(2010广州29)某校科技节有如下挑战项目:通过实验鉴别两种无色溶液和两种黑色粉末,已知它们分别是稀硫酸、硫酸钠溶液以及氧化铜和铁中的一种。现场仅提供了紫色石蕊试液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液以及常用的实验仪器。
请设计一个完成该挑战项目的实验方案,写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤 |
预期现象与结论 |
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(2010义乌33.) 2010年5月12日,在苍茫海水中沉没了800多年的“南海一号”重见天日,其中的宋代铜钱已经锈迹斑斑。已知:铜绿的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],它受热分解的化学方程式为:
某同学设计了如下实验,用来测定碱式碳酸铜受热分解后产生的水和二氧化碳的质量比。
实验用到的主要装置为:
装置连接顺序为: __ 。(填写编号)
(2)操作步骤及数据处理:
第一步 检查气密性;
第二步 装入药品,称取装置①和③的质量;
第三步 试验后再次称取装置①和③的质量,记录数据如表;
根据以上数据可得产生的水和二氧化碳的质量之比为 __ __ 。(要求写出最简整数比)
(3)结果分析;从下列选项中选出产生该实验结果可能的原因有哪些? __ __
A.二氧化碳没有被完全吸收 B.水没有被完全吸收
C.碱式碳酸铜药品中含有水分 D.碱式碳酸铜没有完全分解
(10,威海12)有三种失去标签的溶质质量分数分别为15%、l0%和5%的盐酸溶液。限定你选择下列仪器和药品,设计两种不局的实验方案,辨别出最浓的和最稀的盐酸溶液。
实验仪器:精密温度计、剪刀、镊子、量筒、秒表、烧杯、大试管、胶头滴管。
药 品:镁条
提 示:①镁条和盐酸反应速度很快,通过观察放出气泡速度很难准确判断盐酸浓度的大小,所以不建议用这种方法辨别之。②当你设计一种方案时,不必用到所有的仪器。③在描述每种实验方案时,要求说明:观察或测定何种变量、需要控制的条件、选用的仪器、实验步骤及结果与推论。
(1)实验知识和技能准备:
用量筒量取一定体积的液体时,正确的操作方法是___________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
向试管中加入块状固体药品的方法是_______________________________________________________
___________________________________________________________________________________________
(2)把你设计的实验方案依次填写在下表中.
实验方案一:
你观察或 测定的量 |
需要控制 的实验条件 |
选用的 仪器 |
实验步骤 |
结果与推论 |
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实验方案二:
你观察或 测定的量 |
需要控制 的实验条件 |
选用的 仪器 |
实验步骤 |
结果与推论 |
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(3)为了排除实验过程中偶然因素的干扰,保证实验结果的可靠性,你认为还应该如何完善你的实验方案?
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(10南通24).(10分)在师生联谊晚会上,化学老师表演了“吹气生火”的魔术。用棉花将一种淡黄色的固体包裹其中,将一根长玻璃管插入棉花团中吹气,稍后棉花团剧烈燃烧起来。同学们为了揭开这个魔术的秘密,进行了如下探究。
【相关信息】①淡黄色固体成分是过氧化钠(Na2O2)。
②吹出的气体主要成分有氮气、二氧化碳和水蒸气。
③过氧化钠与氮气不反应。
④碳酸钠溶液呈碱性。
【分析讨论】根据棉花团剧烈燃烧的现象分析,反应中除了生成氧气外,还说明过氧化钠发生的反应是 ▲ (填“吸热”或“放热”)反应。
【提出猜想】同学们发现残留固体呈白色,对该固体成分进行猜想:
猜想Ⅰ:固体成分是Na2CO3, CO2参加反应。
猜想Ⅱ:固体成分是NaOH, H2O参加反应。
猜想Ⅲ:固体成分是 ▲ ,CO2和H2O均参加反应。
【实验探究】同学们在老师带领下用足量且潮湿的CO2气体通入过氧化钠粉末中,充分反应后,取白色固体于试管中配成溶液,设计实验对猜想进行验证。
验证Ⅰ:向溶液中滴加稀盐酸,发现有气泡产生。有同学认为固体成分仅含有Na2CO3。
验证Ⅱ:蘸取少量溶液滴到pH试纸上,与标准比色卡比较,pH大于7,有同学认为固体是NaOH。请问此结论是否正确? ▲ (填“正确”或“错误”),原因是: ▲ 。
验证Ⅲ:先向溶液中加入足量的 ▲ 溶液,看到白色沉淀产生,写出反应方程式 ▲ ;然后向上层清液中加入 ▲ 溶液,看到溶液呈红色,验证了猜想Ⅲ是正确的。
【实验反思】由验证Ⅲ的结果可知,验证Ⅰ的结论错误,因为它不能排除 ▲ 的存在。
【拓展延伸】根据探究所获得的知识,有同学认为可以用过氧化钠做“滴水生火”的魔术,从燃烧的要素考虑,你认为要使魔术成功必须控制 ▲ 的用量。
