屠呦呦因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)治療瘧疾的藥物青蒿素(C15H22O5)獲得了諾貝爾獎(jiǎng),也獲得了國家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。某研究小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了屠呦呦的事跡后,對驗(yàn)證青蒿素的組成產(chǎn)生了濃厚興趣。
【提出問題】如何通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證青蒿素的組成元素?
【查閱資料】
(1)青蒿素具有可燃性;
(2)含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成二氧化碳,不完全燃燒生成一氧化碳;
(3)白色的無水硫酸銅遇水變藍(lán);
(4)二氧化碳和澄清石灰水、NaOH溶液都能反應(yīng);
(5)檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水,除去大量二氧化碳用氫氧化鈉溶液。
小組同學(xué)認(rèn)為檢驗(yàn)物質(zhì)的組成元素的關(guān)鍵是讓其反應(yīng),在老師指導(dǎo)下建構(gòu)了“物質(zhì)組成推斷”類問題的思維模型:
【任務(wù)一】根據(jù)信息,同學(xué)們設(shè)計(jì)圖1方案燃燒青蒿素并收集產(chǎn)物(實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)物均為氣體)。
為了將玻璃管中的空氣排凈,在點(diǎn)燃酒精燈加熱前要先通入氧氣一段時(shí)間。將帶火星的木條放在裝置右邊的導(dǎo)管口,觀察到的現(xiàn)象是 帶火星的木條復(fù)燃帶火星的木條復(fù)燃。
【任務(wù)二】檢驗(yàn)燃燒產(chǎn)物成分,驗(yàn)證青蒿素的組成元素。
【猜想與假設(shè)】同學(xué)們對青蒿素燃燒產(chǎn)生的氣體作出猜想:
小林:CO2、H2O;
小江:CO、H2O;
小琴:NH3、CO2、H2O;
小雨:CO2、CO、H2O。
你認(rèn)為 小琴小琴同學(xué)的猜想一定是錯(cuò)誤的,理由是 根據(jù)質(zhì)量守恒定律或反應(yīng)前后元素種類不變或反應(yīng)前沒有氮元素根據(jù)質(zhì)量守恒定律或反應(yīng)前后元素種類不變或反應(yīng)前沒有氮元素。
【實(shí)驗(yàn)及解釋】同學(xué)們設(shè)計(jì)了如圖2實(shí)驗(yàn)方案(固定裝置未畫出),將青蒿素在氧氣中燃燒后得到的混合氣體通過該方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A裝置中的無水硫酸銅變藍(lán),B、F裝置中的澄清石灰水均變渾濁,D裝置中的澄清石灰水不變渾濁,由此可得出 小雨小雨同學(xué)的猜想成立。請寫出裝置E中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 CO+CuO △ Cu+CO2CO+CuO △ Cu+CO2。
(2)同學(xué)們對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行反思,認(rèn)為取消裝置C和D,并不影響對氣體的成分作出準(zhǔn)確的判斷,請你作出解釋 取消裝置C和D,不能判斷一氧化碳的存在取消裝置C和D,不能判斷一氧化碳的存在。
【實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新】同學(xué)們從簡化裝置、節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品的角度出發(fā),對圖2方案進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新,改用圖3所示的裝置對該氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。在實(shí)驗(yàn)中,小林先從A處通一段時(shí)間混合氣體,再點(diǎn)燃E處酒精燈加熱,觀察現(xiàn)象,也實(shí)現(xiàn)了對氣體產(chǎn)物成分的檢驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)中,裝置H的作用是 吸收二氧化碳,收集一氧化碳吸收二氧化碳,收集一氧化碳。
【得出結(jié)論】通過上述定性實(shí)驗(yàn)分析,小組同學(xué)得出青蒿素肯定含有碳、氫兩種元素的結(jié)論。然后,再設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證青蒿素的組成。
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【答案】帶火星的木條復(fù)燃;小琴;根據(jù)質(zhì)量守恒定律或反應(yīng)前后元素種類不變或反應(yīng)前沒有氮元素;小雨;CO+CuO Cu+CO2;取消裝置C和D,不能判斷一氧化碳的存在;吸收二氧化碳,收集一氧化碳
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:130引用:1難度:0.4
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1.紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑,品名為“504 雙 吸劑”,其標(biāo)簽如圖所示.同學(xué)們對一包久置的“504 雙吸劑”固樣品 很好奇,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.
