(1)化学小组选用下图装置制取并收集氧气。
①仪器的名称:a是______ ,b是 ______ 。
②实验室制取氧气的化学方程式为______ (写一个),实验时对应的气体发生和收集装置分别是 ______ (填标号,下同)和 ______ 。
(2)碘化钾(KI)是白色固体,保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。化学小组查得以下资料:
I.对于碘化钾变质的原理,有两种不同的反应:
甲:4KI+O2+2CO2=2K2CO3+2I2
乙:4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2
Ⅱ.KOH与NaOH的化学性质相似。
为探究碘化钾变质原理的合理性,开展以下实验。
【实验过程】
[实验1]
取适量碘化钾固体暴露于空气小一段时间,观察到固体泛黄。往泛黄的固体中加入足量稀硫酸,产生无色无味的气体,通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
①石灰水变浑浊的原因是______ (用化学方程式表示)。
②化学小组认为:据此现象,还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论。理由是____ 。
[实验2]
按下图所示装置进行实验,数日后,观察到碘化钾固体无泛黄现象。
③据此现象,可得出的结论是______ 。
[实验3]
按下图所示装置进行实验,数日后,观察到碘化钾同体无泛黄现象。
查阅文献获知,常温下某些气体和固体反应须在潮湿环境中进行。化学小组据此改进实验,很快观察到固体泛黄的现象。
④简述化学小组改进实验的具体措施:___________ 。
【实验结论】
⑤根据上述实验,化学小组得出结论:碘化钾固体泛黄变质是碘化钾与_____ 共同作用的结果。
①仪器的名称:a是
②实验室制取氧气的化学方程式为
(2)碘化钾(KI)是白色固体,保存不当会被氧化为单质碘(I2)而泛黄变质。化学小组查得以下资料:
I.对于碘化钾变质的原理,有两种不同的反应:
甲:4KI+O2+2CO2=2K2CO3+2I2
乙:4KI+O2+2H2O=4KOH+2I2
Ⅱ.KOH与NaOH的化学性质相似。
为探究碘化钾变质原理的合理性,开展以下实验。
【实验过程】
[实验1]
取适量碘化钾固体暴露于空气小一段时间,观察到固体泛黄。往泛黄的固体中加入足量稀硫酸,产生无色无味的气体,通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊。
①石灰水变浑浊的原因是
②化学小组认为:据此现象,还不能得出“反应甲是造成碘化钾变质的原因”的结论。理由是
[实验2]
按下图所示装置进行实验,数日后,观察到碘化钾固体无泛黄现象。
③据此现象,可得出的结论是
[实验3]
按下图所示装置进行实验,数日后,观察到碘化钾同体无泛黄现象。
查阅文献获知,常温下某些气体和固体反应须在潮湿环境中进行。化学小组据此改进实验,很快观察到固体泛黄的现象。
④简述化学小组改进实验的具体措施:
【实验结论】
⑤根据上述实验,化学小组得出结论:碘化钾固体泛黄变质是碘化钾与
更新时间:2017-09-14 11:22:24
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】84消毒液是一种无色或者淡黄色具有刺激性气味的含氯消毒剂,有效成分为次氯酸(NaClO)。广泛用于医院、宾馆、旅游、家庭等的卫生消毒。某化学兴趣小组对该消毒液进行如下一系列探究。
[查阅资料]
84消毒液不稳定,其杀菌作用主要依靠有效氯,有效氯越高杀菌效果越好。
探究一:84消毒液中有效氯含量的稳定性。0.5%的84消毒液在不同温度、不同存放时间下的有效氯含量:
[解释与结论]
综合分析探究一中数据,在其他条件不变时,0.5%的84消毒液有效氯存留率受温度和时间的影响,其影响的变化趋势是_______ ;存84消毒液应注意的问题是_______ 。
探究二:84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
[实验1]取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生;然后通过实验证明产生的气体是氧气。
[提出问题]在上述反应中,NaClO的作用是什么?
