同学们学习了复分解反应发生的条件后,利用所学知识对稀盐酸与如图中的三种物质之间能否发生反应作出判断,并进行实验验证:
组别 |
甲 |
乙 |
丙 |
实验示意图 |
|||
能否反应 |
能 |
能 |
能 |
实验现象 |
无明显现象 |
有气泡产生 |
产生白色沉淀 |
同学们判断Ca(OH)2溶液和稀盐酸能发生化学反应的依据是生成物中有 生成。
【提出问题】
怎样证明Ca(OH)2溶液与稀盐酸发生了反应?
【分析讨论】
同学们经过讨论后认为,如果盐酸和氢氧化钙减少(或消失),或者有新物质生成,都能证明反应已经发生。
【查阅资料】
CaCl2溶液呈中性。
【实验探究】
方案 |
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
方案一 |
小羽取少量Ca(OH)2溶液于试管中,先滴入2~3滴无色酚酞溶液,再加入稀盐酸 |
|
反应物消失,二者发生了反应 |
方案二 |
小美向甲组反应后的溶液中加入适量AgNO3溶液 |
产生白色沉淀 |
有新物质生成,二者发生了反应 |
【实验评价】
小凯认为小美的结论不正确,理由是 。
【总结归纳】
(1)Ca(OH)2溶液与稀盐酸发生了化学反应,其反应的化学方程式为 。
(2)对于无明显现象的反应,我们可以分析比较反应物和生成物的性质,从多个角度设计实验进行证明。
【拓展延伸】
将少量CO2通入NaOH溶液中也无明显现象,请你设计一个实验方案证明二者发生了反应 (写出操作方法和现象)。
如图是一个具有刻度和活塞可滑动的玻璃容器,其中有空气和足量的白磷,将它放在盛有沸水的烧杯上方,进行实验.请完成实验报告:
实验目的 |
实验现象 |
实验结论 |
测定空气中 的体积分数. |
白磷着火燃烧,活塞先右移,后左移,最后 停在刻度约为 (填整数)的位置上. |
空气的成分按体积计算, 约占. |
研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】H2O2生成O2的快慢与 有关。
【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2红砖粉后测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
【进行实验】如图是他们进行实验的装置图,气体发生装置中A仪器名称是 ,此实验中B处宜采用的气体收集方法是
【结论】该探究过程得出的结论是 。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 和 是否改变。
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 。
我校某同学设计了测定空气中氧气含量的实验,实验装置如图.该同学的实验步骤如下:
①在集气瓶中加少量的水,将水面上方的空间分为5等份.
②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入一定量的红磷,将导管上的弹簧夹夹紧,在酒精灯上点燃红磷,并立即伸入集气瓶内,塞紧橡皮塞.
③充分反应后,待集气瓶冷却至室温,打开弹簧夹.
请回答下列问题:
步骤②集气瓶中燃烧的主要现象是 ,其反应的文字表达式为 ;
步骤③中打开弹簧夹后观察到的现象是烧杯中的水沿着导管进入集气瓶的“1”处,由此可得出空气中氧气的体积约占 ;但本实验的结果是进入集气瓶中的水小于理论值,其原因可能是 ;
②中点燃红磷的方法有什么后果? _.
