探究题
一、探究题
某校“水火传奇”社团在教师指导下,开展了多个有关浓硫酸的实验活动。
【活动一】浓硫酸的强烈腐蚀性
实验:用小木棍蘸少量浓硫酸,放置一会后,可观察到_________________________。
产生该现象的原因:浓硫酸能夺取纸张、木材、皮肤都由含碳、氢、氧等元素的化合物组成里的水分,生成了_______。填物质名称
【活动二】浓硫酸与金属反应
实验1:实验室制取氢气需用稀硫酸。时,用的浓硫酸密度为配制49g溶质质量分数的稀硫酸,需量取浓硫酸的体积为?
?
?
?
?
?
?结果保留小数点后一位。
实验2:稀释时浓硫酸时,应将浓硫酸缓慢注入水中,如下图1所示,不能将水直接倒入浓硫酸的原因_____;实验室制取氢气的装置应该选择图2中的_______。填字母
实验3:金属铜与稀硫酸在常温或加热的条件下不发生反应,但社团同学查阅了相关资料后,发现铜与浓硫酸在加热的条件下会发生反应,并生成一种有刺激性气味的气体。
【提出问题】铜与浓硫酸反应生成的气体为什么有刺激性气味?
【资料信息】可使品红溶液的红色褪去。
【实验探究】取一铜片于试管A中,向其中加入2mL浓硫酸,取适量的品红溶液于试管B中,并在B试管口塞上浸有浓氢氧化钠溶液的棉花团。点燃酒精灯开始如图3所示实验。
【实验结论】铜与浓硫酸反应,试管A中的溶液颜色由无色变为蓝色,试管B中品红褪色。请结合上述现象,写出铜与浓硫酸反应的方程式____________________。
【拓展延伸】图3所示实验中棉花团上浸有浓氢氧化钠溶液的作用
__________。
社团某同学将图3中的反应装置进行了如图4所示的改进,试分析该导管的作用是??????????。
过氧化钠是一种淡黄色固体,可用作呼吸面具中的供养剂。某化学研究小组对过氧化钠的制备和实验室中的过氧化钠药品成分进行探究。
【查阅资料】在点燃条件下,钠在空气中燃烧生成纯度较高的
金属钠遇水会发生剧烈反应生成
I.过氧化钠的制备
研究小组设计如上图的装置进行实验室制备过氧化钠。
装置B中的试剂是________________________。
装置C中反应的化学方程式为_______________________________________________。
装置D的作用是___________________________________________________________。
开封已久的过氧化钠药品的成分测定
【定性检测】检测药品的成分。
请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号
实验步骤
实验现象
解释或结论
取少量固体样品于试管中,加入适量的水
样品全部溶解,无气泡产生
不含
?????????????????
取适量中的溶液于试管中,加入过量的溶液
有白色沉淀产生
化学方程式为
?????????????????
待充分静置后,向上层清液中滴入
?????????
???????
???????
