将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究。请完成下列各题:(一)猜想与假设:猜想一:固体

将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究。请完成下列各题:(一)猜想与假设:猜想一:固体

题型:不详难度:来源:
将过量的Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中得到蓝色固体。某研究性学习小组对固体沉淀的成分进行了如下探究。请完成下列各题:
(一)猜想与假设:
猜想一:固体为CuCO3,理由:               (用化学反应方程式表示)。
猜想二:固体为Cu(OH)2,理由:Na2CO3溶液呈碱性。
猜想三:固体为Cu(OH)2和CuCO3的混合物。
(二)资料查阅:
①结晶水合物受热后易失去结晶水,如CuSO4•5H2OCuSO4 + 5H2O↑;
②Cu(OH)2、CuCO3受热易分解,各生成对应的两种氧化物。
③无水氯化钙可做吸水剂;碱石灰的主要成分为氢氧化钠固体和氧化钙
(三)设计与实验:
Ⅰ.固体的获取:将反应后的固、液混合物经过滤、洗涤、室温晾干得蓝色固体。 
Ⅱ.定性探究固体的成分:
用下图所示方案,进行实验,并得到下列现象:

(1)上图中无色气体为         ,所以猜想二不成立。
(2)向蓝色溶液中加入足量的铁屑,实验现象为                          
发生反应的方程式为                                     
Ⅲ.定量测定固体的组成:

设固体为Cu(OH)2•CuCO3•XH2O,为测定其组成,称取24.0 g蓝色固体。继续进行实验:
图中注射器处为两个单向阀:推注射器时x关闭,y处打开;拉注射器时,x打开进空气,y关闭。
实验步骤:①组装好装置,检查气密性;②反复推拉注射器;③称量B、C、D、E、F的质量;④关闭弹簧夹,加热B处玻璃管直到反应不再进行;⑤打开弹簧夹,再次反复缓缓推拉注射器;⑥再次称量B、C、D、E、F的质量。
问题探究:
(3)进行步骤⑤的操作中,注射器活塞要缓缓推动的主要目的是     
数据处理:
(4)某兴趣小组利用上述方法,测得以下数据:(假定每步反应都完全)
 
B
C
D
E
F
反应前
124.0g
250.0g
300.0g
350.0g
360.0g
反应后
116.0g
253.6g
304.4g
350.1g
360.0g
E装置质量增加的原因是      
通过计算确定固体化学式中的X的值。
计算过程:
答案
(一)猜想与假设:
猜想一: CuSO4+Na2CO3= CuCO3↓+Na2SO4
(三)设计与实验:
(1)二氧化碳(CO2) (2)铁片表面有气泡生成、铁片表面有红色物质生成(只答出一点就给分)  Fe+H2SO4    Fe SO4+H2↑     Fe+CuSO4    FeSO4+Cu
Ⅲ.定量测定固体的成分:
问题探究:
(3)防止气流过快,C、D中气体不能被溶液充分吸收。
数据处理:
(4)气流带出D中水蒸气;根据装置增加的质量可以计算出 a:b:c=1:1:1。
解析

试题分析:Na2CO3溶液滴入到一定量CuSO4溶液中会发生反应CuSO4+Na2CO3= CuCO3↓+Na2SO4,(1)上图中无色气体可以使澄清石灰水变浑浊,说明是二氧化碳气体,说明固体中有碳酸盐,猜想二不成立;(2)加入过量硫酸后,蓝色溶液中溶质为硫酸和硫酸铜,加入铁单质后,会和硫酸铜、硫酸反应,现象为有气泡冒出,铁屑表面有红色固体物质出现;(3)进行步骤⑤的操作中,注射器活塞要缓缓推动的主要目的是使产生的水蒸气和二氧化碳充分被吸收;(4)E装置质量增加的原因是气流带出D中水蒸气,根据装置增加的质量可以计算出 a:b:c=1:1:1。
点评:这是一道非常典型的探究题,题目给的知识点没有学过,较为陌生,但是重点考察的反应的思想,装置等,所以这种题目不要害怕,仔细审题即可。
举一反三
(1)甲同学为探究“物质燃烧的条件”,同时点燃小木条和小煤块,发现小煤块点燃所需时间长,原因是      
(2)乙同学在点滴板的空穴中滴加氢氧化钠溶液,再滴加无色酚酞试液,观察现象。用白色点滴板代替试管进行相关实验的优点是      (一点即可)。
(3)根据下图所示制取气体的装置,回答下列问题(装置选择用序号填写):


①a仪器的名称是   
②用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳时,选用的发生和收集装置是          ,反应的化学方程式为         
③加热高锰酸钾制取氧气,反应的化学方程式为             ;如用C装置收集氧气,观察到           ,表示氧气已满;反应完成后,要从剩余固体中回收二氧化锰,应进行溶解、     、洗涤干燥等操作。
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化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究。该牙膏摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝组成,其他成分遇到盐酸时无气体生成。现利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定B中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。请回答下列问题。