某同学发现一瓶没有塞上瓶塞的过氧化氢溶液。查资料得知,过氧化氢溶液在光线的直射下也能分解成氧气和水。他想探究这瓶过氧化氢溶液是否已经完全分解,与同学们一起进行如下实验。
【猜想与假设】
猜想Ⅰ:这瓶过氧化氢溶液已经完全分解。 猜想Ⅱ:这瓶过氧化氢溶液未完全分解。
【设计实验】为了验证猜想,甲、乙、丙三位同学分别提出如下方案:
甲同学:取适量试剂于试管中,伸入带火星的木条,若带火星的木条复燃,则猜想Ⅰ成立,若带火星的木条不复燃,则猜想Ⅱ成立。同学们认为此方案不行,原因是_______________________。
乙同学:取等量的过氧化氢溶液于A、B两个试管中,向A试管中加入少量二氧化锰,再把带火星的木条分别伸入A、B试管中,若观察到_____________________,则猜想Ⅰ成立。该实验中,B试管的作用是_____________。
丙同学:
操作 |
现象 |
结论 |
取与甲同学等量的试剂于另一支试管中,加热,再伸入带火星的木条 |
_______________________ , ________________________ |
猜想Ⅱ 成立 |
【反思与交流】
① 敞口放置的试剂容易变质,所以要_________保存;过氧化氢溶液见光易分解,所以要存放在___________(填试剂瓶类型)中。
② 二氧化锰在过氧化氢的分解中起催化作用。从本组实验中可得知,能改变化学反应速率的方法还可以_______________________。
某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究:
[集体讨论]:(1)讨论后同学们认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体。他们应该选择
A.蜡烛 B.红磷 C.木炭
为了充分消耗容器中的氧气,药品的用量应保证 。
写出红磷燃烧的文字表达式
(2)小组同学共同设计了如图所示的两套装置,你认为合理的是(填编号) 。
为了确保实验的成功,在装药品之前应该 。
[分组实验] 在讨论的基础上,他们分组进行了实验。
[数据分析] 实验结束后,整理数据如下:(注:集气瓶容积为100 mL)
组 别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
进入集气瓶中水的体积(mL) |
20 |
21 |
19 |
20 |
22 |
18 |
(3)通过对实验结果的交流,大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是 、化学性质是
[实验拓展]
(4)已知镁在空气中燃烧可分别与氧气和氮气反应,都生成固体物质,此实验中镁 (填“能”或“不能”)代替红磷,其原因是 。
用来测定空气成分的方法很多。如下图所示的是小芳同学用红磷在空气中燃烧的测定方法。实验过程是:
第一步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记。
第二步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第三步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸 入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5。
请回答下列问题:
(1)上面的实验同时证明了氮气有___________的化学性质。 (答一点即可)
(2)实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,你认为导致这一结果的原因可能是________________________:_________________________。 (答两点即可)
【问题提出】有实验资料表明:此实验因为设计缺陷,在操作规范的情况下也常常测出氧气的含量会大于1/5
(3)小包同学设想用其他物质代替红磷进行实验(装置不变),则下列因素不会影响实验结果的是(填字母标号):_________
A.替代物能否和氧气反应 | B.替代物的用量 |
C.替代物能否溶于水 | D.生成物的状态 |
【实验改进】
Ⅰ. 根据铁在空气中生锈的原理设计图实验装置,再次测定空气中氧气含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ.测定实验数据如表4
测量 项目 |
实验前 |
实验后 |
|
烧杯中水的体积 |
烧杯中剩余水的体积 |
集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 |
|
体积/mL |
80.0 |
54.5 |
126.0 |
【交流表达】
(4)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化铁[Fe(OH)2],写出该反应的化学方程式 。
(5)根据表4数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是 (计算结果精确到0.1%)。
(6)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:_________________________;(写一点)
化学是一门以实验为基础的学科,同学们在实验室进行了与氧气有关的一系列实验探究。
(一)探究空气中氧气的含量。甲设计了如下实验方案:在燃烧匙内盛过量红磷,点燃后立即插入集气瓶内,塞紧橡皮塞,待红磷火焰熄灭,集气瓶冷却至室温,打开铁夹,水注入集气瓶。(实验装置如右图所示)回答下列问题:
(1)实验过程中,观察到的主要现象是______________;______________。反应的文字表达式是______________。
(2)乙用上述实验装置测定的结果是:空气中氧气含量与正常值有较明显的偏差,其操作上的原因可能是(要求答出两种):_________,___________。
(3)丙也设计了一个实验方案,装置和操作同上,只不过用木炭代替了红磷。当木炭停止燃烧,集气瓶冷却至室温,打开铁夹后,水能否进入集气瓶?为什么?______________。
(4)某同学对实验进行反思后,提出改进方案(如右图所示),你认为改进后的优点是_____________________。
(二)探究氧气的性质
(1)下列A、B两图是一同学进行的物质在氧气中燃烧的两个实验:
请帮助他完成实验报告,并回答有关问题。
物质 |
现象 |
|
在空气中 |
在氧气中 |
|
铁丝 |
红热 |
|
硫 |
微弱的淡蓝色火焰 |
|
B中反应的文字表达式为: ;该反应属于 反应。两集气瓶中都预先装有少量水,但作用不同,A中水的作用是 。
(2)右图是某同学为证明呼出的气体中二氧化碳比吸入的空气中含量高设计的实验,我认为 (填“能”或“不能”)达到到实验目的,如果不能请说明改进措施 。(如果能则该问题不必回答)
每空1分,共6分)某校化学兴趣小组就空气中氧气的含量进行实验探究:
【集体讨论】(1) 讨论后同学们认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体。他们应该选择
A.蜡烛 B.红磷 C.硫粉
(2)为了充分消耗容器中的氧气,药品的用量应保证 。
(3)小组同学共同设计了如右图的两套装置,你认为合理的是(填字母) 。
(4)为了确保实验的成功,在装药品之前应该 。
【分组实验】 在讨论的基础上,他们分组进行了实验。
【数据分析】实验结束后,整理数据如下:(注:集气瓶容积为100 mL)
组 别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
进入集气瓶中水的体积(mL) |
20 |
21 |
19 |
20 |
22 |
18 |
(5)通过对实验结果的交流,大多数同学都验证出氧气约占空气体积的 。
(6)通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的性质是 。
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。 |
【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
小明同学在做家庭实验时,不小心将过氧化氢溶液溅到妈妈刚刚切好的土豆丝上,发现土豆丝上立即冒气泡,激发了小明的探究欲望,请你参与小明的探究.
