某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中X的值应为 ,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、 、洗涤、干燥,然后进行称量的目的是 ,最后还要再将黑色粉末和 混合加热,
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为 。
【实验反思】MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
用久置的镁条做实验时,需要用砂纸把表面的灰黑色打磨掉,直到露出光亮的银白色。实验小组同学对镁条表面“灰黑色外衣”的成分进行如下探究。
【提出问题】镁条表面“灰黑色外衣”的成分是什么?
【猜想与假设】
Ⅰ.是镁与空气中的氧气反应生成的氧化镁。
Ⅱ.是镁与空气中的二氧化碳反应生成的黑色碳单质。
Ⅲ.根据铜锈的成分是碱式碳酸铜,推测镁条表面的“灰黑色外衣”是镁在潮湿的空气中生锈得到的碱式碳酸镁。
同学们经讨论,从颜色上否定了只含有氧化镁,因为氧化镁是_____________。
【查阅资料】
① 碱式碳酸镁的性质有:受热可分解;常温下能与稀硫酸反应。
② 白色的硫酸铜粉末遇水能变为蓝色。
③ 碳不与稀硫酸反应,但与浓硫酸在加热条件下能反应并生成CO2、SO2和H2O。
同学们认为碳与浓硫酸反应生成三种产物的共同点是 (答出一点即可)。
【进行实验】
(1)同学们用久置的镁粉进行了如下实验。
实 验 装 置 |
|
实 验 现 象 |
①无水硫酸铜粉末逐渐由白色变为蓝色 ②澄清石灰水变浑浊 |
结 论 |
久置的镁粉中除镁元素外,还含有的元素是 久置的镁粉中含有碱式碳酸镁 |
(2)同学们发现,经加热一段时间后,试管中镁粉会突然“噗”地燃烧起来,出现红热,很快停止,并有黑色固体粘附在试管壁上。
①将试管取下,冷却后加入足量稀硫酸,大部分固体溶解,并有气泡出现,但黑色固体没有消失。请写出有气体生成的一个反应化学方程式__________________。
②将实验①试管中的混合物进行_________________(填操作名称),除去其中溶液,向黑色固体中加入浓硫酸,加热。黑色固体全部溶解,得澄清溶液并伴有刺激性气味的气体产生。
实验(2)说明,镁在CO2中可以燃烧,生成了碳单质。
【实验结论】
综合上述实验现象,实验小组认为镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳和碱式碳酸镁。
【反思与评价】
有的同学提出,实验(2)不足以证明镁条表面“灰黑色外衣”中含有碳,他的理由是_____________。
用图装置探究相关问题:
(1)检验装置的气密性。连接装置,关闭弹簧夹l、打开弹簧夹2。用酒精灯稍加热试管后,移去酒精灯,观察到现象:______________,说明装置气密性良好。
(2)取两套相同的装置,分别往试管中加入足量白磷、红磷后,连接仪器,关闭所有弹簧夹,再将两支试管同时放入同一热水中,观察到白磷燃烧,而红磷没有燃烧。可得到结论:
(3)试管中白磷燃烧一段时间后熄灭。撤去热水,仍关闭弹簧夹,待温度恢复到室温,打开弹簧夹2,可观察到的现象:让剩余白磷在水中继续燃烧的方法:
(4)请用该装置设计实验,探究影响燃烧剧烈程度的因素(其他用品自选)。
你的猜想:影响燃烧剧烈程度的一种因素是___________________。
实验设计(要求:写出操作步骤,描述控制变量具体方案):__________________
铜是一种常用的金属,纯净的铜颜色为紫红色,它能够和硝酸银溶液发生化学反应,生成硝酸铜和银单质。某同学设计下表所示实验,探究金属铜对过氧化氢溶液分解速率的影响。
(1)仪器②中实验的目的是__________________;
(2)根据上述实验,可以得出的结论是 ;
(3)如果用本实验探究铜是不是H2O2分解的催化剂,需要对上述实验方案进行补充,其中必要的是 。
A.称量实验前铜丝网的质量 | B.将实验后的铜丝网干燥、称重 |
C.向仪器中加入二氧化锰 | D.将实验后的铜丝网插入AgNO3 溶液中 |
某小组的同学做“铁丝、蜡烛在氧气中燃烧”的实验时,发现:铁丝燃烧没有火馅,蜡烛燃烧有明亮的火焰.该小组同学进行了如下探究.
