摘要:29. 实验一 反应慢 2H2O2=2H2O + O2↑ 实验二 二氧化锰加入水中不产生氧气. 实验三 向盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管中加入二氧化锰.伸入带火星的木条 有大量气泡产生.带火星的木条迅速复燃 , (3)第一方面:比较MnO2在过氧化氢分解前后的质量. 第二方面:倾倒掉反应后的液体.向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液.有大量气泡产生.说明MnO2仍然能加快过氧化氢的分解速率

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实验室常用下列装置制取气体,请你根据所学知识回答下列问题.

(1)写出编号所指仪器的名称:①
长颈漏斗
长颈漏斗
;②
集气瓶
集气瓶

(2)以上装置图中共有两处明显的错误,请你找出错误的地方并把改正的结果填在下列横线上:①
错误:试管口向上倾斜,改正:试管口稍向下倾斜.
错误:试管口向上倾斜,改正:试管口稍向下倾斜.
;②
错误:向上排空气法收集气体的导管未伸入到接近瓶底,改正:向上排空气法收集气体的导管应伸入到接近瓶底.
错误:向上排空气法收集气体的导管未伸入到接近瓶底,改正:向上排空气法收集气体的导管应伸入到接近瓶底.

上述装置改进后,请继续回答下列问题.
(3)你和小明一起进行实验室制取二氧化碳的探究.
①选择药品.小明对三组药品进行了研究,实验记录如下:
组别 药品 实验现象
块状石灰石和稀盐酸 产生气泡速率适中
块状石灰石和稀硫酸 产生气泡速率缓慢并逐渐停止
碳酸钠粉末和稀盐酸 产生气泡速率很快
从制取和收集的角度分析,一般选择第①组药品,该组药品发生反应的文字表达式为
碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水
碳酸钙+盐酸→氯化钙+二氧化碳+水

不选择第③组药品的原因是
产生气体速率很快,不易收集
产生气体速率很快,不易收集

②选择装置.通过对制取气体装置的分析,他选择用B或者C的发生装置.你认为他选择的依据是
固液常温下反应制取气体
固液常温下反应制取气体
.比较这两个装置的不同,指出B装置的一个突出优点
可以控制反应的发生和停止
可以控制反应的发生和停止

③制取气体.将药品装入所选装置制取气体,并用装置E来收集二氧化碳气体,验满方法是
将燃着的木条伸入瓶口处,若木条熄灭,则证明收集满了
将燃着的木条伸入瓶口处,若木条熄灭,则证明收集满了

有一名同学欲用G来代替E,则气体应从导管口
a
a
通入.
(4)小亮发现:收集的氧气占集气瓶容积的60%(空气占40%)时,能使带火星的木条复燃.那么,使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢?小亮对此展开探究:
第一组实验:取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,按要求收集气体.将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象.
小亮在前一组实验的基础上又做了第二、三组实验,三组实验的数据和现象见表.
第一组 第二组 第三组
集气瓶编号
收集的O2占容积的体积分数(%) l0 20 30 40 50 3l 33 35 37 39 34
带火星木条的状况 微亮 很亮 复燃 复燃 很亮 很亮 复燃 复燃 复燃 很亮
请根据实验回答下列问题:
①为了达到实验目的必须用排水法收集氧气.请你帮小亮选出制取氧气的发生和收集装置
B
B
,写出制取氧气的化学反应文字表达式
2H2O2
 MnO2 
.
 
O2↑+2H2O
2H2O2
 MnO2 
.
 
O2↑+2H2O
.若用G来代替收集装置,则气体应从导管口
a
a
通入.
②使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:
(填“是”或“否”).
③集气瓶中氧气的体积分数=收集的氧气占容积的体积分数+瓶中空气占容积的体积分数×
21
21
%.
④收集的氧气占容积的体积分数最低为
35
35
%时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气分数是
49
49
%(计算结果保留整数).
⑤用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸汽所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如下图所示.若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在
82
82
℃.

⑥采取“半值法”探究能减少实验次数.例如:第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间,从而省去编号为①、②、⑤的实验.同理,第二组实验可以省去的实验编号为
①、④、⑤
①、④、⑤
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(1)实验室制取常见气体所需的装置如图所示.

