小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时,发现生成的气体有刺激性气味,于是进行了探究。
【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味?
【查阅资料】(1)6H2SO4(浓)+2Fe Fe2(SO4)3+6 H2O +3SO2↑
(2)SO2可使品红溶液的红色褪去。
【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体产物中可能有二氧化硫。
【实验探究】小明用图甲所示的装置进行实验,并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。
请帮助小明完成下表:
A中硫 酸浓度 | 实验现象 | A中生成气体成分 | |||
B中品 红溶液 | D中品 红溶液 | 爆鸣实验 | |||
实验一 | 98% | 褪色 | 不褪色 | 无爆鸣声 | 只有SO2 |
实验二 | 45% | 稍有褪色 | 不褪色 | 有爆鸣声 | |
实验三 | 25% | 不褪色 | _________ | 只有H2 | |
【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体产物可能不同,当硫酸浓度达到足够大时,生成的气体产物中有二氧化硫。
【交流反思】(1)写出实验三中铁与硫酸反应的化学方程式: 。
(2)实验一中C装置中反应的化学方程式:_____________________________。
【拓展延伸】在初中化学教材中也有反应物浓度不同,生成的产物不同的例子_______________________
_________________________________________________________________________________________
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实验室制取气体所需装置如下图所示,请回答以下问题:
(1)图中标示仪器的名称(1) ________,(2)________。
(2)实验室选用B和E装置可以制取的气体是________,一般不用c装置收集CO2的原因是
________。不选用D装置收集CO2的原因是________,实验室如选用G装置收集二氧化碳,气体应该从________端进入。
(3)用高锰酸钾制取氧气时,选用的发生装置是________,反应的化学方程式为________。如果要制得较纯净的氧气应该选择装置________收集。
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(8分)常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是 。
(2)探究生成的气体是什么?
反应中有肥皂泡飘到空中时,用燃着的木条靠近肥皂泡,有听到爆鸣声。说明生成的气体是 。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】
常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】根据猜想与假设,设计实验方案加以检验。
实验操作 | 实验现象及结论 |
【实验结论】 。
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是 。
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氢氧化钠和氢氧化钙是两种常见的碱。甲同学将两种碱的溶液分别装入试管A、B,并进行了如下图所示的二组实验。
①实验1中,若B中是NaOH溶液,滴加硫酸铜溶液静置后得到蓝色不溶物和无色清液,则清液中溶质的成分是 (13) (用化学式表示)。
②实验2中,甲同学向两支试管中分别通入适量的二氧化碳,A(氢氧化钙溶液)中有白色沉淀生成,发生反应的化学方程式为 (14) ,B(氢氧化钠溶液)中无明显现象。
③为了探究实验2中二氧化碳是否与氢氧化钠反应,甲同学又设计了如下对比实验:
乙同学认为该实验设计不符合对比实验的基本 原则,理由是 (15) 。 |
④为了探究实验2中B中溶质的成分,丙同学进行了如下探究:
【提出猜想】猜想1:溶质只有氢氧化钠
猜想2:溶质只有碳酸钠
猜想3:溶质有氢氧化钠和碳酸钠
【实验探究】
实 验 操 作 | 实验现象 | 结 论 |
I.取B中少量溶液于试管中,加入足量澄清石灰水。 II.静置后,取上层清液,向其中加几滴酚酞试液。 | (16) | 猜想3成立 |
【反思与评价】
老师评价丙同学得出的结论不正确,原因是 (17) ;
为了使“猜想3成立”,丙同学对上述“实验探究”进行了改动,他的做法是 (18) 。
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(15分)碳酸钠、碳酸氢钠是中学常见的化合物。
探究一:碳酸钠、碳酸氢钠与酸反应
如图所示,将两气球内的NaHCO3和Na2CO3同时倒入试管中。已知盐酸足量,且装置气密性良好。
回答下列问题:
(1)碳酸钠俗名是 。
(2)实验过程中观察到的现象是: 。
(3)NaHCO3和Na2CO3都能与盐酸反应产生二氧化碳、水和氯化钠。任写出其中一个反应的化学方程式 。
(4)已知NaHCO3、Na2CO3的相对分子质量分别为84、106,通过计算:实验结束后, (填“A”或“B”)试管的气球更大。
探究二:碳酸氢钠、碳酸钠固体与酸反应的热效应
【发现问题】在探究一实验过程中用手触摸试管,发现盛NaHCO3的试管温度降低,而盛Na2CO3的试管温度升高。
【猜想与推测】甲同学由此推测:NaHCO3和盐酸反应为吸热反应,Na2CO3和盐酸反应为放热反应。
【实验与数据】乙同学认为甲同学推测不妥,通过以下多次实验后取平均值数据记录如下:
步骤① | 步骤② | 步骤③ | 步骤④ | 步骤⑤ |
测量10mL水温/℃ | 加入物质0.5 g | 溶解后测量溶液温度t1/℃ | 静置一段时间后测量溶液温度t2/℃ | 加入20%盐酸10 mL反应后测量溶液温度t3/℃ |
20 | NaHCO3 | 18.5 | 20.0 | 20.8 |
20 | Na2CO3 | 23.3 | 20.0 | 23.7 |
【分析与结论】
(1)由步骤①~③比较得到的结论是 。
(2)由步骤④~⑤比较得到的结论是: 。
(3)结合上面探究活动,你认为甲同学推测的不妥之处是 。
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(13分)某校化学兴趣小组用下图装置探究铁生锈的条件。
(1)气体发生装置的选择
A装置用双氧水和二氧化锰制取氧气,为了控制反应速率,得到平稳的氧气流,应选择下图中的 (填“甲”、“乙”或“丙”)装置,该反应的化学方程式为 。
(2)铁生锈条件的探究
①上图C装置中浓硫酸的作用是 。
②打开K1、K2、K3,通入氧气,检验氧气已充满整个装置的方法是 。
