某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】
Ⅰ. 将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ. 将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ. 将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
Ⅲ中X的值应为 ,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。 现象与实验Ⅲ相同.实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、 、洗涤、干燥,然后进行称量的目的是 ,最后还要再将黑色粉末和 混合加热,
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为 。
【实验反思】MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
京京在做金属与盐溶液的实验时,意外发现铝放入硫酸铜溶液后产生了无色无味气体,于是对此进行探究。
【提出猜想】①欢欢认为该气体可能是氧气②迎迎认为该气体可能是氢气③晶晶认为该气体可能是二氧化硫。欢欢认为晶晶的猜想错误,理由是。
【进行探究】
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
①__________________________ |
木条不复燃 |
欢欢猜想不成立 |
②用尖嘴导管将气体导出并引燃,同时在上方放一块干冷的玻璃片 |
迎迎猜想成立 |
【反思与探究】铝为什么能与硫酸铜溶液反应产生该气体?京京思考除与水有关外,还与什么粒子有关呢?资料表明硫酸铜在水中会产生铜离子和硫酸根离子。为此京京又进行以下实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
把铝丝放入20%的Na2SO4溶液 |
无气泡产生 |
|
有气泡产生 |
产生气泡与铜离子有关 |
由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有物质。
黄铁矿(主要成分为FeS2,杂质不含硫元素)是我国大多数硫酸厂制取硫酸
的主要原料。化学课外活动小组为测定某黄铁矿中FeS2含量进行了如下的实验探究(假设
每步反应均完全)。
【查阅资料】①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O
【实验探究】
Ⅰ.称取1.60g黄铁矿样品放入下图所示装置(夹持和加热装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气,高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至反应完全。
Ⅱ.反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如下处理:
【问题讨论】
(1)Ⅰ中装置中甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是。
【含量测定】
(2)Ⅱ中最终得到的4.66g固体是(填物质的名称或化学式)。
(3)计算该黄铁矿中FeS2的质量分数。(请写出计算过程)
【交流反思】
(4)如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)Ⅱ中证明所加BaCl2溶液过量的方法是。
【拓展应用】
工业上以黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程图如下所示:
(6)接触室中发生反应的化学方程式为。化学实验室现有质量分数为98%的浓硫酸,但在实验中常需要用到较稀的硫酸。要把100g上述浓硫酸稀释成质量分数为10%的硫酸,需要水的质量是g。硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途。
(7)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是(填字母)。
A.为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎 |
B.催化剂能够提高SO2的反应速率和产量 |
C.SO2可做为生产硫酸的原料循环再利用 |
D.沸腾炉排出的矿渣可供炼铁 |
(6分)某无色溶液可能含有氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸钠、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种物质。为探究其组成,某化学兴趣小组的同学进行了如下探究活动。请根据实验填空。
探究活动一:取适量原无色溶液放入试管中,滴加1—2滴无色酚酞溶液后,将所得溶液分成两份。
(1)向第一份溶液中加入一种物质后,观察现象,得出结论:原溶液中一定含有碳酸钠。
由此可推出:原溶液中一定不含____________________.(写化学式、物质名称皆可,下同)。
(2)向第二份溶液中加入足量另一种物质后,观察现象,得出结论:原溶液中一定含有氢氧化钠。能证明该结论的现象是______________________________。
探究活动二:为探究其他两种物质是否存在,该小组的同学进行了如下实验,实验过程中所得液体均为无色溶液。
(1)加入过量稀硝酸的目的是____________________;
(2)加入的X是___________________________________;
(3)由探究活动二得出的结论是______________________________;
(4)溶液C中含有的溶质是____________________________________________________
氯气是自来水厂常用的消毒剂,某校化学兴趣小组的同学对它的性质很感兴趣,查阅下列有关资料并进行相关实验的探究:
【资料1】氯气的某些化学性质与氧气相似。
【猜想一】氯气有助燃性
【实验探究Ⅰ】点燃,把燃着的氢气放入装满氯气的集气瓶中,氢气能继续燃烧,生成一种有刺激性气味的无色气体,反应的化学方程式为: 。
由此可知【猜想一】(填“成立”或“不成立”)
【资料2】氯气能与水发生化学反应:Cl2+ H2O = HCl + HClO。
其中次氯酸(HClO)中氯元素的化合价为。
【猜想二】氯气可用于消毒是因为与水反应生成的盐酸,还是次氯酸(HClO)能消毒?
【资料3】某些物质能用于杀菌消毒是因为能分解出氧气。
某同学根据已有知识和阅读【资料3】后能够确定消毒的物质肯定不是 。
【实验探究Ⅱ】他将氯气通入装有适量水的试管中充分反应后,把试管放在阳光下照射,将带火星的木条伸入试管中时,发现木条能复燃。
【实验结论】氯气与水反应生成的有杀菌消毒的作用
【拓展应用】次氯酸在水溶液中能离解为H+和ClO-,请问次氯酸能否与烧碱溶液发生中和反应?若能则写出相关的化学方程式(若不能则可不写化学方程式.)
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】
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 |
实验现象及结论 |
【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_______________________________。
【拓展】把赤铁矿冶炼成铁,其主要反应原理是在高温下,一氧化碳夺取铁矿石里的氧,将铁还原出来,请写出化学反应方程式:______________________________________。