呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠(Na2O2)作供氧剂。为了探究其反应原理,兴趣小组同学在教师的指导下,进行了如下探究:
[设计实验] 小明同学想通过下图所示装置探究过氧化钠与二氧化碳的反应,并验证反应产物。
(1)A是二氧化碳气体的发生装置,应选用图中的_________(填“甲”或“乙”)装置。实验室制取二氧化碳的化学方程式为________________________________________;
(2)检验E装置试管内收集到的气体,待E中试管气体收集满后,把试管移出水面,向试管中伸入燃烧的木条,发现_______________,证明生成的为O2。
(3)B中浓硫酸的作用是________________________________________________________;
(4)检验C中反应后剩余固体的成分:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量C中反应后的固体于试管中 ②向试管中滴加少量稀盐酸 ③_____________________________ |
a________________ b溶液变浑浊 |
反应后生成的固体是碳酸钠 |
(5)请写出过氧化钠(Na2O2)与二氧化碳反应的方程式:
_____________________________________________________________________。
科学研究小组的同学在用一定浓度的硫酸溶液处理废金属材料(主要是生铁、镀锌铁皮)时,溶液发烫并闻到了刺激性气味,这种反常现象引起了同学们的思考。从组成物质的元素角度分析,他们猜测气体可能是SO2、CO、CO2、H2中的一种或几种。为了确定该气体的成分,他们进行了如下探究。
查阅资料:
Ⅰ. SO2、CO2都能与碱溶液反应生成盐和水,CaSO3难溶于水;
Ⅱ. SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应并使它褪色,上述其它气体不能。
实验探究:
(1)甲同学为了验证处理废金属材料产生的气体中是否含有CO2,把它直接通入澄清石灰水,并观察实验现象。 乙同学认为甲同学的做法不合理。请用化学方程式表示其原因。
(2)同学们设计了一套合理的实验装置,如下图所示(铁架台已略去)。请你从下列试剂中选择所需药品并完成实验(药品可重复选用):澄清石灰水,氢氧化钠溶液,酸性高锰酸钾溶液,浓硫酸,无水硫酸铜,碱石灰 (假设每步反应都是完全的)
①写出E装置中试剂的名称或化学式。
②若观察到(填装置序号)中澄清石灰水变浑浊, 证明原气体中有CO2;
③若观察到现象, 证明原气体中有H2,无CO。
某同学阅读课外资料得知: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,于是他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】他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)上述实验应测量的“待测数据”是。
(2)若实验②比实验①的“待测数据”更(填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。
(3)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】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
【评价设计】你认为小雨设计实验③和实验②对比的目的是。
气体分子之间的间距比较大,所以容易被压缩。某同学想:当气体的质量一定时,气体压缩,体积减小的时候,气体压强将会怎样变化呢?
(1)他提出了两个猜想:
猜想A:一定质量的气体,压缩体积,压强减小;
猜想B:一定质量的气体,压缩体积,压强增大。
但经仔细一想,该同学马上否定了自己的猜想A。
你认为该同学否定猜想A的理由是:。
(2)进一步思考:压强和体积的变化满足什么样的关系呢?
他找来一个注射器和一个气压计,在注射器里边封了30ml空气(不计注射器活塞重力和摩擦,注射器完全密封,大气压强P0=1.0×105Pa)。
查阅资料得知:气体被压缩的时候,内能增加,温度上升也引起压强的变化。所以在下面的实验过程中要注意控制相同。
以下是该同学实验时记录的数据:
实验次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
体积(ml) |
30 |
25 |
20 |
15 |
10 |
压强(×105pa) |
1 |
1.2 |
1.5 |
V |
3 |
(3)表格中V=;
(4)分析以上数据,写出一定质量气体的体积和压强定量关系。
同学们发现NaOH溶液与NaHCO3溶液混合后无明显现象,产生疑问:两种物质是否发生了化学反应?在老师的帮助下,他们通过以下探究过程证明NaHCO3溶液与NaOH溶液发生了反应。
(1)实验准备
①查阅资料:NaHCO3+NaOH=====Na2CO3+H2O
②用一定溶质的质量分数的NaHCO3、NaOH和Na2CO3三种溶液进行如下实验,为设计实验方案提供参考。
NaHCO3溶液 |
NaOH溶液 |
Na2CO3溶液 |
|
加入稀盐酸 |
现象Ⅰ |
无明显变化 |
产生气泡 |
加入澄清石灰水 |
溶液变浑浊 |
无明显变化 |
现象Ⅱ |
加入CaCl2溶液 |
无明显变化 |
溶液变浑浊 |
溶液变浑浊 |
加热溶液至沸腾,将 气体通入澄清石灰水 |
澄清石灰水 变浑浊 |
澄清石灰水 无明显变化 |
澄清石灰水 无明显变化 |
表中的现象Ⅱ为_________
(2)实验过程
【实验1】证明反应生成了Na2CO3
同学们选用上表实验中的药品,设计了如图所示实验,先在NaHCO3溶液中加入A溶液,无明显现象,再滴加NaOH溶液,溶液变浑浊,则A溶液是__________。
有同学提出这个实验不足以证明有Na2CO3生成,其理由是_________。
【实验2】证明反应后NaHCO3不存在
同学们参考上表中的实验,又设计了一个实验,虽然没有观察到明显的实验现象,但可以证明反应发生了,该实验方案是________。
某研究性学习小组在实验中发现:不仅碱溶液可以使酚酞溶液变红,Na2CO3溶液也能使酚酞溶液变红。碱溶液可以使酚酞溶液变红是因为碱在水溶液中解离出OH-,那么Na2CO3溶液中究竟是哪种粒子可以使酚酞溶液变红呢?为此他们设计了如下图所示的3个实验,请你和他们一起探究。
(1)实验Ⅰ可以证明____________________________________。
(2)实验Ⅱ加入蒸馏水的目的是____________________________;小组内有同学认为实验Ⅱ没必要做,你认为他们的理由是______________________________________。
(3)实验Ⅲ滴入Na2CO3溶液,振荡,酚酞溶液变红,向变红后的溶液中再逐渐滴入过量的CaCl2溶液,红色逐渐消失,同时还观察到_____________________________________。
由实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ得出结论:CO32-可以使酚酞溶液变红。
(4)小组同学在与老师交流上述结论时,老师说:“其实Na2CO3溶液能使酚酞溶液变红也是由于溶液中存在OH-”。你认为Na2CO3溶液中存在OH-的原因是______________________________________。