Ⅰ 高锰酸钾制取氧气的实验装置
高锰酸钾制取氧气的实验装置如下:
1、反应容器:选择适合容纳高锰酸钾和水的容器,可以使用玻璃烧杯或试管等。
2、水槽:用于放置反应容器,保持反应温度稳定。
3、高锰酸钾:作为氧气制备的原料,需要准备适量的高锰酸钾。
轻轻晃动反应容器,使高锰酸钾与水充分接触,反应开始。随着反应进行,可以观察到气泡从反应容器中冒出,并被导管引导到气体收集装置中。反应结束后,关闭导管,取出气体收集装置。
将点燃的火焰接触到气体收集装置中的氧气,观察火焰的变化,证明气体收集装置中收集到的气体为氧气。
高锰酸钾的基本介绍:
高锰酸钾是一种强氧化剂,为黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒,带蓝色的金属光泽,无臭与某些有机物或易氧化物接触,易发生爆炸,溶于水、碱液,微溶于甲醇、丙酮、硫酸,分子式为KMn04,分子量为158.034。熔点为240C,但接触易燃材料可能引起火灾。
在化学品生产中,广泛用作氧化剂。高锰酸钾具有强氧化性,在实验室中和工业上常用作氧化剂,遇乙醇即分解。在酸性介质中会缓慢分解成二氧化锰、钾盐和氧气。光对这种分解有催化作用,故在实验室里常存放在棕色瓶中。
从元素电势图和自由能的氧化态图可看出,它具有极强的氧化性。在碱性溶液中,其氧化性不如在酸性中的强。作氧化剂时其还原产物因介质的酸碱性而不同。
Ⅱ 现有如图仪器或装置,请回答下列问题:(1)仪器①的名称是______,②的名称是______.(2)用如图仪器组
(1)锥形瓶是常用的反应容器,长颈漏斗方便加液体药品,故答案为:锥形瓶;长颈漏斗;
(2)如果用氯酸钾和二氧化锰制氧气就需要加热,用废铁屑与稀盐酸反应制取H2,并控制产生H2的速率,应选C,因为分液漏斗可以控制反应的速度,故答案为:D;C;
(3)若用图F装置进行“排空气法”收集制取的O2,氧气应从长管进入,因为氧气的密度比空气的密度大;若瓶中装满水,用排水法收集氧气,氧气应从短管进入,因为氧气的密度比水小;故答案为:c;b;
(4)若用E装置进行CO还原Fe2O3的实验,a处的现象为:红色变黑色;E装置中气球的作用是:吸收生成的二氧化碳;故答案为:红色变黑色;吸收生成的二氧化碳;
Ⅲ 初中中考化学实验有哪些 就是有哪些中考的重点实验
探究实验(复习)
1. 木炭燃烧实验
【实验操作】用坩埚钳夹取一小块木炭,在酒精灯上加热到发红,插入到盛有集气瓶的氧气中(由瓶口向下缓慢插入),观察木炭在氧气里燃烧的现象。燃烧停止后,取出坩埚钳,向集气瓶中加入少量澄清的石灰水,振荡,观察现象。
【实验现象】木炭在空气中燃烧时持续红热,无烟无焰;在氧气中燃烧更旺,发出白光。向集气瓶中加入少量澄清的石灰水后,澄清的石灰水变浑浊。
【化学方程式】C+O2 CO2
【注意事项】木炭应该由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中,原因:为了保证有充足的氧气支持木炭燃烧,防止木炭燃烧生成的二氧化碳使木炭熄灭,确保实验成功。
2. 硫燃烧实验
【实验操作】在燃烧匙里放少量硫,在酒精灯上点燃,然后把盛有燃着硫的燃烧匙由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中,分别观察硫在空气中和在氧气中燃烧的现象。
【实验现象】硫在空气中燃烧发出淡蓝色火焰,在氧气中燃烧发出蓝紫色火焰。生成一种有刺激性气味的气体。
【化学方程式】S+ O2 SO2
【注意事项】在集气瓶中加入少量的氢氧化钠溶液,可以吸收有毒的二氧化硫,防止造成空气污染。
3. 细铁丝在氧气中燃烧的实验
【实验操作】把光亮的细铁丝盘成螺旋状,下端系一根火柴,点燃火柴,待火柴快燃尽时,由上向下缓慢插入盛有氧气的集气瓶中(集气瓶底部要先放少量水或铺一薄层细沙)。
【实验现象】细铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成一种黑色固体。
【化学方程式】3Fe+2O2 Fe3O4
【注意事项】
① 用砂纸把细铁丝磨成光亮的银白色,是为了除去细铁丝表面的杂质。
② 将细铁丝盘成螺旋状,是为了增大细铁丝与氧气的接触面积。
③ 把细铁丝绕在火柴上,是为了引燃细铁丝,使细铁丝的温度达到着火点。
④ 待火柴快燃尽时才缓慢插入盛有氧气的集气瓶中,是为了防止火柴燃烧时消耗氧气,保证有充足的氧气与细铁丝反应。
⑤ 由上向下缓慢伸进盛有氧气的集气瓶中是为了防止细铁丝燃烧时放热使氧气从集气瓶口逸出,保证有充足的氧气与细铁丝反应。
⑥ 集气瓶里要预先装少量水或在瓶底铺上一薄层细沙,是为了防止灼热的生成物溅落使集气瓶瓶底炸裂。
4. 测定空气中氧气含量的实验
【实验原理】4P+5O2 2P2O5
【实验装置】如右图所示。弹簧夹关闭。集气瓶内加入少量水,并做上记号。
【实验步骤】
① 连接装置,并检查装置的气密性。
② 点燃燃烧匙内的红磷,立即伸入集气瓶中,并塞紧塞子。
③ 待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹。
【实验现象】① 红磷燃烧,产生大量白烟;② 放热;③ 冷却后打开弹簧夹,水沿着导管进入集气瓶中,进入集气瓶内水的体积约占集气瓶空气总体积的1/5。
【实验结论】① 红磷燃烧消耗空气中的氧气,生成五氧化二磷固体;② 空气中氧气的体积约占空气总体积的1/5。
【注意事项】
1. 红磷必须过量。如果红磷的量不足,集气瓶内的氧气没有被完全消耗,测量结果会偏小。