[作出猜想]
猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应:
猜想二:作_______ ,具有类似分解H2O2溶液制氧气时MnO2的作用。
[实验2]
①按下图所示组装实验装置,并检查装置气密性。
②向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mLH2O2溶液。
③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中:每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
(1)分析表中数据得出“猜想一正确”,其依据是 _______ 。
(2)表中的数据x=_______ 。
[分析讨论]NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠(NaCl)和水,该反应的符号表达式为___ 。
[拓展反思]生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!生活中下列使用消毒剂的做法,正确的是_______ 。
A.不同的消毒剂都可随意混合使用 B.使用84消毒液的温度越高效果越好
C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾 D.H2O2溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
存放时间(h) | 不同温度下,有效率存留率 | |||
60℃ | 70℃ | 80℃ | 90℃ | |
0(对照) | 100% | 100% | 100% | 100% |
3.0 | 94.66% | 88.05% | ||
6.0 | 96.66% | 89.67% | 74.69% | |
12.0 | 94.75% | 93.32% | 62.62% |
84消毒液不稳定,其杀菌作用主要依靠有效氯,有效氯越高杀菌效果越好。
探究一:84消毒液中有效氯含量的稳定性。0.5%的84消毒液在不同温度、不同存放时间下的有效氯含量:
[解释与结论]
综合分析探究一中数据,在其他条件不变时,0.5%的84消毒液有效氯存留率受温度和时间的影响,其影响的变化趋势是
探究二:84消毒液、H2O2溶液都是常用消毒剂,兴趣小组对两种消毒剂进行了如下探究活动。
[实验1]取少量84消毒液于试管中,滴加H2O2溶液,发现有大量气泡产生;然后通过实验证明产生的气体是氧气。
[提出问题]在上述反应中,NaClO的作用是什么?
[作出猜想]
猜想一:作反应物,NaClO与H2O2溶液发生化学反应:
猜想二:作
[实验2]
①按下图所示组装实验装置,并检查装置气密性。
②向锥形瓶中加入30mL84消毒液,注射器中吸入25mLH2O2溶液。
③将注射器中的H2O2溶液平均分5次推入锥形瓶中:每次推入H2O2溶液,待不再产生气泡后,记录收集气体的总体积(忽略其他因素对测量结果造成的影响)见下表。
第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 | 第五次 | |
收集气体的总体积/mL | 140 | 280 | 365 | x | 375 |
(2)表中的数据x=
[分析讨论]NaClO与H2O2溶液反应除生成氧气外,还生成氯化钠(NaCl)和水,该反应的符号表达式为
[拓展反思]生活中常用消毒剂除84消毒液、H2O2溶液外,还有75%酒精等。在使用各种消毒剂时,要考虑它们的性质。切记:科学使用,注意安全!生活中下列使用消毒剂的做法,正确的是
A.不同的消毒剂都可随意混合使用 B.使用84消毒液的温度越高效果越好
C.使用75%酒精消毒应远离明火,防止火灾 D.H2O2溶液、75%酒精等消毒剂均应密封保存
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【推荐2】学习了过氧化氢制取氧气后,实验兴趣小组的同学进行了以下两个拓展探究;
【探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其效果如何?
(1)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和_______ 在反应前后均没有发生变化,可以作为过氧化氢分解的催化剂。
(2)实验Ⅲ的步骤中应填写_______ ;实验Ⅳ的步骤中应填写_______ 。
(3)设计实验Ⅳ的目的是_______ 。
【探究二】测定过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成O2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定O2的质量和体积:
【记录与处理】
(4)已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+二氧化锰粉末)+m(小烧杯+过氧化氢溶液)】要计算生成O2的质量,至少还需要的数据是_______ 。
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
(5)实验Ⅰ中,已知反应前总质量为20g。过氧化氢溶液刚好分5次等质量加入大烧杯中,每一次待反应完全时,再加下一次。(注:过氧化氢在常温下自身分解产生的氧气忽略不计)。实验Ⅰ数据记录如下:
根据以上实验过程和数据综合分析,X的值等于_______ ;最终生成 O2的质量等于_______ g。
(6)实验Ⅱ中,如何检查装置的气密性_______
(7)经检查,装置不漏气,然后装好药品,用注射器将20mL过氧化氢溶液快速推入烧瓶中(装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小,可忽略不计)。如果最终注射器活塞停在60mL处,则氧气的体积为_____ mL;理由是_______ 。
(8)若过氧化氢溶液是缓慢推入的,则可能造成的后果是_______ (不考虑仪器连接处脱落)。
【探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其效果如何?