含有氢氧化钠
【定量检测】检测药品的组成。
实验:称取开封已久的过氧化钠样品于试管中,加入足量的稀硫酸,将产生的气体全部鼓入到足量的澄清石灰水中,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钙固体。
计算确定样品中氢氧化钠的质量分数写出计算过程,计算最后结果精确到。
化学反应过程中常常件随产生一些现象,同学们发现将通入NaOH溶液时没有明显的现象发生,为此,他们进行了如下探究:
小明把一支收集满的试管倒立在盛有饱和NaOH溶液的烧杯中如图1所示,观察到试管内液面上升,还有另一种原因,请简要说明______。
为了进一步验证与NaOH溶液确实发生了反应,小红设计了如下方案:分别取上述实验后的溶液于A、B两支试管中如图2所示向试管A中滴加足量的稀盐酸,观察到的现象是______,反应的化学方程式______,向试管B中滴加氯化钡溶液,观察到的现象是______,虽然实验的现象不同,但都能证明与NaOH溶液确实发生了化学反应,该反应方程式是______。
实验过程中需要吸收时,大多会选择NaOH溶液,但是,检验时常常选择新配制的澄清石灰水,请简要解释原因______。
氢氧化钠固体必须保存______。
某化学小组在探究碱的化学性质时,做了如图所示的两个实验。
写出A试管中发生反应的化学方程式______。
实验结束后,同学们将A、B两试管中的废液倒入同一洁净的烧杯,烧杯中出现蓝色沉淀。小组同学将烧杯中的物质进行了过滤,对滤液中成分有如下猜想:
【提出猜想】甲:滤液中的溶质是
乙:滤液中的溶质是、
丙:滤液中的溶质是、
丁:滤液中的溶质是______。
【交流讨论】同学们对以上的猜想提出质疑,认为猜想______不合理,理由是______。
【设计实验】同学们通过以下的实验对猜想进行验证,请你完成实验报告。
实验内容
预计现象
预计结论
取少量滤液于试管中,观察
溶液呈无色
??猜想
______
不成立
继续在上述试管中加入
______
______
猜想丁成立
我国某地区深受酸雨的危害,煤燃烧产生的是形成酸雨的主要污染物,与水结合生成弱酸性亚硫酸。
已知:易分解生成水和,也易与空气中的氧气或稀硝酸反应生成;和都能使一种红色的化学试剂品红溶液褪色。
酸雨是pH________填“大于”或“小于”的降雨。
实验室常用亚硫酸盐与HCl或反应制备,其反应原理与实验室制取的相似,请写出与盐酸反应的化学方程式________。
小东同学利用中和反应的原理,在空气中放置一段时间的酸雨约为中加入足量的KOH,并就反应后混合溶液中盐的成分进行探究:
提出猜想反应后的混合溶液中盐的成分是什么?
进行猜想猜想1:只有
猜想2:________
猜想3:既有,也有
实验探究限选试剂:稀硫酸、稀盐酸、稀硝酸、氯化钡溶液、澄清石灰水、品红溶液、紫色石蕊溶液
步骤
实验操作
预期现象与结论
1
各取2mL反应后的混合溶液分别加入A、B两只试管
2
向A试管中滴加足量的稀硫酸,随即滴入几滴红色品红溶液
证明含有
3
向B试管中,加入足量的,再加
入足量的。
先有白色沉淀,后有气体产生,沉淀部分溶解,证明含有,则猜想3成立
实验反思小波同学结合步骤3的实验操作、现象和结论,联系到学过的知识,认为还有一类由两种物质组成的混合溶液的成分探究也可用相同的方法和试剂,得出正确的结论,这组溶液可能是________。
某化学兴趣小组的同学为了探究“复分解反应发生的条件”,做了如图两个实验:
【实验一】:把试管中静置后的上层清液倒入洁净的烧杯中,最后只得到蓝色沉淀和无色溶液。
写出混合后得到蓝色沉淀一定发生反应的化学方程式______。
混合后所得无色溶液中一定含有的溶质是______填化学式,下同可能含有的溶质是______。
