某化学兴趣小组同学将紫色石蕊滴入CuSO4溶液中,发现溶液变红。查阅资料后得知CuSO4溶液呈酸性。研究性学习小组对其展开了进一步探究。
【实验探究一】CuSO4 溶液与碳酸盐反应:向足量的Na2CO3溶液中滴加少量的CuSO4溶液,产生无色气体、绿色沉淀和无色溶液。
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,产生白色沉淀,则该气体为___________ 。
(2)某同学经过滤、洗涤等操作后;分别获得绿色固体和无色溶液,并进行研究。
查阅资料:常见绿色固体有碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]和碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4],都不溶于水,但均能与酸反应。
实验方案:
①该绿色固体的成分为___________ 。
②步骤Ⅰ中用稀盐酸而不用稀硫酸的理由是___________ 。
③取“足量的Na2CO3溶液和少量CuSO4溶液反应”后的无色溶液于试管中,加入足量稀硝酸,产生大量气泡,再滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,最终溶液的溶质成分为___________ 。
④写出碳酸钠溶液与硫酸铜溶液反应的化学方程式:___________ 。
【实验探究二】CuSO4溶液与金属Al反应:
(3)将铝丝没入CuSO4溶液中(如图所示),一段时间后没有出现红色物质,其原因是___________ 。
(4)用砂纸将铝丝表面打磨光亮,将其没入CuSO4溶液中,观察现象:
①铝丝表面产生少量气泡,该气体是___________ 。24h后,铝丝表面出现少最红色物质,说明Al能与CuSO4溶液反应,但是反应较慢。
查阅资料后获得:Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应逸率。
②铝丝周围溶液逐渐变成无色,铝丝以下溶液仍为蓝色,两层溶液界面清晰,从而可以得出密度:CuSO4溶液___________ Al2(SO4)3溶液(填“>"或“<")。
③请设计证明Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应速率的实验(写出实验的操作、现象和对应的结论)___________ (可供选用的药品:Al、CuSO4溶液和AlCl3溶液)
【实验探究一】CuSO4 溶液与碳酸盐反应:向足量的Na2CO3溶液中滴加少量的CuSO4溶液,产生无色气体、绿色沉淀和无色溶液。
(1)将产生的气体通入澄清石灰水,产生白色沉淀,则该气体为
(2)某同学经过滤、洗涤等操作后;分别获得绿色固体和无色溶液,并进行研究。
查阅资料:常见绿色固体有碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]和碱式硫酸铜[Cu2(OH)2SO4],都不溶于水,但均能与酸反应。
实验方案:
①该绿色固体的成分为
②步骤Ⅰ中用稀盐酸而不用稀硫酸的理由是
③取“足量的Na2CO3溶液和少量CuSO4溶液反应”后的无色溶液于试管中,加入足量稀硝酸,产生大量气泡,再滴入Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,最终溶液的溶质成分为
④写出碳酸钠溶液与硫酸铜溶液反应的化学方程式:
【实验探究二】CuSO4溶液与金属Al反应:
(3)将铝丝没入CuSO4溶液中(如图所示),一段时间后没有出现红色物质,其原因是
(4)用砂纸将铝丝表面打磨光亮,将其没入CuSO4溶液中,观察现象:
①铝丝表面产生少量气泡,该气体是
查阅资料后获得:Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应逸率。
②铝丝周围溶液逐渐变成无色,铝丝以下溶液仍为蓝色,两层溶液界面清晰,从而可以得出密度:CuSO4溶液
③请设计证明Cl-可以加快铝丝和其他物质的反应速率的实验(写出实验的操作、现象和对应的结论)
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更新时间:2023-05-16 17:00:15
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科学探究题
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困难
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名校
解题方法
【推荐1】 纯碱是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、造纸、纺织和洗涤剂的生产。某化学兴趣小组对纯碱的制备、性质及用途等开展项目式学习。
任务一:了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)纯碱属于______ (填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是 (填字母序号)。
任务二:探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性
【查阅资料】
①溶液呈碱性,是因为溶液中存在较多的OH-。
②Na2CO3在水中全部解离出Na+和。
③CaCl2溶液呈中性,Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。
【提出猜想】
(3)猜想一:H2O单独起作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想二:Na+与H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想三:________ 。
【实验探究】
【解释与结论】同学们和老师交流,得知和H2O作用,产生较多的OH-和另一种阴离子。
【拓展与延伸】
(4)结合任务二的所有信息和结论,运用初中化学所学知识,经过分析推理可得出:Na2CO3溶液中含有的阴离子是_______ 、______ 、 _____ 。
任务三:探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性,可清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