2. 装置气密性要好。如果装置的气密性不好,集气瓶外的空气进入集气瓶,测量结果会偏小。
3. 导管中要注满水。否则当红磷燃烧并冷却后,进入的水会有一部分残留在试管中,导致测量结果偏小。
4. 冷却后再打开弹簧夹,否则测量结果偏小。
5. 如果弹簧夹未夹紧,或者塞塞子的动作太慢,测量结果会偏大。
6. 在集气瓶底加水的目的:吸收有毒的五氧化二磷。
7. 不要用木炭或硫代替红磷!原因:木炭和硫燃烧尽管消耗气体,但是产生了新的气体,气体体积不变,容器内压强几乎不变,水面不会有变化。
8. 如果预先在集气瓶内放入氢氧化钠溶液,就可以用木炭或硫代替红磷进行实验。
9. 不要用镁代替红磷!原因:镁在空气中燃烧时能与氮气和二氧化碳发生反应,这样不仅消耗氧气,还消耗了氮气和二氧化碳,使测量结果偏大。
一. 气体制取装置
1. 气体发生装置
(1)加热固体制备气体的装置(见上图①)
①反应物和反应条件的特征:反应物都是固体,反应需要加热。
②装置气密性的检查方法:将导气管的出口浸没在水中,双手紧握试管。如果水中出现气泡,说明装置气密性良好。(原理:气体的热胀冷缩)
(2)加热时的注意事项:
①绝对禁止向燃着的酒精灯内添加酒精。
②绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一只酒精灯。
③禁止用嘴吹灭酒精灯。加热结束时,酒精灯的火焰应该用灯帽盖灭。
④铁夹应夹在试管的中上部,大约是距试管口1/3处。
⑤药品要斜铺在在试管底部,便于均匀受热。
⑥试管口要略向下倾斜,防止冷凝水回流热的试管底部使试管炸裂。
⑦试管内导管应稍露出胶塞即可。如果太长,不利于气体排出。
②停止反应时,应先把导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
选择装置时,要选择带有橡皮塞的弯管。
(3)固液混合在常温下反应制备气体的装置(见上图②)
反应物和反应条件的特征:反应物中有固体和液体,反应不需要加热。
装置气密性的检查方法:在导管出口处套上橡皮塞,用弹簧夹夹紧橡皮塞,从漏斗中加水。如果液面稳定后水面不下降,则表明装置气密性良好。
(4)要根据实际情况选择(a)(b)(c)(d)四种装置。
①装置(a)的特点:装置简单,适用于制取少量的气体;容易造成气体泄漏,增加药品不太方便。
②装置(b)的特点:便于随时添加药品。
③装置(c)的特点:可以控制反应速率。
④装置(d)的特点:可以控制反应的发生和停止。(希望停止反应时,用弹簧夹夹住橡皮管。这时由于试管内的气压大于外界大气压,试管内的液面会下降)
⑤如果使用长颈漏斗,注意长颈漏斗的下端管口应插入液面以下,形成液封,防止生成的气体从长颈漏斗逸出。使用分液漏斗时无需考虑这个问题。
⑥选择装置时,要选择带有橡皮塞的直管。(a)装置使用单孔橡皮塞,(b)(c)(d)装置使用双孔橡皮塞。
⑦固体药品通过锥形瓶口加入,液体药品通过分液漏斗加入。
2. 气体收集装置
(1)排水法收集气体的装置(见右图)
适用情况:收集的气体不溶或难溶于水,且不与水反应。
注意事项:
①集气瓶中不能留有气泡,否则收集到的气体不纯。
②应当等到气泡连续均匀地放出后再收集气体,否则收集到的气体不纯。
③在气泡连续均匀放出之前,导气管管口不应伸入到集气瓶口。
④如果瓶口出现气泡,说明气体收集满。
⑤如果需要较干燥的气体,请不要使用排水法。
⑥气体收集完毕后,要在水下把玻璃片盖在集气瓶口上,否则收集到的气体不纯。
⑦收集完毕后,如果收集的气体的密度比空气大,集气瓶口应该朝上;如果收集的气体的密度比空气小,集气瓶口应该朝下。
(2)向上排空气法收集气体的装置(见右图)
①适用情况:气体密度大于空气(相对分子质量大于29),且不与空气中的成分反应。
②要求:导管伸入集气瓶底,以利于排净空气。
③密度和空气接近的气体,不宜用排空气法收集。
④暂存气体时,只需将集气瓶正放在桌面上,盖上毛玻璃片就可以了。
(3)向下排空气法收集气体的装置(见右图)
①适用情况:气体密度小于空气(相对分子质量小于29),且不与空气中的成分反应。
②要求:导管伸入集气瓶底,以利于排净空气。
③密度和空气接近的气体,不宜用排空气法收集。
④暂存气体时,需要盖上毛玻璃片并将集气瓶倒放在桌面上。
⑤导气管属于发生装置。把导气管画在收集装置中,是为了更好地说明问题。
二.实验室制取氧气
1. 加热高锰酸钾制取氧气
(1)反应原理:2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O2↑
(2)发生装置:由于反应物是固体,反应需要加热,所以选择加热固体制备气体的装置。
(3)收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
(4)步骤:
① 查:检查装置的气密性。
② 装:将高锰酸钾装入干燥的试管,并在试管口放一团棉花,并用带导管的橡皮塞塞紧试管。
③ 定:将试管固定在铁架台上。
④ 点:点燃酒精灯,试管均匀受热后,就使酒精灯固定在试管底部加热。
⑤ 收:根据所选的收集装置来确定气体的收集方法。
⑥ 移:把导管移出水槽。
⑦ 熄:熄灭酒精灯。
(5)验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
(6)检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
(7)注意事项:
①停止反应时,应先把导管从水槽中移出,再熄灭酒精灯,防止水槽中的水被倒吸入热的试管中,使试管炸裂。
