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1.空气中氧气含量测定实验为何选中红磷?
一般解释为红磷的燃烧产物为P2O5固体,其体积可忽略不计。其实另一个重要原因是红磷燃烧几乎能消耗密闭容器中的全部氧气,而不少可燃物却不能。经研究知道:氧气的质量分数降低到一定限度时,燃烧就可以停止。例如:将空气中氧气的含量从21%(体积)减小到17%左右,木材的火就会熄灭;氧气含量低于16%时,大多数液体燃料的火焰会熄灭;氧气含量低于9%时,煤炭的火焰熄灭;氧气的含量接近零时,磷的燃烧才会停止。所以,实验时,只须红磷过量即可。
2.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合都能产生氢氧化铜沉淀吗?
在演示教材规定的这个用以说明质量守恒定律的实验时,不少师生不管情况如何都这样认为。其实,硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液进行反应有以下几种情况见表1。
深蓝色由表1可见,CuSO4溶液与NaOH溶液反应时,所用NaOH溶液的浓或稀,量多或量少,反应将产生不同的现象,其结果也不一样。
3.给氯酸钾与二氧化锰混合物加热,待有氧气产生后停止加热,冷却后固体混合物中有哪些物质?
不少资料给出的答案是:KClO3、MnO2、KCl。其实这个问题很难准确回答。因为:
这就是KClO3分解(MnO2催化)制O2的反应机理。所以若不能确切知道加热后反应进行的程度就不好作答。故此题宜改为:给KClO3与MnO2混合物加热,直至不再产生气体,问此时残留固体混合物是由哪些物质组成的。
4.如何用化学方法除去铜屑中的少量铁屑?
往往有人认为在混合物中加入CuSO4溶液反应后过滤,洗涤得Cu屑。反应原理是:
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
这个除杂质的反应原理是正确的,难怪一些教学参考资料也将其作为用置换法除杂的典型题。但细一辨,不难发现该反应析出的铜必然会有部分沉积在铁屑上,从而使反应停止,因此过滤洗涤后得到的并不是纯铜,正确的方法是在混合物中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤、洗涤得纯铜屑。反应原理是:
5.溶解在水里的CO2都会变成H2CO3吗?
在1.01×105Pa下,CO2在100体积水中溶解的体积见表2。
与水化合生成H2CO3,其余部分仍以CO2分子溶解在水里。
6.用CO还原CuO实验,一定要先通CO后再加热吗?
众所周知,H2还原CuO的实验步骤是先通入H2一会儿,再给CuO加热,以防止爆炸。那么,用CO还原CuO时,先加热,后通入CO会不会爆炸呢?下面比较这两实验装置的差异和有关数据见表3。
表3
实验所用气体来源着火点爆炸极限由启普发生器新制的H2500℃4.0%~74.2%由储气瓶储备的CO610℃12.5%~74.2%气体发生器或储气瓶中出来的CO或H2,本身是经过验纯的。用它们来还原CuO,若有爆炸现象产生,也只能发生在装CuO的玻璃管中,由于H2的着火点较低,爆炸极限范围也相对较大,当H2与盛有CuO试管中的热空气接触时,很可能发生爆鸣。这时若H2发生器内也混有空气,则发生器就会发生爆炸。所以用H2还原CuO时,应先通H2排净盛CuO试管内的空气,同时也消除了H2发生器中混有空气的可能,避免发生爆炸事故。CO着火点是610℃,酒精灯焰不易达到此温度,即使达到亦需较长时间。故先加热CuO一会儿,使玻璃管内空气大量排出,通入CO很快能排完空气,越过CO爆炸极限的上限,而在排空气过程中,因未达CO的着火点,就不易引起爆炸。因此CO还原CuO时可以先加热后通气,以前教材就这样写的。但把先通CO(并经验纯)再加热CuO作为实验常规,确实比较安全。
(收稿日期:2015-08-10)
一般解释为红磷的燃烧产物为P2O5固体,其体积可忽略不计。其实另一个重要原因是红磷燃烧几乎能消耗密闭容器中的全部氧气,而不少可燃物却不能。经研究知道:氧气的质量分数降低到一定限度时,燃烧就可以停止。例如:将空气中氧气的含量从21%(体积)减小到17%左右,木材的火就会熄灭;氧气含量低于16%时,大多数液体燃料的火焰会熄灭;氧气含量低于9%时,煤炭的火焰熄灭;氧气的含量接近零时,磷的燃烧才会停止。所以,实验时,只须红磷过量即可。
2.硫酸铜溶液和氢氧化钠溶液混合都能产生氢氧化铜沉淀吗?