【实验二】:按照下列组合继续验证复分解反应发生的条件:
组合序号
组合的溶液
、NaOH
、NaCl
、
在组合、、中,组合______无明显现象,但它们的实质不同,为了证明实质不同,小夕在实验过程中使用了酚酞试液。
实验结束后把3个组合反应后的溶液混合,混合后溶液也显无色。混合后所得溶液中溶质除酚酞外的组成可能有______种情况填数字。
【结论】
复分解反应发生的条件是:生成物中有______。
碱石灰是由CaO和NaOH固体组成的混合物,它是实验室常用的干燥剂。同学们在实验室里发现一瓶久置的碱石灰样品,为探究其成分,同学们对这包碱石灰样品展开了探究。
【查阅资料】溶液显中性。
【提出猜想】该碱石灰样品的主要成分可能含有CaO、NaOH、、和______。
【实验探究】
步骤Ⅰ:取部分该碱石灰样品于小烧杯中,加少量水后无放热现象,再继续加足量水,搅拌、静置后有白色沉淀产生。
步骤Ⅱ:取步骤Ⅰ小烧杯内的上层清液少量于试管中,滴加过量溶液,有白色沉淀产生。
步骤Ⅲ:将步骤Ⅱ所得物质过滤,向滤液中滴加酚酞溶液,溶液变红色。
【解释与结论】
该碱石灰样品中一定含有的物质是______,一定不含有的物质是______。
写出步骤Ⅱ中生成白色沉淀的化学方程式:______。
步骤Ⅲ所得溶液中除酚酞外还含有的溶质是______。
【迁移应用】写出不能用碱石灰干燥的两种气体的化学式:______。
过氧化钠是一种淡黄色固体,可用作呼吸面具中的供养剂。某化学研究小组对过氧化钠的制备和实验室中的过氧化钠药品成分进行探究。
【查阅资料】在点燃条件下,钠在空气中燃烧生成纯度较高的。
金属钠遇水会发生剧烈反应生成
I.过氧化钠的制备
研究小组设计如图的装置进行实验室制备过氧化钠。
装置B中的试剂是______。
装置C中反应的化学方程式为______。
装置D的作用是______。
Ⅱ开封已久的过氧化钠药品的成分测定
【定性检测】检测药品的成分。
请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号
实验步骤
实验现象
解释或结论
取少量固体样品于试管中,加入适量的水
样品全部溶解,无气泡产生
不含
______
取适量中的溶液于试管中,加入过量的溶液
有白色沉淀产生
化学方程式为
______
待充分静置后,向上层清液中滴入
______
______
含有氢氧化钠
【定量检测】检测药品的组成。
实验:称取开封已久的过氧化钠样品于试管中,加入足量的稀硫酸,将产生的气体全部鼓入到足量的澄清石灰水中,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钙固体。
计算确定样品中氢氧化钠的质量分数写出计算过程,计算最后结果精确到。
小明同学在做实验时发现盛放氢氧化钠的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末,对其白色成分产生了兴趣,于是叫小红同学一起进行了如下探究:
【提出问题】白色粉末的成分是什么?
【作出猜想】
Ⅰ可能是NaOH;
Ⅱ可能是;
Ⅲ可能是NaOH和的混合物。
【实验验证】为了验证猜想,他们分别做了如下实验:
小明取白色粉末加入适量的蒸馏水溶解后,向其中滴加酚酞试液,溶液变为红色。由此小明认为白色粉末为氢氧化钠。小红认为此方案不可行,原因是______。
小红另取少量白色粉加入适量的蒸馏水溶解后,向其中滴加稀盐酸,有气泡生成,故猜想______不成立。于是小明和小红继续以下实验来探究其白色粉末的成分:
实验步骤
实验现象
结论
步骤一:另取白色粉末加入适量的蒸馏水溶解后,所得溶液中滴加足量的溶液
______
猜想Ⅱ成立
步骤二:静置,向溶液中滴加酚酞溶液
______
【反思与拓展】
