选项 | 劳动项目 | 化学知识 |
A | 用活性炭自制简易净水器 | 活性炭具有还原性 |
B | 用明矾处理浑浊的天然水 | 明矾可以使水中的悬浮杂质较快沉降 |
C | 用厨余垃圾制作肥料 | 厨余垃圾发生了较激烈的氧化反应 |
D | 用液氮进行冷冻治疗 | 氮气化学性质不活泼 |
选项 | 实验目的 | 实验方案 |
A | 鉴别澄清石灰水和盐酸 | 取样,分别通入二氧化碳气体,观察溶液变化 |
B | 鉴别硬水和软水 | 取样,滴加肥皂水,观察泡沫情况 |
C | 除去氮气中混有的氧气 | 将燃着的木条插入混合气体中,观察木条燃烧情况 |
D | 除去中混有的食盐 | 加水溶解,过滤、洗涤、干燥 |
一氧化氮是一种无色有毒气体。不溶于水。空气中的氮气在高温、放电等条件下与氧气发生化合反应,生成一氧化氮。一氧化氮不稳定,易与空气中氧气化合,生成红棕色有刺激性气味的二氧化氮。一氧化氮广泛分布于生物体内各组织中,在心、脑血管调节等方面有着重要的生物学效应,是心脑血管的保护神。实验室中可用铜与稀硝酸反应来制备一氧化氮,工业上可用氨气与氧气为原料,在加热和催化剂条件下制得一氧化氮。
一氧化氮是大气污染物之一,目前有一种治理的方法,即在400℃左右,有催化剂的条件下,用氨气和一氧化氮反应生成氮气和水。
依据文章内容,回答下列问题:
北京时间2023年5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。
Ⅰ.新材料、新能源在航天领域广泛应用。
(1)肼()又称联氮,是火箭推进器的常用燃料之一。完成符号表达式:。X是空气的主要成分之一,X的化学式为。
Ⅱ.空间站内的物质主要采用以下循环系统维持:
(2)在“钙去除组件”中,除去尿液钙结晶所得的沉淀,需采用的净水方法是;经“旋转蒸馏装置”旋转蒸馏后获得的“再生水”,是利用水与其他物质的不同。
(3)写出“水电解系统”中反应的符号表达式:,属于(填基本反应类型)。
(4)萨巴蒂反应器内,在催化剂作用下,反应的符号表达式为。
(5)在空间站内参与循环利用的物质有哪些呢?请写出它们的化学式。
①按图2连接好装置,打开止水夹,推动注射器的活塞,注入空气,观察到两侧气球变大且一段时间内不缩小,该操作的目的是;
②关闭止水夹,拔下注射器;
③用注射器抽取30浓氨水,重新接入该装置;
④打开止水夹,推动注射器的活塞将浓氨水通过导管挤入装置下端两侧玻璃管内,马上将装置下端玻璃管底部同时浸入装有等体积的热水和冷水的烧杯中,发现(填“左侧”或“右侧”)玻璃管内润湿的酚酞滤纸条自下而上变红的速率较快,说明。
①从a端通氮气
②将有酚酞成分的干燥纸花放入广口瓶中
③从b端通氨气
④从分液漏斗中滴加适量水
表1
装置类型 | 收集一瓶气体所需时间 | 反应生成氧气总体积 |
传统型 | 52.2S | 456 |
直立型 | 39.3S | 552 |
①请写出合适制取氧气装置的连接顺序:发生装置→→→f(填接口序号a~f)。
②写出高锰酸钾制取氧气反应的符号表达式:。
③小组同学用直立型装置制取氧气时,不需在试管口放一团棉花的原因是。
④等质量的高锰酸钾充分反应,传统型装置收集到的氧气较少的主要原因是。
为解决二氧化锰催化过氧化氢制氧气后二氧化锰难回收再利用的问题,研究小组制备了水泥负载二氧化锰催化剂,探究水泥负载二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响。
【查阅资料】
a.水泥负载二氧化锰催化剂是将二氧化锰与水泥按照一定比例混合,加水搅拌制成的一种块状催化剂。
