探究一:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4。某兴趣小组用草酸晶体制取CO,并进行了如下图所示实验。试回答:
【查阅资料】草酸晶体(H2C2O4·3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解生成CO2和CO。
(1)实验前应先 。
(2)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A中试剂是 、C中的试剂是 (填字母编号)。
a.浓硫酸 b.澄清的石灰水 c.氢氧化钠溶液
(3)F装置的作用是 。
(4)某同学认为图示装置有不足之处,改进的方法是 。
某研究性学习小组查阅资料得知:
焦炭(主要成分是碳单质,杂质不与水反应)与水蒸气在高温条件下反应,能产生一种俗称为水煤气的气体燃料(水煤气中不含甲烷等有机物)。
为探究水煤气的成份,该小组开展了如下活动:
(1)设计焦炭与水蒸气反应的装置,见图1(图中夹持仪器和加热仪器已省略)。
(2)作出假设:依据所学知识分析,水煤气中一定含有水蒸气,可能含有H2、CO、CO2。
(3)实验探究:同学们为探究水煤气的成份,设计了如下实验装置(图2)并进行实验。
请分析图2所示装置的实验原理,填写下表中的空格:
仪器编号 |
所盛试剂的名称 |
试剂或装置的作用 |
A |
检验是否有CO2 |
|
B |
浓硫酸 |
吸收水分 |
C |
||
D |
(4)结果分析:实验证明水煤气中有H2、CO、CO2。
①能证明CO2存在的现象是。②能证明CO存在的现象是。
③能证明H2存在的现象是。
小明买了一种“汽泡爽”的冲调饮料。小明观察了饮料说明后,他借助化学实验的方法,探究“汽泡爽”产生气体的成分,以及加水温度对产生气体量的影响。
【饮料说明】①主要原料:柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3);
②使用说明:将一包“汽泡爽”粉末倒入玻璃杯中,加入200 mL冷水,看到有大量气泡快速生成,待粉末完全溶解,就得到一杯果味饮料。
【实验一】探究“汽泡爽”产生气体的成分。
(1)小明阅读资料发现:“汽泡爽”原料中的柠檬酸(C6H8O7)和小苏打(NaHCO3)粉末混合后加水,可以发生以下反应,填写生成气体的化学式。
3NaHCO3 + C6H8O7 ="===" C6H5O7Na3 + 3H2O + 3↑
(2)为了检验该气体,小明选择的试剂是。写出该反应的化学方程式_________________________________________________。
【实验二】探究加水温度对产生气体量的影响。
(1)小明先用冷水和热水各冲了一杯饮料,品尝时发现冷水冲的饮料中气泡较多,热水冲的饮料中气泡较少。当他摇动杯子时,发现有大量气泡从水中逸出。他查阅资料发现:随着温度升高,气体在一定量的水中溶解的量会迅速降低。于是小明设计了如下实验方案,请填写表中空白。
实验序号 |
加入水的体积 |
加入水的温度 |
收集到的气体的体积 |
1 |
200 mL |
15℃ |
a(待记录) |
2 |
50℃ |
b(待记录) |
(2)在老师的帮助下,小明采用相同的两套实验装置(如下图)分别完成上述实验,在A中加入水,再加入一袋“汽泡爽”,迅速塞紧胶塞。量筒C用于收集A中产生的气体所排出的液体,冷却至室温后读取数据。B中油层的作用是。
A B C
(3)通过实验,小明测得:a =" 64" mL,b =" 132" mL,由此获得结论:“汽泡爽”产生气体的量与加水温度有关系。但是老师看到小明的实验报告后却指出:两套装置中,“汽泡爽”产生气体的总量应该近似相等,与温度关系不大,其本质原因是。
(4)通过反思,为了证明老师的观点,小明继续利用(3)中已反应完的两套装置,又做了一步实验,发现两套装置最终收集到的气体的总量确实相近,他的实验操作是。
甲、乙两位同学分别用右图所示装置进行实验。
(1)甲同学验证燃烧的条件。取一小块白磷放入广口瓶中,一段时间白磷没有燃烧,然后从分液漏斗中加入适量的________,白磷仍然没有燃烧,再从a管通入________,白磷发生燃烧,该实验________(填“能”或“不能”)证明可燃物燃烧需要与氧气接触、温度达到着火点这两个条件。
(2)乙同学验证二氧化碳与水的反应。为验证使石蕊变色的物质是碳酸而不是水或二氧化碳,应该采取的实验操作顺序是_____________(填序号,可重复选用)。
① 从b端通氮气 ②将用石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中
③ 从a端通二氧化碳 ④从分液漏斗中滴加适量水
化学兴趣小组同学发现实验台上按如下顺序摆放着7瓶不同的无色溶液(如图所示),其中4、5号试剂瓶标签破损。
【提出问题】这两瓶试剂的成分分别是什么?
