题目内容

(10分)学习了MnO2对过氧化氢有催化作用的知识后。某同学想:CuO能否起到类似MnO2的催化剂作用呢?于是进行了如下探究。
【猜想】Ⅰ. CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ. CuO参与反应产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ. CuO是反应的催化剂,反应前后______________________________。
【实验】用天平称量0.2gCuO,取5ml5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

(1)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
 
 
带火星的木条复燃
 
 
溶液中有气泡放出
 
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立
猜想Ⅲ成立
(2)步骤         (填序号)的目的是证明CuO能加快过氧化氢溶液分解的速率;
(3)步骤⑦的目的是                                      
(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出氧气的文字表达式为___________              _______;
【拓展】过氧化氢溶液完全分解后得到的液体是              (填纯净物或混合物),多少克过氧化氢中含的氧元素质量与54g水中所含的氧元素质量相等?
Ⅲ、CuO是反应的催化剂,反应前后CuO的质量和化学性质不变
(1)填写下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
溶液中有气泡放出      
带火星的木条复燃
固体质量仍为0.2g   
溶液中有气泡放出
带火星的小木条复燃 
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立
猜想Ⅲ成立
(2) ①③
(3) 证明氧化铜的化学性质在反应前后没有发生改变
(4) 略
【拓展】       纯净物
计算过程:     51g  (列式正确1分,答案正确1分)

试题分析::Ⅲ、催化剂的特点是“一变,两不变”,即反应速率变,质量和化学性质不变.
(1)氧化铜对过氧化氢的分解有催化作用,能加快其分解速率生成氧气的速率,故现象是有气泡,带火星的木条复燃;催化剂的特点是“一变,两不变”,反应前后其质量不变,所以氧化铜的质量仍为0.2g;催化剂的特点是“一变,两不变”,其中反应速率改变,这里是加快,所以现象是溶液中有气泡放出,带火星的木条复燃.
(2)为了看氧化铜是否能改变反应的速率,要通过加入氧化铜与不加氧化铜的现象进行对比,才能得出科学合理的结论.
(3)过滤用到的仪器有:铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒,缺少最后一种,注意仪器与材料或用品不同.
(4)经过④过滤后得到的是固体,说明CuO难溶于水.
故答案为:Ⅲ、质量和化学性质不变;
(1)填表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
溶液中有气泡放出      
带火星的木条复燃
固体质量仍为0.2g   
溶液中有气泡放出
带火星的小木条复燃 
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立
猜想Ⅲ成立
(2)与步骤③对比,检验加入氧化铜后双氧水的分解速率是否发生了变化;
(3)
(4)根据元素质量分数的公式来(某元素的质量分数=)计算.
解:设X克过氧化氢中含有的氧元素跟54克水中的氧元素相等。
=54×
X=51克
答:51克过氧化氢中含的氧元素质量与54g水中所含的氧元素质量相等.
点评:催化剂、催化作用是初中重要基本概念之一,是考查的重点和热点,主要考查对催化剂、催化作用概念的理解,对催化效率影响因素的探究等.
练习册系列答案
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(8分)叠氮化钠(NaN3)被广泛应用于汽车安全气囊,某化学小组同学对其进行下列研究。
【查阅资料】
①NaN3受撞击会生成Na、N2。  
②NaN3遇盐酸、H2SO4溶液无气体生成。
③碱石灰是CaO和 NaOH的混合物。
④NaN3的制备方法是:将金属钠与液态氨反应制得NaNH2,再将NaNH2与N2O反应可生成NaN3、NaOH和氨气(NH3)。
【问题探究】
(1)汽车经撞击后,30毫秒内引发NaN3迅速分解,写出该反应的化学方程式     
(2)工业级NaN3中常含有少量的Na2CO3,其原因是(用化学方程式表示)     
(3)为测定某工业级NaN3样品中含有Na2CO3的质量分数,化学小组同学设计了如下实验装置。

①小明同学认为通过测定装置Ⅰ中反应前后B的质量差,再通过相应计算,就可测定Na2CO3的纯度,小组内同学通过讨论认为不可以,其理由可能是     。ⅠⅡ
②小刚同学在大家讨论的基础上,设计了装置Ⅱ。请分析:装置Ⅱ中A的作用是_____;若无装置C,对测定结果造成的影响是     (填“偏大”、“偏小”或“无影响”);装置E的作用是     
③根据装置Ⅱ,小组同学设计的实验步骤有:a.称量装置D。b.称量样品,检查装置气密性。c.打开弹簧夹,鼓入空气。d.打开分液漏斗的活塞和玻璃塞,注入足量的稀硫酸,关闭活塞和玻璃塞。其正确顺序为    (填字母序号,可重复)。
(12分)长途运输鱼苗时,常在水中加入少量过氧化钙(CaO2)固体。甲、乙两位同学发现往水中投入过氧化钙时产生气泡。
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【实验探究】
(1)打开下图装置中分液漏斗的活塞,控制滴加水的速度,观察到试管内有气泡产生。

