火灾中含碳可燃物不完全燃烧产生的有害有毒的烟雾是造成人员死亡的杀手之一。化学兴趣小组的同学想研究烟雾的成分,他们利用实验室的设备模拟得到了火灾造成的烟雾,并进行处理后对所得的气体成分进行研究。
《提出猜想》(1)只有CO2;(2) (10) (3)既有CO2,也有CO。
《查阅资料》微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的氯化钯黄色试纸,会立即变蓝;而CO2遇该试纸不变色
《设计方案》化学兴趣小组在老师的指导下,设计下图所示实验,通过观察装置B、装置C的实验现象,验证猜想。
《实验探究》完成下列实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论及化学方程式 |
挤压混合气体的储气罐,随即打开弹簧夹,通入混合气体。 观察装置B、装置C中的现象 |
装置B中的现象是: (11) 装置C中的现象是: (12) |
混合气体既有CO2,也有CO。 装置C中反应的化学方程式为: (13) |
有同学设计如下装置设计来验证研究结果。请你完成下列问题:
(1)确认混合气体中存在CO、CO2实验结论的实验现象是 (14)
(2)写出装置D中发生反应的化学方程式 (15)
(3)装置A和C都是将气体通入澄清石灰水,但作用是不同的,请分别写出装置A和C中澄清石灰水的作用 (16) 、 (17)
(4)你认为第2套装置有哪些不合理之处: (18)
(5)上述2套装置都有一个共同的缺陷。请你提出改进方法,画出需添加的仪器,并作必要的文字说明 (19)
注射器是一种普通的医疗器械,但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量,进行了如下探究活动:
[查阅资料] 白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,两种物质的燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,能与空气中的水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
[设计实验] 设计了如图的装置进行探究活动。
[步骤与现象]
①测量试管的容积为50mL;②检查装置的气密性良好;③装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器;④用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象;⑤燃烧结束,试管冷却到室温后打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
[反思与交流]
(1)兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是。
(2)小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下,观察活塞位置时,最好将试管和注射器整体横放,小华同学的理由是。
课本“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。 |
试管中均产生气泡,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。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的 和在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(3)写出氧化铁催化过氧化氢溶液分解的符号表达式。
【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。
【实验拓展】
(1)查阅资料得知:CuO、CuSO4、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是(填序号)。
A.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
(2)实验创新是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3ml(密度为1g/ml)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥管的进气管的管壁上。
②点燃橡胶塞上棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃。
对该创新实验的评价,你认为不合理的是(填序号)。
A.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
“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。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,催化效果如何?
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。 |
试管中均产生气泡,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。 |
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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)由实验Ⅰ你可以得出的结论是;
(2)实验II、III证明:氧化铁的和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符号表达式;
【实验评价】
(4)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。
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外,还有其它因素吗?以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 |
H2O2溶 液浓度% |
H2O2溶液体积/mL |
温度℃ |
MnO2的用量/g |
收集氧气的体积/mL |
反应所需 的时间/s |
① |
5 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
③ |
30 |
5 |
35 |
0 |
2 |
49.21 |
④ |
30 |
5 |
55 |
0 |
2 |
10.76 |
(5)通过实验①和②对比可知,化学反应速率还与有关;从实验和对比可知,化学反应速率与温度的关系是:;
(6)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是:。
有人提出运用高科技可以使水变成汽油,小明认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。以下是小明的实验探究过程。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断,水是否可以变成汽油?
【猜想与验证】(1)探究水的组成。实验装置示意图如图:
|
通电一段时间后,经过检验可知,试管1中的气体是 。该反应的符号表达式为 。
该实验说明:水是由 组成的(写名称)。实验步骤 |
实验现象和化学方程式 |
实验目的 |
①点燃使用汽油作燃料的油灯 |
||
②将光洁干冷的小烧杯罩在油灯火焰的上方 |
现象:小烧杯内壁出现小水珠 |
证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水 |
③将内壁蘸有 的小烧杯罩在油灯火焰的上方 |
现象: |
证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳 |
该实验说明:汽油的组成中肯定含有的元素有 (写元素符号)。
【得出结论】因为汽油和水的组成元素不同,所以水不能变成汽油。
下列图( I )是部分常用化学仪器或装置,图(Ⅱ)是部分“微型”化学仪器或装置(用 “微型”仪器做实验,其试剂用量和废物排放量是通常用量的l/10或更少,符合绿色化学的理念)。对比图(I)和图(Ⅱ)回答以下问题:
⑴图( I )中A、B的名称分别是、;
⑵用图(Ⅱ)中的“微型”仪器做实验,固体只需极少量、液体用量也很少(或只需1~2
小滴),相对用图(I)仪器做实验的优点是、、(填序号):
①节约药品用量②能完全消除实验污染
③方便个人或家庭实验④若需加热也能节约燃料
⑶图( I )中的C装置的作用相当于图(II)中的装置(填字母),它们在实
验操作上的共同优点是通过控制来控制反应速度。