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题型之一 反应后物质成分的探究
1.(·黔东南)做“中和反应”实验时,小聪同学向盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀硫酸,一会儿后发现忘了滴加酸碱指示剂,于是他停止滴加稀硫酸。同学们对反应后溶液中含有哪些溶质展开了讨论。
上述实验中发生反应的化学方程为__2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O__,那反应后溶液中的溶质是什么?
猜想一:溶质是Na2SO4
猜想二:溶质是Na2SO4和NaOH
猜想三:溶质是__Na2SO4和H2SO4__
Na2SO4溶液呈中性
小聪同学设计如下的实验方案
方法步骤
实验现象
实验结论
方
案
一
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴入几滴无色酚酞试液
酚酞不变红色
猜想一正确
猜想二不正确
方
案
二
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,滴加BaCl2溶液
出现白色沉淀
猜想三正确
方
案
三
取少量烧杯中的溶液于洁净的试管中,加入少量的黑色CuO粉末,振荡
__粉末溶解,溶液由无色变蓝色__
猜想三正确
同学们对小聪的实验方案讨论后认为:
(1)方案一存在缺陷,该方案不能证明猜想一是正确的,其原因是__稀硫酸显酸性,也不能使酚酞试液变色__。
(2)方案二也不能证明猜想三是正确的,理由是__硫酸钠也能和氯化钡反应生成白色沉淀硫酸钡和氯化钠__。
(3)同学们经过讨论,一致认为方案三能够证明猜想三是正确的,并讨论除此方案外,还可以向烧杯的溶液中加入活泼金属或碳酸盐等物质进行证明。
在分析化学反应后所得物质成分时,还需考虑反应物的用量。
2.(·自贡)某实验小组将少量氢化钙(CaH2)溶于水,形成了无色透明的溶液,再向其中加入碳酸钠溶液,有沉淀产生,经过滤后得到滤渣和滤液。然后进行了滤渣验证和滤液溶质成分的探究。
(1)氢化钙在常温下能与水反应生成氢氧化钙和氢气,写出该反应的化学方程式__CaH2+2H2O===Ca(OH)2+2H2↑__。
(2)滤渣只能是碳酸钙,用盐酸验证此滤渣的化学方程式为__CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑__。
(3)滤液中溶质的成分是什么?
(4)猜想一:NaOH;猜想二:NaOH和Na2CO3;猜想三:NaOH和__Ca(OH)2__;猜想四:NaOH、Na2CO3和Ca(OH)2。
(5)经过讨论认为最不合理的是猜想__四__,原因是__碳酸钠和氢氧化钙会发生反应,不能共存__。
(6)
实验步骤
现象
结论
步骤Ⅰ:取少量滤液,向其中加入足量盐酸溶液
__不产生气泡__
猜想二不成立
步骤Ⅱ:另取少量滤液,向其中滴入适量Na2CO3溶液
产生白色沉淀
猜想__三__成立
(7)在分析反应后所得物质的成分时,除考虑生成物外,还需考虑__反应物是否过量__。
3.(·天水)氢化钠与水反应的化学方程式为NaH+H2O===NaOH+H2↑。在实验室里,小强先取一定量的硫酸铜溶液于烧杯中,再将少量氢化钠加入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤得到滤液和蓝色滤渣。并对滤液的成分进行探究。
滤液中溶质的成分是什么?
