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___________________ 。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_________________ 。
⑵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___________________ 。
【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:
种类 | 氧化铁 | 氧化铝 | 氧化铜 | 氧化镁 |
开始反应 | 420℃ | 515℃ | 305℃ | 490℃ |
剧烈反应 | 490℃ | 540℃ | 350℃ | 545℃ |
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
【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
⑵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
更新时间:2016-11-28 13:29:05
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解题方法
【推荐1】科学探究是奇妙的过程。小李将FeCl3溶液倒入盛有H2O2溶液的烧杯中,立即产生大量的气泡,且气体无色无味。
(1)小李根据组成的元素猜测,无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。
【查阅资料】
1.Cl2是黄绿色的气体,HCl是一种有刺激性气味的气体。
2.FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl−
根据资料,小李可排除的气体为_____ 。
【实验探究一】为进一步验证该气体成分,他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中,观察到木条燃得更旺,则该气体一定含_____ 。
(2)小李认为上述过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。
【实验探究二】为进一步探究哪种离子起催化作用,他做了如图所示的对比实验。
(3)若要证明FeCl3溶液中的Fe3+对H2O2分解起催化作用,下列实验可以省略的是_____ (填序号),实验中观察到_____ (填实验现象),即可得知只有Fe3+起催化作用。
(4)小马认为小李的实验设计不足以证明氯化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂,你认为原因是_____ 。
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【推荐2】小芳同学利用如图所示实验装置对过氧化氢分解速率的影响因素进行了探究。
【设计实验】
(1)使用二氧化锰作催化剂时,装置A中反应的化学方程式是_____ 。
(2)用排水法收集氧气,图中B处应选择右边虚线框内的装置______ (选填“a”或“b”)。
【进行实验】小芳对过氧化氢溶液的浓度和催化剂等条件进行了探究,取足量的等体积过氧化氢溶液制取相同体积的氧气,记录所需时间(单位:min)如下表:
(3)上述实验①~④中,实验_____ (填一种答案即可)进行对比能说明过氧化氢溶液的浓度越高,反应速率越_____ (选填“快”或“慢”)。
(4)该实验中____ (选填“二氧化锰”或“氧化铜”)催化效果更好。
(5)实验①结束后,向装置A残留的物质中再加入30% 过氧化氢溶液,伸入带火星的木条,现象是____ ,这说明反应前后二氧化锰的____ 保持不变。
【设计实验】
(1)使用二氧化锰作催化剂时,装置A中反应的化学方程式是
(2)用排水法收集氧气,图中B处应选择右边虚线框内的装置
【进行实验】小芳对过氧化氢溶液的浓度和催化剂等条件进行了探究,取足量的等体积过氧化氢溶液制取相同体积的氧气,记录所需时间(单位:min)如下表:
30%过氧化氢溶液 | 10%过氧化氢溶液 | |
加入ag二氧化锰 | ①0.2min | ②1.3min |
加入ag氧化铜 | ③6.0min | ④11.0min |
(3)上述实验①~④中,实验
(4)该实验中
(5)实验①结束后,向装置A残留的物质中再加入30% 过氧化氢溶液,伸入带火星的木条,现象是
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【推荐3】人体有过氧化氢酶,可催化过氧化氢分解,在37℃左右催化效果较好。
(1)过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果谁更好呢?
同学们设计了如图装置进行实验。检查该装置气密性方法是______ ,按照下表进行了两次实验请你完成表格上的空格。表中的待测数据可能是______ 。
(2)在(1)试验中一同学误将KMnO4当做MnO2进行了实验,同样剧烈反应产生氧气,在清洗仪器时有部分黑色固体不溶于水。该同学说KMnO4也是过氧化氢分解的催化剂,但同学们在思考后否定了他的猜想,理由是______ 。
(3)土豆中含有过氧化氢酶。将不同数量、厚薄大小相同的土豆片,分别放入相同体积和浓度的过氧化氢溶液中、一段时间后,能体现生成气体量与时间关系的曲线是______ (填序号)。(图中“实线”、“虚线”分别表示4片土豆、8片土豆产生气体量与时间的关系)。
(1)过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果谁更好呢?
