,并对可能有的成分提出如下猜想:
猜想1:滤液中含有BaCl2
猜想2:滤液中含有Na2SO4
猜想3:滤液中含有BaCl2、Na2SO4
(1)小强认为猜想3是不成立的,因为 ;
(2)小雨取少量滤液于试管中,滴加 溶液,出现的现象是 ,证明猜想2成立。
(二)第2小组的探究:
第2小组首先对废液进行了分离,得无色滤液和少量滤渣,然后取少量滤液于试管中,逐滴滴加Na2CO3溶液,并根据实验结果绘制成下图。请据此判断,滤液一定含有的离子是 (填离子符号),实验过程中滤液颜色的变化为 。
【交流反思】实验结束后,同学们一致认为实验后的废液要进行处理才能排放,否则会对环境造成污染。
化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液(如图所示),其中4、5号试剂瓶标签破损。
【提出问题】这两瓶试剂分别是什么?
【查阅资料】
①碱性的亚硫酸钠(Na2SO3)溶液、Na2CO3溶液都能与中性的CaCl2溶液发生复分解反应,产生白色沉淀。
②Na2SO3+2HCl=2NaCl+SO2↑+H2O。
③CO2与SO2均可以使澄清石灰水变浑浊,SO2是一种有刺激性气味的气体。
【作出猜想】4、5号溶液可能分别是NaOH、Na2CO3、Na2SO3或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】取少量4、5号溶液分别于试管中,然后分别进行下列三组实验。
实验1:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的 号溶液,两试管中的溶液均变成红色,说明4、5号溶液均不可能是上述猜想中的 溶液。
实验2:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的3号溶液,两试管中均产生白色沉淀,4、5号溶液可能分别是Na2SO3溶液和Na2CO3溶液中的一种。写出其中一个反应的化学方程式 。
实验3:在两支试管中分别滴入上述七种溶液中的2号溶液,在盛4号溶液的试管中有 现象,说明4号是Na2CO3溶液;在盛5号溶液的试管中有 现象,说明5号是Na2SO3溶液。
【实验反思】同学们经过分析,认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。请你利用上述图中的试剂设计鉴定实验方案,完成实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
|
4号溶液是部分变质的NaOH溶液。 |