Na2SO4溶液呈中性
猜想一:Na2SO4
猜想二:__Na2SO4和NaOH__
猜想三:Na2SO4和CuSO4
猜想四:Na2SO4、CuSO4和NaOH
:小玲认为猜想__四__不合理,理由是__2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓__(用化学方程式表示)。
实验
实验操作
实验现象
实验结论
实验
一
取少量滤液于试管中,仔细观察现象
溶液为无色
猜想__三__不成立
实验
二
向实验一所取滤液中滴入酚酞试液
__无色溶液变红色__
猜想二成立
实验
三
常温下,再取少量滤液,测溶液酸碱度
pH7
猜想__一__不成立
4.(·贵港平南一模)镁与NH4Cl溶液反应,除生成一种盐外,还有气泡产生。为确定气体的成分,进行下列实验探究:
气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种。
①NH3+HCl===NH4Cl、2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
②2NH3+3CuO△3Cu+N2+3H2O
(1)为了确定是否含有HCl,将气体通入酸化的__硝酸银__溶液中,无沉淀生成,则该气体中无HCl。
(2)为了探究其他气体是否存在,又设计了如图实验装置:
①A中观察到__溶液变红色__,证明有NH3。
②B中玻璃管内观察到__黑色粉末变成红色,玻璃管内壁出现水珠__,证明有H2。
③浓硫酸的作用是__吸收水蒸气和氨气__。
Mg与NH4Cl溶液反应生成盐、NH3和H2,写出化学方程式__Mg+2NH4Cl===MgCl2+2NH3↑+H2↑__。
综合以上信息和实验结论,有同学认为不需要单独检验HCl,就能证明HCl不存在。请评价这种说法是否合理__是__(填“是”或“否”),理由是__因为氨气能和氯化氢反应生成氯化铵__。
5.(·达州)某化学兴趣小组同学用玻璃棒蘸取饱和FeCl3溶液在酒精灯火焰上灼烧时,随着加热时间的持续,在1分钟内观察到玻璃棒表面颜色的变化依次为:黄色、红褐色、红棕色、黑色。同学们对此现象产生了疑问,于是他们对FeCl3溶液加热,灼烧的变化进行了探究活动。
①酒精(C2H5OH)具有还原性,加热条件下能与Fe2O3反应;
②Fe与Fe3O4易被磁铁吸引,FeO是一种黑色固体,不能被磁铁吸引。
将大约20mL饱和FeCl3溶液在蒸发皿中加热蒸发,沸腾后发现溶液中逐渐产生红褐色浑浊。
由此得出结论:
(1)FeCl3溶液呈黄绿色是因为溶液中含有__Fe3+__(用离子符号表示)。
(2)加热饱和FeCl3溶液时,FeCl3易与水反应生成红褐色固体和盐酸,反应的化学方程式为__FeCl3+3H2O△Fe(OH)3↓+3HCl__。
(3)由实验可知:FeCl3溶液通过蒸发结晶的方式__不能__(填“能”或“不能”)获得FeCl3固体。
将实验一蒸发获得的红褐色固体转移到坩埚中灼烧,颜色由红褐色变为红棕色,此过程发生分解反应:2Fe(OH)3△__Fe2O3__+3H2O。
同学们对玻璃棒上产生的黑色物质继续探究:联系酒精的可燃性、还原性等相关性质,对黑色物质的成分提出了猜想,经讨论认为,可能是C、Fe、FeO、Fe3O4四种物质中的一种或几种。
为了测定黑色物质的成分,收集黑色物质,进行了如下表实验:
实验步骤
实验现象
实验结论
①取黑色粉末,用磁铁吸引,观察现象
黑色粉末全部被磁铁吸引
黑色粉末中不含的物质是__C和FeO__
②向装有黑色粉末的试管中加入足量的盐酸,充分反应,观察现象
固体逐渐溶解,但无气泡产生
综合①②实验现象判断,此黑色物质成分是__Fe3O4__
6.(·贵港)某化学兴趣小组学习碱的性质后,到实验室做实验。小明将二氧化碳通入氢氧化钠溶液后无明显现象,然后向得到的溶液中滴加CaCl2溶液,产生白色沉淀;小杰做的实验和小明一样,但没有出现白色沉淀。他们为了查明原因,查阅资料:①CO2与NaOH反应的产物与反应物的量有关,少量CO2得到Na2CO3,过量CO2得到NaHCO3,反应的化学方程式:CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3;②Ca(HCO3)2溶于水,溶液呈碱性;③CaCl2溶液呈中性;④Na2CO3、NaHCO3溶液都呈碱性,都能与酸反应;⑤铝、锌、铁、铜的盐溶液与NaHCO3溶液混合会产生沉淀。
他们对CO2与NaOH溶液反应后,溶液中溶质是什么进行探究。
猜想①:Na2CO3;猜想②:NaHCO3;
猜想③:Na2CO3、NaOH;猜想④:__Na2CO3、NaHCO3__。
