题目内容
【题目】通过化学实验可以认识物质的组成、 性质与制取方法。
[探究1]常见物质组成。
(1)A实验是用红磷测量空气中氧气含量,该实验的反应原理是___________________________________;若未恢复至室温就打开止水夹,则测量结果会_____ (填偏大、 偏小或不变)。
(2)B实验过程中,a管中产生的气体是___ (填化学式),该反应化学方程式是________________________________。
[探究2]气体的制取、性质和收集
根据下列实验装置图,回答问题:
(1)写出标有序号的仪器名称: ①___________________________________;②___________________________________。
(2)小冲打算用高锰酸钾为原料,制取并收集-瓶较纯净的氧气, 应选用的收集装置是_____ (填序号), 该反应的化学方程式为____________________________________;若选用装置B和E的组合制取氧气,其化学方程式为____________________________________。
(3)甲烷(CH4)是一种温室气体,其产生温室效应的能力大约是二氧化碳的25倍。化学兴趣小组的同学查阅资料发现甲烷是一种密度比空气小且难溶于水的气体,实验室可用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷,则制取该气体应选用的发生和收集装置为___________________________________(填序号)。
【答案】 偏小 H2 试管 长颈漏斗 C AC或AD
【解析】
[探究1](1)红磷与空气中的氧气反应生成五氧化二磷,反应的方程式为:。该实验中,如果没有等到温度冷却就打开止水夹,集气瓶内的气体受热膨胀,会导致进入水的体积减少,测量结果偏小。
(2)电解水实验中产生较多的气体是H2,较少的是氧气。反应的方程式为:。
[探究2](1)仪器①的名称的试管。仪器②的名称是长颈漏斗。
(2)高锰酸钾制取氧气时,排水法收集的氧气较纯,收集装置选用C;高锰酸钾在加热的条件下反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,反应的方程式为:。装置B是固液不加热型装置,故是用过氧化氢制取氧气,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下反应生成水和氧气,反应的方程式为:。
(3)由题干可知,制取甲烷属于固固加热型装置,故发生装置选A,甲烷难溶于水,密度比空气的密度小,可以选排水法或向下排空气法收集,故选AC或AD。
【题目】某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现,通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳,其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止。为此,该小组设立研究课题:选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。
[实验一]选择合适浓度的硫酸
操作:在28°C时,用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有lg直径为2mm大理石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见下表:
试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
硫酸浓度(%) | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
气体体积(mL) | 35 | 47 | 55 | 51 | 42 |
[实验二]选择合适的反应温度
操作:往盛有lg直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如下表:
试管编号 | A | B | C | D | E |
温度(°C) | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
现象和比较 | 有少量气泡 | 气泡比A号试管多 | 气泡明显比B号试管多 | 大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 | 反应激烈,迅速产生大量气体 |
请根据本次活动的研究目的,分析处理以上两个表中数据,得出结论:
(1)稀硫酸与大理石反应,在28°C时,选用硫酸的浓度最合适为___ %,因为浓度小于或大于合适浓度对反应的影响是___________________。
(2)在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为_____ °C,因为温度高于或低于该温度对反应的影响是___________________。
(3)除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外,在反应过程中,为防止硫酸钙覆盖在大理石上,应增加____________________________________操作,更有利于气体的制备。
(4)该研究小组为了研究___________________对该反应速率的影响,进行了如下实验。
试管编号 | A | B |
试管内药品 | lg块状大理石与5mL25%稀硫酸 | lg粉末状大理石与5mL25%稀硫酸 |
现象和比较 | 有少量气泡 | 迅速产生较多气泡 |
(5)根据上述实验研究,你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中,最佳选用___________________(填编号)。