题目内容
某化学小组测定空气中氧气的体积分数。
(1)根据右图回答问题。
①红磷燃烧的化学方程式为 。
②若将红磷改为木炭,反应结束后降至室温,打开止水夹,烧杯中的水不倒吸入集气瓶的原因是 _。
(2)用四硫化钠(Na2S4)固体可替代红磷测定空气中氧气的体积分数。
反应原理为:2Na2S4+O2+2H2O=8S↓+4NaOH(氢氧化钠)。
小资料:四硫化钠(Na2S4)与氧气、水反应生成难溶于水的固体硫(S)和易溶于水
的氢氧化钠。
【实验过程】
①取足量的四硫化钠固体加入试管中,再加入适量的水,迅速塞紧橡胶塞,充分振荡。测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h1(如图1所示)。
图1 图2
②将该试管插入水中(如图2所示),拔下橡胶塞,观察到 ,塞紧橡胶塞。将试管取出,倒转过来,测量液面至橡胶塞下沿的距离,记录数据h2。理论上h2∶h1= 。
③按照①和②再重复实验2次。3次实验数据如下表所示。
| 第1次 | 第2次 | 第3次 |
h1/cm | 11.0 | 11.4 | 11.6 |
h2/cm | 8.7 | 9.1 | 9.2 |
根据第3次实验数据,计算空气中氧气的体积分数为 %(结果精确到 0.1%)。
(1)①4P + 5O 22P2O5
②因为木炭燃烧生成二氧化碳气体,集气瓶内气体体积不变,瓶内气体压强没有明显变化,所以,当打开止水夹时水不会吸入到集气瓶中。
(2)②试管内液面上升至液面高度不再改变 79∶100(或4∶5) ③ 20.7
解析试题分析:(1)红磷燃烧生成五氧化二磷;由于木炭燃烧生成的是二氧化碳气体,所以装置内压强变化不大,进入的水的量也就不多,故用该方法测定空气中氧气的体积分数结果会偏低;
(2)由于四硫化钠(Na2S4)与氧气会导致试管内的压强减小,所以把试管倒扣在水槽中试管中的液面会上升,上升的体积即为氧气的体积,即若原来空气的体积为5,那么水面上升1,即h2∶h1="4:5" ;根据第3次实验数据,空气的体积:氧气的体积=11.6:(11.6-9.2)=11.6:2.4 ,即氧气的体积分数=2.4/11.6 ×100%=20.7%
考点:空气成分的测定
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麦兰花学名叫香雪兰,花开时节香味醉人。小红家里的阳台上种植了一盆麦兰花,她发现爸爸把草木灰洒在麦兰花盆里,麦兰花长得特别旺盛,她想知道草木灰的主要成分是什么?于是,她取一些草木灰带回学校进行了实验探究。
【提出问题】草木灰的主要成分是什么?
【查阅资料】 小红经查阅资料得知:草木灰的主要成分是一种含钾离子的盐,易溶于水。
【进行猜想】 草木灰的主要成分(1)可能是硝酸钾;(2)可能是碳酸钾。
【实验用品】草木灰、蒸馏水、稀盐酸、澄清石灰水、烧杯、漏斗、试管、橡皮塞、导气管等。
【设计实验方案】请你针对猜想设计实验方案,并进行实验。
实 验 步 骤 | 实 验 现 象 | 实 验 结 论 |
(1)取一定量的草木灰于烧杯中,加入适量蒸馏水,搅拌,然后进行 操作。 | 得到无色溶液 | |
(2)取少量无色溶液于试管中,然后滴加几滴酚酞试液 | 溶液变红色 | 溶液显 性。 |
(3)取少量无色溶液于试管中,然后加入少量 ; 。 | 有 产生; 澄清石灰水 | 有 生成, 草木灰的主要成分是碳酸钾,猜想(2)成立 |
【实验反思】(1)写出上述实验中有关反应的化学方程式是:① ;② 。
(2)草木灰的主要成分是碳酸钾,它能否与铵态氮肥混合使用? ;原因是 。
新课标化学教材九年级上册(2012教育部审定)“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。 | |
【实验结论】
(1)A中产生的气体是 ;
(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化学方程式 。
【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 。
【实验拓展】
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 。
MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
同一个化学反应可以有多种催化剂
催化剂只能加快化学反应的速率
用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类
【拓展计算】如果需制备氧气9.6克,至少需要5%过氧化氢 克。
酸、碱、盐是几类有广泛用途的重要化合物.
(1)酸和碱在组成和性质方面有很多共同的特点,请任写出其中的一条.
(2)氢氧化钙是一种常见的碱,列举其在生产、生活中的一种用途.
(3)某化学兴趣小组在实验室发现了一瓶标签受到腐蚀(如右图)的溶液,他们对此产生了兴趣.
提出问题:这瓶溶液究竟是什么?
经过询问实验老师平时的药品保管得知,这瓶无色溶液应该是碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钠、硝酸钠中的某一种.为了确定该药品,他们首先进行了理论分析:
①小明根据标签上的组成元素认为一定不可能是 (提示:只有其中一种).
②小英提出,碳酸氢钠、硝酸钠也不可能,你认为她的依据是:
设计实验:为了确定该溶液究竟是剩余两种盐的哪一种,他们设计了如下实验.
实验操作 | 实验现象 |
取少量样品于试管中,慢慢滴加BaCl2溶液 | 出现白色沉淀 |
静置一段时间后,倾去上层清液,向沉淀中滴加稀盐酸 | 白色沉淀全部溶解,并产生大量气泡 |
实验反思:④小强认为上述设计实验还可简化,也能达到目的.小强的实验操作是:
(4)若73 g质量分数为20%的盐酸与127g氢氧化钠溶液恰好完全中和,试计算反应后所得溶液中溶质的质量分数.
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室验室开放日,小明、小佳、小华、小丽等同学来到实验室,看到实验桌上摆放着四瓶无标签的试剂,分别是两瓶固体和两瓶液体,同学们决定对“固体与液体”之间的反应进行一系列探究.
(1)小明同学从一瓶固体和一瓶液体中各取少量试剂于试管中进行混合,立即产生了一种无色气体,对气体是何物质,同学们进行了大胆的猜想,小佳同学的
猜想可能是① ;② ;….
(2)我想设计一个实验证明小佳同学猜想①是正确的,实验设计如下:
实验步骤 | 现象及结论 |
| |
(3)小华想用如图给定的收集装置收集一瓶小佳同学猜想②中的气体,则气体由 (填a或b)端进入.
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(4)小丽同学从另外两瓶试剂中各取少量试剂于试管中,发现混合后,固体发生了变化,但无气泡放出.同学们对加入试管中的固体和液体从不同的反应类型、物质类别等方面进行了大胆的猜想:
猜想一: ;
猜想二: ;
猜想三: ;
以下是某研究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 | 过氧化氢溶液浓度、% | 过氧化氢溶液体积/ml | 温度/C | 二氧化锰的用量/g | 收集氧气的体积/ml | 反应所需的时间/s |
1 | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 16.74 |
2 | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
3 | 30 | 5 | 35 | | 2 | 49.21 |
4 | 30 | 5 | 55 | | 2 | 10.76 |
(1)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与 有关;从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是 ;
(2)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
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总重量 (选填“减小”或“不变”或“增大”).