②加热高锰酸钾时,试管口要放一团棉花,防止高锰酸钾被吹入导管,使导管堵塞。
③棉花不要离高锰酸钾太近,否则会导致发生装置爆炸。
2. 分解过氧化氢溶液制取氧气
(1)反应原理:2H2O2 2H2O+O2↑(催化剂可换成硫酸铜溶液)
(2)发生装置:由于反应物是固体和液体,反应不需要加热,所以选择固液混合在常温下制取气体的装置。
(3)收集装置:由于氧气不易溶于水,且不与水发生化学反应,所以可以选择排水法收集气体的装置。
由于氧气的密度比空气大,且不与空气中的成分发生化学反应,所以可以选择向上排空气法收集气体的装置。
(4)验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
(5)检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
(6)不能用加热过氧化氢溶液的方法制取氧气!因为加热过氧化氢溶液时,过氧化氢分解产生的氧气和水蒸气一起逸出,水蒸气的干扰会使带火星的木条不能复燃。
3. 加热氯酸钾制取氧气
(1)反应原理:2KClO3 2KCl+3O2↑
(2)发生装置和收集装置:和加热高锰酸钾制取氧气的装置相同。
(3)验满:(用排水法收集)如果集气瓶口有气泡出现,说明气体收集满了。
(用向上排空气法收集)将带火星的木条放在集气瓶口,如果带火星的木条复燃,说明氧气收集满了。
(4) 检验:将带火星的木条伸入到集气瓶内,如果带火星的木条复燃,说明是氧气。
三.催化剂
1、在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂。催化剂在化学反应中所起的作用叫催化作用。
2、催化剂只能改变化学反应的速率,不能改变化学反应的产率。
3、催化剂在化学反应前后不改变,其反应过程中有可能改变。
4、不同的化学反应有不同的催化剂,同一化学反应也可能有几种催化剂。
5、生物体内的酶属于催化剂。
四、水的电解实验(实验装置如右图)
【实验现象】
① 通电后,电极上有气泡产生。通电一段时间后,两个试管内汇集了一些气体,与正极相连的试管内的气体体积小,与负极相连的试管内的气体体积大,体积比约为1:2,质量比约为8:1。
② 与正极相连的试管内的气体可以使带火星的木条复燃;与负极相连的试管内的气体移近火焰时,气体能够燃烧,火焰呈淡蓝色。
【实验结论】
① 水在通电的条件下,发生了分解反应,生成氢气和氧气:2H2O 2H2↑+O2↑;
② 水是由氢、氧两种元素组成的(在反应前后,参与反应的元素种类没有变化);
③ 化学反应中,分子可分,原子不可分。
【注意事项】
① 通电时,必须使用直流电。
② 预先在水中加入少量氢氧化钠溶液或稀硫酸可以增强水的导电性。
③ 负极产生的是氢气,正极产生的是氧气。
五、过滤(见下图)
【实验器材】带铁圈的铁架台、漏斗、玻璃棒、烧杯
【注意事项】
1. 操作时注意“一贴、二低、三靠”。
“一贴”:滤纸紧贴漏斗内壁,用少量水润湿滤纸并使滤纸与漏斗壁之间没有气泡(保证过滤效率)。
“二低”:滤纸低于漏斗边缘、滤液低于滤纸边缘(否则被过滤的液体会直接从滤纸与漏斗之间的间隙流到漏斗下的接受器中,使滤液浑浊)。
“三靠”:烧杯紧靠玻璃棒(玻璃棒的作用:引流,使液体沿玻璃棒流进过滤器)、玻璃棒紧靠三层滤纸、漏斗下端管口紧靠烧杯内壁(使滤液沿烧杯壁流下,防止滴下的液滴四处迸溅)。
过滤时先过滤上层清液,后过滤下层浊液。若先过滤下层浊液,滤纸上将会残留着大量不溶性杂质,再过滤上层清液时,不溶物会阻碍清液的通过,影响过滤速度。
2. 如果两次过滤之后滤液仍然浑浊,原因可能是滤纸破损或过滤时液面高于滤纸边缘。
六、实验室制取氢气
1、反应原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
2、反应物的选择:选用锌粒和稀硫酸。
(1)不使用稀盐酸,因为:盐酸易挥发,使制得的氢气中含有氯化氢气体。
(2)不用镁是因为反应速度太快,不用铁是因为反应速度太慢。
3、发生装置和收集装置:发生装置同分解过氧化氢制取氧气的发生装置;收集装置可选择排水法收集气体的装置或向下排空气法收集气体的装置。
4、用排空气法收集氢气时,不能验满!用排水法收集氢气时,如果集气瓶口出现气泡,说明氢气收集满。
5、在点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。
6、可燃性气体的验纯方法:用排水法收集一试管可燃气体,用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气体较纯,气体将会安静地燃烧,并发出“噗”声;如果气体不纯,会发出尖锐爆鸣声。
7、如果验纯时发现气体不纯,需要再收集再检验时,必须对试管进行处理(用拇指在试管口堵住一会或更换试管),以免发生爆炸。
8、检验:点燃。纯净的氢气能够安静地燃烧,发出淡蓝色火焰;而不纯的氢气在燃烧时会发出尖锐的爆鸣声。
七、质量守恒的探究
1、白磷燃烧前后质量的测定
【实验器材】托盘天平(及砝码)、锥形瓶、玻璃棒、气球
【设计实验】① 在底部铺有细沙的锥形瓶中,放入一粒火柴头大小的白磷。
② 在锥形瓶口的橡皮塞上安装一根玻璃管,在其上端系牢一个小气球,并使玻璃管下端能与白磷接触。
③ 将锥形瓶和玻璃管放在托盘天平上用砝码平衡。
④ 取下锥形瓶,将橡皮塞上的玻璃管放到酒精灯火焰上灼烧至红热后,迅速用橡皮塞将锥形瓶塞进,并将白磷引燃。
