10.实验室常用下列装置制取有关气体.
(1)用KMnO
4固体来制取O
2,应选用图中的A装置(填A或B).该发生装置还可以做我们学过的铜绿分解实验,用写出这个反应的文字表达式铜绿$\stackrel{加热}{→}$氧化铜+二氧化碳+水.
(2)C装置可用来测量生成的CO
2气体的体积,其中在水面上放一层植物油的目的是防止二氧化碳溶于水,植物油上方原有的空气对实验的结果没有(填“有”或“没有”)明显影响.
(3)利用B\C组合装置测得反应生成气体体积偏大的最主要原因是:利用该装置测得气体体积,实际包括反应生成的气体,还有滴入锥形瓶内的液体的体积,所以,所测得结果偏大.
加热
(4)氨气(NH
3)的密度比空气的小,极易溶于水,实验室制取氨气的反应原理是:氢氧化钙(固)+氯化铵(固)$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$氯化钙(固)+氨气+水.实验室制取氨气,若选择A装置,应该将此装置如何改动?排水法改为向下排空气法
(5)实验室里还可采用B图装置,通过用MnO
2作催化剂分解过氧化氢(H
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2)的方法制取氧气.写出该反应的文字表达式:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气
(6)某研究小组对用H
2O
2分解生成H
2O和O
2的实验条件进行探究.他们进行以下实验:
①往盛有5mL5%H
2O
2溶液的试管中,伸入带火星的木条,木条不复燃.
②往盛有5mLω%H
2O
2溶液的试管中,加入a克MnO
2,伸入带火星的木条,木条复燃.
③往盛有5mLω%H
2O
2溶液的试管中,加入a克Fe
2O
3,伸入带火星的木条,木条复燃.
④经检验,②,③中反应后试管中仍分别含有a克MnO
2和a克Fe
2O
3.
【问题】(1)MnO
2和Fe
2O
3是上述反应中的催化剂剂.
(2)实验②,③中的H
2O
2的浓度(ω%)以5%为宜.
研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:用足量等体积H
2O
2溶液制取相同体积O
2所需的时间
浓度 时间(min) 条件 | 30%H2O2溶液 | 15%H2O2溶液 | 5%H2O2溶液 |
a克MnO2 | 0.2 | 0.8 | 2.0 |
a克Fe2O3 | 7.0 | 9.0 | 16.0 |
【问题】(3)从上表中能得出哪些结论?催化剂相同时过氧化氢溶液浓度越大,反应速度越快;
(7)【提出问题】小松同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)清洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥板上,发现有大量气泡产生.小松联想到自己曾经用二氧化锰做过氧化氢分解的催化剂,他想,水泥块能否也可作过氧化氢分解的催化剂呢?于是他到附近建筑工地取回一些小水泥块,并用蒸馏水浸泡,冲洗、干燥,并进行以下探究.
【猜想】水泥块能作过氧化氢分解的催化剂.
【实验验证】
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
实验一 | 将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中 | 木条不复燃 | 常温下过氧化氢溶液不分解 |
实验二 | 在装有过氧化氢溶液的试管中加入水泥块,然后将带火星的木条伸入试管中 | 木条复燃 | 水泥块能加快双氧水分解速率 |
【结论】水泥块能加快过氧化氢的分解速率,故水泥起能作过氧化氢的催化剂.
【讨论与反思】小芳认为:仅凭上述两个实验还不能证明水泥块为过氧化氢分解的催化剂,她觉得需要增加一个探究实验:探究水泥块在反应前后质量是否改变.
【实验步骤】①准确称量水泥块的质量;②完成实验二;③待反应结束,将实验二试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥,称量④对比反应前后水泥块的质量.
【分析】如果水泥块反应前后质量不变,则说明水泥块可以作为过氧化氢分解的催化剂.但小华认为,要证明小松的猜想,小芳的补充实验还是不足够,还需要再补充一个探究实验:探究水泥块的化学性质在反应前后是否改变.