同学们设计了如图装置进行实验。检查该装置气密性方法是
实验序号 | 药品 | H2O2溶液温度 | 待测数据 |
1 | 15mL3%H2O2溶液,1g过氧化氢酶 | 37℃ | A |
2 | 37℃ | B |
(3)土豆中含有过氧化氢酶。将不同数量、厚薄大小相同的土豆片,分别放入相同体积和浓度的过氧化氢溶液中、一段时间后,能体现生成气体量与时间关系的曲线是
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解题方法
【推荐1】二氧化碳是光合作用的重要原料,人类对于二氧化碳的探究脚步从未止步。
【二氧化碳发现史实】
(1)公元三世纪,西晋时期张华所著《博物志》记载有“烧白石()作白灰(CaO)……”,同时产生石灰窑气(主要气体成分为二氧化碳)。请写出烧白石作白灰的化学方程式_______ 。
(2)17世纪,比利时科学家海尔蒙特发现木炭燃烧之后产生一种气体(二氧化碳),他把这种气体称之为“森林之精”,并发现烛火在该气体中会自然熄灭,则该气体具有的化学性质是_______ 。
【二氧化碳实验室制备】
(3)实验室利用装置Ⅰ的反应制取,请写出石灰石与稀盐酸反应的方程式_______ 。
(4)川川同学将燃着的小木条放在集气瓶口,观察到________ ,于是对大家宣布已收集满一瓶气体。
(5)化学兴趣小组对这瓶气体的纯度产生了质疑,决定用向上排空气法和排水法各收集满一瓶二氧化碳气体,采用数字化传感器测定的含量并记录收集时间,数据如下表:
(说明:装置Ⅰ以燃着的木条熄灭为集满标准;装置Ⅱ以导管口出现连续均匀气泡开始收集,集气瓶口出现大气泡为集满标准。)
①利用装置Ⅰ和装置Ⅱ收集到的二氧化碳都会混有少量空气,原因是________ 。
②根据上述实验数据你认为_______ (填“能”或“不能”)用排水法收集二氧化碳。
【二氧化碳再利用】
中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所的科研团队实现了利用二氧化碳从头精准合成多种己糖。己糖(化学式)是在自然界广泛分布、与机体营养代谢最为密切的糖的统称。人工合成己糖的反应时长约17小时,与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。
(6)计算己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比_______ (填最简整数比)。
(7)将二氧化碳转化为己糖等有用物质,实现二氧化碳的再利用。假设二氧化碳合成己糖碳元素的转化率为100%,合成36千克己糖可以吸收_______ 千克二氧化碳。
(8)若人工精准合成己糖技术广泛应用,其具有的实际价值是________ (答一点即可)。
【二氧化碳发现史实】
(1)公元三世纪,西晋时期张华所著《博物志》记载有“烧白石()作白灰(CaO)……”,同时产生石灰窑气(主要气体成分为二氧化碳)。请写出烧白石作白灰的化学方程式
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【二氧化碳实验室制备】
(3)实验室利用装置Ⅰ的反应制取,请写出石灰石与稀盐酸反应的方程式
(4)川川同学将燃着的小木条放在集气瓶口,观察到
(5)化学兴趣小组对这瓶气体的纯度产生了质疑,决定用向上排空气法和排水法各收集满一瓶二氧化碳气体,采用数字化传感器测定的含量并记录收集时间,数据如下表:
(说明:装置Ⅰ以燃着的木条熄灭为集满标准;装置Ⅱ以导管口出现连续均匀气泡开始收集,集气瓶口出现大气泡为集满标准。)
二氧化碳含量 | 集满一瓶二氧化碳需要的时间 | |
向上排空气法 | 77% | 17.33s |
排水法 | 91% | 9.01s |
②根据上述实验数据你认为
【二氧化碳再利用】
中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所的科研团队实现了利用二氧化碳从头精准合成多种己糖。己糖(化学式)是在自然界广泛分布、与机体营养代谢最为密切的糖的统称。人工合成己糖的反应时长约17小时,与通过种植甘蔗等农作物提取糖分的传统方式相比,糖的获取时长实现了从“年”到“小时”的跨越。
(6)计算己糖中碳、氢、氧三种元素的质量比
(7)将二氧化碳转化为己糖等有用物质,实现二氧化碳的再利用。假设二氧化碳合成己糖碳元素的转化率为100%,合成36千克己糖可以吸收
(8)若人工精准合成己糖技术广泛应用,其具有的实际价值是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】常用的消毒液双氧水。
