(9分)科学探究是奇妙的过程,请你一起参与下列有关过氧化氢溶液制备氧气的探究实验。
(1)问题1 过氧化氢溶液分解速率与催化剂种类有关吗?
在常温下,在相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液中,分别加入1g二氧化锰和x g氧化铜,测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。实验数据记录如下:
实验编号 |
Ⅰ |
Ⅱ |
反应物 |
5%过氧化氢溶液 |
5%过氧化氢溶液 |
催化剂 |
1 g 二氧化锰 |
x g 氧化铜 |
时 间 |
46 s |
84 s |
上述实验中可用排水法收集氧气,理由是 。实验Ⅰ反应的文字表达式是 ,若实验时忘了加入二氧化锰固体,结果是 。实验Ⅱ中x的值应为 。本实验中,与发生装置连接用来测量O2体积的装置可以用下图中的 (填编号)。
实验结论1: 。
(2)问题2 过氧化氢溶液分解速率与反应物浓度有关吗?
实验数据记录如下:
|
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2体积 |
Ⅰ |
50.0g |
1% |
0.1g |
9mL |
Ⅱ |
50.0g |
2% |
0.1g |
16mL |
Ⅲ |
50.0g |
4% |
0.1g |
31mL |
实验结论2:在相同条件下, 。
上述实验中除了量筒外还需用到的测量仪器有 (写出其中一种)。
(3)影响过氧化氢溶液分解速率可能还与温度有关,请设计实验方案进行验证: 。
某兴趣小组对食用纯碱和食用小苏打两种粉末进行以下探究.
[查阅资料]
名称 |
食用纯碱 |
食用小苏打 |
主要成分 |
|
|
酸碱性 |
水溶液显碱性 |
水溶液显碱性 |
热稳定性 |
受热不分解 |
270℃时完全分解为碳酸钠、二氧化碳、水 |
(1)探究两者水溶液酸碱性的差异
小明分别向等浓度的两种溶液中滴入酚酞试液,发现两者都变色,但食用纯碱溶液中颜色更深,由此推测可能溶液碱性更强.小欢认为要比较两种溶液的碱性强弱,可直接用进行测定.
(2)验证两种粉末的稳定性
在老师的指导下,该小组按如图1装置进行实验操作,观察到(填"甲"或"乙")烧杯中澄清石灰水变浑浊,试管中发生反应的化学方程式为,装置中棉花的作用是.
(3)测定食用纯碱粉末的纯度
取食用纯碱粉末试样,利用如图2装置进行实验测定.
数据记录如下:
称量项目 |
称量时间 |
质量/g |
试样 |
11.0 |
|
装置+稀盐酸 |
160.0 |
|
装置+稀盐酸+试样 |
反应开始后20s |
167.0 |
装置+稀盐酸+试样 |
反应开始后30s |
166.6 |
装置+稀盐酸+试样 |
反应开始后90s |
166.6 |
②通过计算确定食用纯碱粉末中
的质量分数.(写出计算过程,结果保留一位小数.)
③如果测得的结果比实际纯度高,可能的原因是.(答一种即可)
某兴趣小组同学对实验室制取氧气的条件进行如下探究实验.
①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,甲设计以下对比试验:
I.将3.0
与1.0
均匀混合加热
II.将
与1.0
均匀混合加热
在相同温度下,比较两组实验产生
的快慢.
I中反应的化学方程式是;II中
的值为.
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素,实验数据记录如表:
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
的质量 |
相同时间内产生
的体积 |
|
I |
50.0 | 1% |
0.1 | 9 |
II |
50.0 | 2% |
0.1 | 16 |
III |
50.0 | 4% |
0.1 | 31 |
实验结论:在相同条件下,,双氧水分解得快.
丙用如图装置进行实验,通过比较也能达到实验目的.
