题目内容

某化学研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时,发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中,也可以加快过氧化氢的分解速率。于是,他们对此展开探究:
【提出问题】什么物质是该反应催化剂?
【猜想与假设】:下面是组内两位同学所作的猜想,请你完成小华的猜想。
小芳同学:铁钉表面的铁锈(氧化铁)是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。
小华同学:铁钉里的       是过氧化氢溶液分解反应的催化剂。
【实验与结论】

实验操作
实验现象
实验结论
实验I:把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5%的过氧化氢溶液的试管中,并用一根带火星的小木条置于试管口,观察现象。
            
            
       
反应的文字表达式为:      
                         
假设一成立
实验Ⅱ:取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中,加入               ,并用一根带火星的小木条置于试管口,观察现象。
无现象
假设二           
(填“成立”或“不成立”)
 
【讨论交流】同学们讨论后认为,小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂,理由是:                                                   
请你设计实验(写出实验步骤、实验现象及结论)证明其中的某一点理由:
(如果可以,你将获得4分的奖励分,但卷面总分不得超过60分)
实验操作
实验现象
实验结论
 
 
 
 


【猜想与假设】铁(1分)
【实验与结论】产生大量的气泡,带火星的木条复燃 (1分) 过氧化氢水+氧气(2分) 用砂纸打磨光亮的铁钉(或适量铁粉)(1分) 不成立(1分)
【讨论交流】该实验只验证了氧化铁改变了过氧化氢分解的速率,并未验证其在反应前后的质量和化学性质未发生改变(合理即可)(1分)
注意:若答对下题将奖励4分,但试卷总分不超过60分。

实验操作(2分)
实验现象(1分)
实验结论(1分)
待实验I反应结束后,在向其中加入适量5%的过氧化氢溶液,将带火星的木条伸入试管口,观察现象。
产生大量的气泡,带火星的木条复燃。
氧化铁在化学反应前后化学性质未发生改变
(合理即可)

解析试题分析:【猜想与假设】铁钉中除有铁锈个,还有铁,故可猜测铁也能做过氧化氢的催化剂;
【实验与结论】猜想成立,故应观察到的现象为产生大量的气泡,带火星的木条复燃;过氧化氢在催化作用下生成水和氧气;要检验铁能否做过氧化氢的催化剂,故可加入铁粉或打磨光亮的铁钉;根据现象可知,铁没有改变过氧化氢的反应速率,猜想不成立;
【讨论交流】实验中只检验了氧化铁能改变过氧化氢的反应速率,未验证其化学性质和质量在反应前后是否发生变化;验证其质量是否改变,可在反应前后进行称量,验证化学性质不变可再加入过氧化氢溶液。
考点:催化剂

练习册系列答案
相关题目

水滑石化学式为:[Mg6Al2(OH)16CO3]?4H2O(相对分子质量为602),是环保型阻燃剂,它受热时生成4种不同的氧化物,请写出该物质分解的化学方程式:                         。在医药上,水滑石还能作为抗酸药,作用于胃和十二指肠溃疡等,某研究型学习小组要测定一种市售的水滑石药片中水滑石的质量分数。
[查阅资料]水滑石与稀硫酸反应的化学方程式为:[Mg6Al2(OH)16CO3]?4H2O+9H2SO4=6MgSO4+Al2(SO43+CO2↑+21H2O,药片中除了水滑石外含有一定量的辅料﹣﹣淀粉等物质。
[提出猜想]小华想将该药片放在空气中充分灼烧完成测定;小明想通过水滑石与硫酸反应原理来完成测定,请你参与探究。
[设计方案]他们设计了不同的实验方案。
小华的方案,称取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末置于通风橱中,充分灼烧至质量不再减少,再称量剩余固体的质量为6.1g,减少的质量即为二氧化碳和水的总质量,则可求的水滑石药片中水滑石的质量分数为       %。
小明的方案:

(1)小明设计了如图所示的实验装置.取10.0g市售的水滑石药片研磨成粉末,进行实验。
[说明]碱石灰是氧化钙和氢氧化钠固体的混合物,B装置中发生的化学方程式为              
(2)操作步骤
①连接好装置,检查装置的气密性②打开弹簧夹C,在A处缓缓通入一段时间的空气③称量F的质量④关闭弹簧夹C,慢慢滴加稀硫酸至过量,直至D中无气泡冒出⑤打开弹簧夹C,再次缓缓通入一段时间空气⑥再次称量F的质量,得前后两次质量差为0.44g。
(3)问题探究
B、E装置的作用分别是                                                   。若没有G装置,则测定的水滑石的质量分数会         (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。实验选用稀硫酸而不选用稀盐酸的理由是                                                     
(4)数据计算
根据实验数据,可求得水滑石药片中水滑石的质量分数为        %.(写出计算过程)。
[方案评价]在上述实验方案中,你认为合理的实验方案是          (填小华或小明),另一个方案不合理的原因是                                                                   

小亮在做“盐酸中和氢氧化钠溶液”的实验时,滴加盐酸前忘了加入指示剂,导致无法判断该中和反应进行的程度。于是他对所得溶液的酸碱性进行探究。
【探究目的】探究所得溶液的酸碱性
【提出猜想】所得溶液可能呈碱性,也可能呈      性,还可能呈      性。
【实验验证】

实验操作
实验现象
结论
用试管取该溶液1-2mL,滴入1-2滴无色酚酞试液,振荡
无色酚酞试液变     
溶液呈碱性
无色酚酞试液不变色
溶液呈         
 
【分析与思考】
⑴若溶液呈碱性,则溶液中使其呈碱性的离子是填写微粒符号),为避免碱性溶液污染环境,小亮对所得溶液进行了如下处理:向溶液中滴加          溶液,溶液变为        色,再逐滴加入
          溶液,直到                   为止。然后把溶液倒入蒸发皿中加热,得到氯化钠晶体,该过程涉及的化学方程式为                      
⑵若无色酚酞试液不变色,为了进一步确定溶液的酸碱性,小亮提出了以下方案:
方案一:取样,加入碳酸钙,若观察到               ,则所取溶液呈酸性;若无明显现象,则呈中性。该反应的化学方程式为                                  
方案二:取样,加入金属锌,若有气泡产生,则所取溶液呈酸性,该反应的化学方程式为                                  ;若无明显现象,则呈中性。
方案三:取样,加入             ,若溶液变为黄色,则所取溶液呈酸性,该反应的化学方程式为                                  ;该反应常用于                。若无明显现象,则呈中性。

注射器是一种普通的医疗器械,但它在化学实验中发挥着越来越大的作用。某化学兴趣小组为了测定空气中氧气的含量,进行了如下探究活动:
[选择药品 ] 小光小组认为,选择的药品的理由是①既要能消耗氧气,又不会与空气中的其他成分反应,②                     。他们应该选择(  )

A.蜡烛 B.硫粉 C.红磷 D.铁丝
[查阅资料] 白磷的着火点是40℃,红磷的着火点是240℃,两种物质的 燃烧产物五氧化二磷是白色固体,会刺激人体呼吸道,能与空气中的水蒸气反应,生成有毒的偏磷酸(HPO3)。
[设计实验]小明小组设计了如图的装置进行探究活动。

[步骤与现象]
①测量试管的容积为50mL;
②检查装置的气密性良好;
③装药品,将注射器活塞调整到合适位置,连接好仪器;
④用弹簧夹夹紧胶皮管,加热粗铜丝,观察现象;
⑤燃烧结束,试管冷却到室温后打开弹簧夹,观察注射器活塞的移动情况。
[反思与交流]
(1)实验中利用了铜丝的__________性。
(2)兴趣小组同学测量试管容积的方法可能是________________
(3)步骤③中注射器吸水使活塞至少应调到____________mL处(填整数)。
(4)步骤④中观察到试管中的现象有________________________
(5)小华同学认为步骤⑤在保证活塞自由移动的前提下,观察活塞位置时,最好将试管和注射器整体横放,小华同学的理由是                   

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                               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)写出氧化铁和过氧化氢反应的符号表达式                                  
【实验评价】 (1)实验设计Ⅳ的目的是                                      
(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                                                         
【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
催化剂只能加快化学反应的速率
D、用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物

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