【解释与结论】
(5)实验①、②、③对比,可得出的结论是_____ 。
(6)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可选择的3个实验的编号是____ 。
【拓展与应用】
(7)下列物质可用于去油污的是 (填字母序号)。
任务四:探究市售纯碱样品成分
市售纯碱主要成分是碳酸钠,还含少量氯化钠等杂质。
已知:①部分银盐的溶解性如下表
②氯化银不溶于稀硝酸。
验证样品中含有氯化钠
实验Ⅰ、取纯碱样品,加水溶解得溶液X,测得溶液pH约为12。
实验Ⅱ、取溶液X,滴加过量试剂Y,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
实验Ⅲ、向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
结论:样品中含有氯化钠。
(8)测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与_______ 相比较。
(9)实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用_____ (填字母)。
a.稀盐酸 b.稀硝酸 c.氢氧化钠溶液 d.氯化钙溶液
任务四:测定样品中碳酸钠含量
准确称取2g干燥纯碱样品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00ml。(该盐酸的密度近似等于1g/ml,杂质不与盐酸反应)
(10)通过计算判断该纯碱样品的等级_____ 。(写出计算过程)
无水碳酸钠等级规定如下:
(11)实验发现,当滴入盐酸体积略少于37.00ml时,溶液pH就降至7以下,溶液pH小于7的原因是____ 。将此时的溶液煮沸,pH会略有升高,其原因______ 。
任务一:了解纯碱的制备——“侯氏制碱法”
“侯氏制碱法”主要化学原理是利用饱和氯化钠溶液吸收两种气体,生成碳酸氢钠和氯化铵(NH4Cl),再加热碳酸氢钠即可制得纯碱。
(1)纯碱属于
(2)饱和氯化钠溶液吸收的两种气体是 (填字母序号)。
A.Cl2 | B.NH3 | C.SO2 | D.CO2 |
任务二:探究纯碱的性质——Na2CO3溶液呈碱性
【查阅资料】
①溶液呈碱性,是因为溶液中存在较多的OH-。
②Na2CO3在水中全部解离出Na+和。
③CaCl2溶液呈中性,Ca2+、Cl-对溶液的酸碱性没有影响。
【提出猜想】
(3)猜想一:H2O单独起作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想二:Na+与H2O作用,产生较多的OH-,使溶液呈碱性。
猜想三:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)向试管中加入一定量的蒸馏水,滴入2滴酚酞溶液 | 溶液无明显变化 | 猜想一不成立 |
(2)向试管中加入一定量的NaCl溶液,滴入2滴酚酞溶液 | 溶液无明显变化 | 猜想二不成立 |
(3)①向试管中加入一定量的Na2CO3溶液,滴入2滴酚酞溶液 ②往①所得溶液中逐滴加入CaCl2溶液至过量 | ①溶液由无色变红色 ② | 猜想三成立 |
【实验探究】
【解释与结论】同学们和老师交流,得知和H2O作用,产生较多的OH-和另一种阴离子。
【拓展与延伸】
(4)结合任务二的所有信息和结论,运用初中化学所学知识,经过分析推理可得出:Na2CO3溶液中含有的阴离子是
任务三:探究纯碱的用途——用于生产洗涤剂
【查阅资料】Na2CO3可用于生产洗涤剂。Na2CO3溶液呈碱性,可清洗油污,溶液碱性越强,去油污效果越好。
【实验探究】兴趣小组继续对影响Na2CO3溶液去油污效果的因素进行探究。
用不同温度的水,配制溶质质量分数分别为2%、6%和10%的Na2CO3溶液,并测定溶液pH,记录数据如下表:
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ |
溶质质量分数 | 2% | 2% | 2% | 6% | 6% | 6% | 10% | 10% | 10% |
溶液温度(℃) | 20 | 40 | 60 | 20 | 50 | 60 | 20 | 40 | 70 |
溶液pH | 10.90 | 11.18 | 11.26 | 11.08 | 11.27 | 11.30 | 11.22 | 11.46 | 11.50 |
【解释与结论】
(5)实验①、②、③对比,可得出的结论是
(6)要证明Na2CO3溶液的溶质质量分数变化与pH变化关系,可选择的3个实验的编号是
【拓展与应用】
(7)下列物质可用于去油污的是 (填字母序号)。
A.NaCl | B.NaOH | C.K2CO3 | D.CaCO3 |
任务四:探究市售纯碱样品成分
市售纯碱主要成分是碳酸钠,还含少量氯化钠等杂质。
已知:①部分银盐的溶解性如下表
Cl- | |||
Ag+ | 溶 | 不 | 不 |
②氯化银不溶于稀硝酸。
验证样品中含有氯化钠
实验Ⅰ、取纯碱样品,加水溶解得溶液X,测得溶液pH约为12。
实验Ⅱ、取溶液X,滴加过量试剂Y,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
实验Ⅲ、向实验Ⅱ后所得溶液中滴加硝酸银溶液,有白色沉淀生成。
结论:样品中含有氯化钠。
(8)测定溶液pH的操作:用玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上,与
(9)实验Ⅱ中所加的试剂Y应选用
a.稀盐酸 b.稀硝酸 c.氢氧化钠溶液 d.氯化钙溶液
任务四:测定样品中碳酸钠含量
准确称取2g干燥纯碱样品,加水溶解,逐滴加入溶质质量分数为3.65%的稀盐酸,边滴加边搅拌,当两者恰好完全反应时(含碳物质全部转化为CO2),消耗盐酸体积为37.00ml。(该盐酸的密度近似等于1g/ml,杂质不与盐酸反应)
(10)通过计算判断该纯碱样品的等级
无水碳酸钠等级规定如下:
优等品 | 一等品 | 合格品 | |
碳酸钠质量分数 | ≥99.2% | ≥98.8% | ≥98.0% |
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【推荐2】小明同学在实验室用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳完毕后,对废液中溶质的成分产生了兴趣。请你一同参与探究并完成下列问题:
【提出问题】废液中的溶质有哪些?
