初中化学纯碱的制取探究题

某化学课外小组的同学，在实验室实验时发现一瓶标签破损的无色溶液（如图）。这瓶溶液是什么物质？在老师的指导下，同学们首先提出假设并进行了如下的探究活动。请在空白处完成相应内容。

［提出假设］该无色溶液可能是过氧化氢溶液
［设计实验］ 在试管中取少量黑色粉末二氧化锰，向其中滴入该无色溶液，立即产生大量气泡。并放出大量的热。
①用             法收集一试管气体；
②检验收集的气体（写出操作方法）                                
　　                                                              ；
③ 反应的文字表达式为                                   。
［实验现象］ 在②中的现象是                                        。
［实验结论］ 二氧化锰在此实验中起         作用。此气体是        ，该无色溶液是                     。原假设成立。

如下图所示，实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，实验的相关数据如下表。

	气体发生装置内物质的总质量
反应前	35．6 g
反应后	34. 8 g

（l）实验中检查该装置气密性的方法是________________________________ 。
（2）实验中集气瓶收集满氧气的现象是________________________________。
（3）反应生成氧气的质量为：_______________ g 。 

某校化学兴趣小组将用剩的过氧化氢溶液倒入放有生锈铁钉的废液缸中，发现产生了大量的气泡，经检验此气体为氧气。根据学过的知识初步判断，是生锈铁钉中的某种物质加快了过氧化氢的分解，那么究竟是哪种物质加快了过氧化氢的分解速率？请你参与他们的研究，分享和体验探究实验的快乐。
【猜想与假设】
甲同学：铁钉表面的氧化铁加快了H₂O₂的溶液分解。
乙同学：铁钉里的          加快了H₂O₂的溶液分解。
【设计方案和实验】完成下列表格

实验方案	实验现象	结论
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入2g 氧化铁粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。		甲同学结论成立。
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的试管中加入         粉末，将一根带火星的木条放在试管口，观察现象。	无现象	乙同学结论      。 （填“成立”或“不成立”）

【讨论交流】丙同学认为“方案一”只能说明Fe₂O₃加快了H₂O₂溶液的分解，并不能说Fe₂O₃就一定是催化剂。你是否支持丙同学的观点？           ，如果要证明氧化铁是催化剂，就要设计一个实验来证明，这个实验的设计原理是                。
【拓展】
(1)实验证明Fe₂O₃粉末可以作为H₂O₂分解的催化剂。该反应的文字表达式            
(2)下表是丙同学探究影响H₂O₂分解速率时所记录的部分数据，通过对数据分析，你能得出什么结论？                                                                  。
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间：

以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液质量/g	温度/℃	二氧化锰用量/g	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与         有关；
（2）通过对比实验     （填两个实验序号）可知，化学反应快慢与温度的关系是                   。
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是                      。（填实验序号）

小明同学在做家庭实验时，不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上，发现土豆丝上立即冒气泡，激发了小明的探究欲望，请你参与小明的探究．
【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
【实验】设计并完成下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星木条	有小气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是	土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
实验二	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入土豆丝，伸入带火星木条	迅速产生大量气泡	土豆丝能加快过氧化氢的分解的速率

（1）请你帮小明同学填写上表中未填完的空格．
（2）在小明的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是
【反思】小凡同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，他补充设计了两个方面的探究实验。
第一方面探究                            ．
向反应后试管内的剩余物中重新加入过氧化氢溶液，有大量气泡产生，且木条复燃；
第二方面探究                        。
实验操作中包含了两次称量，将实验二试管中的物质进行            、洗涤、干燥、称量（土豆丝本身的水分减少忽略不计）。

课堂上同学们利用甲图所示装置做过氧化氢制氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，带火星的木条很难复燃。于是老师将甲装置进行了改进，如乙图，带火星的木条较易复燃。（图中的铁架台均已略去）请回答：

（1）写出实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的文字表达式：________________
二氧化锰在反应中作   剂，其作用是             ______。
（2）分析改用乙装置后，带火星的木条较易复燃的原因：______________________。
（3）老师又设计了另一个改进的丙装置，带火星的木条也易复燃。根据（2）推测的原因，分析浓硫酸的作用：                      。
（4）你还能写出实验室用到二氧化锰制取氧气的文字表达式吗？_____________。

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H₂O₂生成O₂的快慢与          有关。
【实验方案】常温下，在两瓶相同体积的H₂O₂溶液中分别加入相同质量MnO₂红砖粉后测量各生成一瓶(相同体积)O₂所需要的时间。
【进行实验】如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是          ，此实验中B处宜采用的气体收集方法是                         

【结论】该探究过程得出的结论是                    。
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO₂和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的          和           是否改变。