(1)装置A中牙膏样品放置在   (填仪器名称)中,盐酸放置在装置  (填仪器名称)中,A中至少发生    (填数字)个反应,写出其中一个反应的化学方程式       
(2)若测定值比实际值小,可能的原因有        。(填字母)
a.装置A中水蒸气、HCl等进入装置B中      b.装置A中CO2未完全进入装置B
c.CO2气流速度太快导致Ba(OH)2未完全吸收   d.盐酸未滴加过量
(3)为减少误差,现采取以下一些措施:
①在A、B之间增加一个装有  (填化学式)溶液的洗气瓶,它的作用是    _
②将装置B中的长导管下方增加一个带孔球泡,可以提高   
③在装置B的后面再增加一个装有 (填药品名称或化学式)固体的干燥管,目的是 
(4)准确称取三份各16.00 g的样品,进行测定,测得BaCO3质量分别为3.96 g、3.92 g、3.94 g。请计算样品中碳酸钙的质量分数。     。(写出计算过程,4分)
(5)某同学利用上述方法测定牙膏中钙元素的质量分数。小李同学认为即使排除实验仪器和操作的影响,上述测定的结果仍有可能偏小,理由是    
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化学兴趣小组的同学在实验室发现一瓶保管不当,盛有无色 溶液的试剂瓶,且标签破损(如图),其残缺的标签中只剩下“Na”字 样。老师告诉他们,这瓶溶液中的溶质可能是氢氧化钠、氯化钠或碳酸钠。同学们很感兴趣,决定对其成分进行探究。

【提出问题】这瓶试剂可能是什么溶液呢?
【交流讨论】根据受损标签的情况判断,这瓶试剂不可能是     (填字母代号)。
A.酸        B.碱        C.盐
【查阅资料】碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液能发生复分解反应。
【作出猜想】(1)可能是     溶液;(2)可能是Na2CO3溶液;(3)可能是NaCl溶液。
【设计并实验】
实验
实验操作
实验现象
实验结论和解释
I
取样于试管中,向其中滴加几滴         
无色溶液变红
该溶液不可能是      溶液,理由是                   
II
另取样于试管中,向其中滴加足量的       
产生大量气泡
该溶液为碳酸钠溶液,有关反应的化学方程式为           
由此,同学们得出结论:该溶液是碳酸钠溶液。
【反思】老师指出该结论不严密。理由是:氢氧化钠溶液在空气中敞开放置,发生变质,能产生与实验Ⅰ和Ⅱ相同现象。老师提示,不需另取样,只要在实验Ⅰ后的试管中加入足量CaCl2溶液,若观察到              现象,即可说明该溶液中有氢氧化钠。
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小林和小明在实验室用下图装置做CaCO3受热分解的实验。加热一段时间后。两人对试管内剩余固体的成分进行探究。请你参与探究。

【提出问题】加热CaCO3后残留的固体成分是什么?
【做出猜想】猜想一:CaCO3完全分解,固体成分为            ;
猜想二:CaCO3未完全分解,固体成分为CaO、CaCO3
猜想三:CaCO3未分解,固体成分为CaCO3
【实验与事实】
小林取少量残留固体于试管中,加适量水震荡后静置,再滴几滴无色酚酞试液,溶液变红。接着加过量稀盐酸,有气泡生成,该反应的化学方程式                          ;
反应过程中固体逐渐消失,你认为还应该看到的现象是                   
【结论与交流】
小林认为猜想一成立,他的结论是          (填“合理”或“不合理” )的。你认为猜想     成立。
【拓展与迁移】
若给上图实验装置增加下列仪器中的       (填序号),就可以直接根据实验现象判断CaCO3是否分解。
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为了探究“水的净化”过程,某实验小组从护城河中取了水样,观察到:A.水样呈黄色,有异味    B.水样浑浊,有固体小颗粒。现对水样进行如下处理:①向水样中加入明矾搅拌溶解,静置一段时间后,进行              (填操作名称),除去固体小颗粒,再向滤液中加入活性炭,利用其        性除去水样中的颜色和异味,该过程属于        变化(填“物理”或“化学”)。②通入氯气***菌消毒,得到自来水,发生的反应如下:Cl2+H2O=HCl+HClO(次氯酸)。请判断,次氯酸中氯元素的化合价为              。③请你设计一个实验检验经过上述步骤得到的水是纯净物还是混合物(写出实验步骤、现象、结论)
如果你再能设计两个正确实验检验将奖励你4分(总分不超过60分)
④为了判断得到的自来水是硬水或软水,可加入                进行检验。
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