某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠(Na2O2)颗粒的装置”感到非常好奇,设计实验进行探究。
【提出问题】过氧化钠与人呼出的哪种气体发生反应?
【查阅资料】① 人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等。
②CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O。
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气。
【进行实验】
实验Ⅰ:验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。
(1)实验操作如右图所示。
(2)实验现象及结论:观察到 现象,可判断过氧化钠与氮气没有发生反应。
实验Ⅱ:验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。其中A装置的作用是________,发生的变化是________变化(填写“物理”或“化学”)。
(2)实验现象及结论:带火星的木条复燃;过氧 化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。
实验Ⅲ:验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。
(2)实验步骤及记录
①检查装置的气密性,向装置中加入药品。
②打开分液漏斗活塞,向A装置中缓慢加入稀盐酸。A装置中观察到的现象有 ,则A装置中发生反应的化学方程式为 。
③一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。带火星的木条复燃。过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
【实验反思】
(1)根据实验Ⅱ和Ⅲ,过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后,除生成氧气外还产生了另一种物质,该物质是________(填“单质”或“化合物”)。
(2)某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问:该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应,你认为他的理由是 。
【计算】本实验中,若提供22gCO2气体,则需要含CaCO390%的大理石多少克?(结果保留一位小数)
研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,此实验中B处宜采用的气体收集方法是: __________________。
【实验记录】
实验编号 |
1 |
2 |
反应物 |
6% H2O2 |
6% H2O2 |
催化剂 |
1g 红砖粉 |
1g MnO2 |
时间 |
152 s |
35 s |
【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____________和_____________是否改变。
我们通过对“吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验探究,可得出的结论是
(1)人体吸入的空气比呼出的气体所含的氧气______________________;
(2)人体吸入的空气比呼出的气体所含的二氧化碳_______________;
(3)人体吸入的空气比呼出的气体所含水蒸气___________________。
常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
(2)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】(1)金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水(2)信息如表格
常见铁的氧化物 |
FeO |
Fe2O3 |
Fe3O4 |
颜色、状态 |
黑色粉末 |
红棕色粉末 |
黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 |
否 |
否 |
能 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
猜想二正确 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________.
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是_______________________________.
科学探究常用控制实验条件(控制变量)进行对比实验的方法。如关于燃烧条件的探究有:可燃物、助燃物、着火点(温度)三个控制变量。
(1)某同学在探究燃烧条件的时候做了如下实验:
①把石块和木条同时放在酒精灯火焰上,这是把可燃物作为控制变量的一个对比实验,实验的结果是________________________。
②两支燃着的蜡烛分别放在两个集气瓶内,然后用玻璃片盖住其中一个集气瓶的瓶口,结果发现盖上玻璃片的集气瓶里面的蜡烛很快就熄灭了,而没有盖上玻璃片的集气瓶里的蜡烛没有熄灭。实验的结果证明____________,这个实验是把___________________作为控制变量进行的对比实验。
(2)实验证明,白磷和红磷都是可燃物。右图利用白磷和红磷进行燃烧条件的探究实验中,也运用了两个对比实验的方法。
①铜片上的白磷和红磷是把_________________作为控制变量的一个对比实验,实验的现象是_________________________,实验的结果证明__________________________。
②铜片上的白磷和水中的白磷是把____________作为控制变量的一个对比实验,实验的现象是________________________________________.
用来测定空气成分的方法很多,图1所示的是小明用红磷在空气中燃烧的测定方法。
实验过程是:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入极其瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题:
(1)上面的实验同时证明了氮气有 的化学性质。
(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能。
(3)某同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),你认为改进后的优点是:。