(8分)某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠(Na2O2)颗粒的装置”感到非常好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂?与人呼出的哪种气体发生反应?
【查阅资料】① 人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等。
② CO2 + 2NaOH=Na2CO3 + H2O。
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气。
【进行实验】
实验Ⅰ:验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。
(1)实验操作如右图所示。
(2)实验现象及结论:观察到________现象,
判断过氧化钠与氮气没有发生反应。
实验Ⅱ:验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。其中A装置的作用是_______,发生的变化是________变化。
A B C
(2)实验现象及结论:带火星的木条复燃;过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。
实验Ⅲ:验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。(提示:C装置中的氢氧化钠溶液用于吸收可能未反应的二氧化碳)
A B C D
(2)实验记录
实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 | |
① | 检查装置的气密性。 向装置中加入药品。 | 装置的气密性良好。 | |
② | 打开分液漏斗活塞,向A装置中缓慢加入稀盐酸。 | A装置中观察到的现象有________,C装置中有气泡出现。 | A装置中发生反应的化学方程式为________; |
③ | 一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。 | 带火星的木条复燃。 | 过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。 |
【实验反思】
(1)根据实验Ⅱ和Ⅲ,过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后,还产生了另一种物质,该物质是________________(填“单质”或“化合物”)。
(2)某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问:该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应,你认为他的理由是________________。
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某化学兴趣小组在做完用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的实验后,对反应后的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣,他们进行了以下实验探究。
【提出猜想】猜想一:只有CaCl2;猜想二:______________。
【实验探究】为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下实验方案。
方案编号 | 方案1 | 方案2 |
实验操作 (分别取少量实验后的溶液于试管中) | 加入几滴紫色的石蕊试液 | 滴加硝酸银溶液 |
实验现象 | 产生白色沉淀。 | |
实验结论 | 猜想二成立。 | |
【评价反思】(1)方案1观察到的实验现象______________。
(2)有同学提出方案2是错误的,原因是__________________。
(3)该兴趣小组的小华同学观察到石灰石和稀盐酸反应后容器内有少量固体剩余,得出溶液中肯定没有盐酸的结论,其他同学认为小华的说法不合理,其理由是__________________。
(4)请你设计一个与上述不同的实验方案(说出实验步骤和现象)________________ 。
【拓展延伸】石灰石的主要成分碳酸钙可用作补钙剂。某补钙药剂说明书的部分信息如图所示。现将100g盐酸分成5等份,逐次加到用25片该药剂制成的粉末中(其他成分不与盐酸反应,也不溶于水),得到图像如下。请根据有关信息回答问题。
(1)该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是____________。
(2)当加入盐酸和25片该药剂完全反应时,求所得溶液中溶质的质量分数?(写出计算过程,计算结果保留0.1%)_______________。
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以下是两位同学参加化学实验操作技能考查测试的情况和对实验的思考,请回答相关问题。
【小华同学抽到的题目是“氧气的制取”】
(1)E仪器名称______;H用完后,用灯帽盖灭,盖灭后轻提一下灯帽,再重新盖好原因是__________。
(2)该题要求用加热高锰酸钾的方法制取并收集一瓶氧气,实验时小华选用的仪器(毛玻璃片、胶皮管等未画出)可能是_____________。(填字母序号)
(3)下面是小华同学的部分实验操作,其中不合理的是________________。
A.先检查装置的气密性,后加药品
B.先固定试管,后放置酒精灯
C.先将导管伸入集气瓶,后加热试管
D.实验结束先将导管移出水面,后熄灭酒精灯
【小刚同学抽到的题目是“粗盐的提纯”】
(4)小刚完成该实验的部分操作过程如图所示,其中有明显错误的是________(填字母序号)
(5)小刚查阅相关资料得知:粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外,还含有少量的MgCl2、CaCl2等可溶性杂质。则上述实验得到的蒸发皿中的固体属于____________(填字母序号)
A.化合物 B.单质 C.纯净物 D.混合物
(6)为了得到纯净的氯化钠,小刚将蒸发皿中的固体又作了如下处理(假定杂质只有MgCl2、CaCl2二种):
A.该方案中加入的NaOH溶液和Na2CO3溶液要稍过量的原因是___________。
B.操作②的名称___________;操作③中滴加的试剂的名称是__________。
C.操作④是将溶液B倒入蒸发皿中,加热并不断搅拌,直到_____________时(填现象),停止加热。
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某化学兴趣小组的同学对一瓶久置的熟石灰粉末的组成进行实验探究,请你一起参与他们的探究活动。
[提出问题]这瓶熟石灰粉末是否已经变质生成了CaCO3?
