题目内容
梁飞完成“寻找新的催化剂”实验探究课题时,发现生锈的铁钉加快H2O2的分解速率.
【提出问题】生锈的铁钉中,哪种物质能做H2O2分解的催化剂?与二氧化锰相比哪种物质更适合H2O2做分解的催化剂?
【提出猜想】猜想一:铁钉表面的Fe2O3是H202溶液分解反应的催化剂.
猜想二:小华同学:铁钉中的铁是H202分解的催化剂.
【分析与结论】
(1)设计“实验1”的目的是 .
(2)由上述实验可知,猜想 错误.
(3)一凡认为铁钉不是纯铁制造,她认为上述猜想不完善,还需验证 是否能加快H2O2的分解速率.
(4)进一步实验,梁飞同学将实验2得到的固液混合物采用 洗涤、干燥、称量,得到1克红色固体,由此她得出氧化铁是H2O2分解的催化剂的结论.一凡再次否认了梁飞的说法,你认为一凡的理由是
一凡补充了实验“将得到的红色固体加入10mL 5%的H2O2溶液,再将带火星的木条伸入试管内,发现带火星的木条复燃,终于得出了铁钉表面的Fe2O3是H2O2分解的催化剂的结论,该反应的化学方程式为
(如果你能正确回答下列问题,你将得到4分奖励,但本卷分不超过60分)
(5)老师提醒一凡,采用其他的方法,也能得到补充实验的实验目的,你认为老师提到的方法可能是
(6)请设计实验探究Fe2O3和MnO2,哪种物质更适合做H2O2分解的催化剂?
【提出问题】生锈的铁钉中,哪种物质能做H2O2分解的催化剂?与二氧化锰相比哪种物质更适合H2O2做分解的催化剂?
【提出猜想】猜想一:铁钉表面的Fe2O3是H202溶液分解反应的催化剂.
猜想二:小华同学:铁钉中的铁是H202分解的催化剂.
实验编号 | 操作步骤 | 实验现象 |
实验1 | 将带火星的木条伸入盛有10mL 5%的H2O2溶液的试管内,观察现象 | 木条不复燃 |
实验2 | 在盛有1克Fe2O3固体的试管中加入10mL5%的H2O2溶液,再将带火星的木条伸入试管内,观察现象. | 有大量气泡产生,带火星的木条复燃 |
实验3 | 在盛有1克 |
木条不复燃 |
(1)设计“实验1”的目的是
(2)由上述实验可知,猜想
(3)一凡认为铁钉不是纯铁制造,她认为上述猜想不完善,还需验证
(4)进一步实验,梁飞同学将实验2得到的固液混合物采用
一凡补充了实验“将得到的红色固体加入10mL 5%的H2O2溶液,再将带火星的木条伸入试管内,发现带火星的木条复燃,终于得出了铁钉表面的Fe2O3是H2O2分解的催化剂的结论,该反应的化学方程式为
(如果你能正确回答下列问题,你将得到4分奖励,但本卷分不超过60分)
(5)老师提醒一凡,采用其他的方法,也能得到补充实验的实验目的,你认为老师提到的方法可能是
(6)请设计实验探究Fe2O3和MnO2,哪种物质更适合做H2O2分解的催化剂?
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
专题:科学探究
分析:(1)对比试验中,控制唯一变量;
(2)根据实验3的实验现象作出结论;
(3)铁钉是铁碳合金,所以在证明铁钉能加快H2O2的分解速率时,还要考虑到碳是否也作为催化剂出现;
(4)要想证明氧化铁是该实验的催化剂,需要验证实验后,氧化铁的质量和化学性质是否发生了改变;
(5)为了检验氧化铁的化学性质是否改变,可以利用金属氧化物与酸反应的实验来证明;
(6)设计对比实验:通过比较H2O2分解的速率来判断哪一种催化剂更合适.