实验操作
实验现象
结论
(1)取适量反应后的溶液于试管中,加入适量的CaCl2溶液,振荡;再加入__稀盐酸__
无明显现象;有气泡产生
猜想②成立,反应的化学方程式__NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑__
(2)取适量反应后的溶液于试管中,加入过量的CaCl2溶液,振荡;过滤,取滤液于另一支试管中,滴加__氯化镁溶液__
产生白色沉淀;__产生白色沉淀__
猜想③成立
将4.0gNaOH固体溶解在mL水中,然后通入4.0g二氧化碳气体,充分反应后,所得溶液的溶质是__碳酸钠和碳酸氢钠__。
7.(·贵港)某校甲、乙兴趣小组同学在学习酸、碱、盐、金属的化学性质后,分别做了A、B、C三组实验:
甲、乙小组同学都观察到C组实验的现象为__产生白色沉淀__。实验结束后,甲、乙小组同学分别同时将三组实验反应后的物质各倒入一个洁净的烧杯中,都观察到有气泡产生。甲、乙小组同学分别对气体成分及充分反应后烧杯中溶液的溶质成分进行探究。
①2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+3H2↑
②NaAlO2+HCl+H2O===NaCl+Al(OH)3↓
③Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O
实验操作
实验现象
实验结论
甲组
甲取少量烧杯中的溶液于试管中,滴入紫色石蕊溶液
紫色石蕊溶液变红色
气体为CO2、H2;溶液中溶质一定含有AlCl3、NaCl、 CaCl2 、HCl
乙组
分别取少量烧杯中的溶液于两支试管中
往一支试管中先滴入足量BaCl2溶液,再滴入无色酚酞溶液
只观察到溶液变红色
气体为H2;溶液中溶质一定含有NaAlO2、NaCl、NaOH
往另一支试管中不断滴入稀盐酸
先有白色沉淀产生,然后沉淀逐渐溶解形成无色溶液
(1)乙小组同学讨论后认为,甲组同学得出气体成分的结论不严谨,其理由是__因为甲组混合后溶液的溶质一定含有HCl,可能是A试管中稀盐酸过量,则铝片就反应完了,这种情况下三组实验反应物混合后产生的气体就不含H2__。
(2)甲、乙小组同学所做实验相同,得出的实验结论却不同,原因是__他们反应物的用量不同__。
只用一条化学方程式表示AlCl3与过量NaOH在溶液中反应:__AlCl3+4NaOH===NaAlO2+3NaCl+2H2O__。
题型之二 物质组成成分的探究
1.(·内江)某化学兴趣小组同学做了实验后在整理实验室时,得到白色固体药品,查阅药品记录单可知,可能是碳酸钠、碳酸氢钠和硫酸钠中的两种物质的混合物。为探究其成分,进行如下探究活动:
针对其组成:
猜想一:含有Na2CO3和Na2SO4;
猜想二:含有Na2SO4和NaHCO3;
猜想三:含有__Na2CO3和NaHCO3__。
实验Ⅰ:取白色固体于试管中加热,将产生的无色无味气体通入澄清石灰水,澄清石灰水变浑浊。
实验Ⅱ:取加热后的白色固体于试管中加足量的盐酸后,再滴加氯化钡溶液,立即产生白色沉淀。
(1)实验Ⅰ中,产生无色无味气体反应的化学方程式为__2NaHCO3△Na2CO3+H2O+CO2↑__。实验Ⅱ中,滴加氯化钡溶液产生白色沉淀反应的化学方程式为__BaCl2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaCl__。
(2)实验Ⅰ中可判断猜想__一__不成立。
综合实验Ⅰ、Ⅱ,可判断猜想__三__不成立。
若Na2SO4溶液中混有少量的NaHCO3,提纯Na2SO4溶液的实验方案是__向溶液中加入稀硫酸至不再产生气泡为止__。
2.(·滨州)水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分?某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究。
(1)该混合气体只含有一氧化碳、氢气;
(2)该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气;
(3)该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气;
(4)该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气。
(1)无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色;