【作出猜想】猜想一:氯化钙 猜想二:氯化钙与氯化氢
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
【实验与结论】
你认为方案一______ (填“能”或“不能”)证明猜想一是正确的?理由是____________ 。
请写出方案二中有关反应的化学方程式__________________ 。
【拓展与应用】
实验证明猜想二是正确的,要想处理废液只得到氯化钙溶液,你的方法是向溶液中加入过量的__________ ,该反应的化学方程式为_________________ 。
【提出问题】废液中的溶质有哪些?
【作出猜想】猜想一:氯化钙 猜想二:氯化钙与氯化氢
【查阅资料】氯化钙溶液呈中性。
方案 | 现象 | 结论 |
方案一:取少量废液于试管中, 向其滴入几滴无色酚酞溶液 | 酚酞溶液无变化 | 猜想一正确 |
方案二:取少量废液于试管中, 向其中加入少量的铁粉 | 猜想二正确 |
你认为方案一
请写出方案二中有关反应的化学方程式
【拓展与应用】
实验证明猜想二是正确的,要想处理废液只得到氯化钙溶液,你的方法是向溶液中加入过量的
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科学探究题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐3】物质的检验和鉴别是很多童鞋心中的痛,但敢于直面伤痛的才是真的勇士。有一固体粉末M,它可能含有Zn、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3中的一种或两种,立信实验小组对其成分展开了探究。
已知:ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O,ZnCO3+2HCl=ZnCl2+H2O+CO2↑
(1)探究M中是否含有Zn和ZnCO3
①取适量M于试管中,加入足量稀盐酸,观察到试管中有大量气泡产生,然后将气体通入___________ (填一种化学试剂),出现浑浊现象,证明M中一定含有ZnCO3。
②为证明M中是否含有Zn,小立同学另取足量M加入适量_____ 溶液(填一种化学试剂)中,充分搅拌,静置一段时间后,没有明显现象,由此证明M中 没有Zn。
(2)探究M中是否还含有ZnO及Zn(OH)2
【实验操作】
Ⅰ.分别取1.0 gZnO、1.0 g Zn(OH)2和1.0 g ZnCO3于甲、乙、丙三支试管中,分别逐滴 加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。在下表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积(以下体积均在同一条件下测定,且保留到小数点后2位)。
Ⅱ.取M粉末1.0 g,加入上述同一浓度的稀盐酸至粉末恰好溶解。此时消耗稀盐酸的体积为9.12mL。
【实验分析及结论】
M粉末不只含有ZnCO3,理由是___________________________ 。
【实验反思】为确定M粉末的具体成分,同学们认为还需要补充如下实验:分别取1.0 gM粉末和1.0 g_________ (填ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3)于A、B试管中,分别加入足量稀盐酸,测定生成的气体体积分别为108 mL和144 mL。由此可知M粉末中含有ZnCO3的质量分数为_____ ,M粉末中除ZnCO3外的另一种物质为_____ 。
已知:ZnO+2HCl=ZnCl2+H2O,ZnCO3+2HCl=ZnCl2+H2O+CO2↑
(1)探究M中是否含有Zn和ZnCO3
①取适量M于试管中,加入足量稀盐酸,观察到试管中有大量气泡产生,然后将气体通入
②为证明M中是否含有Zn,小立同学另取足量M加入适量
(2)探究M中是否还含有ZnO及Zn(OH)2
【实验操作】
Ⅰ.分别取1.0 gZnO、1.0 g Zn(OH)2和1.0 g ZnCO3于甲、乙、丙三支试管中,分别逐滴 加入相同溶质质量分数的稀盐酸直至粉末恰好消失。在下表中记录消耗的同浓度稀盐酸的体积(以下体积均在同一条件下测定,且保留到小数点后2位)。
ZnO | Zn(OH)2 | ZnCO3 | |
消耗稀盐酸的体积 /mL | 6.48 | 7.92 | 10.00 |
Ⅱ.取M粉末1.0 g,加入上述同一浓度的稀盐酸至粉末恰好溶解。此时消耗稀盐酸的体积为9.12mL。
【实验分析及结论】
M粉末不只含有ZnCO3,理由是
【实验反思】为确定M粉末的具体成分,同学们认为还需要补充如下实验:分别取1.0 gM粉末和1.0 g
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科学探究题
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【推荐1】【题干】在一支试管中放入一小段镁条(已擦去氧化膜),再向试管中加入一定量的盐酸,镁条表面有_____ 产生,反应的化学方程式是_____ 。
【发现问题】为了再次观察上述反应现象,小林同学用较长的镁条重做上述实验,但发现了异常现象,试管中出现了白色沉淀。
【实验验证1】小林同学针对两次实验的不同,设计对比实验方案,探究出现异常现象的原因。
【得出结论】镁条与盐酸反应产生白色沉淀与_____ 有关。
【追问】该白色沉淀是什么物质?