⑤ 待锥形瓶冷却后,重新放到托盘天平上,观察天平是否平衡。
【实验现象】白磷燃烧,产生大量的白烟,放出大量的热。天平平衡。
【实验结论】反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量。
①实验成功的关键:装置的气密性要良好。
②玻璃管下端与白磷接触的目的:点燃白磷。
③气球的作用:盛装锥形瓶里受热膨胀的空气和五氧化二磷,避免因锥形瓶内压强过大把瓶子弹开。
④没有安装气球的后果:橡皮塞被弹开或炸裂锥形瓶。
⑤锥形瓶底部不铺上细沙的后果:锥形瓶炸裂。
2、铁钉跟硫酸铜溶液反应前后质量的测定
【实验器材】托盘天平(及砝码)、烧杯。
【设计实验】① 在100mL烧杯中加入30mL稀硫酸铜溶液,将几根铁钉用砂纸打磨干净,将盛有硫酸铜溶液的烧杯和铁钉一起放在托盘天平上称量,记录所称的质量m1。
② 将铁钉浸到硫酸铜溶液中。待反应一段时间后溶液颜色改变时,将盛有硫酸铜溶液和铁钉的烧杯放在托盘天平上称量,记录所称的质量m2。比较反应前后的质量。
【实验现象】铁钉表面附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。
【实验结论】m1=m2。反应前各物质的总质量=反应后各物质的总质量。
【化学方程式】Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
八、碳具有还原性:
C+2CuO 2Cu+CO2↑
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
单质碳的还原性可用于冶金工业。
1、木炭还原氧化铜的实验(见右图)
【实验操作】① 把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀,小心地铺放进试管;
② 将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管;
③ 集中加热;
④ 过几分钟后,先撤出导气管,待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
【实验现象】澄清的石灰水变浑浊;黑色固体逐渐变成红色。
【化学方程式】C+2CuO 2Cu+CO2↑
①反应开始的标志:澄清的石灰水变浑浊。
②在酒精灯上加网罩的目的:使火焰集中并提高温度。
③配制混合物时木炭粉应稍过量的目的:防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
④实验完毕后先熄灭酒精灯的后果:石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
⑤该装置不用密封,因为参加反应和生成的物质中没有气体。
2、实验室制取二氧化碳
(1)原料:大理石或石灰石、稀盐酸。
①不用稀硫酸代替稀盐酸的原因:稀硫酸与大理石反应生成微溶于水的硫酸钙,阻碍反应的继续进行。
②不用浓盐酸代替稀盐酸的原因:浓盐酸易挥发,使生成的二氧化碳中混有氯化氢气体而不纯。
③不用纯碳酸钙或碳酸钠等代替大理石、石灰石的原因:它们与稀盐酸反应速率太快,不容易控制和收集,且成本较高。
(2)反应原理:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
(3)发生装置:同分解过氧化氢溶液制取氧气的发生装置(原因:固体和液体混合,在常温下反应生成气体)
(4)收集装置:向上排空气法收集气体的装置(原因:二氧化碳能溶于水,且密度比空气密度大)
(5)检查装置的气密性:用长颈漏斗插入液面内的气体发生装置,紧闭导气管出口,从漏斗中加水。如果液面稳定后水面下降,则表明漏气;若水面不下降,则表明不漏气。
(6)验满:把燃着的木条放在集气瓶口(不要伸入瓶内),如果火焰熄灭,证明二氧化碳已经收集满了。
(7)检验:把气体通入澄清的石灰水中,如果澄清的石灰水变浑浊,就证明收集的气体是二氧化碳。
(8)净化:如果制取的二氧化碳中混有少量氯化氢气体和水蒸气时,可先将气体通过盛有碳酸氢钠溶液的洗气瓶(除去氯化氢),再通过盛有浓硫酸的洗气瓶(除去水蒸气并进行干燥)。
3、 一氧化碳还原氧化铜的实验:
【实验装置】见下图(这是整套装置,但只需掌握虚线框中内容,并且下文的操作、现象、结论仅针对虚线框内的实验装置)。
1-稀盐酸2-大理石3-碳酸氢钠溶液4-浓硫酸5-木炭6-氧化铜7-氢氧化钙溶液
【实验操作】
① 先通入一氧化碳,在加热前必须先检验一氧化碳的纯度;
② 点燃酒精灯给玻璃管内的物质加热;
③ 实验完毕,先熄灭酒精灯;
④ 再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却。
【实验现象】黑色粉末变成红色,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
【实验结论】一氧化碳能使氧化铜还原成铜,同时生成二氧化碳。
【化学方程式】CO+CuO Cu+CO2
【注意事项】
① 检验一氧化碳纯度的目的:防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
② 一氧化碳“早来晚走”,酒精灯“迟到早退”。
③ 一氧化碳“早来”,酒精灯“迟到”的目的:排净装置内的空气,防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