项目学习小组探究双氧水消毒液储存与使用注意事项时,提出两个任务,并开展实验。
【任务1】探究浓度、温度、酸碱性对双氧水分解的影响
【任务2】探究pH对双氧水消毒液消毒效果的影响
【任务1】
[实验1]60°C时,取6mL30%的双氧水稀释成不同浓度的溶液,控制溶液pH为7.0
[实验2]取6mL30%的双氧水,控制溶液的pH为7.0,改变体系的温度
[实验3]60°C时,取6mL30%的双氧水,调节pH从3.1变化到13.2
获得1小时内双氧水的分解率分别见图1、2、3、
【任务2】
20°C时, 取6mL 10%的双氧水溶液, 调节pH从2.0变化到8.0, 在10min、30min、50min 时测定双氧水对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭作用,结果见下表。
回答下列问题:
(1)写出二氧化锰催化条件下双氧水分解的反应方程式________ 。
(2)用30%的双氧水配制6mL15%的双氧水(密度取1.0g/mL),需要30%的双氧水的质量为_______ g。
(3)据图可知双氧水浓度与分解率的关系是_______ ;温度在90°C内、双氧水分解率受温度的影响情况_______ (填“较大”、“较小”或“无影响”);pH为______ (填数字)时,30%的双氧水分解率最高。
(4)任务2的实验结论:_______ 。
(5)实验反思:除了上述因素会影响双氧水的分解率外,________ (写一种物质)也会影响双氧水的分解率,请写出你的实验方案_______ 。
(6)任务小结:保持在酸性条件下常温储存;使用时避免与_______ 性物质混合使用。
项目学习小组探究双氧水消毒液储存与使用注意事项时,提出两个任务,并开展实验。
【任务1】探究浓度、温度、酸碱性对双氧水分解的影响
【任务2】探究pH对双氧水消毒液消毒效果的影响
【任务1】
[实验1]60°C时,取6mL30%的双氧水稀释成不同浓度的溶液,控制溶液pH为7.0
[实验2]取6mL30%的双氧水,控制溶液的pH为7.0,改变体系的温度
[实验3]60°C时,取6mL30%的双氧水,调节pH从3.1变化到13.2
获得1小时内双氧水的分解率分别见图1、2、3、
【任务2】
20°C时, 取6mL 10%的双氧水溶液, 调节pH从2.0变化到8.0, 在10min、30min、50min 时测定双氧水对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭作用,结果见下表。
pH | 灭菌率(%) | ||
10min | 30min | 50min | |
2.0 | 76.31 | 99.06 | 99.97 |
6.0 | 49.84 | 96.73 | 99.90 |
8.0 | 34.46 | 91.84 | 94.90 |
(1)写出二氧化锰催化条件下双氧水分解的反应方程式
(2)用30%的双氧水配制6mL15%的双氧水(密度取1.0g/mL),需要30%的双氧水的质量为
(3)据图可知双氧水浓度与分解率的关系是
(4)任务2的实验结论:
(5)实验反思:除了上述因素会影响双氧水的分解率外,
(6)任务小结:保持在酸性条件下常温储存;使用时避免与
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】实验室制取氧气,可供选择的实验装置如图所示。
【实验一】气体的制备
(1)仪器a、b的名称分别是______ 、______ 。
(2)无论在实验室制取什么气体,在添加药品之前必须进行的操作是______ 。
(3)用装置③收集气体,气体应滴足的条件是______ ;实验时导管接近装置底部的目的是______ 。
(4)实验室若用高锰酸钾制取一瓶比较纯净的氧气,应选用______ (填序号)装置进行组合。该反应的化学方程式为______ 。试管中棉花的作用______ ,试管口要略向下倾斜的原因______ 。
【实验二】对氯酸钾分解反应的催化剂进行探究
某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用上图中的装置完成表中实验。
(5)验证氯化钾是氯酸钾分解的催化剂:通过实验______ (填表中的序号)对比可知,氯化钾可以加快氯酸钾分解制氧气的反应速率。若要证明氯化钾是氯酸钾分解的催化剂,还需要验证它在该反应前后的______ 未发生改变。
