王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下:加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中,分子筛并不消耗。王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
(1)这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(2)实验I:小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 |
实验现象 |
文字表达式 |
取一只250 mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所带气体,然后把燃着的石蜡插入集气瓶中 |
石蜡燃烧得更旺 |
文字表达式I |
表中,文字表达式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
(3)实验II:测定小丽所带气体中氧气的含量。同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
【实验记录 】
实验操作 |
主要实验现象 |
实验结论及解释 |
|
① |
检查装置的气密性 |
/ |
装置的气密性良好 |
② |
加入药品,将装置连接固定 |
/ |
/ |
③ |
打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b |
A中水进入到B中,B中水的体积为200 mL。 |
收集200 mL气体(由压强差引起的误差忽略不计) |
④ |
用凸透镜聚光引燃白磷 |
燃烧,产生大量白烟 |
/ |
⑤ |
待白磷熄灭并冷却到室温, 进行操作I |
现象I |
小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中,操作I是 ;现象I是
出现上述现象的原因是 。
【数据记录】
实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
B中剩余水体积/mL |
100 |
42 |
39 |
41 |
38 |
【数据处理】已知,在上表数据中,第1组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是
(9分)科学探究是奇妙的过程,请你一起参与下列有关过氧化氢溶液制备氧气的探究实验。
(1)问题1 过氧化氢溶液分解速率与催化剂种类有关吗?
在常温下,在相同质量、相同浓度的过氧化氢溶液中,分别加入1g二氧化锰和x g氧化铜,测量各生成一瓶(相同体积)氧气所需的时间。实验数据记录如下:
实验编号 |
Ⅰ |
Ⅱ |
反应物 |
5%过氧化氢溶液 |
5%过氧化氢溶液 |
催化剂 |
1 g 二氧化锰 |
x g 氧化铜 |
时 间 |
46 s |
84 s |
上述实验中可用排水法收集氧气,理由是 。实验Ⅰ反应的文字表达式是 ,若实验时忘了加入二氧化锰固体,结果是 。实验Ⅱ中x的值应为 。本实验中,与发生装置连接用来测量O2体积的装置可以用下图中的 (填编号)。
实验结论1: 。
(2)问题2 过氧化氢溶液分解速率与反应物浓度有关吗?
实验数据记录如下:
|
双氧水的质量 |
双氧水的浓度 |
MnO2的质量 |
相同时间内产生O2体积 |
Ⅰ |
50.0g |
1% |
0.1g |
9mL |
Ⅱ |
50.0g |
2% |
0.1g |
16mL |
Ⅲ |
50.0g |
4% |
0.1g |
31mL |
实验结论2:在相同条件下, 。
上述实验中除了量筒外还需用到的测量仪器有 (写出其中一种)。
(3)影响过氧化氢溶液分解速率可能还与温度有关,请设计实验方案进行验证: 。
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。
某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究,设计下列实验。
Ⅰ.铁、铜金属活动性比较
实验步骤 |
实验现象及结论 |
①将Cu丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 |
Cu丝无变化,没有发生化学反应。 |
②将Fe丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中 |
Fe丝表面有气泡产生,其反应的化学方程式为 。 |
③将Fe丝插入盛有2mL CuSO4溶液的试管中 |
Fe丝表面有 色物质覆盖。 |
结论:通过上面实验,可知Fe的金属活动性比Cu (填“强”或“弱”)。
Ⅱ.将上面①、②、③实验后的液体收集在一烧杯中,对该烧杯中的废液进行分析。
(1)甲同学观察到废液呈现蓝色,认为废液中一定含有 (填化学式)。
(2)乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与 比较,测得废液pH<7,表明废液中还有硫酸。
(3)丙同学设想把废液进行回收,为了将废液中的溶质全部转化为FeSO4,采取向废液中加入过量的Fe粉,待反应完全后,过滤,滤渣的成分为 (填化学式)。滤液经蒸发结晶,可得到硫酸亚铁晶体。
某化学兴趣小组用如图装置验证一氧化碳还原氧化铜,并探究其还原产物的组成.
