(16分)请你参与下列探究。
【问题情景】某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时,有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望,生成的是什么气体呢?
【提出猜想】从物质组成元素的角度分析,放出的气体可能是SO2、O2、H2。
【查阅资料】SO2易溶于水,它能与NaOH溶液反应,生成Na2SO3。
【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:
(1)甲同学认为是O2,则检验方法是 。
(2)乙同学认为是SO2,则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式: 。
(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体。
如果放出的是O2和H2的混合物,你认为方案中的安全隐患是 。
丙同学认为:为确保安全,实验前应先进行验纯操作。
【实验探究】经丙同学确认安全后,小组同学首先对装置A进行称量,再将收集到的气体从a通入,过一会儿点燃B处酒精灯;一段时间后,发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色;停止通气,再次称量装置A,发现质量不变。
结论:(1)铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是 。
(2)写出该气体与CuO反应的化学方程式: 。
【思维拓展】
(1) 由上述实验可以推出,硫酸铜溶液显 (选填“酸”或“碱”)性。
(2) 不通过称量,如何判断SO2与NaOH溶液发生了反应呢?有一同学设计了右图所示的装置进行实验,发现试管内液面上升,就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨,理由是 。要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的实验是 。
图Ⅰ是小红按课本进行的一个化学实验,在实验时同学们闻到了一股难闻的刺激性气味.于是小明对原实验装置进行了改进,装置如图Ⅱ.
实验操作:
a:向B、C、E三支试管中分别加入5 mL的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞溶液,振荡,观察溶液颜色.
b:在A、D试管分别加入2 mL浓氨水,立即用带橡皮塞的导管按实验图Ⅱ连接好,并将D试管放置在盛有热水的烧杯中,观察几分钟.
分析讨论:
(1)E试管放有酚酞溶液的目的是.
(2)进行操作b时观察到的现象是.
(3)由此可以得到的实验结论是①,②.
(4)对比改进前的实验,改进后实验的优点是.
根据下列装置图回答问题(装置图用序号填空)。
(1)写出编号①和②仪器的名称:①②
(2)实验室加热KMnO4制O2时,应选用做气体发生装置。
反应的化学方程式为;,可用装置E收集氧气的原因是。实验室制取H2时,应选用做气体发生装置。已知MnO2固体和浓盐酸混合共热可制得氯气(Cl2),则应选用做气体发生装置。
(3)有一名同学欲用F装置收集H2,则H2应从导管口通入。另一同学欲用G装置收集氧气,则O2应从导管口通入。
(4)实验室若用B装置来制取二氧化碳时,往长颈漏斗中应加入,反应的化学方程式为 ,若用F来收集二氧化碳,二氧化碳应从进入(选“a”或“b”) 。检验二氧化碳的方法是,其反应的化学方程式。
(1)某同学设计了如图所示的实验探究酒精中所含元素的种类。点
燃酒精灯,在火焰上方罩一个冷而干燥的漏斗,将导气管插入盛有澄清石灰水的烧杯内,观察到漏斗内有水珠出现;澄清石灰水变浑浊。综合分析,酒精中一定含有元素和元素。
(2)该同学同时发现酒精与蜡烛一样,燃烧时都有明亮的红黄色火焰,他联想到铁在氧气中燃烧、镁条在空气中燃烧却没有火焰。该小组同学进行了如下探究。
①探究Ⅰ:蜡烛燃烧产生火焰的原因是什么?
点燃蜡烛,将玻璃导管一端伸入焰心,导出其中物质,在另一端导管口有“白烟”产生,点燃“白烟”,也有火焰产生(如右图所示)。由此可知:蜡烛燃烧产生的火焰是由(填“固态”或“气态”)石蜡燃烧形成的。
②探究Ⅱ:物质燃烧产生火焰的根本原因是什么?
【查阅资料】
物 质 |
熔点╱℃ |
沸点╱℃ |
燃烧时温度╱℃ |
石蜡 |
50∽70 |
300∽550 |
约600 |
铁 |
1535 |
2750 |
约1800 |
钠 |
97.8 |
883 |
约1400 |
由上表可知:物质燃烧能否产生火焰与其(填“熔点”或“沸点”)和燃烧时温度有关。由此推测:钠在燃烧时,(填“有”或“没有”)火焰产生。
③木炭在氧气中燃烧没有火焰,但生活中木炭燃烧时会产生火焰,其原因可能是
。
甲同学在用双氧水制取氧气时,误把Fe2O3粉末放入双氧水中,发现也有大量气泡产生。他联想到MnO2可作为H2O2分解的催化剂,那么Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?请你一起参与探究,并填写下列空白。
【猜想】Fe2O3能作为H2O2分解的催化剂。
【实验验证】甲同学依次设计了三个实验:
实验一:取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,伸入带火星的木条,没有复燃。说明H2O2溶液常温下缓慢分解。
实验二:在实验一的试管中加入W g Fe2O3粉末,有大量气泡产生,然后伸入带火星的木条,木条复燃。说明________________________________ _____。
实验三:待反应结束后,将试管里的不溶物滤出,并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为W g。说明_______________________________________ _____。
【实验结论】甲同学认为,Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂。
【反思评价】乙同学认为要证明甲同学的结论正确,仅做这三个实验还不充分,需要再补充一个探究实验。该实验是__________________________________。
【拓展】为探究催化剂的种类对H2O2溶液分解速度的影响,甲设计以下对比实验:
Ⅰ.将10毫升5%H2O2溶液与1.0g MnO2均匀混合制取相同体积O2所需的时间15min。
Ⅱ.将10毫升x%H2O2溶液与1.0g Fe2O3均匀混合制取相同体积O2所需的时间8min,则中x的值应为________。
实验结论:在相同条件下使用______________作催化剂,双氧水分解得更快。
小雨同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论或总结 |
||
结论 |
总结 |
|||
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。 |
二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 |
实验二 |
向盛水的试管中加入二氧化锰,伸入带火星的木条 |
二氧化锰加入水中不产生氧气 |
||
实验三 |
二氧化锰能加快过氧化氢的分解 |
(1)请你帮小雨同学填写上表中未填完的空格。
(2)在小雨的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,其目的是:;
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是:。