题目内容
【题目】课本中“复分解反应发生条件’的活动与探究”用到 H2SO4、Ba(NO3)2、NaOH、K2CO3 四种溶液。某校化学兴趣小组的同学在探究实验结束后,将所有废液倒入一个洁净的废液缸中,然后对废液缸中的废液进行了探究。取废液少许。测得其 pH 为 12。
[提出问题]:废液中除含 OH-外,还含有哪些离子呢?
[讨论分析]:一定不存在的离子是_____;有三种离子一定存在,它们是_____。
另外,废液中还可能存在什么离子呢?同学们纷纷作出猜想。
[猜想与假设]:甲同学:可能还含有 SO42-、CO32-
乙同学:可能还含有 Ba2+
丙同学:可能还含有 Ba2+、SO42-、CO32-
以上甲、乙、丙三位同学的假设中,_____同学的假设一定不成立,原因是_____。
为进一步确定离子成分,丁同学取少量废液于试管中,先向其中滴加过量的稀硝酸,看到溶液中有气泡产生,然后再向试管中加入硝酸钡溶液,观察到溶液中产生白色沉淀,得出溶液中还含有的离子是_____。如图为滴加稀硝酸过程中废液中某离子的个数变化情况,则①代表的离子是_____;②代表的离子是_____。
【答案】氢离子 硝酸根离子、钠离子、钾离子 丙 Ba2+与SO42-和CO32-不能共存 SO42-和CO32- OH- CO32-
【解析】
[讨论分析]
一定不存在的离子是氢离子,因为氢离子和氢氧根离子会反应生成水;废液中除一定含有OH-外,有三种离子在任何条件下都会存在,它们是硝酸根离子、钠离子、钾离子,这是因为这三种离子不能和其它离子结合生成沉淀。
故填:氢离子;硝酸根离子、钠离子、钾离子;
[猜想与假设]
因为硫酸钡、碳酸钡是沉淀,所以Ba2+与SO42-和CO32-不能共存。
故填:丙;Ba2+与SO42-和CO32-不能共存;
为进一步确定离子成分,丁同学取少量废液于试管中,先向其中滴加过量的稀硝酸,看到溶液中有气泡产生,说明废液中含有碳酸根离子,然后再向试管中加入硝酸钡溶液,观察到溶液中产生白色沉淀,说明含有硫酸根离子,得出溶液中还含有的离子是SO42-和CO32-。滴加稀硝酸过程中,废液中的氢氧根离子先与氢离子反应生成水,再与碳酸根离子反应生成二氧化碳和水,则①代表的离子是氢氧根离子;②代表的离子是碳酸根离子。故填:SO42-和CO32-;OH-;CO32-。
【题目】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,用下图装置完成表中实验:
编号 | 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 |
实验一 | 5 | - | - | 171 |
实验二 | 5 | 二氧化锰 | 0.5 | 49 |
实验三 | 5 | 三氧化二铁 | 0.5 | 58 |
实验四 | 5 | 氯化钾 | 0.5 | 154 |
(1)设置实验一的目的是______。
(2)表中所列三种催化剂的催化效果最好的是_______。
(3)写出氯酸钾分解的文字表达式:_______。
(4)由实验一和实验四可知,氯化钾______(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验一再继续收集收集50mL氧气,所需时间明显少于171s,解释原因:_______。
(5)同种催化剂,催化剂的质量多少可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证______。
(6)同种催化剂,还有哪些因素可能影响催化效果,请你再探究(探究一种因素即可)。影响因素:______;实验方案:______。