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某校研究性学习小组的同学进行了以下化学实验:将金属钙置于空气中燃烧,然后向所得固体产物中加入一定量蒸馏水,此过程中反应放出大量的热,并且放出有臭味的气体.
(1)甲同学提出:运用类比学习的想法,Ca与Mg是同一主族元素,化学性质具有一定的相似性.请写出Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式:
 
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(2)乙同学提出:Ca的性质比Na活泼,在空气中燃烧还应有CaO2生成,请写出燃烧后固体产物与水反应放出气体的化学方程式:
 
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丙同学提出用实验的方法探究放出臭味气体的成分:(查阅资料)
1:CaO2遇水反应生成H2O2,H2O2可能会分解产生一定量的O3
2:碘量法是最常用的臭氧测定方法:其原理为强氧化剂臭氧(O3)与碘化钾(KI)水溶液反应生成游离碘(I2).臭氧还原为氧气.反应式为:O3+2KI+H2O═O2+I2+2KOH(提出假设)
假设1:该臭味气体只有NH3;
假设2:该臭味气体只有
 

假设3:该臭味气体含有
 

(设计方案进行实验探究)
(3)基于假设1,该小同学组设计如下实验方案,并进行试验.请在答题卡上按下表格式完成相关的实验操作步骤、逾期现象及结论(仪器自选).
(限选试验试剂):红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸、pH试纸、淀粉-KI溶液、蒸馏水设计实验方案证明你的假设,并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论.
 实验操作 预期现象与结论
 取少量反应后固体于试管中,
 

 

 

 
 
 

 

 

 
考点:同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系,常见金属元素的单质及其化合物的综合应用
专题:元素周期律与元素周期表专题
分析:(1)Ca与Mg是同一主族元素,化学性质具有一定的相似性,根据Mg在空气中的燃烧分析;
(2)CaO2与水反应生成氧气和氢氧化钙,Ca2N3与水反应生成氨气和氢氧化钙;
【提出假设】只含有一种或两种都有;
(3)根据氨气溶于水显碱性和臭氧的强氧化性设计实验,来验证二者的存在.
解答: 解:(1)Ca与Mg是同一主族元素,化学性质具有一定的相似性,已知Mg与空气中的氧气、二氧化碳及氮气均反应,则Ca也可以,所以Ca在空气中燃烧发生反应的化学方程式为:Ca+O2
 点燃 
.
 
CaO2 3Ca+N2
 点燃 
.
 
Ca3N2 2Ca+CO2
 点燃 
.
 
2CaO+C;
故答案为:Ca+O2
 点燃 
.
 
CaO2 3Ca+N2
 点燃 
.
 
Ca3N2 2Ca+CO2
 点燃 
.
 
2CaO+C;
(2)CaO2与水反应生成氧气和氢氧化钙,其反应方程式为:2CaO2+2H2O═2Ca(OH)2+O2↑,Ca3N2与水反应生成氨气和氢氧化钙,其反应方程式为:Ca3N2+6H2O═3Ca(OH)2+3NH3↑;
故答案为:2CaO2+2H2O═2Ca(OH)2+O2↑ Ca3N2+6H2O═3Ca(OH)2+2NH3↑;
【提出假设】只含有一种或两种都有;即假设该臭味气体只有O3,假设该臭味气体含有NH3和O3,
故答案为:O3;NH3和O3;
(3)已知氨气溶于水显碱性,所以可用湿润的红色石蕊试纸来检验是否含有氨气,臭氧的强氧化性能使淀粉-KI溶液变蓝色,所以可以用淀粉-KI溶液检验是否含有臭氧,其实验操作为:
实 验 操 作预 期 现 象 与 结 论
取少量反应后固体于试管中,向试管中加入少量水,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口;
另取少量反应后固体于试管中,向试管中加入少量水,将产生气体通入淀粉-KI溶液中;
若红色石蕊试纸显蓝色,且淀粉-KI溶液不变色 则假设1成立;
若红色石蕊试纸不显蓝色,且淀粉-KI溶液变蓝色,则假设2成立;
若红色石蕊试纸显蓝色,且淀粉-KI溶液变蓝色,则假设3成立;
,
故答案为:
实 验 操 作预 期 现 象 与 结 论
取少量反应后固体于试管中,向试管中加入少量水,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口;
另取少量反应后固体于试管中,向试管中加入少量水,将产生气体通入淀粉-KI溶液中;
若红色石蕊试纸显蓝色,且淀粉-KI溶液不变色 则假设1成立;
若红色石蕊试纸不显蓝色,且淀粉-KI溶液变蓝色,则假设2成立;
若红色石蕊试纸显蓝色,且淀粉-KI溶液变蓝色,则假设3成立;
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点评:本题以Mg和Ca的性质的相似性为知识背景,考查了学生实验探究能力,同时考查了学生对常见物质检验方法的掌握情况,题目难度中等,注意根据物质的性质设计实验操作.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

