题目内容

6．科学兴趣小组学习了二氧化锰（MnO2）催化分解过氧化氢的实验后，进行如下实验．
（一）选择装置并检查气密性．
（二）称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中．
（三）量取50毫升溶质质量分数约1%的过氧化氢溶液加入容器中，记录一定时间内收集到的气体体积．
（四）改变二氧化锰的质量，重复上述实验，记录数据如表．
时间/秒生成氧气的体积/毫升
0.1克MnO20.2克MnO20.3克MnO20.4克MnO2
4049617586
8077879092
12089929292
16092929292
（1）本实验探究的问题是二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响．
（2）实验中除了量筒外，还需要用到的测量仪器有天平、或秒表．
（3）为完成本实验，应选择如图气体发生和收集装置中的组合是BC．做完“铁在氧气里燃烧”实验后，小冬同学有两个疑惑不解的问题，于是她进行了以下探究活动，请你一同参与．
[问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢？
[查阅资料1]自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4（黑色）和Fe2O3（红棕色）两种（FeO极易被氧化为Fe2O3）；铁的氧化物均能溶于酸的溶液不产生气体，而铁能溶于酸的溶液但会放出气体．
[实验探究]：将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入盐酸中，观察到的现象是冒气泡（或生成红色固体），说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁．
[问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢？
[查阅资料2]：（1）Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表：
Fe3O4Fe2O3铁
分解温度/℃15381400-
熔点/℃--1535
（1）Fe2O3高温时分解成Fe3O4．
[理论探讨]：根据实验现象，并结合表中数据，可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在l535℃～l538℃之间，在此温度范围内Fe2O3已分解，所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4．
[拓展延伸]：有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末，若粉末的颜色由黑色变成红棕色，就说明包装盒破损进气，这样售货员就能及时发现并处理．写出该反应的化学方程式FeO+O2=Fe2O3．

分析 （1）根据（二）、（三）所用物质和（四）中提供的数据进行推测；
（2）根据实验中要称取二氧化锰，并要计时分析所需测量仪器；
（3）根据过氧化氢溶液和二氧化锰反应是固体和液体的不加热反应选择发生装置；根据氧气的密度和溶水性选择收集装置．
首先根据铁能与稀盐酸反应生成气体，也能与硫酸铜反应，置换出红色的铜，来鉴别黑色物质中是否含有铁；再根据实验条件，控制温度，以制取Fe3O4；最后，在集气瓶底部放少量的水或沙子，就能防止热的固体溅落炸裂集气瓶；已知反应物和生成物，写出反应方程式即可；如果包装盒破损进气，空气中的氧气就把氧化亚铁氧化，黑色就变成红棕色氧化铁，过氧化氢溶液和二氧化锰混合生成水和氧气进行解答．

解答 解：（1）从题干中提供的信息可知，所用过氧化氢溶液的量和质量分数都是相同的，只是三次加入的二氧化锰的量不同，并且记录了在不同量二氧化锰的条件下，不同时间生成的氧气的量．可见此实验探究达到问题是：二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响．
（2）实验中要称取二氧化锰，所以要用到天平；并要计时，所以用秒表．
（3）过氧化氢溶液和二氧化锰反应是固体和液体的不加热反应，可用装置B完成；氧气密度大于空气密度，并且不易溶于水，所以可用向上排空气法和排水法收集，要记录一定时间内收集到的气体体积，所以用C合适．
【实验探究】：要想证明，铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁，可以将冷却后的黑色物质碾碎，装入试管，加入稀盐酸或硫酸铜等溶液，如果出现冒气泡、生成红色固体等现象，就证明黑色物质中还含有铁．
【理论探讨】：根据Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点，首先铁需要在融化状态下反应，所以应该是高于1535℃，其次是要防止四氧化三铁分解，所以温度应该是低于1538℃，所以应该控制温度在l535℃～l538℃，这时Fe2O3的分解温度低，已经分解了，铁在氧气里燃烧的产生是只有Fe3O4．
【拓展延伸】：（1）在集气瓶底部放少量的水或沙子，就能防止热的固体溅落炸裂集气瓶；
（2）已知反应物和生成物，写出反应方程式即可：氧化铁四氧化三铁+氧气；
（3）如果包装盒破损进气，空气中的氧气就把氧化亚铁氧化，黑色就变成红棕色氧化铁；该反应的化学方程式为：FeO+O2=Fe2O3
故答案为：（1）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响．
（2）天平、或秒表．
（3）BC．
[实验探究]：冒气泡（或生成红色固体）；
【理论探讨】l535℃～l538℃；FeO+O2=Fe2O3．

