茶垢清洁剂能快速清除茶具上附着的茶垢,某小组同学对茶垢清洁剂进行了探究。
〖查阅资料〗如图所示是某品牌茶垢清洁剂说明书中的部分内容。说明书中碳酸钠的俗称有误,应改为 _____ 。
〖提出问题 Ⅰ〗茶垢清洁剂溶于水时生成过氧化氢,是否生成氧气?
〖实验 1 〗在盛有茶垢清洁剂固体的小烧杯中,加适量常温水,完全溶解后得到无色溶液,观察到有小气泡缓慢冒出,伸入带火星的木条,木条不复燃。
〖实验 2 〗取三份等量的实验 1 中的溶液,分别加入甲、乙、丙三支试管中,按图所示进行实验。观察到都较快产生气泡,且温度越高产生气泡越快;伸入带火星的木条,木条都复燃。
〖表达交流 Ⅰ〗通过实验证明,茶垢清洁剂溶于水时生成氧气。
(1) 实验 1 中 “ 木条不复燃 ” 的原因是 _______ 。
(2) 实验 2 中丙试管内不再产生气泡后,其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是 _______ 。
〖提出问题 Ⅱ〗茶垢清洁剂溶于水时生成碳酸钠,是否生成氢氧化钠?
〖实验 3 〗取实验 2 丙试管内溶液,按如图流程进行实验。
〖表达交流 Ⅱ〗
(1) 加入试剂 X 的目的是 _______ ( 用化学方程式表示 ) 。
(2) 不新增试剂,检验加入的试剂 X 已足量的方法是 _______ 。
(3) 溶液 M 呈 _______ 色,说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠。
〖反思总结〗
(1) 茶垢清洁剂溶于水生成了碳酸钠和过氧化氢。碳酸钠溶液有较好的去污效果,过氧化氢分解生成活性氧,可深层带走污垢。
(2) 使用茶垢清洁剂时应选择 _______ 的水进行溶解,去垢效果更好。
纯碱或苏打 产生氧气速率较慢,氧气浓度过低,不足以使带火星木条复燃 无过氧化氢
取少量滤液于试管中,滴加 Na 2 CO 3 溶液,若有白色沉淀生成,说明试剂 X(CaCl 2 ) 过量 无色 硬度较小
【详解】
查阅资料 1 :碳酸钠俗称苏打、纯碱;
表达交流 Ⅰ :( 1 )实验 1 中 “ 木条不复燃 ” 的原因是常温下过氧化氢的分解速率很慢,产生氧气的速率慢,氧气浓度低,不足以使带火星的木条复燃;
( 2 )过氧化氢受热分解生成水和氧气,故实验 2 中丙试管内不再产生气泡后,其中溶液所含溶质与加热前溶液的不同是无过氧化氢;
表达交流 Ⅱ :( 1 )由于溶液中存在碳酸钠,碳酸钠显碱性,也能使无色酚酞试液变红,会影响氢氧化钠的检验,故加入的试剂 X 可以是氯化钙,氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,可将碳酸钠除尽,该反应的化学方程式为: ;
( 2 )氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠,产生白色沉淀,故取少量滤液于试管中,滴加 Na 2 CO 3 溶液,若有白色沉淀生成,说明试剂 X(CaCl 2 ) 过量;
( 3 )说明茶垢清洁剂溶于水时没有生成氢氧化钠,则溶液显中性,不能使无色酚酞试液变色,故溶液 M 呈无色;
反思总结:( 2 )使用茶垢清洁剂时应选择硬度较小的水进行溶解,去垢效果更好,否则硬水中的可溶性含钙化合物可能与碳酸钠反应,消耗碳酸钠。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O2![]() |
2KMnO4![]() |
发生装置 | 固液常温型![]() |
固体加热型![]() |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集![]() | |
整体装置图 | ![]() |
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操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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