题目内容

5．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
实验一取过氧化氢溶液
，然后将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中		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Al2O3
能加快过氧化氢的分解速率
（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．
反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑
（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Al2O3在反应前后质量是否改变
【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，烘干，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Al2O3的化学性质在反应前后是否改变．

分析 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．要探究一种物质能否作为化学反应的催化剂，一般要注意从三个方面入手进行：一是探究加入该物质能否改变化学反应速率；二是探究反应前后该物质的质量是否改变；三是探究化学反应前后该物质的化学性质是否改变．

解答 解：通过实验一探究Al2O3对过氧化氢分解速率的影响．实验1的步骤是：取过氧化氢溶液，然后将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中，带火星的木条不复燃，可见常温下过氧化氢分解速率很慢．
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，带火星的木条复燃，可见，Al2O3能加快过氧化氢的分解速率．但不能说Al2O3就是过氧化氢的催化剂
（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．反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
实验三：通过实验前后两次称量，可知实验三是探究Al2O3在反应前后质量是否改变．将实验二反应后的物质进行过滤可得到Al2O3，必须经过洗涤、烘干后才称量，减少实验数据的误差．
最后，还必须在增加一个实验：探究Al2O3的化学性质在反应后是否改变．只有Al2O3具备既能改变化学反应速率，其质量和化学性质在反应前后又保持不变，才能作为过氧化氢分解的催化剂．
故答案为：【实验验证】（3）取过氧化氢溶液，然后将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中；Al2O3能加快过氧化氢的分解速率；
（4）2H2O2$\frac{\underline{\;Al_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H2O+O2↑；
实验三：
（5）Al2O3在反应前后质量是否改变； 烘干；
（6）Al2O3的化学性质在反应前后是否改变．

点评 此题探究Al2O3是不是过氧化氢分解反应的催化剂．中考有关催化剂的考查主要集中在催化剂的作用和探究某物质是不是过氧化氢或氯酸钾分解反应的催化剂．催化剂的特点可以概括为“一变二不变”，一变是能够改变化学反应速率，二不变是指质量和化学性质在化学反应前后保持不变．要探究一种物质能否作为化学反应的催化剂，必须同时具备上述特点．

练习册系列答案
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15．我校化学兴趣小组的同学在进行课外调查时得知：制作糕点常用Na2CO3或NaHCO3作膨松剂，于是，同学们对Na2CO3和NaHCO3的性质进行了一系列探究．
【查阅资料】
（1）溶解度比较：
溶解度10℃20℃30℃40℃
Na2CO312.5g21.5g39.7g49.0g
NaHCO38.1g9.6g11.1g12.7g
（2）已知碳酸氢钠在270℃左右就能分解为碳酸钠、水和二氧化碳，而碳酸钠受热不分解．
（3）常温下，浓度相同的Na2CO3溶液比NaHCO3溶液的碱性强．
【探究一】NaHCO3和Na2CO3性质差异的探究．
①验证水溶液的酸碱性的差异：分别测两种物质等浓度溶液的pH，测定结果：NaHCO3溶液的pH＜（填“＞”或“＜”）Na2CO3溶液．
②利用溶解度的差异鉴别NaHCO3和Na2CO3：小方同学分别取xg两种固体粉末加入20℃10g水中充分溶解，通过观察现象区分出碳酸钠和碳酸氢钠，x可能是A．（填序号）
A．2　　　　B．0.96　　　　C．0.5　　　　D．3
【探究二】测定某NaHCO3和Na2CO3混合物中NaHCO3的质量分数利用图①装置进行实验，装置B中放有样品（整套装置气密性良好，各装置中气体吸收剂足量）．