④ 一氧化碳“晚走”,酒精灯“早退”的目的:防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化
(2Cu+O2 2CuO)。
⑤ 因为一氧化碳有剧毒,随意排放会造成空气污染,所以必须进行尾气处理。
⑥ 7溶液的目的:① 证明反应生成二氧化碳; ② 除去装置内的二氧化碳。
4、一氧化碳还原氧化铁
【实验装置和实验操作】与上面的实验类似(⑥ 下的酒精灯要换成酒精喷灯)
【实现现象】红色粉末逐渐变黑,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。
【化学方程式】3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
【注意事项】铁块是银白色的,但铁粉是黑色的
5、工业——高炉炼铁
i. 设备:高炉(图见书17页)。
ii. 原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、(空气)。
iii. 反应原理:C+O2 CO2、CO2+C 2CO、3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。
iv. 石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。
v. 产品:生铁(实验室中“炼”出的铁不含碳,而工业生产中炼出的铁含碳)。
水煤气(一氧化碳和氢气的混合气体):C+H2O CO+H2
九、探究燃烧的条件(本实验要在通风橱或抽风设备下进行):
【实验操作】a. 如右图(1),在500mL的烧杯中注入400mL热水,并放入用硬纸圈圈住的一小块白磷。在烧杯上盖一片薄铜片,铜片上一端放一小堆干燥的红磷,另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷,观察现象。
b. 如右图(2),用导管对准上述烧杯中的白磷,通入少量氧气(或空气),观察现象。
【实验现象】a. 铜片上的白磷燃烧,铜片上的红磷和水中的白磷没有燃烧。b. 白磷在水下燃烧。
【实验分析】如右图(1)。
①与②对比,说明:物质是否发生燃烧与可燃物燃烧所需要的温度有关。
①与③对比,说明:物质是否发生燃烧与是否与氧气(空气)接触有关。
③与图(2)对比,再次说明:燃烧必须有氧气(空气)。
【实验结论】燃烧的条件:① 可燃物;② 与氧气(或空气)接触;③ 温度达到着火点。
【注意事项】① 着火点不是固定不变的。对固体燃料来说,着火点的高低跟表面积的大小、颗粒可惜的粗细、导热系数的大小等都有关系。
② 并非所有的燃烧都需要氧气,如氢气在氯气中燃烧生成氯化氢。
③ 只有三个条件全部满足,燃烧才能发生。
④通风橱是一种不完善的尾气处理装置,若改进上述实验,可将红磷和白磷装入密闭的容器内(还要套一个气球),这样便于进行尾气处理。
⑤自燃:由缓慢氧化引起的自发燃烧。
十、铁生锈的实验(见右图)
1、【实验器材】大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉,一根放在盛有蒸馏水的试管中,并使铁钉外露一半;一根放在用植物油密封的蒸馏水中;一根放在干燥的空气中,注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈,而第二、三个试管中没有明显现象。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
【注意事项】
第二个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要氧气;
第三个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要水蒸气。
铁锈很疏松,铁制品可以全部被锈蚀。
2、除去铁锈的方法
①物理方法:刀刮、砂纸打磨。
②化学方法:少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。
3、防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净、干燥;
②擦干后涂一层保护膜(作用:隔绝空气、防水)。具体方法如下:
物理方法——刷漆(油漆或银粉)、涂油
化学方法——电镀其它金属(铬或锌)、烤蓝
③制成不锈钢。
十一、 粗盐提纯
1、粗盐的初步提纯只是去除不溶性杂质,得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。
2、粗盐中由于含有氯化镁、氯化钙等杂质,易吸收空气中的水分而潮解。无水氯化钙可用作干燥剂。
3、实验步骤:溶解、过滤、蒸发、回收。
4、实验仪器
实验步骤 实验仪器 其中玻璃棒的作用
溶解 烧杯、玻璃棒 搅拌,加速溶解
过滤 铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒 引流
蒸发 铁架台(带铁圈)、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒 防止由于局部温度过高,造成液滴飞溅
回收 玻璃棒 转移固体的工具
5、蒸发时要经常用玻璃棒搅拌液体,防止由于局部温度过高造成液滴飞溅。
6、当水接近全部蒸发时熄灭酒精灯,停止加热,利用余热使剩余水分蒸发。
Ⅳ 《物质构成的奥秘》(分子、原子、离子)答案
1.用微粒的观点解释下列事实.
