某兴趣小组利用氨水能使酚酞试液变红的原理,设计如下实验以探究微粒的运动。请回答实验中的有关问题。
(1)实验I:在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2滴~3滴酚酞试液,再向其中滴加浓氨水。由实验I得出的结论有
(2)实验Ⅱ(如上图中甲所示):烧杯A中的现象是 ;产生这一现象的原因是 。
(3)为使实验结论准确可靠,该兴趣小组设计实验Ⅲ(如上图中乙所示)作为对比实验。你认为有无必要,理由是 。
按照体积计算空气中氧气约占 %,某化学兴趣小组的同学按照课本的实验装置做“测定空气中氧气的体积分数”实验(图1),但测出的氧气体积分数明显偏小.请你参与探究:
【提出问题】
造成误差的原因是什么?如何改进课本实验装置?
【查阅资料】
①
颜色、状态 |
熔点/℃ |
燃烧所需最低温度/℃ |
密度/g•cm﹣3 |
|
红磷 |
暗红色固体 |
590 |
240 |
2.34 |
白磷 |
白色固体 |
44.1 |
40 |
1.82 |
②二氧化碳气体能被氢氧化钠溶液吸收
③在加热的条件下铜粉能与氧气反应生成黑色的氧化铜固体
【猜想】
甲同学:可能是导管内原存有空气,后来留有吸入的水,影响实验的准确性;
乙同学:可能是瓶内残留气体中还有氧气的缘故;
你还能做的猜想是 (写一点即可)。
【交流与讨论】
(1)写出图1中集气瓶中发生反应的文字或符号表达式 ;
(2)丙同学认为,用木炭代替红磷也能完成图1的实验,但事先要在集气瓶中放入一定量的 ;
(3)他们对图1实验装置进行了如图2的改进.
①甲同学提出应把红磷更换为白磷,理由是 ;
②通过粗铜丝来点燃玻璃管内的白磷,利用了金属铜的 性;
③与图1实验装置相比,图2装置的一个优点是 ;
【探究与反思】
(1)为验证乙同学的猜想,将铜粉在残余气体中加热,观察到铜粉变黑,所以乙同学的猜想 (选填“合理”或“不合理”);
(2)大家采用改进的实验装置(图2)进行实验(左边玻璃管上面的空气平均分成了5等份,并标刻度线),待玻璃管冷却、管内白色的烟幕消失,同时能观察到 ,得到了较准确的数据,但又意外发现左玻璃管内壁上端附着白色固体.左玻璃管上端的白色固体主要成分可能是 。
只有氧气才能支持燃烧吗?某学习小组对这个问题进行如下探究。
【信息给予】钠是一种银白色的金属,能与空气中的氧气与水蒸气反应。
【提出问题1】除氧气外,是否还有其他物质也能支持燃烧。
【进行实验一】如图,向盛有金属钠(Na)的硬质玻璃管中通入纯净、干燥的CO2,当观察到澄清石灰水中刚好出现浑浊时,点燃酒精灯,同时继续缓缓通入CO2,钠剧烈燃烧,产生白烟,燃烧结束后玻璃管中有黑色颗粒和白色固体生成。
【得出结论】二氧化碳(1) (“能”或“不能”)支持某些物质燃烧。
【反思评价】点燃酒精灯前,要先向玻璃管中通会二氧化碳,其目的是____(2)__ 。
【提出问题2】黑色颗粒和白色固体是什么?
【猜想与假设】黑色颗粒可能是(3) (用化学式填写)。
【进行实验二】现象:黑色颗粒逐渐减少,澄清石灰水______(4)____。
【得出结论】实验二证明:黑色颗粒的猜想是正确的。
【猜想与假设】某同学对白色固体的成分做出猜想:(Ⅰ)碳酸钠(Ⅱ)氢氧化钠。你认为猜想 (5) (填序号)一定是错误的,理由是(6) 。
小明发现一种淡黄色的粉末可以用于杀菌、消毒和漂白,于是想探究该固体的成分。
[提出问题]该淡黄色固体的化学成分是什么?
[查阅资料](1)硫单质是一种淡黄色固体,难溶于水,在空气中点燃硫单质,生成一种无色、有刺激性气味的气体。
(2)过氧化钠(Na2O2)是一种淡黄色固体,能与水反应,生成气体并放出大量的热。
[设计实验方案]
方案一:取少量该固体粉末于试管中,加2mL水,振荡并观察现象。
方案二:在燃烧匙里放少量该固体,在酒精灯上加热,观察现象。
比较以上两方案,你认为的最佳方案是 ,理由是(从环保、操作等角度分析) 。
【实验验证并得出结论】小明向盛有少量该固体的试管中加入2mL水,立刻观察到有无色气泡产生,并且验证出该反应同时生成了氢氧化钠(NaOH)。通过实验验证,确定该淡黄色粉末为过氧化钠。
小明想对生成的气体成分判断,他提出了以下两种假设:
①该气体是CO ②该气体是O2
你认为上述假设哪个更合理?________.理由是 。
请设计一个实验,验证你的合理假设(写出简要操作步骤、实验现象和结论)。
操作步骤 |
实验现象 |
结论 |
该反应的符号表达式为__________________________。
[计算]在过氧化钠(Na2O2)中,①氧元素的化合价为 ;
②过氧化钠中钠、氧元素的质量比为 ;
③78克过氧化钠与___________克二氧化碳中所含氧元素的质量相等。
小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下:
加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中,分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
实验I:小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 |
实验现象 |
化学方程式 |
取一只250 mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所带气体,然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 |
木炭燃烧得更旺 |
化学方程式I |
表中,化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II:测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
(250 mL 集气瓶)
【实验记录】
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
① |
检查装置的气密性 |
装置的气密性良好 |
|
② |
加入药品,将装置连接固定 |
||
③ |
打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中,B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体(由压强差引起的误差忽略不计) |
④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧,产生大量白烟 |
|
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温, 进行操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中,操作I是 ;
现象I是 。
【数据记录】
实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知,在上表数据中,第1组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
某实验小组的同学在整理实验仪器时,发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后,同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物(反应完全),从中可以回收得到MnO2。小组同学将黑色固体取出,并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾(KClO3)固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为:氯酸钾氯化钾+氧气。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾溶于水,其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后,其质量和化学性质保持不变。
探究活动一:探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一:过氧化氢制取氧气;
猜想二:氯酸钾制取氧气;
猜想三: 制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式 ,
根据所学知识和以上信息判断,猜想一不成立,理由是 。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想 成立,理由是 。
探究活动二:探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一:是反应物;猜想二:是催化剂。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
固体融化,产生少量气体,木条上的火星变亮。 |
2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
___________________。 |
3、待反应完全后,将试管中的剩余物加足量的水溶解,过滤,并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 |
称量固体的质量是_______g |
【实验结论】猜想二成立,二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出,前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为没有证明二氧化锰的 在反应前后不变。