物质性质的探究
1.探究高锰酸钾的性质
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是________________________。为防止试管破裂,实验中采取的安全措施是______________________(写一点)。
(2)维生素C能使紫色高锰酸钾溶液褪色。常温下,利用如图1实验测定苹果汁和橙汁中维生素C含量的相对多少,要得出正确结论,实验过程中需要进行控制的条件有________(填标号)。
图1
A. 烧杯中溶液的体积和浓度
B. 胶头滴管每次吸取果汁的体积
C. 两个胶头滴管滴出的每滴果汁的体积
(3)酸性KMnO4(相对分子质量为158)溶液可以测定居室内甲醛(CH2O)的含量是否超标(国家标准:成人允许的最高浓度为0.1 mg /m3)。
实验步骤如下:
①检查图2装置气密性良好。
图2
②关闭止水夹________(填“a”或“b”,下同),打开________,用注射器抽取新装修的室内空气;接着关闭止水夹________,打开________,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中。重复上述操作,至抽取到空气样品0.5 m3与溶液中的高锰酸钾恰好完全反应。
③根据化学方程式计算:该居室内空气中含甲醛的浓度为________。
(反应原理为:4KMnO4 +5CH2O +6H2SO4=== 2K2SO4 +4MnSO4+5CO2+11H2O)由此判断该居室内甲醛含量________(填“有”或“没有”)超标。
2.复习课上,老师要求学生用不同的方法鉴别稀硫酸和氢氧化钠溶液。小东、小南两位同学取同一溶液分别进行如下实验:
【实验方案】
实验步骤 实验现象 实验结论
小东 用玻璃棒蘸取溶液滴到pH试纸上,对照比色卡并读出pH pH试纸变色pH______ 7(填“>”或“<”) 该溶液是氢氧化钠溶液
小南 取适量溶液于试管中,加入经打磨过的铝条 有气泡产生 该溶液是稀硫酸
【提出问题】为什么我们取相同溶液而实验结论却不同呢?
【解决问题】小东、小南讨论后决定再用硫酸铜溶液进一步验证,结果观察到的现象是____________________________________,于是一致认为该溶液是氢氧化钠溶液。为什么小南加入铝条会有气泡产生呢?通过查阅资料,他们发现初中常见金属中只有铝能与酸、碱反应,铝与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是2Al+2NaOH+2H2O=== 2NaAlO2+3H2↑。
【拓展延伸】利用老师要求鉴别的那两种溶液,测定镁铝铜合金中各成分的含量。实验设计如下:
【回答问题】
(1)写出操作Ⅰ中玻璃棒的作用:____________。
(2)a溶液是____________,选择该溶液的理由是_______________。
(3)金属铜的质量为____g,固体A含有的物质是________,溶液A中所含溶质是____________。
3.某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
图1
【实验回顾】(1)按图1所示,在小烧杯A中盛有少量浓氨水,小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水,几分钟后,B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了________(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,你认为溶液的颜色会________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
(2)图2是该小组对图1装置的改进,和图1相比,其优点有________(任写一条)。
图2
【提出问题】氨气在水中的溶解性如何?
【查阅资料】常温常压下,氨气极易溶于水,可用图3装置验证。
图3
【进行实验】步骤1:按图3连接装置,检查气密性。
步骤2:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞,把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3:打开橡皮管上的止水夹,______________(填具体操作),使少量水进入烧瓶。观察到的现象是__________,产生该现象的原因是______________。
实验完毕,向烧瓶内的氨水中加入少量稀H2SO4将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4,该反应的化学方程式为__________________________________。
【反思拓展】实验后请教老师知道,氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O)。则氨水中含有的分子有H2O、________、________(都填化学式)。
4. 某小组同学对碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠的某些性质进行探究。
【提出问题】①三种溶液的酸碱性?
②它们与酸反应时溶液的pH如何变化?