【查阅资料】①碱性的亚硫酸钠(Na2SO3)溶液、Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液均可发生复分解反应,产生白色沉淀。
②Na2SO3 + 2HCl="2NaCl" + SO2↑ + H2O。
③CO2与SO2均可以使澄清石灰水变浑浊。
【作出猜想】根据受损标签的信息,推测4、5号溶液可能分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液、Na2SO3溶液或NaCl溶液中的一种。
【实施方案】各取少量4、5号溶液于试管中,分别进行下列两组实验。
【继续实验】为了进一步确定4、5号溶液的成分,同学们分别取少量4、5号溶液于试管中继续实验。
【实验反思】同学们经过分析认为4号溶液还可能是变质的NaOH溶液。于是设计了以下实验方案进行验证。请完成下列实验报告。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
4号溶液是部分变质的NaOH溶液。 |
同学们通过查阅资料知道,过氧化氢分解反应的催化剂除二氧化锰外,还有氯化铁溶液、氯化铜溶液中的金属离子和土豆中含有的过氧化氢酶。同学们通过如下实验进行相关研究。
实验一:验证二氧化锰能加快过氧化氢的分解速率
分别取5 mL 5%的过氧化氢溶液于两支试管中,向B中试管内加入少量二氧化锰(如上图所示)。A中带火星的木条不复燃,B中带火星的木条复燃,实验证明二氧化锰加快了过氧化氢的分解速率。A中木条不复燃的原因是,B中反应的化学方程式是。
实验二:研究催化剂的某些因素对过氧化氢分解速率的影响
方案Ⅰ:分别取20 mL 5%的过氧化氢溶液于3个大小相同的锥形瓶中。向其中两个锥形瓶中分别加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液,分别连接传感器测体系压强(如右图所示)。测定数据如下表所示:
![]() 试剂压强/KPa |
0 |
60 |
120 |
180 |
240 |
300 |
20mL 5%的过氧化氢溶液 |
101.86 |
102.99 |
103.42 |
103.67 |
103.99 |
104.00 |
加入氯化铁溶液 |
102.21 |
105.35 |
115.40 |
129.69 |
145.52 |
163.99 |
加入氯化铜溶液 |
101.50 |
102.73 |
107.53 |
114.78 |
122.49 |
130.39 |
(1)加入含相同数目金属离子的氯化铁溶液和氯化铜溶液,该步操作的实验目的是。
(2)根据上表数据得出的结论是。
方案Ⅱ:从同一部位取2个质量均为1.7 g的正方体土豆块,将其中一块切成若干片,片与片相连不断开,同时分别放入盛30 mL 5%过氧化氢溶液的50 mL量筒中。均看到有气泡生成,一段时间,只有土豆片不断上升。通过实验得出的结论是。
【实验反思】通过实验一和实验二说明,测量不同的物理量可判断过氧化氢的分解速率。
下列做法中能比较过氧化氢的分解速率的是(填选项序号)。
A. 测量完全反应后气体的总体积 B. 测量相同时间内产生气体的体积
C. 测量相同时间内体系压强的变化 D. 测量相同时间内溶液质量的变化