【题目】如图所示为实验室中常见气体的制备、干燥、收集和性质实验的部分仪器(组装实验装置时,可重复选择仪器)。某校两个化学兴趣小组的同学欲 用它们完成如下探究实验。
(1)第一组的同学以石灰石和稀盐酸为原料,制取并收集一瓶干燥、纯净的二 氧化碳气体,进行二氧化碳的性质实验。(盐酸有挥发性)
①实验室制取气体时,组装好仪器后,应先___________ 再添加药品。
②所选仪器的连接顺序为___________ (填写仪器序号字母)。
③生成二氧化碳时,所发生反应的化学方程式为:____________。
④若将少量 CO2 气体通入盛有大量澄清 Ca(OH)2 溶液的大烧杯中,烧杯中溶液的质量与之前相比会_______ (填“变大”、“变小”或“不变”)。
④灭火是二氧化碳的重要用途之一,二氧化碳能够扑灭木材着火的根本原因是下 列的___________(填写序号 A、B、C.D 之一)。
A 二氧化碳密度比空气大 B 二氧化碳降低了可燃物的着火点
C 二氧化碳能与水反应 D 二氧化碳既不能燃烧,也不支持燃烧
(2)第二组的同学欲用混有少量二氧化碳的一氧化碳气体,测定某赤铁矿石中 氧化铁的纯度(已知杂质不挥发也不发生反应)。所选仪器的连接顺序为:混合 气体→E→D。
①仪器 D 中看到的现象是__________。
②仪器 E 中发生反应的化学方程式为___________。
③若通过测量反应前、后 D 装置的质量变化,来计算赤铁矿石中氧化铁的纯度。 则计算出样品纯度的结果将___________(填“ 偏大” 偏小” 或“ 不影响” )。原因 是___________。
④已知装置 E 中赤铁矿石样品的质量为 10g,若充分反应后,E装置中剩余固体 质量为 8g,则该赤铁矿石中氧化铁的纯度为____________ (计算结果精确到 0.1%)。
【答案】检查装置的气密性 ACBF CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 变小 AD 澄清的石灰水变浑浊 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 偏小 反 应生成的二氧化碳没有被完全吸收 66.7%
【解析】
解:(1)①制取二氧化碳气体之前要先检查装置的气密性,以防装置漏气影响实验结果;
②实验室用浓盐酸和石灰石制取的二氧化碳中混有氯化氢、水蒸气,硝酸银会与 盐酸反应,浓硫酸有吸水性,除去水蒸气需要放在最后,二氧化碳的密度比空气 大,所以所选仪器的连接顺序为 ACBF;
③ 碳 酸 钙 和 盐 酸 反 应 生 成 氯 化 钙 、 水 和 二 氧 化 碳 , 化 学 方 程 式 为 :
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;
④由于二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,虽然有二氧化碳进入溶液,但生成的碳酸钙属于沉淀,不能算溶液质量,烧杯中溶液的质量与之前相比会减少;
⑤二氧化碳能够扑灭木材着火的根本原因是:密度比空气大,不能燃烧且不支持 燃烧;
(2)①二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,所以观察到装置 D 中澄清的石灰水变浑浊;
② 在 高 温 的 条 件 下 , 一 氧 化 碳 还 原 氧 化 铁 生 成 铁 和 二 氧 化 碳 ,化 学 方 程 式 为 :3CO+Fe2O32Fe+3CO2;
③若通过测量反应前、后 D 装置的质量变化,氢氧化钙微溶,并不能将反应生成的二氧化碳完 全吸收,所以计算出的氧化铁质量偏小,则计算出样品纯度的结果将偏小;
④已知装置 E 中赤铁矿石样品的质量为 10g,若充分反应后,E 装置中剩余固体质量为 8g,质量减少了 10g﹣8g=2g,即氧化铁中氧元素的质量为 2g,则氧化铁的质量为:2g÷6.67g,则该赤铁矿石中氧化铁的纯度为
=66.7%。
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【题目】某小组同学设计并进行实验,探究影响过氧化氢分解速率的因素。
(猜想与假设)影响过氧化氢分解速率的因素可能有温度、溶液的浓度、催化剂种类。
(实验记录)同学们进行6组实验,实验记录如下:
实验序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ |
过氧化氢溶液的浓度(%) | 30 | 30 | 15 | 30 | 30 | 30 |
过氧化氢溶液的体积(mL) | 6 | x | 6 | 6 | 6 | 6 |
水槽中水的温度 | 20 | 90 | 70 | 70 | 20 | 20 |
锥形瓶中的物质 | 0.5g NaCl | 0.5g FeCl3 | ||||
60分内产生氧气(mL) | 0.0 | 41.0 | 4.5 | 12.1 | 2.0 | 650.0 |
(解释与结论)
(1)实验②中应加入过氧化氢溶液的体积x是________mL。
(2)实验①~⑥通过测定相同时间内产生氧气的体积来比较过氧化氢的分解速率,还可以通过测定__________来比较过氧化氢的分解速率。
(3)得出“过氧化氢溶液的浓度越大分解速率越大”结论所依据的实验是__________(填序号)。
(4)通过实验①、②、④可得出的结论是_______________。
(反思与评价)
(5)同学们认为实验室制氧气,应选择实验⑥而不选实验②的理由是____________、____________(答两点)。
(6)你认为影响过氧化氢溶液分解速率的因素还有哪些?请设计实验验证你的猜想
(猜想假设)___________________。
(实验操作)___________________。
(实验结论)___________________。
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【题目】化学是一门以实验为基础的科学,化学所取得的丰硕成果,是与实验的重要作用分不开的。结合下列实验装置图回答问题:
(1)写出指定仪器的名称:①___________②___________。
(2)化学实验的绿色化就是以绿色化学的理念和原则来指导实验工作。下面四种途径都可以得到氧气。从实现原料和反应过程的绿色化考虑,你认为在中学化学实验室中,甲、乙、丙三种制取氧气的途径中,_________(填“甲”或“乙”或“丙”)途径更体现化学实验的绿色化追求。
(3)实验室用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是___________(填字母代号)。用排水收集氧气完毕后,停止加热时的操作顺序是先__________,然后________,以防止水倒吸进入热的试管中,造成试管破裂。实验时在试管口放一团棉花,以防止______________________。
(4)实验室常用氯化铵固体与碱石灰固体共热来制取氨气。常温下NH3是一种无色、有剌激性气味的气体,密度比空气小。NH3极易溶于水,其水溶液呈碱性。现选择合适的装置来制取并收集NH3,应该选择的发生装置是___________收集装置是_______________。我认为选择气体收集方法,从气体性质的角度需要考虑的因素是:_________________。