在演示教材规定的这个用以说明质量守恒定律的实验时,不少师生不管情况如何都这样认为。其实,硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液进行反应有以下几种情况见表1。
深蓝色由表1可见,CuSO4溶液与NaOH溶液反应时,所用NaOH溶液的浓或稀,量多或量少,反应将产生不同的现象,其结果也不一样。
3.给氯酸钾与二氧化锰混合物加热,待有氧气产生后停止加热,冷却后固体混合物中有哪些物质?
不少资料给出的答案是:KClO3、MnO2、KCl。其实这个问题很难准确回答。因为:
这就是KClO3分解(MnO2催化)制O2的反应机理。所以若不能确切知道加热后反应进行的程度就不好作答。故此题宜改为:给KClO3与MnO2混合物加热,直至不再产生气体,问此时残留固体混合物是由哪些物质组成的。
4.如何用化学方法除去铜屑中的少量铁屑?
往往有人认为在混合物中加入CuSO4溶液反应后过滤,洗涤得Cu屑。反应原理是:
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
这个除杂质的反应原理是正确的,难怪一些教学参考资料也将其作为用置换法除杂的典型题。但细一辨,不难发现该反应析出的铜必然会有部分沉积在铁屑上,从而使反应停止,因此过滤洗涤后得到的并不是纯铜,正确的方法是在混合物中加入过量的稀硫酸,充分反应后过滤、洗涤得纯铜屑。反应原理是:
5.溶解在水里的CO2都会变成H2CO3吗?
在1.01×105Pa下,CO2在100体积水中溶解的体积见表2。
与水化合生成H2CO3,其余部分仍以CO2分子溶解在水里。
6.用CO还原CuO实验,一定要先通CO后再加热吗?
众所周知,H2还原CuO的实验步骤是先通入H2一会儿,再给CuO加热,以防止爆炸。那么,用CO还原CuO时,先加热,后通入CO会不会爆炸呢?下面比较这两实验装置的差异和有关数据见表3。
表3
实验所用气体来源着火点爆炸极限由启普发生器新制的H2500℃4.0%~74.2%由储气瓶储备的CO610℃12.5%~74.2%气体发生器或储气瓶中出来的CO或H2,本身是经过验纯的。用它们来还原CuO,若有爆炸现象产生,也只能发生在装CuO的玻璃管中,由于H2的着火点较低,爆炸极限范围也相对较大,当H2与盛有CuO试管中的热空气接触时,很可能发生爆鸣。这时若H2发生器内也混有空气,则发生器就会发生爆炸。所以用H2还原CuO时,应先通H2排净盛CuO试管内的空气,同时也消除了H2发生器中混有空气的可能,避免发生爆炸事故。CO着火点是610℃,酒精灯焰不易达到此温度,即使达到亦需较长时间。故先加热CuO一会儿,使玻璃管内空气大量排出,通入CO很快能排完空气,越过CO爆炸极限的上限,而在排空气过程中,因未达CO的着火点,就不易引起爆炸。因此CO还原CuO时可以先加热后通气,以前教材就这样写的。但把先通CO(并经验纯)再加热CuO作为实验常规,确实比较安全。
(收稿日期:2015-08-10)