通过实验探究的方法对未知事物进行探索是化学学习的一种重要方式。为了探究二氧化碳能与水发生反应生成具有酸性的物质。A、B两同学分别设计了探究实验的方案。
(一)A同学设计了如下一组实验:取四朵用石蕊试液染成紫色的干燥纸花,分别按图进行实验。回答下列问题:
(1)观察到纸花的颜色变化是:Ⅰ:纸花变红,Ⅱ: ,Ⅲ:纸花不变色,Ⅳ: 。
(2)该同学进行的Ⅰ、Ⅱ两项实验,说明了什么? 。
(3)该同学进行四组对比实验的目的是什么? (用文字叙述)。
(4)写出实验Ⅳ中发生反应的化学方程式 。
(二)B同学的实验方案是将二氧化碳通入紫色石蕊试液中,观察溶液的颜色变化,如图所示。可以看到紫色的石蕊试液 。得出结论二氧化碳与水反应生成了碳酸,碳酸使石蕊变红。
(三)请你对A、B两同学的实验探究方案进行评价:
(1)哪个同学的方案合理_____________;
(2)方案合理的理由是______________ ____ __。
以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃;“浓度”指溶质的质量分数)
实验序号 |
过氧化氢溶液浓度/% |
过氧化氢溶液质量/g |
温度/0C |
二氧化锰用量/g |
氧气体积/ml |
反应所需时间/s |
① |
5 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
11 |
② |
30 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
2 |
③ |
30 |
12 |
40 |
/ |
125 |
148 |
④ |
30 |
12 |
90 |
/ |
125 |
82 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应快慢与 有关;
(2)通过对比实验 和 可知,化学反应快慢与温度的关系是 .
(3)由上述实验可知,实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 .
(4)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果,请你再探究(探究一种因素即可)
催化剂在科研、医药生产和电子工业等前沿领域有着广泛应用。
(1)为探究二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用。在相同条件下,同学们按下表进行实验并记录相关数据。(其他影响实验的因素均相同)
编号 |
KClO3质量/g |
其他物质质量/g |
待测数据 |
实验1 |
2.0 |
||
实验2 |
a |
MnO2 0.5 |
① 表中a的数值应是 。
② 表中的待测数据指 (填字母序号)。
A.氧气的质量 B.反应后固体的质量
C.氧气的体积 D.单位时间内产生氧气的体积
③ 设计“实验1”的目的是 。
(2)同学们继续探究二氧化锰是否参与了氯酸钾的分解反应。
氯酸钾和二氧化锰混合加热的化学方程式为:2KClO32KCl + 3O2↑。
已知氯酸钾与二氧化锰混合加热时连续发生如下反应,试分析后按要求填空。
(I)2KClO3 + 2MnO22KMnO4 + Cl2↑+ O2↑;
(II) (用化学方程式表示);
(III)K2MnO4 + Cl22KCl + MnO2 + O2↑。
通过以上分析,同学们得出结论:二氧化锰参与了氯酸钾的分解反应。
请你参与某学习小组的下列探究活动,并回答问题。
【发现问题】小明将一支燃烧正旺的蜡烛轻轻吹灭后,发现烛芯处产生一缕白烟。
【提出问题】小明想:这缕白烟的成分是什么呢?
【猜想假设】大家展开了激烈的讨论。小亮猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的二氧化碳;小光猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的水蒸气;小明猜测白烟是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体颗粒。
【收集证据】
(1)查阅资料:烟是由固体颗粒形成的,雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低,很容易液化或汽化。二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(2)实验探究:
①吹灭蜡烛,立即用一个蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,观察到澄清石灰水 。小亮由此得出结论:白烟是二氧化碳。
②吹灭蜡烛,立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,玻璃片上没有水雾,而是出现了一些白色固体物质。小光由此得出结论:白烟不是______________。
③吹灭蜡烛,立即用燃着的木条靠近白烟,发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有可燃性,这为_________同学的猜测提供了证明,同时排除了___________同学的猜测。
【结论与解释】
(3)由以上探究结果可知:____________同学的猜测是正确的。
(4)小亮在实验时确实看到了石灰水变浑浊,但他获得的结论不正确,原因是_______________。
【反思与评价】
(5)小光同学的反思是:蜡烛燃烧产生水,由于温度高于100℃而呈气态,不会凝结成雾状,所以不应该猜测白烟是水蒸气。
(6)酒精在空气中燃烧产物与石蜡在空气中燃烧的产物相同,写出酒精燃烧的文字表达式_______________
细口瓶中装满某无色无味的液体,可能是下列液体中的一种:
①蒸馏水 ②过氧化氢溶液 ③酒精 ④高锰酸钾的水溶液。
(1)你猜想该瓶液体可能是_______________(填序号)
(2)请你运用所学过的知识,设计简单合理的实验验证你的猜想。
实验操作 |
实验现象和结论 |
利用下列所示仪器、药品(及其它必要物品)设计制取氧气和试验其性质的实验对比方案。
(1)对比加入试剂顺序对于制取氧气反应速率的影响
方法一:把二氧化锰加入装有过氧化氢溶液的试管中![]() |
方法二:把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中![]() |
现象:方法一中,立即产生大量的气泡,一会儿,产生气泡的速度越来越慢; 方法二中,持续并均匀地产生气泡; |
|
结论:方法__① ____可以得到平稳的氧气流。通过对比实验可知,对于固体和液体反应制取气体时,加入试剂的顺序对反应速率有影响,若想得到平稳的气流,应该先加___②____,(填“固体”或“液体”,下同)然后再缓缓加入 _____③_____ |
(2)对比不同反应物制取氧气的反应速率
反应物药品的名称 |
反应的文字表达式 |
填选用制取和收集装置的仪器名称 |
方法一:过氧化氢溶液、二氧化锰 |
①_____________________ |
试管(带支管)、注射器、__②____ |
方法二:氯酸钾、二氧化锰 |
③___________________ |
此空不用填 |
结论:对比两种制取氧气的方法,方法一更简单。因为同样在二氧化锰的催化剂下,该方法制取氧气反应迅速,______ ④ _________。 |
(3)对比硫在空气里与在氧气中燃烧的现象
实验名称 |
操作步骤 |
实验现象 |
硫在空气里燃烧 |
取少量的硫粉于燃烧匙中,把燃烧匙放置在外焰上加热至硫粉燃烧起来,观察现象 |
①_____________________ |
硫在氧气中燃烧 |
②_____________________ |
硫在氧气中燃烧更剧烈,发出_____③____火焰,放热,生成有刺激性气味的气体 |
结论:条件(如浓度、温度)对化学反应是有影响的。硫在空气中燃烧不如在氧气中燃烧剧烈,是因为空气中_________④_________相对较少。 |