题目内容
【题目】某课外兴趣小组的同学设计了如下三个实验来验证质量守恒定律。
实验I:称量镁条,在空气中点燃,待反应结束后,将生成物全部收回再称量。
实验Ⅱ:将装有稀盐酸的小试管放入装有锌粒的烧杯中,称量,然后将稀盐酸与锌粒接触,过会儿再称量。
实验Ⅲ:将装有氢氧化钠溶液的试管放入盛有硫酸铜溶液的锥形瓶中,并在锥形瓶口塞上橡皮塞,称量,然后设法将两种溶液接触(有蓝色氢氧化铜沉淀和硫酸钠生成),过一会儿再称量。数据见下表:
编号 | 实验I | 实验Ⅱ | 实验Ⅲ |
反应前的质量/g | 4.8 | 112.6 | 118.4 |
反应后的质量/g | 8.0 | 112.4 | 118.4 |
(1)实验Ⅰ中,发生反应的化学方程式为______,该反应属于基本反应类型中的______反应。
(2)实验Ⅱ中反应后烧杯内的质量比反应前明显减小,原因是______。
(3)这三个实验中,实验Ⅲ正确反映了反应物与生成物之间的质量关系。请从分子、原子的角度解释反应前后质量相等的原因:______。
(4)实验I、Ⅱ不能正确反映反应物和生成物之间的质量关系,选一例说明实验设计中的不当之处并提出改进思路:______。
【答案】2Mg+O22MgO 化合 锌粒与盐酸反应时产生的氢气从烧杯中逸出了 化学反应前后原子的种类、数目和质量没有发生改变 实验Ⅰ应将镁条放在密闭的容器中引燃,再称量;或实验Ⅱ应使用密闭容器使产生的气体不能逸出,再进行称量
【解析】
(1)实验Ⅰ中,镁燃烧生成氧化镁,发生反应的化学方程式为:2Mg+O22MgO,是化合反应;
(2)实验Ⅱ中反应后烧杯内的质量比反应前明显减小,原因是锌粒与盐酸反应时产生的氢气从烧杯中逸出了;
(3)反应前后质量相等的原因:化学反应前后原子的种类、数目和质量没有发生改变;
(4)改进思路:实验Ⅰ应将镁条放在密闭的容器中引燃,再称量;实验Ⅱ应使用密闭容器使产生的气体不能逸出,再进行称量。
【题目】常温下没有氧气存在时,铁与水几乎不反应,但高温下,铁与水蒸气能反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体。小明很好奇,设计如下实验探究铁粉与水蒸气反应后的产物。
(1)试管尾部放一团湿棉花的目的是______。
(2)探究生成的气体是什么?用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声,稍后有肥皂泡飘到空中。说明生成的气体是______。
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
(查阅资料)Fe304不溶于水,能与盐酸反应且没有气体生成。
常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe304 |
颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
能否被磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
(初步验证)试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引。
(猜想与假设)猜想一:剩余固体是Fe与Fe3O4;
猜想二:剩余固体是______。
(实验探究)
实验操作 | 实验现象及结论 |
取少量黑色固体于试管中,加入足量的稀盐酸。 | 固体全部溶解,并且没有______产生,说明猜想二成立。 |
(实验结论)铁和水蒸气反应的化学方程式为______。
(反思与交流)该黑色固体不可能是Fe2O3,理由是______。
【题目】实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的化学方程式:______。
小芳发现,氯酸钾与氧化铜混合加热,也能较快产生氧气,于是进行如下探究:
(提出猜想)除MnO2外、CuO也可以作KClO3分解的催化剂。
(完成实验)按下表进行实验:测定分解温度(分解温度越低,催化效果越好(℃)
实验编号 | 实验药品 | 分解温度(℃) |
① | KClO3 | 580 |
② | KClO3、MnO2(质量比1:1) | 350 |
③ | KClO3、CuO(质量比1:1) | 370 |
④ | KClO3、MnO2(质量比1:3) | 320 |
(分析数据、得出结论)
(1)由实验______的对比,证明猜想合理:
(2)对比实验①②④你得出的认识是______。
(反思)
(1)若要证明CuO是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后质量和______不变;
(2)同种催化剂,颗粒大小可能影响催化效果,请设计实验方案进行验证______。