(6)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是______ 。
(7)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mL氧气所需时间外,还可以测量______ 。
【实验一】气体的制备
(1)仪器a、b的名称分别是
(2)无论在实验室制取什么气体,在添加药品之前必须进行的操作是
(3)用装置③收集气体,气体应滴足的条件是
(4)实验室若用高锰酸钾制取一瓶比较纯净的氧气,应选用
【实验二】对氯酸钾分解反应的催化剂进行探究
某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用上图中的装置完成表中实验。
实验物号 | 氯酸钾质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50mL氧气所需时间/s |
1 | 5 | — | 171 | |
2 | 5 | 二氧化锰 | 0.5 | 49 |
3 | 5 | 氧化铁 | 0.5 | 58 |
4 | 5 | 氯化钾 | 0.5 | 154 |
(5)验证氯化钾是氯酸钾分解的催化剂:通过实验
(6)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是
(7)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mL氧气所需时间外,还可以测量
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科学探究题
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较难
(0.4)
【推荐1】请根据下列装置,回答问题:
(1)仪器x的名称是_____ ;用D收集氢气时,气体应从导管_____ 端(填m或n)进入。
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气,化学反应方程式为_____ ,最好选用发生装置_____ (填序号);将D装满水,用排水法收集氧气并测定气体体积,应在_____ 端(填m或n)连接上一个量筒。
(3)某同学称取一定质量的KMnO4固体放入装置A的大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,请回答:
①KMnO4制备O2的化学方程式:,方程式中X的化学式为_____ ,a=_____ 、d=_____ 。
②实验结束是,乙同学发现排水法收集到的氧气量大于理论产量,针对这一现象,同学们进行如下探究;
[提出猜想]
猜想I,反应生成的MnO2分解放出O2;
猜想Ⅱ:反应生成的X分解放出O2;
③[实验验证]
同学们分成两组,分别进行下列实验;第一组同学取一定质量的MnO2在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变,则猜想_____ 错误;第二组同学取物质X又加入试管中,控制温度在_____ 条件下加热,没有用测定质量的方法得出了猜想Ⅱ正确的结论,该组同学选择的实验方法是_____ 。
④[拓展延伸]
实验发现,KClO3固体加热到400℃时,生成O2的速率还是很慢。如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热,则KClO3的分解速率大大加快。请问KMnO4在KClO3的分解反应中是否作催化剂?_____ (填“是”或“否”),其理由是_____ 。
(1)仪器x的名称是
(2)若用过氧化氢溶液和二氧化锰制备氧气,化学反应方程式为
(3)某同学称取一定质量的KMnO4固体放入装置A的大试管中,将温度控制在250℃加热制取O2,请回答:
①KMnO4制备O2的化学方程式:,方程式中X的化学式为
②实验结束是,乙同学发现排水法收集到的氧气量大于理论产量,针对这一现象,同学们进行如下探究;
[提出猜想]
猜想I,反应生成的MnO2分解放出O2;
猜想Ⅱ:反应生成的X分解放出O2;
③[实验验证]
同学们分成两组,分别进行下列实验;第一组同学取一定质量的MnO2在250℃条件下加热一段时间,冷却后测得MnO2的质量不变,则猜想
④[拓展延伸]
实验发现,KClO3固体加热到400℃时,生成O2的速率还是很慢。如果将KMnO4固体与KClO3固体混合加热,则KClO3的分解速率大大加快。请问KMnO4在KClO3的分解反应中是否作催化剂?
