现有一包白色粉末,可能含有硫酸钠、碳酸钠、氯化钡、氢氧化钠、硫酸铜中的一种或几种,某化学小组为确定其成分,做了以下探究:
【查阅资料】硫酸钠、氯化钡溶液均呈中性。
(1)步骤Ⅰ:取少量固体于烧杯中,加足量的水,搅拌,过滤,得到白色沉淀和无色滤液。
步骤Ⅱ:取步骤Ⅰ所得的白色沉淀于试管中,加入过量的稀硝酸,沉淀全部溶解,有气泡产生,得到无色澄清透明的溶液。
根据上述两步实验,小组同学认为白色粉末中一定不含有的物质是 ,同时确定了白色粉末中一定含有的物质,并写出了步骤Ⅰ中产生白色沉淀的化学方程式是 。
(2)为了进一步确定白色粉末中可能含有的物质,小组同学利用步骤Ⅰ所得的滤液继续探究。
【讨论猜想】小组同学对滤液中溶质成分做出了多种猜想,其中滤液中含有三种溶质的猜想分别是:
猜想一: ;猜想二: 。
【实验探究】小组同学共同设计如下方案来证明诸多猜想中猜想二成立,请完成下列表格:
实验步骤 |
实验现象 |
实验结果 |
|
|
猜想二成立 |
【实验结论】小组同学通过以上探究,最终确定了白色粉末的成分。
化学兴趣小组的三位同学对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究。
(1)贝贝取一支蜡烛,用小刀切下一小块,把它放入水中,蜡烛浮在水面上。结论:石蜡的密度比水_______;
(2)芳芳点燃蜡烛,观察到火焰分为外焰、内焰、焰心三层。把一根火柴梗放在火焰中(如上图所示)约1s后取出,可以看到火柴梗的________________(填“a”“b” 或“c”)处最先碳化。结论:蜡烛火焰的__________________温度最高;
(3)婷婷在探究蜡烛燃烧的过程中,发现罩在火焰上方的烧杯内壁被熏黑,你认为她的以下做法中不合适的是_________________。
A.反复实验,并观察是否有相同现象 |
B.查找资料,了解石蜡的主要成分,探究生成的黑色固体是什么 |
C.认为与本次实验目的无关,不予理睬 |
D.询问老师或同学,讨论生成黑色物质的原因 |
(4)三位同学在探究的过程中,将短玻璃导管插入焰心,发现另一端也可以点燃。
【提出问题】导管里一定有可燃性气体,气体成分可能会是什么呢?
【猜想】贝贝认为:可能是蜡烛不完全燃烧时产生的一氧化碳 (一氧化碳具有可燃性) 。
芳芳认为:可能是蜡烛受热后产生的石蜡蒸气。
婷婷认为:可能以上两种情况都有。
【实验方案】换一根较长的导管,并用冷的湿毛巾包住导管,然后在导管另一端做点火实验。
【现象与结论】
如果观察到 现象,则贝贝的猜想正确;
如果观察到 现象,则芳芳的猜想正确;
如果观察到 现象,则婷婷的猜想正确。
人教版新化学教材关于“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁( Fe2O3)粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。 |
A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象。 |
Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次实验,观察现象。 |
试管中均产生气泡,带火星木条均复燃。 |
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。 |
![]() |
Ⅳ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末.向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。 |
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【实验结论】
(1)A中产生的气体是 。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁(Fe2O3)的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂。
(3)写出氧化铁(Fe2O3)催化过氧化氢分解的化学符号表达式 。
【实验评价】
(1)设计实验Ⅳ的目的是 。
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 。
【实验拓展】
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 。
A.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据(常温通常指20℃;“浓度”指溶质的质量分数)
实验序号 |
过氧化氢溶液浓度/% |
过氧化氢溶液质量/g |
温度/0C |
二氧化锰用量/g |
氧气体积/ml |
反应所需时间/s |
① |
5 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
11 |
② |
30 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
2 |
③ |
30 |
12 |
40 |
/ |
125 |
148 |
④ |
30 |
12 |
90 |
/ |
125 |
82 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应快慢与 有关;
(2)通过对比实验 和 可知,化学反应快慢与温度的关系是 .
(3)由上述实验可知,实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 .
(4)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果,请你再探究(探究一种因素即可)
催化剂在科研、医药生产和电子工业等前沿领域有着广泛应用。
(1)为探究二氧化锰对氯酸钾分解的催化作用。在相同条件下,同学们按下表进行实验并记录相关数据。(其他影响实验的因素均相同)
编号 |
KClO3质量/g |
其他物质质量/g |
待测数据 |
实验1 |
2.0 |
||
实验2 |
a |
MnO2 0.5 |
① 表中a的数值应是 。
② 表中的待测数据指 (填字母序号)。
A.氧气的质量 B.反应后固体的质量
C.氧气的体积 D.单位时间内产生氧气的体积
③ 设计“实验1”的目的是 。
(2)同学们继续探究二氧化锰是否参与了氯酸钾的分解反应。
氯酸钾和二氧化锰混合加热的化学方程式为:2KClO32KCl + 3O2↑。
已知氯酸钾与二氧化锰混合加热时连续发生如下反应,试分析后按要求填空。
(I)2KClO3 + 2MnO22KMnO4 + Cl2↑+ O2↑;
(II) (用化学方程式表示);
(III)K2MnO4 + Cl22KCl + MnO2 + O2↑。
通过以上分析,同学们得出结论:二氧化锰参与了氯酸钾的分解反应。
请你参与某学习小组的下列探究活动,并回答问题。
【发现问题】小明将一支燃烧正旺的蜡烛轻轻吹灭后,发现烛芯处产生一缕白烟。
【提出问题】小明想:这缕白烟的成分是什么呢?
【猜想假设】大家展开了激烈的讨论。小亮猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的二氧化碳;小光猜测白烟是蜡烛燃烧时产生的水蒸气;小明猜测白烟是石蜡蒸气冷凝成的石蜡固体颗粒。
【收集证据】
(1)查阅资料:烟是由固体颗粒形成的,雾是由小液滴形成的。石蜡的熔点和沸点都很低,很容易液化或汽化。二氧化碳是无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体。
(2)实验探究:
①吹灭蜡烛,立即用一个蘸有澄清石灰水的烧杯罩住白烟,观察到澄清石灰水 。小亮由此得出结论:白烟是二氧化碳。
②吹灭蜡烛,立即用一块干而冷的玻璃片放在白烟上,玻璃片上没有水雾,而是出现了一些白色固体物质。小光由此得出结论:白烟不是______________。
③吹灭蜡烛,立即用燃着的木条靠近白烟,发现蜡烛重新被点燃,说明白烟具有可燃性,这为_________同学的猜测提供了证明,同时排除了___________同学的猜测。
【结论与解释】
(3)由以上探究结果可知:____________同学的猜测是正确的。
(4)小亮在实验时确实看到了石灰水变浑浊,但他获得的结论不正确,原因是_______________。
【反思与评价】
(5)小光同学的反思是:蜡烛燃烧产生水,由于温度高于100℃而呈气态,不会凝结成雾状,所以不应该猜测白烟是水蒸气。
(6)酒精在空气中燃烧产物与石蜡在空气中燃烧的产物相同,写出酒精燃烧的文字表达式_______________