题目内容
【题目】化学课上,张老师用排水法收集了一瓶氧气,然后将一根带火星的木条伸入瓶中,结果木条复燃了。
爱动脑筋的小听同学思考:空气中的氧气不能使带火星的木条复燃,而老师收集的氧气却可以,于是提出 了问题:是否只有纯氧才能使带火星的木条复燃呢?张老师告诉同学们:“并不是只有纯氧才能使带火星的 木条复燃”。
(提出问题)究竟气体中氧气的体积分数达到多少才能使带火星的木条复燃?
(探究准备)
(1)兴趣小组的同学先复习了实验室制取氧气的三种方法,最终一致同意选用过氧化氢制取氧气,他们的理由是____(写两条)。
(2)讨论如何获得不同体积分数的氧气。请你帮助他们设计一种收集氧气体积分数为 80%、空气体积分 数为 20%的混合气体的方法:____。
(实验步骤)
(1)按如图装置组装仪器,检查装置的气密性。
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(2)装入药品,分别用 100 毫升的集气瓶收集 5 瓶不同体积分数的氧气。
(3)分别将带火星的木条伸入 5 个集气瓶中,观察实验现象。
(4)记录数据如下表并请你将.表.格.填.写.完.整.。
(记录现象) 实验的数据和现象见下表(已知空气中氧气的体积分数为 21%)。
集气瓶 编号 | 瓶内预装水体积 /mL | 充入氧气体积 /mL | 瓶内空气体积 /mL | 木条能不能 复燃 |
① | 10 | 10 | 90 | 不能 |
② | 20 | 20 | 80 | 不能 |
③ | 30 | ____ | 70 | 不能 |
④ | 40 | 40 | 60 | 能 |
⑤ | 50 | 50 | 50 | ____ |
(讨论与交流)
以上实验刚结束,小听同学脱口而出:氧气的体积分数达到 40%就能使带火星的木条复燃。这个结论遭 到了小语同学的反驳,她反驳的理由是_____。
(反思与总结)
张老师提示,为了使实验结果更加精确,还需要进一步探究,同学们又积极开展探究,部分实验记录如 下表,他们最终得出:混合气体中氧气的体积分数只要达到_____%(保留两位小数)就能使带火星的 木条复燃。
集气瓶 编号 | 瓶内预装水体积 /mL | 充入氧气体积 /mL | 瓶内空气体积 /mL | 木条能不能 复燃 |
… | … | … | … | … |
… | 35 | 35 | 65 | 刚好能 |
【答案】操作简单、节约能源或产物无污染(合理即可) 将集气瓶装 80%的水后倒置于水槽中,用排水法收集氧气直至瓶内水被排尽 30 能 瓶内空气中含有氧气(或实验④号瓶中氧气的体积分数为52.6%) 48.65%
【解析】
探究准备:
(1)选用过氧化氢制取氧气的原因是操作简单、节约能源、产物无污染等;
(2)收集氧气体积分数为80%、空气体积分数为20%的混合气体的方法是将集气瓶装80%的水后倒置于水槽中,用排水法收集氧气直至瓶内水被排尽;
记录现象:排开水的体积即是收集到的氧气的体积,故瓶内预装水体积为30毫升时,收集到氧气的体积为30毫升;由表格可知,当充入氧气的体积为40毫升时,木条已经复燃,故当充入氧气的体积为50毫升时,木条能够复燃;
讨论与交流:瓶内空气中含有氧气,故氧气的实际体积大于40%;
【题目】定量和定性研究对于化学科学发展有重大作用,请回答下列问题。
(1)二氧化锰对过氧化氢的分解有催化作用,现将34g过氧化氢溶液于分液漏斗A中,向B中加入一定量的二氧化锰,活塞K保持打开。不同时间电子天平的读数如下表所示(不考虑H2O逸出):
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反应时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
装置 + 过氧化氢溶液 + 二氧化锰/g | 335.70 | 333.78 | 332.64 | 332.58 | 332.50 | 332.50 | 332.50 |
由题目可知产生氧气的质量为__________
根据上述氧气的量计算参加反应的过氧化氢的物质的量(根据化学方程式列式计算)________
(2)小明同学发现FeCl3溶液和CuSO4溶液对过氧化氢的分解也有催化作用,为比较相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对过氧化氢分解的催化效果,他进行了如下探究:
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(定性探究)
如图甲,可通过观察_______来定性比较两者的催化效果。此时对比实验应控制的相同条件是____________。
(定量研究)
如图乙,要定量比较两者的催化效果,可测量生成等体积所需的_________;实验前要做的是___________。