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5mL5%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。 | 试管中产生气泡,带火星木条复燃 |
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并进行洗涤、干燥、____(填操作) | 所得固体质量仍为ag |
Ⅳ.分别量取___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 |
(1)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和
(2)实验Ⅲ的步骤中应填写
(3)设计实验Ⅳ的目的是
【探究二】测定过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成O2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定O2的质量和体积:
【记录与处理】
(4)已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+二氧化锰粉末)+m(小烧杯+过氧化氢溶液)】要计算生成O2的质量,至少还需要的数据是
A.m(小烧杯) B.m(大烧杯) C.m(大烧杯+反应后剩余物)
(5)实验Ⅰ中,已知反应前总质量为20g。过氧化氢溶液刚好分5次等质量加入大烧杯中,每一次待反应完全时,再加下一次。(注:过氧化氢在常温下自身分解产生的氧气忽略不计)。实验Ⅰ数据记录如下:
加入次数/次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
电子天平示数/g | 19.2 | 18.4 | 17.6 | 16.8 | X |
根据以上实验过程和数据综合分析,X的值等于
(6)实验Ⅱ中,如何检查装置的气密性
(7)经检查,装置不漏气,然后装好药品,用注射器将20mL过氧化氢溶液快速推入烧瓶中(装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小,可忽略不计)。如果最终注射器活塞停在60mL处,则氧气的体积为
(8)若过氧化氢溶液是缓慢推入的,则可能造成的后果是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】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,以下是他们探究的过程:
【假设1】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关。
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入相同质量的MnO2和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
【进行实验】写出实验编号为1的反应的符号表达式______ ,下图是他们进行实验的装置图。此实验中B装置采用的气体收集方法是______ ,实验时发现无论如何控制分液漏斗的活塞,液体都不能顺利滴下,此时应该进行的操作为______ 。
【实验记录】
【结论】该探究过程得出的结论是______ 。
【假设II】H2O2生成O2的快慢与催化剂的多少质量有关。
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入不同质量的MnO2,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
【实验记录】所用H2O2溶液的浓度均为5%,集气瓶的容积均为125mL。
【数据分析】第______ 组实验数据的测量过程可能有问题。
【结论】该探究过程得出的结论是______ 。
【假设III】H2O2生成O2的快慢与H2O2的浓度有关和温度有关。
【实验方案】和【实验记录】
【数据分析】为了得出H2O2生成O2的快慢和H2O2浓度之间的关系,应该选择对比的实验序号为______ 。
【应用】小组同学为了 验证H2O2生成O2的快慢与温度之间的关系,取15mL3%的过氧化氢溶液于试管中,将试管在酒精灯的火焰上加热至试管内产生较多气泡,将带火星的小木条伸入试管中,发现小木条未复燃,可能的原因是______ 。
【假设1】H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关。
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入相同质量的MnO2和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
【进行实验】写出实验编号为1的反应的符号表达式
【实验记录】
实验编号 | 1 | 2 |
反应物 | 5%H2O2 | 5%H2O2 |
催化剂 | 1g水泥块 | 1gMnO2 |
时间 | 165s | 46s |
【假设II】H2O2生成O2的快慢与催化剂的多少质量有关。
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的H2O2溶液中,分别加入不同质量的MnO2,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
【实验记录】所用H2O2溶液的浓度均为5%,集气瓶的容积均为125mL。
实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 6 |
MnO2用量/g | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 | 1.4 | 1.6 | 1.8 |
