某中学化学实验室有如图所示的实验装置,用于制取氧气、二氧化碳等多种气体.
(1)请写出有标号仪器的名称:① ②
(2)若制取的一种气体是 , 应选用的收集装置是(填序号,下同),应选用的发生装置是 , 反应的化学方程式是;检验所制取的气体的方法是:;
(3)在常温下,用亚硫酸钠固体和稀硫酸制取二氧化硫气体,应选用的发生装置是:;由于二氧化硫是易溶于水、密度比空气大的有毒气体,所以应用装置进行收集,以便将尾气吸收处理,避免造成
(4)该中学化学课外兴趣小组同学利用发生装置B进行“石块中是否含有碳酸钙”的探究活动.在活动中小明发现,相邻小组气体产生的速率比自己小组的快.小明将这一情况报告老师,老师鼓励他们对此问题共同探究.
【提出问题】影响二氧化碳气体产生速率的因素是什么?
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同;
②所用的盐酸不同;
③还可能是 .
【设计实验】(1)验证猜想①是否成立,要设计的实验:分别取大小相同、质量相同、的石块,加入相同的稀盐酸进行实验.
【交流讨论】实验中可以通过观察 , 粗略地比较反应速率.
【拓展延伸】上述实验中,小明采用了控制单一变量的研究方法.用此方法探究“催化剂对用过氧化氢溶液制取氧气的反应速率的影响”,需要控制不变的因素有等(答出一点即可).
许多无明显现象的化学反应可通过滴加其它试剂的方法,使之产生明显的现象 以证明反应确实发生了。例如以下几个实验:
(1)实验甲中的NaOH与HCl恰好反应时,可观察到的现象是;实验乙中,可观察到的现象是 ;化学方程式:。
实验丙中,向NaOH溶液中通入一会儿CO2后,再滴入过量的稀HCl溶液,通入CO2后,滴入稀HCl溶液过程中溶液中溶质的种类在不断地变化中,其变化规律可能是
A.2种-3种-2种-1种-2种 | B.2种-3种-2种-1种 |
C.1种-2种-1种-2种 | D.1种-3种-2种-1种-2种 |
(2)从研究原理得知,实验甲是通过检验反应前后溶液酸碱性的改变证明反应发生了,与之采用相同原理的还有实验(填“乙”或“丙”)。
(3)证明实验丙中NaOH与CO2发生了反应,除了可以滴加酸,还可滴加的试剂是 。
(4)若将含有盐酸的氯化钙溶液中和到中性,在不用指示剂的情况下,加入的试剂可以是。
序号 | 化 学 反 应 事 实 | 影响化学反应的因素 |
A | 铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧 | 反应物浓度 |
B | 水要在通电的条件才能分解,而双氧水只要加入二氧化锰就迅速分解 | 催化剂 |
C | 碳在常温下不与氧气发生反应,而在高温时能与氧气反应 | 反应温度 |
D | 铜片在空气中很难燃烧,钠米铜粉在空气中较易燃烧 | 反应物的接触面积 |
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“其它因素对 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】
【作出猜想】①不同地点石块中碳酸钙含量不同;②所用盐酸的溶质质量分数不同;
③还可能是。
选项 | 化学反应事实 | 影响反应的因素 |
A | 铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧 | 反应物浓度 |
B | 碳在常温下不与氧气发生反应,而在点燃时能与氧气反应 | 反应温度 |
C | 双氧水在常温下不加MnO2较难分解,而加入MnO2后迅速分解 | 催化剂 |
D | 铜片在空气中很难燃烧,铜粉在空气中较易燃烧 | 反应物的种类 |
步骤③现象 | 步骤⑥结果 | 步骤⑦现象 | 结论 |
溶液中有气泡放出, 带火星的木条复燃 | 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立 |
反应过程 | 反应前 | 反应后 |
质量变化(不含容器质量) | 34.3g | 32.7g |
若反应后,双氧水分解完全且氧气全部逸出,该同学得出的结论中,不合理的是 ( )
(提出猜想)除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁也可以作氯酸钾分解的催化剂。
(完成实验)按下表进分析:测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好)。
实验编号 |
实验药品 |
分解温度(℃) |
① |
氯酸钾 |
580 |
② |
氯酸钾、二氧化锰(质量比1:1) |
350 |
③ |
氯酸钾、氧化铜(质量比l:1) |
370 |
④ |
氯酸钾、氧化铁(质量比1:1) |
390 |
(分析数据、得出结论)
实验中,先连接好装置后检查装置的气密性,然后装好药品,最后将 10mL 过氧化氢溶液(填“快速”或“缓慢”)推入烧瓶中,如果不这样操作,则可能造成的后果是。
实验序号 |
H2O2 质量分数 |
pH |
温度/℃ |
30s 内收集到氧气的体积 |
1 |
25 |
5 |
20 |
|
2 |
25 |
6 |
20 |
