某化学兴趣小组同学在实验室找到一包“神秘的红色粉末”,老师提示说该红色粉末由Cu 、Fe2O3二种固体中的一种或两种组成。该小组同学在教师指导下探究其组成。请你参与探究过程并回答有关问题。
【猜想】红色粉末可能的组成有:
①只有Cu;②只有________ ;③是Cu 、Fe2O3的混合物
【查阅资料】Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2
【探究过程】
(1)甲同学说如果结论是猜想①,粉末在空气中加热后颜色应变为________色。如果结论为猜想②,粉末应能与稀盐酸发生反应,反应方程式为________。
(2)乙同学取少量红色粉末于试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解。乙同学认为可以排除猜想中的①和③,而丙同学认为只能排除猜想①,你认为________的观点正确(填“乙”或“丙”)。
(3)丁同学为进一步确定红色粉末的组成,取该粉末适量装入硬质玻璃管中,按右图在通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。观察发现玻璃管中红色粉末部分变黑,取反应后粉末少量加入足量的稀盐酸,发现有________产生,并且有________色粉末剩余。
【交流讨论】
①在装置A中先通CO气体的作用是________。
②则A中发生反应的化学方程式为________。
③戊同学指出:丁同学所用装置虽能完成实验,但明显存在缺点,理由是________。
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结合图示实验装置,回答下列问题。
(1)图中a、b仪器的名称:a________,b________。
(2)用A装置制取氧气的化学方程式是________,收集氧气选用的装置是________(填装置字母,下同)。
(3)实验室制取二氧化碳气体的化学方程式是________,发生装置和收集装置的组合是。
(4)实验室常加热醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷气体,甲烷气体密度比空气小,难溶于水,则实验室制取并收集甲烷气体的装置组合是________。
(5)观察F装置中的实验现象:红磷在氧气中剧烈燃烧,产生大量________,这是因为生成了________
________(填化学式)的固体小颗粒的缘故。
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同学们发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象,产生疑问:两种物质是否发生了化学反应?在老师的帮助下,他们通过以下探究过程证明NaHCO3溶液与NaOH溶液发生了反应。
(1)实验准备
①查阅资料:NaHCO3+NaOH=====Na2CO3+H2O
②用一定溶质的质量分数的NaHCO3、NaOH和Na2CO3三种溶液进行如下实验,为设计实验方案提供参考。
NaHCO3溶液 | NaOH溶液 | Na2CO3溶液 | |
加入稀盐酸 | 现象Ⅰ | 无明显变化 | 产生气泡 |
加入澄清石灰水 | 溶液变浑浊 | 无明显变化 | 现象Ⅱ |
加入CaCl2溶液 | 无明显变化 | 溶液变浑浊 | 溶液变浑浊 |
加热溶液至沸腾,将 气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水 变浑浊 | 澄清石灰水 无明显变化 | 澄清石灰水 无明显变化 |
表中的现象Ⅱ为_________
(2)实验过程
【实验1】证明反应生成了Na2CO3
同学们选用上表实验中的药品,设计了如图所示实验,先在NaHCO3溶液中加入A溶液,无明显现象,再滴加NaOH溶液,溶液变浑浊,则A溶液是__________。
有同学提出这个实验不足以证明有Na2CO3生成,其理由是_________。
【实验2】证明反应后NaHCO3不存在
同学们参考上表中的实验,又设计了一个实验,虽然没有观察到明显的实验现象,但可以证明反应发生了,该实验方案是________。
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图Ⅰ是小红按课本进行的一个化学实验,在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味。于是小明对原实验装置进行了改进,装置如图Ⅱ。
【实验操作】
a.向B、C、E三支试管中分别加入5mL的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞溶液,振荡,观察溶液颜色 。
b.在A、D试管中分别加入2 mL浓氨水,立即用带导管的橡皮塞按实验图Ⅱ连接好,并将D试管放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟。
【分析讨论】:
⑴E试管放有酚酞溶液的目的是对比证明:____________。
⑵进行操作b时观察到的现象是_________________。
⑶由此可以得到的实验结论是(从分子的角度回答)①___________,
②________________________________。
⑷对比改进前的实验,改进后实验的优点是___________。
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(12分)某兴趣小组对普通干电池的化学成分及相关问题进行相关探究。
(1)下列是各种垃圾的回收图标。废旧电池应放入 (填序号)。
(2)普通干电池的构造示意图如图。
①电池中的石墨表现出优良的 性;石墨与金刚石物理性质明显差异的原因是 不同。
②普通干电池使用时化学能转化为 能;
(3)小组同学对废旧普通干电池进行拆解分离得到黑色固体混合物和锌、铜、碳棒等。他们对黑色固体混合物进行探究。
[查找资料]向ZnCl2溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成Zn(OH)2白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的[Zn(NH3)4]Cl2
[实验探究]同学们设计了如图所示的实验:
[实验反思1]操作①中玻璃棒的作用是 ,操作②的名称是 。
[实验反思2]将操作②所得黑色滤渣进行灼烧时(如图③所示),会产生一种能使澄清石灰水变浑浊的气体;再将灼烧所得残渣进行操作④时,试管中产生的气体能使带火星的木条复燃,写出操作④中反应的化学方程式 。
由此得出结论:滤渣中除含有MnO2 外,还含有黑色粉末 。
[实验反思3]滤液中溶质的主要成分是NH4Cl,还是ZnCl2?
