某校兴趣小组同学准备进行常见酸、碱、盐的性质实验时,发现实验台上摆放的药品中(如下图),有一装溶液的试剂瓶未盖瓶盖且标签破损,于是决定对这瓶溶液进行实验探究:
提出问题】这瓶溶液是什么溶液?
【获得信息】酸、碱、盐的性质实验中用到含有钠元素的物质是氯化钠、氢氧化钠、碳酸钠
【提出猜想】这瓶溶液是:猜想一:氯化钠溶液;猜想二:氢氧化钠溶液;猜想三:碳酸钠溶液。
【实验推断】
(1)小丽取样滴加无酚酞试液,溶液呈红色,得出结论:该溶液不可能是 溶液,
(2)小刚另取样滴加稀盐酸有 产生,反应的化学方程式为 ,
小刚得出结论:该溶液是碳酸钠溶液。
(3)小青认为小刚的结论不完全正确, 小组同学讨论后一致认为还需要进行如下实验:
【继续探究】另取样加入过量的CaCl2溶液,观察到有 产生,静置后,取上层清液,滴入酚酞试液,溶液呈红色。
【实验结论】这瓶溶液是 。
【探究启示】实验取完药品后应 。
【拓展迁移】若该溶液与盐酸发生中和反应,恰好完全反应的微观过程如图所示,反应的实质表达式为:H+ + OH- = H2O,则反应后溶液中存在的阴、阳离子是 (填符号)。
空气中氧气含量测定的再认识。
【实验回顾】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。写出红磷燃烧的化学方程式_______________________。
步骤如下:
①用弹簧夹夹紧橡皮管。
②点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中并塞紧塞子。
③_____________________________________。
④观察并记录水面的变化情况。
【实验反思】多次实验,发现集气瓶内上升的水的体积始终小于瓶内原空气体积的1/5。
【实验改进1】
I.根据铁在空气中生锈的原理(铁与氧气和水发生反应生成铁锈)设计右图实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中的食盐水和活性炭会加速铁生锈。
II.测得实验数据如表
测量项目 |
实验前 |
实验后 |
|
烧杯中水的体积 |
烧杯中剩余水的体积 |
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 |
|
体积/mL |
80.0 |
54.5 |
126.0 |
【交流表达】(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁,写出该反应的化学方程式____________________________________。
(2)根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是________。(消耗的水的体积忽略不计,计算结果保留一位小数)。
【猜想与假设】根据铁生锈的原理,某同学对最终生成的铁锈的主要成分作出猜想:
(Ⅰ)氧化铁(Ⅱ)碳酸铁,你认为猜想 (填序号)一定是错误的,理由是 。
【实验改进2】
使用右图装置进行实验。实验前应先进行的操作是______________________。
【实验过程】步骤1:在注射器中放入装有足量铁粉、活性炭粉的浸有食盐水的纸袋,封闭。
步骤2:打开弹簧夹,将活塞向右拉至一定距离,关闭弹簧夹。
步骤3:不断轻轻晃动注射器,至活塞位置不再发生变化。
【数据处理】实验中需要记录的数据是___________________________________________。
计算得出氧气约占空气总体积的1/5。
【计算】铁的氧化物有多种,116g四氧化三铁与多少g氧化亚铁(FeO)中所含的氧元素质量相等。(写出计算过程)
【实验评价】与燃烧红磷法相比,用改进实验测定空气中氧气含量的优点是____________
____________________________________________。
某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ.将X g氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】Ⅲ中X的值应为 ,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到1.0g黑色粉末,再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热,现象与实验Ⅲ相同,这些步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 和 都不变。
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的符号表达式为 。
【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。
【提出问题】②MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
