(2019安徽改编)某兴趣小组对KClO3分解反应的催化剂进行研究,在相同的加热条件下,用如图装置完成表中实验:
编号 | KClO3质量/g | 催化剂 | 催化剂质量/g | 收集50 mL O2所需时间/s |
实验1 | 5 | - | - | 171 |
实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
(1)设置实验1的目的是_____。
(2)表中所列3种催化剂的催化效果最佳的是_____。
(3)写出KClO3分解的化学方程式:_____。
(4)由实验1和实验4可知,KCl_____(填“有”或“无”)催化作用。维持加热条件不变,用实验1再继续收集50 mL O2,所需时间明显少于171 s,解释原因:_____。
(5)要比较KClO3分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50 mL O2所需时间外,还可以测量相同时间内_____。
(6)下列有关催化剂的描述正确的是_____。
A 某些化学反应可以有多种催化剂
B 只有分解反应才需要催化剂
C 催化剂的作用是加快反应速率
D 催化剂可以增加生成物质量
(2019安徽改编)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。
(1)比较金属活动性强弱:铝比铜_____(填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式:_____。
(2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究:
(提出假设)假设一:含有氯化镁;假设二:含有镁粉;假设三:含有氢氧化镁;……
(查阅资料)①氯化镁易溶于水;②在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。
(设计并进行实验)各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验:
编号 | 实验操作 | 实验现象 |
实验1 | 加入适量蒸馏水,搅拌 | 沉淀未见减少 |
实验2 | 加入适量稀盐酸 | 沉淀全部溶解,没有气泡产生 |
(得出结论)由实验1可知,假设_____不成立;由实验2可知,沉淀中不含_____。
(实验反思)实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是_____。
(3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:
时间/min | 0 | 2 | 4 | 8 | 12 | 16 | 20 | 24 |
溶液pH | 2.0 | 5.3 | 7.0 | 8.6 | 9.3 | 9.8 | 10.0 | 10.0 |
实验现象 | - | 镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成 | 镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀
|
根据表中信息回答下列问题:
①请描述溶液pH变化的规律并解释原因:_____。
②请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想:_____。
兴趣小组在课外实验中意外发现:将镁条放入Na2CO3溶液中,快速产生较多气泡,有白色沉淀生成。小组同学对此进行了系列探究活动。
探究1:反应产生的气体是什么?
(作出猜想)小组同学经查阅资料和讨论,根据化学变化过程中元素不变,且反应物中含有_____三种元素,作出如下猜想:
①氢气;②二氧化碳;③氢气和二氧化碳。
(实验1)取适量镁条、100 mL Na2CO3溶液于反应装置A中,按如图1所示方案进行实验,B中石灰水不变浑浊;C处气体燃烧,烧杯内壁有水珠。说明猜想①正确。
(1)反应装置A应选用图2中的_____(填写序号)。
(2)小组同学讨论认为,上述实验中“烧杯内壁有水珠”作为“反应产生的气体是氢气”的证据不可靠。为使这一证据可靠,且仍能一次性地验证三个猜想,只需在图1所示方案的基础上加以改进完善。你的改进方案是_____。
探究Ⅱ:快速产生气体的原因是什么?
(查阅资科)镁与水缓慢反应生成氢气:Na2CO3溶液显碱性,其溶液中除Na+、CO32﹣外,还有OH+。
(作出猜想)可能是Na2CO3溶液中的某一种离子促进了镁与水的反应。
(实验2)按图3所示方案进行实验。G、I中缓慢产生气泡,H中快速产生较多气泡,说明是CO32﹣而不是Na+、OH﹣促进了镁与水的反应。
(1)G中实验的作用是_____。
(2)试剂X是_____。
探究Ⅲ:反应产生的白色沉淀中是否含有MgCO3?