(1)相同质量的液态水和气态水所占体积不同.(2012大连中考题)
(2)水中加入少量蔗糖,静置一段时间,最终形成均一、稳定的混合物.(2012大连中考题)
2. 用微粒的观点解释下列事实
(1)向气象气球中充入氢气,随着气球的上升,其体积逐渐变大。
(2)贮存气体的容器必须具备的条件之一就是不渗漏,而贮存氢气的容器要达到这一条件却非常困难。
3. 请用微粒的观点解释:
(1)酒香不怕巷子深
(2)一氧化碳和二氧化碳中均含有氧元素,氧气可供人呼吸,但一氧化碳却有毒,说明 ;
(3)水通电后生成氢气和氧气 .
4.用微粒的观点解释下列现象:
(1)将密封有乙醇(酒精)的透明塑料袋放入85℃以上的热水里,看到塑料袋逐渐鼓起,最后液体乙醇消失,塑料袋中看不到任何物质(注:乙醇的沸点为78℃)。
(2)酒中含有乙醇(C2H5OH),过量饮酒有害于身体健康。人过量饮酒会麻醉神经而神志不清,乙醇在体内与氧气发生一系列化学反应最终生成二氧化碳和水后,人才能重新清醒过来。
5. (3分)用右图实验装置进行氯化氢气体与氨气的反应。甲、乙两烧杯里分别盛放浓盐酸和浓氨水,可看到容器中有白烟产生。
(1)产生白烟的化学方程式 。
(2)盛有浓盐酸的滴管附近白烟更浓,解释产生这一现象的原因:
6.如果不小心打破水银(汞)温度计,散落的水银会在空气中慢慢挥发,汞蒸气会侵害人体。处理措施之一是迅速在水银上撒硫粉,使汞与硫(S8分子)反应生成硫化汞分子,以消除对环境的污染。
7.用分子和原子观点解释用体温计测量体温时汞柱上升的原因。
8.从冰箱冷藏室中刚取出的果酱瓶,要立即拧开感觉很费力。要想轻松拧开,可以采用什么办法?
9伟大的科学家瓦特从看到用水壶烧水时,水烧开了会把壶盖顶起的现象受到时启发,后来他发明了蒸汽机。请你从微观角度解释水加热到时沸腾会把壶盖顶起的原因。
10用微粒的观点回答下列问题:
(1) 1滴水中大约 有1.67×1021个水分子,是因为分子 ;
(2)双氧水与二氧化锰混合分解过程中,不变的微粒是 ;
(3)用湿抹布擦过的桌面,一段时间后变干的原因是 ;
(4)一定质量的水蒸气冷凝成水时,其体积变小的原因是 。
11.请用分子、原子、离子、元素的相关知识解释下列问题:
(1)化学反应前后物质总质量不变。
_______________________________________________________________
(2)分别加热高锰酸钾、氯酸钾或电解水,都能生成氧气。
_______________________________________________________________
(3)金刚石、石墨都是由碳元素组成的单质,但物理性质有很大的差异。
_______________________________________________________________
(4)钠原子和钠离子属于同种元素。
12.下列现象或事实说明了分子的哪些性质:
(1)100ml的水和100ml的酒精混合后,体积小于200ml ;
(2)打气筒能将空气压入足球内 ;
(3)水在通电的条件下能分解成氢气和氧气 ;
(4)加热过氧化氢能制取氧气,加热水则不能
13.用微粒的观点解释下列事实。
(1)空气是一种混合物。(2013大连中考题)
(2)取一个透明的玻璃杯,先倒入半杯水,再放入一大块冰糖,立即在玻璃杯外壁液面位置做上记号,冰糖完全溶解后液面低于记号。(2013大连中考题)
14.(1)家用液化石油气(主要成分是丙烷等物质)往往加入少量有特殊气味的物质(如二硫醇),请用分子观点解释下列问题:
①25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中。
②液化石油气泄漏时,能嗅到特殊的气味。
③液化石油气燃烧时,生成了水和二氧化碳
15由分子的角度研究发现,苍蝇体内能产生抗细菌感染的过氧化氢(H2O2)。试比较过氧化氢与水的元素组成和分子构成,并说明它们化学性质不同的原因。
16.举例说明分子是保持物质化学性质的最小粒子。(稍难)
17.在2400多年前,古希腊哲学家德谟克利特在一首诗中表达了物质不灭的观点:“无中不能生有,任何存在的东西也不会消灭。看起来万物是死了,但是实则犹生:正如一场春雨落地,霎时失去踪影;可是草木把它吸收,长成花叶果实,依然欣欣向荣。请你从分子和原子的点,说明物质不灭的原因。
18.加油站里的汽油已放人贮气罐中贮存好了,但为什么在离油罐一定距离内,仍要“严禁烟火”?
19.运用分子的观点解释,为什么人们常把湿衣服要晾在太阳晒着的地方?
20.试用分子的观点解释酒精溶液加热挥发成酒精蒸气,酒精燃烧生成二氧化碳和水这两个不同变化的实质
21 请你设计一个实验,来证明温度的高低对微粒间的间隔有何影响。 请你设计一个实验,来证明温度的高低对微粒运动的影响。
22.微粒间为什么不是紧密地靠在一起,而是存在着一定的间隔?
23.长期堆放煤球的地面泥土为什么会变成黑色?
24酒精擦在手臂上,感觉十分凉爽,试解释其中的原因。
25.请用分子、原子的观点解释下列问题:
(1)氢气球升空到一定高度会爆炸,火药在一定条件下也会爆炸,他们有什么不同?
(2)打开酒精瓶,会嗅到一股特殊的气味,为什么?
(3)有时向冷的玻璃杯中倒开水,玻璃杯会破碎,为什么?
