某化學(xué)興趣小組同學(xué)對(duì)家中“管道疏通劑”進(jìn)行下列探究。
活動(dòng)一：了解疏通原理
“管道疏通劑”包裝袋上相關(guān)信息如圖。
| 品名：管道疏通劑 成分：氫氧化鈉固體、鋁粉，硝酸鈉 注意事項(xiàng)：使用時(shí)要防明火 保存方法：密封 適用范圍：毛發(fā)、殘?jiān)扔俜e物 |
（1）該疏通劑與水反應(yīng)產(chǎn)生的
氫氣
氫氣
在空氣中遇到明火可能會(huì)引起爆炸。該疏通劑需密封保存的原因是成分中的 NaOH、Al
NaOH、Al
（填化學(xué)式）會(huì)與空氣中有關(guān)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，其中發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4Al+3O2=2Al2O3
4Al+3O2=2Al2O3
。（2）小華使用該疏通劑疏通某塑料軟管時(shí)發(fā)現(xiàn)軟管變形，原因可能是
鋁和氫氧化鈉固體遇水反應(yīng)放出大量的熱
鋁和氫氧化鈉固體遇水反應(yīng)放出大量的熱
（寫出一個(gè)即可）。活動(dòng)二：探究成分作用
（3）小夏取少量該疏通劑加入適量水，充分反應(yīng)后，無(wú)固體殘留，說(shuō)明疏通劑中
鋁粉
鋁粉
一定已完全反應(yīng)。取少量反應(yīng)后溶液，向其中滴入1滴酚酞試液，可觀察到溶液呈 紅
紅
色。（4）該疏通劑中含有硝酸鈉，硝酸鈉中氮元素的化合價(jià)為
+5
+5
。硝酸鈉與氫氧化鈉和鋁粉均不反應(yīng)，同學(xué)們對(duì)于疏通劑中硝酸鈉的作用感到好奇。通過(guò)科學(xué)方法檢驗(yàn)，該疏通劑與水反應(yīng)前后硝酸鈉的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均沒(méi)有改變。由此，小夏猜測(cè)：硝酸鈉可能是鋁粉和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的催化劑。為判斷該猜測(cè)是否正確、請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：取兩只規(guī)格相同的試管，分別加入等質(zhì)量的鋁粉和氫氧化鈉溶液，再在其中一支試管中加入少量硝酸鈉粉末，觀察到加入硝酸鈉粉末的試管中產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快，說(shuō)明硝酸鈉可以加快鋁粉與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)速率，由此可知，硝酸鈉是鋁粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的催化劑
取兩只規(guī)格相同的試管，分別加入等質(zhì)量的鋁粉和氫氧化鈉溶液，再在其中一支試管中加入少量硝酸鈉粉末，觀察到加入硝酸鈉粉末的試管中產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快，說(shuō)明硝酸鈉可以加快鋁粉與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)速率，由此可知，硝酸鈉是鋁粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的催化劑
。（實(shí)驗(yàn)方案包括操作、現(xiàn)象和結(jié)論。可選用的試劑有：鋁粉、氫氧化鈉溶液、硝酸鈉粉末）活動(dòng)三：開展定量分析
（5）小文設(shè)計(jì)了圖1裝置測(cè)定該疏通劑樣品中鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。將300mg固體樣品和足量水分別放在Y形管兩側(cè)，傾斜Y形管，將水倒入左側(cè)，充分反應(yīng)后，冷卻到室溫，利用量氣管和水準(zhǔn)管測(cè)定反應(yīng)生成的氫氣體積為100mL。已知該條件下氫氣密度為0.09mg/mL。請(qǐng)計(jì)算樣品中鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（寫出計(jì)算過(guò)程）
（6）小明設(shè)計(jì)了不同的實(shí)驗(yàn)方案裝置如圖2，精確稱量了該裝置在反應(yīng)前后的質(zhì)量，將其質(zhì)量差作為生成氫氣的質(zhì)量，由此計(jì)算出樣品中鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。小明和小文測(cè)定過(guò)程均操作規(guī)范，小明測(cè)定的樣品中鋁粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)卻比小文大，原因可能是
鋁與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，會(huì)使水分蒸發(fā)，使氫氣的質(zhì)量偏大，根據(jù)化學(xué)方程式算出鋁的質(zhì)量偏大
鋁與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，會(huì)使水分蒸發(fā)，使氫氣的質(zhì)量偏大，根據(jù)化學(xué)方程式算出鋁的質(zhì)量偏大
。【考點(diǎn)】實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量；催化劑的特點(diǎn)與催化作用；酸堿指示劑及其性質(zhì)；堿的化學(xué)性質(zhì)；有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算；書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算．
【答案】氫氣；NaOH、Al；4Al+3O2=2Al2O3；鋁和氫氧化鈉固體遇水反應(yīng)放出大量的熱；鋁粉；紅；+5；取兩只規(guī)格相同的試管，分別加入等質(zhì)量的鋁粉和氫氧化鈉溶液，再在其中一支試管中加入少量硝酸鈉粉末，觀察到加入硝酸鈉粉末的試管中產(chǎn)生氣泡的速率明顯加快，說(shuō)明硝酸鈉可以加快鋁粉與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)速率，由此可知，硝酸鈉是鋁粉與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的催化劑；鋁與氫氧化鈉反應(yīng)放出大量的熱，會(huì)使水分蒸發(fā)，使氫氣的質(zhì)量偏大，根據(jù)化學(xué)方程式算出鋁的質(zhì)量偏大
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：352引用：1難度：0.5
相似題
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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(duì)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(wèn)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．如果該物質(zhì)存在，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象和結(jié)論是．
（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(qǐng)說(shuō)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(méi)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(cè)Ⅰ：氧氣
猜測(cè)Ⅱ：氫氣
猜測(cè)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(méi)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(méi)有（填物質(zhì)名稱）。
②取上述黑色固體少許加入足量的硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)（填實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象），說(shuō)明黑色固體中一定有鐵和四氧化三鐵。
【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(duì)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(wèn)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．如果該物質(zhì)存在，對(duì)應(yīng)的現(xiàn)象和結(jié)論是．
（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(qǐng)說(shuō)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：12引用：1難度：0.5
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