题目内容
小丽同学在一次课外实验时,将过氧化氢(H2O2)溶液与氧化铁(Fe2O3)粉末混合,发现有大量气泡产生.她联想到二氧化锰(MnO2)可作为H2O2分解的催化剂,那么,Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂呢?请你一起参与探究,并填写下列空白.
【猜想】Fe2O3能否作为H2O2分解的催化剂.
【实验验证】小丽同学一次设计了三个实验
实验一 取一定量的H2O2溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,伸入带火星的木条,观察到木条没有复燃,说明H2O2溶液常温下分解缓慢.
实验二 在实验一的试管中加入wg Fe2O3粉末,有大量气泡产生,然后伸入带火星的木条,观察到木条复燃,说明 .
实验三 待反应结束后,将试管里的不溶物滤出,并洗涤、干燥、称量,固体质量仍为wg,说明 .
【实验结论】小丽同学认为,Fe2O3粉末可以作为H2O2分解的催化剂.
【反思评价】小江同学认为要证明小丽同学的结论正确,仅做这三个实验还不充分,需要补充一个探究实验,探究 .(不必写出具体的实验操作步骤)
【拓展】下表是同学们探究影响H2O2分解因素时所记录的部分数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需时间
| 浓度 时间/min 催化剂 | 30% H2O2 溶液 | 15% H2O2 溶液 | 5% H2O2 溶液 |
| 加入wg MnO2 | 0.2 | 0.8 | 2.0 |
| 加入wg Fe2O3 | 7.0 | 9.0 | 16.0 |
通过对表格中的数据进行分析,你能得出的结论是 .
【延伸】小明同学看到Fe2O3也能做H2O2分解的催化剂,还联想到一种蓝色的CuSO4溶液也能做H2O2分解的催化剂,请你继续解决以下问题:
(1)请写出过氧化氢和硫酸铜溶液混合制氧气的文字或者符号表达式 ;
(2)CuSO4的相对分子质量 ,其中硫元素和氧元素的质量比 .
(3)80g CuSO4与多少克MnO2含有相等质量的氧元素?(写出计算过程,结果保留一位小数)
| 催化剂的特点与催化作用;相对分子质量的概念及其计算;元素质量比的计算;化合物中某元素的质量计算;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: | 【实验验证】根据催化剂的特点去分析该题,催化剂的特点:催化剂只改变反应速率,但本身的质量和化学性质不变进行解答; 【拓展】根据对比实验数据可知相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好(或相同条件下,H2O2浓度越大,反应越快)进行解答; 【延伸】(1)首先根据反应原理找出反应物、生成物、反应条件,根据化学方程式的书写方法、步骤进行书写; (2)根据CuSO4可知硫酸铜的相对分子质量进行解答; (3)根据氧元素的质量分数可以求出氧化铁的质量即可. |
| 解答: | 解:【实验验证】实验二:把带火星的小木条深入试管中,小木条复燃,证明试管中有氧气生成.说明了Fe2O3能加快H2O2的分解速率 实验三:洗涤、干燥、称量,固体质量仍为wg,说明反应前后Fe2O3的质量保持不变; 【反思评价】实验二已证明Fe2O3能加快H2O2的分解速率,实验三证明反应前后Fe2O3的质量保持不变, 根据催化剂的特点,要想证明Fe2O3是该反应的催化剂,还需证明Fe2O3的化学性质没有改变. 【拓展】分析表格数据可知:当双氧水浓度相同时,向其中加入等质量的二氧化锰和三氧化二铁,发现生成等量的氧气所需要的时间是不同的,加二氧化锰的双氧水产生氧气的速率快, 说明了相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好(或其他条件相同的情况下,H2O2浓度越大,产生氧气的速率越快. 【延伸】(1)过氧化氢在硫酸铜的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O2 (2)根据CuSO4可知硫酸铜的相对分子质量=64+32+16×4=160;根据化合物中各元素质量比=各元素的相对原子质量×原子个数之比,其中硫元素和氧元素的质量比:32:(16×4)=1:2. (3)设与80gCuSO4含有相等质量的氧元素的MnO2的质量为x. 80g× x=87g 答:80gCuSO4与87gMnO2含有相等质量的氧元素. 故答案为:实验二 Fe2O3能加快H2O2的分解速率;实验三 Fe2O3的质量在化学反应前后没有发生改变. 【反思评价】Fe2O3的化学性质在反应前后不变; 【拓展】相同条件下,MnO2的催化效果比Fe2O3好(或相同条件下,H2O2浓度越大,反应越快); 【延伸】(1)2H2O2 (2)160; (3)80gCuSO4与87gMnO2含有相等质量的氧元素. |
| 点评: | 此题属于实验探究题,作此题时要理清思路,不要漏掉实验步骤. |
实验是科学探究的重要手段,在实验室应正确、安全地进行实验操作.下列操作不正确的是( )
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| A. | 做铁丝燃烧的实验时,集气瓶中先预留少量的水,后将加热至红热的铁丝伸入瓶中 |
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| B. | 点燃可燃性气体时,先检验气体纯度,后点燃 |
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| C. | 给试管中的固体物质加热时,先预热,后对着固体所在部位集中加热 |
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| D. | 用高锰酸钾制取氧气结束,先熄灭酒精灯,后将导管移出水槽 |
某同学梳理并归纳了以下知识点:
①质子数相同的两种粒子一定属于同种元素;
②过氧化氢是由氢分子和氧分子构成;
③化学反应前后,元素种类一定不变;
④最外层电子数为8的粒子不一定是稀有气体的原子;
⑤无论是吸入的空气还是呼出的气体中含量最多的气体都是氮气;
⑥纯净物一定是由同种分子构成的.
其中正确的是( )
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| A. | ①②④ | B. | ③④⑤ | C. | ①③⑥ | D. | ②⑤⑥ |
下列实验基本操作正确的是( )
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| A. |
点燃酒精灯 | B. |
检查装置气密性 | C. |
取用块状固体 | D. |
读取体积 |
下列变化属于化学变化的是( )
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| A. | 酒精挥发 | B. | 木材燃烧 | C. | 铁丝弯曲 | D. | 灯泡发光 |