(2)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物;
(3)氢气与一氧化碳都具有还原性。
同学们在老师的指导下设计了如图1所示装置(部分夹持仪器已略去),并进行了实验。
图1
(1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论为混合气体中有__水蒸气、二氧化碳__。B中发生反应的化学方程式为__Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O__。
(2)反应前装置C中的药品为__氢氧化钠__溶液。
(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是__氢气、一氧化碳__。
猜想__(2)__正确。
经过讨论,同学们将如图1装置进行了简化。只用如图2所示装置并自选必要试剂就能完成探究(假设每步都完全反应)。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是__烧杯内壁出现水珠__,应补充的最后一步实验操作及现象是__把烧杯翻转,迅速加入适量澄清石灰水,振荡,澄清石灰水变浑浊__。
图2
3.(·泰安)某同学在帮助实验员整理化学试剂时发现了一瓶标签残缺的无色溶液(如图甲所示),经实验员分析可知原瓶溶液中的溶质可能是NaCl、NaOH、Na2CO3、NaHCO3中的一种,为确认溶液中的溶质,他设计并进行了如下探究活动。
上述四种物质的相关信息如下:
物质
NaCl
NaOH
Na2CO3
NaHCO3
常温下的
溶解度/g
36
21.5
9.6
常温下稀
溶液的pH
7
13
11
9
请回答下列问题:
图甲
图乙
如上图乙所示,在操作①后可确定溶质不是NaCl,则实验现象应是__溶液呈红色__;在进行操作②时有无色无味气体产生,由此又可排除的物质是__NaOH__。
分析四种物质的相关信息,你认为该溶液中的溶质可能是上述四种物质中的__Na2CO3__,你的判断依据是__碳酸氢钠饱和溶液的溶质质量分数不可能达到10%,而碳酸钠溶液可以__。若上述探究结论是正确的,操作②发生反应的化学方程式为__2HCl+Na2CO3===2NaCl+H2O+CO2↑__。
有同学认为以上分析不严密,需要进一步实验确定,于是又进行了如下探究。
向操作①后试管中的溶液中滴加过量CaCl2溶液(中性),充分反应后,试管中溶液颜色不变,但有白色沉淀产生。
通过实验探究2可确定原瓶溶液中的溶质应该是__NaOH__。
造成该溶液出现上述实验现象的原因是__CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O__(用化学方程式表示)。
4.(·乐山)实验室中有一瓶标签破损的固态铵盐,它可能是NH4Cl、NH4NO3、NH4HCO3、(NH4)2SO4中的一种,请利用下图所示的溶液进行实验探究。
猜想①:该铵盐是NH4Cl。
猜想②:该铵盐是__NH4NO3__。
猜想③:该铵盐是NH4HCO3。
猜想④:该铵盐是(NH4)2SO4。
步骤一:取少量样品放入试管中,没有嗅到强烈的氨味,加入适量水溶解得到无色液体,选用图中的__HCl__溶液滴入试管中,无气泡放出,则猜想③不成立。
步骤二:在步骤一所得的溶液中,滴加图中的Ba(NO3)2溶液,没有白色沉淀生成,则猜想__④__不成立。
步骤三:另取适量样品放入试管中,加水溶解配成溶液,滴加图中的__AgNO3__溶液,有白色沉淀生成,则猜想__①__成立。
铵盐可作氮肥,它会与碱性物质发生化学反应,请写出硝酸铵溶液与氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式:__NH4NO3+NaOH△NaNO3+NH3↑+H2O__,所以在农业生产中,为避免降低肥效,铵态氮肥不要与碱性物质混合施用。
5.(·大庆)某白色固体可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4、Fe3O4中的一种或几种物质组成。同学们为了确定该白色固体的成分,进行了如下实验探究:
BaCl2溶液显中性。
(1)甲同学根据固体的描述确定样品中肯定没有__Fe3O4__(填化学式),原因是__四氧化三铁是黑色固体__。
同学们设计的实验过程及现象如图所示。
(2)同学们认为:无色溶液M中一定含有__NaCl__(填化学式),无色溶液M加入酚酞试液后变红色,说明溶液M显碱性,需对溶液M继续探究。
使溶液M显碱性的物质是什么?
