某化学学习小组的同学欲用生石灰制取氢氧化钠,他们将少量生石灰放入烧杯中,向其中加入一定量的碳酸钠溶液,充分反应后冷却、过滤、洗涤得到固体A和溶液B.请你与小组同学共同完成以下探究:
探究一:固体A的成分是什么?
(猜想假设)猜想1:只有CaCO3
猜想2:CaCO3和Ca(OH)2
猜想3:只有Ca(OH)2
(交流讨论)同学们经讨论分析后认为猜想3错误,理由是_____(用化学方程式表示)。
(实验1)小华取少量固体A于试管中,加入稀盐酸,当有气泡产生时,可以证明猜想1成立;但小组同学经讨论后,认为实验1不能证明猜想1正确,他们的理由是_____。
(实验2)小楠又取少量固体A于试管中,加水充分溶解,过滤后,向滤液中加入_____,观察到溶液由无色变为红色,可以证明猜想2正确。
综合上述实验,同学们最后确定了固体A的成分
探究二:溶液B中溶质的成分是什么?
(猜想假设)猜想1:Na2CO3和NaOH
猜想2:NaOH和Ca(OH)2
猜想3:NaOH
(实验3)小霞同学取一定量的溶液B于试管中,向其中滴入过量的稀盐酸,无明显现象,则判断出猜想1不正确,该实验过程中加入过量稀盐酸的原因是_____。
(实验4)小芳设计了自己的实验证明猜想2正确,则她进行的实验及现象为_____。
(反思交流)(1)结合对固体成分的探究,同学们讨论后认为不用做实验就能确定猜想2正确,理由是_____。
(2)该小组同学向溶液B中继续滴加适量的_____(填化学式)溶液,至不再产生白色沉淀为止,过滤,将滤液蒸发,冷却结晶,可制得纯净的氢氧化钠固体。
某兴趣小组同学在探究氢氧化钠的性质时做了如图两个实验。
实验过程中,该兴趣小组同学观察到A试管中的现象是_____,而B试管中观察不到明显现象。
(1)同学们对B试管中是否发生反应产生疑问,于是小玲同学取B试管中反应后的溶液向其中加入过量_____,观察到有气泡产生,说明溶液中一定含有_____(填离子符号),即说明二氧化碳与氢氧化钠发生了反应。
(2)实验结束后,同学们对A试管中无色溶液的成分感到好奇,作出以下猜想:
猜想1:Na2SO4
猜想2:Na2SO4、NaOH
猜想3:Na2SO4、CuSO4
(讨论分析)上述猜想中不合理的是_____。
(实验探究)同学们分别对该实验进行探究。
①晓璐同学:取少量无色溶液加入试管中,向其中加入无色酚酞溶液,观察到_____,据此她认为猜想2成立。
②小华同学:取少量无色溶液加入试管中,向其中加入氯化钡溶液,观察到有白色沉淀生成,她认为猜想1成立。请写出该过程中发生反应的化学方程式_____。
(实验结论)通过上述两位同学的实验,同学们一致认为猜想2成立。
(反思评价)
①检验两种物质是否发生反应,可以通过检验理论生成物是否存在来判断反应是否发生。
②上述小华和晓璐两位同学的实验中有一个不合理,请指出并说明理由_____。
(2019宜宾改编)浓硫酸与木炭在加热条件下可发生反应产生水和化学式为XO2型的气体。某化学课外兴趣小组的同学对XO2型气体的成分进行了实验探究。
(猜想)
(1)根据反应物组成元素及生成物的化学式类型,提出以下猜想:
猜想1:只有CO2;
猜想2:只有_____;
猜想3:CO2和SO2都有。
(查阅资料)①SO2和CO2的化学性质相似,亚硫酸盐和碳酸盐的化学性质相似;②将SO2、CO2气体分别通入下列溶液中产生的有关现象如下表:
气体 溶液 | SO2 | CO2 |
品红溶液 | 褪色 | 不褪色 |
氯水(黄绿色) | 褪色 | 不褪色 |
澄清石灰水 | 浑浊 | 浑浊 |
③氯气溶于水时,一部分氯气与水反应,生成次氯酸和盐酸。
(实验探究)
实验一:
(2)将装置按甲→丙→(尾气处理)连接并进行实验。实验过程中观察到丙中溶液褪色,证明_____不成立(选填“猜想1”“猜想2”或“猜想3”)。
实验二:
(3)将装置按甲→乙→(尾气处理)连接并进行实验。实验过程中观察到乙中澄清石灰水变浑浊。根据此现象能否确定CO2的存在,理由是_____。
实验三:
(4)将装置按甲→丙→丁→戊→乙→(尾气处理)连接并进行实验。实验过程中观察到丙、丁中溶液均褪色,戊中溶液颜色无变化,乙中澄清石灰水变浑浊。
①将反应后丁中溶液分成两等份分别置于两支试管中,并按如图2所示操作进行实验。根据图中实验现象可判断反应后丁中溶液存在的离子有_____。
②产生白色沉淀的化学方程式为_____。
(实验结论)(5)_____成立(选填“猜想1”“猜想2”或“猜想3”)。
(问题讨论)(6)在实验三中,若去掉装置戊,对实验结论是否有影响,请说明理由_____。
某同学看到“制镁企业的消防器材不能使用CO2灭火器”的说法,不知是否属实,于是和小组同学一起进行了如下探究活动。
探究Ⅰ.二氧化碳的制备
因实验室暂时缺少大理石,于是小组同学从下列四种试剂中选择了两种来制取二氧化碳,他们选择的是________。
A. 碳酸钠固体 B. 木炭
C. 氯化钠固体 D. 稀硫酸
实验1: 小组同学根据所选试剂利用下图所示装置进行实验,并制取了所需的二氧化碳。他们所选装置的连接顺序是________(填写仪器接口的顺序)。
探究Ⅱ.探究镁与二氧化碳的反应
实验2:小组同学将点燃的镁条插入盛满CO2的集气瓶内。观察到:镁条继续剧烈燃烧,生成白色固体并有黑色物质附着于集气瓶内壁。
结论1:镁在二氧化碳中确实可以燃烧,“制镁企业的消防器材不能使用CO2灭火器”的说法是正确的。
(提出问题)镁与CO2反应的产物是什么呢?