(10常州28).(8分)过碳酸钠(Na2CO4)在洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域有大量应用,某化学研究性学习小组设计并完成了如下实验。
【实验目的】测定过碳酸钠样品(含有的杂质不溶于水且不与酸反应)的纯度。
【实验原理】2Na2CO4 + 4HCl ===== 4NaCl + 2CO2↑+ O2↑+ 2H2O
【实验装置】
【交流与讨论】
Ⅰ.甲同学认为测定产物中O2的体积即可测定样品的纯度。
(1)装置②的作用是: ▲ ;
(2)装置③的作用是: ▲ ;
(3)称取适量样品与足量浓盐酸充分反应后,收集到的氧气的体积为0.25 L(已知该实验条件下氧气的密度为1.28g/L),则称取的样品质量应大于 ▲ g;
Ⅱ.乙同学认为测定产物中CO2的质量(即反应前后装置②的质量差)就可测定样品的纯度。但利用上述实验装置测得CO2的质量并计算样品的纯度,结果会偏高,你认为原因可能是 ▲ ;(填序号)
A.浓盐酸易挥发,产生的氯化氢气体被装置②吸收
B.二氧化碳气体逸出时带出的水蒸气在装置②中冷凝而被吸收
C.装置①、②内空气中的二氧化碳被装置②吸收
Ⅲ.丙同学提出了一种新方案,得到了大家的一致认可:称取样品12.5g,滴加足量浓盐酸至样品反应完全,再将烧瓶中所有的液体蒸发、结晶、烘干,称得氯化钠固体11.7 g。则该样品的纯度为 ▲ 。
(10盐城2. 18).(12分)(1)请回答下列有关水的问题:
①自来水生产过程中先用的方法除去水中不溶性杂质,再进行消毒。X是一种常见的自来水消毒剂,工业上制取X的化学方程式为: Cl2+2NaClO2=2NaCl+2X,则X的化学式是 ▲ 。
②地下水硬度过大会影响生产和生活,应软化后使用。
a.检验硬水常用的是物质是。
b.如果某地地下水钙、镁离子含量过高(假设主要以CaCl2、MgCl2形式存在),可先加入适量的熟石灰,反应的化学方程式为 ▲ ,再加入适量的纯碱后生成沉淀,即可将水软化。
③我市不少村镇小型河沟中藻类疯长,说明水体富营养化,你认为造成该现象的原因可能有 ▲ (正确选项有多个,请选填字母序号)。
A.化学肥料流失到河中 B.排放的生活污水中有含磷洗涤剂
C.人畜的粪便流失到河中 D.工业废水的排放
④爱护水资源从我做起,下列做法可行的有 ▲ (正确选项有多个,请选填字母序号)。
A.洗脸、刷牙时随时关闭水龙头 B.用洗菜、洗衣的水冲厕所、拖地
C.用洗衣机洗一两件衬衫 D.用残茶水浇灌某些花卉
(2)有机物A在氧气中燃烧后只生成二氧化碳和水,为确定A的组成,某同学进行了如下探究。
【猜想】
猜想一:A中只含C、H两种元素
猜想二:A中含C、H、O三种元素
【实验】
【结论】猜想 ▲ 正确(选填“一”或“二”)。
【反思】有机物A中所含元素的质量比为 ▲ 。
(10揭阳)21.(15分)某实验小组对实验室中A、B、C、D四瓶无色溶液进行鉴别,它们分别是硫酸钠、稀硫酸、澄清石灰水、四种物质的一种。可供使用的实验用品有:稀盐酸、稀硫酸、碳酸钠、紫色石蕊溶液、硝酸钡溶液、硝酸银溶液、稀硝酸溶液、玻璃棒、试管、胶头滴管。请利用提供的实验用品,鉴别出四种物质,并完成实验报告:
实验 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① |
取四支试管,各取少量的A、B、C、D溶液,分别先滴加紫色石蕊试液 |
B溶液变红色,D溶液变成蓝色。A、C溶液都呈 色。 |
B是 D是 |
② |
另取二支试管,各取少量的A、C溶液,分别先滴入硝酸钡溶液后再滴入稀硝酸溶液。 |
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A是硫酸钠溶液 C是 |
【发现问题】做完实验②后,该小组在网上查阅资料的时候发现,用稀硝酸酸化的硝酸钡溶液进行检验SO42-时,亚硫酸根离子(SO32-)的存在干扰了SO42-的检验。如往亚硫酸钠(Na2SO3 )溶液滴加硝酸钡溶液后有沉淀生成,再加足量的稀硝酸酸依然有白色沉淀。
【提出问题】若某无色溶液中可能含有硫酸根离子(SO42- )与亚硫酸根离子(SO32-)中的一种或两种,该如何检验?
【查阅资料】亚硫酸钡(Ba2SO3 )是无色晶体或白色粉末,微溶于水,在水中是白色沉淀。中性或碱性条件下NO3-不能和SO32-反应,但在酸性条件下,NO3-能和H+反应相遇时(HNO3 )具有强氧化性,易把SO32-氧化生成SO42- 。往亚硫酸钡中加入盐酸能发生类似于碳酸钡与盐酸的反应,生成有刺激性的气体。
【猜 想】该无色溶液中含有(1)SO42- (2)SO32- (3) 。
【实验探究】请你将下列实验填写完整。
实验 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
③ |
取该溶液少量试管E中,加入硝酸钡溶液后再加入稀硝酸酸 |
有白色沉淀生成 |
不能确定猜想 一定成立 |
④ |
取该溶液少量试管F中,加入加入稀盐酸,加热 |
有刺激性气味的气体生成 |
猜想 可能成立 |
⑤ |
在④所得的溶液中加入足量的 |
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猜想(3)成立 |
写出亚硫酸钠溶液与硝酸钡溶液发生复分解反应的化学方程式: 。
【得出结论】要鉴别一种离子的存在,必须排除其它离子的干扰,不然会得出错误的结论