(2)根据实验3的实验现象作出结论;
(3)铁钉是铁碳合金,所以在证明铁钉能加快H2O2的分解速率时,还要考虑到碳是否也作为催化剂出现;
(4)要想证明氧化铁是该实验的催化剂,需要验证实验后,氧化铁的质量和化学性质是否发生了改变;
(5)为了检验氧化铁的化学性质是否改变,可以利用金属氧化物与酸反应的实验来证明;
(6)设计对比实验:通过比较H2O2分解的速率来判断哪一种催化剂更合适.
解答:解:(1)为了使实验结果更具有说服力,在制定计划、设置实验方案时要有对照实验.
故答案是:对比实验;
(2)为了验证铁钉中的铁是否是H202分解的催化剂.在盛有1克铁屑或铁粉的试管中加入10mL 5%的H2O2溶液,再将带火星的木条伸入试管内,没有现象发生,说明该实验中没有氧气产生.所以该猜想错误;
故答案是:二;
(3)铁钉是铁碳合金,所以在该实验中也应该考虑到碳元素是否也是催化剂.
故答案是:碳;
(4)梁飞同学将实验2得到的固液混合物采用 过滤、洗涤、干燥、称量,得到1克红色固体,与反应前所加固体质量一样,即氧化铁的质量不变,但是没有证明氧化铁的化学性质是否改变,所以不能确定氧化铁是否是该实验中的催化剂.
H2O2在Fe2O3作为催化剂的情况下分解为H2O和O2.其反应方程式为:2H2O2
2H2O+O2↑
故答案是:来证明氧化铁的化学性质不变;2H2O2
2H2O+O2↑;
(5)为了验证氧化铁的化学性质是否改变,即实验2中过滤出的红色固体是否是氧化铁,可以利用稀硫酸或稀盐酸进行验证:在红色固体中加足量的稀盐酸(或稀硫酸),若固体溶解,得到红色溶液,证明固体是氧化铁.
故答案是:在红色固体中加足量的稀盐酸(或稀硫酸),若固体溶解,得到红色溶液,证明固体是氧化铁;
(6)相同温度下,分别在两支装有10mL的H2O2溶液的试管中各加入1克Fe2O3和MnO2,比较产生气体速率的快慢.
故答案是:对比实验;
(2)为了验证铁钉中的铁是否是H202分解的催化剂.在盛有1克铁屑或铁粉的试管中加入10mL 5%的H2O2溶液,再将带火星的木条伸入试管内,没有现象发生,说明该实验中没有氧气产生.所以该猜想错误;
故答案是:二;
(3)铁钉是铁碳合金,所以在该实验中也应该考虑到碳元素是否也是催化剂.
故答案是:碳;
(4)梁飞同学将实验2得到的固液混合物采用 过滤、洗涤、干燥、称量,得到1克红色固体,与反应前所加固体质量一样,即氧化铁的质量不变,但是没有证明氧化铁的化学性质是否改变,所以不能确定氧化铁是否是该实验中的催化剂.
H2O2在Fe2O3作为催化剂的情况下分解为H2O和O2.其反应方程式为:2H2O2
| ||
故答案是:来证明氧化铁的化学性质不变;2H2O2
| ||
(5)为了验证氧化铁的化学性质是否改变,即实验2中过滤出的红色固体是否是氧化铁,可以利用稀硫酸或稀盐酸进行验证:在红色固体中加足量的稀盐酸(或稀硫酸),若固体溶解,得到红色溶液,证明固体是氧化铁.
故答案是:在红色固体中加足量的稀盐酸(或稀硫酸),若固体溶解,得到红色溶液,证明固体是氧化铁;
(6)相同温度下,分别在两支装有10mL的H2O2溶液的试管中各加入1克Fe2O3和MnO2,比较产生气体速率的快慢.
点评:解答这类题目时,首先,要理解和熟记催化剂的特点和催化作用等,以及其中涉及到的“影响化学反应速率的因素探究”、“实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素”等方面的知识;然后,根据所给的实验、问题情景,结合所学的相关知识和技能,联系起来细心地探究、推理后,按照题目要求进行选择或解答即可.
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