(2)当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使下图 (填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。
实验课上,为检验镁条能否在N2中燃烧,某兴趣小组开展如下探究:
【查阅资料】氮化镁(Mg3N2)是一种淡黄色固体,能和水反应,生成Mg(OH)2和NH3;
【实验步骤】
①将足量白磷在空气中点燃后,迅速伸入钟罩内,塞紧橡皮塞(图1);
②待钟罩内水面不再变化时,向水槽中加水,使水槽中液面与钟罩内液面相平;
③打开橡皮塞,将燃着的螺旋状镁条迅速伸入钟罩内,塞紧橡皮塞(图2);
④待钟罩内水面不再变化时,观察钟罩内壁及表面皿中固体颜色,取少量固体加入水中。
【分析】
(1)步骤①中足量白磷在钟罩内燃烧的目的是 ;
(2)步骤③中镁条剧烈燃烧,反应的化学方程式为 ;
(3)步骤④中钟罩内壁及表面皿中出现淡黄色固体,加入水中,产生白色浑浊及能使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体,反应的化学方程式为 ;
【结论】镁能在N2中燃烧,并生成Mg3N2。
(4)请你判断:2.40g镁条在某充满空气的密闭容器中完全燃烧,所得固体质量可能为 。
A.3.33g | B.3.93g | C.4.00g | D.3.96g |
实验一 小红在完成了对蜡烛生成物的探究后,她继续探究了天然气(主要成分甲烷—CH4)燃烧后的生成物是否有水和二氧化碳生成的实验。
请你帮她完成下表:
猜想 |
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
天然气燃烧后有水生成 |
1.点燃天然气, 并观察现象。 |
天然气燃烧后生成物中有水 |
|
天然气燃烧后有二氧化碳生成 |
2. ,并观察现象。 |
|
天然气燃烧后生成物中有二氧化碳 |
实验二下图是小刚按课本进行的一个化学实验。
将烧杯中的酚酞溶液分别倒入A、B两个小烧杯中,另取一个小烧杯C,加入约5mL浓氨水.用一个大烧杯罩住A、C两个小烧杯,烧杯B置于大烧杯外,观察几分钟.
(1)烧杯A中的现象______________________;烧杯B中的现象______________________。
(2)根据上述现象可得到的结论是______________________。
(3)B烧杯的作用:作 实验。
对空气中氧气含量测定的再认识。
Ⅰ用燃烧法测定空气中氧气含量
【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) 写出红磷燃烧的文字表达式_______________。
(2) 实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内___________减小,烧杯中水倒吸到集气瓶中。用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
【实验过程】
甲小组同学使用图1装置进行实验,实验前应先进行的操作是 ;
(1)用止水夹夹紧橡皮管;
(2)点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入瓶中并塞紧瓶塞;
(3)燃烧结束,_______________________;
(4)观察并记录水面的变化情况。
【问题提出】该小组同学多次实验发现,集气瓶内上升的水面始终小于理论值。经查阅资料知: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,测置结果与理论值误差较大。
Ⅱ 改进空气中氧气含量测定的方法
【实验改进】经查阅资料可知:常温下,铁在潮湿的空气中会生锈,因为铁与空气中的氧气、少量水反应生成铁锈(其主要成分是Fe2O3),但速度缓慢。在有食盐(NaCl)、活性炭存在条件下,反应速度较快。乙小组选择该原理,设计了如图2所示实验装置图。
【数据处理】乙小组同学用量筒测量实验前后烧杯中水的体积,测得实验数据如下表:
根据表中数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是___________(计算结果精确到0.1%)。
【实验反思】与燃烧红磷方法相比,乙小组方法测定空气中氧气含量的优点是___________________________。
【实验再改进】在乙组实验的基础上,丙组同学设计了如图3的装置进行氧气含量的测定,其方法如下:
【实验过程】
步骤1:在注射器中放入足量脱氧剂粉末(即食盐水、铁粉、活性炭的混合物,体积为2mL),封闭。
图3
步骤2:打开弹簧夹,将活塞向右拉至一定距离,关闭弹簧夹。
步骤3:不断轻轻晃动注射器,至______________时停止实验。
【实验再反思】
丙小组同学的方案与乙小组的方案同学相比,优点是_________________________。