【查阅资料】
pH 2~3 4~6 7 8~9 10~11 12~14
紫甘蓝汁液显示的颜色 紫红 浅紫 紫色 蓝色 绿色 黄色
【实验1】向等体积、等浓度的碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠溶液中,分别加入几滴紫甘蓝汁液,同时用蒸馏水进行对比实验,观察并记录现象如下:
液体名称 蒸馏水 碳酸氢钠溶液 碳酸钠溶液 氢氧化钠溶液
紫甘蓝汁液显示的颜色 紫色 蓝色 绿色 黄色
【实验2】向一定体积、一定浓度的氢氧化钠溶液中,逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图1所示。
图1
【实验3】向等体积、含等碳原子数的碳酸氢钠和碳酸钠溶液中,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,测得pH变化与时间的关系如图2、图3所示。将图2与图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合。
图2 图3
【解释与结论】
(1)实验1得出三种溶液的碱性由强到弱的顺序为_______________。
(2)实验2证明了氢氧化钠能与盐酸发生反应,其理由是__________________,实验结束,向反应后的溶液中滴加紫甘蓝汁液,观察到的现象是______________。
(3)实验3中,b点的溶质为______________,c点后发生反应的化学方程式为__________。
(4)依据实验3获取的信息,鉴别Na2CO3和NaHCO3固体的实验方案为____________________。
5.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
【提出问题】金属钙能否与水反应?
【实验探究】取一粒金属钙投入盛有50 mL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。
【实验结论】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 。
【交流与反思】反应结束放置一段时间后,溶液变澄清的原因是 。
(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
【查阅资料】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。
【实验探究】该小组称取10.0 g干燥剂样品于控温电加热器中,按下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)。
【实验数据记录】充分反应后,产物被完全吸收,A装置增得0.9 g,B装置增重2.2 g。
【分析与结论】该包干燥剂的成分有 (填化学式),其中Ca(OH)2的质量为 g。
【反思与拓展】
①停止加热后,需要通入N2一段时间的目的是 。
②若没有C装置,会导致含量测定结果偏小的成分是 。
6.如图是两个实验小组分别进行“加热硫酸铜和氢氧化钠溶液反应后生成物”的实验过程示意图:
【甲组】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为________________________________,加热后产生黑色的氧化铜。
【乙组】为寻找实验中没有产生氧化铜的原因,他们进行了以下实验探究:
【查阅资料】在酸性条件下,氢氧化钠与硫酸铜在溶液中可发生如下反应:6NaOH+4CuSO4=== 3Na2SO4+Cu4(OH)6SO4↓,生成的碱式硫酸铜是不溶于水的蓝白色固体,加热不易发生分解。
【提出猜想】根据资料分析,同学们针对试管中溶液呈酸性的原因作出以下猜想:
猜想Ⅰ.硫酸铜溶液呈酸性;
猜想Ⅱ.生成的硫酸钠使溶液呈酸性。
【实验与结论】
实验①:用pH试纸测定硫酸铜溶液的酸碱度,得出其pH________(填“>”、“<”或“=”)7,硫酸铜溶液呈酸性,猜想Ⅰ成立。
实验②:向盛有硫酸钠溶液的试管中滴加石蕊溶液,观察到溶液显紫色,硫酸钠溶液呈________(填“酸”、“中”或“碱”)性,猜想Ⅱ不成立。
【交流与反思】
(1)乙组同学认真分析甲组实验后,一致认为不需要通过实验就能判断猜想Ⅱ不成立,理由是______________________。
(2)在化学反应中,相同的反应物因其质量比不同可能会导致生成物不同,请另举一例 ____________(写出反应物即可)。
7.某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
【实验回顾】(1)按图1所示,在小烧杯A中盛有少量浓氨水,小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水,几分钟后,B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了________(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,你认为溶液的颜色会________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
(2)图2是该小组对图1装置的改进,和图1相比,其优点有______________(任写一条)。
图1图2图3
【提出问题】氨气在水中的溶解性如何?
