水产养殖的速效增氧剂“鱼浮灵”的主要成分是过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)。
某化学研究小组对“鱼浮灵”的制备、成分测定及增氧原理进行了如下探究。
【查阅资料】①过氧碳酸钠有Na2CO3和H2O2的双重性质;50℃开始分解。
②过氧碳酸钠在异丙醇(有机溶剂)中的溶解度较低。
Ⅰ.“鱼浮灵”的制备。
实验室用Na2CO3与稳定剂的混合溶液和30%的H2O2溶液反应制备过氧碳酸钠,实验装置如图所示。
(1)反应温度不能超过20℃的原因是 。
(2)反应结束后,停止搅拌,向反应液中加入异丙醇,静置过滤、洗涤、干燥,获得过氧碳酸钠固体。加入异丙醇的目的 。
Ⅱ.“鱼浮灵”的成分测定。
【定性检测】检测过氧碳酸钠溶液中的成分。
(3)请补充完成下列实验报告中的相关内容。
实验序号 |
实验步骤 |
实验现象 |
解释或结论 |
① |
取样,加入MnO2粉末,用带火星的木条伸入试管内 |
木条复燃 |
反应的化学方程式
|
② |
|
|
溶液中含有Na2CO3 |
【定量研究】测定“鱼浮灵”中过氧碳酸钠的组成。
实验③:称取一定质量的“鱼浮灵”样品于小烧杯中,加适量水溶解,向小烧杯中加入足量Ba(OH)2溶液,过滤、洗涤、干燥,得到碳酸钡(BaCO3)固体3.94g。
实验④:另称取相同质量的“鱼浮灵”样品于锥形瓶中,加入足量稀硫酸,再逐滴加入高锰酸钾溶液,充分反应,消耗KMnO4的质量为1.896g,该反应的原理是:2KMnO4+5H2O2+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+5O2↑+8H2O。
(4)计算确定过氧碳酸钠(aNa2CO3•bH2O2)的化学式(写出计算过程)。
Ⅲ.“鱼浮灵”的增氧原理。
研究小组通过测定常温下相同时间内水溶液中溶解氧的变化,探究CO32﹣、OH﹣对H2O2分解速率的影响,设计了对比实验,实验数据记录如下表。
编号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
试剂 |
H2O |
4%H2O2溶液 |
Na2CO3固体 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
NaOH溶液 4%H2O2溶液 |
pH |
6.96 |
6.01 |
8.14 |
8.15 |
9.26 |
溶解氧 (mg•L﹣1) |
5.68 |
6.44 |
9.11 |
9.12 |
10.97 |
(5)由实验②可知,常温下,过氧化氢水溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(6)过氧碳酸钠可以速效增氧的原理是 。
小金为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持装置略去),进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:
实验1 |
实验2 |
|
MnO2的质量/克 |
0.5 |
0.5 |
5%的H2O2的体积/毫升 |
40 |
待填 |
水浴温度/℃ |
20 |
80 |
(1)实验2中应加入5%H2O2 毫升;
(2)在两次实验中,可通过 来比较H2O2分解反应速率的大小;
(3)实验2中水浴温度控制在80℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有 ;
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来,可采取的方法是 。
图为铜片A的系列变化,据图回答问题:
(1)若方法1中的X物质为常见气体,且发生置换反应,则X是 (填化学式);
(2)写出方法2的化学方程式 ;
(3)铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC,其中方法1和方法2均完全反应,则mA、mB、mC的大小关系为 。
如图为核聚变的示意图,其中①②③表示三种原子,“●”、“〇”、“。”表示原子中的不同微粒,③是 元素的原子,①②③中属于同种元素的原子是 (选填序号)。
CaCO 3在生产生活中有广泛的用途.
(1)煅烧石灰石可制得活性CaO,反应的化学方程式为 .为测定不同煅烧温度对CaO活性的影响,取石灰石样品分为三等分,在同一设备中分别于800℃、900℃和1000℃条件下煅烧,所得固体分别与等质量的水完全反应,测得反应液温度随时间的变化如图1所示.可知:CaO与水反应会 热量(填"放出"或"吸收");上述温度中, ℃煅烧所得CaO活性最高.要得出正确结论,煅烧时还需控制的条件是 .
(2)以电石渣[主要成分为Ca(OH) 2,还含有少量MgO等杂质]为原料制备高纯CaCO 3的流程如下:
①如图为NH 4Cl浓度对钙、镁浸出率的影响(浸出率= ×100%).可知:较适宜的NH 4Cl溶液的质量分数为 ;浸取时主要反应的化学方程式为 .
②流程中虚线内部分若改用 溶液(填化学式),可一步得到与原流程完全相同的生成物.
③流程中虚线内部若改用Na 2CO 3溶液,也能得到高纯CaCO 3,试从生物的角度分析原流程的优点:
a.NH 3可循环利用;b. .
CO 2的资源化利用日趋成为研究热点。
(1)某小组查阅资料发现:①CO 2与H 2能在催化剂表面反应生成CH 4与H 2O;②CH 4在高温下能与CuO反应。为探究上述反应,设计如下装置。
①仪器M的名称是 。装置B中反应的化学方程式为 。
②设计装置C的目的是 ,若要证明D中有CO 2生成,则需在E、F之间增加盛有 溶液的洗气瓶。
③一段时间后,装置D中黑色固体变红,E中白色固体变蓝,该小组由此得出结论:以上实验证明CH4在高温条件下能与CuO反应。你是否同意他们的结论? (填"同意"或"不同意"),理由是 。
(2)CH 4、乙炔(C 2H 2)和丙烷(CH 3H 8)都能在空气中燃烧,但是仅C 2H 2燃烧时有浓烟。试从物质组成的角度分析其燃烧现象不同的原因是: 。CH 4燃料电池具有洁净、高效的特点,其工作时主要是将 能转化为电能。