题目内容

CuSO4溶液对过氧化氢的分解具有催化作用.有同学猜想其他盐溶液也能在这个反应中起同样的作用,于是进行了以下的实验探究.
(1)请帮助他们完成实验报告:
       实验过程实验现象实验结论
在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液,然后滴入适量的FeCl3溶液,把带火星的木条伸入试管.________FeCl3溶液可以对H2O2的分解起催化作用
(2)已知FeCl3在水中可解离出Fe3+和Cl-.对于能够对H2O2的分解起催化作用的成分,三位同学提出了猜想:甲的猜想是H2O;乙的猜想是Fe3+;丙的猜想是Cl-.你认为最不可能的是哪个同学的猜想,为什么?
(3)对余下的两个猜想,同学们用实验进行了探究.请你仔细分析后填表:
    实验过程实验现象结论
①向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量的稀盐酸,并把带火星的木条伸入试管.无明显现象________
(4)有同学建议“再向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量Fe2(SO43溶液,以进一步确定Fe3+的催化作用”.该实验操作有无必要?请说明理由.

解:(1)氧气可以用带火星的木条检验,因此在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液,然后滴入适量的FeCl3溶液,把带火星的木条伸入试管,试管中快速产生大量气泡,能使带火星的木条复燃;结论:FeCl3溶液可以对H2O2的分解起催化作用.故答案为:试管中快速产生大量气泡,能使带火星的木条复燃.
(2)在FeCl3溶液中有三种微粒:H2O、Fe3+和Cl-,我认为最不可能的是甲同学的猜想;因为H2O2溶液中含有大量水,但H2O2并没有快速分解.故答案为:甲同学的猜想;因为H2O2溶液中含有大量水,但H2O2并没有快速分解.
(3)向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量的稀盐酸,并把带火星的木条伸入试管;无明显现象,能催化H2O2分解的不是Cl-和H+.故答案为:能催化H2O2分解的不是Cl-和H+
(4)没有必要进一步确定Fe3+的催化作用; 因为FeCl3溶液本身含有Fe3+、Cl-、H2O、H+,前面实验和推断已经证明Cl-、H2O、H+对H2O2的分解无催化作用,说明只有Fe3+对H2O2的分解有催化作用.故答案为:没有必要; 因为FeCl3溶液本身含有Fe3+、Cl-、H2O、H+,前面实验和推断已经证明Cl-、H2O、H+对H2O2的分解无催化作用,说明只有Fe3+对H2O2的分解有催化作用.
分析:氧气可以用带火星的木条检验,因此在一支试管中加入5mL5%的H2O2溶液,然后滴入适量的FeCl3溶液,把带火星的木条伸入试管,试管中快速产生大量气泡,能使带火星的木条复燃;结论:FeCl3溶液可以对H2O2的分解起催化作用.在FeCl3溶液中有三种微粒:H2O、Fe3+和Cl-,我认为最不可能的是甲同学的猜想;因为H2O2溶液中含有大量水,但H2O2并没有快速分解.向盛有5mL5%的H2O2溶液的试管中加入少量的稀盐酸,并把带火星的木条伸入试管;无明显现象,能催化H2O2分解的不是Cl-和H+.没有必要进一步确定Fe3+的催化作用; 因为FeCl3溶液本身含有Fe3+、Cl-、H2O、H+,前面实验和推断已经证明Cl-、H2O、H+对H2O2的分解无催化作用,说明只有Fe3+对H2O2的分解有催化作用.
点评:本考点探究了起催化作用的离子,也考查了氧气的检验方法,实验探究题是近几年中考的重点内容之一,它包括实验方法和过程的探究,实验结论和实验规律的探究等.本题通过查阅资料和实验分析,得到了正确的结论,属于结论性探究.同学们要具体分析,综合掌握,本考点主要出现在实验题中.
练习册系列答案
相关题目
水是重要的自然资源,在进行化学实验和溶液中都需要水.请按要求回答下列问题:
(1)下列“水”中属于纯净物的是
C
C