【查阅资料】常温常压下,氨气极易溶于水,可用图3装置验证。
【进行实验】
步骤1:按图3连接装置,检查气密性。
步骤2:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞,把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3:打开橡皮管上的止水夹,__________(填具体操作),使少量水进入烧瓶。观察到的现象是____________________,产生该现象的原因是__________________________________。
实验完毕,向烧瓶内的氨水中加入少量稀H2SO4将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4,该反应的化学方程式为_______________________________。
【反思拓展】实验后请教老师知道,氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O)。则氨水中含有的分子有H2O、__________、__________(都填化学式)。
8.盐酸、硫酸和硝酸是三种常用的酸,为什么初中化学只介绍了盐酸和硫酸,没有介绍硝酸呢?兴趣小组同学发现实验室的硝酸都保存在棕色试剂瓶中,同学们对此产生了好奇,并对硝酸的部分性质进行如下探究:
【查阅资料】①棕色试剂瓶常用于保存见光易分解的物质;②NO是无色气体,能与空气中的氧气迅速反应生成NO2,NO2是红棕色气体,低温时转化成无色液体N2O4;③相同条件下,气体的体积比等于气体分子数目之比;④无水氯化钙可干燥NO、NO2、H2、O2等。
【提出问题】硝酸具有哪些化学性质?
【提出猜想】
猜想一:硝酸不稳定,易分解;
猜想二:稀硝酸可与铁反应产生氢气;
猜想三:硝酸能与氢氧化钠反应。
【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
① 取少量浓硝酸于试管中,用酒精灯加热 产生红棕色气体 猜想一正确
② 向稀硝酸中加入少量铁粉 有气泡产生,气体在试管口由无色变为红棕色,铁粉逐渐溶解,得到黄色溶液 猜想二不正确
③ 向稀硝酸中滴加氢氧化钠溶液 无明显现象 猜想三不正确
【交流讨论】(1)小明认为铁与稀硝酸反应产生的气体是NO,他的依据是____________。
(2)小江认为实验③的结论不严谨,于是他重新设计方案验证猜想三,请补充小江的实验报告:
【继续探究】为验证硝酸分解的气体产物,在老师的指导下,小组同学设计如下装置:
【实验步骤】Ⅰ. 关闭K2,打开K1,加热,观察到有红棕色气体产生,当有红棕色气体从导管口a逸出时,将带火星的木条放在导管口a处,观察到木条复燃;
Ⅱ. 打开K2,关闭K1,一段时间后,试管1中出现无色液体,试管2中无明显现象,将带火星的木条放在导管口b处,观察到木条复燃。
经进一步实验确认浓硝酸分解的产物有三种,则浓硝酸分解的产物为________(填化学式)。
【知识拓展】小江结合空气中氧气所占的比例分析上述实验后,认为二氧化氮具有助燃性,请说明理由_______________________________。
9.化学兴趣小组的同学,为了探究氢氧化钠的化学性质,做了如下图所示实验。
【查阅资料】a.硫酸钠溶液呈中性;b.氢氧化镁是难溶于水的白色固体。
(1)甲实验试管中观察到的现象是____________________。此实验不足以证明氢氧化钠和二氧化碳发生了化学反应,因此需补充一个对比实验。请简要写出补充的实验是_________________________________。
(2)乙实验试管中发生反应的化学方程式是________________________________,其中酚酞溶液的作用是________________________________。
(3)丙实验观察到试管中有蓝色沉淀生成,上层溶液为无色。证明氢氧化钠和硫酸铜发生了化学反应。
(4)实验结束后,小组同学对丙实验试管中无色溶液中溶质的成分展开了探究。
【提出问题】试管中无色溶液溶质的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:硫酸钠和氢氧化钠。
猜想二:________。
【设计实验】要证明猜想一成立,下列试剂中能达到实验目的的是________(填字母)。
A. 石蕊溶液 B. 氯化钡溶液 C. 氯化镁溶液
【拓展延伸】小组同学总结了氢氧化钠的化学性质,又联想到学过的氢氧化钙。发现二者化学性质相似,原因是在它们的溶液中都含有相同的________(用符号表示)。
10.化学兴趣小组的同学按图示装置及步骤验证氢氧化钠的化学性质。
【实验步骤】
Ⅰ.将注射器内的液体注入A中的锥形瓶。
Ⅱ.打开K1,观察到C中部分红色溶液沿导管倒吸入A,片刻后回流停止。
Ⅲ.打开K2,观察到B中溶液倒吸入A、C中,液面稳定后观察到A中溶液仍为红色,C中溶液变为无色。
同学们对相关问题分组展开如下探究。
探究环节 甲组的探究 乙组的探究
【提出问题】 A中使酚酞变为红色的物质是什么? C中溶液为什么变成无色?