[进行猜想]猜想一: ________。
猜想二:熟石灰部分变成了CaCO3。
猜想三:熟石灰没有变质。
[设计实验]该小组同学对猜想一设计了下列探究方案,请你帮助他们完成下表中相关实验内容。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取样,加适量水,搅拌,过滤 ②取少量滤液于试管中,滴入酚酞试液 ③取少量滤渣于试管中,加入盐酸 | ②无明显变化。 ③。 | 猜想一成立 |
[反思与应用]①要证明猜想二成立,可参照上述实验方案进行探究,在步骤②中产生的实验现象是________。
②熟石灰变质的化学反应方程式为,因此实验室中应________保存。
[数据处理]将10g已经全部变质的熟石灰粉末(即CaCO3)放入烧杯中,加入一定量的稀盐酸,恰好完全反应,产生气体,完全反应后所得溶液质量为55.6g。
计算:①生成气体的质量为________g ;参与反应的HCl的质量为________g;
②反应前稀盐酸中溶质的质量分数。(写出计算过程,结果精确到0.1%)
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碳酸氢钠(NaHCO3)俗称“小苏打”,在生活中用途广泛.某化学实验小组的同学对碳酸氢钠的性质进行探究.
【探究实验1】碳酸氢钠溶液的酸碱性
用试管取适量碳酸氢钠溶液,滴加酚酞试液,振荡,溶液变浅红色.结论: ________ .
【探究实验2】能与酸反应
取适量碳酸氢钠加入试管中,滴加稀盐酸,再把燃着的木条迅速伸入试管,木条熄灭,碳酸氢钠和盐酸的化学反应方程式: .
【探究实验3】能与碱反应
查阅资料:NaHCO3+NaOH═Na2CO3+H2O;氢氧化钙微溶于水.用试管取适量碳酸氢钠溶液,滴加氢氧化钠溶液,无明显现象.(提示:可以选择CaCl2溶液做试剂,通过证明有Na2CO3生成,从而证明二者发生了反应)如图,两位同学分别进行了甲、乙两个实验.回答下列问题:
比较甲、乙两个实验的目的性区别是 ________ ;
有同学提出两个实验都不足以证明有Na2CO3生成,其理由________ ;要证明有Na2CO3生成,还需要进行的操作是 ________ .
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通过实验探究的方法对未知事物进行探索是化学学习的一种重要方式。为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质,A、B两同学分别设计了探究实验的方案。A同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,观察溶液的颜色变化,如图甲所示。B同学的实验方案是取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥的小花,按图乙进行实验,观察小花颜色变化(紫色石蕊试液遇酸溶液变红色)。
请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价:
(1)哪个同学的方案合理。_________________________
(2)方案合理的理由是。___________________________
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(5分)小强同学分别取溶质质量分数相同的稀盐酸,大小、形状都相同的某种金属X、Al、Cu 进行实验,实验现象记录如下
Al | X | Cu | ||
现象 | 开始时 | 几乎无气泡产生 | 产生气泡速度慢 | 无气泡产生 |
一段时间后 | 产生气泡速度快 | 产生气泡速度慢 | 无气泡产生 |
回答下列问题:
(1)实验开始时,铝表面几乎无气泡产生的原因是__________________。
(2)Cu表面始终无气泡产生的原因是____________。
(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是______________。
(4)如果金属X的活动性比铁弱,且金属X与稀盐酸反应后生成易溶于水的XCl2。向只含有XCl2、CuCl2两种溶质的溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入稀盐酸,没有气泡产生。则滤液中一定含有的金属阳离子是________(用离子符号表示)。
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化学兴趣小组设计的创新实验是“火龙生字”.在成果展示现场,某同学用硝酸钾的热饱和溶液先在白纸上书写“火”字,晾干后白纸上出现硝酸钾晶体(见图1).用带火星的木条接触硝酸钾晶体,就会观察到白纸上写过字的地方燃烧并迅速蔓延,留下“火”字的黑色痕迹(见图2).在场的同学对此产生了浓厚的兴趣,并进行了如下研究:
【提出问题】为什么附有硝酸钾的白纸更容易燃烧?