在小红和小明所做的实验中,若把氯化钡溶液换成氢氧化钡溶液是否可行?______填“可行”或“不可行”,原因是______。
敞开放置的氢氧化钠容易变质,所以要______保存。
控制变量,设计对比实验是实验探究的重要方法。
碳酸钠、碳酸氢钠是我们初中化学中两种常见的碳酸盐,它们与酸反应的情形非常相似。两者与酸反应有区别吗?老师通过控制变量法设计几组探究实验,进行探究。
【实验1】:同时将足量的稀盐酸倒入锥形瓶甲和锥形瓶乙中。
反应至5s生成气体的速率:碳酸氢钠______碳酸钠选填“”、“”、“”。
【实验2】:在两个锥形瓶中分别加入2g碳酸钠粉末,一个锥形瓶中倒入20mL的蒸馏水,另一个锥形瓶中倒入20mL质量分数的稀盐酸,利用温度传感器测定其温度变化如图。另取2g碳酸氢钠粉末,重复上述实验如图。
从温度曲线看,碳酸钠粉末溶于水及与酸反应过程中,______吸收或放出热量。碳酸氢钠粉末溶于水及与酸反应过程中,______吸收或放出热量。
两种粉末状固体溶于水及与酸反应过程的能量变化,对它们与酸的反应速率______填“有”或“无”较大影响。
【实验3】:分别将极稀的盐酸逐滴滴入试管甲和试管乙中,边滴边振荡。
现象为:
试管甲中的溶液开始时显浅红色,逐滴滴入稀盐酸立即有气泡产生,浅红色逐渐消失。
试管乙中的溶液开始时显红色,滴入稀盐酸没有气泡产生,溶液颜色逐渐变为浅红色后,继续滴加稀盐酸有气泡产生,浅红色逐渐消失。
【反思】在【实验3】碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,为何刚开始没有气泡产生?研究小组查阅资料,绘制出微观示意图。
碳酸钠溶液中逐滴滴入稀盐酸,依次发生反应的化学方程式为______、______。
相同浓度的碳酸氢钠溶液和碳酸钠溶液的碱性:碳酸氢钠______碳酸钠选填“”,“”,“”。
实验探究是化学研究的常用手段。初中化学课上,同学们利用如图实验探究碱的化学性质。
实验中滴加酚酞的作用是______。
实验中观察到的现象为______。
【实验探究】实验结束后,同学们将废液倒入同一只废液缸中,发现废液浑浊并显红色。
【提出问题】废液中含有什么物质?
【假设猜想】通过分析上述实验,同学们猜想:废液中除酚酞、碳酸钙及水以外一定含有______填化学式。
老师问:废液中还可能含有什么物质?引发了同学们热烈讨论,下面是大家的发言:
学生甲
可能含有
学生丙
可能含有
学生乙
可能含有
学生丁
可能含有
______
【实验验证】同学们对可能含有的物质进行确定,取一定量的废液过滤,向滤液中逐滴加入氯化钡溶液,得到白色沉淀,红色褪去。
【结论】上述滤液中,还含有______填化学式,没有______填化学式。
【实验反思】根据实验B可知,氢氧化钠溶液露置于空气中容易变质。现有一瓶长期敞口放置的氢氧化钠溶液,它的变质程度如何呢?
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验验证】为了弄清久置的氢氧化钠是否完全变质,设计了如下方案:
实验步骤
实验现象
实验分析
实验结论
取少量该溶液于试管中,向溶液中滴加过量的氯化钙溶液,并不断振荡
______
说明原溶液中一定有碳酸钠
该氢氧化钠溶液
______
填“部分”或“全部”变质
取步骤试管中的少量上层清液,滴加酚酞溶液
溶液变红色
说明原溶液中一定有
______
【反思与评价】在上述实验步骤中,小强提出可用氢氧化钙溶液代替氯化钙溶液,你认为该方案______填“可行”或“不可行”。
实验课上,某小组的同学用块状生石灰进行“化学反应中能量的变化”实验时发现:向块状生石灰样品中加入适量水后没有明显的温度变化。为确定其原因,进行了如下实验探究。
实验验证一
【提出问题】生石灰是否变质?其成分是什么?
