【题目】实验创新是中学生最为重要的科学素养,以下是化学兴趣小组的同学在学习“二氧化锰催化过氧化氢分解制氧气实验”后,对实验的创新设计。
(实验一):设计新的实验装置
实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3ml(密度为1g/ml)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡中,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥的进气管的管壁上;②点燃橡胶塞上固定的棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察现象;
(1)可观察到带火星的棒香立即__________;
(2)下列各项是同学们对该创新实验的评价,你认为评价不合理的是 __________(填序号)
A.实验所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验室用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
(实验二):寻找新的催化剂
(实验探究)
实验步骤 | 实验现象 |
I. 分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象。 | A试管中产生气泡,带火星木条复燃。B试管中无明显现象。 |
II.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。 | 试管中均产生气泡,带火星木条均复燃。 |
III.将试验II中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥,称量。 | 所得的固体质量为_________________ |
IV.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。 |
(实验结论)
(1)A中产生的气体是_________;
(2)实验II可以证明:____________,再结合实验I和III的结论可以证明氧化铁可以作为过氧化氢分解的催化剂。
(3)写出氧化铁(Fe2O3)催化过氧化氢分解的文字表达式:______;
(实验评价)
(1)设计实验IV的目的是__________;
(2)若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是_________。
(实验拓展)
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可做过氧化氢溶液分解的催化剂,下列有关催化剂的说法正确的是________________
A.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂能使原本不发生的反应也能快速进行
D.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
【答案】复燃 BC ag 氧气 氧化铁粉末没有参与化学反应 过氧化氢水+氧气↑ 氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂 B
【解析】
实验一:
(1)过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下能快速放出氧气,因为氧气具有支持燃烧的性质,所以能使带到火星的棒香立即复燃;
(2)A、实验中所用的仪器、材料及药品均易得到,故A正确;
B、实验使用的药品用量不太大,故B错误;
C、反应速度较快,故C错误;
D、实验现象明显,整个装置很像点燃的灯塔,趣味性强,故D正确。故选BC;
实验二:催化剂反应前后质量不变,所得固体质量仍为a g;
实验结论:
(1)氧气具有助燃性,能使带火星木条复燃,所以有实验现象A试管中产生气泡,带火星木条复燃,可知A中产生的气体是氧气;
(2)实验Ⅱ证明:氧化铁的化学性质在反应前后均没有发生变化;
(3)氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气,反应的文字表达式为:过氧化氢水+氧气↑;
实验评价:
(1)二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂,所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;
(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;
实验拓展:A、MnO2不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂,还可以作其他反应的催化剂,故A错误;
B、根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂,故B正确;
C、催化剂不只是加快化学反应的速率,还能减慢化学反应的速率,故C错误;
D、用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物,例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物,故D错误。故选B。
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【题目】下图是实验室制取气体可能用到的装置。
(1)写出编号仪器的名称:①_____,②______。
(2)实验室选用A装置制取CO2,加入药品前应先____,锥形瓶内的管口应插入到___(填“a”或“b”)处。若用B装置制取O2的化学方程式是____。
(3)利用装置F收集氧气,导管应伸到__(填“a”或“b”或“c”),验满二氧化碳的方法是将____放在导管___,(填“a”或“b”或“c”)熄灭则满。
(4)若利用如图装置测量产生CO2的体积,应在水面上加上一层植物油,据此猜测CO2具有的一点性质是___,放入量筒中的导管应该和___端(填“a”或“b”)相连。若仰视读数为40ml,则收集到的气体体积____40ml(填“大于”或“小于”)。
(5)如果用KMnO4加热制取O2时,若收集到的气体不纯,可能的原因是______。演示铁丝在氧气中燃烧实验时,收集氧气时最好选用的装置是____(填装置序号),化学方程式为_______。
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【题目】碳和部分碳的化合物间转化关系如图所示。
(1)物质X的化学式为_______________。
(2)在物质的分类中,CO属于____________。
(3)从图中任选一种物质,它的一种用途_______________。
(4)写出图中转化关系中属于化合反应的一个化学方程式__________。
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【题目】合理利用资源是当今社会关注的热点。
(1)明矾净水,是因为明矾溶于水生成的胶状物,______悬浮于水中的杂质,使水澄清:新型自来水消毒剂X可由下列反应制取:Cl2 + 2NaClO2 = 2NaCl + 2X,则X的化学式为______。
(2)煤的气化是一种重要的煤炭资源综合利用技术,其过程如图1所示。合成气中的物质A和B再一定条件下反应可生成物质C和D,其微观过程如图Ⅱ所示。
①气化炉中主要发生了______(填“物理”或“化学”)变化。
②A、B、C、D四种物质中,属于氧化物的是______(填字母序号)。
③物质C不仅是一种清洁燃料,也是重要的化工原料。写出物质C在氧气中燃烧的化学方程式:___________。
④在反应A+B—C+D中,B和C的质量比为______,
(3)合成气中的物质A和B在不同催化剂的作用下,还可以合成不同的物质,仅用合成气为原料不可能得到的物质是______(填字母序号)。
a.草酸(HOOCCOOH) b.甲醇(CH3OH) c.尿素[CO(NH2)2].