【做出猜想】 猜想一:Na2CO3 猜想二:Na2CO3和NaOH 猜想一:实验过程中酚酞变质了 猜想二:溶液中的NaOH反应完了
【实验验证】 小鹏取少量A中溶液于试管中,向其中滴加过量BaCl2溶液,若观察到______________________,证明猜想二成立。小丽认为用 Ba(OH)2溶液也可证明猜想二成立,小鹏认为小丽的方案不合理,理由是__________________________。 (1)取少量C中溶液于试管中,向其中滴加NaOH溶液,溶液又变为红色,证明猜想一不成立。 (2)用pH试纸测定C中溶液的酸碱度,若pH____7,证明猜想二成立。
【反思交流】(1)甲、乙两组同学的实验证明了NaOH能与稀盐酸、CO2发生反应;A中溶液里一定还存在NaCl。写出NaOH与CO2发生反应的化学方程式_________________________________________。
(2)【实验步骤】Ⅱ中的现象________(填“能”或“不能”)证明NaOH与CO2发生了反应。
【拓展迁移】对于无明显现象的化学反应,可通过检验有新物质生成或检验______________________的方法来证明反应发生了。
11.某兴趣小组对氨气(NH3)的某些性质进行探究。
【实验回顾】(1)按图1所示,在小烧杯A中盛有少量浓氨水,小烧杯B中盛有少量含酚酞试液的蒸馏水,几分钟后,B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了________(填离子符号)。若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,你认为溶液的颜色会______________(填“变深”、“变浅”或“不变”)。
图1
(2)图2是该小组对图1装置的改进,和图1相比,其优点有________(任写一条)。
图2
【提出问题】氨气在水中的溶解性如何?
【查阅资料】常温常压下,氨气极易溶于水,可用图3装置验证。
图3
【进行实验】步骤1:按图3连接装置,检查气密性。
步骤2:在干燥的烧瓶内充满氨气,塞上带有玻璃管和胶头滴管(预先吸入少量水)的胶塞,把玻璃管插入烧杯的水中。
步骤3:打开橡皮管上的止水夹,________(填具体操作),使少量水进入烧瓶。观察到的现象是________,产生该现象的原因是___________________________________。
实验完毕,向烧瓶内的氨水中加入少量稀H2SO4将其转化为可用作氮肥的(NH4)2SO4,该反应的化学方程式为______________________________。
【反思拓展】实验后请教老师知道,氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨(NH3·H2O)。则氨水中含有的分子有H2O、____________、____________(都填化学式)。
12. 小米同学发现近段时间家中轿车的车标不如原来“亮”了,查阅资料发现车标是镀铬的。 好奇的小米想探究铬(Cr)与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参与。
【知识回放】金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al
Zn ________ Sn Pd (H) ________ Hg Ag
Pt Au。 请你在横线上填写对应金属的元素符号。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液。
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液。
【提出猜想】猜想1:Cr > Fe > Cu;
猜想2:Fe > Cu > Cr; 猜想3:Fe > Cr > Cu。
【进行实验】小米同学取大小相等的三种金属片,用砂纸打磨光亮;再取三支试管,分别放入等量的同种稀硫酸中。
实验一 实验二 实验三
实验方案
实验现象 铁片表面产生气泡较慢,溶液变为浅绿色 铬片表面产生气泡较快,溶液变为蓝色 __________________