(1)蜡烛燃烧时火焰分为三层,其中温度最高的是 ;
(2)探究Ⅰ:蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?
点燃蜡烛,将玻璃导管一端伸入内焰,导出其中物质,在另一端管口点燃,也有火焰产生(如图所示).由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由 (填“固态”或“气态”)物质燃烧形成的.将蘸有 的烧杯罩在火焰上方,可观察到杯壁上出现白色浑浊物貭.
(3)探究二:物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?
【查阅资料】
物质 |
熔点╱℃ |
沸点╱℃ |
燃烧时温度╱℃ |
石蜡 |
50~70 |
300~550 |
约600 |
铁 |
1535 |
2750 |
约1800 |
木炭 |
3727 |
4827 |
约1700 |
由上表可知:物质燃烧若能产生火焰,其燃烧时温度一般 (填“低于”或“高于”)其沸点.由此推测:木炭在氧气中燃烧时, (填“有”或“没有”)火焰,但生活中木炭燃烧时会产生火焰,其原因不可能是( )
A、木炭燃烧生成了其它可以燃烧的气体
B、木炭中含有的杂质燃烧时产生了气体
C、生活中的木炭受热易挥发
在学习过程中,小青同学提出一个问题:“碳燃烧时可能生成CO2,也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能?
【猜 想】碳与氧化铜反应生成的气体中:①只有CO2,则发生的化学方程式是 ;
②只有 ;③既有CO,又有CO2。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化,但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识,小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄
清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后,小青设计了如下实验装置:
【实验步骤】
(1)打开弹簧夹,先通一会儿纯净、干燥的N2,通一会儿N2的目的是 ;
(2)关闭弹簧夹,点燃酒精灯加热。
【结 论】充分反应后,小青观察到:试纸 ,石灰水 ,证明猜想③是正确的,
A中可能观察到的现象 。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为1g,充分反应后,装置C的质量增
加了0.22g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克?
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是 。
某兴趣小组同学对“硫在氧气中燃烧”实验的若干问题进行如下实验探究。
I.硫在氧气中燃烧
某小组同学做“硫在氧气中燃烧”的实验时,在燃烧匙里放入少量硫,加热,直到发生燃烧,然后把它伸进充满氧气的集气瓶里。如右图所示,请回答下列问题:
(1)使硫在空气里燃烧,要预先对其加热,是为了 ,期间观察到燃烧匙里的黄色固体变成 态;
(2)硫在氧气瓶里燃烧发出 火焰,硫燃烧的化学方程式为 ;
(3)老师建议在集气瓶底部放少量NaOH溶液,目的是 。
II.SO2与NaOH是否发生反应
【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解40体积SO2。
【实验方案】同学们向充满SO2的软塑料瓶中迅速倒入一定量NaOH溶液,拧紧瓶盖,振荡,发现塑料瓶变瘪,他们认为SO2与NaOH发生了反应。
【反思与改进】甲同学认为上述实验不够严谨,理由是 。于是同学们设计了如下两个改进方案。
方案一
实验操作 |
实验现象 |
向两个充满SO2的200 mL软塑料瓶中分别注入 10 mL水和10 mL NaOH溶液,振荡,对比。 |
两个瓶子变瘪的程度完全相同 |
乙同学认为由于两个瓶子变瘪的程度完全相同,因此无法证明SO2与NaOH是否发生了反应。试分析导致两个瓶子变瘪的程度完全相同的原因是 。他认为若改变注入水和NaOH溶液的体积便可达到实验目的,注入液体的体积可以是 (填序号)。
a.15 mL b.8 mL c.5 mL d.3 mL
方案二
实验操作 |
实验现象 |
利用右图所示装置进行实验: 向两个充满SO2的300 mL集气瓶 中分别加入6 mL水和NaOH溶液, 一段时间后,打开止水夹,对比。 |
倒吸入两个集气瓶中的液体体积完全相同 |
丙同学认为上述方案也无法证明SO2与NaOH是否发生反应。你认为导致吸入液体的体积完全相同的原因是 。
丁同学思考后,将上述装置进行了改进,便达到实验目的。改进装置如右图所示,你认为装置B的作用是 。
【拓展与应用】
为了减少二氧化硫的排放,减弱二氧化硫对空气的污染,可以在煤中加入适量的生石灰(CaO) 制成 “环保煤”。燃烧时生石灰吸收二氧化硫的化学方程式为:2CaO+mSO2+O2mCaSO4
请回答下列问题:
(1)m值是 ;
(2)该反应属于基本反应类型中的 ;
(3)若煤厂一次共加入含氧化钙80%的生石灰1400吨,则理论上最多可吸收二氧化硫多少吨?
