探究主題學校

1、化學探究專題復習2012、51、某學習小組的同學在學習了Na2CO3、NaHCO3的性質(zhì)后，了解到它們都能與鹽酸反應產(chǎn)生CO2氣體，那么如何鑒別Na2CO3和NaHCO3呢？帶著這樣的疑問，他們進行了下列探究： 【查閱資料】（1）Ca(HCO3)2可溶于水；（2）NaHCO3固體受熱分解生成碳酸鈉、二氧化碳和水。 【猜想】（1）甲同學認為可用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。 （2）乙同學認為可用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。 甲、乙兩同學的猜想是依據(jù)澄清石灰水、CaCl2溶液分別與Na2CO3溶液反應均有沉淀產(chǎn)生；又知道Ca(HCO3)2可溶于水，因此猜測澄清

2、石灰水、CaCl2溶液分別與NaHCO3溶液混合不會產(chǎn)生沉淀，從而鑒別出兩種溶液。（3）丙同學認為固體Na2CO3、NaHCO3可用加熱的方法鑒別。 【實驗探究】（1）甲同學在兩支分別盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的試管中，各加入澄清石灰水，觀察到兩支試管中的現(xiàn)象相同，均產(chǎn)生了白色沉淀，實驗結(jié)果與猜想不一致，即不能用澄清石灰水鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。（2）乙同學將CaCl2溶液加入到分別盛有少量Na2CO3、NaHCO3溶液的試管中，發(fā)現(xiàn)兩支試管中也都產(chǎn)生了白色沉淀，實驗結(jié)果出乎意料，但根據(jù)觀察到的其他實驗現(xiàn)象，他認為仍可用CaCl2溶液鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液。

3、（3）丙同學分別取了一定量的Na2CO3、NaHCO3固體于大試管中加熱（如圖1）：加熱Na2CO3時，開始即見小試管中有少量氣泡產(chǎn)生，繼續(xù)加熱，氣泡逐漸減少，未見澄清石灰水變渾濁，加熱NaHCO3時，丙同學觀察到實驗現(xiàn)象與不同，證實了自己的猜想是合理的?！締栴}討論】（1）小組同學對上述實驗展開了討論，對甲同學的兩個實驗進行了比較，并從物質(zhì)在溶液中解離出不同離子的微觀角度分析了原因（如圖2、圖3）。請寫出Na2CO3與澄清石灰水發(fā)生反應的化學方程式 ；寫出NaHCO3與澄清石灰水混合時參與反應的離子： 。 （2）乙同學的兩個實驗中，大家對CaCl2與Na2CO3溶液的反應比較熟悉，該反應的化學

4、方程式為 ；而對CaCl2與NaHCO3溶液混合產(chǎn)生的現(xiàn)象難以理解，同學們又進一步查閱了資料，了解到CaCl2與NaHCO3溶液可發(fā)生如下反應：CaCl2+2NaHCO3CaCO3+2NaCl+CO2+H2O,因而同學們知道了乙同學是通過觀察到 現(xiàn)象來鑒別Na2CO3和NaHCO3溶液的。 至于CaCl2與NaHCO3溶液為什么能發(fā)生上述反應，老師指出其反應原理較復雜，有待于今后學習中進一步探究。 （3）丙同學在加熱Na2CO3固體時，開始產(chǎn)生少量氣泡的原因是 ；根據(jù)你分析：Na2CO3受熱 分解（填“易”或“不易”）。在加熱NaHCO3固體時，丙同學觀察到的實驗現(xiàn)象是 （任寫一種）。 【拓展

5、應用】（1）固體Na2CO3中混有少量NaHCO3，可通過 方法除去。（2）要除去Na2CO3溶液中混有的少量NaHCO3,可加入適量的 溶液?！径坑嬎恪楷F(xiàn)取一定量的NaHCO3配置成溶液后，向其中滴加氯化鈣溶液至恰好完全反應，生成氣體通入石灰水，得到10g白色沉淀，求所取NaHCO3的質(zhì)量。（要求有完整的計算過程）2、電解水實驗可以確定水的組成。甲、乙、丙三位同學對電解水后液體的酸堿性進行探究。 【提出問題】電解水后的液體一定呈中性嗎？ 【查閱資料】 圖所示裝置可用于電解水實驗； 硫酸鈉可增強水的導電性，硫酸鈉溶液呈中性。 【實驗與討論】 三位同學分別向U形管中加入含有酚酞的硫酸鈉溶液，接

