题目内容
【题目】研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
(假设)H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
(实验方案)常温下,各取同质量、同浓度的H2O2溶液,分别加入相同质量的MnO2和水泥块,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需的时间。
(进行实验)如图是他们进行实验的装置图,此实验中B处收集氧气的方法是_________法或_________法。
(实验记录)
实验编号 | 1 | 2 |
反应物 | 5% H2O2 | 5% H2O2 |
催化剂 | 1g水泥块 | 1g MnO2 |
时间 | 165秒 | 46秒 |
(结论)比较数据你得出的结论是____________________________________。
(反思)H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证MnO2和水泥块在化学反应前后的_________和_________
是否发生改变。通过测定二氧化锰是过氧化氢反应的催化剂,请写出过氧化氢在二氧化锰作催化剂反应的化学方程式_____________________________。
分解H2O2生成O2的快慢与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案)
(假设)_____________________________________________。
(实验方案)_________________________________________。
【答案】排水 向上排空气 相同条件下H2O2生成O2的快慢与催化剂的种类有关 质量 化学性质 H2O2生成O2的快慢与H2O2的质量分数有关 同温下取2份质量相等,质量分数不同H2O2的溶液,分别加入质量相等的同种催化剂,测量收集一试管气体所需的时间,结果质量分数大的过氧化氢溶液生成的氧气快,先收集满。
【解析】
(1)氧气不易溶于水,且密度比空气大,因此可以采用排水法或向上排空气法收集,相对来说排水法容易准确地判断收集满氧气的时间。故填:排水;向上排空气;
(2)根据控制变量法,分析表中的有关数据,可知分别用1g水泥块和1gMnO2做催化剂,来催化反应时所用的时间分别是165s和46s;由此可知,用1g MnO2做催化剂要比用1g水泥块做催化剂时化学反应速率要快。因此,由实验现象可以得出的实验结论是:H2O2生成氧气的快慢与催化剂种类有关。故填:相同条件下H2O2生成O2的快慢与催化剂的种类有关;
(3)根据催化剂的概念可知,催化剂能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质在反应前后不改变。过氧化氢在二氧化锰作催化剂时反应生成水和氧气,反应方程式为,故填:质量、化学性质、;
(4)可以假设H2O2生成氧气的快慢与过氧化氢的浓度有关。故填:H2O2生成O2的快慢与H2O2的质量分数有关;
(5)常温下,两瓶相同体积的不同浓度的过氧化氢溶液中分别加入相同质量的MnO2,测量各生成一瓶O2所需的时间。故填:同温下取2份质量相等,质量分数不同的H2O2溶液,分别加入质量相等的同种催化剂,测量收集一试管气体所需的时间,结果质量分数大的过氧化氢溶液生成的氧气快,先收集满。
【题目】学习了二氧化锰对过氧化氢有催化作用的知识后。某同学想:氧化铜能否起到类似二氧化锰的催化剂作用呢?于是进行了如下探究。
(猜想)Ⅰ.氧化铜不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;
Ⅱ.氧化铜参与反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生了改变;
Ⅲ.氧化铜是反应的催化剂,反应前后_____和_____不变。
(实验)用天平称量0.2g氧化铜,取5mL 5%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 | 所得固体 _____g | 溶液中有气泡放出, _____ | 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立 猜想Ⅲ成立 |
(2)步骤①的目的是_____。
(3)过氧化氢能被氧化铜催化分解放出氧气的化学反应的文字表达式为_____。