题目内容
【题目】活性炭内部有许多微细孔隙,可用于脱色,脱色原理的微观示意图如图。实验小组对活性炭使有色物质褪色进行探究。
(猜想假设)有色物质的微粒被吸附在活性炭孔隙里,从而褪色。
(查阅资料)
i.品红溶液、水果口味汽水、红墨水等溶液中均含有有颜色的有机物。有机物是指含碳元素的化合物,但不包括碳的氧化物、碳酸和碳酸盐。
ii.高锰酸钾(KMnO4)为无机物,其水溶液为紫红色。MnSO4可以与铋酸钾反应生成KMnO4。
(进行实验)
将下列5种溶液,各取20 mL,依次倒入5个相同的自制活性炭净水器中,如图,放置相同时间,打开活塞,观察溶液颜色,现象见下表。
实验编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ |
有色溶液 | 品红溶液 | 橙味汽水 | 红墨水 | 酸性KMnO4溶液 | CuSO4溶液 |
现象 | 红色溶液褪为无色 | 橙黄色溶液褪为无色 | 红色溶液褪为无色 | 紫红色溶液 褪为无色 | 蓝色溶液 无明显变化 |
(结果讨论)
(1)在上述实验①~⑤中,活性炭更容易使有颜色的______(填“无机物”或“有机物”)褪色。
(2)若用紫色葡萄味汽水做上述实验,可以观察到的现象是______。
(3)已知品红溶液中有色物质微粒直径d约为1.0 nm,结合猜想推测品红溶液褪色的原因:活性炭孔隙直径D_____(填“≥”或“≤”)d,有色物质的微粒被吸附在活性炭孔隙里,从而褪色。
(深入探究)小组同学对酸性KMnO4溶液的褪色产生兴趣并继续探究。
(4)KMnO4是自身见光分解了吗?有同学发现高锰酸钾溶液盛放在棕色试剂瓶中,而棕色试剂瓶用于盛放见光易分解的化学药品,由此猜测高锰酸钾溶液可能在进行实验④时由于见光分解而褪色。小康同学设计了合理的对照实验证明这个猜测不成立。
实验方案:取20 mL相同浓度的酸性KMnO4溶液,______,放置相同时间,溶液颜色无明显变化。
(5)KMnO4是与活性炭发生反应了吗?
老师查阅文献:活性炭能与酸性KMnO4溶液发生反应,生成几乎无色的MnSO4,从而使溶液褪色。小组同学设计实验:取实验④出水口的溶液于试管中,向其中加入试剂X。预设观察无色溶液是否变为紫红色。则试剂X是______。
(实验反思)
(6)活性炭使有色物质褪色时发生的变化可能有______(填“物理”或“化学”或“物理和化学”)变化。
【答案】有机物 紫色溶液褪为无色 ≥ 用无色透明玻璃瓶盛放 铋酸钾 物理和化学
【解析】
结果讨论:
(1)品红溶液、水果口味汽水、红墨水等溶液中均含有有颜色的有机物,在上述实验①~⑤中,品红溶液、橙味汽水、红墨水、酸性高锰酸钾溶液均褪色,硫酸铜溶液不褪色,可看出活性炭更容易使有颜色的有机物褪色。
(2)紫色葡萄味汽水含有紫色有机物,若用紫色葡萄味汽水做上述实验,可以观察到的现象是紫色溶液褪为无色。
(3)已知品红溶液中有色物质微粒直径d约为1.0 nm,结合猜想推测品红溶液褪色的原因:活性炭孔隙直径D≥d,有色物质的微粒被吸附在活性炭孔隙里,从而褪色。
深入探究:
(4)取20 mL相同浓度的酸性高锰酸钾溶液,用无色透明玻璃瓶盛放,放置相同时间,溶液颜色无明显变化。
(5)MnSO4可以与铋酸钾反应生成紫红色的KMnO4,取实验④出水口的溶液于试管中,向其中加入试剂X,预设观察无色溶液是否变为紫红色,则试剂X是铋酸钾。
实验反思:
(6)活性炭使有色物质褪色,活性炭也能与酸性KMnO4溶液发生反应,生成几乎无色的MnSO4,发生的变化可能有物理和化学变化。
【题目】阅读下面科普短文。
84消毒液是一种以次氯酸钠(NaClO)为主要成分的高效消毒剂,广泛应用于杀灭细菌、病毒并抑制其传播,起到预防疾病的作用。1984年,北京第一传染病医院(地坛医院的前身)研制成功能迅速杀灭各类肝炎病毒的消毒液,定名为“84”肝炎洗消液,后更名为“84消毒液”。由于其消毒效果理想、价格低廉、使用方便,且具有广谱、高效的杀菌特点,深受大家的欢迎。84消毒液通常为无色或淡黄色液体,pH在12左右,有刺激性气味,有效氯含量为1.0%至6.5%不等。由于其有一定的刺激性和腐蚀性,浓度过高会损害呼吸道,危害身体健康,所以必须稀释后才能使用。一般认为,当杀菌率达到90%以上时,说明此时的消毒具有较好效果。表1、图1为某学校喷洒不同浓度的84消毒液,对教室进行消毒后的效果比较。
表1 不同浓度的84消毒液对教室的消毒效果
班级 | 一班 | 二班 | 三班 | 四班 | 五班 | 六班 | 七班 | 八班 | |
喷洒消毒液的浓度(消毒液与水的体积比) | 1:50 | 1:100 | 1:150 | 1:200 | 1:300 | 1:600 | 1:1000 | 作为对照不喷洒消毒液 | |
菌落数 | ① | 2 | 2 | 4 | 6 | 10 | 19 | 45 | 53 |
② | 3 | 3 | 5 | 4 | 11 | 18 | 42 | 50 | |
③ | 1 | 3 | 4 | 5 | 12 | 19 | 43 | 48 | |
平均值 | 2 | 2.67 | 4.33 | 5 | 11 | 18.67 | 43.33 | 50.33 |
84消毒液除了具有腐蚀性,其使用过程中放出的氯气是一种有毒气体,有可能引起中毒。氯气主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里,造成呼吸困难。症状重时,会发生肺水肿而致死亡。室内使用84消毒液后,可开窗通风一段时间。由于在酸性较高的条件下更易生成氯气,所以禁止将84消毒液与酸性物质混用,也不建议把84消毒液与洗涤剂或其他消毒液混合使用。84消毒液在日常生活中发挥着重要作用,我们要了解它的成分和原理,才能合理安全地使用。依据文章内容回答下列问题。
(1)84消毒液呈______(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(2)84消毒液的物理性质为______(写一条即可)。
(3)结合表1和图1数据,关于不同浓度的84消毒液与其消毒效果可得到的结论为______。
(4)若想达到较好的消毒效果,同时又减少其对身体和环境的影响,学校喷洒消毒液浓度的最适合范围为______(填字母序号,下同)。
a.1:50~1:100 b.1:100~1:200 c.1:200~1:600 d.1:600~1:1000
(5)下列说法不正确的是______。
A、浓度为1:1000的84消毒液不具有消毒效果
B、84消毒液可与洁厕灵(主要成分为HCl)混用
C、84消毒液名称由来是因为其中有效氯含量为84%
D、教室使用84消毒液消毒后,建议开窗通风一段时间