内容正文:
专题10 科学探究
1.(2022·四川达州)我国化学家侯德榜创立的侯氏制碱法,为世界制碱工业作出了突出贡献。在工业生产所得的碳酸钠产品中往往会混有少量的氯化钠。某校化学兴趣小组同学想探究某产品中碳酸钠的质量分数,经讨论后设计了如下两种实验方案。
【查阅资料】碱石灰的主要成分是CaO和NaOH。
【设计与实验】
方案甲:“气体质量法”
(1)按上图所示连接好装置,检查装置气密性后加入一定质量的碳酸钠样品于装置A中。
(2)打开止水夹K通入一段时间的氮气后,称量装置C的质量,并记录。
(3)关闭止水夹K,打开分液漏斗活塞向A装置中注入足量的稀硫酸,关闭活塞。
(4)待装置A中无气泡产生后打开止水夹K,再次通入氮气一段时间后,关闭止水夹K,第二次称量装置C的质量,并记录。
(5)计算。
【分析与讨论】
①装置A中发生反应的化学方程式为_______。
②装置B中浓硫酸的作用是_______。
③步骤(4)中再次通入氮气的目的是_______。
④装置D的作用是_______。
方案乙:“沉淀质量法”
写出上述流程中相关反应的化学方程式:_______。
【得出结论】
同学们经过实验,最终都计算出了样品中碳酸钠的质量分数。
请你根据方案乙中测定的相关数据,求出样品中碳酸钠的质量分数为_______×100%(用含有m、n的代数式表示)。
【反思与交流】
同学们经过讨论认为方案乙优于方案甲,理由主要是______(填字母序号)。
A.节约能源 B.操作简便 C.保护环境
2.(2022·新疆)2021年12月9日,我国“天宫课堂”第一课成功授课。兴趣小组同学对其中的“泡腾片实验”很好奇,于是一起开展如下探究。
【查阅资料】
(1)维生素C(C6H8O6)具有增强机体抵抗力,预防和治疗坏血病等作用。某品牌维生素C泡腾片主要成分如图。
(2)柠檬酸为食用酸类,由碳、氢、氧三种元素组成,可增强体内正常代谢,适当剂量对人体无害。柠檬酸易溶于水,20℃时,其2%水溶液的pH为2.1。
(3)碳酸氢钠在医疗上是治疗胃酸过多的药剂之一,写出该反应的化学方程式_______。
【提出问题】维生素C泡腾片溶于水后产生的气体是什么?
【猜想与假设】
同学甲认为产生的气体中不可能含有CO和H2,因为从药品安全角度考虑,H2易燃易爆,CO___。
同学乙认为产生的气体也不可能含有N2,因为_______。
同学丙认为该气体可能含有O2、CO2中的一种或两种。
【进行试验】
实验编号
实验操作
实验现象
实验结论
I
将一片维生素C泡腾片放入装有水的试管中
有大量气泡产生
II
将带火星的木条伸入试管
带火星的木条没有复燃
该气体中不含O2
III
将气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该气体中含有___
【解释与结论】
(4)同学丁认为由实验II不能确定该气体中不含O2,理由是_______。同学们经过讨论,设计了更为严谨的实验,最终证明了该气体中不含氧气。
(5)请你尝试从微粒变化的角度说一说该气体产生的原因_______。
【反思与评价】
(6)维生素C泡腾片的保存注意事项是_______。
(7)通过本次探究活动,同学们对柠檬酸的用途也充满了兴趣,你觉得柠檬酸还可以用来____。
A.作碳酸饮料的添加剂 B.做金属除锈剂 C.清洗饮水机 D.作锅炉除垢剂
3.(2022·湖南怀化)网红产品自嗨锅和自热米饭深受年轻人喜欢。自嗨锅内有一个发热包,加水后即可加热食物,持续时间长达2小时。怀化某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣,在学校化学实验室对其成分进行探究。
【查阅资料】
a、发热包内的粉末主要由生石灰、铁粉、铝粉、碳粉、氯化钠等组成;
b、铝是一种两性金属,与强酸、强碱溶液反应都能生成H2;
c、AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。
【实验探究】为确认发热包中各种成分的存在,兴趣小组的同学们设计了实验方案并进行操作。
步骤
实验操作
实验现象
实验结论
一
取部分粉末,将磁铁靠近
发现有黑色物质被磁铁吸引
成分中有_________
二
将磁铁充分吸附后的剩余粉末分成两份,其中一份加水溶解,过滤,取滤液测pH
pH试纸变蓝紫色
pH ___7成分中有生石灰
三
取少量滤液于试管中,先加入过量稀硝酸,再加入少量___________溶液
生成白色沉淀
成分中有___________
四
将另一份粉末放入烧杯,加入适量NaOH溶液
___________
成分中有铝粉
五
将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中_________,将产生的气体通入澄清