|
3 |
25 |
11 |
20 |
|
4 |
15 |
11 |
30 |
|
5 |
a |
11 |
b |
实验 1~3 的实验目的是。
a=;b=。
取 5mL 溶质质量分数相同的 H2O2 溶液,三次实验分别加入质量均为 0.5gMnO2、红砖粉末、CuO 进行实验,记录收集相同体积氧气所用时间的数据如下:
试剂 |
MnO2 |
红砖粉末 |
CuO |
时间/s |
10 |
60 |
20 |
由此得出结论:MnO2、CuO 对 H2O2 分解有催化作用,红砖粉末无催化作用。
你认为该结论是否正确?(填“正确”或“不正确”),为什么?。
序号 |
样品 |
量筒起始读数mL |
量筒最终读数mL |
所需时间/min |
① |
1g铁粉、0.2g碳和10滴水 |
100 |
72 |
约120 |
② |
1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl |
100 |
72 |
约70 |
③ |
-- |
-- |
-- |
-- |
实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是(填“放热”或吸热”)过程。
查阅资料:无水硫酸铜吸水会由白色变为蓝色,碱石灰既能吸水也能吸收CO2。
该装置有一个明显缺陷是。
项目 |
实验操作 |
实验现象 |
实验解释与结论 |
|
解释 |
结论 |
|||
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① |
氧化铁是过氧化氢分解的催化剂 |
实 验 二 |
向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入氧化铁,伸入带火星的木条 |
② |
氧化铁能加快过氧化氢的分解 |
(交流与反思)小岑同学认为仅由上述实验还不能得出表内的结论,他补充设计了两个方面的实验操作:第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是探究反应前后氧化铁的③是否改变。第二方面的实验操作是利用“实验二”反应后试管内的固体剩余物继续实验,其目的是探究反应前后氧化铁的④是否改变。
实验装置 |
实验编号 |
实验药品 |
收集10mL氧气的时间(s) |
| 1 | 5mL5%的过氧化氢溶液,0.5g二氧化锰 | 30 |
2 | 5mL10%的过氧化氢溶液,0.5g氧化铁 | 60 | |
3 | 5mL10%的过氧化氢溶液,0.5g氧化铜 | 20 |
(交流与反思)
探究(二)与探究(一)实验方法相同,均属于⑤法;
写出实验1的反应的化学方程式⑥;
如图实验装置的连接顺序依次为:a→⑦→⑧→d(填接口字母);
小茜根据表中数据分析得出结论:三者中氧化铜的催化效率最高,但是小诗却认为该结论并不可靠,理由是⑨;同学们根据小诗的建议重新设计并进行了实验,得出了正确的结论。
a、反应中氧气的物理性质发生了变化
b、此时得到的气体一定是混合物
c、只加热氯酸钾,若生成的气体无气味,说明刺激性气味一定与二氧化锰有关
d、可能是生成的氧气与残留在发生装置中的空气在加热的条件下反应生成了新物质。
实验序号 |
过氧化氢溶液浓度/% |
过氧化氢溶液体积/mL |
温度/℃ |
二氧化锰的用量/g |
收集氧气的体积/mL |
反应所需的时间/s |
① |
2 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
③ |
30 |
5 |
35 |
2 |
49.21 |
|
④ |
30 |
5 |
55 |
2 |
10.76 |
a、请写出过氧化氢和二氧化锰混合制取氧气的符号表达式,反应基本类型
b、通过实验①和②对比可知,化学反应速率与有关;从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是。
实验时需将镁条进行打磨,其目的是。
(发现问题]
①反应后甲同学用 pH 试纸测定试管中溶液的酸碱性,发现 pH 小于 7。
②反应后乙同学的试管中镁条有剩余,向试液中滴入两滴酚酞溶液,振荡显红色, 对此现象,乙同学重复如上实验,得到同样结果。
(提出猜想)甲同学:猜想Ⅰ:稀盐酸过量,使溶液 pH 小于 7;
猜想Ⅱ:氯化镁溶液 pH 小于 7. 乙同学:猜想Ⅰ:氯化镁溶液使酚酞变红色;
猜想Ⅱ:镁与热水反应使酚酞溶液变红色。
(实践与思考)为验证猜想,甲、乙两同学均需进行一个探究实验是. 乙同学为完成猜想Ⅱ,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过的镁条,观察到溶液很 快变为红色,同时还观察到镁条表面有气体生成.该气体能燃烧。请你根据实验现象写 出镁与水反应的化学反应方程式。
①镁与稀盐酸反应,镁反应完全后所得溶液显酸性;
②镁与稀盐酸反应,镁过量时所得溶液显碱性。
(交流与反思)氯化钠溶液呈中性,而上述甲同学实验中镁完全反应后所得溶液显酸 性,你认为与溶液中(填离子符号)。
一段时间后,乙同学观察到溶液红色逐渐变淡,最后消失,你认为原因可能是 请设计实验验证你的猜想。