实验结论 ____________ ____________ 铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较快 铜不与稀硫酸反应
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________
【问题讨论】(1)将铬片投入FeSO4溶液中,反应能否进行?若能进行,请写出反应的化学方程式____________________________。
(2)小林提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是_____________________________。
参考答案
1. (1)2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑ 加热前擦干试管外壁的水(或试管口要略向下倾斜或固定加热前先给试管预热或收集完氧气,先把导管从水槽中取出再停止加热等合理即可) (2)AC (3)②b a a b
③3 mg/m3 有
【解析】(1)高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰、氧气,反应的化学方程式为2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑;为防止试管破裂可在加热前擦干试管外壁的水或试管口要略向下倾斜或固定加热前先给试管预热或收集完氧气,先把导管从水槽中取出再停止加热等。(2)为测定苹果汁和橙汁中维生素C含量的多少需要控制烧杯中高锰酸钾溶液的体积和浓度以及两个胶头滴管滴出的每滴果汁的体积,然后通过比较高锰酸钾颜色褪去时所滴加的两种果汁的滴数就可得出两种果汁中维生素C含量的相对多少。(3)②关闭止水夹b,打开a,用注射器抽取室内空气,接着关闭止水夹a,打开b,将气体全部推入酸性高锰酸钾溶液中,使其与高锰酸钾反应;③利用化学方程式,根据参加反应的高锰酸钾的质量可求得0.5 m3空气样品中甲醛的质量,进一步求出甲醛的浓度,最后和国家标准进行比较即可确定甲醛含量是否超标。
解:设空气样品中含甲醛质量为x
4KMnO4+6H2SO4+5CH2O=== 2K2SO4+4MnSO4+5CO2+11H2O
632 150
40 g×0.0158% x
=x=0.0015 g=1.5 mg
因此该居室内空气中甲醛浓度为=3 mg/m3>0.1 mg/m3
由此判断:甲醛含量超标
2. 【实验方案】 > 【解决问题】有蓝色沉淀产生 【回答问题】(1)引流 (2)氢氧化钠溶液 只有金属铝能与氢氧化钠溶液反应产生氢气,通过氢气质量方可求出金属铝的质量 (3)0.5 Mg、Cu NaOH、NaAlO2
3. 【实验回顾】(1)OH- 变浅 (2)节约药品(或减少污染等合理即可) 【进行实验】挤压胶头滴管 产生喷泉 NH3极易溶于水,烧瓶内的压强急剧减小,在大气压的作用下将烧杯中的水压入烧瓶中,产生喷泉 2NH3·H2O+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O 【反思拓展】NH3 NH3·H2O
【解析】【实验回顾】(1)B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了氢氧根离子;若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,溶液的颜色会变浅,因为氨水不稳定受热易分解生成氨气和水,导致溶液碱性减弱。(2)改进后的装置所用试剂较少,主要优点是节约药品,减少污染等。【进行实验】打开止水夹,挤压胶头滴管,水进入烧瓶,NH3极易溶于水,烧瓶内的压强急剧减小,在大气压的作用下,将烧杯中的水压入烧瓶产生喷泉;氨水和稀硫酸反应生成硫酸铵和水,反应的化学方程式为 2NH3·H2O+H2SO4=== (NH4)2SO4+2H2O。【反思拓展】氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨,则氨水中含有的分子有H2O、部分未溶解于水的NH3,还有反应生成的NH3·H2O。
4. (1)氢氧化钠溶液>碳酸钠溶液>碳酸氢钠溶液