【查阅资料】⑩20℃时,100g水中最多能溶解氯化镁54.8g;②镁能与热水反应产生一种碱和氢气;③足量的镁与稀盐酸反应时,溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程,从而生成了碱式氯化镁沉淀。碱式氯化镁存在多种组成结构,组成通式可表示为。
【做出猜想】猜想一:镁;猜想二:氯化镁;猜想三:氢氧化镁,猜想的依据是_____ (用化学方程式表示);猜想四:碱式氯化镁。
【实验验证2】将该白色沉淀洗涤干净,分别取少量沉淀于A、B、C试管中,进行如表实验:
【反思拓展】①上述实验中证明溶液过量的方法是_____ 。
②做镁与稀盐酸反应的实验时,镁条的用量应该_____ 。
③上述碱式氯化镁的组成通式中x、y、z的定量关系是_____ 。
【发现问题】为了再次观察上述反应现象,小林同学用较长的镁条重做上述实验,但发现了异常现象,试管中出现了白色沉淀。
【实验验证1】小林同学针对两次实验的不同,设计对比实验方案,探究出现异常现象的原因。
试管(盛有同体积同浓度的盐酸) | ① | ② | ③ | ④ |
镁条长度 | 1 cm | 2 cm | 3 cm | 4 cm |
相同的实验现象(省略题干现象) | 快速反应,试管发热,镁条全部消失 | |||
沉淀量差异(恢复至20℃) | 无 | 少量 | 较多 | 很多 |
【得出结论】镁条与盐酸反应产生白色沉淀与
【追问】该白色沉淀是什么物质?
【查阅资料】⑩20℃时,100g水中最多能溶解氯化镁54.8g;②镁能与热水反应产生一种碱和氢气;③足量的镁与稀盐酸反应时,溶液会经历从酸性到碱性且碱性逐步增强的过程,从而生成了碱式氯化镁沉淀。碱式氯化镁存在多种组成结构,组成通式可表示为。
【做出猜想】猜想一:镁;猜想二:氯化镁;猜想三:氢氧化镁,猜想的依据是
【实验验证2】将该白色沉淀洗涤干净,分别取少量沉淀于A、B、C试管中,进行如表实验:
操作 | 现象 | 结论 | |
A | 加入足量盐酸 | 猜想一不成立 | |
B | 加入足量水 | 白色沉淀 | 猜想二不成立 |
C | 加入过量稀硝酸 | 白色沉淀全部消失 | 猜想 |
所得溶液分成两等份,一份加过量溶液 另一份溶液中滴加过量的溶液 | 生成1.160g白色沉淀,生成1.435g白色沉淀 |
【反思拓展】①上述实验中证明溶液过量的方法是
②做镁与稀盐酸反应的实验时,镁条的用量应该
③上述碱式氯化镁的组成通式中x、y、z的定量关系是
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科学探究题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐2】某兴趣小组的同学为了探究某些酸碱盐之间的反应,进行以下实验:把稀硫酸滴入分别盛有硝酸钡、氢氧化钠、碳酸钾和氯化镁溶液的四只烧杯中。
【知识回顾1】
(1)写出下列反应化学方程式。
氢氧化钠溶液和稀硫酸反应______ 。
【设计实验1】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应,甲同学设计了如下实验方案。
(2)请你评价甲同学设计的实验方案是否可行,并说明理由______ 。
【知识回顾2】(3)乙同学判断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复分解反应,他的依据是______ 。
【设计实验2】(4)乙同学为了进一步确认判断的可靠性,他取稀硫酸和氯化镁溶液的混合液分别加入两支试管中,向其中一支试管中滴加紫色石蕊溶液,观察到溶液变成红色,说明溶液中含有______ (填离子符号);向另一支试管中滴加硝酸钡溶液,观察到产生白色沉淀,说明溶液中含有______ (填离子符号)。于是乙同学得出结论:稀硫酸与氯化镁溶液没有发生反应。
(5)丙同学看到乙同学的实验报告后,认为乙同学的结论是错误的,原因是硫酸可能是反应后剩余的,他认为还需检验烧杯内的混合液中是否含有氯化镁。于是,他设计了两个实验,实验报告如下:
【设计实验3】(6)丁同学向氯化镁溶液中滴加稀硫酸,用氯离子浓度传感器测得溶液中Cl-浓度随时间变化的曲线图。她得到图像可能是______ (填“图1”、“图2”或“图3”)。
【拓展探究】
(7)小组同学将四只烧杯中的物质同时倒入同一个大烧杯中,并将其过滤,得到白色沉淀和无色滤液。向滤液中加入紫色石蕊溶液,溶液变红,则白色沉淀是______ (填名称),无色滤液中一定含有的离子主要有______ (填离子符号)。
【知识回顾1】
(1)写出下列反应化学方程式。
氢氧化钠溶液和稀硫酸反应
【设计实验1】为了验证硫酸与氢氧化钠能发生化学反应,甲同学设计了如下实验方案。
实验操作 | 预期实验现象 | 实验结论 |
步骤1:将氢氧化钠溶液滴入稀硫酸中,并振荡 | 溶液呈无色 | 硫酸与氢氧化钠能发生化学反应 |
步骤2:向步骤1所得无色溶液中滴加几滴酚酞溶液 | 溶液呈无色 |
【知识回顾2】(3)乙同学判断稀硫酸和氯化镁溶液不能发生复分解反应,他的依据是
【设计实验2】(4)乙同学为了进一步确认判断的可靠性,他取稀硫酸和氯化镁溶液的混合液分别加入两支试管中,向其中一支试管中滴加紫色石蕊溶液,观察到溶液变成红色,说明溶液中含有
(5)丙同学看到乙同学的实验报告后,认为乙同学的结论是错误的,原因是硫酸可能是反应后剩余的,他认为还需检验烧杯内的混合液中是否含有氯化镁。于是,他设计了两个实验,实验报告如下:
