某化学兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质。结-优题课

用下列实验探究与溶液的反应。

实验一：将打磨后的铝片插入溶液，铝片表面出现红色固体且产生气泡，最终溶液呈无色。

（1）生成红色固体的化学方程式为　　。

（2）收集气体，　　（填操作）后点燃，产生淡蓝色火焰。该气体为　　。

实验二：将实验一所得无色溶液倒入水中，出现白色固体。过滤、洗涤，低温烘干。对所得白色固体作如下探究。

【资料】①能与作用生成。，白色固体，不溶于水，受热易分解生成和。

②与溶液反应会生成。，白色固体，不溶于水，能溶于含浓度较大的溶液，受热不分解。

【猜测】白色固体可能是：

a. ；b. ；C. 和。

【实验】取适量白色固体，利用如图装置充分加热，U型管中　　，则猜测b成立。

【反思】无色溶液倒入水中后出现白色固体的原因是　　。

实验三：在空气中被氧化成碱式氯化铜[]蓝绿色固体，其受热会分解生成、和。取一定量蓝绿色固体，充分加热，将生成的气体依次用足量的吸水剂氯化钙和烧碱溶液充分吸收。

（1）实验测得氯化钙增重0.36g，烧碱溶液增重0.73g。则碱式氯化铜的化学式为　　。

（2）若烧碱溶液吸收了空气中的，则测得的中值　　（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

含有铵根离子（ $N H_{4}^{+}$ ）的盐属于铵盐，兴趣小组对铵盐及相关问题进行探究。

【了解组成】

（1）一种常见铵盐的微观模型示意图为，则它表示的物质是　　（填化学式）。

（2）碳酸氢铵的化学式为 $N H_{4} HC O_{3}$ ，某种碳酸氢铵样品中氮元素的质量分数是21.8%，则该碳酸氢铵样品属于　　（填“纯净物”或“混合物”）。

【比较性质】

（1）已知硝酸铵溶液显酸性，则该溶液中含有的阳离子有 $N H_{4}^{+}$ 和　　（填离子符号）。

（2）常见的铵盐中，仅有碳酸氢铵在常温下就能分解，放出氨气，则常温下鉴别碳酸氢铵与硫酸铵的最简便方法是　　。

（3）铵盐与碱混合通常会放出氨气，因此，施肥时要避免铵态氮肥与碱性物质混用。写出加热条件下硫酸铵与烧碱反应的化学方程式：　　。

【提出问题】氨气与氯化氢反应可以得到一种铵盐，该反应常用于探究微粒的运动性。那么，微粒运动速率与气体的相对分子质量有什么关系呢？

【查阅资料】浓盐酸靠近浓氨水时，会出现大量的白烟：

【进行实验】

将一根玻璃管放在水平桌面上，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再塞紧橡皮塞。稍后，在靠近浓盐酸的一端最先出现白烟，见图甲：

（1）浓盐酸与浓氨水未直接接触就产生白烟，是因为浓盐酸和浓氨水都具有　　。

（2）由图甲实验可知，相同条件下相对分子质量越小的气体，其微粒运动速率越　　。

【拓展延伸】

再取一根V型玻璃管，开口向上竖直放置，在左右两端同时塞入分别滴有浓盐酸、浓氨水的脱脂棉，再塞紧橡皮塞。稍后，在靠近浓氨水的一端最先出现白烟，见图乙。

（1）图乙实验中，最先出现白烟的位置与图甲实验相反，说明相同条件下　　。

（2）实验中发现V型玻璃管发热，其原因是　　。

化学兴趣小组对实验室制取氧气进行了如下探究。

I、探究二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用

实验1：在试管中加入5mL5%过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。（如图）

实验2：向上述试管中加入二氧化锰粉末，把带火星的木条伸入试管，有大量气泡冒出，带火星的木条复燃。

实验3：待上述试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，把带火星的木条伸入试管，观察现象。

实验4：探究催化剂的用量对过氧化氢分解速率的影响。每次实验均用30mL10%的 $H_{2} O_{2}$ 溶液，采用不同质量 $Mn O_{2}$ 粉末做催化剂，测定收集到500mL氧气所用的时间，结果如下：

实验序号	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
$Mn O_{2}$ 粉末用量/g	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
所用时间/s	17	8	6	3	2	2	2	2

（1）实验1中，观察到有气泡产生，带火星的小木条未复燃。实验结论是　　。

（2）写出实验2发生反应的化学方程式　　。

（3）实验3的实验目的是　　。

（4）由实验4的实验结果可得出的结论是　　。

Ⅱ、探究高锰酸钾分解制取氧气的得氧率

高锰酸钾在用酒精灯加热分解的过程中，可能发生如下三个反应：

① $2 KMn O_{4} \begin{matrix} \underline{\underline{\begin{matrix} △ \end{matrix}}} \end{matrix} K_{2} Mn O_{4} + Mn O_{2} + O_{2} ↑$

