题目内容
【题目】教材“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(化学式Fe2O3)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?
实验步骤 | 实验现象 |
①分别取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管加入a克氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条,观察现象。 | A试管中_____。 B试管中无明显现象 |
②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内,如此反复多次试验,观察现象。 | 试管内均产生大量气泡。带火星木条均复燃 |
③将实验②中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行过滤、洗涤、干燥、称量。 | 所得固体质量为ag |
④分别取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中放入a克氧化铁粉末,向D试管中加入a克二氧化锰粉末。 | 现象略 |
(1)①中A试管的现象是_____;
(2)(实验结论)实验②、③证明:氧化铁的_____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的化学反应表达式_____;
(4)(实验评论)实验设计④的目的是_____。
(5)(知识拓展)查阅资料得知,氧化铜、硫酸铜溶液、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正确的是_____;
A 同一个化学反应可以有多种催化剂
B 催化剂只加快反应速率
C MnO2 只能作为氧化氢溶液分解的催化剂
【答案】产生大量气泡 质量 化学性质 2H2O22H2O+O2↑ 比较二氧化锰与氧化铁对过氧化氢分解的催化效果 A
【解析】
(1)在氧化铁的催化作用下,过氧化氢迅速分解产生了大量的氧气,所以观察到A试管中产生大量气泡,带火星木条复燃;故填:产生大量气泡;
(2)实验②、③中氧化铁的质量反应前后均为ag,试管中均产生大量气泡,带火星木条均复燃,说明氧化铁的化学性质没有改变;可证明:氧化铁的质量、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。故填:质量;化学性质;
(3)氧化铁催化过氧化氢分解,生成水和氧气,化学反应表达式为:2H2O22H2O+O2↑.故填:2H2O22H2O+O2↑;
(4)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a克氧化铁粉末,向D试管中加入a克二氧化锰粉末,过氧化氢溶液的浓度相同,但加入的催化剂不同,可以比较二氧化锰与氧化铁对过氧化氢分解的催化效果。若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快,则二氧化锰比氧化铁催化效果好。
故填:比较二氧化锰与氧化铁对过氧化氢分解的催化效果;
(5)A.同一个化学反应可以有多种催化剂,故选项说法正确。
B.催化剂能改变其他物质的化学反应速率,可以加快也可减慢某些化学反应的速率,故选项说法错误。
C.MnO2 也能作为其他反应的催化剂,故选项说法错误。
故选:A。
【题目】世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%-40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行了如下探究。
(探究一:铁丝燃烧)
如图所示,取三根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根盘成螺旋状。在每根铁丝一端系上一火柴杆一根粗铜丝,另一端系一根火柴杆。点燃火柴杆,待快燃尽时,分别插入盛有氧气的集气瓶中。观察到:Ⅰ和Ⅱ中的铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈,Ⅲ中铁丝没有燃烧。
(1)集气瓶中装少量水的作用_____。
(2)Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因是_____。
(3)Ⅲ中铁丝没有燃烧是因为_____。
(探究二:铁粉锈蚀的条件)
如图所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内的水沿着导管慢慢进入广口瓶(容积为146 ml)。当温度恢复到室温,量筒内水面高度不变时读数(此时广口瓶内氧气含量几乎为零),记录量筒内的起始和最终读数以及所需时间如下表:
序号 | 样品 | 量筒起始读数/mL | 量筒最后读数/mL | 所需时间/min |
① | 1.0g铁粉、0.2g碳粉和10滴水 | 100 | 72 | 约120 |
② | 1.0g铁粉、0.2g碳粉、10滴水和少量氯化钠 | 100 | 72 | 约70 |
③ | / | / | / |
(4)铁锈属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
(5)实验①和②说明NaCl可以_____(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的过程。
(6)实验开始后广口瓶温度升高,说明铁锈蚀是____(填“吸热”或“放热”)的过程。
(7)实验①和实验③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,实验③表格的空白处样品的组成是___。
(8)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算出空气中氧气的体积分数是__%(精确到小数点后一位),试分析实验结果出现误差的原因是_____(写出一条即可)。