实验 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
实验1 | 说明溶液中含有Mg2+ | ||
实验2 | 步骤1:取少量稀硫酸和氯化镁溶液的混合液于试管中,滴加过量硝酸钡溶液,静置 | 产生白色沉淀 | 说明溶液中含有Cl- |
步骤2:向步骤1的上层清液中滴加 | 产生白色沉淀 |
【拓展探究】
(7)小组同学将四只烧杯中的物质同时倒入同一个大烧杯中,并将其过滤,得到白色沉淀和无色滤液。向滤液中加入紫色石蕊溶液,溶液变红,则白色沉淀是
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【推荐3】学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时,做了如下两个实验,并由此展开了一系列学习探究活动。
【学习交流】(1)实验中观察到,甲中铝丝表面附着一层______ 色固体,乙中溶液颜色变为______ 色。写出甲乙图中发生反应的化学方程式(选写一个)______ 。
(2)你认为通过上述实验______ (填“能”或“不能”)得出三种金属的活动性强弱。
【拓展探究】上述实验后,同学们想进行废液的处理与回收,于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中,观察到混合溶液(即废液)澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3,为此,他们进行了实验并记录如下:
【反思评价】讨论后大家一致认为实验2所得结论不合理。你认为理由是(用化学方程式表示)______ 。
【拓展应用】同学们尝试从废液中回收铜,将过量铝粉加入废液中,充分反应后过滤,滤液中存在的金属阳离子是______ (写离子符号)。
【学习交流】(1)实验中观察到,甲中铝丝表面附着一层
(2)你认为通过上述实验
【拓展探究】上述实验后,同学们想进行废液的处理与回收,于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中,观察到混合溶液(即废液)澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的CuSO4和AgNO3,为此,他们进行了实验并记录如下:
序号 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
实验1 | 取少量废液于试管中,加入 | 无明显现象 | 废液中没有AgNO3 |
实验2 | 取少量废液于试管中加入Ba(NO3)2溶液 | 产生白色沉淀 | 废液中含有未反应完的CuSO4 |
【拓展应用】同学们尝试从废液中回收铜,将过量铝粉加入废液中,充分反应后过滤,滤液中存在的金属阳离子是
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科学探究题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐1】科学探究是奇妙的过程,请你一起参与实验探究,并填写下列空白:
⑴【提出问题】
小松同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上,发现有大量气泡产生。小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂,他想,水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近建筑工地取回一些小水泥块,并用蒸馏水浸泡,冲洗 、干燥,并进行以下探究。
⑵【猜想】水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
⑶【实验验证】
⑷【结论】水泥块能加快过氧化氢的分解速率,故水泥起能作过氧化氢的催化剂。
⑸【讨论与反思】
小芳认为:仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂,她觉得需要增加一个探究实验:探究_____________ 。
【实验步骤1】 ①准确称量水泥块的质量; ②完成实验二; ③待反应结束,将实验二试管里的物质进行过滤,洗涤,烘干,称量 ④对比反应前后水泥块的质量。
【分析】如果水泥块反应前后质量不变,则说明水泥块可以作为过氧化氢分解的催化剂。但小华认为,要证明小松的猜想,小芳的补充实验还是不足够,还需要再补充一个探究实验:探究___________ 。
⑴【提出问题】
小松同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上,发现有大量气泡产生。小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂,他想,水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近建筑工地取回一些小水泥块,并用蒸馏水浸泡,冲洗 、干燥,并进行以下探究。
⑵【猜想】水泥块能作过氧化氢分解的催化剂。
⑶【实验验证】
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 | |
实验一 | 木条不复燃 | 常温下过氧化氢溶液不分解 | |
