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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 |
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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】
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实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
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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。 |
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反应的文字表达式为:
假设一成立 |
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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)
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实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
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【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5mL 5%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5mL 5%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. |
(1)A中产生的气体是
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的
(3)写出氧化铁催化过氧化氢溶液分解的符号表达式
【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
(1)查阅资料得知:CuO、CuSO4、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
C.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
(2)实验创新是中学生最为重要的科学素养.下图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3mL(密度为1g/mL)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥管的进气管的管壁上.
②点燃橡胶塞上棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃.
对该创新实验的评价,你认为不合理的是
A.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强.
实验一:“活性炭吸附能力与温度变化的关系”.将NH4NO3固体加入到水中搅拌,观察到两侧玻璃管中液面上升的高度不同.
(1)由于试管内气体的压强
(2)NH4NO3固体溶于水
(3)活性炭吸附气体的能力随温度
实验二:铁生锈
该兴趣小组同学设计了如下三组探究活动:
请根据以上实验及现象回答下列问题:
(1)该实验的结论是:铁生锈是铁与
(2)若在实验装置C的蒸馏水中加入少量食盐,铁片锈蚀的速率将
“不变”或“变小”);
(3)A中要保持试管内空气干燥,可加入
(4)实验启示:结合实验B,列举一种防止铁制品生锈的具体方法:
实验三:用纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如图所示.其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和
加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式是:H2C2O4
| ||
| 加热 |
(1)B装置的作用是
(2)C装置中的实验现象是
(3)D装置的作用是
(4)实验结束时应先熄灭