实验室常用下列装置来制取氧气:
(1)写出上图中带标号仪器的名称:① ,② 。
(2)用双氧水和二氧化锰来制取氧气时,可选用的发生和收集装置是 (填序号),其中二氧化锰起 作用。
(3)用高锰酸钾制取氧气时,可选用的发生装置是 (填序号),发生反应的化学方程式为 。
(4)检验集气瓶里的气体是否为氧气的方法是 。
世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究。
探究一:铁丝燃烧
如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端系上粗铜丝,另一端系一根火柴杆,点燃火柴杆待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中。观察到:Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈;Ⅲ中铁丝没有燃烧。
(1)集气瓶中加入少量水的作用:。
(2)为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧 。
(3)分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因。
探究二:铁粉腐蚀的条件
如图2所示,将所有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶(容积为146 mL)。当温度恢复至室温,量筒内水面高度不变时读数(此时广口瓶内氧气含量几乎为零),记录量筒的起始和最终读数以及所需时间如下表:
序号 |
样品 |
量筒起始读数/ mL |
量筒最终读数/ mL |
所需时间/ min |
① |
1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水 |
100 |
72 |
约120 |
② |
1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl |
100 |
72 |
约70 |
③ |
(4)实验①和②说明NaCl可以(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的过程。
(5)实验开始后,广口瓶温度上升,说明铁锈蚀是(填“放热”或“吸热”)过程。
(6)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,实验③表格空白处样品的组成是。
(7)该装置还可能用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算得出空气中氧气的体积分数约是%(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因。
化学实验室要从X、银、铜、锌四种金属混合物中分离某贵重金属。流程如下:
请回答:
(1)四种金属的活动性顺序由强到弱的是;
(2)写出步骤②中产生气体的化学方程式;
(3)写出步骤③中的反应现象;
(4)滤液C中一定含有的溶质是可能含有的溶质是;
某实验小组的同学在整理实验仪器时,发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后,同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物(反应完全),从中可以回收得到MnO2。小组同学将黑色固体取出,并对其进行了探究。
【查阅资料】
①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾(KClO3)固体的混合物制取氧气,同时生成氯化钾。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾溶于水,其水溶液呈绿色。
Ⅰ.探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一:H2O2制取氧气;猜想二:KClO3制取氧气;猜想三:。
根据所学知识判断,猜想一不成立,理由是_________________。
【进行实验】
取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想成立,理由是。
Ⅱ.探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一:是反应物;猜想二:是催化剂。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
固体融化,产生少量气体,木条上的火星变亮。 |
2、取12.25g氯酸钾和2.55g二氧化锰混合均匀后在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 |
_______________。 |
3、待反应完全后,将试管中的剩余物加足量的水溶解,过滤,并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 |
称量固体的质量是_____g |
【实验结论】猜想二成立,二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用。
【反思与交流】
小贝同学提出,前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为①。
经过讨论,大家设计了一个补充实验,证明了猜想二成立,请你写出实验操作②。
某同学在电视寻宝节目中,看到一些铜制文物上有绿色的锈迹,并对绿色锈迹产生了探究兴趣。
【查阅资料】
①绿色锈迹是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3],受热易分解。
②无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝。
③碱石灰是CaO和NaOH的固体混合物,NaOH与CO2反应生成碳酸钠固体和水。
④氧化铜与稀硫酸反应生成蓝色溶液,碳粉不与稀硫酸反应也不溶解在稀硫酸中。
【发现问题】
查阅资料后,该同学将少量碱式碳酸铜放入试管中加热,发现试管中的固体由绿色变成黑色,同时试管壁上有无色液滴生成。
为了进一步确定碱式碳酸铜受热分解的产物,进行了如下探究:
探究一:碱式碳酸铜受热分解生成的黑色固体的成分。
【猜想与假设】该黑色固体可能是①碳粉;②;③碳和氧化铜的混合物。
【设计方案】请帮助该同学完成下述实验报告。
实验操作与现象 |
实验结论 |
猜想②正确 |
探究二:碱式碳酸铜受热分解还会生成CO2和H2O。
【进行实验】选择如下图所示装置进行验证。
步骤一:连接A和B,打开活塞,通入一段时间的空气。
步骤二,关闭活塞,依次连接装置A→B→→(填“C”、“D”)。
步骤三:点燃酒精灯,观察到明显现象后,停止加热。
【解释与结论】
①当观察到,说明碱式碳酸铜受热分解生成了CO2和 H2O,写出C中反应的化学方程式。
②Cu2(OH)2CO3受热分解的化学方程式。
【反思与评价】
上述装置中A的作用是。
(本题7分)某校化学兴趣小组经查阅资料得知:铝是重要的轻金属,广泛应用于航空、电讯和建筑等领域。铝也有其特殊的性质:①铝的熔点是660℃,氧化铝的熔点高达2054℃。②铝虽比锌活泼,但是将铝和锌分别投入稀硫酸中,铝比锌反应慢得多。③尽管铝表面致密的氧化膜能使铝与其周围的介质(空气、水)隔绝,但“奇怪”的是铝制容器仍不能用来盛放和腌制咸菜。为此该小组进行了“铝表面氧化膜”的探究实验,其过程如下,请完成填空:
【实验1】用坩埚钳夹住一块擦去氧化膜的铝片,放在酒精灯火焰上灼烧,铝片表面接触火焰的部分变暗片刻后变软;轻轻摇动,会左右摇晃,却不像蜡烛那样滴落。
问题:
(1)请写出在空气中灼烧铝片的化学方程式;
(2)铝片接触火焰的部分不像蜡烛那样滴落的原因是。
【实验2】取2条未用砂纸打磨过的铝片,一片浸入CuCl2稀溶液中,其表面很快析出较多红色粉末状固体;而另一片浸入CuSO4稀溶液中现象一直不明显。
问题:试猜测产生这种现象差异的因素是
【实验3】用砂纸打磨一铝片使其表面较粗糙,再将其放入CuSO4稀溶液中,直到2-3分钟后,铝片表面才有少量红色固体附着。
问题:试写出铝片表面附着红色固体的化学方程式:;
【实验4】向实验2的CuSO4稀溶液中滴入3-5滴NaCl稀溶液,铝片表面逐渐有红色固体析出。
【实验5】向实验2的CuSO4稀溶液中滴入3-5滴Na2SO4稀溶液,铝片表面现象一直不明显。
问题:根据实验2、3、4、5的现象可以得出的结论是。