实验二 | 在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块,然后将带火星的木条伸入试管中 | 木条复燃 |
⑷【结论】水泥块能加快过氧化氢的分解速率,故水泥起能作过氧化氢的催化剂。
⑸【讨论与反思】
小芳认为:仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂,她觉得需要增加一个探究实验:探究
【实验步骤1】 ①准确称量水泥块的质量; ②完成实验二; ③待反应结束,将实验二试管里的物质进行过滤,洗涤,烘干,称量 ④对比反应前后水泥块的质量。
【分析】如果水泥块反应前后质量不变,则说明水泥块可以作为过氧化氢分解的催化剂。但小华认为,要证明小松的猜想,小芳的补充实验还是不足够,还需要再补充一个探究实验:探究
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科学探究题
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困难
(0.15)
【推荐2】鱼浮灵是水产养殖中常见的增氧剂,溶于水能迅速增加水体溶氧量。兴趣小组展开如下项目式探究。
【查阅资料】①渔浮灵主要成分是过碳酸钠(xNa2CO3·yH2O2),具有Na2CO3和H2O2的双重性质:
②碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物:
③Na2CO3溶液中主要含有的离子是Na+、和OH-,Na+不影响过氧化氢的分解:
④相同温度下,pH相同的溶液,OH-的浓度也相同。
【任务一】“鱼浮灵”主要成分验证
兴趣小组设计实验,请将下列实验报告补充完整。
【任务二】“鱼浮灵”组成探究
兴趣小组利用下图装置进行过碳酸钠组成的测定(实验过程中每步反应均充分)。
【实验步骤】①检查装置气密性,按上图所示装入药品:
②先缓慢通入N2一段时间,加热铜网至红热后,再缓慢滴入过量稀硫酸:
③A中样品完全反应后继续缓慢通入N2
(1)写出A中Na2CO3与稀硫酸发生反应的化学方程式_____________ 。
(2)步骤③通入N2的目的是_____________ 。
(3)C中的现象是_____________ 。
(4)实验测得C装置增重1.2g,D装置增重2.2g。则x:y=_____________ 。
(5)步骤②若先滴入稀硫酸,再加热铜网,会导致x:y的值_____________ (填“偏大”或“偏小”)。
【任务三】“鱼浮灵”增氧原理
【提出问题】“鱼浮灵”溶于水产生的哪种离子对过氧化氢分解有促进作用?
【实验过程】相同温度下,兴趣小组设计了对比实验,数据如下:
【实验结论】“鱼浮灵”溶于水产生的____________ (填离子符号)对过氧化氢分解有促进作用。
【查阅资料】①渔浮灵主要成分是过碳酸钠(xNa2CO3·yH2O2),具有Na2CO3和H2O2的双重性质:
②碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物:
③Na2CO3溶液中主要含有的离子是Na+、和OH-,Na+不影响过氧化氢的分解:
④相同温度下,pH相同的溶液,OH-的浓度也相同。
【任务一】“鱼浮灵”主要成分验证
兴趣小组设计实验,请将下列实验报告补充完整。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
①取样溶于水,加入MnO2粉末,用带火星 的木条伸入试管内 | 木条复燃 | 溶液中含有H2O2 |
②取步骤①反应后的上层清液 | 溶液中含有Na2CO3 |
兴趣小组利用下图装置进行过碳酸钠组成的测定(实验过程中每步反应均充分)。
【实验步骤】①检查装置气密性,按上图所示装入药品:
②先缓慢通入N2一段时间,加热铜网至红热后,再缓慢滴入过量稀硫酸:
③A中样品完全反应后继续缓慢通入N2
(1)写出A中Na2CO3与稀硫酸发生反应的化学方程式
(2)步骤③通入N2的目的是
(3)C中的现象是
(4)实验测得C装置增重1.2g,D装置增重2.2g。则x:y=
(5)步骤②若先滴入稀硫酸,再加热铜网,会导致x:y的值
【任务三】“鱼浮灵”增氧原理
【提出问题】“鱼浮灵”溶于水产生的哪种离子对过氧化氢分解有促进作用?
【实验过程】相同温度下,兴趣小组设计了对比实验,数据如下:
编号 | 试剂 | pH | 溶解氧/(mg·L-1) |
① | 4%H2O2溶液 | 6.01 | 6.44 |
② | Na2CO3溶液、4%H2O2溶液 | 8.14 | 9.11 |
③ | NaOH溶液、4%H2O2溶液 | 8.14 | 9.11 |
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科学探究题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐3】84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
(查阅资料)84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
(实验1)取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生,经检验,产生的气体是氧气。单独取少量H2O2溶液于试管中,加热,也有大量气泡产生,该反应的化学方程式为______ 。
(提出问题)在上述反应中,NaClO的作用是什么?