6、通直流電，觀察現(xiàn)象，點解一段時間后，斷開電源。（1） 實驗中發(fā)現(xiàn)試管電極附近的溶液迅速變紅，管電極附近的溶液任為無色，乙同學用pH試紙測定管電極附近的溶液，pH小于7。 說明試管電極附近的溶液呈性，管附近的溶液呈（選填“酸”、“堿”或“中”）性。（2）甲同學將實驗后U形管中的溶液按圖所示倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)紅色立刻消失。 乙同學、丙同學將試驗后U形管中的溶液按圖所示分別倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)紅色不完全消失。 經(jīng)討論與分析，乙、丙同學的試驗中溶液的紅色不消失，原因可能是酸。（3）甲、乙、丙同學分別用蒸餾水洗滌U形管、碳棒等，再將洗滌液倒入自己實驗的燒杯中，觀察現(xiàn)象： 甲同學的溶液仍為無色。 乙同學的溶液中

7、紅色仍不消失。 丙同學的溶液中紅色。（4）甲、乙、丙同學分析了實驗現(xiàn)象，為確證溶液的酸堿性，又進行下列實驗： 甲同學用來測定溶液，原因是。 乙同學向溶液中滴加，使溶液中紅色剛好褪去。因為造成（3）中溶液的紅色仍不消失的原因是。 【解釋與結(jié)論】 用硫酸鈉增強水的導電性時，點解后溶液混合均勻，呈中性。 【交流與反思】 甲同學取55g質(zhì)量分數(shù)為2%的硫酸鈉溶液進行電解，消耗了5g水后，則電解后硫酸鈉溶液的質(zhì)量分數(shù)為。 甲同學的老師上課時用NaOH增強水的導電性，點解后溶液的堿性。 乙同學的老師上課時用H2SO4增強水的導電性，點解后溶液的酸性。3、鋼鐵是使用最多的金屬材料。在今年的化學活動周中，某校

8、興趣小組的同學在老師指導下做了二個有關(guān)鐵的實驗。實驗一：用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵實驗裝置如下圖：A B C D E F濃硫酸 加熱其中A是實驗室用草酸（H2C2O4）和濃硫酸加熱制取一氧化碳的氣體發(fā)生裝置，反應的化學方程式是：H2C2O4 H2O+CO2+CO。請回答下列問題:(1)B裝置中發(fā)生反應的化學方程式是 .(2)C裝置無明顯現(xiàn)象，C裝置的作用是 。 D裝置中濃硫酸的作用是 。（3）E裝置中的實驗現(xiàn)象是 。（4）F裝置的作用是 、 ?！径坑嬎恪繉嶒灪螅瑴y得F中生成了白色沉淀5g，求E中可得到多少克鐵？（要求有完整的計算過程）實驗二：鋁粉和氧化鐵粉末反應（鋁熱反應）實驗裝置如下圖

9、：圖中紙漏斗由兩張濾紙折疊成漏斗狀套在一起，使四周都有四層，點燃鎂條后觀察到的現(xiàn)象：鎂條劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出大量的熱，紙漏斗的下部被燒穿，有熔融物落入細沙中。實驗后老師作了如下提示：實驗中鎂條和氯酸鉀的作用是提供反應所需的高溫條件，鋁粉和氧化鐵粉末在高溫條件下的反應叫鋁熱反應，屬于置換反應，該反應常用于焊接鋼軌。請寫出該反應的化學方程式 。該反應中單質(zhì)鋁與一氧化碳有相似的 （填“氧化”或“還原”）性。實驗后同學們對金屬與金屬氧化物間的反應產(chǎn)生興趣，激發(fā)了探究熱情。【提出問題】任何金屬與金屬氧化物在高溫條件下都能反應嗎？同學們在請教老師后設計了如下實驗方案并進行了探究?！緦嶒灧桨浮繉嶒?/p>

