【题目】化学小组的同学们在完成“铁粉与水蒸汽反应”的拓展实验时总是效果不好,于是大家想对这个实验的影响因素作进一步研究,开展了以下研究活动。

(查阅资料)实验中可以用Ca(OH)2固体加热来提供稳定的水蒸汽,反应原理如下:

1Ca(OH)2 H2O↑ CaO

23Fe4H2O(水蒸汽)Fe3O4+ 4H2

(猜想假设)此实验的影响因素有Ca(OH)2的质量、铁粉的质量和反应物的放置方式

(进行实验)同学们组装了如图所示的实验装置(酒精灯外焰约600℃)。

用洗涤灵配制发泡剂,将玻璃导管伸入发泡剂中观察氢气的产生;选定 “氢气泡爆鸣时间”为实验效果指标。“氢气泡爆鸣时间”指的是从开始加热到第一个氢气泡燃着并发出爆鸣声的时间。

为了排除偶然因素的干扰,共进行了4次平行实验。氢气泡爆鸣时间的数据是平行实验数据的平均值。实验数据整理在下表

因素

序号

反应物放置方式

铁粉的质量/g

Ca(OH)2的质量/g

实验指标

氢气泡爆鸣时间/s

1

铁粉在上层

0.5

1.5

151

2

铁粉在下层

0.5

0.5

88

3

混合

0.5

1.0

77

4

铁粉在上层

1.0

1.0

119

5

铁粉在下层

1.0

1.5

44

6

混合

1.0

?

58

7

铁粉在上层

1.5

0.5

66

8

铁粉在下层

1.5

1.0

54

9

混合

1.5

1.5

60

(解释与结论)

1)实验中用“点燃观察气泡燃着并发出爆鸣声证明氢气产生”是利用了氢气的_____(填写物质的性质)

2)实验6Ca(OH)2的质量应为____g

3)通过对以上实验数据分析,发现了最佳实验条件,并采用最佳实验条件又做了验证性实验如下表 ,将下表补全。

反应物放置方式

铁粉的质量/g

Ca(OH)2的质量/g

氢气泡爆鸣时间/s

________

_________

0.5

35

4)将表1中部分数据转化为曲线图,如图,比较“铁粉的质量”,“Ca(OH)2的质量”两个因素对实验效果影响较大的因素是________________

5)通过观察数据发现“铁放置在下面”比“铁粉放置在上面”、“和氢氧化钙混合”实验效果都好,从反应的条件角度试分析其原因_________

【题目】小云同学完成如图实验:向盛满CO2气体的塑料瓶中加入澄清的石灰水,拧紧瓶盖振荡。让她吃惊的是瓶子虽然变瘪了,但是并没有看到白色沉淀。

(发现问题)沉淀哪去了?

(探究环节一)

提出猜想:二氧化碳没有和氢氧化钙反应,而是直接溶于水了。于是设计如下实验进行验证。

步骤

操作

实验现象

1

1)取2个相同规格的软塑料瓶, 分别集满二氧化碳气体

2)分别向 2 个塑料瓶中注入等体积的氢氧化钙溶液和蒸馏水, 拧紧瓶盖,振荡

2 个塑料瓶都变瘪了,但是注入氢氧化钙溶液的塑料瓶瘪的程度更大

2

1)用pH试纸测反应前氢氧化钙溶液的酸碱度

2)向软塑料瓶中注入适量氢氧化钙溶液震荡后,测反应后溶液的 pH

反应前氢 pH 大于 7

反应后 溶液的pH小于7

1)小云预期会看到白色沉淀的依据是______________________(写出反应的化学方程式)

2)反应后溶液的pH小于7是由于生成了____(写化学式);通过分析以上实验现象,小云得到的结论是_______________________

(探究环节二)