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】兴趣小组在制取氧气的实验过程中,有如下实验设计方案,该方案的实验目的是:探究氯酸钾和二氧化锰的质量比对反应速率的影响。
小芳在实验时,误把氧化铜当作二氧化锰放入加热,结果发现也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
猜想Ⅰ:除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁(Fe2O3)也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【设计实验】
按下表进行实验,并测定开始产生气体时的温度(提示:开始产生气体的温度越低,表示反应速度越快)。
【数据和结论】
(1)由实验__________ 与实验④对比,证明猜想合理;
(2)实验所用的三种物质中,催化效果最好的是_________ 。
【反思】
若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还需验证它在化学反应前后的_______ 和_________ 是否改变。小林在实验时,联想到了渔民用过氧化钙(CaO2)增加鱼池中的含氧量,提出猜想Ⅱ。
猜想Ⅱ:过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验结论:过氧化钙与水反应可制取氧气。
【分析与反思】
(1)同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下:①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气你认为猜想_______ (填序号)一定是错误的,理由是____________________________ ,
(2)过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气,但过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,因此小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂。写出此反应的符号表达式______________________ 。
(3)小林希望对此实验进行改进,使该反应加快,请你帮他提出合理化建议_________________ 。
【计算】该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素),标签如图所示。试计算:
(1)过氧化钙中氧元素的化合价___________________ ;
(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为_______ ;
(3)100g过氧化钙中钙元素质量为______________ ;
(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为_______ 。
编号 | 温度 | 催化剂 | 氯酸钾、二氧化锰的质量比 | 生成1升氧气所需时间/s |
实验Ⅰ | 400℃ | MnO2 | 1:1 | 153 |
实验Ⅱ | 400℃ | MnO2 | 2:1 | 240 |
猜想Ⅰ:除二氧化锰、氧化铜外,氧化铁(Fe2O3)也可以作氯酸钾分解的催化剂。
【设计实验】
按下表进行实验,并测定开始产生气体时的温度(提示:开始产生气体的温度越低,表示反应速度越快)。
实验编号 | 实验药品 | 分解温度(℃) |
① | 氯酸钾 | 580 |
② | 氯酸钾和二氧化锰(质量比1︰1) | 350 |
③ | 氯酸钾和氧化铜(质量比1︰1) | 370 |
④ | 氯酸钾和氧化铁(质量比1︰1) | 390 |
(1)由实验
(2)实验所用的三种物质中,催化效果最好的是
【反思】
若要证明氧化铁是该反应的催化剂,还需验证它在化学反应前后的
猜想Ⅱ:过氧化钙与水反应可制取氧气。
实验装置 | 实验主要过程 |
①检查装置气密性。 ②加入过氧化钙和水后,有少量细小气泡缓慢放出,在导管口几乎收集不到气体。该装置放置到第二天,集气瓶中只收集到极少量气体,振荡试管后仍有少量细小气泡缓慢放出。 |
【分析与反思】
(1)同学们对过氧化钙与水反应的生成物猜想如下:①氢氧化钙和氧气②碳酸钙和氧气你认为猜想
(2)过氧化钙与水反应虽然没有快速收集到大量氧气,但过氧化钙在水中持续、缓慢放出氧气,因此小林认为渔民用过氧化钙做增氧剂。写出此反应的符号表达式
(3)小林希望对此实验进行改进,使该反应加快,请你帮他提出合理化建议
【计算】该兴趣小组的同学们购得用于增氧的过氧化钙产品(杂质不含钙元素),标签如图所示。试计算:
(1)过氧化钙中氧元素的化合价
(2)过氧化钙中钙元素与氧元素的质量比为
(3)100g过氧化钙中钙元素质量为
(4)该产品中过氧化钙的质量分数至少为
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科学探究题
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较难
(0.4)
真题
解题方法
【推荐3】实验室制取气体常用的发生装置如图所示,回答下列问题:
(1)小刚选择A装置作为制取氧气的发生装置,反应的化学方程式为_____ ,小明选择B装置也能作为制取氧气的发生装置,其理由是 _______ 。与A装置相比,B装置具有的优点是 _______ 。
(2)某实验小组的同学们在进行“二氧化碳的实验室制取和性质”的实验活动时,选取上述装置制取二氧化碳气体后,产生了许多废液。于是他们在课外兴趣小组活动时对废液的成分进行了如下探究:
[提出问题]废液的主要成分是什么?