【提出問題】久置固體的成分是什么?
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵溶液的顏色為淺綠色.
【作出猜想】久置固體中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3.
【實(shí)驗(yàn)探究】
(1)為驗(yàn)證固體中 CaCO3是否存在,你采用的實(shí)驗(yàn)方法是
(2)某同學(xué)取少量固體混合物投入水中,滴加酚酞后溶液變紅,由此他認(rèn)為固體中有Ca(OH)2,他的判斷正確嗎?請說明理由
(3)某同學(xué)取少量固體混合物投入鹽酸中,發(fā)現(xiàn)固體溶解后溶液呈淺綠色而不是黃色,他由此斷定固體中不存在 Fe2O3,但肯定存在鐵.你認(rèn)為他的結(jié)論正確嗎?為什么?
(4)要判斷固體中是否有 CaO 存在,可采用的方法是發(fā)布:2024/12/7 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.1 -
2.古代鐵匠常把燒紅的鐵器浸入水中急速冷卻,以增加鐵器的硬度,此法稱為“淬火”。某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn),用以探究鐵與水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)后的產(chǎn)物(注:夾持儀器已省略)。
【查閱資料1】常溫下沒有氧氣存在時(shí),鐵與水幾乎不反應(yīng),但高溫下鐵與水蒸氣能反應(yīng),生成一種固體和一種氣體。
(1)A裝置的作用是
(2)探究生成的氣體是什么?
猜測Ⅰ:氧氣
猜測Ⅱ:氫氣
猜測Ⅲ:二氧化硫
小紅認(rèn)為不需要做實(shí)驗(yàn)就可以排除猜想Ⅲ,她的理由是
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】如圖所示,加熱一段時(shí)間后,灰黑色的鐵粉逐漸全部變黑,把導(dǎo)氣管放入肥皂水中,吹出的肥皂泡上升飄到空中,用燃著的木條靠近肥皂泡,肥皂泡燃燒,有爆鳴聲。寫出該氣體燃燒的化學(xué)方程式
(3)探究玻璃管中剩余黑色固體的成分?
同學(xué)們討論后認(rèn)為:鐵與水蒸氣反應(yīng)生成的固體是“鐵的一種氧化物”。玻璃管內(nèi)的黑色固體中還可能含有“剩余的鐵”。
【查閱資料2】
①鐵的氧化物有三種:FeO、Fe2O3、Fe3O4,其中僅有Fe2O3為紅棕色,F(xiàn)eO、Fe3O4均為黑色,但FeO一接觸到空氣會(huì)立即變成紅棕色。
②鐵的三種氧化物都不與硫酸銅溶液反應(yīng),鐵能與硫酸銅溶液反應(yīng)生成紅色物質(zhì)。
【實(shí)驗(yàn)探究】
①將玻璃管中的黑色固體倒出,平鋪于白紙上,沒有發(fā)現(xiàn)紅棕色的物質(zhì),一會(huì)兒之后黑色固體也不變色,則黑色固體中一定沒有
②取上述黑色固體少許加入足量的硫酸銅溶液,發(fā)現(xiàn)
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為發(fā)布:2024/12/12 2:0:2組卷:108引用:4難度:0.5 -
3.紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑,品名為“504 雙 吸劑”,其標(biāo)簽如圖所示.同學(xué)們對一包久置的“504 雙吸劑”固樣品 很好奇,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究.【提出問題】久置固體的成分是什么?
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵,氯化亞鐵溶液的顏色為淺綠色.
【作出猜想】久置固體中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3.
【實(shí)驗(yàn)探究】
(1)為驗(yàn)證固體中 CaCO3是否存在,你采用的實(shí)驗(yàn)方法是
(2)某同學(xué)取少量固體混合物投入水中,滴加酚酞后溶液變紅,由此他認(rèn)為固體中有Ca(OH)2,他的判斷正確嗎?請說明理由
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