10、組別實驗操作實驗現(xiàn)象結(jié)論實驗1取Zn、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。黑色粉末變成 色固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈無色。Zn和CuO能發(fā)生置換反應。實驗2取Mg、CuO粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。向冷卻后的固體中加入足量的稀鹽酸。發(fā)生爆炸，黑色粉末變成紅色。固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，水溶液呈 色。 實驗3取Cu、Fe2O3粉末的均勻混合物于密閉容器中，高溫加熱。粉末無變化Cu、Fe2O3不能反應?！緦嶒灴偨Y(jié)】金屬與金屬氧化物在高溫條件下有些能反應，有些不能反應?！痉此纪卣埂拷饘倥c金屬氧化物在高溫條件下反應的規(guī)律和金屬與 的反應相

11、似。4、某活動小組根據(jù)下圖所示進行模擬煉鐵的實驗，并對產(chǎn)物的成分進行探究。Fe2O3COCO2黑色粉末AFeSO4溶液CuSO4溶液黑色粉末B和紅色固體加入足量CuSO4溶液過濾高溫【提出問題】黑色粉末A可能是什么呢？【進行猜想】（1）小明認為黑色粉末A全部是鐵粉。請寫出鐵粉與CuSO4溶液反應的化學方程式 。實驗過程中采取了過濾，該操作中用到的玻璃儀器有 ， 和玻璃棒，其中玻璃棒的作用是 。（2）小華認為小明的猜想是錯誤的，理由是 。（3）小華提出了猜想和猜想，請結(jié)合所學知識補充余下的一個猜想。猜想；黑色粉末A由鐵粉和四氧化三鐵（Fe3O4）組成猜想；黑色粉末A由鐵粉和氧化亞鐵（FeO）組成

12、；猜想； ?！静殚嗁Y料】鐵的氧化物都能與稀鹽酸，稀硫酸反應，其中氧化鐵為紅棕色，其余都為黑色，并且只有四氧化三鐵能被磁鐵吸引?！緦嶒炋骄俊糠桨笇嶒灢僮骺赡艿默F(xiàn)象結(jié)論取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引黑色粉末全部被吸引猜想正確取適量黑色粉末A 用磁鐵吸引黑色粉末部分被吸引猜想正確取適量黑色粉末B加入足量稀鹽酸黑色粉末全部溶解猜想正確 猜想正確【反思評價】小娟認為方案和方案中得出的結(jié)論都不正確，其理由是 ?！镜贸鼋Y(jié)論】在高溫下，一氧化碳和二氧化碳可生成鐵，氧化亞鐵，四氧化三鐵。請寫出只生成氧化亞鐵的方程式 ?！径坑嬎恪咳?0g黑色粉末A，加入足量10%的的硫酸銅溶液后，得到6.4g紅色固體，求黑色粉末

13、B與紅色固體的質(zhì)量比為 ；參加反應的硫酸銅溶液的質(zhì)量（要求有完整的計算過程）。5、小明發(fā)現(xiàn)家中一枚戒指生滿了銅綠，他和同學利用這枚戒指展開了研究性學習。查閱資料真金在空氣中不會生銹，生滿銅綠的“金戒指”材質(zhì)為銅鋅合金；銅長期露置在潮濕的空氣中能生成銅綠，其主要成分是堿式碳酸銅，堿式碳酸銅受熱易分解生成CuO、H2O和CO2 。據(jù)上述資料可推知，堿式碳酸銅由 種元素組成。實驗探究將該枚戒指加入過量稀鹽酸中，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{綠色。（1）小明認為：氣體中除了含有CO2，還可能含有少量 。實驗室常用 的方法檢驗這種可能含有的氣體。（2）小紅認為藍綠色溶液中的溶質(zhì)只有氯化鋅。小華認為溶液

