(7分)孔雀石主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],绿色并具有浓淡的条状花纹(见右图),是矿物中最吸引人的装饰材料之一,也是人类最早冶炼铜的原料。某校课外小组同学欲在实验室验证碱式碳酸铜制铜的反应原理。
【查阅资料】
1.Cu2(OH)2CO3 2CuO+CO2 + H2O
2CuO+C2Cu + CO2 ↑
2.CuO为黑色固体,化学性质和氧化铁相似。
(1)实验l:加热分解碱式碳酸铜。装置如图所示。
①A中固体的变化为____。
②欲证明反应后有水生成,B中所盛试剂为____。
③反应结束时的操作应该是____,理由是____。
(2)实验2:木炭和氧化铜反应。
将木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀,放进试管加热,反应后将试管中的粉末倒出,有铜生成,还有少量黑色粉末剩余。该小组同学设计方案验证黑色粉末的成分。
【作出猜想】
剩余黑色粉末可能是:①氧化铜;②木炭;③木炭和氧化铜。
【实验验证】填写下表。
实验操作及现象 |
实验结论 |
|
该黑色粉末为氧化铜 |
(3)某同学探究在实际反应中,木炭和氧化铜反应生成铜时反应物的最佳质量比,设计方案如下:
|
配方l |
配方2 |
配方3 |
配方4 |
木炭质量(g) |
0.4 |
0.5 |
0.6 |
0.7 |
氧化铜质量(g) |
8 |
8 |
8 |
8 |
上述设计方案的主要研究方法是__________________。
某兴趣小组为验证质量守恒定律,做了镁条在空气中燃烧的实验。
(1)请写出镁条与氧气反应的符号表达式(或化学方程式)____________________。
(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量,认为这个反应不遵循质量守恒定律。我____________(“同意”或“不同意”)小明的观点,因为_____________________。
(3)小红按下图装置改进实验,验证了质量守恒定律,却发现产物中还有少量黄色固体。
【提出问题】黄色固体是什么呢?
【查阅资料】①氧化镁为白色固体;②镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁(Mg3N2)固体;③氮化镁可与水剧烈反应产生氨气,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
【做出猜想】黄色固体是Mg3N2
【实验探究】请设计实验,验证猜想
实验操作 |
实验现象及结论 |
【反思与交流】空气中N2的含量计远大于O2的含量,而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2,为什么呢?请给出合理的解释____________。
.小雨阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作催化剂,于是她对氧化铜产生了探究兴趣.
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略).
实验序号 |
KclO3质量 |
其他物质质量 |
待测数据 |
① |
1.2g |
/ |
_________ |
② |
1.2g |
CuO 0. 5g |
_________ |
③ |
1.2g |
MnO2 0.5g |
_________ |
(1)表中待测数据为 ,若实验②比实验①的“待测数据”更_________ (选填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率;
(2)将实验②反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到0.5g黑色粉末,再将黑色粉末放入试管中,____________(简述操作和现象)
【预期结论】氧化铜也可作氯酸钾分解的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设汁实验③和实验②对比的目的是_________
【反思】(1)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证_________________。
(2)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)。
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
【提出猜想】除MnO2、CuO外,Fe2O3也可以作KClO3分解的催化剂.
【完成实验】按下表进行实验:测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好).
实验编号 |
实验药品 |
分解温度 |
① |
KClO3 |
580℃ |
② |
KClO3、MnO2(质量比1:1) |
350℃ |
③ |
KClO3、CuO(质量比l:1) |
370℃ |
④ |
KClO3、Fe2O3(质量比1:1) |
390℃ |
【分析数据、得出结论】
(1)由实验______________与实验④对比,证明猜想合理;
(2)实验所用的三种金属氧化物,催化效果最好的是____________。
【反思】
(3)若要证明Fe2O3是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后质量和_____________不变;
(9分)科学探究是奇妙的过程,请你一起参与下列有关过氧化氢溶液制备氧气的探究实验。
(1)问题1过氧化氢溶液分解速率与催化剂种类有关吗?
在常温下,在相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液中,分别加入1g二氧化锰和x g氧化铜,测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。实验数据记录如下:
实验编号 |
Ⅰ |
Ⅱ |
反应物 |
5%过氧化氢溶液 |
5%过氧化氢溶液 |
催化剂 |
1 g 二氧化锰 |
x g 氧化铜 |
时 间 |
46 s |
84 s |
上述实验中可用排水法收集氧气,理由是 。实验Ⅰ反应的文字表达式是 ,若实验时忘了加入二氧化锰固体,结果是 。实验Ⅱ中x的值应为 。本实验中,与发生装置连接用来测量O2体积的装置可以用下图中的 (填编号)。
实验结论1: 。
(2)问题2过氧化氢溶液分解速率与反应物浓度有关吗?
实验数据记录如下:
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2体积 |
|
Ⅰ |
50.0g |
1% |
0.1g |
9mL |
Ⅱ |
50.0g |
2% |
0.1g |
16mL |
Ⅲ |
50.0g |
4% |
0.1g |
31mL |
实验结论2:在相同条件下, 。
上述实验中除了量筒外还需用到的测量仪器有 (写出其中一种)。
(3)影响过氧化氢溶液分解速率可能还与温度有关,请设计实验方案进行验证: 。
下列是初中化学的两个实验,按要求回答问题:
(1)某课外活动小组设计测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图所示:
①红磷在集气瓶中发生反应的文字表达式为
该实验可观察到的现象为
该实验中红磷稍过量,目的是
②由实验现象可得出的结论是
(2)某课外活动小组设计如图装置研究分子的性质:
① 向盛有约20ml蒸馏水的小烧杯①中加入5~6滴酚酞溶液,搅拌均匀观察到溶液
② 从上述烧杯①中取少量溶液置于试管中,向其中慢慢滴加浓氨水,观察到溶液
③ 另取一个烧杯②(如图),加入约5ml浓氨水。用一个大烧杯罩住①②两个小烧杯。过了几分钟,观察到
综合②③实验说明分子
反思:为什么两个烧杯不同时变色呢?
查阅资料:不同的分子在相同的条件下运动速率不同。
由此可根据现象推断 分子运动速率快(填氨或酚酞)。