北塘化学兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如下实验探究。
(一)为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,A小组设计了以下对比实验:
a.将12.25g KClO3与5.0g MnO2均匀混合加热
b.将12.25g KClO3与5.0g CuO均匀混合加热
(1)在相同温度下,比较两组实验产生O2的快慢。通常采用的方法有:
①测相同时间内产生O2的体积;②测 。
(2)试计算:12.25g KClO3中所含氧元素质量与多少克过氧化氢中所含氧元素的质量相等?(请写出计算过程)。
(二)为探究影响双氧水分解速度的某种因素,B小组记录了如下实验数据:
|
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2的体积 |
I |
50.0g |
1% |
0.1g |
9mL |
II |
50.0g |
2% |
0.1g |
16mL |
III |
50.0g |
4% |
0.1g |
31mL |
【数据处理及结论】
(3)本实验中,测量O2体积的装置是 (选填下图1中的装置编号)。
(4)实验结论:在相同条件下, ,双氧水分解速率越快。
(5)C小组用如图2装置进行实验,通过比较 也能达到实验目的。
(三)D小组在加热二氧化锰样品时,发现有气泡产生(如图3),于是他们对这个异常现象进行了探究。
(6)对气体成分的探究:加热二氧化锰样品,用燃着的木条靠近试管口,木条熄灭。将气体通入澄清的石灰水,发现石灰水变浑浊,产生的气体是 。
(7)对气体来源的探究:
【假设1】甲同学认为:该气体来自于试管中的空气,请你设计实验证明该假设是否成立。
实验步骤及现象 |
结论 |
按图3装置,加热空的试管,另一端的澄清石灰水没有变浑浊 |
假设 (填“成立”或“不成立”)。 |
【假设2】乙同学认为:二氧化锰样品中可能混有炭粉,炭粉发生反应生成了该气体。他通过查阅资料得知:氢氧化钠溶液会与该气体反应,从而可吸收该气体。于是他设计了如图4所示的装置进行实验,其中B装置的作用是检验A中的反应是否完全,则B中的试剂是 ,实验中观察到D处澄清石灰水变浑浊。他又用氮气代替空气(氮气不参与该实验中的任何反应),重复上述实验,发现D处澄清的石灰水也变浑浊。
【结论】通过乙同学的实验证明,二氧化锰中混有炭粉,炭粉与 反应产生了这种气体。
某学习小组在如图所示的化学药品柜中发现一瓶标签模糊不清的无色溶液,已知这瓶溶液是以下5瓶溶液中的一种:
溶液、
溶液、
溶液、
溶液、
溶液。
(1)根据上述信息判断,该无色溶液不可能是溶液和溶液,只可能是其他3种溶液中的一种。
(2)为了进一步确定该溶液是何种溶液,请你设计实验方案,叙述实
验操作、预期现象与结论。
限用试剂:稀
、
溶液、
溶液、酚酞溶液
实验操作 |
预期现象与结论 |
某同学在实验室用以下装置制备氧气并探究氧气的性质。
(1)该同学制备氧气是应选用的药品是(限选:
溶液、
、
),生成氧气的化学方程式为。
(2)夏天室温很高的时候,检验该装置气密性的合理方法是:将导管口放入水面下,然后,若导管口有气泡冒出,说明装置不漏气。
(3)添加药品,连接仪器,加热试管后导管口有气泡冒出,此时导管口还在集气瓶外面,接下来的操作正确的是(填字母)。
A. |
立刻将导管口移入集气瓶 |
B. |
等到气泡连续且均匀时,再将导管口移入集气瓶 |
C. |
立即熄灭酒精灯,将导管口移入集气瓶后再点燃酒精灯 |
(4)该同学用坩埚钳夹取一小块木炭加热到发红后,伸进一瓶氧气中,观察到的现象是。进一步证明木炭与氧气发生了化学反应的方法是。
实验室需配置一定浓度的硝酸钾溶液。
(1) 查阅硝酸钾溶解性。由右图可知,20℃时,硝酸钾的溶解度为g,在该温度下配制硝酸钾溶液,溶质质量分数最大为%(计算结果保留整数)。
(2)计算。配置40g质量分数为10%的硝酸钾溶液,所需硝酸钾质量为g,所需蒸馏水的体积为mL(水的密度近似看做1g/mL)。
(3)称量。分别在天平左右两盘放上纸片,调节平衡后,(填字母)。
A、先移动游码到所需位置,再添加硝酸钾直到天平平衡
B、先添加所需的硝酸钾,再移动游码直到天平平衡
(4)量取。量取所需蒸馏水要用到的仪器是(填字母)。
(5)溶解。将称量好的硝酸钾和蒸馏水混合溶解。
(6)稀释。20℃时,将20mL质量分数为10%的硝酸钾溶液,稀释成质量分数为4%的硝酸钾溶液。从下表中找出需要用到的数据:g/mL。
硝酸钾溶液的密度(单位1g/mL)
![]() 质量分数/% |
20 |
40 |
60 |
4 |
1.023 |
1.016 |
1.007 |
10 |
1.063 |
1.054 |
1.044 |
四氧化三铁可用于医疗器械、电子等工业。某实验兴趣小组从工厂采集废液(含
和少量
、
),进行四氧化三铁的制备实验。
【阅读资料】
(1)25℃时,去氧化物沉淀的pH范围如表。
|
|
|
|
开始沉淀的pH |
5.7 |
7.6 |
10.4 |
沉淀完全的pH |
8.0 |
9.6 |
12.4 |
(2)25℃时,
可溶于pH>10.5的碱溶液。
(3)制备
的实验流程如下:
【回答问题】
(1)往废液中加入氢氧化钠溶液生成沉淀的化学方程式为(写一个即可)。
(2)操作a的名称为。该操作需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、等。玻璃棒在此操作中的主要作用是。
(3)溶液1所含溶质有(至少写两种);溶液3所含溶质的主要成分为。
(4)该实验取废液100g,最终得到产品四氧化三铁质量为3.48g,则原废液中硫酸亚铁溶质的质量分数不低于(精确到0.01%)。
结合图所示实验装置回答问题:
(1)实验室若用高锰酸钾制取氧气,可选用的发生和收集装置是(填标号),反应的化学方程式为。
(2)检查装置B气密性的方法是。
(3)装置B与C组合,可以制取的一种气体是,反应的化学方程式为,能用装置C收集该气体的原因是。
(4)一种洗气装置如图所示,为了除去二氧化碳中混有的少量水分,气体应从(填"a"或"b")端导管口通入。
(5)用澄清石灰水检验二氧化碳的化学方程式为。