【查阅资料】硝酸钾受热易分解,生成亚硝酸钾(KNO2)和一种常见的气体单质.
【猜想与假设】对于生产的是什么气体,四位同学有如下猜测:
甲:二氧化氮; 乙:氮气; 丙:氧气; 丁:氢气;
同学丙指出不可能是二氧化氮、氢气,理由是: 、 。
【进行实验】四位同学设计了实验对同学丙的猜想进行了验证,他们的操作方法是:
,观察到的现象是 ,说明同学丙的猜想正确.硝酸钾分解的化学方程式是 。
【解释与结论】白纸上写过字的地方更容易燃烧的原因是:
【反思与评价】为什么要用“硝酸钾的热饱和溶液”书写文字?
已知硝酸钾在不同温度时的溶解度如下表:
你对上述问题的解释是: 。
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某兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实验探究:
【提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【获得信息】实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液原来是:
猜想一:氯化钠溶液; 猜想二:氢氧化钠溶液; 猜想三:碳酸钠溶液。
【实验推断】
①甲取样滴加无色酚酞试液,溶液呈红色,得出结论:该溶液不可能是___________________溶液,理由是____________________________________________________________________________
②乙另取样滴加稀盐酸有___________________产生,乙得出结论:该溶液原来是碳酸钠溶液。
③丙认为乙的结论不完全正确,理由是______________________________________。小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验 :
【继续探究】④另取样加入过量的氯化钙溶液,观察到有___________________产生,设计这一步骤的目的是______________________________________;静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【得出结论】⑤这瓶溶液原来是______________________________________
【拓展迁移】⑥氢氧化钠溶液与盐酸发生中和反应,恰好完全反应的微观过程如图所示,反应的实质表达式为:H+ + OH- = H2O,则反应后溶液中存在的阴、阳离子是 (填离子符号);请写出【继续探究】实验中加氯化钙溶液反应的实质表达式:______________________________________(仿照上例,用离子符号表示)
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天然气的主要成分是甲烷(CH4)。
I.化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣:
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝。
【猜想与假设】甲 CO2、H2O;乙 CO、H2O;丙 NH3、CO2、H2O;丁 CO2、CO、H2O。
你认为 同学的猜想是错误的,理由是 。
【实验探究】为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(1)A、B装置的顺序能否颠倒? (填“能”或“否”)。
(2)实验中用纯净O2而不用空气的原因是 。
(3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色,由此推断 同学猜想成立。
(4)请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式: 。
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是
。
II.甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等。但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?为了验证甲烷是否具有还原性,乙同学设计以下实验装置并进行实验:
【实验装置】
【实验步骤】(假设药品都是足量的)
① 分别称量装置A、B、C的质量
② 再次分别称量装置A、B、C的质量
③ 向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4
④ 停止加热,继续通入CH4至冷却到室温
⑤ 缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应
其合理的操作顺序是 (填序号)。
甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是 。
【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
① 装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊
② 称量数据如表所示.
A中玻璃管(含药品)质量 | 装置B的质量 | 装置C的质量 | |
反应前 | 150g | 156.6g | 256.8g |
反应后 | 147.2g | 158.4g | 257.9g |
【现象分析与数据处理】
根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是 、 、 。
【实验结论】
① CH4 (填“有”或“没有”)还原性。
② 根据实验数据,甲同学提出甲烷与氧化铜的产物中还含有 ,试通过计算说明 。
③ 装置A中发生的反应方程式为 。
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