题目内容

16.小红发现切开的苹果会很快变色,于是在老师的指导下,探究氧气是否参与了苹果变色的过程.小红提出假设:氧气参与了苹果变色的过程.老师指导小红要进行对比实验,小红设计并完成了如下2个实验.

(1)实验1:探究使苹果变色的气体成分.
实验步骤:
①准备如图1所示的实验装置,A为用排水集气法收集的1瓶氧气,B为1瓶空气,C瓶中为空气,3个集气瓶容积均为250mL;
②在C瓶中做红磷燃烧的实验,待冷却至室温后打开弹簧夹,至水不再进入集气瓶中,测量进入集气瓶中水的体积约为50mL,剩余气体的主要成分为氮气;
③将大小相同的苹果块依次迅速放入集气瓶A、B和C中,记录苹果的变色时间.
ABC
放入苹果起始时间下午2:00下午2:00下午2:00
实验现象下午2:03
苹果变色
下午2:09
苹果变色
下午2:19
苹果未变色
结论:苹果变色与氧气有关.
(2)实验2:探究苹果变色消耗的气体体积.
小红为了探查集气瓶A、B中消耗气体的体积,她采取的实验步骤是:分别在AB两瓶中做红磷燃烧实验,待冷却至室温后打开弹簧夹,至水不再进入集气瓶中,测量进水的体积便知红磷消耗氧气的体积.
实验后小红记录了进入集气瓶内水的体积,由此计算出A瓶中苹果消耗气体的体积,请你在表格中填写B瓶苹果消耗气体的体积.
AB
进入水的体积200mL42mL
苹果消耗气体的体积50mL8mL
(3)实验反思:实验过程中有一些因素会导致测量的结果不够准确,写出其中一种因素装置的气密性不好.

分析 (1)①根据探究该实验的目的,所以缺少一瓶氧气;
②根据C瓶中红磷燃烧消耗掉氧气,剩余的主要是氮气;
结论:根据A、B瓶内有氧气,C瓶内没氧气,且有氧气的苹果都变色,比较即可得出苹果变色与氧气有关;
(2)分别在AB两瓶中做红磷燃烧实验,待冷却至室温后打开弹簧夹,至水不再进入集气瓶中,测量进水的体积便知白磷消耗氧气的体积.进而求算出苹果消耗的氧气
(3)根据用红磷测量空气中氧气的含量分析注意事项;

解答 解:(1)①因为实验的目的是探究氧气是否参与了苹果变色的过程,所以需要一瓶氧气,故填:氧;
②红磷燃烧消耗掉氧气,所以瓶内的气体是氮气,故填:氮气;
结论:由于A、B瓶内有氧气,C瓶内没氧气,且A、B瓶内苹果变色,所以得出结论:苹果变色与氧气有关;
(2)分别在AB两瓶中做红磷燃烧实验,待冷却至室温后打开弹簧夹,至水不再进入集气瓶中,测量进水的体积便知红磷消耗氧气的体积.由于A瓶是250mL纯氧气,进入水是200mL,说明苹果消耗了50mL氧气.B瓶内是250mL空气,氧气的含量是250mL×$\frac{1}{5}$=50mL,而进入的水是42mL,说明苹果消耗氧气的体积为:50mL-42mL=8mL,故答案为:分别在AB两瓶中做红磷燃烧实验,待冷却至室温后打开弹簧夹,至水不再进入集气瓶中,测量进水的体积便知红磷消耗氧气的体积;8mL.
(3)本实验的导致测量的结果不够准确的原因与红磷的量,装置的气密性等有关,故答案为:装置的气密性不好.

点评 本题通过设计实验验证苹果的变色与氧气有关,也通过实验验证了消耗氧气的体积,通过实验的设计考查了学生的自主创新的思维和动手实验的能力.

练习册系列答案
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11.小明同学在家里的药箱中发现一瓶用来清洗伤口用的消毒液--“双氧水”,他联想到在化学课上曾用过氧化氢溶液制取过氧气,他高兴的将家中的“双氧水”拿到学校的实验室,在老师的指导下和同学们一起做了如下实验.
第一组实验】小明欲证明该双氧水是否失效.
(1)实验过程
①在试管中加入5mL“双氧水”,把带火星的木条伸入试管中,发现木条未复燃;
②用酒精灯给上述试管加热,液体中有气泡产生,把带火星的木条伸入试管中,发现木条仍未复燃;
③如图1装置进行操作,带火星的木条复燃,水槽中冰水所起的作用是冷凝水蒸气.
(2)实验结论:双氧水没有失效.

【第二组实验】小明欲证明二氧化锰在双氧水的分解反应中起催化作用,
该物质在反应前后质量是否发生变化.
(1)实验中化学反应的方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)实验步骤
①准确称量二氧化锰的质量.
②将二氧化锰装入大试管中并加入5mL“双氧水”;
③待反应结束后,将大试管里的固体物质进行过滤、洗涤、烘干、称量;
④对比反应前后二氧化锰的质量.
(3)做完此实验后,小方认为要证明二氧化锰的催化作用,还需要再补充一个探究实验:探究
二氧化锰在化学反应前后化学性质是否发生改变.
【实验反思】依据所做的实验,影响化学反应速率的因素可能有温度、催化剂 等.
【第三组实验】小明欲探究Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂,并与MnO2的催化效果进行比较.小明、小李、小张三位同学同时进行H2O2的分解与气体的收集实验.实验时间均以30秒生成气体为准(H2O2均未全部分解)(见图2甲),其他可能影响实验的因素均忽略.相关数据如下:
同学序号质量分数相同的H2O2溶液溶液中加入的物质收集到的气体体积
小明100mL未加其他物质a mL
小李100mLFe2O3  0.5gb mL
小张100mLMnO2  0.5gc mL
(1)若50mL量气管中液面的位置如图2乙所示,A与B刻度间相差1mL,刻度A为20,则此时气体的体积为31.8mL.
(2)欲探究Fe2O3在实验中是否起催化作用,首先应比较a和b(选择a、b、c填空)的大小,还需补充做如下实验(无需写出具体操作步骤):
①氧化铁在化学反应前后化学性质是否发生改变;
②氧化铁的质量在反应前后是否发生改变.
实验结论:Fe2O3能加快H2O2的分解,起催化作用.

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