某化学兴趣小组的同学对实验室制取二氧化碳及相关性质进行一系列的探究活动。
(1)气体制取
按如图1所示的制取装置进行实验。
①写出有标号仪器的名称:a,b。
②实验室制取二氧化碳的反应化学方程式是。
③实验室收集二氧化碳的方法是,原因是。
(2)实验研究
【提出问题】实验室制取二氧化碳时能否采用排水法收集?
【设计实验】
实验一:向一个充满二氧化碳气体的质地较软的塑料瓶中加入约1/3体积的水,立即旋紧瓶盖,用力摇晃塑料瓶。可观察到塑料瓶,说明二氧化碳能溶于水。
实验二:先用集气瓶装满一瓶蒸馏水(pH=7.0),然后按如图2所示组装组装并进行实验,再用pH计测定从装置C排到烧杯中的液体的pH。
①装置B中碳酸氢钠溶液的作用是。
②测得烧杯中液体的pH<7.0,说明溶液呈酸性,原因是。
【实验结论】实验室制取二氧化碳不宜采用排水法收集。
【拓展延伸】某同学先对图2装置做了以下改进:将装置C中的部分蒸馏水换成植物油,将烧杯换成量筒(如图3所示),然后利用改进后的装置测定收集到二氧化碳的体积,测得气体的实际体积小于理论值,原因可能是:
①,②。(合理即可)
实验室中有甲、乙两瓶过氧化氢溶液,均标有“10%”字样。相同条件下,用这两瓶过氧化氢溶液制取150mL氧气,所用时间明显不同。对此,同学们进行如下探究。
【猜想】两瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数不同
【进行实验】
序号 |
实验装置 |
主要实验步骤 |
实验现象 |
实 验 1 |
![]() |
向两支试管中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液,对比观察 |
两支试管中均有细微的气泡产生 |
实 验 2 |
![]() |
将两个相同的蜡烛分别点燃后放入两个烧杯中,然后分别向两个烧杯中加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液,再向过氧化氢溶液中加入等量的二氧化锰固体 |
两烧杯内液体中均产生气泡、有白雾,两烧杯内蜡烛均继续燃烧,但加入甲瓶溶液的烧杯中,蜡烛燃烧得更明亮 |
实 验 3 |
![]() |
向装有等量二氧化锰的两个锥形瓶中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液 |
两锥形瓶内液体中均产生气泡、有白雾,同时有现象①出现 |
【实验结论】
甲瓶溶液中溶质的质量分数大于乙瓶溶液中溶质的质量分数。
【分析与解释】
(1)实验2和实验3中,均发生反应的化学方程式为。
(2)实验2中,影响蜡烛燃烧明亮程度的因素是。
(3)实验3中,现象①为。
【反思与评价】
(1)实验1未观察到现象明显不同的主要原因是________。
(2)实验2和实验3分别应用了化学科学研究中两种重要的方法,它们是_____和_____。
(3)通过以上实验得到如下启示:影响反应速率的因素有;欲使燃着的物质燃烧更旺,可采用的方法是。
研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,此实验中B处宜采用的气体收集方法是: __________________。
【实验记录】
实验编号 |
1 |
2 |
反应物 |
6% H2O2 |
6% H2O2 |
催化剂 |
1g 红砖粉 |
1g MnO2 |
时间 |
152 s |
35 s |
【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____________和_____________是否改变。
我们通过对“吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验探究,可得出的结论是
(1)人体吸入的空气比呼出的气体所含的氧气______________________;
(2)人体吸入的空气比呼出的气体所含的二氧化碳_______________;
(3)人体吸入的空气比呼出的气体所含水蒸气___________________。
常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是_______________。
(2)探究生成的气体是什么?
用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______________。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】(1)金属氧化物能和酸反应且生成物能溶于水(2)信息如表格
常见铁的氧化物 |
FeO |
Fe2O3 |
Fe3O4 |
颜色、状态 |
黑色粉末 |
红棕色粉末 |
黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 |
否 |
否 |
能 |
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;猜想二:剩余固体是_____________。
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
猜想二正确 |
【实验结论】铁和水蒸气反应的化学方程式为___________________________________.
【反思与交流】该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是_______________________________.
科学探究常用控制实验条件(控制变量)进行对比实验的方法。如关于燃烧条件的探究有:可燃物、助燃物、着火点(温度)三个控制变量。
(1)某同学在探究燃烧条件的时候做了如下实验:
①把石块和木条同时放在酒精灯火焰上,这是把可燃物作为控制变量的一个对比实验,实验的结果是________________________。
②两支燃着的蜡烛分别放在两个集气瓶内,然后用玻璃片盖住其中一个集气瓶的瓶口,结果发现盖上玻璃片的集气瓶里面的蜡烛很快就熄灭了,而没有盖上玻璃片的集气瓶里的蜡烛没有熄灭。实验的结果证明____________,这个实验是把___________________作为控制变量进行的对比实验。
(2)实验证明,白磷和红磷都是可燃物。右图利用白磷和红磷进行燃烧条件的探究实验中,也运用了两个对比实验的方法。
①铜片上的白磷和红磷是把_________________作为控制变量的一个对比实验,实验的现象是_________________________,实验的结果证明__________________________。
②铜片上的白磷和水中的白磷是把____________作为控制变量的一个对比实验,实验的现象是________________________________________.