(1)装置及反应原理探究
①B装置中浓硫酸的作用为 .
②说明CO能还原CuO的现象为 .
③上述整套装置中发生的化学反应,其中属于化合反应的化学方程式 .(不考虑CO 2和H 2O的反应.)
(2)产物成分探究
【查阅资料】Ⅰ、一氧化碳还原氧化铜.除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu 2O)
Ⅱ、Cu 2O为不溶于水的红色固体
Ⅲ、Cu 2O+H 2SO 4═Cu SO 4+Cu+H 2O
【提出问题】红色固体含有什么物质?
【猜想假设】假设一:红色固体只含Cu
假设二:红色固体只含Cu 2O
假设三: .
【实验验证】该小组为验证上述假设,取少量红色固体,加到足量稀硫酸中,观察到溶液变为蓝色,红色固体部分溶解.
【实验结论】根据上述实验结果,可知红色固体中一定含有 .
【数据处理】为进一步确定红色固体的成分,甲、乙两同学分别称取各自实验后的一定质量的红色固体,加到足量稀硫酸中使其充分反应,经过滤、洗涤、干燥后,称量剩余红色固体质量如表,请完善表中内容.
实验人员 |
红色固体(g) |
剩余红色固体(g) |
实验结论 |
甲 |
7.2 |
3.2 |
|
乙 |
4.08 |
2.48 |
|
【交流与反思】只要假设合理,方法正确,根据实验现象和数据就能得出结论.
某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究:
(1)如上图甲所示装置和药品进行实验,集气瓶中发生反应的文字或符号表达式为 ,实验中可观察到红磷燃烧的现象是 。
(2)该组同学做了6次实验,整理数据如下:
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
进入集气瓶中水的体积(mL) |
20 |
21 |
19 |
20 |
22 |
18 |
(注:集气瓶容积为100mL)通过6次实验,该组同学探究出氧气约占空气体积的 ,该组同学通过多次实验得出结论的目的是 ,通过该实验还可以推断出集气瓶中剩余气体的物理性质是 ,化学性质是 。
(3)小林同学利用甲图装置测定空气中氧气的含量,下列操作会使测定结果偏小的是(填序号)
A.实验装置可能漏气
B.实验中所取的红磷过量
C.实验前没有将弹簧夹夹紧
D.红磷燃烧结束后,没等装置冷却就打开弹簧夹
(4)小明同学认为可用木炭代替红磷测定空气中氧气的含量,小丽同学认为不可以,其原因是 ,小强同学预先在集气瓶内加入 溶液反应后,用木炭做实验也收到了较好的效果。
(5)小芳同学用镁条代替红磷来测定空气中氧气的含量.结果却发现倒吸的水量远远超过刚才实验的体积.小组内的同学帮她仔细检查,发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为造成此现象的原因可能是 。
(6)小组内同学查阅资料后知道白磷40℃即燃烧,燃烧产物与红磷相同,于是采用改进后的乙装置进行重新探究。主要操作是:在实际容积为100ml的集气瓶里先装进30ml的水,再按图连好仪器,按下热的玻璃棒,白磷立即被点燃。
①白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中,瓶内水面的变化是 ,若实验非常成功,最终集气瓶中水的体积约为 ml。
②你认为集气瓶里预先装进的水有哪些作用?( )(填序号)
a.加快集气瓶冷却 b.液封导气管末端以防气体逸出 c.缓冲集气瓶内气压的骤然升高
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 。
化学兴趣小组的同学将足量的锌粒加入到浓硫酸中,发现有大量的气泡放出,他们对气体的成分进行了探究。
【提出问题】锌粒加入浓硫酸后生成的气体是什么?