(2)实验过程中溶液的pH由大于7逐渐变化到小于7,说明氢氧化钠被消耗 溶液变为紫红色 (3)NaCl、HCl NaHCO3+HCl=== NaCl+H2O+CO2↑ (4)取两种固体加水配成溶液,分别逐滴加入一定浓度的盐酸,若立即产生气泡则为碳酸氢钠溶液,若开始无气泡,一段时间后有气泡产生,则为碳酸钠溶液
【解析】(1)根据两个表格内的信息可知,碳酸氢钠溶液的pH范围为8~9,碳酸钠溶液的pH范围为10~11,氢氧化钠溶液的pH范围为12~14,pH>7的溶液呈碱性,且pH越大,溶液碱性越强,三种溶液的碱性由强到弱依次为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液。(2)实验过程中溶液的pH由大于7到小于7,溶液由碱性变为酸性,说明氢氧化钠被消耗,与稀盐酸发生了反应;反应后的溶液pH小于3,此时溶液呈酸性,能使紫甘蓝汁液变为紫红色。(3)碳酸氢钠与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,b点溶液pH<7,说明溶液呈酸性,即所加盐酸已经过量,此时溶液中溶质为NaCl和HCl; 根据题干信息“将图2和图3的阴影部分进行叠加,发现两者基本重合”,可知c点所示溶液中溶质除了钠离子、氯离子结合生成的NaCl外,其余部分与图2图像起点成分相同,即含有NaHCO3,c点后所发生的反应与图2所示反应相同,即碳酸氢钠与盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,据此写出化学方程式。(4)根据实验内容可知,稀盐酸加入碳酸钠溶液中,首先反应生成氯化钠和碳酸氢钠,碳酸氢钠再与稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,稀盐酸加入碳酸氢钠溶液中直接发生反应生成氯化钠、水和二氧化碳,因此鉴别碳酸钠、碳酸氢钠固体时,可取两种固体加水配成溶液,分别逐滴加入一定浓度的稀盐酸,若立即产生气泡,则为碳酸氢钠溶液,若开始无气泡产生,一段时间后有气泡产生,则为碳酸钠溶液。
5.(1)【实验结论】Ca+2H2O=== Ca(OH)2+H2↑ 【交流与反思】氢氧化钙的溶解度随温度的降低而增大 (2)【分析与结论】CaO、Ca(OH)2、CaCO3 3.7 【反思与拓展】①使生成的水和二氧化碳被A、B装置完全吸收
②CaO
6. 【甲组】CuSO4+2NaOH=== Cu(OH)2↓+ Na2SO4 【乙组】【实验与结论】实验①:< 实验②:中 【交流与反思】(1)甲组实验中也有硫酸钠生成等 (2)木炭和氧气(或C和O2等合理答案均可)
【解析】氢氧化钠与硫酸铜反应的化学方程式为2NaOH+CuSO4=== Cu(OH)2↓+Na2SO4;硫酸铜溶液呈酸性,酸性溶液的pH小于7;石蕊溶液遇酸性溶液变红色,遇碱性溶液变蓝色,遇中性溶液不变色,向硫酸钠溶液中加入石蕊溶液,溶液呈紫色即不变色,说明硫酸钠溶液呈中性;甲组实验中氢氧化钠与硫酸铜反应会生成硫酸钠,而甲组中观察到的现象是产生蓝色沉淀,如果硫酸钠溶液呈酸性,则产生的应该是蓝白色沉淀;碳与氧气反应,氧气充足时生成二氧化碳,氧气不足时生成一氧化碳。
7. 【实验回顾】(1)OH- 变浅
(2)节约药品(或减少污染等合理即可)
【进行实验】挤压胶头滴管的胶帽 烧杯内的水被吸入烧瓶中,形成喷泉 NH3极易溶于水,烧瓶内的压强急剧减小,烧瓶内的压强小于大气压
2NH3·H2O+H2SO4=== (NH4)2SO4+2H2O
【反思拓展】NH3 NH3·H2O
【解析】【实验回顾】(1)B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了氢氧根离子;若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,溶液的颜色会变浅,因为氨水不稳定,受热易分解生成氨气和水,导致溶液碱性减弱。(2)改进后的装置所用浓氨水较少,主要优点是节约药品,减少污染等。【进行实验】打开止水夹,挤压胶头滴管的胶帽,水进入烧瓶,NH3极易溶于水,烧瓶内的压强急剧减小,在大气压的作用下,烧杯内的水被吸入烧瓶中,产生喷泉;氨水和稀硫酸反应生成硫酸铵和水,反应的化学方程式为 2NH3·H2O+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O。【反思拓展】氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨,则氨水中含有的分子有H2O、部分溶解于水的NH3和反应生成的NH3·H2O。