(作出猜想)猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应;
猜想二:作______ ,类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
(实验2)按如图所示组装实验装置进行实验。
(1)实验装置组装后,要先进行的操作是______ 。
(2)向锥形瓶中加入30m L84消毒液,注射器中吸入25mL H2O2溶液。
(3)将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中:每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
①表中的数据x=______ 。
②分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是______ 。
(分析讨论)NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为______ 。
(拓展反思)75%酒精、过氧乙酸等也可作消毒剂。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是______ 。
A.不同的消毒剂可随意混合使用
B.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾
C.使用84消毒液的浓度越高越好
D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
(查阅资料)84消毒液的有效成分是次氯酸钠(化学式为NaClO)。
(实验1)取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生,经检验,产生的气体是氧气。单独取少量H2O2溶液于试管中,加热,也有大量气泡产生,该反应的化学方程式为
(提出问题)在上述反应中,NaClO的作用是什么?
(作出猜想)猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应;
猜想二:作
(实验2)按如图所示组装实验装置进行实验。
(1)实验装置组装后,要先进行的操作是
(2)向锥形瓶中加入30m L84消毒液,注射器中吸入25mL H2O2溶液。
(3)将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中:每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 | |
收集气体的总体积/mL | 140 | 280 | 365 | x | 375 |
②分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是
(分析讨论)NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠和水。该反应的化学方程式为
(拓展反思)75%酒精、过氧乙酸等也可作消毒剂。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。生活中下列使用消毒剂的做法正确的是
A.不同的消毒剂可随意混合使用
B.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾
C.使用84消毒液的浓度越高越好
D.84消毒液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
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(0.15)
解题方法
【推荐1】同学们学习化学后可知,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊(生成白色沉淀)。但同 学们在分组实验中,向石灰水中通入二氧化碳时(如图1所示),却出现了意想不到的现象: 有的石灰水未变浑浊;有的石灰水出现浑浊后又变澄清了(沉淀消失)。
【提出问题】分组实验中,出现意想不到现象的原因是什么呢?
【猜想与假设】
I.石灰水未变浑浊,是因为二氧化碳中混有少量氯化氢气体.
Ⅱ.石灰水未变浑浊,是因为____________________________________ 。
Ⅲ.石灰水出现浑浊后又变澄清,与石灰水的浓度、通入二氧化碳的时间有关。
【进行实验】实验装置如图2所示。
提示:①实验中所用盐酸与分组实验所用盐酸相同;
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小.
步骤1:分别取一定体积的饱和澄清石灰水与一定体积的蒸馏水混合配制成50mL溶液.
步骤2:分别向50mL溶液中通入一段时间的二氧化碳,记录现象.
【解释与结论】
(1)实验中,所用石灰水为饱和溶液的是______________ (填序号).
(2)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊原因是________________________________ (用化学方程式表示).
(3)饱和NaHCO3溶液的作用是________________________ .
(4)通过实验分析,猜想 I_______________ (填“成立”或“不成立”),猜想Ⅱ、Ⅲ成立。
【反思与评价】
(5)向澄清的石灰水中通入二氧化碳,为避免出现“意想不到的现象”,你的建议是
__________________________________________________________________ 。
【提出问题】分组实验中,出现意想不到现象的原因是什么呢?
【猜想与假设】
I.石灰水未变浑浊,是因为二氧化碳中混有少量氯化氢气体.
Ⅱ.石灰水未变浑浊,是因为
Ⅲ.石灰水出现浑浊后又变澄清,与石灰水的浓度、通入二氧化碳的时间有关。
【进行实验】实验装置如图2所示。
提示:①实验中所用盐酸与分组实验所用盐酸相同;
②CO2在饱和NaHCO3溶液中的溶解度非常小.
步骤1:分别取一定体积的饱和澄清石灰水与一定体积的蒸馏水混合配制成50mL溶液.
步骤2:分别向50mL溶液中通入一段时间的二氧化碳,记录现象.