【查阅资料】氢氧化钙溶解过程中无明显温度变化,与盐酸反应无气体生成。
【猜想与假设】同学们认为块状生石灰样品已变质,并对其成分作出了如下4种猜想。
猜想1:氧化钙和氢氧化钙;猜想2:氧化钙和碳酸钙;猜想3:______;猜想4:氧化钙、氢氧化钙和碳酸钙。
【进行实验】同学们将少量样品研碎后,按如图所示过程进行实验。
在溶解过程中用温度计测量液体的温度,发现温度计示数明显升高,说明样品中应该含有______。
【结论】猜想3不成立。
滤渣B中一定含有______,用化学方程式表示变质过程中生成该物质的反应______。
【结论】猜想1不成立。
为验证滤液C的成分,进行后续实验。
实验操作
实验现象
实验结论
取适量滤液C于试管中,向其中加入适量的氯化铜溶液
______
滤液中溶质为氢氧化钙
猜想4成立,猜想2不成立。
【反思与评价】
有的同学认为上述实验过程不能得出猜想4成立、猜想2不成立的结论,理由是______。
实验验证二
为了进一步确定块状生石灰样品的成分,实验小组利用如图所示的装置夹持仪器省略进行实验。
【查阅资料】氢氧化钙加热至、碳酸钙加热至分别分解生成两种氧化物。
装置C中的作用是利用了浓硫酸的______性;装置E的作用是______。
控温电加热器使装置B中反应完全,再通一段时间空气,测得反应前后装置C、D分别增重和,将装置B中反应后剩余的固体氧化物加入足量水中溶解,蒸发所得固体不含水增重。则原块状生石灰固体样品中的成分是______。
小聪同学家里新换了水龙头,从说明书上他了解到该水龙头是铜质镀铬.好奇的小聪想探究铬与常见金属铁、铜的活动性强弱。
知识回放:金属活动性顺序:___请你在横线上填写对应金属的元素符号。
作出猜想:
猜想;
??
猜想;
??
猜想你的猜想是________。
【查阅资料】
铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬溶液。
【设计与实验】
小聪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,分别放入等质量等浓度的稀硫酸中。
实验
试管1
试管2
试管3
实验
操作
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,溶液变成为蓝色
无现象
【结论与解释】小聪得到的结论是:猜想
____正确。
【知识运用】
将铬片投入溶液中,反应____填“能”或“不能”进行。若能进行,请你写出反应的化学方程式___________________。
实验设计是化学实验的重要环节。请根据下列实验要求回答相关问题:
【活动与探究一】探究二氧化碳的性质。
用图1中甲所示的质地较软的塑料瓶收集满,再倒入约体积的紫色石蕊试液,立即旋紧瓶盖,振荡,观察到的现象是
______
。
往图1中乙的烧杯内缓缓通入,超薄材料做成的内充空气的气球会慢慢浮起,由此得出具有的性质是
______
。
【活动与探究二】探究熔喷布的元素组成。
连接装置如图2,检查装置的气密性,装入相关试剂后,先通入一段时间,再点燃酒精灯,观察实验现象。
装置B中无水硫酸铜变蓝,证明产生了。查阅资料得知:无水硫酸铜是白色固体与水结合会变成蓝色的五水硫酸铜
装置C中观察到
______
现象,证明产生了,该反应的化学方程式为
______
。
根据、可判断得出结论:熔喷布中一定含有的元素是
______
填元素符号。是否含有其他元素还需要进一步的实验去判断。
问题思考1:若把B和C装置调换位置
______
填“能”或“不能”得出上述结论。
问题思考2:该实验可能存在的缺陷是
______
答一条即可。
【活动与探究三】
某化学小组向一定量和混合溶液中加入一定量的Mg粉,充分反应后过滤得溶液A和固体B对滤液A所含的溶质有以下几种猜想:
、、;
、;
、;
只有。
经过讨论大家一致认为不合理的猜想是
______
填标号,其理由是
______
。
【实验探究】若猜想成立,通过以下实验可确定固体B的成分,请将下表填写完整。
实验步骤
现象
固体B的成分
______
有气泡产生
______
化学小组同学利用老师提供的药品铁片、锌片、铜片、溶液、溶液和溶液验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序。
【制定方案】
方案编号
实验方案
铁、锌、铜的金属活动性由强到弱的顺序是