所用时间/s | 132 | 98 | 17 | 46 | 26 | 15 | 7 | 7 | 7 |
【结论】该探究过程得出的结论是
【假设III】H2O2生成O2的快慢与H2O2的浓度有关和温度有关。
【实验方案】和【实验记录】
序号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 过氧化氢溶液质量 | 温度/℃ | 二氧化锰用量/g | 氧气体积/mL | 收集氧气的时间/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 |
【应用】小组同学为了 验证H2O2生成O2的快慢与温度之间的关系,取15mL3%的过氧化氢溶液于试管中,将试管在酒精灯的火焰上加热至试管内产生较多气泡,将带火星的小木条伸入试管中,发现小木条未复燃,可能的原因是
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科学探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐1】“富氧空气”是指氧气含量高于普通空气的气体,可用于航天、医疗、炼钢等。
某化学小组欲混制“富氧空气”并开展项目式探究。
任务一:混制“富氧空气”
(1)用高锰酸钾制取氧气,反应的文字表达式为______ 。将制取的氧气及一定体积纯氮气混合制100mL“富氧空气”。
任务二:测定“富氧空气”中氧气的含量
实验装置如图(集气瓶中“富氧空气”体积为100mL,底部留有少量水,燃烧匙内红磷足量)。
操作如下:
①往量筒内加入适量水,读出量筒内水的体积为80mL;
②用电点火装置点燃红磷,充分反应;
③打开止水夹,最终读出量筒内水的体积为38mL。
回答下列问题:
(2)打开止水夹前集气瓶中红磷燃烧的主要现象是______ 。
(3)本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为______ 。
(4)若操作③量筒读数时俯视,则测得氧气的含量______ (选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
任务三:空气中氧气含量的再探究
(5)小组同学想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧,用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法正确的是_______。
某化学小组欲混制“富氧空气”并开展项目式探究。
任务一:混制“富氧空气”
(1)用高锰酸钾制取氧气,反应的文字表达式为
任务二:测定“富氧空气”中氧气的含量
实验装置如图(集气瓶中“富氧空气”体积为100mL,底部留有少量水,燃烧匙内红磷足量)。
操作如下:
①往量筒内加入适量水,读出量筒内水的体积为80mL;
②用电点火装置点燃红磷,充分反应;
③打开止水夹,最终读出量筒内水的体积为38mL。
回答下列问题:
(2)打开止水夹前集气瓶中红磷燃烧的主要现象是
(3)本次实验测得“富氧空气”中氧气的含量为
(4)若操作③量筒读数时俯视,则测得氧气的含量
任务三:空气中氧气含量的再探究
(5)小组同学想探究用不同物质在空气中燃烧测定氧气含量方法的优劣。他们用足量的蜡烛、红磷和白磷分别在相同体积与状态的空气中燃烧,用氧气探测器测定容器中剩余氧气与时间的关系如下图。下列说法正确的是_______。
A.三个实验效果最好的是蜡烛,因为它反应速率最快 |
B.三个实验效果最好的是红磷,因为它消耗氧气最彻底 |
C.三种物质中,白磷能在更低浓度的氧气中燃烧 |
D.若用这三种物质做实验,测得空气中氧气含量偏高 |
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科学探究题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】现有下列实验装置图,结合该图回答下列问题。
(1)写出图中标号仪器的名称:①_____ ,②_____ 。
(2)若用高锰酸钾制取氧气,则发生和收集装置可选_____ ,该反应的化学方程式是_____ 。
(3)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气时,应调节C中旋钮_____ (填“K1”,“K2”或“K3”)使试管口略向下倾斜。
(4)通过课后查阅资料后并在老师的指导下,小丽和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。
【查阅资料】
①氯酸钾的熔点约为356℃,二氧化锰的分解温度约为535℃,用酒精灯给物质加热,受热物质的温度一般约为400℃左右;
②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中,氯酸钾和二氧化锰的质量比;
③氯酸钾分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图(图3)如图:
请回答问题:
①分析图2,氯酸钾分解温度_____ (填“高于”、“等于”或“低于”)其熔点。
②根据资料和分析图2,加热氯酸钾时,在图1中的试管口向上的可能原因是_____ 。
③分析图3,氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是_____ ,当物质配比为_____ 时,氯酸钾分解温度约为75℃。
(1)写出图中标号仪器的名称:①
(2)若用高锰酸钾制取氧气,则发生和收集装置可选
(3)加热氯酸钾和二氧化锰混合物制取氧气时,应调节C中旋钮
(4)通过课后查阅资料后并在老师的指导下,小丽和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深入的探究学习。