猜想一:是氢氧化钠;猜想二:是碳酸钠;猜想三:________。
(3)请将猜想三补充完整:__是氢氧化钠和碳酸钠__。
(4)乙同学取无色溶液M于试管中,加入过量的氯化钡溶液,振荡,静置,观察到__产生白色沉淀__,证明无色溶液M中含有碳酸钠,此过程发生反应的化学方程式为__BaCl2+Na2CO3===BaCO3↓+2NaCl__。
(5)丙同学为进一步证明无色溶液M中的成分,取乙同学实验所得上层清液少许于试管中,加入__酚酞试液__,观察到__溶液变红色__,证明猜想三成立。综合分析,乙同学加入过量氯化钡溶液的作用:①证明无色溶液M中含有碳酸钠,②__除尽碳酸钠,防止对检验氢氧化钠产生影响__。
(6)原白色固体中一定有的物质是__BaCl2、NaOH、Na2CO3__(填化学式)。题型之三 物质性质的探究
1.(·达州)某化学兴趣小组同学为探究硫酸的化学性质,做了如下实验:
(1)能产生气泡的是__BD__(填序号)。
(2)溶液变为蓝色的是__E__(填序号),写出其中发生反应的化学方程式:__CuO+H2SO4===CuSO4+H2O__。
(3)能证明C中发生了反应的现象是__溶液由红色变为无色__。
(4)实验过程中,发现只有A中无明显现象,说明铜与稀硫酸不发生反应。
铜与硫酸真的不能反应吗?
①铜与浓硫酸反应的化学方程式:Cu+2H2SO4(浓)===CuSO4+SO2↑+2H2O
②SO2能使品红溶液褪色
③SO2能与碱溶液反应
④SO2能溶于水,但不溶于饱和NaHSO3溶液
同学们在老师的帮助下用如图所示装置进行实验。
请回答下列问题:
(1)实验开始时,打开开关K,发现D中品红溶液褪色,装置D中试管口放置的棉花上浸有浓氢氧化钠溶液,其作用是__吸收二氧化硫,防止污染空气__。
(2)装置B的作用是收集贮存多余的气体,当D中有明显现象后,关闭K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A有仍有气体产生,此时B中现象是:长颈漏斗内液面__上升__(填“上升”或“下降”),则B中盛放的液体为__D__(填序号)。
A.水 B.氢氧化钠溶液
C.饱和石灰水D.饱和NaHSO3溶液
化学反应的进行与物质的溶质质量分数、反应条件都有一定的关系。
2.(·枣庄)蚊虫叮咬时能分泌出蚁酸刺激皮肤,某兴趣小组进行了如下探究。
查阅资料:(1)蚁酸化学名称为甲酸(HCOOH),熔点为8.6℃,一定条件下加热分解生成两种物质;(2)常温下,氯化钯(PdCl2)溶液常用于检验CO的存在:CO+PdCl2+H2O===CO2+Pd↓(灰色)+2HCl。