______
。
上述方案中,不能达到实验目的的是
______
填数字序号。
【进行实验】
小华选用方案进行实验注:实验中所用金属片已事先打磨好。将锌片投入到溶液中,可观察到锌片表面析出黑色固体,溶液由
______
变为无色;将铁片投入到溶液中,所发生反应的化学方程式为
______
。
【拓展延伸】
实验后,大家一致认为对于实验中用过的金属应采取的处理方式是
______
填“回收”或“直接丢掉”,其理由是
______
写出一条即可。
美羊羊同学在购买的袋装薯片中发现还有一个小袋,上面标有“成分:CaO、Fe;作用:防潮、防氧化;警告:禁止食用”等字样,撕开小袋,发现里面的固体粉末有少许是棕红色,大多数是灰白色的。
【进行猜想】
你认为棕红色粉末成分是写化学式
______
。美羊羊同学猜想灰白色粉末应该含有和Fe,为验证自己的判断,他打算进行实验探究,请你一同参与。
资料:浓硫酸可干燥气体,无水硫酸铜遇水变蓝。和木炭粉、CO一样可还原氧化铜。
【实验目的】证实灰白色粉末中含有和Fe。
【实验设计】装置如图所示:
【实验预测与分析】
若要证实样品中含有,观察到的实验现象是
______
,B中发生反应的化学方程式为
______
。
若要证实样品中含有Fe,E中应该观察到的现象是
______
,写出此时D中发生反应的化学方程式
______
。上面装置中的B和C能否对调位置,请说明理由:
______
。
看了美羊羊同学的分析结论,有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质,请你写出其中一种物质的化学式
______
。
M是生活中常见的金属,溶液是无色液体,某校九班化学兴趣小组的同学欲探究M与铜、铝的活动性顺序,请你和他们一起进行以下探究活动。
【提出问题】M、铜、铝的金属活动性顺序是怎样的?
【猜想与假设】小峰同学的猜想是;小汐同学的猜想是;你的猜想是
______
。
【实验一】小昕同学取长短、粗细相同M丝、铜丝、铝丝和编号为、、的3支试管,进行如表的实验试管中均盛有体积相同、浓度也相同的稀盐酸:
实验操作
M丝插入试管中
铜丝插入试管中
铝丝插入试管中
刚开始的现象
有少量气泡产生
无气泡
无气泡
几分钟后的现象
有少量气泡产生
无气泡
有大量气泡产生
【实验结论】
______
同学的猜想正确。
【交流与表达】同学们对上述实验中试管刚开始无气泡现象进行了讨论,原因是
______
。
【实验二】同学们取粗细相同,打磨干净的M丝、铝丝及相关溶液,又进行了如图所示的实验:
试管乙中观察到的现象是
______
;
试管丙中反应的化学方程式为
______
。
【交流与表达】同学们经讨论后认为该实验可以优化,去掉试管
______
填试管编号中的实验,也可以得出正确的结论。
【解释与结论】通过以上实验,同学们得出了三种金属的活动性顺序。
【评价与反思】
实验一的对比实验必须控制好变量。影响金属与酸反应速率快慢的因素,除了相互反应的金属和酸的性质外,还有
______
任写一种;
金属与酸、金属与金属化合物溶液的反应是判断金属活动性顺序的重要方法。
小明同学家新换了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬。好奇的小明想探究铬与常见金属铁、铜的活动性强弱,邀请你一同参加。
作出猜想
猜想;
猜想;
猜想你的猜想是
______
。
查阅资料
铬是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密的氧化膜。
铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬溶液。
设计与实验
小明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。
实验
试管1
试管2
试管3
实验操作
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,溶液变成为蓝色
______
结论与解释
小明得到的结论是猜想
______
正确。
实验前用砂纸打磨金属片的目的是
______
。
知识运用
请你写出铬与稀硫酸反应的化学方程式
______
。
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