某品牌纯碱中含有少量氯化钠.某化学探究小组为了测定该纯碱的纯度(即碳酸钠的质量分数),组内一同学设计了如下实验:
【设计实验方案】
实验装置(如图2所示,固定装置略去);
需要测定的实验数据:纯碱样品的质量;实验前、后装置(包括氢氧化钠固体)的总质量.
(1)
装置中反应的化学方程式为;为了保证纯碱样品中的碳酸钠完全反应,其操作是.
(2)
装置的作用是;
装置中反应的化学方程式为.
(3)补充
装置(简要叙述或画出装置示意图).
【交流与表达】
(4)有同学认为图2所示实验装置会造成测得纯碱的纯度偏低,原因是.
(5)为了克服图2装置的不足,有同学提出,还应增加图1装置与
装置连接(
装置中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞),在反应前、后用图1装置分两次缓缓鼓入足量空气.
①反应前,断开
、
装置之间的连接,用图1装置鼓入空气的作用是;
②反应后,用图1装置鼓入空气的作用是;
③在
装置中的反应发生时,开关
处于关闭状态,其原因是.
【数据处理】
(6)称得的纯碱样品质量为10.8
,实验前、后
装置的总质量分别为75.2
和79.6
,纯碱的纯度为%(计算结果保留小数点后一位).
【反思与评价】
(7)能否用稀盐酸代替稀硫酸?同学们经过讨论认为不能,理由是.
(8)改进后的实验装置能减少测定的误差,原因是①反应生成的
尽可能被
装置吸收;②.
.小明设计了图1所示的实验装置,进行一氧化碳还原氧化铜的实验。试回答:
⑴该装置的不足之处是。
⑵实验开始时,先要进行的操作是
(选填序号:①加热 ②通一氧化碳)。
⑶实验过程中,B处反应的化学方程式是。
Ⅱ.为分离A装置中反应排出的一氧化碳和二氧化碳,小明又设计了图2的装置(铁架台、铁夹等装置已略去,a、b为活塞)。
⑴当关闭活塞b,打开活塞a时,可分离得到(写化学式,下同)。
⑵然后关闭活塞a,再打开活塞b,又可分离得到。
Ⅲ.对于A装置中反应后得到的红色固体(此时氧化铜已全部反应完),
小明进行了以下探究
【查阅资料】①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜,还可能生成氧化亚铜(化学式为Cu2O)。②Cu2O是不溶于水的红色固体,在酸性溶液中,可发生反应生成Cu2+和Cu。
【提出猜想】氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有Cu2O。
【进行实验】小明设计了一个最简单的实验方案证明自己的猜想。
实验步骤 |
|
实验现象与结论 |
|
化学方程式 |
某实验小组用图A完成课本实验"碳酸氢钠与盐酸反应的探究"后,他们发现两种反应物的用量不同时反应后溶液中的成分也可能不同,于是他们对碳酸氢钠与盐酸反应后的大试管中溶液的成分进行探究,请回答以下问题:
A B C
(1)写出图A中大试管发生反应的化学方程式: ;
写出小试管中发生反应的化学方程式: ;
(2)若实验室制二氧化碳应选装置(填B或C),药品为:(填名称):
【提出假设】小组成员认为A中大试管的溶液的溶质只能存在三种情况:
假设1.,溶质为NaCl;
假设2.两溶液完全反应后,盐酸过量,溶质为
和
;
假设3. 两溶液完全反应后,, .
【设计并进行实验和得出结论】小组同学讨论后发现只要用反应物本身两种试剂(碳酸氢钠溶液和稀盐酸)就可以完成实验,请填写下表中的实验内容:
实验 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
① | 取反应后的溶液少量于试管1中,加入过量的 |
有 |
溶液中存在 假设 成立 |
② | 取反应后的溶液少量于试管2中,加入过量的 |
有 |
溶液中存在 假设 成立 |
③ | 综合实验①和实验②两个实验操作,发现都没有明显的实验现象 |
溶液中只存在NaCl,假设1成立 |