【查阅资料】
①氯酸钾的熔点约为356℃,二氧化锰的分解温度约为535℃,用酒精灯给物质加热,受热物质的温度一般约为400℃左右;
②不同配比是指氯酸钾和二氧化锰混合物中,氯酸钾和二氧化锰的质量比;
③氯酸钾分解时,传感器得到氧气浓度随温度的变化示意图(图2)及不同配比时氧气浓度随温度的变化示意图(图3)如图:
请回答问题:
①分析图2,氯酸钾分解温度
②根据资料和分析图2,加热氯酸钾时,在图1中的试管口向上的可能原因是
③分析图3,氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】某兴趣小组的同学在整理实验仪器时,发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后,同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物(反应已完全),从中可以回收得到二氧化锰。小组同学将黑色固体取出,并对其进行了探究。
(查阅资料):
①实验室中可用加热二氧化锰和氯酸钾固体的混合物来制取氧气,同时生成氯化钾。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾也溶于水,而其水溶液呈绿色。
Ⅰ、探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
(猜想):
猜想一:高锰酸钾制取氧气;猜想二:氯酸钾制取氧气;猜想三:过氧化氢制取氧气
根据所学知识判断,猜想三不成立,理由是______ 。
(进行实验):
取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
(得出结论):
猜想______ 也不成立,理由是:______ 。
Ⅱ、探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
(猜想):
猜想一:是反应物; 猜想二:是催化剂。
(进行实验):
(实验结论):
猜想二成立,二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用。
(反思与交流):
小明同学提出,前面的实验还不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为:______ 。
(查阅资料):
①实验室中可用加热二氧化锰和氯酸钾固体的混合物来制取氧气,同时生成氯化钾。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾也溶于水,而其水溶液呈绿色。
Ⅰ、探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
(猜想):
猜想一:高锰酸钾制取氧气;猜想二:氯酸钾制取氧气;猜想三:过氧化氢制取氧气
根据所学知识判断,猜想三不成立,理由是
(进行实验):
取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
(得出结论):
猜想
Ⅱ、探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
(猜想):
猜想一:是反应物; 猜想二:是催化剂。
(进行实验):
序号 | 实验操作 | 实验现象 | 各步骤结论 |
实验一 | 取7.5g氯酸钾于试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 | 木条上的火星变亮 | 氯酸钾受热分解产生氧气,但是 |
实验二 | 取2.5g二氧化锰于试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 | 二氧化锰受热不产生氧气 | |
实验三 | 取7.5g氯酸钾和2.5g二氧化锰于试管一起混合加热,把带火星的木条伸入试管。 | 木条迅速复燃 | 二氧化锰能加快氯酸钾的分解速度 |
实验四 | 待反应完全后,将试管中的剩余物加足量的水溶解、过滤,并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 | —— | 称量固体的质量 为 |
猜想二成立,二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气的反应中起到催化作用。
(反思与交流):
小明同学提出,前面的实验还不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为:
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】某兴趣小组用图1装置进行实验时发现:烧杯中饱和石灰水先变浑浊,后逐渐澄清。
⑴ 写出甲装置中发生反应的化学方程式_______________ ;
⑵ 为探究“饱和石灰水混浊后变澄清的原因”,该小组同学开展了如下活动:
【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)
【提出假设】假设1:二氧化碳与碳酸钙、水发生反应生成碳酸氢钙;
假设2:__________________________ ;
【设计实验】为除去CO2中的氯化氢气体,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置的连接顺序是甲→_________ →_________ →乙(填字母序号);其中盛放的试剂合理的是___________ (填选项序号:A.浓硫酸 B.NaOH溶液 C.饱和NaHCO3溶液;
【实验现象】饱和石灰水混浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。
【得出结论】假设2成立;