请回答下列问题.
①实验仪器a的名称是
铁架台
铁架台

②用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
;用高锰酸钾制取氧气时,所选用的发生装置为
B
B
(填字母序号),发生反应的化学方程式是
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2

③用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
.用装置
D
D
(填字母序号)收集一瓶二氧化碳,将燃着的木条放在瓶口,若观察到
燃着的木条立即熄灭
燃着的木条立即熄灭
,说明瓶中已充满二氧化碳.
(2)小彬同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的.他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行如下探究活动.
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜.铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液…
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液…
【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
①Cr  Al  Cu        ②Al  Cr  Cu    ③Al  Cu  Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮.
实验一 实验二 实验三
实验
方案
实验
现象
铬片表面产生气泡缓慢,溶液变蓝色.
无现象
无现象
铝片表面产生气泡较快.
结论 铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢. 铜不与稀硫酸反应
铝能与稀硫酸发生反应,反应速率较快
铝能与稀硫酸发生反应,反应速率较快
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是
Al Cr Cu(或“②”)
Al Cr Cu(或“②”)
【回答问题】
①用砂纸打磨金属片的目的是
除去金属表面的氧化物(或污物)
除去金属表面的氧化物(或污物)

②实验一所发生反应的化学方程式是
Cr+H2SO4═CrSO4+H2
Cr+H2SO4═CrSO4+H2

③小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是
无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理均可)
无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理均可)

④小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是
A1、CrSO4溶液、Cu(合理均可)
A1、CrSO4溶液、Cu(合理均可)

【归纳】比较金属活动性强弱的方法有:
通过金属与酸反应判断金属活动性强弱
通过金属与酸反应判断金属活动性强弱

通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱
通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱
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“用双氧水和二氧化锰制氧气”的反应方程式为:
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2

实验后,展开了下列思考与探究:
(1)催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢?他做了这样一组实验:每次均用30mL10%的H2O2溶液,采用不同量MnO2粉末做催化剂,测定各次收集到500mL氧气时所用的时间,结果如下:(其他实验条件均相同)
实 验 次 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
MnO2粉末用量(克) 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
所用时间(秒) 17 8 7 5 4 3 2 2 2 2
请分析表中数据并回答有关MnO2的用量对反应速率的影响情况:
当催化剂MnO2的用量增加时,反应速率
加快
加快
(填“加快”、“减慢”或“不变”),当催化剂MnO2的用量增加到一定程度时,反应速率
不变
不变

(2)H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?他又做了一组实验:每次均取5mL30%的H2O2溶液,然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验.记录数据如下:(实验均在20℃室温下进行,其他实验条件也均相同)
实  验  次  序 1 2 3 4 5 6 7 8
H2O2溶液溶质质量分数 1% 3% 5% 10% 15% 20% 25% 30%
MnO2粉末用量(克) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
收集到540mL气体时所用时间(秒) 660 220 205 80 25 9 4 3
反应后液体温度(℃) 24 34 39 56 65 67 69 70
请分析表中数据回答:H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率的影响情况是:
质量分数越大,反应速率越大
质量分数越大,反应速率越大
,表中数据还可看出,该反应是个
放热
放热
反应(填“放热”或“吸热”).
(3)由此可看出,催化剂的用量、过氧化氢溶液的浓度(即溶质质量分数)等都是影响过氧化氢分解的反应速率的因素.
实际上,影响化学反应速率的因素还有很多.请你仿照示例,结合实际生活中的例子,再举一例.
示例:温度越高,反应越快.如在高温时,铜在空气中容易被氧化.
接触面积越大,反应越快.如煤制成蜂窝状后易燃烧些
接触面积越大,反应越快.如煤制成蜂窝状后易燃烧些
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为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,某同学做了以下实验,请回答
编号 操作 实验现象
分别在试管A、B中加入5mL 5% H2O2溶液,各滴入2滴等浓度 FeCl3溶液.待试管中均有适量气泡出现时,将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡;将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡. 试管A中不再产生气泡;试管B中产生的气泡量增大.
另取两支试管分别加入5mL 5% H2O2溶液和5mL 10% H2O2溶液 试管A、B中均未明显见到有气泡产生.
(1)过氧化氢分解的化学方程式为
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2

(2)实验①的目的是
研究温度对H2O2分解速率的影响
研究温度对H2O2分解速率的影响

实验中滴加FeCl3溶液的目的是
加快H2O2分解速率,使实验现象易于观察
加快H2O2分解速率,使实验现象易于观察

(3)实验②未观察到预期的实验现象,为了帮助该同学达到实验目的,你提出的对上述操作的改进意见是
将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴等浓度FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中,或向两支试管中同时滴入2滴等浓度FeCl3溶液,观察产生气泡的速率
(用实验中提供的试剂).
(4)某同学在50mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的二氧化锰,放出气体的体积与反应时间的关系如图1所示,则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是
C点的速率
C点的速率

(5)催化剂是化学反应前后
质量和化学性质
质量和化学性质
 均未改变的一类化学物质.
(6)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验.请回答相关问题:

①定性分析:如图甲可通过观察
溶液中气泡产生的速率
溶液中气泡产生的速率
,定性比较得出结论.有同学提出将FeCl3改为
Fe2(SO43
Fe2(SO43
更为合理,其理由是
排除氯离子的干扰
排除氯离子的干扰

②定量分析:用图乙所示装置做对照实验,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略.实验中需要测量的数据是
收集40mL气体所需的时间
收集40mL气体所需的时间
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