题目内容

4.同学们都知道镁带在空气中燃烧会生成白色固体.而小科同学在做“镁带在空气中燃烧”实验时,却发现生成物中还含有少量黑色固体.黑色固体是镁和什么物质反应产生的呢?他提出下列猜想:
猜想一:黑色固体可能是镁和氮气反应的产物;
猜想二:黑色固体可能是镁和二氧化碳反应的产物.
为分别获取实验所需的气体,验证上述猜想,小科提出了两个方案:
方案一(图1):

(1)用氢氧化钠溶液吸收并除去二氧化碳,氢氧化钠与氢氧化钙有相似的化学性质.请写出氢氧化钙溶液和二氧化碳反应的文字表达式.
氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水
(2)用如图2装置进行除去氧气的燃烧实验,其中选用红磷要过量,目的是将氧气全部消耗掉.你认为若选用木炭除去氧气不是(填“是”或“不是”)可行的,原因是木炭燃烧产生二氧化碳气体,导致氮气不纯.
在老师帮助下,小科最终获得氮气,观察到镁带在氮气中可以燃烧并有淡黄色的固体产生.
方案二:
把点燃的镁带放入盛有二氧化碳气体的集气瓶中,观察到镁带在该气体中也能燃烧,同时有白色和少量黑色固体生成.
小科得出结论:猜想二正确.
通过以上实验,你对二氧化碳的性质有了怎样的新认识:二氧化碳不能灭镁燃烧引起的火灾等.

分析 (1)氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水;
(2)根据除去杂质的基本原则:不引入新的杂质,分析两种除去氧气方案的可行性,说明不可行方案不可行的理由;
方案二:根据镁与二氧化碳反应的现象分析;根据方案二实验现象分析.

解答 解:(1)氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙和水,文字表达式为:氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水;
故答案为:氢氧化钙+二氧化碳→碳酸钙+水;
(2)红磷与氧气反应,将氧气消耗掉,过量红磷将氧气全部消耗掉;由于木炭和氧气反应会生成气体二氧化碳,因此在除去氧气的同时又引入了新的气体杂质二氧化碳,所以乙同学方案不科学;
故答案为:将氧气全部消耗掉;不是;木炭燃烧产生二氧化碳气体,导致氮气不纯;
方案二:镁带在二氧化碳中燃烧生成白色的氧化镁和黑色碳,可得猜想二正确,可见二氧化碳不能灭镁燃烧引起的火灾;
故答案为:二氧化碳;二;二氧化碳不能灭镁燃烧引起的火灾等.

点评 本题通过对比实验对物质的燃烧及其相关知识进行了考查,能较好的考查学生分析信息、结合已知解决问题的能力.

练习册系列答案
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13.学习了MnO2对过氧化氢有催化作用的知识后.某同学想:氧化铜(CuO)能否起到类似MnO2的催化剂作用呢?于是进行了如下探究.
【猜想】Ⅰ.CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ.CuO参与反应产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ.CuO是反应的催化剂,反应前后反应前后质量和化学性质不变.
【实验】用天平称量0.2gCuO,取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

(1)填写下表:
步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦现象结论
溶液中有气泡放出
带火星的木条复燃

称量CuO的质量仍为0.2g
溶液中有大量气泡放出,带火星的木条复燃猜想Ⅰ、Ⅱ不成立猜想Ⅲ成立
(2)步骤①③(填序号)的目的是证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率;
(3)步骤⑦的目的是证明CuO的化学性质在反应前后不变;
(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出氧气的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{氧化铜}{→}$水+氧气;
(5)请你设计实验比较二氧化锰和CuO的过氧化氢制取氧气实验中的催化效果
实验步骤:常温下,取两份5mL5%的过氧化氢溶液分别加入0.2g的MnO2粉末和CuO粉末(或写颗粒大小相同的MnO2和CuO),(控制2个变量)比较冒泡速率(或相同时间收集氧气体积或收集等体积氧气所需的时间)
实验结论:相同条件下,用MnO2的催化效果比CuO好.

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