探究Ⅰ:蚁酸的酸碱性
向盛有蚁酸溶液的试管中滴加紫色石蕊试液,变红色,结论:__蚁酸显酸性__。
当被蚊虫叮咬后,在叮咬处涂抹一些物质可减轻痛痒。下列物质你选择的是__a__(填字母)。
a.肥皂水 b.食醋 c.食盐水
探究Ⅱ:蚁酸的分解产物
常温下,在一定条件下加热蚁酸应选择装置__B__(填“A”或“B”)。
将分解产物通入C处空瓶,实验中观察到D处瓶内出现灰色沉淀,结论:分解产物中有__一氧化碳__,同时可观察到C处瓶内的现象是__瓶壁出现水珠__,写出蚁酸分解的化学方程式__HCOOH△H2O+CO↑__。
探究Ⅲ:产物的性质
排尽装置内的空气后,关闭K2,打开K1,点燃酒精喷灯,F处玻璃管内的现象:__红棕色粉末变黑色__,结论:一氧化碳具有还原性;此时H处瓶内无明显现象,证明二氧化碳在G处被完全吸收,分析该装置存在的缺陷:__没有处理尾气__;然后打开K2,关闭K1,Ⅰ处装置的作用是__收集一氧化碳__。
3.(·北京)丙酸钙为白色固体,易溶于水,可作食品防霉剂,国家标准规定了其用于制作面食、糕点时每千克面粉中的最大使用量。小组同学实验探究其性质和防霉的效果。
I.探究丙酸钙的性质
用下图裝置(夹持仪器已略去)完成实验,记录如下:
序号
①
②
装置
现象
试管内壁有水雾
注入酸后,有气泡产生,石灰水变浑浊
(1)②中现象说明有CO2产生。CO2与石灰水反应的化学方程式为__CO2+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O__。
(2)查阅资料得知丙酸钙与盐酸反应无气体生成。由实验②可得出的结论是__丙酸钙受热后产生的物质能与稀盐酸反应且生成二氧化碳__。
Ⅱ.探究丙酸钙防霉的效果
分别按下列①~⑧的配方蒸制8个馒头,冷却后置于密封袋中,记录如下:
(3)设计第1组实验的目的是__探究丙酸钙的质量大小是否对于丙酸钙防霉效果有影响__。
(4)第2组,⑦中x为__5__。
(5)对比第1组、第2组实验可得到的结论是__在其他条件相同时,有无蔗糖对丙酸钙防霉效果无影响__。
(6)某同学认为“制作面食、糕点时,丙酸钙用量越大越好”你是否同意此观点,并说明理由:
__不同意。国家标准规定了丙酸钙用于作面食、糕点时每千克面粉中的最大使用量,说明过量使用可能有害,故不是越多越好__。
4.(·贵港)某化学兴趣小组在学习金属知识后,对金属钙及其化合物的化学性质非常感兴趣,并进行了以下实验探究。
(1)对金属钙的化学性质进行探究
金属钙能否与水反应?