                                       (填实验操作),说明生成的气体是氧气。
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(2)请设计一个实验方案来验证过氧化钙和水反应产生的另一种物质是氢氧化钙:
实验步骤及操作方法
预期的实验现象
结论
①  取少量过氧化钙放入试管中,加足量水,振荡,
                                   。
① 产生气泡,
             。
过氧化钙和水反应产生的另一种物质是氢氧化钙
【问题讨论】
(1)运输鱼苗时,在水中加入少量过氧化钙的主要目的是                     
(2)过氧化钙和水反应的化学方程式为                                       
南南同学学完了溶质质量分数后与小组同学到实验室练习配制一定溶质质量分数的溶液。先用托盘天平称取纯净的氢氧化钠于洁净烧杯中,再用量筒量取自来水倒入烧杯中,搅拌后发现溶液中有白色浑浊物。对此现象小组同学都感到疑惑,于是进行了如下探究。
【提出问题】白色浑浊物是什么物质?
【查阅资料】①自来水是硬水,常常含有Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2
②Ca(HCO3)2与足量的氢氧化钠反应方程式:
Ca(HCO3)2+2NaOH = CaCO3↓+2H2O+ Na2CO3
Mg(HCO3)2与足量的氢氧化钠反应方程式:
Mg (HCO3)2+2NaOH = Mg(OH)2↓+2H2O+ Na2CO3
③Mg(OH)2在热水中溶解度增大,可形成稀溶液。
【作出猜想】猜想一:白色浑浊物是CaCO3
猜想二:白色浑浊物是Mg(OH)2
猜想三:白色浑浊物是                   。
【实验探究】①取氢氧化钠于烧杯中,加自来水水搅拌,杯壁发烫,原因是          。静置冷却、过滤。
②取①滤渣加稀盐酸,有气泡冒出,反应的化学方程式是           ,说明猜想        错误。
③另取①滤渣加热的蒸馏水,在上层清夜中再加酚酞试液,液体变红,所以猜想      正确。
【拓展延伸】南南认为实验探究①过滤后的滤液是纯净的氢氧化钠溶液,对吗?       (填对或不对),你的证明方法是 (写出操作方法、现象、结论)                 
【实验反思】①实验室在配制溶液时应该使用        水。
②判断自来水是硬水的方法是             
小明将家中清洗伤口用的消毒液——“双氧水”拿到学校的实验室,在老师的指导下和同学们一起做了如下实验。

【第一组实验】检验该双氧水是否失效。
⑴ 实验过程
①在试管中加入5 mL 的“双氧水”,把带火星的木条伸入试管中,发现木条未复燃;
②用酒精灯给上述试管加热,液体中有气泡产生,把带火星的木条伸入试管中,发现木条仍未复燃;
③如右图装置进行操作,带火星的木条复燃,水槽中冰水所起的作用是                
⑵ 实验结论:                   
【第二组实验】探究:氧化铜(CuO)能否催化“双氧水”分解
[猜想] Ⅰ. CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ. CuO参与反应产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ. CuO是反应的催化剂,反应前后                  。
[实验]用天平称量0.2gCuO,取5mL的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

⑶ 完成下表:
步骤③现象
步骤⑥结果
步骤⑦现象
结论
溶液中           
带火星的木条复燃。
 
             
 溶液中有气泡放出,
               
猜想Ⅰ、Ⅱ不成立,猜想Ⅲ成立。
⑷ 步骤③结束后,用手接触试管底部,感觉烫手。说明“双氧水”分解的化学反应   (选填“放热”或“吸热”)。
⑸ 步骤④需用到的实验仪器有:铁架台(带铁圈)、漏斗(带滤纸)、烧杯、   
⑹ 操作④中需要将圆形滤纸折叠处理,下列图示中不该出现的情形是   _(填序号).
  
⑺ 步骤⑦的目的                  
⑻ 过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的反应表达式为             
【第三组实验】探究:不同种类催化剂能否改变“双氧水”分解出氧气的量
[实验]分别选用二氧化锰与氧化铜,采用下图试剂与装置实验,测量所得氧气的体积

⑼ 检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差    (填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好。
⑽ 使用冷水冷凝的目的是   _。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,反应后读数前,还需要进行的操作是   
⑾ 两次实验表明,使用不同催化剂在常温下测得量气管读数均为112.0mL(O2的密度为1.43 g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是   (填字母序号)。
A. 100 mL    B.200 mL    C. 500 mL
⑿ [实验结论]:不同种类的催化剂       改变双氧水分解出氧气的量。
【拓展研究】查阅资料得知实验所取5mL 6%双氧水中含过氧化氢(H2O2)0.34 g。请计算说明过氧化氢中的氧元素是否全部转化为氧气。(请写出计算过程,4分)
(6分)已知木炭粉(假设木炭粉中不含其他杂质)和Fe2O3,在加热条件下发生化学反应,兴趣小组同学对该实验进行如下探究。   
I 生成固体组成分析
(1)实验过程中可以观察到有黑色固体生成,小亮认为生成了铁粉,但小灵却有不同看法,理由是                                      
(2)为进一步确定黑色固体成分,小欢将生成的固体溶于足量稀硫酸,发现有大量气泡产生,若同时出现                       的现象,则生成的黑色固体全部是铁。
Ⅱ 生成气体成分分析
【提出假设】生成气体的可能组成有三种:
假设1:生成气体是二氧化碳;
假设2:生成气体是一氧化碳;
假设3:生成气体是            
【设计实验】为确定生成气体的组成,小组同学设计实验装置如图。

(1)实验中通入的气体是纯净干燥的N2,分析不通入空气的主要理由是           填序号)。
A.空气中的二氧化碳会使石灰水变浑浊
B.空气中的氧气会和木炭粉反应生成CO或CO2而干扰实验结果
C.空气中的二氧化碳、水蒸气会和木炭粉反应生成CO而干扰实验结果
(2)定性研究:若实验过程中可以观察到澄清石灰水变浑浊,则证明反应生成的气体中一定含有               
(3)定量研究:现准确称取16.0 g氧化铁与2.4 g木炭粉混合,在上述装置中完全反应。测得剩余固体质量为11.2 g,且能完全溶于稀盐酸。
【实验结论】处理上述实验数据后可知,假设        正确。

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