小明同学在学习酸的性质时,他用大小、外形均相同的铝片分别和H+浓度相同的稀盐酸、稀硫酸反应。他意外地发现:铝片与稀盐酸反应放出气泡的速度明显快于与稀硫酸反应放出气泡的速度。是什么原因导致了反应现象的差异呢?小明从微观角度分析得出,H+浓度相同的盐酸、硫酸中,只是所含 不同。
小明提出了如下猜想:
①Cl—能促进铝和酸的反应,SO42—对反应无影响;
②Cl—对反应无影响,SO42—能抑制铝和酸的反应;
③Cl—能促进铝和酸的反应,SO42—能抑制铝和酸的反应;
他进行了如下实验探究:
组别 |
相同的铝片 |
H+浓度相同的酸 |
反应片刻后添加某种试剂(少量) |
添加试剂后的反应现象 |
结论 |
1 |
1g铝片 |
5mL盐酸 |
Na2SO4 |
无明显变化 |
(填离子符号,下同) Na+和对反应无影响 |
2 |
1g铝片 |
5mL硫酸 |
NaCl |
明显加快 |
对反应有促进作用 |
针对上述探究过程回答下列问题:
(1)请你将表格中的空格补充完整;
(2)上述猜想 是成立的;
(3)若将第2组实验中添加的试剂NaCl改为HCl气体, (“能”填“不能”)完成探究任务。
下列是关于对蜡烛及其燃烧的探究.
点燃蜡烛后,按图A的方式将一根火柴迅速平放在火焰中,约1s后取出,可以观察到 点炭化变黑最严重;
图B的烧杯内壁出现的主要现象是 ;
图C中,能点燃蜡烛刚熄灭时的一缕白烟,白烟是 .
草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成。探究过程如下:
【查阅资料】
1.草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。
2.白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色。
3. 浓硫酸具有吸水干燥的性质。
4. 氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验设计】
(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 。
(2)可选择以下实验装置中的 (选填“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。
【问题讨论】
(3)实验过程中观察到:B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式 (填化学方程式),E中 (填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 。
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶,其作用是 。
【数据分析】
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O,相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示,请分析该图回答下列问题:
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为 。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物, 试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 。
请写出计算过程:
在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水.某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究.
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分.
【猜想】
猜想1 |
猜想2 |
猜想3 |
只有CO |
只有 |
CO和CO2都有 |
【设计实验】基于猜想3,兴趣小组同学设计了如图实验装置:
【实验探究】
(1)实验过程中观察到 装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解时有CO2气体产生,A中发生的化学方程式为_____________________________
(2)实验过程中还观察到以下实验现象:①C装置中澄清石灰水不变浑浊;②E装置中__________________;③F装置中 ,证明有CO气体.
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立.草酸分解的化学方程式是 .
【问题讨论】
(1)C装置的作用是
(2)装置末端酒精灯的作用是 .
【计算】兴趣小组的四位男同学对学校角落的一堆石灰石产生了兴趣,他们想知道其中含碳酸钙的质量分数,于是他们取来了一些石灰石,并取稀盐酸200g,平均分成4份,每人进行了一次实验,结果如下:
实验 |
1 |
2 |
3 |
4 |
加入样品的质量/g |
5 |
10 |
15 |
20 |
生成CO2的质量/g |
1.54 |
3.08 |
4.4 |
m |
①m的数值是 .