实验序号 | V饱和石灰水/mL | V蒸馏水 /mL | 出现现象所需时间/s | |||
开始浑浊 | 明显浑浊 | 沉淀减少 | 是否澄清 | |||
① | 50 | 0 | 19 | 56 | 366 | 持续通入CO28min以上,沉淀不能完全消失 |
② | 40 | 10 | 24 | 51 | 245 | |
③ | 30 | 20 | 25 | 44 | 128 | |
④ | 20 | 30 | 27 | 35 | 67 | 89s后完全澄清 |
⑤ | 10 | 40 | 通3min以上,均无明显现象 |
【解释与结论】
(1)实验中,所用石灰水为饱和溶液的是
(2)二氧化碳使澄清石灰水变浑浊原因是
(3)饱和NaHCO3溶液的作用是
(4)通过实验分析,猜想 I
【反思与评价】
(5)向澄清的石灰水中通入二氧化碳,为避免出现“意想不到的现象”,你的建议是
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科学探究题
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困难
(0.15)
【推荐2】1、水和溶液在生产生活中应用广泛。
Ⅰ.硬水加热时易产生水垢,很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水,对水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系进行实验探究。
【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物;软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgC12的混合溶液,配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验,记录如下:
【解释与结论】
(1)对比②和⑧可知,肥皂水能区分软水和硬水,依据的现象是__________ 。
(2)设计第2组实验时,为控制水的硬度相同,⑤中x应为__________ 。
(3)第2组实验的目的是__________ 。
(4)由上述三组实验得到的结论是__________ 。
Ⅱ.有一包白色粉末,可能是KCl、BaC12、K2CO3、K2SO4、CuSO4中的一种或几种,为确定白色粉末的成分,进行如下探究:
a.取适量白色粉末加入足量的水,搅拌,得到白色沉淀和无色溶液。
b.取a中的白色沉淀,加入过量的稀盐酸,白色沉淀不溶解。
(5)写出产生白色沉淀的化学方程式:__________ 。
(6)白色粉末中一定不含有的成分是__________ 。
Ⅰ.硬水加热时易产生水垢,很多工业用水需要对硬水进行软化处理。小组同学利用1.5%的肥皂水,对水的硬度、肥皂水的用量与产生泡沫量的关系进行实验探究。
【查阅资料】硬水含较多可溶性钙、镁化合物;软水不含或含较少可溶性钙、镁化合物。
【进行实验】向蒸馏水中加入CaCl2和MgC12的混合溶液,配制两种不同硬度的硬水。用蒸馏水和两种硬水完成三组实验,记录如下:
组别 | 第1组 | 第2组 | 第3组 | ||||||
实验操作 | |||||||||
实验序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑨ | |
混合溶液用量/滴 | 0 | 0 | 0 | 1 | x | 1 | 2 | 2 | 2 |
肥皂水用量/滴 | 5 | 10 | 20 | 5 | 10 | 20 | 5 | 10 | 20 |
产生泡沫量 | 少 | 多 | 很多 | 无 | 少 | 多 | 无 | 无 | 少 |
(1)对比②和⑧可知,肥皂水能区分软水和硬水,依据的现象是
(2)设计第2组实验时,为控制水的硬度相同,⑤中x应为
(3)第2组实验的目的是
(4)由上述三组实验得到的结论是
Ⅱ.有一包白色粉末,可能是KCl、BaC12、K2CO3、K2SO4、CuSO4中的一种或几种,为确定白色粉末的成分,进行如下探究:
a.取适量白色粉末加入足量的水,搅拌,得到白色沉淀和无色溶液。
b.取a中的白色沉淀,加入过量的稀盐酸,白色沉淀不溶解。
(5)写出产生白色沉淀的化学方程式:
(6)白色粉末中一定不含有的成分是
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科学探究题
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困难
(0.15)
解题方法
【推荐3】实验创新是中学生最为重要的科学素养,以下是化学兴趣小组的同学在学习“二氧化锰催化过氧化氢分解制氧气实验”后,对实验的创新设计.
【实验一】:设计新的实验装置实验过程如下:①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡中,再用药匙取0.2g MnO2粉末,加在干燥的进气管的管壁上;②点燃橡胶塞上固定的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察现象;
(1)可观察到带火星的棒香立即____________ ;
(2)下列各项是同学们对该创新实验的评价,你认为评价不合理的是________ (填序号)A.实验所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验室用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
【实验二】:寻找新的催化剂
【实验探究】
【实验结论】
(1)实验Ⅱ可以证明:__________________ ,再结合实验I和Ⅲ的结论可以证明氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。
(2)写出氧化铁(Fe2O3)催化过氧化氢分解的符号表达式 : _________________
【实验评价】
(1)设计实验IV的目的是_____________________ ;
(2)若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是:____________________ .
【实验拓展】查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可做过氧化氢溶液分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是_________
A.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行
D.用作催化 剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物.
【实验一】:设计新的实验装置实验过程如下:①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡中,再用药匙取0.2g MnO2粉末,加在干燥的进气管的管壁上;②点燃橡胶塞上固定的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察现象;
(1)可观察到带火星的棒香立即
(2)下列各项是同学们对该创新实验的评价,你认为评价不合理的是
B.实验室用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
【实验二】:寻找新的催化剂
【实验探究】
实验步骤 | 实验现象 |
I.分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象. | A试管中产生气泡,带火星木条复燃.B试管中无明显现象. |
Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象. | 试管中均产生气泡,带火星木条均复燃. |
Ⅲ.将试验II中的剩余物进行 | 所的固体质量为ag |
IV.分别量取5ml5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象. |
【实验结论】
(1)实验Ⅱ可以证明:
(2)写出氧化铁(Fe2O3)催化过氧化氢分解的
【实验评价】
(1)设计实验IV的目的是
(2)若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是:
【实验拓展】查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可做过氧化氢溶液分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是
A.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行
D.用作催化 剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物.
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