A.矿泉水   B.雨水    C.蒸馏水    D.自来水
(2)如图1是电解水的实验装置,甲试管中收集到的气体是
氢气或H2
氢气或H2

(3)我国生活饮用水的主要标准为:
感官指标 化学指标 细菌指标
水质无色无味澄清 pH:6.5~8.5 细菌总个数<100个/mL等
要得出化学指标,测定表中的数值能否
不能
不能
(填“能”或“不能”)使用PH试纸,要使水的感官指标更好,可用利用
活性炭
活性炭
(填物质名称)来净化水.
(4)水常用作溶剂.公共场所可用过氧乙酸溶液对环境消毒.现有溶质质量分数为15%的过氧乙酸溶液10g,要配制成溶质质量分数为1%的过氧乙酸溶液,需加水
140
140
g.
(5)图2是X、Y两种固体物质在水中的溶解度曲线图.
①60℃时,把45g的X加入50g水中,充分溶解,得到该温度下X的水溶液是
饱和
饱和
(填“饱和”或“不饱和”)溶液.
②在40℃时,分别将100gX的饱和溶液和200gY的饱和溶液蒸发掉10g水,析出晶体的质量分别为mg和ng,则m
=
=
n(填“>”、“=”或“<”).
(6)用水鉴别物质有一定规律,掌握其规律会使学习更轻松.现有四种白色固体,分别是NaOH、CuSO4、NaCl、CaCO3,只提供蒸馏水,将其鉴别开.
①根据是否溶于水和溶于水时形成蓝色溶液,可分别鉴别出
CaCO3、CuSO4
CaCO3、CuSO4

②将溶于水时形成的无色溶液的两种物质分为一组,根据溶液温度
升高或不变
升高或不变
(填“升高”、“降低”或“不变”),可鉴别出
NaOH或NaCl
NaOH或NaCl
水是重要的自然资源,在进行化学实验和溶液中都需要水.请按要求回答下列问题:
(1)下列“水”中属于纯净物的是
C
C

A.矿泉水   B.雨水    C.蒸馏水    D.自来水
(2)如图1是电解水的实验装置,甲试管中收集到的气体是
氢气
氢气

(3)我国生活饮用水的主要标准为:
感官指标 化学指标 细菌指标
水质无色无味澄清 PH:6.5~8.5 细菌总个数<100个/mL等
要得出化学指标,测定表中的数值能否
不能
不能
(填“能”或“不能”)使用PH试纸,要使水的感官指标更好,可用利用
活性炭
活性炭
(填物质名称)来净化水.
(4)水常用作溶剂.公共场所可用过氧乙酸溶液对环境消毒.现有溶质质量分数为15%的过氧乙酸溶液10g,要配制成溶质质量分数为1%的过氧乙酸溶液,需加水
140
140
g.
(5)如图2,X、Y两种固体物质在水中的溶解度曲线图.
①60℃时,把45g的X加入50g水中,充分溶解,得到该温度下X的水溶液是
饱和
饱和
(填“饱和”或“不饱和”)溶液.
②在40℃时,分别将100gX的饱和溶液和200gY的饱和溶液蒸发掉10g水,析出晶体的质量分别为mg和ng,则m
=
=
n(填“>”、“=”或“<”).
(6)用水鉴别物质有一定规律,掌握其规律会使学习更轻松.现有四种白色固体,分别是NaOH、CuSO4、NaCl、CaCO3,只提供蒸馏水,将其鉴别开.
①根据是否溶于水和溶于水时形成蓝色溶液,可分别鉴别出
CuSO4和CaCO3
CuSO4和CaCO3

②将溶于水时形成的无色溶液的两种物质分为一组,根据溶液温度
升高
升高
(填“升高”、“降低”或“不变”),可鉴别出
NaOH
NaOH

(7)我市陆良的铬渣污染,主要是重金属铬对水源的污染.镉的化合物氯化镉(CdCl2)也是污染水源的重金属之一,为消除污染,处理方法之一就是加入烧碱,发生复分解反应生成镉的化合物沉淀下来,请写出氯化镉(CdCl2)与烧碱反应的方程式:
2NaOH+CdCl2=2NaCl+Cd(OH)2
2NaOH+CdCl2=2NaCl+Cd(OH)2

(8)节假日或双休日,去郊游野炊实为一大快事.然而,在野炊的情趣之中,如果遇到下面一些问题,你是如何怎么处理的?
①野餐食谱如下:主食:馒头    配菜:烤火腿、鲫鱼汤、五香豆干.从营养角度来看,你准备再添-样
C
C
;(填字母)A.炒鸡蛋      B.牛奶     C.黄瓜
②郊外通常比较泥泞,如果你的交通工具是自行车,你回来进行清洗后是如何防锈的:
AB
AB
.(填字母)
A.立即晾晒干  B.链条传动部件涂上油   C.涂油漆.
在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
催化剂及用量 O2 平均产量 制氧所需时间 成本 反应情况
MnO21.0g 919mL 10′03″ 0.11元 分解先快后慢
10%FeCl3溶液5滴 985mL 4′50″ 0.02元 均匀产生O2
15%CuSO4溶液5滴 955mL 4′57″ 0.03元 均匀产生O2
[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.②
MnO2用量多,成本高
MnO2用量多,成本高