14、中的溶質(zhì)除了氯化鋅外，還應該含有 、 。他取適量上述藍綠色溶液，加入光亮的鐵片，觀察到了現(xiàn)象： ， ，證實了自己的觀點。（3）小娟取適量新制的FeCl2溶液，加入鋅粒，一段時間后，溶液顏色變淺。結(jié)合小華的實驗可推知：鐵、鋅、銅三種金屬的活動性由弱到強的順序是 。（4）小明想進一步探究“金戒指”中銅元素的含量，取一枚同材質(zhì)的“金戒指”，稱得質(zhì)量為3.8g。在老師的指導下，將“金戒指”經(jīng)濃硝酸氧化、堿化等步驟處理后，最終得到純凈的氧化銅，稱得質(zhì)量仍然為3.8g（實驗過程中銅元素損失忽略不計）。則“金戒指”中銅元素的質(zhì)量分數(shù)是多少？（寫出計算過程）6、葡萄糖是生命體所需能量的主要來源。【提出問題】葡

15、萄糖的燃燒產(chǎn)物是CO2和H2O，由此能否證明葡萄糖是只由碳元素和氫元素組成的有機物？【設計實驗】為了確定葡萄糖的元素組成，某小組設計了如下實驗（其中濃硫酸、無水CaCl2均為常用干燥劑，部分固定裝置省略）。（1）裝置B中濃硫酸的作用是 。（2）裝置C處氧化銅的作用是 ?！痉桨冈u價】（1）用充有空氣的儲氣球代替裝置A，是否更有利于實驗的進行？ （填“是”或“否”）原因是 ?！緮?shù)據(jù)處理】下表是同學們填寫的實驗報告，請你幫助完成。實驗事實數(shù)據(jù)分析及結(jié)論 1.8g葡萄糖完全燃燒，得到2.64gCO2和1.08gH2O數(shù)據(jù)分析： 結(jié)論：葡萄糖含有C、H、O三種元素通過進一步計算可知葡萄糖的化學式為C6H

16、12O6，請計算出葡萄糖的相對分子質(zhì)量 ，其中氧元素的質(zhì)量分數(shù)為 。（保留小數(shù)點后一位）【討論交流】為了盡量減少誤差：（1）該實驗在進行過程中應注意的問題是 （1條）。（2）從定量實驗的角度看，該實驗是否可進一步改進？請簡要寫出一個改進意見： 。【定量計算】實驗結(jié)束后，氧化銅粉末部分變?yōu)榧t色，為測得剩余氧化銅的質(zhì)量，該組同學向粉末中逐滴滴入9.8%的稀硫酸，當黑色粉末恰好全部消失，所用稀硫酸的質(zhì)量為100克，請計算出剩余氧化銅的質(zhì)量以及反應后所得溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。7、化學課上，同學們做了人體呼出的氣體使澄清石灰水變渾濁的實驗后，對呼出的氣體中主要成分及含量非常好奇，設計實驗進行探究?！咎岢鰡?/p>

17、題】呼出的氣體中有哪些主要成分，它們的含量是多少？【查閱資料】呼出的氣體中仍含有O2。 CO2在飽和NaHCO3溶液中的溶解度非常小?！静孪肱c實驗】猜想：呼出的氣體中主要成分是N2、O2、CO2、水蒸氣等。 實驗I：驗證呼出的氣體中含有水蒸氣。（1）實驗操作如右圖所示。 （2）觀察到的現(xiàn)象為_，根據(jù)該現(xiàn)象可以判斷呼出的氣體中含有水蒸氣。   實驗II：驗證呼出的氣體中含有N2、O2、CO2，并測定其含量。同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置（B是帶刻度的量氣裝置）。 （1）實驗記錄  實驗操作主要實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論及解釋檢

18、查裝置的氣密性。 向裝置中加入藥品。 關(guān)閉止水夾af。 裝置的氣密性良好。打開b、c、d，向B中吹入一定量氣體后關(guān)閉d，并冷卻到室溫。B中液體進入到A中，B中液體減少500 mL。收集500 mL氣體。關(guān)閉b，打開a、e、f，用打氣筒向A中緩緩充氣，直到B中氣體剛好全部排出。_，D中液體為475 mL。反應的化學方程式為_。關(guān)閉e、f，用凸透鏡聚光引燃白磷。白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，放出大量熱。呼出的氣體中含有O2。待白磷熄滅并冷卻到室溫，打開f。_，D中剩余液體為400 mL。呼出的氣體中含有N2。 （2）數(shù)據(jù)處理 呼出的氣體中主要成分的含量 N2O2CO2體積/mL   體積分數(shù)/%