2.某化學(xué)興趣小組在用高錳酸鉀制取氧氣的實(shí)驗(yàn)后,在清洗試管時(shí)發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)形成深綠色液體,同時(shí)試管內(nèi)壁還有用水洗刷不掉的黑色固體.于是同學(xué)們對(duì)此展開探究.
問題一:黑色固體是什么?
【查閱資料】高錳酸鉀能溶于水形成紫紅色溶液.
【交流討淪】同學(xué)們根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及對(duì)高錳酸鉀受熱分解產(chǎn)物的了解,推斷該黑色固體可能是二氧化錳,其分子式為MnO
2.
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1】向未洗凈的試管中加入某種液體,產(chǎn)生能使帶火星的小木條復(fù)燃的氣體,證明上述判斷正確.加入的液體是雙氧水.
問題二:用什么試劑洗掉MnO
2?
【交流討論】MnO
2與CaCO
3、Mg(OH)
2、Fe
2O
3、P
2O
5、Cu中的某一種物質(zhì)組成最相近,理由是二氧化錳和氧化鐵都屬于氧化物.
這種物質(zhì)能與稀鹽酸反應(yīng),觀察到的現(xiàn)象應(yīng)為固體逐漸溶解,溶液由無色變?yōu)辄S色,由此推測(cè)MnO
2也能與稀鹽酸反應(yīng).
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2】向未洗凈的試管中加入稀鹽酸,黑色固體沒有變化.實(shí)驗(yàn)說明同一類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)不一定相同.
【查閱資料】同學(xué)們查閱資料知道有兩種除去二氧化錳的方法:
(1)用濃鹽酸加熱除去MnO
2,反應(yīng)原理為:4HCl(濃)+MnO
2MnCl
2+Cl
2↑+2H
2O
(反應(yīng)生成的氯氣有毒).
(2)用硫酸酸化了的草酸(H
2C
2O
4)溶液,可快速溶解二氧化錳,且無明顯現(xiàn)象.
【交流討論】老師建議實(shí)驗(yàn)小組最好采用草酸溶液而不用濃鹽酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn),理由是濃鹽酸與MnO
2在加熱條件下反應(yīng)不安全,且產(chǎn)生有毒氣體氯氣,對(duì)環(huán)境有污染.
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3】向未洗凈的試管中加入硫酸酸化了的草酸溶液,黑色固體果然被除去,同時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生許多氣泡.
【交流討論】同學(xué)們討論后認(rèn)為產(chǎn)生的氣體可能為CO
2、CO、H
2、O
2等.依據(jù)是化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不發(fā)生變化.
【反思評(píng)價(jià)】經(jīng)檢驗(yàn),產(chǎn)生的氣體是CO
2.檢驗(yàn)CO
2氣體的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論是:
實(shí)驗(yàn)操作 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論 |
| |
【拓展探究】甲、乙兩位同學(xué)對(duì)草酸受熱分解及其產(chǎn)物進(jìn)行探究.
甲同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置,乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置(圖中無水CuSO
4),是白色同體.遇水變藍(lán)).乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置有缺陷:由于試管口向下傾斜.加之草酸晶體熔點(diǎn)較低.加熱到182℃便開始熔化,因此實(shí)驗(yàn)中常會(huì)出現(xiàn)熔融的草酸流進(jìn)導(dǎo)管而影響后續(xù)實(shí)驗(yàn).甲同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計(jì)是科學(xué)合理的.請(qǐng)你談?wù)剤D2裝置優(yōu)于圖1裝置之處:
①底部彎曲的試管避免了熔化的草酸流進(jìn)導(dǎo)管;②乙同學(xué)設(shè)計(jì)的裝置可同時(shí)證明二氧化碳、一氧化碳和水的存在;③乙同學(xué)的裝置在驗(yàn)證了一氧化碳存在的同時(shí)又解決了一氧化碳的污染問題.
乙同學(xué)設(shè)計(jì)的圖2裝置也能證明產(chǎn)物中有無H
2,證明的方法是:在球形干燥管的尖嘴處點(diǎn)燃通過堿石灰干燥后的氣體(或點(diǎn)燃尖嘴處的氣體),并在火焰上方罩一冷而干燥的小燒杯,若燒杯內(nèi)壁沒有水霧出現(xiàn),則沒有氫氣,反之,若燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn),則有氫氣.