内容正文:
18.科学探究
类型1 物质成分
类型2 反应后物质成分的探究
类型3 变质类问题
类型4 物质性质或变化条件的探究
类型5 异常现象的探究
类型6 影响因素的探究
类型7 教材实验拓展
类型8 项目式探究
类型1 物质成分
15.(8分)(2023•恩施州)小明在家清洗餐具时发现下水道堵塞,小明爸爸请来的家政师傅拿出几包白色粉状管道疏通剂(如图1),取部分投入管道并倒入适量水,只见管道中的水上下翻滚,并产生大量泡沫,用工具在管道内搅动几下,管道即通。好奇的小明与化学兴趣小组同学利用剩余的管道疏通剂开展探究活动:
[查阅资料]
该管道疏通剂中过碳酸钠的化学式为2Na2CO3•3H2O2,白色晶体,加入水中,剧烈反应并产生气体;香精只起除臭作用。
[理论推测]兴趣小组的同学们根据所学知识和资料信息推测该气体为氧气。
[实验验证]同学们选择下列实验装置开展验证实验。
(1)疏通剂与水反应剧烈,你认为应选择 A 作为发生装置(选填“A”或“B”)。
(2)利用装置C收集一瓶气体,将带火星的木条伸入其中,现象为 带火星的木条复燃 ,证明小组同学的推测正确。
[深入探究]为检验疏通剂与水反应后剩余溶液中溶质成分,兴趣小组开展了下表所示的探究实验。(提示:氯化钙溶液呈中性)
实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取适量该疏通剂于烧杯中,加少量水,触摸烧杯外壁。
烧杯外壁发烫
疏通剂加入水中会 放热 (填“放热”或“吸热”)
(2)取少许实验(1)的溶液于试管中,滴加过量的氯化钙溶液,静置,观察现象。
产生白色沉淀
溶液中溶质含有Na2CO3
(3) 取少许实验(2)的上层清液于试管中,滴加少量酚酞溶液
溶液变红
溶液中溶质含有NaOH
讨论与分析:实验步骤(2)中不能使用氢氧化钙溶液的原因可能是: 氢氧化钙溶液能与碳酸钠反应会生成氢氧化钠,影响后续氢氧化钠的检验 。
[交流反思]
(1)下面是管道疏通剂的作用原理,你认为正确的是 ABC 。
A.氢氧化钠溶于水放出热,促进管内油脂与其反应。
B.氢氧化钠能使有机残渣快速腐蚀,加快管道疏通。
C.管道疏通剂与水反应产生大量氧气,疏散堵塞物。
(2)经探究,过碳酸钠与水反应生成了碳酸钠和过氧化氢;过氧化氢在碱性条件下快速分解,其化学方程式为 2(2Na2CO3•3H2O2)=4Na2CO3+6H2O+3O2↑ 。
16.(6分)(2023•通辽)工业上可用高温煅烧贝壳制氧化钙。小明对贝壳的成分进行探究并测其含量。
(1)探究贝壳的成分。
【提出猜想】
小明猜想贝壳中含有碳酸钙。
小明猜想的依据之一是化学变化中元素不变,之二是贝壳难溶于水,之三是 贝壳能与稀盐酸反应产生气体 。
【查阅资料】①钙能与水反应生成Ca(OH)2,Ca(OH)2微溶于水。
②若用铁丝蘸取某溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈砖红色,则可证明该溶液中含有钙的化合物。
【实验验证】
①取适量贝壳置于大试管中,加入稀盐酸使之溶解,产生 无色无味 (填颜色和气味)的气体,该气体能使澄清石灰水变浑浊。证明贝壳中含有碳酸盐。
②用铁丝蘸取贝壳与稀盐酸反应所得的溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈砖红色。证明贝壳中含有钙的化合物。
【得出结论】贝壳中含有碳酸钙。
(2)测贝壳中碳酸钙的含量。
【查阅资料】①Ba(OH)2易溶于水。②BaCO3难溶于水。
【设计实验】
小明设计如图1(夹持装置已略去)所示实验,测贝壳中碳酸钙的含量。
①装置A中NaOH溶液的作用是 吸收空气中的二氧化碳 。
②装置C中过量Ba(OH)2溶液的作用是 吸收反应产生的二氧化碳 。
【改进实验】
为减少实验药品的使用,小明设计如图2所示实验,通过测量二氧化碳体积确定碳酸钙的含量。
①称取四份质量均为ag的贝壳,分别使之与稀盐酸反应,测得二氧化碳体积分别为wL、xL、yL、zL,其中w、x、y相近,z明显偏小,其偏小的原因可能是 装置漏气 。(写出一种即可)。
②舍弃①所测z,计算w、x、y平均值为b,在通常状况下,二氧化碳密度为ρ g/L,则贝壳中碳酸钙的质量分数为(用含a、b、ρ的代数式表示,不必化简) ×100%。
【反思与期待】
受条件所限,小明未能对贝壳中含有的其他成分进行探究,他期待在今后的学习中进一步探究。
19.(5分)(2023•广安)在化学课外探究活动中,某兴趣小组进行了“黑面包”实验,向蔗糖(C12H22O11)中加入适量浓硫酸。观察到神奇的现象:蔗糖变黑,体积膨胀,变成疏松的“黑面包”,产生刺激性气味的气体。他们向老师请教后得知:“黑面包”实验的原理——浓硫酸先将蔗糖脱水生成炭,并放出热量,产生的炭再与浓硫酸反应,生成了常见的气体,使炭疏松,形似“黑面包”。该气体成分与木炭