【题目】小丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣。她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下:
加压时,装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气,制取高浓度氧气。减压时,分子筛将所吸附的氮气排放。整个过程中,分子筛并不消耗。小丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体,带到实验室对其进行研究。
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实验I:小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气。
【实验记录】
实验步骤 | 实验现象 | 化学方程式 |
取一只250 mL的集气瓶,用排水法收集一瓶所带气体,然后把一小块燃着的木炭插入集气瓶中 | 木炭燃烧得更旺 | 化学方程式I |
表中,化学方程式I是 。
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气。
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气。该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是 。
实验II:测定小丽所带气体中氧气的含量。
同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,进行实验,并重复多次。
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(250 mL 集气瓶)
【实验记录】
实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 | |
① | 检查装置的气密性 | 装置的气密性良好 | |
② | 加入药品,将装置连接固定 | ||
③ | 打开止水夹a和b,向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和b | A中水进入到B中,B中水的体积为200 mL。 | 收集200 mL气体(由压强差引起的误差忽略不计) |
④ | 用凸透镜聚光引燃白磷 | 燃烧,产生大量白烟 | |
⑤ | 待白磷熄灭并冷却到室温, 进行操作I | 现象I | 小丽收集的气体不是纯净的氧气 |
表中,操作I是 ;
现象I是 。
【数据记录】
实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
B中剩余水体积/mL | 100 | 42 | 39 | 41 | 38 |
【数据处理】已知,在上表数据中,第1组数据偏差较大,存在明显误差,在数据处理时应删去。小丽所带气体中氧气的体积分数为 % 。
【实验反思】
导致第1组数据产生较大误差的可能原因是 。
【题目】某实验小组的同学在整理实验仪器时,发现了一个盛有黑色固体的烧杯。在请教老师后,同学们得知烧杯中的固体是加热制取氧气的剩余物(反应完全),从中可以回收得到MnO2 。小组同学将黑色固体取出,并对其进行了探究。
【查阅资料】①实验室中可以加热二氧化锰和氯酸钾(KClO3 )固体的混合物制取氧气。其反应的文字表达式为:氯酸钾
氯化钾+氧气。
②氯化钾溶于水,其水溶液呈无色;锰酸钾溶于水,其水溶液呈绿色。
③催化剂在化学反应前后,其质量和化学性质保持不变。
探究活动一:探究黑色固体是哪个化学反应的剩余物。
【猜想】猜想一:过氧化氢制取氧气;
猜想二:氯酸钾制取氧气;
猜想三: 制取氧气。
请写出猜想一制取氧气反应的表达式 ,
根据所学知识和以上信息判断,猜想一不成立,理由是 。
【进行实验】取少量黑色固体于另一个烧杯中,加入足量蒸馏水溶解,振荡,过滤后得到黑色滤渣和无色滤液。
【得出结论】猜想 成立,理由是 。
探究活动二:探究二氧化锰在氯酸钾固体加热制取氧气反应中的作用。
【猜想】猜想一:是反应物;猜想二:是催化剂。
【进行实验】
实验操作 | 实验现象 |
1、取12.25g氯酸钾在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 | 固体融化,产生少量气体,木条上的火星变亮。 |
2、取12.25g氯酸钾和2.0g二氧化锰混合均匀后在试管中加热,把带火星的木条伸入试管。 | ___________________。 |
3、待反应完全后,将试管中的剩余物加足量的水溶解,过滤,并将全部滤渣洗涤、干燥、称量。 | 称量固体的质量是_______g |
【实验结论】猜想二成立,二氧化锰在反应中起到催化作用。
【反思与交流】小贝同学提出,前面的实验不足以证明二氧化锰在这个反应中起到了催化作用,因为没有证明二氧化锰的 在反应前后不变。