[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-
你认为最不可能的是
 同学的猜想,理由是
过氧化氢溶液中有水
过氧化氢溶液中有水

同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论:
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2

[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的
Fe(NO33溶液
Fe(NO33溶液
,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2]
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃

对应结论:
起催化作用的是Fe3+
起催化作用的是Fe3+

[拓展研究]
同学们还比较了FeCl3和CuSO4两种盐对H2O2分解的催化效果,他们分成甲、乙两组,分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验.(设两种盐溶液的浓度等条件相同)

(1)指出仪器名称:A
分液漏斗
分液漏斗
   B
锥形瓶
锥形瓶

(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2

(3)图一可通过观察
反应产生气泡快慢
反应产生气泡快慢
来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是
使酸根相同,排除酸根的影响因素
使酸根相同,排除酸根的影响因素
,你认为药品还可以作何改进?
将FeCl3改为Fe2(SO43
将FeCl3改为Fe2(SO43

(4)检查图二装置气密性的方法是:
关闭
关闭
(填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性
良好
良好
(填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是
A
A
(填序号:A.一定时间内收集到的气体体积    B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
浓度
时间(min)
条件
30% H2O2 15% H2O2 5% H2O2
加入a g MnO2 0.2 0.8 2.0
[交流讨论]从上表中还能得出的结论是:
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快

水是重要的自然资源,在进行化学实验和溶液中都需要水.请按要求回答下列问题:
(1)下列“水”中属于纯净物的是______.
A.矿泉水  B.雨水  C.蒸馏水  D.自来水
(2)如图1是电解水的实验装置,甲试管中收集到的气体是______.
(3)我国生活饮用水的主要标准为:
感官指标化学指标细菌指标
水质无色无味澄清pH:6.5~8.5细菌总个数<100个/mL等
要得出化学指标,测定表中的数值能否______(填“能”或“不能”)使用PH试纸,要使水的感官指标更好,可用利用______(填物质名称)来净化水.
(4)水常用作溶剂.公共场所可用过氧乙酸溶液对环境消毒.现有溶质质量分数为15%的过氧乙酸溶液10g,要配制成溶质质量分数为1%的过氧乙酸溶液,需加水______g.
(5)图2是X、Y两种固体物质在水中的溶解度曲线图.
①60℃时,把45g的X加入50g水中,充分溶解,得到该温度下X的水溶液是______(填“饱和”或“不饱和”)溶液.
②在40℃时,分别将100gX的饱和溶液和200gY的饱和溶液蒸发掉10g水,析出晶体的质量分别为mg和ng,则m______n(填“>”、“=”或“<”).
(6)用水鉴别物质有一定规律,掌握其规律会使学习更轻松.现有四种白色固体,分别是NaOH、CuSO4、NaCl、CaCO3,只提供蒸馏水,将其鉴别开.
①根据是否溶于水和溶于水时形成蓝色溶液,可分别鉴别出______;
②将溶于水时形成的无色溶液的两种物质分为一组,根据溶液温度______(填“升高”、“降低”或“不变”),可鉴别出______.

在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
催化剂及用量O2 平均产量制氧所需时间成本反应情况
MnO21.0g919mL10′03″0.11元分解先快后慢
10%FeCl3溶液5滴985mL4′50″0.02元均匀产生O2
15%CuSO4溶液5滴955mL4′57″0.03元均匀产生O2
[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.②   
[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-
你认为最不可能的是     同学的猜想,理由是   
同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论:   
[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的    ,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2]   
对应结论:   
[拓展研究]
同学们还比较了FeCl3和CuSO4两种盐对H2O2分解的催化效果,他们分成甲、乙两组,分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验.(设两种盐溶液的浓度等条件相同)

(1)指出仪器名称:A       B   
(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式   
(3)图一可通过观察    来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是    ,你认为药品还可以作何改进?   
(4)检查图二装置气密性的方法是:    (填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性    (填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是    (填序号:A.一定时间内收集到的气体体积    B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
浓度
时间(min)
条件
30% H2O215% H2O25% H2O2
加入a g MnO20.20.82.0
[交流讨论]从上表中还能得出的结论是:   

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