②请你协助他们计算这种石灰石中碳酸钙的质量分数?(写出完整的计算过程)
同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后,联想到单质碳的一些化学性质,对反应后的气体成分产生了疑问,某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。
〔猜 想〕
①气体产物全部是CO2 ②气体产物全部是CO ③气体产物 ①
〔查阅资料〕CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
〔设计实验〕根据各自的猜想,他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。
〔现象与分析〕
现象 |
结论 |
如果装置B ② ,装置C无现象 |
则猜想①成立 |
如果 ③ |
则猜想②成立 |
如果_________ ④ __ |
则猜想③成立 |
〔结论〕实验现象证明猜想③成立,同学们的疑问是合理的。
〔反思〕
(1)同学们对CO产生的原因进行了分析:
①原因一:木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO;
②原因二:反应中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应,产生了CO;
请你从原因一、原因二中选择其一,用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理_________________⑤_________________。
(2)根据上述实验,请你归纳出单质碳在工业上的重要用途 ⑥
(3)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 ⑦
某化学兴趣小组取用生石灰时,发现装生石灰(CaO)的塑料试剂瓶已经膨胀破裂。他们请教老师后得知该生石灰已经变质。他们对瓶内固体的成分产生了好奇,于是他们对这瓶固体的成分展开了探究。
【提出问题】这瓶久置的生石灰的成分是什么?
【猜想假设】猜想一:全部是Ca(OH)2
猜想二:是CaO和Ca(OH)2的混合物
猜想三:是Ca(OH)2和CaCO3的混合物
你还可以作出的猜想是:
【查阅资料】Ca(OH)2微溶于水,能与稀盐酸反应生成氯化钙和水。
【分析判断】该固体可能含有Ca(OH)2的原因是 (用化学方程式表示)
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量固体,倒入适量水,充分搅拌、静置 |
|
固体中一定不含CaO |
②取上层清液于试管中,通入二氧化碳 |
变浑浊 |
固体中 |
③另取少量固体放入试管中, |
有气泡冒出 |
固体中一定含CaCO3 |
写出操作②中发生的化学反应方程式 。
【实验结论】
通过以上实验探究,得出猜想 成立。
【拓展迁移】
小组同学反思了生石灰干燥剂变质的原因,认识到实验室保存氧化钙应注意 。
【数据处理】
为测定该固体中碳酸钙的质量分数,取样品10g于烧杯中加入稀盐酸50g,恰好完全反应,反应后烧杯中物质总质量为56.7g,则该固体中碳酸钙的质量分数是 (写出具体的计算过程)。
蚁酸(化学式为HCOOH)在一定条件下会分解生成两种氧化物。
【提出猜想】蚁酸分解的两种氧化物是什么
(1)甲同学根据蚁酸中含有 元素,推测出一种生成物是水;
(2)另一种生成物是气体,乙同学对该气体提出两种猜想:
猜想①:该气体是CO2; 猜想②:该气体是 。
【实验设计】乙同学将蚁酸分解产生的气体通过如下图所示装置(铁架台未画出):
【讨论交流】
Ⅰ.根据实验现象,A中溶液 浑浊(填“变”或“不变”),就能否认猜想①。
Ⅱ.装置B中的发生反应的化学方程式是 ,装置C的作用是 。
【讨论交流】从环保角度看,该装置的缺陷是 。
【拓展延伸】丙同学提出:蚁酸分解生成的两种氧化物中,如果一种是水,另一种氧化物就一定不是CO2。从理论上分析,其理由是 。
小艾在实验室观察完品红扩散实验后,想把变红的水做一个简单的处理后再排入下水道。请根据下图相关信息,回答下列问题:
(1)图1实验证明了分子具有 的性质;
(2)图2过滤操作中必须用到的玻璃仪器分别是漏斗、 、烧杯,该操作过程中共有 处错误,
(3)小艾同学将红色液体按过滤的正确操作完成后,发现过滤后的液体中仍有少量品红固体,则造成这种情况可能的原因是 。
A.滤纸破损 | B.滤渣过多 |
C.滤纸与漏斗间有气泡 | D.液面高于滤纸边缘 |
(4)经过重新过滤后,水中的品红固体已完全除尽。此时小艾想让水变得无色透明,应该选择的另一种净水方法是 。
(5)小刘同学拿来了下列几个简易净水装置。若对浑浊的泥水进行净化,你认为净水效果最快最好的装置是 。
A B C D