题目内容
【题目】实验室常利用以下装置完成气体制备及性质实验。请回答:
(1)指出编号仪器的名称:①_____________,②______________。
(2)A—E装置中有一明显错误的是__________(填写字母),错误为________。利用改进后的装置继续完成后面的实验。
(3)欲使用高锰酸钾制取氧气,应选择的发生装置是(填字母)__________,反应原理用化学式表达式为______________;为防止高锰酸钾粉末进入导管,应采取的措施是______________;若使用C装置收集氧气,实验结束时,应先从水槽中移出导气管,再熄灭酒精灯,原因是___________。
(4)氧气收集完成后,测得其纯度明显偏低,原因可能是:__________(填字母)。
A.高锰酸钾中混入了二氧化锰 B.收集前,集气瓶中未注满水
C.收集后,集气瓶中仍有少量水 D.未见气泡连续均匀冒出时就开始收集
(5)老师让同学们往集气瓶装入半瓶水,再用排水法收集1/2集气瓶的氧气。
①用下列方案收集“1/2集气瓶的氧气”,其中最合理的是__________(填字母)。
②用排水法收集气体时,如何判断集气瓶中气体已收集满?
答:________________________________ 。
③空气中O2的体积分数约为21%。本实验中集气瓶内的氧气约占总体积的___ %。
【答案】 酒精灯 长颈漏斗 A 导管伸入试管内太长 A 2KMnO4K2MnO4+ MnO2+ O2↑ 试管口放一团棉花 防止水槽中的水回流使试管炸裂 BD a 当有大的气泡从瓶口冒出 60.5 %
【解析】(1)据图可以看出,①是酒精灯,②是长颈漏斗;
(2)根据图示可以看出,A中导管伸入试管内太长,不利于气体的导出;
(3)使用高锰酸钾制取氧气,是固体加热型反应,故选择A装置,加热高锰酸钾能分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,化学式表达式为:2KMnO4K2MnO4+ MnO2+ O2↑;为防止高锰酸钾粉末进入导管,应该在试管口塞一团棉花;若使用排水法收集氧气,实验结束时,应先从水槽中移出导气管,再熄灭酒精灯,是为了防止水槽内的水回流进试管引起试管炸裂;
(4)氧气收集完成后,测得其纯度明显偏低,可能是因为收集前,集气瓶中未注满水、未见气泡连续均匀冒出时就开始收集;
(5)①排水法收集氧气,导管口要刚伸进集气瓶口,观察图示,a最合适;
②排水法收集气体时,当有大的气泡从瓶口冒出,说明已经收集满了,故填:当有大的气泡从瓶口冒出;
③一半的空气中含有氧气是×21%=10.5%,故该瓶气体中氧气的含量是10.5%+50%=60.5%;
(6)在氯酸钾和二氧化锰反应后的残余物中提纯KCl,需要经过溶解、过滤和蒸发的实验操作,都用到的仪器是玻璃棒,在过滤中起到的是引流的作用。
【题目】课本“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,可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(3)写出氧化铁催化过氧化氢溶液分解的文字表达式______________________。
【实验评价】
(1)实验设计IV的目的是比较:___________________________。
(2)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】
(1)查阅资料得知:氧化铜、硫酸铜、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_______________(填序号)。
A.MnO2 是所有反应的催化剂 B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.用作催化剂的物质也可能是其他反应的反应物或生成物
(2)实验创新是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3ml(密度为1g/ml)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥管的进气管的管壁上。
②点燃橡胶塞上棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃。
对该创新实验的评价,你认为不合理的是__________(填序号)。
A.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到 B.实验使用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强