某化学兴趣小组用如图所示的实验装置,探究影响过氧化氢分解速率的因素。
(1)写出过氧化氢分解的化学方程式 ;装置中使用注射器的优点是 。
(2)下面是用上述装置实验时,收集的相关数据:
实验 序号 |
H2O2溶液浓度/% |
体积/mL |
MnO2的量/g |
温度/℃ |
收集的体积/mL |
反应所需的时间/s |
① |
5 |
2 |
0.1 |
20 |
4 |
18 |
② |
10 |
2 |
0.1 |
20 |
4 |
6 |
③ |
5 |
2 |
/ |
20 |
4 |
64 |
④ |
5 |
2 |
/ |
60 |
4 |
25 |
从实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;
从实验③和④对比可知,化学反应速率与 有关;
从实验对比可知,化学反应速率是否加MnO2有关。
(3)发现问题:实验温度最难控制,反应一段时间后溶液的温度总是比起始温度高,说明反应 (填“放出”或“吸收”)热量
(4)继续探究:除了该实验小组探究过的因素以外,你若还有其他影响反应速率的因素及探究方法,请写在下面。
某学习小组对铁锈蚀进行探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?
【查阅资料】
1.氯化钙固体可作干燥剂。
2.一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。
3.常温常压,氢气密度是dg/mL。
【设计与实验】
实验一:定性探究铁锈蚀的因素
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图1实验,现象如表1。
表1
试管 |
一周后现象 |
A |
铁钉表面有一层铁锈 |
B |
铁钉表面无明显变化 |
C |
铁钉表面无明显变化 |
D |
铁钉表面有较厚铁锈 |
(1)对比A、B、C试管中实验现象,说明铁锈蚀主要是与空气中的 发生化学反应。
(2)对比A、D试管中实验现象,说明铁锈蚀还与 有关。
(3)铁锈蚀后应及时除锈的原因是 。写出除铁锈的化学方程式 。
实验二:定量探究铁锈蚀的因素
小组设计了图2装置,检查气密性,将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶,t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后,再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。
(4)据图3,t2时刻后反应并未停止温度却开始降低,原因是 。
(5)据图4,对比AB段和BC段说明 ,分析t3时刻后压强突然变大的原因是 。
实验三:测定铁锈含量
将实验二烧瓶中剩余物质过滤、洗涤、干燥,得mg固体,连接图5装置,检查气密性,加入固体与足量稀盐酸进行实验。
(6)完全反应后,常温常压下测得生成气体体积为VmL,则该固体中铁锈质量分数表达式为 。
(7)该实验条件下测得铁锈质量分数偏小的原因是 ,解决方法是 。
【反思与评价】
(8)与实验一对比,实验二铁锈蚀明显更快的原因是 。
某班同学研究碱的性质时,进行如图实验,观察到有蓝色絮状沉淀产生。一段时间后,发现试管中的沉淀有些小组部分变黑,有些小组仍为蓝色。
(1)反应生成的蓝色絮状沉淀物质是 。
(2)根据质量守恒定律,推测黑色物质可能是 。
A.铁
B.碳
C.二氧化锰
D.氧化铜
(3)某同学认为试管中沉淀的颜色变黑可能是由于反应物的溶质质量分数较高所致。为验证猜想是否成立,他改用溶质质量分数更大的硫酸铜溶液再一次进行了实验,发现生成的蓝色絮状沉淀过一段时间并未变黑。因此,他认为自己的猜想是错误的。请回答,他能否据此否定自己的猜想?并说明理由 。
钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝,直径约0.125﹣0.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件,实验如下:
步骤一:取3个50mL活塞润滑性良好的注射器,检查气密性后备用。
步骤二:称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6cm3),A保持干燥,B用少量蒸馏水润湿,C用少量食盐水润湿,分别放入甲、乙、丙注射器中。
步骤三:移动活塞,使它们均处于46mL刻度处,再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。
步骤四:每隔一定时间,观察到的实验现象如表。
5分钟 |
20分钟 |
1小时 |
5小时 |
|
甲 |
无现象 |
无现象 |
无现象 |
无现象 |
乙 |
出现少许锈斑,活塞未明显移动 |
出现明显锈斑,活塞移动少许 |
锈斑增多,活塞移动明显 |
锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处 |
丙 |
出现明显锈斑,活塞移动少许 |
锈斑增多,活塞移动明显 |
锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处 |
锈蚀严重,活塞处于39mL刻度处 |
(1)检查注射器气密性:先用橡皮帽封住注射孔,用手向外拉动活塞,放手后观察到 ,则气密性良好。
(2)比较乙、丙实验现象得到的结论: 。
(3)钢铁生锈还需要氧气,请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为 。
有一瓶气体,可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成为确定其组成,在老师的指导下,实验小组对该瓶气体进行了如下探究:
【查阅资料】脱氧剂(还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气)。
【实验设计】用如图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
【实验步骤】①检查装置气密性;②通入一定量氮气;③通入该气体,点燃酒精灯。
【实验现象】步骤③实验过程中,A装置无现象,B和F装置出现白色沉淀,E装置中出现光亮的红色物质。
【实验结论】该气体由 组成。
【实验反思】
(1)C装置的作用是 。
(2)步骤②通入一定量氮气的目的是 。
(3)E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为 。
小嘉用H2O2溶液制取氧气时,在烧瓶中加入50毫升水及0.5克MnO2,再往分液漏斗中加入30毫升15%的H2O2溶液。为什么要加入50毫升水呢?查阅资料发现:在不加入水时,若注入H2O2溶液速度过快,反应会过于剧烈而引发事故。
【提出问题】水是如何减缓该反应速度的呢?
【建立假设】水可以降低H2O2溶液浓度,从而减缓反应速度。
【实验方案】他利用如图装置,在相同条件下,分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验,观察并比较。
【实验结论】加水降低了H2O2溶液的浓度,使反应速度变慢。
【交流反思】
(1)为了更好地比较反应的快慢,需控制三次实验中滴加H2O2溶液的 相同。
(2)判断产生氧气的速度时,可以通过观察产生气泡的快慢,还可以比较 。
【继续探究】针对提出的问题,他又利用如图装置,用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验。进行该实验所基于的假设是 。
(1)除探究要素不同之外,其它条件都应该是相同的,在相同条件下,分别用30毫升的1%、3%和7%的H2O2溶液进行实验,为了更好地比较反应的快慢,需控制三次实验中滴加H2O2溶液的速度相同。
(2)图中实验,用量筒收集生成的氧气,判断产生氧气的速度时,可以通过观察产生气泡的快慢,还可以比较相同时间内收集到氧气的体积。
(3)利用如图装置,用3%的H2O2溶液分别在0℃、20℃和60℃的条件下进行实验,控制的变量是温度不同,进行该实验所基于的假设是水可以降低温度,减缓反应的速率。
故答案为: