6.学校化学兴趣小组知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,再想探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。
(1)[问题]Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
(2)[猜想]Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
(3)[实验验证]
|
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
实验一 |
|
木条不复燃 |
常温下过氧化氢溶液不分解 |
实验二 |
在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3,然后将带火星的木条伸入试管中 |
木条复燃 |
|
(4)[结论]Al2O3能加快过氧化氢的分解速率,故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
(5)[讨论与反思]经过讨论,有的同学认为只有上述两个证据,不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂,还要补充一个探究实验:
实验三:[实验目的]探究
[实验步骤]①准确称量Al2O3(少量)的质量;②完成实验二;③待反应结束,将实验二试管里的物质进行过滤,洗涤, ,称量;④对比反应前后Al2O3的质量。
[讨论]如果Al2O3在反应前后质量不变,则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。
(6)但小华认为,要证明猜想,上述三个实验还不足够,还需要再增加一个探究实验:探究 。
单元检测题
1.根据下表中列出的几种常见的气体和空气的性质,可知其中既能用排水法又能用向下排空气法收集的是 ( )
项目 |
空气 |
A(甲烷) |
B(二氧化硫) |
C (氨气) |
D (氯化氢) |
0℃、101kPa时的密度(g/L) |
1.29 |
0.72 |
2.86 |
0.77 |
1.63 |
20℃、101kPa时1体积水中溶解气体的体积 |
/ |
0.033 |
40 |
680 |
500 |
3.对实验室制氧气和工业制氧气不同的考查。如例4
[典例精析]
例1:(重庆市中考)实验室中,常采用分解过氧化氢溶液(二氧化锰作催化剂)或加热高锰酸钾的方法制取氧气。
(1)写出用上述两种方法分别制取氧气的化学方程式:
,
(2)用图中方法收集氧气时,检验集气瓶中氧气是否收集满的方法是( )
A.把点燃的木条伸入瓶内 B.把带火星的木条伸入瓶内
C.把带火星的木条放在瓶口
(3)如果锥型瓶中的反应剧烈,应该采取的安全措施是 (填编号)①减慢液体滴加的速度 ②换用体积较小的锥型瓶 ③加热锥型瓶
解析:此题的设计意图是考查大家对氧气的制取方法、氧气的检验和验满方法、以及对实验进行综合评价能力的掌握情况。初中阶段重点介绍了两种制取氧气的方法:①在常温下用过氧化氢分解制取氧气,②在加热条件下用高锰酸钾分解制取氧气。课程要求大家要掌握这两种制取氧气的方法、特点、注意事项,以及氧气的检验和验满方法。在进行实验评价时,要综合考虑原料成本、操作是否简单、是否安全、是否消耗能源、是否污染环境等。
答案:(1)
(2)C (3)①
例2:下列气体中,既能用排水法,又能用向上排空气法收集的气体是( )
|
A.氧气 |
B.氢气 |
C.二氧化碳 |
D.甲烷 |
标准状况下密度(g/L) |
1.429 |
0.089 |
1.978 |
0.714 |
在水中的溶解性 |
不易溶于水 |
难溶于水 |
能溶于水 |
难溶于水 |
(在标准状况下,空气的密度是1.293g/L)。
解析:气体的收集方法主要由该气体的物理性质决定。难溶于水或不易溶于水的气体,可以用排水法收集;在相同条件下,密度比空气大的气体,可用瓶口向上排气法收集;密度比空气小的气体,可用瓶口向下排气法收集。上述气体中,既能用排水法,又能用瓶口向上排气法收集的气体是氧气。
答案:选A。
例3:某同学想探究二氧化锰在过氧化氢分解中作催化剂,设计了以下探究实验,请你完成实验报告和实验分析:
(1)实验报告:
实验步骤 |
用带火星的木条检验时的现象 |
结论 |
向试管1中倒入5ml5%的过氧化氢溶液 |
不复燃 |
无氧气放出 |
给试管1稍微加热 |
① |
② |
向试管2中倒入5ml5%的过氧化氢溶液和一匙二氧化锰 |
③ |
④ |
待试管2中无气泡冒出时再倒入5ml5%的过氧化氢溶液 |
⑤ |
⑥ |
再向试管2中加入一匙二氧化锰 |
⑦ |
⑧ |
(2)实验分析:
①比较步骤1和步骤2可得出结论:过氧化氢溶液不加热无氧气放出,稍加热有氧气放出。
②比较步骤1和步骤3可得出结论: 。
③比较步骤4和步骤5可得出结论: 。
(3)该同学觉得该实验还不完美,他还想证明MnO2在反应前后质量不变,你认为他该增加什么实验?
解析:根据控制变量的方法,设计一系列对比实验,得出过氧化氢在稍微加热和加入催化剂的条件下,放出氧气的结论。思考该题时,一定要找好对比实验并比照思考,即可得出答案。
答案:(1)①复燃 ②有氧气放出 ③复燃 ④有氧气放出 ⑤复燃 ⑥有氧气放出 ⑦不复燃 ⑧无氧气放出
(2)②常温下观察不到过氧化氢溶液的分解,但在MnO2的催化作用下,能明显观察到过氧化氢分解生成O2。③MnO2可反复使过氧化氢分解出氧气,说明在化学反应中的MnO2性质不变,而且MnO2本身不放出氧气。
(3)反应前称量MnO2的质量,反应后,过滤出MnO2再称量。
例4:工业上大量制取氧气与实验室制取氧气在原理上有什么本质区别?
解析:工业大量制取氧气是采用分离液态空气的方法,利用液氮与液氧的沸点不同,采取低温蒸发,氮气先蒸发出来,剩下的主要是液态氧。在整个的分离过程中,没有新物质生成,只是混合物的简单分离,因此属于物理变化。而实验室制氧气,是利用过氧化氢分解的方法,过氧化氢在催化剂的条件下生成水和氧气,生成了新物质,所以属于化学变化。
答案:工业上制氧气的过程没有新物质生成属于物理变化,而实验室制氧气时有新物质生成,所以属于化学变化。
[常见误区]