② $6 KMn O_{4} \begin{matrix} \underline{\underline{\begin{matrix} △ \end{matrix}}} \end{matrix} 2 K_{2} Mn O_{4} + K_{2} M n_{4} O_{8} + 4 O_{2} ↑$

③ $KMn O_{4} \begin{matrix} \underline{\underline{\begin{matrix} △ \end{matrix}}} \end{matrix} KMn O_{2} + O_{2} ↑$

（5）根据反应①，计算 $15.8 gKMn O_{4}$ 完全分解生成氧气的质量（写出计算过程）　　。

（6）已知： $得氧率＝ \frac{生成氧气的质量}{反应前反应物的质量} \times 100 %$ 。在反应①、②、③中，相同质量的高锰酸钾加热完全分解，理论上得氧率最高的是　　（填反应序号）。

某化学兴趣小组的同学为了探究“复分解反应发生的条件”，做了以下两个实验。

① $CuS O_{4}$ 溶液和 $BaC l_{2}$ 溶液反应② $CuS O_{4}$ 溶液和 $NaOH$ 溶液反应

（1）写出实验①发生反应的化学方程式：　　。

（2）实验结束后，将两个实验后的废液倒入到同一干净的烧杯中，充分混合后过滤，得到滤液呈无色。则滤液中一定不含的离子是　　。

取少量滤液于试管中，滴入紫色石蕊试液，溶液仍为紫色，则滤液呈　　性（填“酸”、“碱”、“中”）。

（3）该小组的同学对滤液中溶质成分继续进行如下探究：

【提出问题】滤液中溶质成分是什么？

【做出猜想】小红认为：只有 $NaCl$ ；

小亮认为：可能有 $NaCl$ 、 $BaC l_{2}$ ；

小明认为：可能有 $NaCl$ 、 $BaC l_{2}$ 、 $BaC l_{2}$

【交流讨论】从物质共存的角度分析，你认为　　同学的猜想一定不正确。你的猜想是　　　　。

【设计实验】请设计实验证明谁的猜想正确。

实验操作	实验现象	实验结论
取少量滤液于试管中，滴加适量　　溶液	无明显现象	小亮猜想不正确
取少量滤液于试管中，滴加适量 $BaC l_{2}$ 溶液		你的猜想成立

用图﹣1所示装置制取干燥的 $C O_{2}$ ，并对 $C O_{2}$ 的部分性质进行探究。

（1）装置A中发生反应的化学方程式为　　。

（2）①装置B中饱和 $NaHC O_{3}$ 溶液的作用是　　。

②装置C中试剂 $X$ 应该选用　　（填字母）。

a.稀 $H_{2} S O_{4}$

b.浓 $H_{2} S O_{4}$

c. $KOH$ 溶液

（3）收集 $C O_{2}$ 并验满。将集满 $C O_{2}$ 的锥形瓶与盛有足量 $NaOH$ 溶液的注射器和传感器密封连接，缓慢的将 $NaOH$ 溶液注入到锥形瓶中，采集信息形成图像。见图﹣2。

①检验装置D中 $C O_{2}$ 已经集满的方法是　　。

②随着反应的进行，锥形瓶中压强降低的原因是　　。

③反应结束后锥形瓶中的压强保持在 $40 kPa$ 说明　　。

（4）取2mL饱和澄清石灰水于试管中，用4mL蒸馏水稀释，向其中缓慢通入足量 $C O_{2}$ 。测定反应体系的电导率变化如图﹣3所示。（忽略反应前后溶液体积的变化）

【查阅资料】

材料一：溶液的导电能力越强，溶液的电导率越大。

材料二：单位体积溶液中某离子的个数越多，则该离子的浓度越大，溶液的导电能力越强。相同浓度的不同离子导电能力不同。

材料三： $Ca （ OH ）_{2}$ 溶于水能完全解离出 $C a^{2 +}$ 和 $O H^{﹣}$ 。

$CaC O_{3}$ 遇到溶有 $C O_{2}$ 的水时，能反应生成易溶于水的 $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ ， $Ca （ HC O_{3} ）_{2}$ 在水中能完全解离出 $C a^{2 +}$ 和 $HC O_{3}^{﹣}$ 。

①石灰水中通入 $C O_{2}$ 气体，溶液的电导率先逐渐降低的主要原因是　　。

②反应最终电导率的稳定值低于初始值的可能原因是　　、　　。