8. 【交流讨论】(1)②中的气体在试管口由无色变为红棕色,NO是无色气体,能与空气中的氧气迅速反应生成红棕色气体NO2 (2)先向氢氧化钠溶液中滴加几滴无色酚酞溶液,再逐滴加入稀硝酸,并不断搅拌(合理即可) 氢氧化钠溶液滴加无色酚酞溶液后显红色,加入稀硝酸后颜色变浅,最后变成无色(与上空对应) 【实验步骤】H2O、NO2、O2
【知识拓展】结合【查阅资料】及浓硝酸分解的化学方程式可知反应生成的二氧化氮与氧气的体积比为4∶1,二者的混合气体能使带火星的木条复燃,所以二氧化氮具有助燃性(合理即可)
【解析】【交流讨论】(1)铁和稀硝酸为反应物,从质量守恒定律中的元素守恒分析,可知反应生成的气体可能是一氧化氮;从现象分析,铁与稀硝酸反应产生的气体开始为无色,上升至试管口时变成红棕色,根据【查阅资料】可知,一氧化氮是无色气体,可与空气中的氧气快速反应生成二氧化氮,二氧化氮是红棕色气体,所以铁与稀硝酸反应生成的气体是一氧化氮。(2)氢氧化钠与硝酸反应生成硝酸钠和水,硝酸钠易溶于水,所以反应无明显现象,要证明反应确实发生了,可利用酸碱指示剂,先向氢氧化钠溶液中滴加几滴无色酚酞溶液,再逐滴加入稀硝酸,并不断搅拌,观察到溶液先变红色,随着稀硝酸的加入,溶液颜色逐渐变浅,最后变成无色,证明反应后的溶液中没有氢氧化钠,即氢氧化钠与稀硝酸发生了反应。【实验步骤】根据试管1中有无色液体产生,结合二氧化氮的性质可知,浓硝酸分解生成了二氧化氮。根据带火星的木条放在导管口b处可以复燃,说明浓硝酸分解的产物中有氧气,再结合浓硝酸的分解产物有三种,根据质量守恒定律可知,另一种产物是水,即浓硝酸分解生成二氧化氮、氧气和水,反应的化学方程式为4HNO3 2H2O+4NO2↑+O2↑。【知识拓展】氧气能使带火星的木条复燃,氧气约占空气体积的五分之一,空气不能使带火星的木条复燃,根据浓硝酸分解的化学方程式可知,浓硝酸分解产生的气体中氧气占气体总体积的五分之一,根据实验现象,浓硝酸分解产生的混合气体可使带火星的木条复燃,由此可知二氧化氮具有助燃性。
9.. (1)试管内液面上升 将烧杯中的氢氧化钠溶液换成等体积的水后对比现象 (2)H2SO4+2NaOH=== Na2SO4+2H2O 证明硫酸与氢氧化钠发生了反应 (4)【猜想假设】硫酸钠 【设计实验】AC【拓展延伸】OH-
【解析】(1)甲实验中充满二氧化碳的试管插入氢氧化钠溶液中,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,试管内压强减小,在大气压的作用下氢氧化钠溶液进入试管,观察到试管内液面上升。该实验不能说明二氧化碳与氢氧化钠一定发生了反应,因为氢氧化钠溶液中的水也能与二氧化碳反应。所以要设置一个对比实验,将烧杯中的氢氧化钠溶液换成等体积的水,然后用相同规格的充满二氧化碳的试管插入水面相同的高度,然后对比现象。(2)乙实验发生的是氢氧化钠与硫酸的反应,反应生成硫酸钠和水。该实验没有明显现象,要说明二者发生了反应,可在氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变红,然后滴入稀硫酸,红色褪去,说明氢氧化钠消失,与硫酸发生了反应。(4)【猜想假设】丙实验硫酸铜与氢氧化钠溶液反应,上层溶液无色,说明硫酸铜完全反应,则可能氢氧化钠过量,溶质是硫酸钠和氢氧化钠,也可能氢氧化钠与硫酸铜恰好完全反应,则溶质是硫酸钠。【设计实验】因为硫酸钠是反应生成物肯定存在,不需要验证,要验证猜想一成立,只需检验氢氧化钠是否存在,因此取样滴入紫色石蕊溶液,溶液如果变蓝,说明含有氢氧化钠,如果不变色说明不含有氢氧化钠;也可取样滴入氯化镁溶液,如果生成白色沉淀,则说明含有氢氧化钠,如无明显现象,则说明不含氢氧化钠。A、C能够达到实验目的。【拓展延伸】氢氧化钠与氢氧化钙性质相似的原因是阴离子全部是氢氧根。