b.可通过测定反应过程中密闭容器的压强变化值来衡量过氧化氢分解速率,压强变化值越大,说明过氧化氢分解速率越快。
【进行实验】每次实验时均向反应容器中加入5过氧化氢溶液并采集相同时间内的压强变化值,记录如下:
实验序号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 水泥与二氧化锰的质量比 | 水泥负载二氧化锰的质量/g | 压强变化值/ |
① | 5 | 1:1 | 0.5 | 7.92 |
② | 5 | 1:2 | 0.5 | 11.98 |
③ | 5 | 1:3 | 0.5 | 15.82 |
④ | 8 | 1:2 | 0.5 | 23.26 |
⑤ | 11 | 1:2 | 0.5 | 31.47 |
⑥ | 5 | 1:2 | 0.3 | 13.22 |
⑦ | 5 | a | 0.1 | 10.78 |
⑧ | 5 | 1:2 | 0 | 0.02 |
【解释与结论】
(1)对比实验⑦和⑧,得出的结论是催化剂能加快过氧化氢的分解速率,则。
(2)水泥负载二氧化锰催化过氧化氢分解的符号表达式为。
(3)对比实验①②③,得出的结论是。
(4)根据表中数据,不能得出“过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同时,水泥负载二氧化锰的质量越大,过氧化氢分解速率越快”的实验结论,其证据可依据实验(填实验序号)。
【实验拓展】研究小组同学用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂,分别加入10相同浓度的过氧化氢稀溶液后,用传感器测量装置中气压的变化,如图乙中曲线a、b所示。
(5)从曲线a、b的变化可以看出,过氧化氢分解的反应是(填“放热”或“吸热”)反应,加土豆块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是s(填“30”“65”或“120”)。
(6)结合实验和曲线a、b分析,两种催化剂中催化效果更好的是。
(7)曲线a、b最终达到相同的压强,说明。
某小组同学对氢气产生了兴趣,并展开如下实验探究。
【探究一】纯净的氢气在空气中燃烧火焰为什么呈黄色?
【查阅资料】含某些金属元素的物质在灼烧时使火焰呈现特殊颜色,如含钠元素物质灼烧时火焰呈黄色,含铁元素或铝元素的物质灼烧时火焰呈无色。
【作出假设】
假设1:黄色火焰是由玻璃导管中钠元素引起的。
假设2:黄色火焰的产生与气体流速有关
假设3:黄色火焰的产生与空气中的氮气有关
【实验探究】用下图装置制备氢气进行对比实验,药品采用打磨光亮的等质量等体积的锌片和等体积等浓度的稀硫酸。分别采用不同材质的相同口径的a导管,进行氢气验纯后在导管口处点燃氢气,观察火焰颜色,实验记录如下:
实验序号 | 导管 | 火焰颜色 |
1 | 玻璃导管 | 黄色 |
2 | 铁质导管 | 黄色 |
3 | 铝箔导管 | 开始时火焰为黄色,慢慢变淡,快熄灭时略带微弱蓝色 |
(1)对比实验和实验可知假设1不成立。若假设2成立,则实验3中火焰快熄灭时略带微弱蓝色是气体流速(填“快”或“慢”)所形成的。
(2)小组同学将氢气在纯氧中点燃,观察到火焰颜色为(填“黄色”或“淡蓝色”)。说明假设3不成立。
【探究二】氢气与氧气反应除了有水生成,是否能生成过氧化氢?小组同学设计如图装置进行实验(R为乙醇)待反应结束后将R分离出来后,得到一种无色液体。向得到的无色液体中加入少量淀粉碘化钾溶液,发现溶液变为蓝色,说明氢气和氧气反应有过氧化氢生成。
(3)加热前需先通一段时间 , 以排尽装置内的空气。检验装置内空气已排尽的操作和现象是。