(4)白糖放到水中后逐渐会消失,为什么?
26(1)列举生活中的一些例子,说明构成物质的微粒间有空隙。(举三例)(3分)
(2)用微粒的观点解释:物质固、液、气三态的密度不同。(3分)
27.盛有冷水的烧杯中放入少量品红,一段时间后,烧杯中的水逐渐变为红色,而在盛有热水的烧杯中则迅速变红,这是因为 。
28.用微观的眼光看世界”,是我们学习化学的重要思想方法。试根据以下材料,结合你所学知识,简要回答问题:
材料一 一滴水里大约有15万亿亿个水分子,如果10亿人来数一滴水里的水分子, 每人每分钟数100个,日夜不停,需要数3万多年才能完成。
材料二 大多数物质都有热胀冷缩的现象。
⑴材料一说明________________________________________________。
⑵材料二说明________________________________________________。
⑶请谈谈你对“分子是保持物质的化学性质的最小粒子”这句话的认识
29.流感发生时,可用醋对室内空气进行消毒,为了迅速增加室内空气中醋的含量,常采用给醋加热的方法。
(1)通过对上述事例的分析,关于温度与分子运动速率的关系你能得出什么结论?
(2)请你从生活或生产实际中,再举出一个符合上述结论的事例。
30.酒精是纯净物,白酒是混合物(2014普兰店期末)
31.水的蒸发和水的通电分解本质上有何不同?(酒精挥发和酒精燃烧本质上为什么不同?)
32.以前中医“拔火罐”时,是将点燃的酒精棉深入玻璃罐内又迅速拿出,立即将罐口扣到皮肤上,玻璃罐被紧紧吸住罐内的皮肤凸起,(2014大连一模)
33、在大连的冬季,一些铁质的管道有时会发生断裂现象,请用微粒的观点解释
34、(1)少量白磷(由P4分子构成)露置在空气中很快自燃并冒白烟(由P2O5分子构成)。
(2)在空气中打开装有干冰的容器,容器口有大量白雾产生。
35、贮存和运输氧气时,要在高压下将氧气变成液体装入蓝色钢瓶中
36、(1)现在服装干洗剂的主要成分是四氯乙烯(C2C14 ,它是一种极易挥发,可致癌的有毒物质),干洗后的衣服刚取回时需要挂在室外通风处一段时间,请用微粒的观点解释这样做的原因。
(2)有些干洗店用装有活性炭的新型干洗机取代旧款的干洗机可将有毒物质大约降到原来的三十分之一,这一做法是利用了活性炭的 性
37、(1)向容积为250mL的细颈玻璃仪器A中加水至虚线处,再滴几滴红墨水,一段时间后,A中的现象是 ,说明
(2)继续向体A中加酒精至凹液面最低处正好与刻线相切。塞紧玻璃塞,将A中液体倒转摇匀,重复2次。静置一段时间后,A中的现象为____ ,说明 。仪器A细颈部分的作用是____
38、实验室在制取气体时,必须首先检查装置的气密性,如图所示.如果装置不漏气导管口就会有气泡冒出.用分子观点解释产生上述现象的原因.
39、气密性良好的大小相同的医用注射器两只,将栓塞向外拉,分别吸入等体积的空气和水,用手指顶住针孔末端的小孔,将栓慢慢推入(如图所示),哪一只针筒里的物质______(填空气或水)容易被压缩.原因是______ .
答案:
可燃物燃烧需要氧气,温度要达到可燃物的着火点,白磷的着火点比红磷的着火点低很多(1分),在密闭容器中燃烧白磷和红磷,随着氧气的量逐渐减少,燃烧逐渐减弱,产生的热量逐渐减弱,容器内的温度更容易降到红磷的着火点以下(1分),此时红磷熄灭,白磷还在燃烧,因此,和红磷相比,白磷消耗氧气多一些(1分)
1、(1)分子之间有间隔,质量一定时,虽然液态水和气态水分子个数相同但分子间隔不同,所以体积不同。(2)分子在不断运动,分子间有间隔(1分)蔗糖分子在水分子的作用下不断运动,均匀地分散到水分子之间(1分)
2、(1)氢分子间有间隔(1分),向气象气球中充入氢气,随着气球上升,大气压力减小,气球中的氢气分子间的间隔变大,使得氢气体积逐渐变大,所以气球变大。(1分)
(2)相比其他气体,氢分子的质量和体积均很小(1分),运动速率最快(1分),所以氢气极易通过很小的空隙逸散。
3、(1)分子在不停地运动.(2)不同的分子其组成和结构不同,性质也不相同. (3)略
4.(1)答:分子在不断运动,分子间有间隔。温度升高分子运动速率加快且间隔增大(1分)放入85℃的热水中,乙醇分子运动速率加快,分子间间隔变大,乙醇气化,袋内气体体积逐渐增大而鼓起(1分),由于乙醇分子很小,气化后形成肉眼看不到的的乙醇分子,所以塑料袋看不到任何物质(1分)。
(2)乙醇分子与氧气发生反应后,乙醇分子分解成碳原子、氢原子、氧原子,氧分子分解成氧原子,这些原子重新组合生成二氧化碳分子和水分子,乙醇分子的化学性质发生改变。
5.(1)HCl+NH3=NH4Cl 。
(2)分子在不断运动,相对分子质量越大,分子的运动速率越慢,HCl相对分子质量比NH3的相对分子质量大,运动速率慢,因此在盛有浓盐酸的滴管附近白烟更浓。