【猜想】土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂
【实验】设计并完成下表所示的探究实验:
|
实验操作 |
实验现象 |
结论 |
总结 |
实验一 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星木条 |
有小气泡产生,木条不复燃 |
过氧化氢分解产生氧气,但是 |
土豆丝可作过氧化氢分解的催化剂 |
实验二 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入土豆丝,伸入带火星木条 |
迅速产生大量气泡 |
土豆丝能加快过氧化氢的分解的速率 |
(1)请你帮小明同学填写上表中未填完的空格.
(2)在小明的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是
【反思】小凡同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,他补充设计了两个方面的探究实验。
第一方面探究 .
向反应后试管内的剩余物中重新加入过氧化氢溶液,有大量气泡产生,且木条复燃;
第二方面探究 。
实验操作中包含了两次称量,将实验二试管中的物质进行 、洗涤、干燥、称量(土豆丝本身的水分减少忽略不计)。
长途运输鱼苗时,人们常在水中加入少量过氧化钙固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。提出问题:当把过氧化钙投入足量水中时,生成的气体是什么物质呢?
进行猜想:甲同学认为:生成的气体是氧气;
乙同学认为:生成的气体是二氧化碳。
①请设计一个实验方案来验证甲同学的猜想是正确的,并填入下表空格中。
实验步骤及操作方法 |
实验现象 |
结论 |
1.取少量过氧化钙放入试管中,加足量水。 |
|
此空不填 |
2. |
|
|
溶液能对过氧化氢的分解起催化作用,某小组拟在相同浓度
溶液的催化下,探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响.
写出本实验发生反应的化学方程式.
Ⅰ.分别取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液于锥形瓶中,注入相同体积、相同浓度的
溶液,如图观察到,就可以粗略判断,得出实验结果.
为进一步判断上述实验结论的准确性,运用图,小刚同学进行了如下实验方案设计.
Ⅱ.
[方案一]在不同过氧化氢浓度下,测定收集相同气体体积所需时间.
[方案二]在不同过氧化氢浓度下,测定;
方案二的实验测量结果:
30%
溶液的体积(mL) |
2%
溶液的体积(mL) |
加入
的体积(mL) |
反应的时间(min) |
生成
的体积(mL) |
|
1 |
5 |
x |
20 |
5 |
V1 |
2 |
10 |
3 |
15 |
y |
V2 |
表中
=,
=.
实验结论:通过测量,若V1V2(填">"、"="或"<"),说明.
实验室中常用分解过氧化氢来简便快速的制备氧气,化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,并进行了氧气的性质实验。
[查阅资料]有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
[实验探究1]探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果:
各量取6ml的过氧化氢溶液,分别倒入1、2、3号三志试管中,取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块,分别放入2、3号试管中,并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内,观察现象并记录如下:
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
|
材料名称 |
无 |
苹果 |
土豆 |
|
实验现象 |
反应速率 |
很慢 |
稍快 |
较快 |
产生气泡 |
很少 |
比1中多 |
较多 |
|
复燃情况 |
不复燃 |
复燃 |
很快复燃 |
|
实验结论 |
|
[实验探究2]探究浓度对过氧化氢分解速率的影响:
取10ml30%的过氧化氢三份,将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液,同时测定收集到100ml氧气所用的时间,(其它实验条件均相同)记录如下:
实验编号 |
1 |
2 |
3 |
过氧化氢溶液浓度 |
5% |
15% |
30% |
所用时间(秒) |
205 |
25 |
3 |
实验结论 |
|
[实验条件3]用上述收集的仪器与不同位置进行反应,其中有一固体能在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为:。
试题篮
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