【实验步骤】
（1）检查装置的气密性；（2）称取样品10g，加到装置B中；（3）称量装置B、C、D的质量（含药品）；（4）连接装置；（5）加热；（6）停止加热继续通入空气；（7）再次称量装置B、C、D的质量（含药品）．
【数据记录】
装置B装置C装置D
实验前物质的质量/g180.0200.0122.2
实验后物质的质量/g176.9201.5124.8
【问题回答】
①写出碳酸氢钠受热分解的化学方程式：2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑，B装置中盛样品的仪器名称是玻璃管．
②图1装置C的作用是吸收水蒸气，装置C中一个明显的错误是右侧导管伸入液面以下．
③实验过程中必须向装置内通入空气，装置A中发生反应的化学方程式为2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O．若没有装置A，造成测定结果偏大（填“偏大”“不变”或“偏小”）
【讨论分析】
（1）小红同学认为，表格中三组数据都可以计算该样品中NaHCO3的质量分数，但小张认为不能用C装置的质量变化来计算，其理由是装置A中逸出的水蒸气会进入装置C中；改进方法：在装置A、B之间增加一个浓硫酸的干燥装置．
（2）小王又认为用装置D的质量差会偏大而影响计算，应增加一个操作：连接D装置前，缓缓鼓入空气，目的是排尽装置内的二氧化碳气体．
（3）小陈经过认真思考，认为D中的气流会带出水蒸气，用装置D的质量差会偏小而影响计算，在D装置的右边需要再接上一个装置．他认为可以用图②两个中的一个，可老师认为最好选用其中的乙（填“甲”或“乙”）装置，其理由是碱石灰不仅能吸收D装置逸出的水蒸气，也能吸收D装置可能逸出的二氧化碳气体，与C装置整体计算，结果更准确（不考虑右侧空气的影响）．
16．物质的鉴别方案错误的是（　　）
A．食盐水和稀醋酸：闻气味B．氯化钠和无水硫酸铜：加水
C．空气和二氧化碳：燃着的木条D．氧气和氮气：观察颜色
13．C2H5OH学名乙醇，俗名酒精，其中碳、氢、氧三种元素的原子个数比2：6：1． 碳、氢、氧三种元素的质量比12：3：8．6.9克C2H5OH中含有3.6克碳元素．
20．水是生活中不可或缺的一种物质，请你应用化学知识回答下列问题：
（1）用带火星的木条检验试管2中的气体，观察到木条复燃，该气体是氧气．该实验证明水是由元素和氧元素组成的．
（2）含有较多钙离子和镁离子的水称为硬水．硬水与软水可以用肥皂水进行鉴别．
（3）为了除去“悬浮物质”中的泥沙、黏土等不溶于水的固体，可采用过滤的方法，其中玻璃棒所起的作用是引流．
（4）在现代生活中，不少的家庭装有净水器．净水器中装有活性炭，其作用是吸附．
10．甲和乙两种固体物质的溶解度曲线如图所示，回答下列问题：
（1）在20℃时，甲和乙两种物质的溶解度相等．
（2）将t1℃时等质量的甲和乙两种物质的饱和溶液分别降温到0℃，析出固体质量较少的是乙（填“甲”或“乙”）．
（3）t2℃时，将60g甲物质放入100g 水中，充分搅拌，所得溶液的溶质质量分数w（甲）与同温下乙物质的饱和溶液的溶质质量分数w（乙）大小关系为B（填字母）．
A． w（甲）＜w（乙）    B．w（甲）＞w（乙）    C．w（甲）=w（乙）     D．无法确定．
17．达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉．天然气的主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
提出问题：甲烷燃烧后生成哪些物质？
查阅资料：含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝．
猜想与假设：甲 CO2 H2O；   乙 CO  H2O；  丙 NH3CO2 H2O；  丁 CO2 CO  H2O．
你认为丙同学的猜想是错误的，理由是化学反应前后元素的种类不变．
实验探究：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”）否．
（2）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断丁同学猜想成立．
（3）请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2．
反思与交流：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是有充足的氧气．D装置后添加一大气球的原因是：因为一氧化碳有毒，所以要收集处理尾气．
14．下列物质当中溶解时吸热的是（　　）
A．H2SO4B．NaClC．NH4NO3D．NaOH
15．如图是木炭在氧气里燃烧的实验操作图，试回答下列问题：

（1）指出图中a、b仪器的名称：a酒精灯  b烧杯；
（2）C图中，木炭在氧气中燃烧时发生的现象是发出白光、放出大量的热，燃烧停止后，取出坩埚钳，往集气瓶里加少量澄清石灰水，振荡．产生的现象是澄清石灰水变浑浊；
（3）B图中，用坩埚钳夹取一小块木炭在酒精灯上加热的目的是预热，提高木炭的温度；
（4）C图中盛装的氧气瓶口盖上玻璃片的目的是防止氧气溢出．写出C中所发生化学反应的符号表达式：C+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2，其基本反应类型为化合反应；
（5）比较木炭分别在空气中和在氧气中燃烧的现象不同，说明了燃烧的现象与氧气的浓度有关．

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