长途运输鱼苗时，人们常在水中加入少量过氧化钙固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。提出问题：当把过氧化钙投入足量水中时，生成的气体是什么物质呢?
进行猜想：甲同学认为：生成的气体是氧气；
乙同学认为：生成的气体是二氧化碳。
①请设计一个实验方案来验证甲同学的猜想是正确的，并填入下表空格中。

实验步骤及操作方法	实验现象	结论
1．取少量过氧化钙放入试管中，加足量水。		此空不填
2．

 

某化学课外活动小组用下列装置来制取氧气并验证氧气的化学性质，根据所学化学知识回答下列问题：
（1）图中a、b表示的仪器名称分别为：a　　 b　　．
（2）小丁同学用乙装置制取氧气，他选用的试剂是　 　，此反应的文字表达式为　 　，反应类型为　  　
（3）戊中的现象是　     　．

$FeC{l}_3$溶液能对过氧化氢的分解起催化作用，某小组拟在相同浓度 $FeC{l}_3$溶液的催化下，探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响．
写出本实验发生反应的化学方程式．
Ⅰ．分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中，注入相同体积、相同浓度的 $FeC{l}_3$溶液，如图观察到，就可以粗略判断，得出实验结果．

为进一步判断上述实验结论的准确性，运用图，小刚同学进行了如下实验方案设计．
Ⅱ．
[方案一]在不同过氧化氢浓度下，测定收集相同气体体积所需时间．
[方案二]在不同过氧化氢浓度下，测定；
方案二的实验测量结果：

	30% $H_2{O}_2$溶液的体积（mL）	2% $FeC{l}_3$溶液的体积（mL）	加入 $H_{2}O$的体积（mL）	反应的时间（min）	生成 $O_{2_{}}$的体积（mL）
1	5	x	20	5	V1
2	10	3	15	y	V2

表中 $x$=， $y$=．
实验结论：通过测量，若V₁V₂（填"＞"、"="或"＜"），说明．

实验室部分装置如图所示，请回答下列问题：                       

A            B        C      D        E              F
（1）写出图中带有标号仪器的名称：a       ，b        。
（2）实验室若用装置B制取氧气，则发生反应的化学方程式为                 。若用装置A制取氧气，药品选用高锰酸钾，则发生反应的化学方程式为                   ，该装置中试管口略向下倾斜的原因是                             。
（3）实验室该装置中试用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的发生装置为      （填字母下同），收集装置为        则发生反应的化学方程式为                      ，你所选择的发生装置的优点是                         。
（4）如右图所示为在氧气中点燃铁丝的实验，现象为                            ，
在瓶底事先放少量水或细沙的原因                                       。

现将下列物质进行加热：①10g氯酸钾②3g二氧化锰③10g氯酸钾和3g二氧化锰的混合物④10g氯酸钾和3g高锰酸钾的混合物，反应完毕后，请问：

（1）用序号填写：产生氧气最多的是_______，不产生氧气的是________，产生氧气速度最慢的是         .
（2）上述③中药品反应完毕后，试管内残留的两种固体____________        ______（填写物质名称）

两个同学做了一个有趣的实验，装置如图。

在烧杯A、B中分别盛两种不同的无色溶液，中间小木块上各有一支燃着的蜡烛，向A烧杯中加入白色固体后，发现烧杯中蜡烛很快熄灭；向B烧杯中加入黑色固体粉末后，烧杯中蜡烛燃烧更旺。
①A烧杯中加入的白色固体可能是         无色溶液是               
②B烧杯中加入的黑色固体粉末可能是       无色溶液是               
反应的文字表达式                       

实验室用过氧化氢（H₂O₂）俗称双氧水慢慢加入装有少量二氧化锰粉末的锥形瓶中，可用如图3装置用双氧水制取氧气（通过分液漏斗玻璃活塞的“开”、“关”，可随时向锥形瓶中滴加双氧水）

⑴试写出该反应的表达式
⑵如果在实验室中用此法代替高锰的钾加热制取氧气请简述其优点有哪些？（任意答两点）
⑶二氧化锰在这个实验中所起的作用是　　　　　　　　
检验所收集的气体是氧气的方法是　　　　　　　　　

小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她
设计并完成了下表所示的探究实验：

	实验操作	实验现象	实验结论或总结
结论	总结
实验一	取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条	有气泡产生，木条不复燃	过氧化氢分解产生氧气，但是                   。 反应的化学方程式为：                       。	二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂
实验二	向盛水的试管中加入二氧化锰，伸入带火星的木条	没有明显现象
实验三			二氧化锰能加快过氧化氢的分解

（1）请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
（2）在小丽的探究实验中，“实验一”和“实验二”起的作用是        。
（3）小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，她补充设计了两个方面的探究实验，最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：             ；
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是：                         。