题目内容
人教版新课标化学教材九年级上册(2012教育部审定)“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【实验探究】
实验步骤 | 实验现象 |
I.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。 | A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象 |
II.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。 | 试管中均产生气泡,带火星木条均复燃 |
III.将实验II中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。 | |
IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。 | |
【实验结论】
(1)A中产生的气体是 ;
(2)实验II、III证明:氧化铁的质量和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式 。
【实验评价】
实验设计IV的目的是 ;
若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 。
【实验拓展】
查阅资料得知,CuO、CuSO4、、、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 。
A.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类
E.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
【实验结论】(1)氧气 (2)化学性质 (3)2H2O2 2H2O+O2↑
【实验评价】(1)氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;(2)二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂.
【实验拓展】B.
解析试题分析:【实验结论】(1)实验现象A试管中产生气泡,带火星木条复燃,可知A中产生的气体是氧气;(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和化学性质在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;(3)氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气,化学方程式为:2H2O2 2H2O+O2↑。
【实验评价】(1)二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂,所以设计实验Ⅳ的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂;(2)若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂.
A.MnO2不只能作为氧化氢溶液分解的催化剂,还可以作其他反应的催化剂,故A错误;B.根据题目的信息可知同一个化学反应可以有多种催化剂,故B正确;C.催化剂不只是加快化学反应的速率,还能减慢化学反应的速率,故C错误;D.用作催化剂的物质可能是其它反应的反应物或生成物,例如二氧化锰是高锰酸钾受热分解制氧气的生成物,故D错误;E.酶是一种重要的生物催化剂,它不属于糖类,故E错误.故选:B.
考点:催化剂的特点与催化作用;书写化学方程式、文字表达式、电离方程式.
在老师的指导下,同学们进行了有趣的化学实验探究:
一、测定空气中氧气含量
图1所示的是小亮同学用红磷在空气中燃烧的测定方法.过程是:
第1步:将集气瓶容积划分为五等份,并做好标记.
第2步:点燃燃烧匙内的红磷,伸入集气瓶中并把塞子塞紧。
第3步:待红磷熄灭并冷却后,打开弹簧夹,发现水被吸入集气瓶中,进入集气瓶中水的体积约为集气瓶总容积的1/5.请回答下列问题:
①第2步红磷燃烧时的现象 ,
化学反应表达式: 。
②实验完毕,若进入集气瓶中水的体积不到总容积的1/5,
你认为导致这一结果的原因可能是 。
A、集气瓶底部的水占了一部分体积
B、红磷过少
C、红磷没有燃烧完就急着打开了止水夹
③小博同学对实验进行反思后,提出了改进方法(如图2所示),小博在正式开始实验前,夹紧弹簧夹,将注射器活塞从20mL刻度处推至15mL处,然后松开活塞,观察到活塞返回至20mL刻度处.该操作的主要目的是 ,你认为改进后的优点是 。
二、小余阅读课外资料得知:双氧水分解除了用二氧化锰(MnO2)还可用氧化铜(CuO)等物质作催化剂,于是他对氧化铜产生了探究兴趣。
【提出问题】氧化铜是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果更好?
