为了研究质量守恒定律,设计了右图“白磷燃烧前后质量测定”的实验,请分析有关问题:
(1)装置:锥形瓶的底部铺有一层细沙,其作用是 .
(2)燃烧前称量,锥形瓶的总质量为27.6g,则右图托盘天平中游码的读数为 g.
(3)白磷燃烧:白磷燃烧过程中看到的现象是
.
(4)燃烧后称量:发现托盘天平指针偏向右边,造成的原因可能是
(5)反思:白磷燃烧 (填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律,理是 .
某校化学兴趣小组的同学对加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气实验中“二氧化锰充当的角色”进行了探究,请你参与。
资料:I、氯酸钾受热分解产生氯化钾和氧气。
II、氯化钾易溶于水,二氧化锰难溶于水。
探究活动一:二氧化锰能否改变氯酸钾受热分解的速率
(1)取适量的氯酸钾于试管中,将氯酸钾加热至熔化,将带火星木条伸入试管中,较长的时间后,木条复燃,说明氯酸钾受热能产生氧气,但是反应速率较 (“快” 或“慢”);
(2)取适量的二氧化锰于试管中,加热二氧化锰,将带火星木条伸入试管中,木条没有复燃,说明二氧化锰受热 (填“能”或“不能”)产生氧气。
(3)取氯酸钾和少量二氧化锰的混合物于试管中,加热混合物,将带火星木条伸入试管中,木条迅速复燃,说明二氧化锰能 (填“加快”或“减慢”)氯酸钾受热分解的速率。
探究活动二:氯酸钾受热分解前后二氧化锰质量、化学性质是否改变
(4)为了验证氯酸钾受热分解前后二氧化锰质量是否改变,某同学设计方案如下:
①溶解剩余固体的水要足量,目的是使 (填物质的化学式)全部溶解。
②组装过滤器时,滤纸紧贴漏斗内壁,可以使过滤速率 (填“快”或“慢”)一些,滤纸边缘要 (填“高于”或“低于”)漏斗边缘。 过滤时,要用 (填仪器名称)引流,防止浊液洒出、冲破滤纸;漏斗中液体的液面要 (填“高于”或“低于”)滤纸边缘,防止滤液浑浊;漏斗末端应该紧贴烧杯内壁,目的是 。
ƒ滤渣经过洗涤、烘干后称量,发现两次称量的二氧化锰的质量相等。
(5)请写出验证“氯酸钾受热分解前后二氧化锰的化学性质也不变”的操作和现象:_______________。
【得出结论】综合探究活动一、二的结果可知:加热氯酸钾与二氧化锰的混合物制取氧气实验中“二氧化锰充当 ”(“反应物”、“催化剂”或“生成物”)。
【反思与交流】上述实验中的滤渣若没有洗涤就进行称量,称量的质量会 (“偏大”、“不变”或“偏小”) 。
小强在回家的途中经过一鱼塘边时,发现养鱼师傅向鱼塘中撒一种微黄色的固体,鱼塘中顿时产生大量气泡,经咨询得知,这种固体的主要成分是过氧化钙(CaO2),请你与小强共同探究。
【查阅资料】CaO+H2O→Ca(OH)2。
(1)为研究鱼塘中大量气泡是何种气体所致,小强使用如右图所示的装置进行实验,打开分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生,用带火星的木条靠近P处,木条复燃,说明生成的气体是 。由此可知养鱼师傅向鱼塘中撒过氧化钙的目的是 ,仪器a的名称 。
(2)通过请教老师小强得知过氧化钙与过量水反应除生成上述气体外还会生成一种含有钙元素的化合物。开始小强假设该产物为CaO,但通过思考他很快否定了原先的假设,并重新假设生成的含钙产物为Ca(OH)2。
请解释小强否定原假设建立新假设的理由: 。
(3)小强通过实验证明了过氧化钙与水反应的确有氢氧化钙生成,请写出过氧化钙和水反应的化学式表达式: 。
(4)小强在实验时观察到烧杯中有气泡产生,由此他还得出该反应 (填吸热或放热)
在对蜡烛及其燃烧的探究实验中,小明仔细观察蜡烛燃烧时的火焰,发现火焰中不同区域的明亮程度不同,这是为什么呢?在老师的指导下小明进行了以下探究活动。
【查阅资料】
(1)可燃物的种类及组成会影响火焰的明亮程度。
(2)蜡烛主要由石蜡制成,石蜡是石油炼制后得到的固体物质,主要由多种碳氢化合物组成,这些化合物分子中的碳原子数目不唯一,其化学式通式为CnH2n+2 ,通式中碳原子数n = 18~30。
(3)碳氢化合物在常温时的状态如下表所示。
物质名称 |
化学式 |
常温时的状态 |
丁烷 |
C4H10 |
气 |
戊烷 |
C5H12 |
液(油状) |
癸烷 |
C10H22 |
液(油状) |
十八烷 |
C18H38 |
固 |
二十四烷 |
C24H50 |
固 |
(4)多数碳氢化合物在一定温度下会分裂为碳原子数较少的碳氢化合物或碳(黑色固体)和氢气。
【实验探究】
序号 |
实验目的 |
实验操作 |
实验现象 |
I |
探究哪一层火焰的温度最高 |
点燃蜡烛,把一根火柴梗平放在蜡烛的火焰中,约1s后取出观察 |
|
Ⅱ |
探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根较粗的蜡烛,取一根一端为尖嘴的玻璃导管,一端伸入火焰的焰心处,然后在尖嘴一端导管口用火柴点燃 |
导管口处出现火焰 |
III |
继续探究焰心中参与燃烧的物质的成分 |
点燃一根蜡烛,用一把带有手柄的小刀,将刀尖伸入火焰中最暗的部分,即焰心处,一段时间后取出,冷却,观察刀尖处的现象 |
冷却至室温后,刀尖处有油状液体和固体物质 |
IV |
用镊子夹住一片白瓷片,将瓷片伸入火焰中最明亮的部分,即内焰处,观察现象 |
白瓷片表面迅速变黑 |
【分析和讨论】
(1)实验I中的实验现象为 。
(2)通过实验Ⅱ,你能分析出焰心处的物质具有的化学性质是 。
(3)实验III中,冷却后小刀表面的油状液体可能是 (填物质名称),生成油状液体的原因是 。
(4)实验IV的目的是 。
(5)分析实验IV中的现象,可推断出蜡烛火焰内焰处的物质中含有 (填物质名称),由此分析内焰处最明亮的原因是 。
竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究,测定其成分。
(1)收集竹子中的气体。
小华提出:将一节竹子浸没在水中,在竹子上钻孔,用排水法收集气体。
小刚提出:可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行,于是分为A、B两组,在相同的条件下,A组采用小华的取气方法,B组采用小刚的取气方法,分别完成下面的实验。
(2)检验气体中是否含有二氧化碳气体。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论及解释 |
向所取气体中加入 |
|
有二氧化碳。化学方程式为 。 |
某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ.将X g氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】Ⅲ中X的值应为 ,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到1.0g黑色粉末,再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热,现象与实验Ⅲ相同,这些步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 和 都不变。
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的符号表达式为 。
【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。
【提出问题】②MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
(2)当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使下图 (填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。