⑶同学们在老师指导下仍用图1所示装置进行实验,但同时用pH传感器监测烧杯中溶液的pH,所得图像如图3所示:
①AB段pH几乎不变的原因可能是_____________________ ;D点处溶液的溶质主要有(填化学式)__________ ;
② BC段主要发生两个化学反应:a二氧化碳与澄清石灰水反应;b(写出化学方程式)_______________ 。
⑴ 写出甲装置中发生反应的化学方程式
⑵ 为探究“饱和石灰水混浊后变澄清的原因”,该小组同学开展了如下活动:
【查阅文献】碳酸钙(碳酸钠等)与二氧化碳、水反应生成可溶于水的碳酸氢钙(碳酸氢钠等)
【提出假设】假设1:二氧化碳与碳酸钙、水发生反应生成碳酸氢钙;
假设2:
【设计实验】为除去CO2中的氯化氢气体,小华在图1中甲、乙装置之间增加图2装置,装置的连接顺序是甲→
【实验现象】饱和石灰水混浊后,继续通入足量CO2,沉淀部分溶解但最终并未完全澄清。
【得出结论】假设2成立;
⑶同学们在老师指导下仍用图1所示装置进行实验,但同时用pH传感器监测烧杯中溶液的pH,所得图像如图3所示:
①AB段pH几乎不变的原因可能是
② BC段主要发生两个化学反应:a二氧化碳与澄清石灰水反应;b(写出化学方程式)
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水。某化学课外兴趣小组对碳的氧化物的成分进行了实验探究。
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。
【猜想】
【设计实验】基于猜想3,兴趣小组同学设计了如图实验装置:
(已知:氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳)
【实验探究】
(1)实验过程中观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解时有___________ 气体产生。
(2)实验过程中还观察到以下实验现象:
① C装置中澄清石灰水不变浑浊;
② D装置中___________ ;
③E装置中___________ ,证明有CO气体。
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立。
在浓硫酸的催化作用下,草酸受热分解的化学方程式___________ 。
【问题讨论】
(1)利用上述实验装置实验时,需要先通入草酸分解生成的气体,一段时间后再加热氧化铜粉末,其目的是___________ 。
(2)装置末端酒精灯的作用是___________ 。
【计算】查阅资料得知:草酸(H2C2O4)还具有很强的还原性,与氧化剂次氯酸钠(NaClO)作用易被氧化成二氧化碳和水。反应方程式为:H2C2O4 + NaClO=NaCl + 2CO2 ↑ + H2O.若有180克草酸被完全氧化,则能产生二氧化碳多少克?___________ (写出计算过程)
【提出问题】如何通过实验确定碳的氧化物的成分。
【猜想】
猜想1 | 猜想2 | 猜想3 |
只有CO | 只有 | CO和CO2的混合物 |
【设计实验】基于猜想3,兴趣小组同学设计了如图实验装置:
(已知:氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳)
【实验探究】
(1)实验过程中观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解时有
(2)实验过程中还观察到以下实验现象:
① C装置中澄清石灰水不变浑浊;
② D装置中
③E装置中
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立。
在浓硫酸的催化作用下,草酸受热分解的化学方程式
【问题讨论】
(1)利用上述实验装置实验时,需要先通入草酸分解生成的气体,一段时间后再加热氧化铜粉末,其目的是
(2)装置末端酒精灯的作用是
【计算】查阅资料得知:草酸(H2C2O4)还具有很强的还原性,与氧化剂次氯酸钠(NaClO)作用易被氧化成二氧化碳和水。反应方程式为:H2C2O4 + NaClO=NaCl + 2CO2 ↑ + H2O.若有180克草酸被完全氧化,则能产生二氧化碳多少克?
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科学探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】【探究课题】研究性学习小组中的小张同学在学习中发现:通常检验CO2用饱和石灰水,吸收CO2用浓NaOH溶液。这是为什么呢?
【我的假设】可能饱和石灰水与CO2反应有明显现象,而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象,但是饱和石灰水的吸收效果没有浓的NaOH溶液好。
【探究准备】集气瓶2个,针筒2只,气球2个,玻璃管2根,饱和石灰水,浓的NaOH溶液若干。
【探究过程】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中,分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液。实验装置如图所示。
【收集证据】甲装置中产生的实验现象为_____ (用化学方程式表示),通常用石灰水而不用NaOH溶液检验CO2的原因是石灰水和CO2反应_____ ;乙装置中的实验现象是_____ ,吸收CO2较多的装置是_____ (填“甲”或“乙”)。
【探究结果】饱和石灰水与CO2反应有明显现象,饱和石灰水变浑浊,而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象,所以检验CO2用饱和石灰水。但是等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液在吸收CO2时,浓的NaOH溶液吸收的CO2更多,吸收效果更好,所以吸收CO2用浓NaOH溶液。
