已知碳酸易分解,草酸与碳酸有相似的化学性质,在受热的条件下草酸也会分解,仅生成三种氧化物,我校研究性学习小组对此展开探究:
[提出问题]生成的三种氧化物是什么?
[查阅资料]无水硫酸铜是一种白色粉末物质,遇水变成淡蓝色硫酸铜晶体.化学方程式为:
CuSO4(白色粉末)+5H2O=CuSO4•5H2O(蓝色晶体)
[提出猜想]生成的氧化物中有H2O、CO2和CO。
[实验探究]张亮将生成的气体,依次通过如图所示装置,验证猜想。
(1)观察到A中 ,证明生成物中有水。
(2)B中澄清石灰水变浑浊,证明 。
(3)D中红色粉末是 (填化学式),实验现象 。
[交流讨论]
陈军认为:张亮不需要E装置也能够推断出生成物中有一氧化碳.你是否支持陈军的观点: (填“支持”或“不支持”),请说出你的理由: 。
陈军还认为:从环保的角度来看,此装置有一个缺陷,请你指出该缺陷: 。
(一)请结合下列实验常用装置,回答有关问题.
(1)写出标号仪器的名称a
(2)如若用氯酸钾固体加热制取氧气,发生装置应选用____________(选填装置序号)。
(3)实验室用过氧化氢制较纯净的氧气,制取气体时,组装好仪器后,应先____________,再添加药品;收集氧气时,应选用的收集装置是(填字母),反应的文字表达式是 ;若选择装置H收集氧气(H中原来是空气且正放),则气体从_______管(选填“c”或“d”)进入;
(4) 图中D装置比B装置多用一支小试管,D装置的优点有
①可控制反应的开始和结束 ②节约药品 ③可形成液封防止漏气
(二)实验是科学探究的重要方法,如图是测定空气中氧气含量实验的装置图,请结合图示回答有关问题.
(1)根据下表提供的实验数据,完成下表.
硬质玻璃管中 空气的体积 |
反应前注射器中 空气体积 |
反应后注射器中 气体体积 |
实验测得空气中 氧气的体积分数 |
25mL |
15mL |
9mL |
(2)不断推拉注射器的目的是
(3)若实验测得的结果偏小(氧气的体积分数小于21%),可能的原因有哪些?(列举一条)
(4)反应结束后要将气球内的气体挤出,否则测得的结果 (填偏大、偏小或不变)
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
(1)写出红磷燃烧的符号表达式 。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内气体的 减小,烧杯中水倒吸到集气瓶。
【问题提出】
有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测定结果与理论值往往相差较大。
【实验改进】
Ⅰ. 甲同学根据铁在空气中生锈的原理设计图2实验装置,再次测定空气中氧气含量(装置中装铁粉的纸袋浸有浓食盐水,会加速铁生锈)。
Ⅱ. 乙同学经过思考,在图2的基础上设计了图3实验装置,实验测得实验数据如下表:
时间/h |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
压强/KP |
101.6 |
89.7 |
85.4 |
83.3 |
82.2 |
81.] |
81.2 |
81.2 |
81.2 |
【交流表达】
(1)根据表中数据计算,改进后测得空气中氧气的体积分数是 (结果精确到0.1%)。
(2)从实验原理角度分析,图2的实验结果比图1准确度更髙的主要原因是: 。
【实验反思】
许多同学用改进前图1装置得出的结论却也与理论值相差不大,其主要原因是:
用图甲所示的电解水装置来测定水的组成。
【实验步骤】
(1)按图安装好装置,检验装置气密性。
(2)在U型管中装入水(水面略低于支管口)。
(3)取下注射器,打开电源一段时间后,关闭电源。
(4)将注射器活塞推到顶后连接注射器,再次打开电源。
当注射器二中活塞停留在10mL刻度时,关闭电源。
(5)检验气体。
【实验结论】水是由 组成的。电解水的符号表达式 。
【问题讨论】
(1)实验开始时先打开电源通电一段时间后再接上注射器的目的是 。
(2)实验结束时注射器一中活塞停留在 刻度处。将该注射器带上针头,移向燃着的木条旁,推动活塞,现象是 。
(3)水电解的过程可用下列图示表示。粒子运动的先后顺序是 。
在“空气中氧气含量的测定”实验探究中,
① 甲同学设计了如图1的实验方案:在集气瓶内放足量红磷,塞紧橡皮塞,用放大镜聚集太阳光来引燃红磷,待红磷火焰熄灭且集气瓶冷却至室温后,打开止水夹。如果实验成功,那实验过程中观察到的主要现象有(11) 。
② 乙同学设计了如图2的实验方案:将足量镁粉点燃后放入钟罩装置进行实验,写出镁粉与氧气反应的化学方程式(12) 。燃烧完毕冷却后水几乎占满整个钟罩,已知镁是一种很活泼的金属,请推测产生这一现象的可能原因(13) 。如果将图2中镁粉换成碳粉进行相同实验,则 (14) (能或不能)用来测定空气中氧气的含量。
③ 丙同学设计了如图3的实验方案:反应容器是由两个针筒和中间的玻璃管组成的密闭系统,容器内留有30mL空气。加热等铜丝的温度升高后,交替缓缓推动两个注射器活塞,观察到亮红色的铜丝表面覆盖着一层黑色物质(反应方程式:2Cu+O2 2CuO),实验数据记录如下:
反应前容器内空气体积 |
反应后容器内气体体积 |
30mL |
X mL |
I.反应后容器内气体体积X理论上为(15) mL。
II.如果反应结束后测得容器内气体体积为28mL,假设装置气密性完好,那造成实验有误差的原因可能是(16) (试举一个即可)。
④ 十八世纪法国化学家拉瓦锡为了研究空气的组成设计的实验如图4,实验原理是汞与氧气在加热条件下会反应生成红色的氧化汞粉末。当年拉瓦锡在观察到汞表面浮起红色渣滓后,还继续加热了12天才停止实验,他这样做的理由是(17) 。
某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究。
(1)常见金属活动性顺序如下,填写相应的元素符号:
某同学用硫酸铜溶液把“把铁刀变成铜刀”,其反应的化学方程式为_______________,该反应的基本反应类型为_________.
(2)将一定质量的锌粒投入含有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,则滤渣中一定含有_____,可能含有______.
(3)将等质量的镁、铁、锌三种金属分別放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中.生成H2的质量与反应时间的关系如图所示.金属X是______(填化学式,下同),反应后可能已经反应完的金属是______,﹣定有剩余的金属是_____
(4)兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用图甲所示装置进行实验,对生成气体的成分进行探究.
【提出问题】生成的气体中是否含有一氧化碳?
【实验与讨论】
①打开K,缓缓通入干燥的氮气一段时间,
②关闭K,加热至一定温度使之反应,用气囊收集气体样品.
③除去气体样品中的二氧化碳,并将剩余气体收集在集气瓶中,下列装置中最为合理的是______.(填字母)。(注:氢氧化钠能与CO2反应,但不能与CO反应,CO2的密度约1.5g/l,CO的密度约为1.25g/l)
【实验求证】
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥,仍然用图甲所示的装置进行实验,A中的固体应选用_______,B中溶液为澄清石灰水,若A中黑色固体出现了红色,B中澄清石灰水_________,可说明气体样品中含有一氧化碳.
【实验反思】
经过一系列的实验后测得集气瓶中液体里含碳元素0.24g,量筒中液体的读数为96ml,则反应时消耗氧化铜的质量为____g。