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。
(合理即可)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
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
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 |
[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 。
为了解环境因素对维生素C含量的影响,从而更好地保存有关食物,某兴趣小组同学根据维生素C可使高锰酸钾(KMn04;)溶液褪色的原理,进行了如下表所示的实验。
编号 | 维生素C溶液的处理方法 | 使40毫升KMn04溶液褪色的平均滴数 |
1 | 放置于室内暗处0.5小时 | 15 |
2 | 强烈阳光直射5小时后,放置于室内暗处0.5小时 | 22 |
3 | 煮沸l0分钟后,放置于室内暗处0.5小时 | 21 |
(1)他们探究了_______ ____对维生素C含量的影响;
(2)他们的探究对我们启示是:在贮存富含维生素C的食物时,应________________,以防止其中的维生素C过量流失,降低食物的营养价值;
(3)为了解维生素C的化学性质,他们用pH试纸测得该维生素C溶液的pH在1至2之间,说明维生素C具有________性。
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 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
已知废旧普通干电池筒内主要有C、淀粉、MnO2、ZnCl2、NH4C1等物质,某化学兴趣小组同学欲通过实验从中回收MnO2,并研究MnO2在分解过氧化氢制氧气的反应中所起的作用。
【查阅资料】淀粉不溶于冷水,完全燃烧生成二氧化碳和水;碳、二氧化锰不溶于水。
ZnCl2、NH4Cl均易溶于水。
【进行实验】实验步骤如下图:
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步骤c灼烧残渣的目的是除去 ;步骤d中,加入MnO2后带火星的木条复燃。
【得出结论】因此MnO2在分解过氧化氢制氧气的反应中起催化作用。
【交流与反思】该化学兴趣小组同学对上述结论进行了讨论,认为要想确定MnO2在分解过氧化氢制氧气的反应中起催化作用,还需通过实验证明MnO2的 和 在反应前后都没有发生变化。