点评 催化剂是一种物质，在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在反应前后都没有发生变化的物质叫做催化剂，又叫触媒．

练习册系列答案
相关题目
2．为了测定某纯碱样品中纯碱的含量（杂质为氯化钠和碳酸氢钠），化学兴趣小组迸行了如图所示实验：
（1）写出实验中发生复分解反应的化学方程式CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl；
（2）根据已知条件列出求解碳酸氢钠质量的比例式$\frac{168}{x}$=$\frac{44}{0.44g}$；
（3）实验中加入氯化钙溶液的溶质的质量分数为11.1%；
（4）纯碱样品中纯碱的质量分数为74.2%；
（5）实验最终所得的溶液中溶质的质量分数为7.1%；
（6）如图溶质的质量分数为33.3%的氯化钙溶液配制实验所需的氯化钙溶液，则所需的33.3%氯化钙溶液的质量和加入水的质量比为1：2．
17．钢铁是人类生产和生活中非常重要的材料，但每年因锈蚀而损失的数量是巨大的，造成钢铁锈蚀的原因是与水和氧气并存．不同的钢铁制品防锈的措施不同，为了避免菜刀生锈可以采取的方法有洗净擦干（只答一条即可）．
14．某科学兴趣小组按以下步骤探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度．
（1）猜想或假设：①pH＜7；②pH＞7；③pH＞7．
（2）设计和实验：
要测定该溶液的酸碱度，除了要有正确的操作步骤外，其中能采用下列物质中的②③（填序号）来进行实验．
①pH试纸　　    ②紫色石蕊试液       ③酚酞试液
组内同学进行了如下实验：
甲同学：取pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7；
乙同学：取pH试纸放在玻璃片上，先用蒸馏水将PH试纸湿润，然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7；
丙同学：将PH试纸直接浸入氯化钠溶液中，把试纸显示的颜色与标准比色卡比较，测得pH=7．
在这三位同学中，操作规范的是甲，乙同学操作错误的原因是乙用蒸馏水润湿pH试纸了，丙把pH试纸浸入溶液了．
（3）结论和分析：丙同学得出“凡是盐溶液的PH值都等于7”的结论，你认为该结论是否正确？不正确（填“正确”或“不正确”），请再举一例证明你的判断：中性的例如氯化钠、酸性的例如硫酸铵、碱性的例如碳酸钠．
1．（1）实验现象：与电源正极相连的一端产生气体体积少，与负极相连的一端产生气体是氢气，负、正极产生的气体体积比约为2：1
（2）气体检验：用带火星的木条检验乙管中的气体，发现木条复燃，说明是氧气．用燃着的木条检验甲管中的气体，能燃烧，火焰呈蓝色，是氢气．
11．工业盐酸因含有Fe3+而带黄色，若某工业盐酸中H+与Cl-的个数比为9l：94，则Fe3+与Cl的个数比为1：94．
18．小明把过量锌粒加入有盐酸的试管中，发现随着反应的进行，产生气体的速度逐渐加快，一段时间后逐渐减慢，最后停止产生气体．在反应过程中，溶液的温度也先随之升高，最后下降到室温．于是，小明设计实验来探究“一定质量的某种金属和同体积盐酸反应快慢的影响因素”．测得实验数据如下：
某金属与同体积盐酸溶液反应实验数据表
盐酸溶液浓度反应开始时酸
溶液的温度		反应开始到2分钟产生的气体体积反应结束共产生气体体积
5%20℃10mL60mL
10%20℃19mL118mL
15%20℃28mL175mL
5%35℃28mL60mL
10%35℃72mL118mL
15%35℃103mL175mL
（1）分析实验数据得出：一定质量的某种金属和同体积盐酸反应，影响金属和酸反应快慢的主要因素有盐酸溶液浓度、反应时溶液的温度．
（2）可以通过比较反应开始到2分钟产生的气体体积实验数据来确定金属和酸反应的快慢．
（3）过量锌粒加入盐酸中，反应开始的一段时间，反应速率逐渐加快，其主要影响因素是：温度；当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢，其主要影响因素是：浓度．
15．现有如图1的仪器或装置，请回答下列问题：