(实验3)取实验1反应生成的沉淀于试管中,加入试剂Y,根据实验现象说明白色沉淀中含有MgCO3.试剂Y及实验现象为_____,该反应的化学方程式为_____。
反思交流:有些伟大的发现就是从异常现象中得到启发,通过深入研究而实现的。
我国发行的第五套人民币中,铸造1元、5角和1角硬币的主要材料含有铁、镍(Ni)、铜等。某化学兴趣小组的同学对三种金属的活动性强弱十分感兴趣,在老师的帮助下进行了以下探究:
(知识回顾)根据金属活动性顺序可知金属铁比铜活泼,铁可以从铜的盐溶液中将铜置换出来,写一个表示该反应的化学方程式___________。
(猜想与假设)根据所学知识,猜想三种金属的金属活动性顺序:
猜想一:Fe>Cu>Ni
猜想二:Ni>Fe>Cu
猜想三:_________
兴趣小组的同学设计了以下方案来进行探究。
(实验设计一)取三根用砂纸打磨过的三种金属丝,分别插入盛有稀盐酸的试管中。一段时间后观察到插有铁丝和镍丝的试管中________________,插有铜丝的试管中无明显现象。说明铁丝和镍丝均能与稀盐酸反应,铜丝不与稀盐酸反应,证明猜想______错误。只用稀盐酸无法比较出以上三种金属的活动性顺序。
(实验设计二)把一根打磨光亮的铁丝插入到盛有NiCl2溶液的试管中,一段时间后观察到铁丝表面有金属固体析出,结合(实验设计一),可知猜想________成立。
(反思与交流)在NiCl2溶液和CuCl2溶液的混合液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤得到滤渣和滤液,向滤渣中加入足量稀盐酸,有气泡出现,则滤渣中一定存在的物质是_____(填化学式,下同),滤液中可能含有的物质是_________________。
(2019牡丹江改编)人类对金属的使用历经了青铜器时代、铁器时代,而铝的使用比铜和铁晚得多。
(提出猜想)使用金属的早晚可能和金属的活动性顺序有关。
(知识回顾)铝在常温下就能与氧气反应,写出该反应的化学方程式_____;铁、铜在常温下几乎不与氧气反应,但高温时能与氧气反应。
(归纳总结)铝比较活泼,铁、铜次之。
(实验探究)为了进一步探究铝、铁、铜的活动性顺序,兴趣小组设计了如下实验:
小明在实验前对金属进行打磨,目的是_____;
步骤 | 现象 | 结论 |
① | 甲、乙试管中都有气泡产生,乙试管中的溶液_____,丙试管中无现象 | 三种金属的活动性顺序为_____ |
②取打磨过的铝片放入新配制的硫酸亚铁溶液中 | 铝片的表面有黑色固体生成,溶液颜色变浅 |
(反思评价)小刚认为上述实验方案可以优化,一次性比较出三种金属的活动性顺序,他选用的药品是_____。
(表达交流)小组同学一致认为实验后的废液直接排放会腐蚀管道并造成污染,需要倒入废液缸中处理。小组同学向废液中加入适量的_____除掉了他们实验后废液中的Cu2+和H+。
(拓展延伸)矿物资源有限,而且不能再生。请你写出一条保护金属资源的有效途径:_____。
(2019荆门改编)某兴趣小组为探究CO2气体与金属Mg的反应,设计了一套制取纯净、干燥CO2气体,并用过量CO2与热的金属Mg充分反应的实验。请回答相关问题。
Ⅰ.利用下列装置和相关药品进行实验
(1)装置A发生的化学方程式为_____。
(2)装置B的作用是_____。
(3)实验时应先打开A装置中的弹簧夹,从长颈漏斗处加入稀盐酸,后点燃D处酒精灯的目的是_____。
Ⅱ.探究Mg与CO2反应的产物
可观察到D处的实验现象有黑白两种固体产生。查阅资料黑色固体为碳单质,白色固体是镁的化合物。为探究白色固体的成分,进行了假设与猜想。
(4)猜想1 白色固体是MgO
猜想2 白色固体是MgCO3
猜想3 白色固体是_____
(5)验证与结论 取D中固体适量于试管,加入足量的_____,观察到:有黑色固体不溶物,白色固体消失,_____的现象,则猜想1成立。猜想2和猜想3不成立的可能原因是_____。