[猜想与假设]小红的猜想:废液中只有CaCl2;小丽的猜想:废液中还有HCl。
[查阅资料]CaCl2溶液呈中性。
[设计与实验]①小红做了一组对比实验:取等质量的废液和CaCl2溶液分别于两支试管中,各滴加2滴酚酞溶液后,发现溶液都不变色,认为自己的猜想是正确的。大家经过讨论,认为小红的猜想不正确,理由是_______ 。
② 针对小丽的猜想,同学们进行了如下实验探究:
③小牛对上述探究活动思考后,认为利用酸的化学性质还可以设计不同方案探究小丽的猜想:
[解释与结论]同学们根据以上实验,讨论得出废液的主要成分是CaCl2和HCl。
[评价与反思]实验结束后,同学们对探究活动进行了如下反思:
①小强认为方案一中存在操作错误,错误的操作是_______ 。
②小敏认为方案三不足以证明废液中含有HCl,理由是______ 。
③大家一致认为实验后的废液不能直接排放,理由是_______ (写一点)。要想从废液中得到CaCl2固体,可采用的方法是 _______ 。
(1)小刚选择A装置作为制取氧气的发生装置,反应的化学方程式为
(2)某实验小组的同学们在进行“二氧化碳的实验室制取和性质”的实验活动时,选取上述装置制取二氧化碳气体后,产生了许多废液。于是他们在课外兴趣小组活动时对废液的成分进行了如下探究:
[提出问题]废液的主要成分是什么?
[猜想与假设]小红的猜想:废液中只有CaCl2;小丽的猜想:废液中还有HCl。
[查阅资料]CaCl2溶液呈中性。
[设计与实验]①小红做了一组对比实验:取等质量的废液和CaCl2溶液分别于两支试管中,各滴加2滴酚酞溶液后,发现溶液都不变色,认为自己的猜想是正确的。大家经过讨论,认为小红的猜想不正确,理由是
② 针对小丽的猜想,同学们进行了如下实验探究:
实验方案 | 一 | 二 | 三 |
实验操作 | |||
预期的现象 | 与标准比色卡对比pH<7 | 白色沉淀 | |
实验结论 | 废液中含有HCl | 废液中含有HCl | 废液中含有HCl 反应的化学方程式为 |
③小牛对上述探究活动思考后,认为利用酸的化学性质还可以设计不同方案探究小丽的猜想:
操作步骤 | 预期的现象 | 实验结论 |
取适量废液于试管中,加入 | 废液中含有HCl |
[解释与结论]同学们根据以上实验,讨论得出废液的主要成分是CaCl2和HCl。
[评价与反思]实验结束后,同学们对探究活动进行了如下反思:
①小强认为方案一中存在操作错误,错误的操作是
②小敏认为方案三不足以证明废液中含有HCl,理由是
③大家一致认为实验后的废液不能直接排放,理由是
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【推荐1】小明在学习金属活动性顺序时,对课本上“活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来”这句话产生了好奇,为什么用“一般”这个词呢?难道还有例外吗?
【查阅资料】 金属Na性质活泼,常温下与氧气反应,也可以与水反应放出氢气。
【实验与分析】
①在实验室中,金属钠保存在煤油中;
②用镊子从煤油中取出金属钠,用滤纸吸干其表面的煤油,用小刀切下一小块,投入蒸馏水中,发现钠块立刻熔化成银白色小球,在水面上到处游动,滴入酚酞溶液后水变成红色;
③往硫酸铜溶液中投入一小块钠,又出现蓝色沉淀,但没有红色物质析出。
(1)金属钠保存在煤油中的原因是_________________________ 。
(2)从②中,你能得到哪些信息?1.______ ;2.__________ 。(任写两条)。
(3)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式____________________________ 。
【结论】 在金属活动性顺序中,活动性较强的金属不一定能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
【查阅资料】 金属Na性质活泼,常温下与氧气反应,也可以与水反应放出氢气。
【实验与分析】
①在实验室中,金属钠保存在煤油中;
②用镊子从煤油中取出金属钠,用滤纸吸干其表面的煤油,用小刀切下一小块,投入蒸馏水中,发现钠块立刻熔化成银白色小球,在水面上到处游动,滴入酚酞溶液后水变成红色;
③往硫酸铜溶液中投入一小块钠,又出现蓝色沉淀,但没有红色物质析出。
(1)金属钠保存在煤油中的原因是
(2)从②中,你能得到哪些信息?1.