【进一步思考】另一位同学小李通过计算发现,等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量,Ca(OH)2大于NaOH.因此,他认为吸收CO2应该用饱和石灰水。
【思考评价】请你对小李同学的结论进行评价:_____ 。
【我的假设】可能饱和石灰水与CO2反应有明显现象,而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象,但是饱和石灰水的吸收效果没有浓的NaOH溶液好。
【探究准备】集气瓶2个,针筒2只,气球2个,玻璃管2根,饱和石灰水,浓的NaOH溶液若干。
【探究过程】在体积相同盛满CO2的两集气瓶中,分别加入等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液。实验装置如图所示。
【收集证据】甲装置中产生的实验现象为
【探究结果】饱和石灰水与CO2反应有明显现象,饱和石灰水变浑浊,而NaOH溶液与CO2反应没有明显现象,所以检验CO2用饱和石灰水。但是等体积的饱和石灰水和浓NaOH溶液在吸收CO2时,浓的NaOH溶液吸收的CO2更多,吸收效果更好,所以吸收CO2用浓NaOH溶液。
【进一步思考】另一位同学小李通过计算发现,等质量的Ca(OH)2和NaOH吸收CO2的质量,Ca(OH)2大于NaOH.因此,他认为吸收CO2应该用饱和石灰水。
【思考评价】请你对小李同学的结论进行评价:
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(0.4)
名校
解题方法
【推荐1】某化学探究小组用稀盐酸与大理石反应研究影响反应剧烈程度的因素。实验温度为25℃、35℃;大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,每次实验取用含碳酸钙60%的大理石10 g;所用稀盐酸的质量分数为9.125%、18.25%,每次实验稀HCl的用量为20mL(假设9.125%、18.25%的盐酸的密度均为1 g/cm3;大理石中杂质不与盐酸反应)。
(1)反应原理:实验中的化学方程式__________________________________________ 。
(2)提出假设:稀HCl与大理石反应的剧烈程度与所用稀HCl的质量分数、大理石规格、反应温度有关。
(3)实验设计与实施:完成以下实验设计方案并实验。
②_____________________________________
④_____________________________________
(4)实验结论:________________________________________________________ 。
(5)绘制图像:实验①中CO2质量随时间变化的关系如右图,借助简单计算请在右图中画出实验②和③中CO2质量随时间变化关系的曲线(忽略溶液体积变化)。
_____________________________________
说明:(1)可以先用铅笔画曲线,然后用黑色签字笔描画。
(2)实验②中CaCO3过量,盐酸中HCl质量为1.825克全部参加反应;实验③中CaCO3过量,盐酸中HCl质量为3.65克全部参加反应.
(1)反应原理:实验中的化学方程式
(2)提出假设:稀HCl与大理石反应的剧烈程度与所用稀HCl的质量分数、大理石规格、反应温度有关。
(3)实验设计与实施:完成以下实验设计方案并实验。
实验 编号 | T/℃ | 大理石 规格 | 稀HCl的 质量分数 | 完全反应 的时间/s | 实验目的 |
① | 25 | 粗颗粒 | 18.25% | 160 | (I)实验①和②探究同体积下HCl质量分数对该反应剧烈程度的影响。 (II)实验①和③探究温度对该反应剧烈程度的影响。 (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格对该反应剧烈程度的影响。 |
② | 210 | ||||
③ | 35 | 粗颗粒 | 18.25% | 60 | |
④ | 100 |
②
④
(4)实验结论:
(5)绘制图像:实验①中CO2质量随时间变化的关系如右图,借助简单计算请在右图中画出实验②和③中CO2质量随时间变化关系的曲线(忽略溶液体积变化)。
说明:(1)可以先用铅笔画曲线,然后用黑色签字笔描画。
(2)实验②中CaCO3过量,盐酸中HCl质量为1.825克全部参加反应;实验③中CaCO3过量,盐酸中HCl质量为3.65克全部参加反应.
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(0.4)
解题方法
【推荐2】同学们对“二氧化碳溶于水是否与水反应”进行实验探究,请参与探究并回答下列问题。
【探究目的】二氧化碳溶于水是否与水反应
【探究思路】
(1)判断物质间是否发生化学反应的根本依据是_______________ ,观察到的可以作为判断依据的宏观实验现象有_____________ 。
(2)CO2溶于水无明显现象,___________ (填“能”或“不能”)用观察的方法判断是否发生反应;
(3)“实验”方法探究物质间是否反应的实验设计依据是:生成物和反应物的性质差异。
【提出猜想】
猜想一:二氧化碳溶于水不与水反应;
猜想二:_________________ 。
【实验设计】用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验:
(1)“实验设计①”中的稀醋酸还可用_______________ (填物质名称)代替;
(2)“实验设计②”的具体内容是_______________ 。
(3)“实验设计③”的目的是______________ 。
【进行实验】观察记录实验现象,进行实验探究。