取一粒金属钙投入盛有50mL水的烧杯中,钙粒与水剧烈反应,四处游动,产生气泡,溶液出现浑浊,用手触摸烧杯外壁,感觉发热。反应结束放置一段时间后,溶液变澄清,往烧杯中滴入无色酚酞试液,溶液变红色。
金属钙能与水反应。经进一步检验,产生的气体能燃烧。请写出钙与水反应的化学方程式__Ca+2H2O===H2↑+Ca(OH)2__。
反应结束放置一段时间后,溶液变澄清的原因是__温度降低氢氧化钙溶解度增大,不能溶解的氢氧化钙全部溶解__。
(2)对久置于空气中的“生石灰”干燥剂的组成成分及含量进行探究
Ca(OH)2加热到一定温度时会发生分解反应,生成两种氧化物。
该小组称取10.0g干燥剂样品于控温电加热器中,按如图所示装置进行实验(装置气密性良好,装置A、B、C中药品足量,实验操作正确)。
充分反应后,产物被完全吸收,A装置增重0.9g,B装置增重2.2g。
该包干燥剂的成分有__CaO、Ca(OH)2、CaCO3__(填化学式),其中Ca(OH)2的质量为__3.7__g。
①停止加热后,需要通入一段时间N2的目的是__使反应生成的水、二氧化碳全部被浓硫酸、氢氧化钠溶液吸收__。
②若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是__氧化钙__。
题型之四 其他探究
1.(·怀化)化学老师交给某研究性学习小组一个任务:测定实验室里一瓶久置的NaOH固体是否变质。该小组的同学进行了如下实验探究。
猜想Ⅰ:没变质,全部是__NaOH__;
猜想Ⅱ:部分变质,既含有NaOH又含有Na2CO3;
猜想Ⅲ:完全变质,全部是Na2CO3。
ⅰ.已知信息:BaCl2+Na2CO3===2NaCl+BaCO3↓
ⅱ.部分盐溶液在常温下的pH如下:
稀溶液
NaCl
Na2CO3
BaCl2
pH
等于7
大于7
等于7
请你与他们共同完成,并回答所给问题。
实验步骤
实验现象
实验结论
①称取上述氢氧化钠固体样品10.00g溶于50mL水配成溶液,向溶液中滴加氯化钡溶液至过量,充分反应,静置
__有白色沉淀生成
说明久置固体中,一定含有Na2CO3
②用__玻璃棒__蘸取少量①中充分反应后的上层清液滴在一小块pH试纸上,与__标准比色卡__比较,测出pH
pH=11
说明久置固体中,还一定含有__NaOH__(填化学式)
滴加过量BaCl2溶液的目的是__保证碳酸钠被全部去除__。
通过实验,说明上述猜想中__猜想Ⅱ__(填“猜想Ⅰ”“猜想Ⅱ”或“猜想Ⅲ”)是正确的。
该小组同学为测定出该NaOH固体的变质程度,继续将上述白色沉淀过滤、洗净、干燥,称得其质量为9.85g,则原试剂中NaOH的质量分数为__47%__(假定试剂中无其他杂质,忽略实验损耗)。
久置氢氧化钠变质的原因是__2NaOH+CO2===Na2CO3+H2O__(用化学方程式表示)。
能否通过取适量试剂溶于水,然后滴加酚酞的方法作出判断:__不能__(填“能”或“不能”),理由是__碳酸钠和氢氧化钠的溶液都显碱性,都能使无色酚酞变红,无法确定组分__。
2.(·崇左)某化学兴趣小组在实验室发现一瓶混入Na2CO3的NaOH固体。于是他们对该固体中Na2CO3的含量进行探究。
Ⅰ.碱石灰是氢氧化钠与氧化钙的固体混合物。
Ⅱ.无水硫酸铜是一种白色固体,遇水会变成蓝色。
该固体中Na2CO3的质量分数是多少?
