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”)。
实验探究是化学的灵魂,请你参与实验室制取氧气和二氧化碳的探究活动。
Ⅰ.制取氧气方法的分析
(1)写出A、B装置中标号仪器名称:①;②。
(2)写出一个用A装置制取氧气的化学方程式
。
(3)用B装置收集氧气的优点是。
(4)上述两种方法中,更符合“低碳”理念的是(填“A”或“B”)。
Ⅱ.制取二氧化碳原料的选择
实验室常用大理石或石灰石(主要成分CaCO3)与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应的化学方程式为。
(2)实验过程中,同学们提出了下列问题并在老师指导下进行实验。
[问题一]能否用稀硫酸与块状石灰石反应制取二氧化碳?
[分析二]实验室不选用石灰石粉末、碳酸钙粉末或碳酸钠粉末制取二氧化碳的理由是。
[结 论]实验室制取二氧化碳,原料通常用块状石灰石(或大理石)和稀盐酸。
Ⅲ.拓展与反思
通过探究活动,你认为选择实验方法时应考虑的因素有(写一种即可)。
兴趣小组同学为了探究实验室中久置的氢氧化钠固体的成分,进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动:
【对固体猜想】
猜想工:全部是NaOH;
猜想Ⅱ:全部是Na2CO3;
猜想Ⅲ:是NaOH和Na2CO3混合物。
【实验和推断】
(1)若现象a为有气泡产生,则加入的A溶液是,说明氢氧化钠已经变质,有气泡产生反应的化学方程式是。
(2)若A是CaCl2溶液,当实验现象a为,现象b为,则猜想Ⅱ成立。
【反思】久置的氢氧化钠变质的原因是(用化学方程式表示)。
一同学用某种粗盐进行提纯实验,步骤见下图。
请回答:
(1)步骤①和②的操作名称是。
(2)步骤③判断加入盐酸“适量”的方法是;步骤④加热蒸发时要用玻璃棒不断搅拌,这是为了防止,当蒸发皿中有较多量固体出现时,应,用余热使水分蒸干。
(3)猜想和验证:
猜想 |
验证的方法 |
现象 |
结论 |
猜想Ⅰ:固体A中含CaCO3、MgCO3 |
取少量固体A于试管中,滴加稀盐酸,并用涂有澄清石灰水的小烧杯罩于试管口 |
猜想Ⅰ成立 |
|
猜想Ⅱ:固体A中含BaCO3 |
取少量固体A于试管中,先滴入,再滴入Na2SO4溶液 |
有气泡放出,无白色沉淀 |
|
猜想Ⅲ:最后制得的NaCl晶体中还含有Na2SO4 |
取少量NaCl晶体溶于试管中的蒸馏水, |
猜想Ⅲ成立 |
铁盒罐头过期会出现“胖听”现象(内部产生大量气体,底和盖向外鼓胀),一般分为两类:
(1)化学性“胖听”:一般是铁皮与罐内酸性物质反应产生气体.
(2)生物性“胖听”:一般是罐内物质腐败所致.
用金属针头钉入罐头内,将气体导出进行如下实验,请填写下列实验报告:
实验内容 |
实验现象 |
化学方程式 |
属于何种“胖听” |
(1)点燃导出气体,罩上玻璃杯 |
玻璃杯内壁有 出现 |
||
(2)导出气体通入澄清的石灰水中 |
石灰水变 |
“五一”假期,小兵对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关;b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小兵用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号 |
硫酸的质量分数(均取20mL) |
锌的形状(均取1g) |
氢气的体积(mL)(均收集3分钟) |
20% |
锌粒 |
31.7 |
|
20% |
锌片 |
50.9 |
|
30% |
锌粒 |
61.7 |
|
30% |
锌片 |
79.9 |
(1)写出稀硫酸与锌反应的化学方程式。
(2)小兵用下图装置收集并测量氢气的体积,其中量筒的作用是。
【收集证据】(3)要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是。
【得出结论】(4)结论是。
【评价与反思】
(5)下表是小兵第①组实验的详细数据。
时段(均为1分钟) |
第1分钟 |
第2分钟 |
第3分钟 |
第4分钟 |
第5分钟 |
第6分钟 |
H2的体积 |
3.1mL |
16.7mL |
11.9mL |
9.6mL |
7.6mL |
6.0mL |
请描述锌与硫酸反应的快慢的变化并解释原因。
(6)锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响?。