(5)在医院里给病人输氧时,在氧气钢瓶和病人吸氧器之间连接一个类似如图所示的装置,在装置中盛放大约半瓶蒸馏水,导气管________________(填“a”或“b”)端连接在供氧气的钢瓶上,该装置的作用有_______________(填写一条)。
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【题目】水在生产生活中起着重要的作用。
①科学家用通电的方法使水分解,从而证明了水的组成。按下图一实验,写出电解水反应方程式___________。b管中产生的气体是________;检验该气体的方法是____________。a管气体和b管气体的体积比是_________,要得到0.5mol的氧气,需要电解_________克的水。
②科学家还用点燃氢气,证明燃烧产物的方法,证实了水的组成,如果将电解水产生的氢气直按缓缓地通过装有足量无水硫酸铜的仪器a,在导管口b处点燃,然后把干冷的烧杯置于如下图所示的位置。
a中无水硫酸铜的作用是___________,反应的方程式是__________;整个实验过程中所看到的现象是__________。
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【题目】某化学兴趣小组欲测定一瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数,实验操作及相关数据如图所示:
(1)生产氧气的质量_________g;
(2)这瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数是多少?(写出计算过程)
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【题目】下列反应既是氧化反应,又是化合反应是(______)
A磷+氧气五氧化二磷 B碳酸氢铵
氨气+水+二氧化碳
C乙炔+氧气水+二氧化碳 D__________
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【题目】某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
Ⅰ、(探究一)影响过氧化氢分解快慢的因素
分别取5mL过氧化氢溶液进行实验,测定产生4mL氧气所需时间,实验结果记录如下:
实验序号 | 过氧化氢溶液的浓度% | 温度℃ | 二氧化锰粉末用量/g | 反应时间 |
① | 30 | 35 | 0 | t1 |
② | 30 | 55 | 0 | t2 |
③ | 5 | 20 | 0.1 | 3s |
④ | 15 | 20 | 0.1 | 1s |
(1)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1________t2(填“>”、“=”或“<”)
(2)能说明过氧化氢分解快慢与过氧化氢溶液的浓度有关的两个实验是________(填实验序号),并且得出的结论是_____________。
交流探讨:二氧化锰属于金属氧化物,其它金属氧化物能否起到类似二氧化锰的催化作用?
Ⅱ、(探究二)探究氧化铁是否对过氧化氢分解起催化作用
操作步骤 | 实验情况记录 | 结论 | |
① | A试管上方带火星的木条未复燃 B | 氧化铁________(填“不影响”、“减慢”或“加快”)过氧化氢分解 | |
② | 将B试管中的混合物过滤,把滤渣烘干、称量。 | 固体质量为________ g | 氧化铁质量不变 |
③ | C试管上方带火星的木条________, D中溶液变成黄色 | 氧化铁可作过氧化氢分解的催化剂 |
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【题目】某化学小组在老师的指导下用下图所示装置探究水的组成。
(实验记录)接通电源后,在两侧玻璃管内观察到的现象是____________________________,与电源正、负两极相连接的玻璃管内收集到的气体体积比约为________。※请在图中括号内标记出电源的正极和负极 ______(用“+”和“-”表示)。
(查阅资料)水通电分解生成的气体可能是氢气和氧气。
(猜想与假设)甲:A管内收集到气体的是氢气,B管内收集到气体是氧气;乙:A管内收集到气体的是氧气,B管内收集到气体是氢气。
(实验探究)甲:用燃着的木条检验两种气体;乙:用带火星的木条检验两种气体;甲在检验A管气体时观察到现象是_________________;检验B管气体时观察到________。
(实验结论)水是由__________________________________;而乙同学因为实验设计与甲不同,你认为在检验__________管(填“A”或“B”)气体时可能会没有观察到预期的实验现象。
(交流与讨论)在实验过程中同学们发现了中间的漏斗C内液面上升的现象。 (查阅资料:已知两种气体的密度都比水小,且分解水的质量等于生成的氢气和氧气的质量和),则请根据所给资料并结合你已经掌握的氢气和氧气的物理性质,解释C内液面上升的原因:_______________________________。
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【题目】人教版新课标化学教材九年级上册“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。(提出问题)氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?(实验探究)
实验步骤 | 实验现象 |
Ⅰ 分别量取5ml5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。 | A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象 |
Ⅱ 待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。 | A试管中均能产生气泡,带火星木条均复燃 |
Ⅲ 将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。 | / |
Ⅳ 分别量取5ml5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。 | / |
(实验结论)
(1)A中产生的气体是______(填化学式)。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的______和质量在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的方程式______。
(实验评价)
(1)实验设计Ⅳ的目的是______。
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是______。
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