用如图下列实验装置进行的实验中,不能达到相应实验目的是(  )
A、用图①所示实验装置排空气法收集H2气体
B、图②装置可以用来验证化学能转化为电能
C、图③铁片最终完全溶解,且高锰酸钾溶液褪色
D、图④所示实验可比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱

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科目:高中化学 来源: 题型:

现有中学常见金属单质A、B、C、I和气体甲、乙、丙及物质D、E、F、G、H.它们之间能发生下列反应(图中有些反应的产物和反应条件没有全部标出)

请根据以上信息回答下列问题:
(1)物质E的名称为
 
、H的化学式为
 
.
(2)写出过量C与乙反应的化学方程式:
 
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写出反应⑦的离子方程式:
 
.
(3)实验室检验物质F中阳离子的方法及现象是:
 
.
(4)实验室中将物质F与物质D混合,得到物质J,J转化为H的现象是:
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

除杂(括号内为杂质)
序号 物质 除杂试剂
(1) CO2(HCl)
(2) Fe2O3(Al2O3)
(3) NaCl溶液(MgCl2)
(4) NO气体(NO2)

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科目:高中化学 来源: 题型:

物质X、Y、Z、M均含有同一种元素,它们在一定条件下可以发生如下转化:

请回答有关问题.
(1)若X是硫:Z的分子式为
 
;M的浓溶液和木炭粉加热反应的化学方程式为
 
;铜片完全溶解在热的M的浓溶液中,产生刺激性气味的气体,在溶液底部可能出现
 
色固体,反应的化学方程式为
 
.
(2)若X是NH3:实验室制取NH3时的收集方法为
 
;X→Y的化学方程式为
 
;Y是一种大气污染物,X和Y在加热和催化剂条件下可以反应得到对大气无害物质,反应中X和Y的物质的量之比是
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列实验能达到预期目的是
 
(填写序号).
①95%的酒精加入生石灰再蒸馏制得无水乙醇
②配制银氨溶液时,将稀氨水慢慢滴入硝酸银溶液中,至产生沉淀为止
③制乙烯时,温度计应插入反应混合液中并控制温度在140℃
④测定硫酸铜晶体结晶水的质量分数时用潮湿的坩埚
⑤检验C2H5C1中氯元素时,将C2H5C1与NaOH水溶液混合加热,再加入AgNO3溶液
⑥蔗糖水解用稀硫酸作催化剂.

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科目:高中化学 来源: 题型:

有A、B、C、D四种盐,组成它们的阳离子有:Ba2+、Ag+、Na+、Cu2+中,阴离子有:NO3-、Cl-、SO42-、CO32-.某同学设计实验对它们进行鉴别:
(1)把四种盐分别溶解于盛有蒸馏水的四支试管中,均得到澄清溶液.通过观察及分析,该同学得出如下结论:
①可以确定的是A,则A为:
 
(填化学式,下同);
②另三盐分别是:
 
、
 
、
 
,但不知道分别对应哪种物质.
(2)再向未确定的三支试管中分别加入盐酸,则B盐溶液有沉淀产生,C盐溶液有无色无味气体产生.该同学确定另三种盐的化学式分别为:B
 
,C
 
,D
 
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(3)请你帮该同学完成下列反应的离子方程式:
   B+盐酸:
 

   C+盐酸:
 

   A与D混合:
 
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科目:高中化学 来源: 题型:

设阿伏加德罗常数(NA)的数值为nA,下列说法正确的是(  )
A、常温常压下,1 mol氦气含有的核外电子数为4 nA
B、一定条件下,0.1mol铁与0.1mol Cl2充分反应,转移的电子数约为0.3 nA
C、标准状况下,11.2L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为nA
D、0.1 mol/L的BaCl2溶液中Cl-数为0.2nA

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科目:高中化学 来源: 题型:

对于0.1mol?L-1 Na2CO3溶液,正确的是(  )
A、略升高温度,溶液的pH值增大
B、2c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
C、c(Na+)+c(H+)=2 c(CO32-)+2c(HCO3-)+c(OH-)
D、加入少量NaOH固体,c(CO32-)与c(Na+)均增大

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