(作出猜想)小组同学根据元素守恒,判断白色固体是MgO,黑色固体可能有2种情况:
(1)属于单质C (2)属于化合物MgC2
(查阅资料)(1)MgO+H2O Mg(OH)2,Mg(OH)2在热水中的溶解度增大
(2)MgC2+2H2O=== Mg(OH)2+C2H2↑
(3)Mg+2H2O Mg(OH)2+H2↑
实验3:
实验步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
① | 取少量反应后的固体放入试管,加入足量热水 | ________ | 黑色固体不是MgC2 |
② | 取步骤①中的上层清液,滴加________________ | ________ | 白色固体是MgO |
结论2:镁与二氧化碳反应的化学方程式为________________________________。
(实验反思)通过本实验可知,金属镁着火时,可以采用的灭火方法是________(选填字母)。
A. 用水浇灭 B. 用CO2灭火 C. 用沙子灭火
(2019张家口桥西区模拟)探究金属的化学性质时,兴趣小组的同学进行了如下实验:将足量的铝条加入到氯化铁溶液中,观察到铝条表面有气泡产生,一段时间后有黑色固体生成。
问题一:产生了什么气体?
(作出猜想)猜想一:可能是氧气;猜想二:可能是氢气;猜想三:可能是二氧化碳。
(交流讨论)大家思考后,—致认为猜想三不合理,其理由是_____。
(实验验证)验证猜想一:先用试管收集该气体,_____,则猜想一不成立。
验证猜想二:用尖嘴导管将气体导出并引燃,同时在上方罩一个干冷的烧杯,观察到_____,猜想二成立。
(继续探究)用pH试纸测得氯化铁溶液的pH约为2,说明氯化铁溶液中含有较多的氢离子。
(得出结论)产生的气体是氢气。
问题二:黑色固体是什么物质?
(作出猜想)大家一致认为是_____。
(实验验证)他们将反应后的液体过滤、烘干,分离出黑色固体。将黑色固体置于试管中,向试管中加入硫酸铜溶液,观察到_____,写出反应的化学方程式_____。
(拓展应用)请再用一种方法验证该黑色物质:_____。
(解释与结论)小组同学通过查阅资料发现,过量的金属铝与氯化铁发生反应时溶液会由黄色变为浅绿色,并且在反应中生成该黑色物质和另一种化合物,进一步验证了大家的猜想是正确的。
在探究盐的化学性质时,小明将硫酸铜溶液滴入碳酸钠溶液中,观察到有蓝绿色沉淀和气泡产生。小组同学进行了如下探究:
探究1:产生的气体是什么?
(讨论交流)小组同学经过讨论认为生成的气体可能是二氧化碳,他们作出该结论的依据是________。
(实验验证)小明同学将反应产生的无色无味气体通入紫色石蕊溶液中,观察到_____,则说明生成的气体是二氧化碳。
探究2:蓝绿色沉淀是什么?
(查阅资料)①硫酸铜溶液显酸性,碳酸钠溶液显碱性;②Cu(OH)2为蓝色沉淀,CuCO3为蓝绿色沉淀,且均不含结晶水;③Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,且分解产物均为初中化学常见的氧化物。
(提出猜想)猜想一:蓝绿色沉淀是碳酸铜 猜想二:蓝绿色沉淀是碳酸铜和氢氧化铜
(设计实验)小华同学将硫酸铜与碳酸钠溶液混合后生成的沉淀过滤,将滤渣洗涤干净,再低温干燥,然后取样进行如图所示实验(部分夹持装置已略去)。观察到B中无水硫酸铜变为蓝色,说明分解产物中含有__;观察到C中___________,说明分解产物中含有二氧化碳。
(实验结论)根据上述实验,小组同学得出猜想二成立。
(讨论交流)
(1)写出C中产生明显现象的反应的化学方程式__________。
(2)上述实验中干燥滤渣时采用低温干燥,其原因是_____。
(反思提升)实验结束后,老师告诉小组同学,反应生成的蓝绿色沉淀实际是Cu2(OH)2CO3,与铜生锈产生的铜绿的主要成分相同,结合上述实验和所学知识可以得出铜生锈与空气中的氧气和________有关。