为进一步研究高锰酸钾的分解产物,某兴趣小组同学查阅资料,并取一定质量的高锰酸钾加热使之完全分解,然后分别进行了以下三个实验。
【实验内容】:
编号 |
实验内容 |
实验现象 |
实验结论 |
1 |
取反应后固体剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中 |
剧烈反应,放出大量热量,产生大量气体 |
固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用 |
2 |
取0.2gMnO2加入5mL a (H2O2溶液的质量分数)的H2O2溶液中 |
平稳反应,放出热量,持续产生气体 |
MnO2对H2O2分解有催化作用 |
3 |
取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中,充分溶解,过滤 |
固体完全溶解,滤纸上无黑色固体残余物 |
固体剩余物中无 b |
【实验分析】
(1)完成上表中的填空内容:a 、b ;
(2)实验2的目的是 ;
(3)同学们经过讨论,认为实验1的结论不正确,理由是 ;
【查阅资料】
Ⅰ、KMnO4受热分解时,在某条件下可能发生以下两个反应:
①6KMnO42K2MnO4+K2Mn4O8+4O2↑
②KMnO4KMnO2+O2↑
Ⅱ、相对分子质量:(KMnO4:158 O2:32)
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为 ;加热使之完全分解,若完全发生反应①,生成O2的质量为 ;若同时发生反应①②,生成O2的质量范围是 。(保留二位小数。提示:依据质量守恒定律观察)
如图装置可验证二氧化碳和氢氧化钠发生了化学反应:将等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水分别加入两瓶等量二氧化碳气体中,用
型管连接.充分反应后放在水平桌面上可观察到
型管中液面出现高度差.
(1)室温下利用此装置,你还可以研究.
A.比较氧气和二氧化碳在水中的溶解能力
B.比较氯酸钾和氯化钠在水中的溶解能力
C.比较饱和氢氧化钠和氢氧化钙溶液吸收二氧化碳气体的能力
(2)进一步思考、迁移:有变化的对比实验都可以用此装置进行探究.
用过氧化氢制氧气时,有同学对事先在烧瓶中加水产生了疑问.他提出了猜想:
猜想1:加水可以起到稀释的作用,使反应速度变缓.
猜想2:…
并根据猜想进行了实验:每次取15毫升15%的过氧化氢溶液,稀释成不同溶质质量分数,在其他条件相同的情况下进行实验.记录数据如下:
实验 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
过氧化氢溶液溶质质量分数 |
1% |
3% |
5% |
10% |
15% |
MnO2粉末用量/克 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
0.5 |
收集到500mL气体时所用时间/秒 |
560 |
186 |
103 |
35 |
12 |
反应后液体温度/℃ |
26 |
38 |
43 |
59 |
71 |
(1)实验室用过氧化氢制氧气的化学方程式是.
(2)过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速度有怎样的影响?.
(3)根据表中数据可知,该同学的猜想2是:加水可以.
同学们发现
溶液与
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
溶液与
溶液发生了反应。
(1)实验装备
①查阅资料:
②用一定溶质的质量分数的
、
和
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Ⅰ为,现象Ⅱ对应反应的化学方程式为。
(2)实验过程
【实验1】证明反应生成了
同学们选用上表实验中的药品,设计了如图所示实验,先在
溶液中加入A溶液,无明显现象,再滴加
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
生成,其理由是。为了证明有
生成,需要继续进行的操作是。
【实验2】证明反应后
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。
(3)实验反思
通过实验1和实验2说明,对于没有明显现象的化学反应,可以从两个不同的角度证明反应的发生,这两个角度是。
2012年1月,广西河池宜州市境内龙江河发生了镉浓度超标事件。根据该事件某化学活动小组开展了一次关于金属镉与铜、银活动性顺序的探究及镉污染事故处理方法的研讨活动。
查阅资料:①镉(Cd)是一种银白色金属,在化合物中通常表现为+2价②水体中镉元素通常以氯化镉的形式存在③氯化镉能溶于水,氢氧化镉难溶于水
(一)金属镉与铜、银活动性顺序的探究
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取适量镉、铜、银于试管中,加入足量 | 镉表面有气泡产生,铜、银表面无气泡产生 |
镉的活动性顺序大于铜与银 |
取适量铜于试管中,加入少量硝酸银溶液 |
, 。 |
铜的活动性顺序大于银 |
实验结论:活动性顺序:镉〉铜〉银
(二)对镉污染事故处理方法的讨论
小聪认为可用向受污染河段抛撒过量烧碱固体的方法除去氯化镉,反应原理用化学方程式表示为。小敏认为该方案虽然有效,但有缺陷,原因是。受小聪与小敏启发,你认为可以用(写俗称)代替烧碱。
小雨阅读课外资料得知: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】小雨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 |
质量 |
其他物质质量 |
待测数据 |
① |
1.2 | / |
|
② |
1.2 | 0.5 | |
③ |
1.2 | 0.5 |
(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,若衡量得到0.5
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】氧化铜还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。