某化学实验活动小组的同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的-优题课

化学教材 “寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】（1）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？
（2）氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好？
【实验探究】

实验步骤	实验现象
①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入a g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象。	A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中的现象
②待A试管中没有现象发生时，重新加入过氧化氢溶液，并把带火星的木条伸入试管内，如此反复多次实验，观察现象。	试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃
③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为a g。
④分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入a g氧化铁粉末，向D试管中加入a g二氧化锰粉末，观察现象。

（1）A中产生的气体是；B试管中的现象。
（2）实验②、③证明：氧化铁的和在反应前后均没有发生变化，可以作过氧化氢分解的催化剂；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式。
（4）实验设计④的目的是，若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快，由此你可以得到的结论是。

小明家的新房装修，瓦工师傅用石灰浆（主要成分是氢氧化钙）抹墙。收工时瓦工师傅把未用完的石灰浆用沙土盖上，以备第二天再用，这样做的目的是防止石灰浆因变质而失效。
（1）请你根据所学知识写出石灰浆变质的化学方程式。
（2）小明想通过实验验证石灰浆的变质情况，请你帮助小明完成以下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论
取样，加一定量的水充分溶解后，过滤。	取少量滤渣于试管中，加入足量。		反应的化学方程式为；实验的结论是该石灰浆部分变质。
取少量滤液于试管中，滴入无色酚酞试液。

（3）由此小明联想到实验室里的一些药品必须密封保存。实验室中必须密封保存的药品可分为以下几类：
①药品能与空气中的成分发生反应，如澄清的石灰水；
②药品具有挥发性，如；
③，如浓硫酸。

某学习小组做镁带在空气中燃烧实验时，发现生成物中有黑色固体。针对这一现象，他们开展了如下探究活动。请仔细阅读并完成下列探究报告。
【探究目的】探究镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中什么物质反应产生的。
【分析猜想】分析空气中各种成分，寻找猜想依据。
空气成分之一：，化学性质稳定，一般不与其他物质反应。
空气成分分之二：氧气，氧气与镁反应生成的氧化镁是白色固体。
空气成分之三：水蒸气，打磨光亮的镁带放入沸水中，表面会附有白色固体并产生大量气泡；再向沸水中滴入无色酚酞试液，呈现红色，如果将镁带放到水蒸气中，也会发生上述反应，但产生的不是黑色固体。
空气成分之四：氮气、二氧化碳。猜想：可能是镁与N₂或CO₂反应生成黑色固体。
【实验一】镁带与氮气的反应
获取氮气
（1）把空气液化，然后蒸发，先蒸发出来的气体就是氮气，这种方法属于变化，但在实验室里空气不易被液化。
（2）以下是获取氮气的方法及装置（装置中使用的固体药品均过量），其中得到氮气较纯的是。（填字母）

二、燃烧镁带，观察现象
将镁带打磨光亮，点燃，伸入盛N₂的集气瓶中，配内壁附着一层淡黄色的固体。
三、实验结论：镁与氮气在点燃的条件下发生化合反应生成淡黄色的氮化镁（Mg₃N₂）。该反应的化学符号表达式是。
【实验二】将燃着的镁带伸入盛CO₂的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，瓶内出现白色固体和黑色固体。CO₂与镁发生反应，根据所学知识猜想生成的黑色固体物质是。
【探究结论】镁在空气中燃烧产生的黑色固体是镁与空气中CO₂反应产生的。

某研究性学习小组设计了如下右图所示的装置，探究空气中氧气的体积分数，其中A是标有以cm为单位的刻度，且在0刻度正上方有一圆状缺口的圆筒状玻璃容器（带橡皮塞B），C为能自由移动的活塞。他们操作过程如下：

a检查装置气密性；
b将两个可自由移动的活塞C分别调整到左右两边刻度的10cm处；
c将过量的铜粉平铺在惰性电热板上，塞上橡皮塞B；铜和氧气能够反应生成固体氧化铜；
d通电加热铜粉，待充分反应后，冷却到原来的状况。记录两活塞C之间的距离为h；
e根据数据h列出公式，计算空气中氧气的体积分数。（注：A容器内的固态物质、惰性电热板、活塞部分所占体积忽略不计，活塞与玻璃容器之间的摩擦力也忽略不计）
（1）检查装置气密性的方法是分别移动两活塞C到左右两边刻度为10cm处，塞紧橡皮塞B，双手将两活塞C向里推，使活塞之间的距离缩小，然后松手，活塞向外移动，直到两活塞C的距离为cm时停止移动，说明装置气密性好。
（2）b—d的实验步骤中两活塞之间的距离h具体变化情况是。
（3）空气中氧气的体积分数的计算公式（含字母h）为。
（4）如果在操作d中惰性电热板没有冷却到原来温度，则e操作中计算出的实验结果比理论值偏
（“大”或“小”）。

某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行了分组实验探究。
Ⅰ组：（1）Ⅰ组同学讨论后认为，选择的药品既要能消耗氧气，又不会跟空气中的其他成分反应而且生成物为固体。他们应该选择_________（填序号），为了充分消耗容器中的氧气，药品的用量应保证_______________________。

A．蜡烛

B．红磷

C．铁丝

D．木炭

（2）小组同学共同设计下图所示的两套装置，你认为合理的是______（填序号）。为了确保实验的成功，在装药品之前应该
____________________________________________。

（3）在讨论的基础上，他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后，整理数据如下：（注：集气瓶容积为100 mL）

组别	1	2	3	4	5	6
进入集气瓶中水的体积／mL	20	21	19	20	22	19

（4）通过对实验结果的交流，大多数同学都验证出氧气约占空气体积的_________。
Ⅱ组：Ⅱ组同学发现Ⅰ组实验可能产生实验误差，对实验进行了改进，下图是Ⅱ组同学测定空气中氧气含量实验的两套装置图，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
15mL	15mL	9mL

（2）装置中气球的作用是。
（3）装置一和装置二中气球的位置不同，(填“装置一”或“装置二”)更合理，理由是。
（4）如何检查该装置的气密性？。

实验操作步骤	实验现象	结论及解释
步骤一：取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后加入足量的稀盐酸。	实验过程中始终没有气泡产生。	则证明猜想成立。
步骤二：另取少量固体样品于试管中，加蒸馏水完全溶解，然后滴加氯化钡溶液。	实验过程中产生。	则证明猜想Ⅱ或Ⅲ成立。