10. 【实验验证】生成白色沉淀,溶液仍为红色(或生成白色沉淀,溶液颜色无变化) 向溶液中引入OH-,对NaOH的检验产生干扰(合理即可) ≤(或<或=) 【反思交流】(1)2NaOH + CO2=== Na2CO3 + H2O (2)不能 【拓展迁移】某种反应物消失(或减少)
【解析】锥形瓶内充满二氧化碳,注入氢氧化钠溶液后,二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠,瓶内压强减小。打开K1,C中红色溶液沿导管倒吸入A中,待A、C中压强平衡时,回流停止,此时A、C中压强仍小于B中压强。打开K2,B中稀盐酸倒吸入A、C中,A中溶液仍然为红色,说明其中含有碳酸钠或氢氧化钠和碳酸钠同时存在;C中溶液变为无色,说明其中氢氧化钠已经反应完全。【实验验证】对A中使酚酞变红的物质成分进行探究,取少量A中溶液,滴加过量的氯化钡溶液,若观察到生成白色沉淀,同时溶液仍为红色,说明A中溶液中溶质的成分是碳酸钠和氢氧化钠,碳酸钠与氯化钡溶液反应生成碳酸钡白色沉淀,由于加入中性的氯化钡溶液是过量的,除去了碳酸钠,溶液仍为红色说明溶液中还含有氢氧化钠,猜想二成立。不能用氢氧化钡溶液代替氯化钡溶液,因为氢氧化钡是可溶性碱,引入了氢氧根,对检验氢氧化钠是否存在造成干扰。对C中溶液变为无色的原因进行分析,猜想一是酚酞变质,向C溶液中滴入氢氧化钠等可溶性碱的溶液,溶液变为红色,证明酚酞没有变质。测溶液的pH,如果pH<7或pH=7,则证明氢氧化钠已经反应完,溶液呈酸性或中性。【反思交流】(1)氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。(2)【实验步骤】Ⅱ中的现象不能说明二氧化碳与氢氧化钠一定发生了反应,因为二氧化碳能溶于水且可与水反应,滴入氢氧化钠溶液后溶液中的水能溶解一部分二氧化碳并发生反应,也会使C中溶液倒吸进A中。【拓展迁移】对于无明显现象的化学反应,可以借助于物理现象或检验生成物的方法,也可以通过检验某种反应物是否减少或已经不存在来加以佐证。
11. 【实验回顾】(1)OH- 变浅(2)节约药品(或减少污染等合理即可)【进行实验】挤压胶头滴管 产生喷泉 NH3极易溶于水,使烧瓶内的压强急剧减小,在大气压的作用下产生美丽的喷泉 2NH3·H2O+H2SO4=== (NH4)2SO4+2H2O NH3 NH3·H2O
【解析】【实验回顾】(1)B中溶液变红,原因是浓氨水挥发出的氨分子进入溶液中产生了氢氧根离子;若取少许B中变红后的溶液在试管中加热,溶液的颜色会变浅,因为氨水不稳定,受热易分解生成氨气和水,导致溶液碱性减弱。(2)改进后的装置所用浓氨水较少,主要优点是节约药品,减少污染等。【进行实验】打开止水夹,挤压胶头滴管,水进入烧瓶,NH3极易溶于水,烧瓶内的压强急剧减小,在大气压的作用下,产生美丽的喷泉;氨水和稀硫酸反应生成硫酸铵和水,反应的化学方程式为 2NH3·H2O+H2SO4===(NH4)2SO4+2H2O。【反思拓展】氨水中的NH3大部分与H2O结合成一水合氨。则氨水中含有的分子有H2O、部分溶解于水的NH3还有反应生成的NH3·H2O。
12. 【知识回放】Fe Cu 【进行实验】铜片表面无明显现象 铁能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢Cr > Fe > Cu 【问题讨论】(1)能,Cr+FeSO4=== CrSO4+Fe (2)铬、铁均能置换出硫酸铜溶液中的铜,只能说明二者均比铜活泼,无法进一步比较铬、铁的金属活动性强弱
【解析】【进行实验】铜不能与稀硫酸反应,因此将铜片放入稀硫酸中铜片表面无明显现象;铁能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢;根据实验现象,确定三种金属活动性由强到弱的顺序依次是Cr > Fe > Cu。【问题讨论】(1)根据前面的实验可知,铬比铁活泼,铬能置换出硫酸亚铁溶液中的铁,反应的化学方程式为Cr+FeSO4=== CrSO4+Fe。(2)铬、铁均能置换出硫酸铜溶液中的铜,只能说明二者均比铜活泼,无法进一步比较铬、铁的金属活动性强弱。
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