【设计实验】小余以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验
的因素均忽略)
实验序号 | 氯酸钾质量 | 其他物质质量 | 待测数据 |
① | 1.2g | / | |
② | 1.2g | CuO 0.5g | |
③ | 1.2g | MnO2 0.5g | |
①上述实验应测量的“待测数据”是 。
②若实验②比实验①的“待测数据”更 (填“大”或“小”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解。
③将实验②反应剩余的固体取出后经洗涤、干燥,再次精确称量得到0.5g黑色粉末,这样做的目的是 ,小余同学认为氧化铜肯定是氯酸钾分解的催化剂,但小淳同学对此提出了异议,小淳同学设计了如下实验:
将第二次精确称量得到的0.5g黑色粉末和1.2g氯酸钾混合放入试管中,加热,伸入带火星木条,发现木条很快复燃。
小淳同学这样做目的是 ,
【预期结论】氧化铜也能作氯酸钾的催化剂。
【评价设计】你认为小余设计实验③和实验②对比的目的是 ;写出实验②反应的表达式 。
三、有趣的改进实验
①小晴同学学了分子性质这节内容后,改进了书本上探究分子运动的实验。小晴同学找来废弃的医疗用品-----微型Y 形管,设计如图1所示实验,她进行该实验是为了探究 ,实验过程中能看到的现象是 ,小晴同学设计的实验优点是 。
②利用如图装置进行“硫燃烧”的实验:用气卿(能不断鼓入空气的装置)不断地向弯型具支试管中鼓入空气,同时用酒精灯给硫粉加热至燃烧,移去酒精灯,可观察到微弱的淡蓝色火焰;然后停止鼓入空气,再用酒精灯给高锰酸钾加热,使硫在纯氧中继续燃烧,观察到 火焰。
写出实验中硫磺燃烧的化学反应表达式: ,该实验装置的主要优点是在消除有害气体对环境污染的前提下有利于 .你推断烧杯中的氢氧化钠溶液的 作用是 。
为检测某化工厂排放的废液中是否含有SO42-,同学们设计了如下方案,并进行了实验。
方案 | 步骤 | 现象 | 结论 |
Ⅰ | ①取样品,滴加BaCl2溶液 ②对步骤①反应后的混合物进行过滤,在滤渣中滴加稀盐酸 | ①有白色沉淀产生 ②无明显现象 | 废液中含有SO42﹣ |
Ⅱ | ①取样品,滴加过量_____________ ②在步骤①的溶液中滴加BaCl2溶液 | ①无明显现象 ②有白色沉淀产生 | 废液中含有SO42- |
Ⅲ | ①取样品,滴加Ba(NO3)2溶液 ②对步骤①产生的混合物进行过滤,在滤渣中滴加稀硝酸 | ①有白色沉淀产生 ②无明显现象 | 废液中含有SO42- |
(1)方案Ⅱ的实验结论如果正确,步骤①中滴加的物质是 。21世纪教育网
(2)方案Ⅰ和Ⅲ中,结论不成立的方案是 ,理由是 。
(3)方案Ⅲ的滤渣中,滴加稀硝酸是为了排除 的干扰。
为进一步研究高锰酸钾的分解产物,某兴趣小组同学查阅资料,并取一定质量的高锰酸钾加热使之完全分解,然后分别进行了以下三个实验。
【实验内容】:
编号 | 实验内容 | 实验现象 | 实验结论 |
1 | 取反应后固体剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中 | 剧烈反应,放出大量热量,产生大量气体 | 固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用 |
2 | 取0.2gMnO2加入5mL a (H2O2溶液的质量分数)的H2O2溶液中 | 平稳反应,放出热量,持续产生气体 | MnO2对H2O2分解有催化作用 |
3 | 取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中,充分溶解,过滤 | 固体完全溶解,滤纸上无黑色固体残余物 | 固体剩余物中无 b |
【实验分析】
(1)完成上表中的填空内容:a 、b ;
(2)实验2的目的是 ;
(3)同学们经过讨论,认为实验1的结论不正确,理由是 ;
【查阅资料】
Ⅰ、KMnO4受热分解时,在某条件下可能发生以下两个反应:
①6KMnO42K2MnO4+K2Mn4O8+4O2↑
②KMnO4KMnO2+O2↑
Ⅱ、相对分子质量:(KMnO4:158 O2:32)
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为 ;加热使之完全分解,若完全发生反应①,生成O2的质量为 ;若同时发生反应①②,生成O2的质量范围是 。(保留二位小数。提示:依据质量守恒定律观察)
(10分)钛(Ti)是一种重要的航天金属材料.某学习小组对三种金属Ti、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究.过程如下:
提出假设:a.Ti金属活动性比Al强 b.Al金属活动性比Cu强
查阅资料:钛能与盐酸反应.
实验设计:同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应,观察现象.
操作分析:三种金属加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是
A.除去氧化膜,利于直接反应
B.使表面光亮,易观察现象
C.使反应金属温度相同,易反应
金属 | Ti | Al | Cu |
与盐酸反应现象 | 反应缓慢 | 反应剧烈 | 无明显现象 |
实验现象,实验结论:
(1)原假设中 不正确(填“a”、“b”或“a、b”).
(2)三种金属的金属活动性由强至弱的顺序为 。
结论应用:能否用铝制容器来盛装波尔多液(含硫酸铜), (填“能”或“否”),理由是 。