(4)2017年5月18日我国宣告可燃冰试采成功,这在世界上也是首次。可燃冰外观像冰,主要含有甲烷水合物(CH48H2O),它的相对分子量是160,则CH48H2O中CH4的质量分数为______
(5)为方便贮存和运输,天然气通常被压缩到容积很小的钢瓶中,而可燃冰却很难被压缩。试从分子的角度分析,其中的原因是______________。
(6)为减少温室气体排放,人们积极寻找不含碳元素的燃料。经研究发现NH3燃烧的产物没有污染,产物为水和一种单质,且释放大量能量,有一定应用前景。请写出NH3燃烧的化学方程式_________________。
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【题目】a、b、c 三种物质的溶解度曲线如下图所示。取等质量℃的 a、b、c 三种物质的饱和溶液,分别蒸发等量水后恢复至℃。下列说法不正确的是
A. 原饱和溶液中,溶质的质量分数 a>b="c"
B. 恢复至 t2℃时,析出溶质的质量 a>b=c
C. 恢复至t2℃时,三种溶液一定都是饱和溶液
D. 若继续降温至 t1℃,三种溶液一定都是饱和溶液
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【题目】利用下图所示装置可以进行实验室制备气体。
(1)实验室用KMnO4制备O2的化学方程式是______________________________。
(2)选择发生和收集O2的装置,填写在下表中(填字母)。
选用药品 | 发生装置 | 收集装置 |
H2O2溶液、MnO2 | ______ | 收集较纯净O2_______ |
KClO3、MnO2 | ______ | 收集较干燥O2______ |
(3)实验室用上述装置C制取CO2时,该反应生成二氧化碳中常混有少量氯化氢气体,某同学想通过图一装置探究是否有HCl气体,在广口瓶中盛放的试剂是硝酸银溶液,你认为混合气体应从__________(填“a”或“b”)进入。
(4)制取气体前应先检查的气密性,若按F图所示操作,结果在导管口未看到气泡,其可能原因与下列因素无关的是__________(选填编号)。
A.将烧杯换成水槽 B.将导管伸入水中位置过深,气体无法逸出
C.试管口橡皮塞未塞紧 D.先用手捂住试管,再将导管另一端插入水中
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【题目】如图是实验室制取气体的装置。回答下列问题:
(1)用高锰酸钾制氧气导管口要放____,目的是_____,此反应的符号表达式(化学方程式)为__________。
(2)可用C装置收集氧气,因为_____,此时导管要接近瓶底的原因是____,判断C中集满氧气的方法是______.
(3)可用E装置收集氧气,因为氧气_______,用此收集方法判断氧气集满的现象是____,若收集的氧气不纯,可能的原因是______。实验后,要先把导管移出水面,目的是______。
(4)已知颗粒状的锌和稀硫酸在常温下反应即可制得氢气,可为其选择的发生装置是(填序号)_______,收集装置是______。(已知氢气是种密度最小的气体,难溶于水)
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【题目】(8分)用废弃的金属镁、铁、铜制取重要化工原料MgSO4的实验过程如下:
请回答:
(1)操作①中被磁铁吸引的金属A是 ;金属B是 。
(2)操作a的名称是 ;在蒸发过程中需要使用玻璃棒,其作用是 。
(3)写出步骤②所涉及的化学反应方程式: ;
(4)实验步骤②中除了加入稀硫酸外,还可选用下列试剂 (填序号)。
a.硫酸铜溶液 b.氯化钠溶液 c.硝酸银溶液
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【题目】分析下列化学反应,所得结论不正确的是
反应①:CO2 + H2O = H2CO3; 反应②:6CO2 + 6H2OC6H12O6 + 6O2
A. 反应物种类相同,反应条件不同时,生成物不同
B. CO2在一定条件下能转化为O2
C. 反应②将光能转化成了化学能
D. 反应①是化合反应,且反应物和生成物都是氧化物
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