碳酸钠与稀硫酸反应会生成CO2,反应的化学方程式为__Na2CO3+H2SO4===Na2SO4+H2O+CO2↑__。
同学们设计了两种实验方案(装置气密性良好,浓硫酸、碱石灰均足量)。
图1
图2
方案甲:用图1所示装置测定反应后生成CO2的质量。称取一定质量的样品于锥形瓶中,通入一段时间空气后,向样品中滴加稀硫酸,待样品反应完全,继续通入一段时间空气后,测出生成CO2的质量,计算。
方案乙:用图2所示装置测定反应生成CO2的体积。称取一定质量的样品,将样品和足量稀硫酸分别置于Y形管a、b处(此时量气管液面在零刻度处),倾斜Y形管,使反应发生,待样品反应完全,测出生成CO2的体积,计算。
(1)方案甲中,浓硫酸的作用是__吸收水分,干燥二氧化碳__;为测出生成CO2的质量,需要在样品反应前后分别称量装置__C__(填装置序号)的质量。方案乙中,植物油的作用是__防止二氧化碳与水接触__;反应结束后,应__调节水准管高度,使两端液面相平__,然后根据液面读出生成CO2的体积。
(2)小红同学认为方案甲的装置设计还存在一个明显缺陷,可增加图3中的一个装置进行改进,改进后整套装置的连接顺序为__GABCD__(按气流方向填装置序号)。
图3
(3)小青同学认为,还可以用“沉淀法”进行测定:称取一定质量的样品放入试管中,__加水溶解,滴加足量的氯化钡溶液,滤出沉淀,洗涤、干燥,称量沉淀质量__,计算。
同学们在完善实验方案后,测出了该NaOH固体中Na2CO3的质量分数。
设计实验方案应使实验简便、误差小。
3.(·威海)探究瓜子中二氧化硫的含量。
有媒体报道:某品牌瓜子被查出二氧化硫残留量超标。为了测定购买的瓜子中二氧化硫的含量,小莉进行以下探究活动。
(1)查阅资料
①二氧化硫是无色气体,化学性质与二氧化碳相似,但能与氧气反应。
②二氧化硫可用作干果的防腐剂。我国食品添加剂标准规定,二氧化硫在干果中残留量≤0.4g/kg。
③在沸水浴加热的条件下,瓜子中的二氧化硫可以全部释放出来。
④氮气化学性质不活泼,一般条件下不和其他物质发生反应。
(2)实验
小莉利用如图所示装置进行实验。
①实验原理:乙装置用于吸收瓜子样品释放出的二氧化硫,碱溶液可选用__氢氧化钠溶液__,发生反应的化学方程式为__2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O__;丙装置的作用是吸收氮气流带出的水蒸气,发生反应的化学方程式为__CaO+H2O===Ca(OH)2__。
②实验步骤:
第一步:在U形管中放入瓜子样品g,按图示连接好仪器,向其中通入氮气。
第二步:通入氮气一段时间后,称得乙、丙装置总质量为.5g。
第三步:再次连接好仪器,持续通入氮气,同时向烧杯中加入沸水给瓜子加热,至二氧化硫释放完全。
第四步:实验结束后,称得乙、丙装置总质量为.6g(假定实验中不产生其他与碱溶液及生石灰反应的气体)。
③实验结果:通过计算,该样品中二氧化硫的含量为__0.2__g/kg__。
(3)交流
①在第一步中通入氮气的目的是__排尽装置中的空气__。在第三步中通入氮气的目的是__将产生的SO2全部排入乙装置__。
②实验过程中,为确保实验结果准确,下列措施正确的是__ABCD__(填选项序号)。
A.碱溶液要过量
B.装置气密性要好
C.实验中不能直接给瓜子加热
D.瓜子样品必须干燥
③民以食为天,食以安为先,生活中下列做法正确的是__AD__(填选项序号)。
A.含添加剂的食品,若符合国家标准可食用
B.以饮料代替饮用水
C.霉变的大米经过多次清洗后可食用
D.购买食品注意生产日期和保质期
④二氧化硫还可以与水反应,化学方程式为__SO2+H2O===H2SO3__。
4.(·安徽)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是__A__(填字母序号)。
A.未擦干的铁锅
B.涂油漆的栏杆
C.盛水的不锈钢水杯
(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是__+3__。
(3)该小组用如图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约__40__(填“40”或“10”)mL刻度处,原因是__铁锈蚀消耗氧气,且氧气约占空气总体积的1/5__。
(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
铁钉质量
增加/g
0.02
0.04
0.08
0.16
0.18
0.18
0.18
小强同学的实验是探究__温度__因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是__在其他条件相同时,温度在10~50__℃的范围内,温度越高,铁钉腐蚀的速度越快__。
(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因:__50__℃以后,3天内试管中的氧气耗尽,铁钉的腐蚀停止__;改进实验方案证明你的分析:__用容积较大的容器代替装置乙中的试管,分别在50__℃、60__℃、70__℃下重复上述实验__。
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