操作1:取少量②的滤液加入盛有NaOH固体的试管,并加热。未能闻到明显的刺激性气味,但把湿润的红色石蕊试纸悬放在试管口一段时间,试纸变蓝色。
操作2:向另一支盛有少量②的滤液的试管中逐滴加入 ,观察到 。
实验结论:该滤液中仅含有少量的NH4Cl,主要成分是ZnCl2。
(4)如图是氢氧燃料电池的示意图。电池工作时,H2和O2反应生成水,同时提供电能,溶液的pH (填“变大”、“变小”、“不变”)。
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(7分)二氧化硫与二氧化碳具有某些相似的化学性质。为研究二氧化硫的性质,化学小组同学用如图所示装置进行实验。
关闭K1、K2,将燃烧匙中硫粉在空气中点燃,迅速伸入如图所示瓶中,可以观察到火焰呈蓝紫色,则瓶内的气体是 ,硫燃烧反应的化学方程式是 。瓶内的石蕊溶液由紫色变为红色,原因是 。
(1)若只打开K1,烧杯内的兵乓球被吸在漏斗口,原因是 。
(2)若注射器中盛有溶液A,只打开K2,可观察到的现象是 ,瓶内溶液变为蓝色,溶液A一定具有的性质是 。
(3)若注射器中盛有澄清石灰水,打开K1、K2,向外拉注射器,可观察到澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是 。
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(7分)物质在发生化学反应时要遵循质量守恒定律。甲、乙、丙、丁四组同学从不同的角度研究了质量守恒定律。
(1)甲组研究了反应:2H2+O22H2O,他们从该反应中获取的信息有:
①该反应的反应物是氢气和氧气;
②该化学反应的条件是点燃;
③在化学反应前后元素种类和原子个数不变;
④_________;⑤_________。
(2)乙、丙两组同学分别设计了如下实验,图中试剂混合前后物质的总质量分别表示为m(前)、m(后)。
请根据图示回答:
乙组实验中,m(前)>m(后),原因是_______,若所用试剂不变,改进的方法是________;
丙组实验中,m(前)= m(后),乙组同学认为该实验不能验证质量守恒定律,原因是________。
(3)丁组同学研究了物质W的组成。一定条件下,W在密闭容器内发生反应前后各物质的质量如下图所示:
其中,x= g, W的化学式是 。
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(8分) 碳酸氢钠是一种用途广泛的盐,某实验小组的同学设计了以下实验,以探究碳酸氢钠的性质。
【探究实验1】碳酸氢钠的物理性质:用 (写仪器名称)取少量固体放入试管中,加入适量水充分振荡。现象:固体为白色粉末,加水后固体 。结论:碳酸氢钠能溶于水。
【探究实验2】碳酸氢钠溶液的酸碱性:在上述溶液中滴入几滴酚酞试液,振荡。
现象:溶液变成红色。由此得出的结论是 。
【探究实验3】能否与酸反应:取少量固体放入试管中,加入稀盐酸,现象为
。结论:碳酸氢钠能与酸反应。
【探究实验4】碳酸氢钠的热稳定性:用如图所示
装置进行实验。大试管口略向下倾斜的原因是
;
现象:充分加热后,大试管壁上有水珠出现,管底有
白色固体残留,小试管中澄清石灰石变浑浊;结论:
碳酸氢钠受热能分解,分解的反应方程式是
;
验证:请你帮他们设计实验,证明试管中留下的白色固体是Na2CO3,而不是NaOH,实验方法和现象是 。
【拓展应用】试说出碳酸氢钠在日常生活中的一种用途 。
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(7分)化学兴趣课上,同学们对过氧化钠(Na2O2)可以做供氧剂产生了浓厚兴趣,于是在老师的指导下展开了以下探究活动。
【提供资料】① 二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气和另一种物质。
②Na2O2是一种淡黄色固体,常温下能与H2O、HCl气体等物质发生反应,生成氧气不能与N2发生反应。
(1)探究二氧化碳与过氧化钠反应生成氧气。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。
① 写出检验G中气体的方法 。
②若无装置C,对实验有影响的物质是 。
③若观察到 ,说明二氧化碳已经除尽。
(2)探究二氧化碳与过氧化钠反应生成的另一种物质。
【猜想与假设】下面是同学们提出的3种猜想。
猜想1:是氢氧化钠 猜想2:是碳酸氢钠 猜想3:是碳酸钠
你认为猜想 是不正确的,理由是 。
【进行实验】排除错误猜想后,同学们通过以下实验验证了另一种物质。
实验操作 | 实验现象 |
取少量CO2与Na2O2反应后的固体于试管中,加入稀盐酸。 | 有大量气泡产生 |
【反思与评价】
①某同学认为上述方案存在不足,他的理由是 。
②写出过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式 。
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(6分)某化学兴趣小组同学利用如下图所示装置进行实验。
(1)打开a,关闭b,装置I中加入黑色固体和无色液体,装置Ⅱ的热水中加入白磷,观察到Ⅱ中白磷燃烧。
①装置I中发生反应的化学方程式为 。
②白磷燃烧的原因是 。
(2)装置I中加入大理石和过量稀盐酸,装置Ⅱ 中加入滴有无色酚酞的氢氧化钠溶液。
①打开a,关闭b,Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
②一段时间后,关闭a,打开b。若装置Ⅱ 中最终得到无色澄清溶液,则Ⅱ中一定发生的反应化学方程式为 ;若装置Ⅱ中最终得到无色溶液且底部有不溶物,则II中无色溶液的溶质可能为 。
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