摘要:点燃气体前必须要做的第一步:

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宁启铁路扬州段已经顺利完工,在焊接两根铁轨时,为确保施工质量,工程技术人员常用到一种叫做“引火铁”的反应活性材料.实验室制备其过程如下:(1)在高温条件下用普通铁粉和水蒸气反应,得到粉末状的四氧化三铁;(2)将四氧化三铁粉末再在高温条件下经过与上述过程相反的反应生成“引火铁”粉末.请分别用以下两套装置,制取四氧化三铁和“引火铁”.实验中必须使用普通铁粉和稀盐酸,其它试剂和用品自选(注:装置中必要的铁架台、铁夹、铁圈、石棉网、加热设备等在图中均已略去)

填写下列空白:
(1)实验过程中第(1)、(2)两个相反步骤的反应方程式是:①
3Fe+4H2O
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
3Fe+4H2O
 高温 
.
 
Fe3O4+4H2
Fe3O4+4H2
 高温 
.
 
3Fe+4H2O
Fe3O4+4H2
 高温 
.
 
3Fe+4H2O

两个反应中属于置换反应的是
①②
①②

(2)在实验装置中,烧瓶B的作用是
产生水蒸气;
产生水蒸气;

(3)实验时试管A中加入的固体是
普通铁粉;
普通铁粉;
,导管D处可收集到的气体是
H2
H2

(4)实验时长颈漏斗E中应加入的试剂是
稀盐酸
稀盐酸
;在U型管G中常加入固体氢氧化钠,其作用是①
除去氢气中的HCl气体.
除去氢气中的HCl气体.
除去氢气中的水蒸气
除去氢气中的水蒸气

(5)实验过程中,两套装置里需要加热的仪器有
A
A
B
B
和仪器H.
(6)为安全起见,在试管H中反应发生前,在I出口处必须先
验纯,
验纯,
;试管H中反应发生后,在导管I出口处应
点燃尾气
点燃尾气
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人教版新课标化学教材九年级上册 “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(Fe2O3)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中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、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。
 
 
(1)在第Ⅲ步中,要使剩余物分离必须进行的操作是            ,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和          ,玻璃棒的作用是       
(2)在第Ⅳ步实验中,可以用点滴板(如右图所示)代替试管C、D完成,
改进后的优点是                                            
【实验结论】
(1)实验Ⅱ和Ⅲ分别可以证明: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;
(2)写出实验Ⅰ的A试管中发生反应的的符号表达式                        
【实验评价】
实验设计Ⅳ的目的是                                        
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 
【知识拓展】
(1)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. 催化剂只加快化学反应速率  
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C. MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
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) 马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。
①茄碱的相对分子质量为          
②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为         
③茄碱中氧元素的质量分数为       (计算结果保留一位小数);
④433.5g茄碱中含有     g碳元素。

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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(Fe2O3)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中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、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。

 
(1)在第Ⅲ步中,要使剩余物分离必须进行的操作是            ,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和          ,玻璃棒的作用是       
(2)在第Ⅳ步实验中,可以用点滴板(如右图所示)代替试管C、D完成,
改进后的优点是                                            
【实验结论】
(1)实验Ⅱ和Ⅲ分别可以证明: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;
(2)写出实验Ⅰ的A试管中发生反应的的符号表达式                        
【实验评价】
实验设计Ⅳ的目的是                                        
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 
【知识拓展】
(1)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. 催化剂只加快化学反应速率  
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C. MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
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) 马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。
①茄碱的相对分子质量为          
②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为         
③茄碱中氧元素的质量分数为       (计算结果保留一位小数);
④433.5g茄碱中含有     g碳元素。

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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(Fe2O3)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中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、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。                                                                                                                      

 

(1)在第Ⅲ步中,要使剩余物分离必须进行的操作是             ,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和           ,玻璃棒的作用是       

(2)在第Ⅳ步实验中,可以用点滴板(如右图所示)代替试管C、D完成,

改进后的优点是                                             

【实验结论】

(1)实验Ⅱ和Ⅲ分别可以证明: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;

(2)写出实验Ⅰ的A试管中发生反应的的符号表达式                        

【实验评价】

实验设计Ⅳ的目的是                                         

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 

【知识拓展】

(1)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. 催化剂只加快化学反应速率  

B.同一个化学反应可以有多种催化剂

C. MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂

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) 马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。

①茄碱的相对分子质量为          

②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为         

③茄碱中氧元素的质量分数为        (计算结果保留一位小数);

④433.5g茄碱中含有      g碳元素。

 

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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?
【实验研究】
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(Fe2O3)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中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、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.  
(1)在第III步中,要使剩余物分离必须进行的操作是
 
,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和
 
,玻璃棒的作用是
 

(2)在第 IV步实验中,可以用点滴板(如图所示)代替试管C、D完成,改进后的优点是
 

【实验结论】
(1)实验 II和 III分别可以证明: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;
(2)写出实验I的A试管中发生反应的符号表达式
 

【实验评论】
(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
 

【知识拓展】
(1)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.催化剂只加快化学反应速率
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
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)马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒.
①茄碱的相对分子质量为
 

②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为
 

③茄碱中氧元素的质量分数为
 
(计算结果保留一位小数);
④433.5g茄碱中含有
 
g碳元素.
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