题目内容

“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。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,催化效果如何?
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)由实验Ⅰ你可以得出的结论是                                                 ;
(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)写出氧化铁催化过氧化氢分解的符号表达式                                    ;
【实验评价】
(4)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                                                    。
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外,还有其它因素吗?以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号
H2O2溶
液浓度%
H2O2溶液体积/mL
温度℃
MnO2的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需
的时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
 0
2
49.21
④
30
5
55
 0
2
10.76
 
(5)通过实验①和②对比可知,化学反应速率还与         有关;从实验        和       对比可知,化学反应速率与温度的关系是:                                 ;
(6)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是:                         。
(1)氧化铁能加快过氧化氢分解的反应速率
(2)化学性质 质量
(3)H2O2 H2O + O2
(4)二氧化锰催化效果比氧化铁好
(5)反应物浓度(或浓度)③和④温度越高,化学反应速率越快
(6)反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多,粒子间碰撞的概率越大,化学反应速率越快

试题分析:(1)通过对比实验,说明氧化铁确实改变了过氧化氢分解的速率。
(2)实验Ⅱ说明氧化铁仍能对过氧化氢的分解起加快作用,说明其化学性质没有发生改变。实验Ⅲ通过两次称量,说明其质量在反应前后并没有发生改变。
(3)这个反应和二氧化锰作催化剂时的反应一样,只需将催化剂由二氧化锰转换成氧化铁即可。反应的化符号表达式为:H2O2H2O + O2
(4)由于D试管中用的是二氧化锰,若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,可以得到的结论是二氧化锰催化效果比氧化铁好。
(5)实验①和②中唯一的不同是过氧化氢溶液的浓度,所以我们可以得出反应速率还与反应物的浓度有关。要得出化学反应速率与温度的关系,只需找到温度不同而其他条件完全相同的两个实验作对比,观察表格,容易发现实验③和④符合我们的要求,且它们之间的关系是:温度越高,化学反应速率越快。
(6)根据题目信息“化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果”,不难理解得出:反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多,粒子间碰撞的概率越大,化学反应速率越快。
练习册系列答案
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请你根据提供的实验装置和药品,参与实验室气体制备的探究。

A              B        C            D       E            F  
【提供药品】高锰酸钾、稀盐酸、大理石 
【熟悉仪器】请填写标号仪器的名称:①_________,②________。
【比较研究】根据所提供的药品,填写下表。
气体
反应物状态
反应条件
收集方法和依据
二氧化碳
固体和液体
常温
向上排空气法
CO2密度比空气大
氧气
固体
加热
排水法
①______________
②_____________
O2密度比空气略大
 
【实践研究】(1)用加热高锰酸钾的方法制取氧气,应选用发生装置A,写出该反应的文字表达式__________________________。
(2)下列是某同学用加热高锰酸钾制取氧气,并用排水法收集的部分实验操作,其中不合理的是___。
A.先检查装置的气密性,后加药品 
B.先将导管伸入集气瓶,后加热试管
C.实验结束先将导管移出水面,后熄灭酒精灯 
(3)实验室制取可用___装置组合(填字母编号)可制取二氧化碳,写出实验室制取二氧化碳的文字表达式____________________________________。
【反思小结】实验室制取气体的发生装置和收集装置的选择依据:
发生装置的选择依据——_________和_________。
收集装置的选择依据——气体的______、气体在水中的______,该气体能否与空气或水反应。【拓展应用】实验室用锌粒和稀硫酸反应制取氢气,应选用的发生装置是B或C, C与B相比较,其优点是_______________________;氢气是密度最小的气体,难溶于水,可选用的收集装置为___(填字母编号)。

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