(3)写出钠与硫酸铜溶液反应的化学方程式
【结论】 在金属活动性顺序中,活动性较强的金属不一定能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
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科学探究题
|
较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】无明显反应现象的可视化是一项重要的研究课题,某化学兴趣小组以“探究二氧化碳与氢氧化钠是否反应”为主题展开化学反应可视化的项目式学习。
【任务一】证明反应物的减少或消失
实验一:传统实验
该小组同学利用图1所示装置按照下列步骤展开探究。
步骤1:关闭K1,打开K2、K3,将2mL稀硫酸迅速全部注入注射器C中。
步骤2:至不再产生气泡,拉动注器B的活塞将产生的气体全部抽出后,关闭K3。
步骤:打开K1,将2mL氢氧化钠溶液注入注射器B中,关闭K1后充分振荡,观察现象
(1)通过上述实验,能证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的现象是______ ,该反应的化学方程式为______ 。
实验二:数字化实
(2)按照图2所示装置分别进行2次实验,所得曲线如图3所示,则图3中的曲线______ (选填“A”或“B”)表示二氧化碳与氢氧化钠溶液的反应:增加等体积二氧化碳与80mL蒸馏水实验的目的是______ 。
【任务二】证明有新物题生成
(3)实验三:产物转化法实验
实验四:创新实验
【查阅资料】气压减小时,水的沸点会降低。
(4)用两套图4所示装置进行实验,在第一套装置中注入3mL浓氢氧化钠溶液,在第二套装置中注入3mL的水,分别振荡试管,观察到______ 象,证明二氧化碳与氯氧化钠发生反应。
(5)小雨同学结合“探究藻类植物如何进行生命活动”,设计了如下实验装置:先在水槽里的支架上放两个盛有不同物质的小烧杯(CO2缓冲液能吸收、释放CO2,使密闭装置内CO2浓度不变),再往水槽内注入一定量的水,最后用一个大烧杯罩住(如下图)。在光照下实验持续一段时间后,观察装置内液面变化情况并分析:
①请说出上述实验持续光照一段时间后液面变化情况并作出合理解释:______ 。
② 若将CO2缓冲液换成NaOH溶液重新实验,装置内液而变化情况是______ 。
【任务一】证明反应物的减少或消失
实验一:传统实验
该小组同学利用图1所示装置按照下列步骤展开探究。
步骤1:关闭K1,打开K2、K3,将2mL稀硫酸迅速全部注入注射器C中。
步骤2:至不再产生气泡,拉动注器B的活塞将产生的气体全部抽出后,关闭K3。
步骤:打开K1,将2mL氢氧化钠溶液注入注射器B中,关闭K1后充分振荡,观察现象
(1)通过上述实验,能证明氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的现象是
实验二:数字化实
(2)按照图2所示装置分别进行2次实验,所得曲线如图3所示,则图3中的曲线
【任务二】证明有新物题生成
(3)实验三:产物转化法实验
第一组 | 第二组 | |
步骤1 | 向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳 | 向氢氧化钠溶液中通入二氧化碳 |
步骤2 | 向上述溶液中加入氯化钡溶液 | 向上述溶液中加 |
实验现象 | 有 | 一段时间后,有气泡产生 |
实验结论 | 氢氧化钠溶液与二氧化碳发生了反应 |
实验四:创新实验
【查阅资料】气压减小时,水的沸点会降低。
(4)用两套图4所示装置进行实验,在第一套装置中注入3mL浓氢氧化钠溶液,在第二套装置中注入3mL的水,分别振荡试管,观察到
(5)小雨同学结合“探究藻类植物如何进行生命活动”,设计了如下实验装置:先在水槽里的支架上放两个盛有不同物质的小烧杯(CO2缓冲液能吸收、释放CO2,使密闭装置内CO2浓度不变),再往水槽内注入一定量的水,最后用一个大烧杯罩住(如下图)。在光照下实验持续一段时间后,观察装置内液面变化情况并分析:
①请说出上述实验持续光照一段时间后液面变化情况并作出合理解释:
② 若将CO2缓冲液换成NaOH溶液重新实验,装置内液而变化情况是
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【推荐3】水是生命之源,是“永远值得探究的物质”,人类从未停止过对水的研究。1785年,拉瓦锡将水蒸气通过红热的铁制枪管,水蒸气转化为氢气,同时生成四氧化三铁,实验示意图如题图-1所示。1800年,尼克尔森利用电解法进行水的分解实验。
(1)拉瓦锡“枪管实验”涉及的反应符号表达式为___________ ;尼克尔森利用电解法进行水的分解实验,可得出有关水的结论是___________ (填字母)。
a.水由氢、氧两种元素组成 b.水可以分解产生氢气和氧气
(2)某兴趣小组也对电解水实验进行了相关探究。
查阅资料:
i.水的导电能力很弱,加入少量NaOH、Ca(OH)2、NaCl等物质可增强水的导电性。
ii.氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
为研究电解水时增强水的导电能力的方法,分别向水中加入少量NaOH、Ca(OH)2、NaCl,搅拌至充分溶解,利用题图-2所示装置分别进行了电解水实验,实验结果如下:
①第二组实验中,管a电极附近的溶液变浑浊,原因可能是___________ 。
②结合第三组实验现象分析,要探究水的组成,能否在水中加入NaCl来增强导电性,请作出判断并说明理由___________ 。
(3)为研究影响电解水反应速率的因素,利用12V直流电源进行了相关实验探究,数据如下:
①比较实验A和B,可得到的结论是___________ 。
②分析四组实验数据,实验C的电解时间“X”可能是___________ (填字母)。
a.32.4 b.35.2 C.50.2 d.55.6
③查阅资料发现,当其他条件不变时,增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。在D实验的基础上,若要证明电压增大能加快电解水的反应速率,请利用如图-3所示的电源设计实验方案:___________ 。
(1)拉瓦锡“枪管实验”涉及的反应符号表达式为
a.水由氢、氧两种元素组成 b.水可以分解产生氢气和氧气
(2)某兴趣小组也对电解水实验进行了相关探究。
查阅资料:
i.水的导电能力很弱,加入少量NaOH、Ca(OH)2、NaCl等物质可增强水的导电性。
ii.氯气(Cl2)是黄绿色、有刺激性气味的有毒气体。
为研究电解水时增强水的导电能力的方法,分别向水中加入少量NaOH、Ca(OH)2、NaCl,搅拌至充分溶解,利用题图-2所示装置分别进行了电解水实验,实验结果如下:
水中加入的物质 管内位置 | 第一组 | 第二组 | 第三组 |
NaOH | Ca(OH)2 | NaCl | |
管a电极附近 | 产生少量气泡 | 产生少量气泡,溶液变浑浊 | 产生少量黄绿色气 |
管b电极附近 | 产生较多气泡 | 产生较多气泡 | 产生较多气泡 |
②结合第三组实验现象分析,要探究水的组成,能否在水中加入NaCl来增强导电性,请作出判断并说明理由
(3)为研究影响电解水反应速率的因素,利用12V直流电源进行了相关实验探究,数据如下:
编号 | 温度 | NaOH溶液浓度 | b 管气体体积 | a管气体体积 | 电解时间 |
A | 20°C | 2% | 20 mL | 9.8 mL | 54.0 s |
B | 20℃ | 5% | 20 mL | 9.8 mL | 36.2 s |
C | 30℃ | 2% | 20 mL | 9.9 mL | X |
D | 30°C | 5% | 20 mL | 9.9 mL | 35.4 s |
②分析四组实验数据,实验C的电解时间“X”可能是
a.32.4 b.35.2 C.50.2 d.55.6
③查阅资料发现,当其他条件不变时,增大直流电的电压也能加快电解水的反应速率。在D实验的基础上,若要证明电压增大能加快电解水的反应速率,请利用如图-3所示的电源设计实验方案:
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