6.汞原子在不断运动,汞原子有毒。硫分子分解成硫原子,硫原子与汞原子重新组合成硫化汞分子。
7.汞是由汞原子构成,受热后,汞原子之间间隔增大,体积膨胀,汞柱上升。
8. 冰箱冷藏室中的温度低,分子运动速率减慢,气体分子间间隔缩小,瓶内压强减小,瓶外大气压使瓶塞不易打开。
9.水是由水分子构成的,分子不断运动,分子间有间隔(1分)水烧开时温度升高,水分子运动速度加快,水分子间隔变大(1分)水的体积膨胀(1分)所以把壶盖顶开。
10.(1) 很小 (2)氢原子和氧原子 (3)分子在不断运动 (4)水分子之间的间隔变小了
11. 1)在化学反应前后,原子种类不变,原子个数不变,原子质量不变(2)三种物质中都含有氧元素(3)碳原子排列方式不同(4)核内质子 数相同(或核电荷数相同)
13. ⑴ 不同种分子构成的是混合物(1分)空气中含有氮分子和氧分子等多种分子,所以是混合物(1分)⑵分子间有间隔(1分),在水分子作用下糖的 分子不断运动,彼此进入对方的间隔当中,使总体积减小,液面低于记号。
14.【解答】①由于分子间有间隔,受压时,分子之间的间隔变小,所以,25m3的石油气可以装入0.024m3的钢瓶中;②由于分子是运动的,当液化石油气泄漏时,有特殊气味的物质的分子通过运动分散到周围的空气中.所以,能闻到特殊的气味;③略
15过氧化氢与水都含有氢元素和氧元素,但由于每个过氧化氢分子是由两个氢原子和两个氧原子构成的,而每个水分子是两个氢原子和一个氧原子构成的,分子构成不同,所以它们的化学性质不同
16. 水蒸发发生物理变化时,水分子没有变成其他分子,水的化学性质没有改变(1分)水通电发生化学变化时,水分子发生了变化,生成了氢分子和氧分子,氢分子和氧分子不再保持水的化学性质,(1分)因此分子是保持物质化学性质的最小粒子。
17. (物质是由原子、分子等粒子构成的,分子是由原子构成的。在物理变化中,构成物质的原子、分子本身不变。在化学变化中,反应物的原子重新组合生成新物质,原子的种类、数目和质量都不改变。所以物质不灭)
18.因分子是不断运动的,汽油分子易扩散到空气中,且其易燃,所以要“严禁烟火”
19. 因为太阳晒着的地方,温度较高,水分子获得的能量较大,运动速率较快,分子之间的间隔也增大,水就容易变为气态而扩散到空气中,所以湿衣服在太阳晒着的地方容易干
20. 酒精加热挥发成酒精蒸气时,酒精分子运动速率加快,分子间距离变大,酒精分子未变,是物理变化;酒精燃烧时生成了水和二氧化碳,分子改变了,有新物质的分子生成,是化学变化
21. 实验操作:在室温下,用一注射器吸入5 mL的空气,封住口,对它升温至60 ℃,观察现象
实验现象:活塞的刻度向外移动,气体体积变大。结论:温度升高,微粒间的间隔也变大。答案:实验操作:分别取相同质量的80 ℃的热水和20 ℃的水,向其中同时放入相同质量的蔗糖。实验现象:在热水中,蔗糖溶解得快。结论:温度越高,微粒的运动就越快。
22. 微粒间存在着一定的吸引力和排斥力,所以微粒之间总保持一定的距离。当距离太靠近时,排斥力大于吸引力,距离变大;当距离太远时,吸引力大于排斥力,距离就变小
23. 微粒在不断运动,构成煤球的微粒扩散到了地面上,使泥土变黑
24.微粒在不断运动,酒精具有挥发性,气化的过程中需要热量,酒精由液体变为气体扩散到空气的过程中,从手臂上吸收热量,从而使人感觉到十分凉爽。
25. ⑴氢气球爆炸是因为上升至高空后,外界的大气压强减小,气体的微粒间隙逐渐增大,气体体积增大,气球最终无法承受压力而爆炸,该过程属于物理变化过程;而火药爆炸则是因为构成物质的微粒与氧分子发生了化学变化,在有限的空间内产生了大量的热和气体,该过程属于化学变化过程。
⑵微粒在不断运动,酒精易挥发,打开瓶盖后,构成酒精的微粒扩散到空气中
⑶微粒间存在间隙,温度升高,间隙增大。向冷的玻璃杯中倒开水,使玻璃的温度骤然升高,构成玻璃杯的微粒之间的间隙骤然增大而无法承受,从而使之破裂。
⑷物质都是由肉眼看不见的微粒构成的,白糖放入水中后,白糖微粒就被分散到水的间隙中。
26. (1)空气可以被压缩;物体受热时体积会膨胀,遇冷时体积会收缩;水结成冰;食盐放入水中,能逐渐溶解而消失等(合理均得分)
(2)由于在一定条件下,同一物质在固态、液态、气态情况下微粒间的距离不同,所以等质量情况下同一物质在固态、液态、气态所占有的体积也不同,因此,物质固、液、气三态的密度不同。
27. 温度越高,分子运动的速率越快
28.(1)分子很小,但真实存在。 (2)分子之间有间隔。
要点:由分子构成的物质发生物理变化时,分子本身不变;
由分子构成的物质发生化学变化时,分子本身发生了变化,生成了新的分子。)
29. (1)随着温度的升高,分子运动速率加快