题目内容

为进一步研究高锰酸钾的分解产物,某兴趣小组同学查阅资料,并取一定质量的高锰酸钾加热使之完全分解,然后分别进行了以下三个实验。
【实验内容】:

编号
 
实验内容
 
实验现象
 
实验结论
 
1
 
取反应后固体剩余物0.2g加入5mL 6%的H2O2溶液中
 
剧烈反应,放出大量热量,产生大量气体
 
固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用
 
2
 
取0.2gMnO2加入5mL  a   (H2O2溶液的质量分数)的H2O2溶液中
 
平稳反应,放出热量,持续产生气体
 
MnO2对H2O2分解有催化作用
 
3
 
取反应后固体剩余物1.0g加入足量水中,充分溶解,过滤
 
固体完全溶解,滤纸上无黑色固体残余物
 
固体剩余物中无   b  
 
 
【实验分析】
(1)完成上表中的填空内容:a     、b     ;
(2)实验2的目的是     ;
(3)同学们经过讨论,认为实验1的结论不正确,理由是     ;
【查阅资料】
Ⅰ、KMnO4受热分解时,在某条件下可能发生以下两个反应:
①6KMnO42K2MnO4+K2Mn4O8+4O2↑    
②KMnO4KMnO2+O2↑
Ⅱ、相对分子质量:(KMnO4:158    O2:32)
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为    ;加热使之完全分解,若完全发生反应①,生成O2的质量为     ;若同时发生反应①②,生成O2的质量范围是      。(保留二位小数。提示:依据质量守恒定律观察)


(1)a:6%   b:MnO2
(2)和实验1进行对比,确定MnO2的催化作用
(3)实验3证实固体剩余物中没有二氧化锰,可能是分解后产物中其他物质起催化作用  
(4)6.48g  2.16g    2.16g~3.24g

解析试题分析:(1)(2)实验编号为1和2的两个实验是为了作对比,目的是想说明高锰酸钾分解剩余物中的二氧化锰具有催化作用,因此,除加入的物质不同(一个加高锰酸钾分解剩余物,一个直接加二氧化锰)外,其余的因素都要相同,所以选择加入的过氧化氢溶液也应该是6% 。由于二氧化锰为不溶于水的固体物质,经过滤后发现没有剩余固体,只能说明没有二氧化锰。
(3)实验1的结论认为是固体剩余物中的MnO2对H2O2分解有催化作用,而实验3又证实固体剩余物中没有二氧化锰,故实验1的结论有误。
(4)16gKMnO4中氧元素的质量为16g×64/158=6.48g。若完全发生反应①,生成O2的质量为6.48g的8/24,即2.16g。如果完全按反应②进行,则生成O2的质量为6.48g的2/4,即3.24g,如果同时发生反应①②,生成O2的质量范围是2.16g~3.24g。
考点:催化剂概念的理解,化学计算

练习册系列答案
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人教版新课标化学教材九年级上册(2012教育部审定)“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。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【实验探究】

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)A中产生的气体是             ;
(2)实验II、III证明:氧化铁的质量和                   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化学方程式                                。
【实验评价】
实验设计IV的目的是                                ;
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                         。
【实验拓展】
查阅资料得知,CuO、CuSO4、、、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是              。

A.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
D.酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类
E.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物

在中学所学的化学反应中,有很多反应没有明显现象.某探究小组想通过实验来证明某些无现象的反应确实发生了,他们做了以下探究过程.
Ⅰ,对NaOH溶液与盐酸反应的探究
甲同学按如图所示的装置验证NaOH与盐酸发生反应,结果甲同学没有看到预期的实验现象,原因是        ,如果要想证明盐酸与NaOH发生反应,则实验应改为                                  现象.
Ⅱ,对CO2与NaOH溶液反应的探究
【查阅资料】通常状况下,1体积水能溶解1体积二氧化碳.
【设计实验】甲同学设计了三个实验进行验证,请你帮他完成下列实验报告.

实验操作
 
实验现象
 
实验结论及解释
 
 
 
①
 

 
 
 
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
反应的化学方程式为:           
 
②
 

 
      
 
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
 
③
 

洗气瓶中的溶液均为氢氧化钠溶液或澄清石灰水(均为200mL)
 
A,B均无明显变化
 
氢氧化钠溶液可以与CO2反应.
B中盛放的溶液是 澄清石灰水 .
 
【反思交流】
(1)实验①由于甲同学选用的仪器不当,导致未能观察到明显现象,乙同学将甲同学的广口瓶替换成         ,看到了          现象,证明CO2可以与NaOH溶液反应.丙同学认为乙同学的改进实验仍然存在缺陷,应增加一个对比实验,证明CO2确实可以与NaOH溶液发生反应,该对比实验所用的试剂是             .
(2)请判断③中V      00mL(填“>”、“<”或“=”),理由是                         .
【实验结论】通过实验探究,证明了氢氧化钠溶液可以与二氧化碳反应.

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