(8分)人类的生存离不开氧气。某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验。
探究一:某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究。
⑴如右图所示装置和药品进行实验,反应的化学式表
达式是: 。
⑵小明同学认为可用铁丝代替红磷测定空气中氧气的
含量,小丽同学认为不可以,其原因是:
。
⑶小芳同学用木炭代替红磷来测定空气中氧气的含量。
结果却发现水几乎没有倒吸。小组内同学帮她仔细检
查,发现装置的气密性及操作步骤均无问题。你认为
造成此现象的原因是 。
⑷小组内同学反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是: 。
探究二:以下是该小组探究影响H2O2溶液反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 | H2O2溶液浓度% | H2O2溶液体积/mL | 温度/℃ | MnO2的用量/g | 收集氧气的体积/mL | 反应所需 的时间/s |
① | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 16.75 |
② | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
③ | 30 | 5 | 35 | 0 | 2 | 49.21 |
④ | 30 | 5 | 55 | 0 | 2 | 10.76 |
⑵通过实验①和②对比可知,化学反应速率与____________有关;
从实验③和④对比可知,化学反应速率与温度的关系是:______________________。
⑶通过上述实验____(填“能”或“不能”)说明使用MnO2可以加快H2O2溶液反应速率。
做完“铁在氧气里燃烧”实验后,某兴趣小组有一些疑惑不解的问题,于是他们进行了以下探究活动,请你一同参与。
[问题1]细铁丝在氧气中燃烧为什么会“火星四射”?
[查阅资料1]①日常生活中的钢铁制品都含有少量碳杂质。 ②含碳细铁丝燃烧时,其中的炭粒生成的CO2气体在熔融液态物质中形成气泡,熔融液态物质因气泡炸裂引起“火星四射”的现象。
[设计实验]为了探究细铁丝在纯氧中燃烧产生“火星四射”现象的原因,该小组同学设计的实验方案是:取长短粗细相同的含碳细铁丝和不含碳的细铁丝,分别在足量的氧气中燃烧,观察现象。你认为他们的方案 (填“合理”或“不合理”)。
[实验探究1]小明做细铁丝在氧气中的燃烧实验时,他把细铁丝绕成螺旋状,一端系在一根铁丝上,另一端系上一根火柴。点燃火柴后迅速把铁丝连同火柴一起插入集气瓶下部(没有接触到细沙,如图所示),但不见铁丝燃烧,反复实验均未成功。
该同学认为可能导致失败的原因主要有三种:
A.铁丝表面有锈迹,影响了反应的进行;
B.点燃火柴后立即将它伸入瓶内,火柴燃烧消耗了氧气,不利于铁丝 的燃烧;
C.火柴燃烧时有大量的热量放出,将铁丝和火柴迅速伸至集气瓶下部,因热胀冷缩之故。瓶内氧气会膨胀逸出,使铁丝无法燃烧。
实验:根据以上假设,他对实验应作的相应改进为:
(1) ;(2) ;(3) 。
[问题2]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?
[查阅资料2] ①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);②铁的氧化物均能溶于酸的溶液。
[实验探究2]将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入_____溶液,观察到的现象是_____,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁。
| Fe3O4 | Fe2O3 | 铁 |
分解温度/℃ | 1538 | 1400 | — |
熔点/℃ | — | — | 1535 |
[查阅资料3]①Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:②Fe2O3高温时分解成Fe3O4。
[理论探讨]
根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在_____之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4。
[拓展延伸]
(1)小林同学发现“铁丝”在纯净氧气中燃烧起来,观察到火星四射,并有黑色固体生成,请写出该反应的化学方程式 ;
(2)Fe2O3高温时会分解成Fe3O4和一种气体,请写出此反应的化学方程式__________;
(3)有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色_____,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理。
(7分)为了防止食品腐败,在许多食品包装盒中都有一包黑色粉末。这种粉末是一种除氧剂。该粉末没有失效时呈黑色,失效后带有红棕色。为了确定该粉末的成分,小明做出了以下的【猜想】
猜想1:该粉末是木炭粉 猜想2:该粉末是铁粉 猜想3:该粉末是木炭粉和铁粉的混合物
小明取没有失效的该粉末,分别用不同的方法进行如下实验,填写表中空格。
| 试验操作 | 试验现象 | 猜想是否成立 |
实验1 | 加入足量的硫酸铜溶液 | | 猜想1:不成立 |
实验2 | 加入足量的 | | 猜想2:成立 |
实验3 | 用磁铁吸引 | 粉末被全部吸引 | 猜想3: |
(1)根据失效后的颜色判断,该粉末失效的原因是 ,变质后得到的红棕色粉末的主要成分是 (填物质的化学式)。
(2)采用什么实验方法可以使失效的粉末“再生”?(用化学方程式表示)
。
(8分)某化学课外兴趣小组通过查阅资料知道过氧化钠(Na2O2)能与水反应生成氢氧化钠和氧气,于是他们做了以下探究实验。
实验1:向包有过氧化钠粉末的脱脂棉上滴水,脱脂棉燃烧起来。
请你对脱脂棉燃烧的原因进行分析_______。
实验2:向盛有过氧化钠粉末的试管中加入水,充分反应后,取试管中的少量溶液放入另一小试管中加入几滴无色酚酞试液,溶液变红,过了一会,红色又褪去了。
【提出问题】溶液为什么先变红,过了一会,红色又褪去了呢?
【猜想】甲同学认为是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故。乙同学认为甲同学的猜想不正确,理由是_____________________。
【查阅资料】①滴加酚酞呈现红色的溶液遇到H2O2时,H2O2可以破坏酚酞的结构,使酚酞在碱性溶液中不能再显红色;②酚酞在稀碱性溶液中稳定显红色,而在浓氢氧化钠等溶液中显红色后又褪色。
【猜想】通过查阅资料后,该兴趣小组对溶液的红色褪去的主要原凶义进行了猜想。
猜想A:过氧化钠与水反应可能生成了H2O2;猜想B:生成的氢氧化钠溶液可能太浓。
【实验探究】请你将下列实验方案填写完整。
猜想 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
A | 取过氧化钠与水反应后的溶液放入试管中,_____ ___________________________________________ | _________________ | 猜想A 正确 |
B | 取过氧化钠与水反应后的溶液放入试管中, ________________________________________ | ________________ | 猜想B 错误 |
【得出结论】根据实验分析,过氧化钠与水反应除了生成氢氧化钠和氧气外,还存在另一反应,则另一反应的化学方程式为____________________________________。
(12分)化学实验是学习化学的基础,请根据下列装置图回答问题。
A B C
(1)写出仪器a、b的名称_______;b_______。
(2)写出A图中产生气体的化学方程式____________________________。
(3)B图中,把二氧化碳气体慢慢倒入放有燃着的蜡烛的烧杯中,下层蜡烛先灭,说明二氧化碳具有_______、_______和_______性质。这一性质在实际生活中的应用为_______。
(4)C图中螺旋状铁丝的末端系一根火柴的作用是_______。
(5)小明按C图实验时,集气瓶炸裂了,其可能的原因是_______。
(6)小明对铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射进行探究。下表是他将纯镁条和不同含碳量的铁丝(镁条和铁丝直径均为0.4mm)放入氧气中燃烧时的实验现象的记录。请你分析回答:
物质 | 镁条 | 含碳0.05%的铁丝 | 含碳0.2%的铁丝 | 含碳0.6%的铁丝 |
燃烧时 的现象 | 剧烈燃烧,发出 耀眼白光,无火星 | 剧烈燃烧 极少火星 | 剧烈燃烧 少量火星 | (未填) |