题目内容
铁暴露在空气中会生锈。不知你注意了没有,将苹果切开不久,果肉上就会产生一层咖啡色的物质,也好象是生了“锈”一样。某化学活动小组对此进行了探究。
【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关?
【猜想与假设】
猜想①:可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”;
猜想②:可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”;
猜想③:可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”;
【收集证据】
(一)查阅有关资料:已知苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的一种物质发生氧化反应,生成咖啡色的物质。且温度越高反应越快。
(二)实验探究:针对上面的猜想,化学活动小组依次设计了实验方案,将苹果肉分别放入 三种气体中,依次观察到下列实验现象。请你帮他们填写下表。
| 氮气 | 氧气 | 二氧化碳 |
现象 | 不变色 | 变色 | |
结论 | 果肉变色与氮气无关 | | 果肉变色与二氧化碳无关 |
【反思与评价】
在三种猜想中,你认为猜想 (填代号)最不合理, 理由是 。
【应用】根据上述结论,要防止果汁变质,果品加工和保存果汁时可采取的措施是 。(写一点即可)
氮气 氧气 二氧化碳 现象 不变色 变色 不变色 结论 果肉变色与氮气无关 果肉变色与氧气有关 果肉变色与二氧化碳无关
【反思与评价】①,氮气中不含氧元素,不能与果肉中的物质发生氧化反应。
【应用】隔绝氧气,密封保存。
解析试题分析:由于果肉放入氧气中能变色说明果肉的变色与氧气有关,而果肉的变色与二氧化碳无关说明果肉放入二氧化碳中不会变色;
反思与评价:氮气的化学性质不活泼,一般不会与其它物质发生反应,所以三种猜想中①最不合理;
有探究可知果肉的变色与氧气有关,所以为了防止果肉与氧气反应而变色,可以采用将水果隔氧加工,水果汁采用真空包装进行储存.
①;因为氮气化学性质很稳定,通常不与其它物质反应,所以猜想①最不合理;采用将水果隔氧加工,水果汁采用真空包装进行储存等;
考点:金属锈蚀的条件及其防护.
化学小组的同学用如图所示的装置探究二氧化碳的性质后,觉得探究很有意思,想继续探究.
[提出问题]反应后溶液中的溶质有什么?
[查阅资料](1)氢氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为 .
(2)在上述反应中,若二氧化碳过量,能发生如下反应:
Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3
[猜想与假设]通过分析,小明做出如下猜想:
①含有NaOH和 Na2CO3;②含有Na2CO3和NaHCO3;
[实验探究]为确定反应后溶液的组成,同学进行了如下两项探究活动.
(1)对相关物质性质的研究.
| NaHCO3溶液 | NaOH溶液, | Na2CO3溶液 |
加入稀盐酸 | 产生气泡 | 无明显变化 | 产生气泡 |
加入饱和石灰水 | 溶液变浑浊 | 溶液变浑浊 | 现象I |
加入CaCl2溶液 | 无明显变化 | 溶液变浑浊 | 溶液变浑浊 |
加热溶液至沸腾,将 气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水 变浑浊 | 澄清石灰水 无明显变化 | 澄清石灰水 无明显变化 |
上表中现象I对应的化学方程式为 .
(2)探究反应后溶液的成分.为确认反应后溶液的组成,小明设计了如下实验过程
实验步骤 | 操作 | 实验现象 | 实验结论 |
① | 取一定量反应后溶液放入试管中,滴加适量的CaCl2溶液. | 有沉淀产生 | |
② | 将步骤①所得的混合物过滤,洗涤,并将滤渣分成两部分. | | |
③ | 向其中一份步骤②所得固体中滴加稀盐酸. | 有气泡产生. | 原溶液中含有 . |
④ | 取另一份步骤②所得固体, . | . | 猜想1正确 |
[反思与评价]
(1)若想直接证明小明的另一个猜想不正确,在上述方案的基础上,应加做的实验是
.
(2)小伟提出,小明的猜想不完全,反应后溶液的组成还可能是 (有几种写几种).
定量研究对于化学科学发展有重大作用,因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
(1)下图A、B、C三个实验用于验证质量守恒定律,其中不能达到实验目的的是 (选填序号),理由是 。
(2)自然界中绿色植物光合作用可用下式表示:CO2+H2O淀粉+O2
分析化学反应前后元素种类可知:淀粉中一定含有的元素是_ ___(填元素符号),可能含有的元素是____(填名称)。
(3)在一个密闭容器内有A、B、C、D四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质 | A | B | C | D |
反应前质量/g | 2 | 24.5 | 4 | 8 |
反应后质量/g | 16.9 | 0 | 13.6 | X |
表中X=______,在反应中D这种物质可能起__ __ _ 作用。容器内发生反应的基本类型是______(选填:化合反应或分解反应)。
“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。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,催化效果如何?
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,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,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,并将所得滤渣进行洗涤、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。 | |
(1)由实验Ⅰ你可以得出的结论是 ;
(2)实验II、III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符号表达式 ;
【实验评价】
(4)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 。
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外,还有其它因素吗?以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 | H2O2溶 液浓度% | H2O2溶液体积/mL | 温度℃ | MnO2的用量/g | 收集氧气的体积/mL | 反应所需 的时间/s |
① | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 16.75 |
② | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
③ | 30 | 5 | 35 | 0 | 2 | 49.21 |
④ | 30 | 5 | 55 | 0 | 2 | 10.76 |
(5)通过实验①和②对比可知,化学反应速率还与 有关;从实验 和 对比可知,化学反应速率与温度的关系是: ;
(6)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是: 。
人教版新课标化学教材九年级上册 “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。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【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,如此反复多次试验,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中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、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。 | |
(1)在第Ⅲ步中,要使剩余物分离必须进行的操作是 ,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和 ,玻璃棒的作用是 。
(2)在第Ⅳ步实验中,可以用点滴板(如右图所示)代替试管C、D完成,
改进后的优点是 。
【实验结论】
(1)实验Ⅱ和Ⅲ分别可以证明: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;
(2)写出实验Ⅰ的A试管中发生反应的的符号表达式 。
【实验评价】
实验设计Ⅳ的目的是 ;
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 。
【知识拓展】
(1)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. 催化剂只加快化学反应速率
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C. MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
(2) 马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。
①茄碱的相对分子质量为 ;
②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为 ;
③茄碱中氧元素的质量分数为 (计算结果保留一位小数);
④433.5g茄碱中含有 g碳元素。