关闭K1、K2、K3,2天后观察到:B处铁丝表面布满铁锈,D处铁丝依然光亮,E中铁丝表面有部分铁锈。
实验结论:铁生锈主要是铁与 和 发生反应。
③B、E处实验现象对比说明:影响铁生锈快慢的一种因素是 。
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工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4。为了测定铁红中铁的质量分数,兴趣小组的同学进行了如下实验,请你参与过程分析。
【资料1】草酸晶体(H2C2O4·3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4·3H2OCO2↑+CO↑+4H2O
(1)下列可用作草酸分解制取气体的装置是 (填字母编号)。
【资料2】碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物,可以吸收水分和二氧化碳;
【资料3】浓硫酸具有吸水性,可以干燥气体;
【资料4】氢氧化钠溶液和石灰水类似都可以与二氧化碳反应,但吸收能力比石灰水强
【问题讨论】用下图所示装置进行实验:
(2)实验前应先 。
(3)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A、C中的试剂依次是 (填字母编号)。
a.浓硫酸 b.澄清的石灰水 c.氢氧化钠溶液
(4)B装置的作用是 。
(5)写出D装置中所发生反应的一个化学方程式 。
【数据分析与计算】
【资料5】铁的常见氧化物中铁的质量分数:
铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
铁的质量分数 | 77.8% | 70.0% | 72.4% |
(6)称取铁红样品10.0 g,用上述装置进行实验,测定铁红中铁的质量分数。
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g,则 < m < 。
②待充分反应、冷却后,将D中的固体放入足量的稀硫酸溶液中,产生氢气质量为0.27g,则此铁红样品中铁的质量分数是多少?[写出详细计算过程]
【实验评价】
(7)反思:请指出【问题讨论】中实验装置的一个明显缺陷 。
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实验探究是化学的灵魂,请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ.制取氧气方法的分析
(1)写出A、B装置中标号仪器名称:①________;②________。
(2)写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
________。
(3)用B装置收集氧气的优点是。
(4)上述两种方法中,更符合“低碳”理念的是________(填“A”或“B”)。
Ⅱ.制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石(主要成分CaCO3)与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为________。
(2)实验过程中,同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
[问题一]能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳?
[分析二]实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是________。
[结 论]实验室制取二氧化碳,原料通常用块状石灰石(或大理石)和稀盐酸。
Ⅲ.拓展与反思
通过探究活动,你认为选择实验方法时应考虑的因素有________(写一种即可)。
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某化学兴趣小组按照课本实验方法(如下图),做木炭与氧化铜反应的实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。
【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适条件,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?
【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价,通常情况下,氧的化合价为-2,碳的化合价为+4 或-4。
【猜想与假设】
(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物,并猜测它的化学式为 。
(2)同学们还认为,通过改变反应物的状态、质量比,以及反应装置,可以使该实验现象
更加明显,减少出现暗红色固体的情况。
【分析与交流】
(1)小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 ;反应的化学方程式为 。
(2)小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的好处是 。
【实验与结论】
同学们决定按改进后的方案进行实验,他们在检验了乙 后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时, (填“可以”或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。待产物冷却后,同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠,实验获得了圆满成功。
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为了探究酸碱性对唾液淀粉酶催化作用的影响,小明利用蒸馏水、1%淀粉溶液、稀释的唾液、稀盐酸、氢氧化钠溶液、碘液等材料进行实验.请你完成相应的实验设计和问题分析.
【实验设计】
实验操作 | 设计要求 |
步骤一:取3 支洁净的试管标为A、B、c,在各试管中分别加入1%淀粉溶液2毫升;向A 试管加入l 毫升稀盐酸和l 毫升唾液;向B试管加入1 毫升氢氧化钠溶液和1 毫升唾液;向C试管加入________ | 设置对照实验 |
步骤二:________ | 控制实验条件 |
步骤三:10分钟后,往3支试管中分别滴入1滴碘液,观察颜色变化. | 获取实验证据 |
【问题与分析】
正确操作后,小明观察到A试管呈蓝色,而B试管没有出现预期的蓝色.他想:为什么B试管不呈蓝色?他推测可能是氢氧化钠溶液变质或者B试管中液体碱性太弱.在老师的帮助下,他证实了氢氧化钠溶液没有变质,且B试管中液体碱性强度足以抑制酶的催化作用.请你对B试管没有出现蓝色作出一种合理的猜测:________.
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