题目内容

5.利用下列仪器进行实验(所有装置的气密性都已检查完毕)

(1)把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并收集氧气,完成该实验你所选用的仪器有a、b、d、h(填字母).写出发生反应的化学方程式2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有可以得到平稳的氧气流,能控制反应速率,能节约药品的优点.
(2)某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解反应的催化剂?”实验步骤和现象如下:
①他分别向两支试管中加入等质量等溶质质量分数的过氧化氢溶液,向其中一支试管加入一药匙红砖粉末,然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢,发现加入红砖粉末的试管中反应较快.
②将反应较快的试管内固体过滤出来,洗涤、烘干、称量.
③用称量后的固体重复步骤①的实验,现象与步骤①完全相同.
试回答:步骤①中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有fgh(填字母).步骤③的实验目的是证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变.该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂,但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤,请指出来实验开始没有称量红砖粉末的质量.

分析 (1)从发生装置和收集装置进行考虑;熟记一些常用的化学方程式;从是否节约药品、是否方便操作、是否有利于应用等角度进行分析;
(2)红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解反应的催化剂的实验探究中,步骤①中他除了选用试管外,还用到上面列出的仪器有:水槽、橡胶塞和导管;步骤③的实验目的是:验证红砖粉末的化学性质是否改变;上述实验中缺少一个关键步骤是:实验前没有称量红砖粉末的质量.

解答 解:(1)发生装置所用的仪器:因过氧化氢溶液要缓缓加入,所以要用仪器b-注射器,b只能和a连接组合成一个固--液不加热型的发生装置,上述仪器中只有一个直角导管,所以只能用向上排空气法收集氧气,应选用d和h组合;过氧化氢以二氧化锰为催化剂生成水和氧气,反应方程式为:2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;将过氧化氢溶液缓缓加入二氧化锰中,反应在匀速、持续的发生,可以得到平稳的氧气流,通过控制过氧化氢溶液滴加的速度可以控制反应的速率,当收集到所需要的氧气量后,停止滴加过氧化氢溶液,还可以节约药品;
故答案为:a、b、d、h;2H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;可以得到平稳的氧气流,能控制反应速率,能节约药品;
(2)要将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢,除了试管还要用到ghf三种仪器;催化剂是在化学反应里能改变其它物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质,从实验①中可看出红砖粉改变了过氧化氢分解的速度,实验②是用来检验红砖粉在反应前后的质量有没有发生变化,而该同学只称量了反应后红砖粉的质量,并没有称量反应前红砖粉的质量,实验③是用来证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变.
故答案为:fgh;证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变;实验开始没有称量红砖粉末的质量.

点评 本考点主要考查气体的制取装置和仪器的选择,同时也考查了催化剂的特点和作用等,综合性比较强.气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关.本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.

练习册系列答案
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15.硝酸铜为蓝色固体,溶于水可得蓝色溶液.某实验小组同学用如图装置加热硝酸铜,发现固体由蓝色逐渐变黑,同时产生红棕色有刺激性气味的气体,带火星的木条复燃.
【提出问题】硝酸铜在加热条件下到底发生了怎样的反应?
【查阅资料】
①氧化铜和稀硫酸反应的化学方程式:
CuO+H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuSO4+H2O
②含氮化合物中,只有NO2是红棕色、有刺激性气味的气体.
③NO2有助燃性,能使带火星的木条复燃.
【猜想假设】Cu(NO32受热分解除了生成NO2,还可能生成了CuO和O2
【进行实验】
实验操作实验现象实验结论
步骤Ⅰ:将反应后试管中的固体加水充分溶解、过滤、将干燥后滤渣加入足量稀硫酸溶液中.固体全部溶解,得到蓝色溶液硝酸铜分解生成了氧化铜.
步骤Ⅱ:在图1的试管和集气瓶之间连图所示的装置,重新进行加热硝酸铜的实验.
集气瓶中气体为无色,带火星木条复燃硝酸铜分解生成了氧气
(1)步骤Ⅱ是同学们查阅了新的资料后设计完成的.该资料是关于NO2助燃性、颜色变化方面的性质信息.
(2)设计步骤Ⅱ的目的是验证反应生成了氧气.
【获得结论】
根据实验结果,Cu(NO32受热分解的化学方程式为2Cu(NO32$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+4NO2↑+O2↑.
【反思与评价】
(3)已知相同状况下,气体的体积比等于其分子个数比.据此,同学们认为,即使没有资料③,依据实验结论和“加热硝酸铜产生的气体能使带火星的木条复燃”的实验现象,也能推出NO2可能具有助燃性.理由:
硝酸铜分解生成的二氧化氮和氧气的体积比是4:1,氧气的体积分数是20%,和空气中氧气的体积分数大致相等,而空气中的氧气不能使带火星的木条复燃,因此NO2可能具有助燃性.
(4)一氧化氮不溶水,极易和氧气反应生成NO2;二氧化氮极易和水反应,方程式:2NO+O2═2NO2,3NO2+H2O═2HNO3+NO↑某同学在图1实验中用图2装置收集气体,结果发现图2中的集气瓶未收集到气体,且集气瓶中的液面无变化,请说明原因(用化学方程式)4NO+3O2+2H2O═4HNO3

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