【实验结论】猜想二成立,支持猜想二成立的实验现象是___________ 。
【反思交流】(1)实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有____ (填字母序号)
A.设计对比实验 B. 控制实验条件 C. 获取事实证据 D. 逻辑推理判断
(2)将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中没有明显实验现象,判断两者混合是否发生化学反应的具体方法是_______________ (任写1条)。
(3)同学们知道,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应也没有明显现象,于是大家讨论后设计了如下实验装置,请你写出同学们得出二氧化碳与氢氧化钠反应的依据(用化学方程式表示):_______________ 。
【探究目的】二氧化碳溶于水是否与水反应
【探究思路】
(1)判断物质间是否发生化学反应的根本依据是
(2)CO2溶于水无明显现象,
(3)“实验”方法探究物质间是否反应的实验设计依据是:生成物和反应物的性质差异。
【提出猜想】
猜想一:二氧化碳溶于水不与水反应;
猜想二:
【实验设计】用四朵石蕊溶液染成紫色的干燥纸花设计如下实验:
序号 | 实验设计 |
① | 向第一朵纸花喷稀醋酸 |
② | ? |
③ | 将第三朵纸花直接放入盛有二氧化碳的集气瓶中 |
④ | 将第四朵纸花喷水后放入盛有二氧化碳的集气瓶中 |
(1)“实验设计①”中的稀醋酸还可用
(2)“实验设计②”的具体内容是
(3)“实验设计③”的目的是
【进行实验】观察记录实验现象,进行实验探究。
【实验结论】猜想二成立,支持猜想二成立的实验现象是
【反思交流】(1)实验探究“无明显实验现象时是否发生化学反应”的核心思路有
A.设计对比实验 B. 控制实验条件 C. 获取事实证据 D. 逻辑推理判断
(2)将稀盐酸加入氢氧化钠溶液中没有明显实验现象,判断两者混合是否发生化学反应的具体方法是
(3)同学们知道,二氧化碳与氢氧化钠溶液反应也没有明显现象,于是大家讨论后设计了如下实验装置,请你写出同学们得出二氧化碳与氢氧化钠反应的依据(用化学方程式表示):
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(0.4)
【推荐3】镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,细心的小明同学发现,镁条燃烧除生成白色固体外,还有少量的淡黄色固体生成,经查阅资料得知:
(1)淡黄色固体是由镁条和空气中的氮气化合产生的,生成的氮化镁的化学式为___________ 。他还发现镁条在空气中久置表面会变黑,实验小组同学设计并进行实验,探究镁条变黑的条件。
【猜想假设】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应生成硫酸钠;浓硫酸具有强的吸水性,氢氧化钠溶液可吸收CO2。
【设计实验】通过控制与镁条接触的物质,利用下图装置(镁条长度为,3cm试管容积为20mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
【解释与结论】
(2)①实验1的目的是___________ ;
②实验3中,试管内气体主要含CO2和___________ ;
③实验4中,Na2SO3溶液的作用是___________ (用化学方程式表示);
④得出“镁条变黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是___________ (填序号);
⑤由上述实验可知,镁条变黑的条件是___________ 。
【反思与评价】
(3)①在猜想假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,理由是___________ ;
②镁表面黑色物质是(以下用M表示)。已知受热会分解为MgO、CO2和H2O,现取14.2gM充分加热,得剩余固体8.0g、CO24.4g,则M中x:y=___________ (填数字)。
(1)淡黄色固体是由镁条和空气中的氮气化合产生的,生成的氮化镁的化学式为
【猜想假设】常温下,镁条变黑可能与O2、CO2、水蒸气有关。
【查阅资料】常温下,亚硫酸钠(Na2SO3)可与O2发生化合反应生成硫酸钠;浓硫酸具有强的吸水性,氢氧化钠溶液可吸收CO2。
【设计实验】通过控制与镁条接触的物质,利用下图装置(镁条长度为,3cm试管容积为20mL),分别进行下列5个实验,并持续观察20天。
编号 | 主要实验操作 | 实验现象 |
1 | 先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气再加入2mL浓硫酸 | 镁条始终无明显变化 |
2 | 加入2mL NaOH浓溶液 | 镁条始终无明显变化 |
3 | 先加入2mL浓硫酸再通入约4mL CO2 | 镁条始终无明显变化 |
4 | 先加入4mL饱和Na2SO3溶液再充满CO2 | 镁条始终无明显变化 |
5 | 先加入2mL蒸馏水再通入约4mL CO2 | 美条第3天开始变黑 至第20天全部变黑 |
(2)①实验1的目的是
②实验3中,试管内气体主要含CO2和
③实验4中,Na2SO3溶液的作用是
④得出“镁条变黑一定与CO2有关”的结论,依据的两个实验是
⑤由上述实验可知,镁条变黑的条件是
【反思与评价】
(3)①在猜想假设时,同学们认为镁条变黑与N2无关,理由是
②镁表面黑色物质是(以下用M表示)。已知受热会分解为MgO、CO2和H2O,现取14.2gM充分加热,得剩余固体8.0g、CO24.4g,则M中x:y=
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