题目内容
【题目】水是人类宝贵的自然资源。
(1)天然水中含有许多杂质,实验室常用过滤方法除去水中不溶性杂质。过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗和________(填仪器名称)。
(2)硬水给生活和生产带来很多麻烦,生活中常用________的方法来降低水的硬度。
(3)氯气可用作自来水的消毒剂,实验室制取氯气的化学方程式为:,X的化学式为________。
(4)我国科学家已研制出在新型高效光催化剂作用下,利用太阳能分解水制氢气。水在通过并接触催化剂表面时,分解的微观过程用示意图表示如下(“O”表示氢原子,“”表示氧原子,“
” 表示催化剂)。
则水分解微观过程的正确顺序是_______(填序号)。上述过程中,不能再分的粒子是_______。请写出该反应的化学方程式:______。
(5)甲和乙两种固体物质的溶解度曲线如图所示。
①t2°C时,甲和乙的饱和溶液各100g,两种溶液中溶剂的质量大小关系为:甲______乙(填“>”、“="或“<”)。
②将t2°C时150g甲的饱和溶液降温至t1°C,所得溶液中溶质的质量分数为______(计算结果精确到0.1%)。
【答案】玻璃棒 煮沸 MnCl2 ①④②⑤③ 氢原子和氧原子 < 23.1%
【解析】
(1)过滤需要用到的仪器有带铁圈的铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)生活中常用煮沸的方法来降低水的硬度;
(3),根据质量守恒定律,化学反应前后,原子的种类和数目不变,故X的化学式为:MnCl2;
(4)水分解的微观过程为:水分子分解为氢原子和氧原子,每两个氢原子结合成一个氢分子,每两个氧原子结合成一个氧分子,故水分解微观过程的正确顺序是①④②⑤③;
在化学变化中,分子可以再分,原子不可再分,故不能再分的粒子是氢原子和氧原子;
水在光催化剂的作用下分解为氢气和氧气,其化学反应方程式为:;
(5)①t2°C时,甲的溶解度大于乙的溶解度,故t2°C时,甲和乙的饱和溶液各100g,甲的溶质质量大于乙的溶质质量,故甲的溶剂质量小于乙的溶剂质量,故填:<;
②甲的溶解度随温度的升高而增加,故t2°C时150g甲的饱和溶液降温至t1°C,还是饱和溶液, t1°C时,甲的溶解度为30g,所得溶液中溶质的质量分数为:。
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
【题目】在老师的指导下,小华和小明利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行了深人的探究学习。
资料:
①氯酸钾的熔点约为356°C,二氧化锰的分解温度约为535°C。用酒精灯给物质加热,受热物质的温度一般约为400°C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,传感器测得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)如下。
请回答下列问题:
(1)分析图2,氯酸钾分解温度_____(填“高于”、“等于”或“低于”)其熔点。
(2)分析图2,在氯酸钾分解前,传感器测得氧气浓度降低的可能原因是_________。
(3)分析图3,氯酸钾分解温度随物质配比变化的规律是_______。
(4)为证实二氧化锰的催化作用,小华利用如图4装置进行如下表所示的实验:
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
Ⅰ | 检查装置气密性 | ||
Ⅱ | 分别在“Y"形管两侧支管中加入少量二氧化锰和氯酸钾,塞紧橡皮塞。 | 没有明显现象 | |
Ⅲ | 分别用酒精灯先后加热二氧化锰氯酸钾,用带火星木条放在导管口。 | 加热左侧支管,可观察 到________,加热右侧支管,可观察到________。 | 二氧化锰受热不分解;氯酸钾受热较长时间后分解。 |
Ⅳ | 冷却后, 将“Y” 形管左侧支管中部分二氧化锰混人右侧支管:中,振荡“Y”形管加热,用带火星木条放在导管口。 | 加热时间段与步骤Ⅲ木条很快复燃 | 用化学方式表示_______。 |
请回答:
①完善上述表格。
②步骤IV中,将二氧化锰混人右侧支管有余热的氯酸钾中的操作方法是_________。
③小华认为根据步骤IV的实验现象就能说明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂。但小明不同意她的观点,小明认为还需证明在此反应中二氧化锰的______和_________不变。后来在老师的指导下,小华完善了实验方案,最终验证了自己的结论。
【题目】某化学兴趣小组对氯酸钾制取氧气的催化剂展开探究。请回答下列问题:
探究一:二氧化锰粒径大小对催化效果的影响
取两份等质量氯酸钾,分别加入等质量、粒径大小不同的二氧化锰进行加热,用传感器测得固体残留率(反应后剩余固体质量与反应前固体质量之比)如右图:
(1)二氧化锰作催化剂,加热氯酸钾制取氧气的化学方程式为_____________。
(2)查阅资料得知,发生反应的温度越低,催化效果越好。分析上图,对氯酸钾分解催化效果更好的是_____________。催化效果更好的原因可能是_____________。
探究二:催化剂用量及催化剂种类对催化效果的影响
同学们设计如下实验方案:
编号 | 氯酸钾质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集VmL氧气 所需时间/s |
实验1 | 5 | 171 | ||
实验2 | 5 | 二氧化锰 | 0.25 | 79 |
实验3 | 5 | 二氧化锰 | 0.5 | 49 |
实验4 | 5 | 二氧化锰 | 2.5 | 93 |
实验5 | 5 | 氧化铁 | 0.5 | 58 |
实验6 | 5 | 氯化钾 | 0.5 | 154 |
(3)表中所列三种催化剂中,催化效果最好的是_____________。
(4)二氧化锰与氯酸钾的质量比为_____________时,催化效果最好。
(5)氯化钾_____________(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集VmL氧气,所需时间明显少于171s,原因是_____________。
探究三:二氧化锰质量在反应前后的变化
同学们发现每次用氯酸钾和二氧化锰制取氧气结束后,在拆卸装置时总能闻到刺激性气味。他们将加热后剩余固体中的二氧化锰分离并测量其质量,发现总小于加热前二氧化锰的质量。查阅资料后发现,一般认为加热氯酸钾和二氧化锰混合物的反应过程如下:
第1步: (其中Cl2有刺激性气味)
第2步:
第3步:
(6)第3步反应中锰元素化合价变化为_____→________。
(7)反应后剩余固体中二氧化锰质量小于反应前的质量,原因可能是_____________。