（1）仪器①的名称是铁架台；要用图1仪器组装成制气装置：用KMnO4加热分解制O2应选用BD（填字母）；化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．有同学发现，不慎将高锰酸钾粘到手上，会留下一时洗不掉的褐色斑痕．老师说这是高锰酸钾氧化作用对皮肤的腐蚀所致．针对这个案例，在实验前你想提醒同学们注意的是不要用手直接接触药品．
（2）若用F装置进行CO还原CuO的实验，要检验反应后的气体中含有CO2，仪器②中应装的试剂名称为澄清的石灰水，c尾气的处理方法是在装置末端点燃一盏酒精灯（或管口套上气球收集后处理）．
（3）检验F装置气密性的操作和现象是先将②中的试管加少量水液封导管，在a处连接一注射器，向F装置中鼓气，若导管口有气泡冒出，则气密性良好（合理答案均可）．
（4）若用图2装置收集H2，请把集气瓶中导管补充完整．（图中“→”表示气体流向）．
16．实验小组的四位同学在探究碱的性质时发现氢氧化钠、氢氧化钙等可溶性碱都能使酚酞试液变红．他们想进一步探究：不溶性的氢氧化镁是否也能使酚酞试液变红．为此，他们将适量的氢氧化镁加入到盛有热水的烧杯中搅拌，然后向浑浊的液体中滴加酚酞试液，发现酚酞试液变红，可是过一会儿红色又消失了．四位同学依据所学的化学知识，分别对上述酚酞试液变红、红色又消失的原因作了如下猜想：
小明：可能是个偶然现象．
小东：可能是浑浊液体中的固体氢氧化镁使酚酞试液变红，氢氧化镁沉降后溶液就变无色了．
小花：可能是酚酞试液与空气中的氧气反应，使红色消失；也可能是氢氧化镁溶液与空气中的二氧化碳反应的缘故．
小红：可能是在热水中氢氧化镁的溶解度大，溶液中OH-离子较多，使酚酞试液变红；过一会儿温度降低，氢氧化镁的溶解度减小，溶液中OH-离子变少，酚酞试液又变无色．
（1）对小明猜想“是个偶然现象”，四位同学都认为可以用科学探究的一般方法排除偶然现象．他们的方法是：做重复实验．
（2）小花认为小东的猜想不正确，她从碱使酚酞试液变色的原因上给予了否定，小花的理由是固体氢氧化镁中没有自由移动的OH一离子，不能使酚酞试液变红．
（3）四位同学讨论后认为要验证小花的猜想，还需做如下实验，你知道其实验的目的吗？
实验步骤设计目的
将氢氧化镁加入到热水中搅拌，滴入酚酞试液，并在上方滴一些植物油．①隔绝空气证明红色消失与氧气和二氧化碳无关
 
（4）对小红的猜想，实验小组的同学设计了多种实验方案进行证明．请你写出其中一种．
实验方法可能观察到的现象相应结果或结论
①取两支试管，分别加入相同质量的氢氧化镁和相同质量的热水振荡，各滴加数滴酚酞试液．一支保持温度不变，另一支自然冷却．②
保持温度不变的红色不消失（或消失），自然冷却的红色消失． 		③红色消失与氢氧化镁的溶解度随温度降低而减小有关（或无关）．

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