【查阅资料】
①浓硫酸能与锌反应,但不产生氢气,也不会产生氧气;
②SO2有刺激性气味,易溶于水,能使品红(一种红色色素)溶液褪色。
【提出猜想】
甲:气体是H2;
乙:气体是SO2;
丙:气体是SO2和H2;
【实验探究】
为了验证上述猜想。同学们在老师的指导下设计了如下图的装置(部分夹持器材略去,假设每个能发生的反应都完全进行)进行探究:
(1)实验开始后,观察到A中品红溶液褪色,证明气体中含有 。
(2)B装置的作用是 。
(3)C装置在点燃酒精灯加热之前应先通一段时间的气体,目的是 ;加热一段时间后,观察到 ,证明气体中含有H2。
(4)写出D瓶中发生的反应的化学方程式 。
【讨论】
(1)锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化硫,为什么在反应过程中又产生了氢气呢?用文字简述原因: 。
(2)锌与浓硫酸和稀硫酸反应都可以产生硫酸锌,如果需要制取硫酸锌,用锌与稀硫酸反应的优点是 (任填一种合理的答案)。
.化学兴趣小组的芳芳对蜡烛(主要成分是石蜡)及其燃烧进行了如下探究。
(1)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)点燃蜡烛,观察到火焰分为 、 、 三层。把一根火 柴梗放在火焰中(如图)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)芳芳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)再将一只干燥的烧杯罩在蜡烛火焰上方,烧杯内壁出现 ,片刻后取下烧杯,迅速向烧杯内倒入少量澄清的石灰水,振荡后发现 结论:蜡烛燃烧以后的生成物是 。
某小组同学进行了有关蜡烛成分测定的实验
实验步骤 |
现象 |
结论 |
|
在蜡烛火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯 |
烧杯内壁有小液滴 |
产物中有 |
|
将内壁涂有 的烧杯罩在火焰上方 |
|
产物中有二氧化碳 |
由此可知:蜡烛的成分主要由 元素组成,可能还含有 。
化学教材 “寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】(1)氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?
(2)氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好?
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入a g氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象。 |
A试管中产生大量气泡,带火星木条复燃,B试管中的现象 |
②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内,如此反复多次实验,观察现象。 |
试管中均产生大量气泡,带火星木条均复燃 |
③将实验②中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为a g。 |
|
④分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入a g氧化铁粉末,向D试管中加入a g二氧化锰粉末,观察现象。 |
(1)A中产生的气体是 ;B试管中的现象 。
(2)实验②、③证明:氧化铁的 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)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式 。
(4)实验设计④的目的是 ,若实验④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 。
如图所示,某实验小组的同学在进行酸碱中和反应的实验时,向烧杯中的氢氧化钠溶液加入稀盐酸一会后,发现忘记了滴加指示剂。因此,他们停止滴加稀盐酸,并对烧杯内溶液中的溶质成分进行探究。
Ⅰ、从微观角度分析,中和反应的实质是 。
Ⅱ、探究烧杯内溶液中溶质的成分:
【提出问题】该烧杯内溶液中的溶质是什么?