查阅资料后得知:适量的二氧化碳和氢氧化钙能发生反应生成难溶于水的碳酸钙,如果二氧化碳过量,则碳酸钙会继续和二氧化碳反应生成可溶性的碳酸氢钙。(“”代表反应的方向)CO2+CaCO3+H2O Ca(HCO3)2

提出猜想:实验中可能二氧化碳过量,反应生成了碳酸氢钙,所以没有看到沉淀

步骤

操作

实验现象

1

取少量的氢氧化钙溶液于试管中,向其中持续通入CO2气体

开始产生白色沉淀过一会儿,白色沉淀消失

2

1)取一个软塑料瓶,集满二氧化碳气体,向其中注入少量的氢氧化钙溶液,拧紧瓶盖,振荡

2)此时将软塑料瓶放在热水浴中加热

3)将加热后的软塑料瓶冷却

瓶子变瘪

溶液变浑浊

溶液又变澄清

3

1)取一个软塑料瓶,集满二氧化碳气体,向其中注入少量的氢氧化钙溶液,拧紧瓶盖,振荡

2)向实验后的软塑料瓶中继续滴加氢氧化钙溶液

实验结论:猜想成立

1)实验步骤2中“改变瓶子的温度”目的是___________

2)实验步骤3中看到的实验现象是________________

【题目】阅读下面科普短文。

生活中我们谈到“细菌”往往会心惊胆战。其实细菌不仅仅只有危险的一面,如果掌握了它们的特性,很多细菌也可以为我们服务。氧化亚铁硫杆菌(以下简称为T·f菌,见图左)是一种细菌,它被广泛应用于治理废气、废渣等有害物质。例如用T· f菌脱除工业废气中的一种有毒、有腐蚀性的气体——硫化氢(H2S)。其作用原理如图所示。

这个净化过程中,Fe2(SO4)3溶液在常温常压下就可以将废气中的H2S脱出,生成FeSO4 FeSO4在酸性溶液中、在T· f菌的帮助之下,只需少量的氧气就又可以转化为Fe2(SO4)3 ,同时释放的能量还能供给T· f菌生长。用这种方法处理废气大大降低了治污的成本,脱除率达到99.97%,且无废物排出。但要达到高效的关键是要保证体系内FeSO4 浓度的稳定,一旦FeSO4 浓度降低,T· f菌就会像缺少食物一样逐渐失去活性。实际应用过程发现Fe2(SO4)3pHl.9时会发生一定的变化,生成了铁的沉淀物——黄铵铁矾〔NH4Fe3(SO4)2(OH)6〕,并在pH3.2时沉淀完全,使得溶液中的总铁浓度下降。可见溶液的pH值对这个方法的效果有一定影响。实验测得30℃时,不同pH环境下T· f菌的活性不同,表现为FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3溶液的速率不同,如下表:

pH

0.9

1.2

1.5

1.9

2.1

2.4

2.7

3.0

FeSO4溶液转化为Fe2(SO4)3速率/gL1h1

4.5

5.3

6.2

6.8

7.0

6.6

6.2

5.6

回答下列问题:

1)在环节①中化合价升高的元素是_____(填写元素符号)。

2)环节②的反应原理为:4 F e S O4 O2 2X2F e2(S O4)32H2O其中物质“X”的化学式为_____

3)黄铵铁矾〔NH4Fe3(SO4)2(OH)6〕中铁元素与硫元素的原子个数比为__________

4)用T·f菌脱除废气中的H2S气体的优点是_______(写出1点即可)

5)请结合文中信息,判断工业用T·f菌脱硫应选择的最佳pH范围是_____pH__

 0  208283  208291  208297  208301  208307  208309  208313  208319  208321  208327  208333  208337  208339  208343  208349  208351  208357  208361  208363  208367  208369  208373  208375  208377  208378  208379  208381  208382  208383  208385  208387  208391  208393  208397  208399  208403  208409  208411  208417  208421  208423  208427  208433  208439  208441  208447  208451  208453  208459  208463  208469  208477  211419 

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