【猜想】猜想①:可能是NaCl和NaOH;
猜想②:可能只有NaCl;
猜想③:可能是 。
【查阅资料】氯化钠溶液呈中性。
【进行实验】
实验方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
方案一 |
取少量烧杯内溶液于试管,滴入几滴酚酞溶液,振荡 |
溶液 色 |
猜想①不正确 |
方案二 |
取少量烧杯内溶液于另一支试管 中,逐滴加入碳酸钠溶液至过量 |
|
猜想②不正确,猜想③正确 |
方案二发生反应的化学方程式是 。
【反思与拓展】
(1)在分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑 。
(2)根据所学化学知识,验证烧杯内溶液中的溶质含有HCl,除以上方案外,下列哪些物质单独使用也能完成该实验? (填序号)。
A.pH试纸
B.铜
C.紫色石蕊溶液
学习化学知识和技能,可以帮助我们鉴别和检验物质。
(1)在实验室鉴别白酒与白醋,可采用的方法是 。
(2)现有两瓶失去标签的无色溶液,其中一瓶是氢氧化钙溶液,一瓶是稀盐酸。为了鉴别它们,同学们设计了如下实验方案:先给两瓶溶液贴上标签A、B,然后分别取样进行实验。请将横线部分填写完整:
|
加入的试剂 |
现象 |
结论 |
方案1 |
二氧化碳 |
A中出现白色浑浊,B中无明显现象。 |
A是 溶液, B是另一种溶液。 |
方案2 |
碳酸钠溶液 |
。 |
|
方案3 |
试剂X |
…… |
写出方案1中发生反应的化学方程式 。
【方法感悟】在鉴别物质时,要先分析物质的性质,然后选择恰当的试剂,必须产生不同现象才能达到鉴别物质的目的。
【拓展应用】完成方案3,请从下列提供的试剂中选出所有能鉴别出这两种物质的试剂X: 。(填序号)
①酚酞溶液 ②pH试纸 ③镁 ④氧化铜
⑤稀硝酸 ⑥氢氧化铜 ⑦氯化镁溶液 ⑧硝酸钡溶液
(3)小华同学对方案2进一步探究,设计了如下实验方案:
溶液C和溶液D混合,可能会出现以下三种情况:
①有沉淀产生时,写出其中发生反应的化学方程式 。
②有气泡冒出时,可通过现象反推出溶液C中的溶质是 。
③无明显现象时,混合物E中一定含有的溶质是 ;混合物E中所含溶质种类最多时,写出所有溶质的化学式 。
咸宁市市某校2018年实验操作模拟考试的一个考题是:用碳酸钠溶液鉴别稀盐酸、食盐水和澄清石灰水。
【进行实验】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
分别用a,b,c三支试管取样,各加入一定量碳酸钠溶液 |
a中有气泡产生 |
a中物质是稀盐酸 |
b中无明显现象 |
b中物质是食盐水 |
|
c中 |
c中物质是澄清石灰水 |
写出a试管中发生反应的化学方程式 。
把c试管反应后的物质进行过滤,得到滤液。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
猜想一:Na 2CO 3和NaOH;猜想二:NaOH;猜想三: 。
提示:Ca(OH) 2微溶于水。
【实验过程】为证明猜想一是否正确,进行了如下实验
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
取一定量滤液于试管中,加入一种盐溶液(写物质化学式) |
有白色沉淀 |
猜想一正确 |
写出上述有白色沉淀生成的化学方程式 。
同学们还对a试管反应后废液的酸碱性感兴趣,决定用pH试纸测定其pH值。
用pH试纸测定a试管反应后废液碱性的过程 |
测定结果 |
在白瓷板上放一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取 。 |
pH<7(废液显酸性) |
【反思与交流】a试管中的废液显酸性,从环保、经济、操作简便等方面考虑,应向废液加入(写化学式) 后再排放。
草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产锂电池的原材料。某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物,并用热重法(TG)确定其分解后所得固体产物的组成。探究过程如下:
【查阅资料】
1.草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2。
2.白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色。
3. 浓硫酸具有吸水干燥的性质。
4. 氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水。
【实验设计】
(1)从环保角度考虑,该套实验装置的明显缺陷是 。
(2)可选择以下实验装置中的 (选填“甲”或“乙”)作为虚线中的“热分解装置”。
【问题讨论】
(3)实验过程中观察到:B中白色无水CuSO4变成蓝色,C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式 (填化学方程式),E中 (填实验现象),则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO。
(4)该兴趣小组进行上述实验时,先点燃热分解装置中的酒精灯,一段时间后再点燃E处的酒精灯,原因是 。
(5)若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO,则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶,其作用是 。
【数据分析】
(6)称取3.60g草酸亚铁晶体(FeC2O4•2H2O,相对分子质量是180)用热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化的曲线如图所示,请分析该图回答下列问题:
①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为 。
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物, 试通过计算确定该氧化物的化学式或名称 。
请写出计算过程:
试题篮
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