题目内容

10．小婉同学欲通过实验证明“四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂”这一命题．
（1）请你帮小婉完成了下表所示的探究实验：
实验操作实验现象实验结论总结
步骤一取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，伸入带火星的木条有少量气泡产生，木条不复燃过氧化氢分解产生氧气，但是产生氧气慢．四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂
步骤二
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，
加入四氧化三铁，伸入带火星的木条

有大量气泡产生，带火星的木条复燃		四氧化三铁能加快过氧化氢的分解
请你写出实验室用二氧化锰做催化剂分解过氧化氢制取氧气的化学方程式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）秦龙同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”，他补充设计了两个方面的探究实验，最终确定四氧化三铁可以做过氧化氢分解的催化剂．
第一方面的实验操作中包含了两次称量，其目的是：比较四氧化三铁在过氧化氢分解前后的质量；
第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验，接下来的实验操作：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液．
（3）秦龙同学在进行实验时（图1所示），发现试管内有许多水蒸气，由此推断过氧化氢分解是放热反应（填“吸热”或“放热”）．秦龙还发现将过氧化氢溶液加入盛有四氧化三铁的试管后，反应速率先是逐渐加快，然后又逐渐变慢（图2所示）．

从影响化学反应速率的因素来分析，过氧化氢分解速率发生变化原因．
①反应速率先变快原因：反应放热能加快反应．
②反应速率后变慢原因：随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢．

分析 根据催化剂的作用是加快了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应；在验证四氧化三铁的催化作用时，可设计对比实验，利用对比实验说明四氧化三铁能加快反应的速度，且反应前后四氧化三铁的质量的化学性质保持不变，分析解题．

解答 解：（1）催化剂的作用是加快了反应的速度，并不能使不反应的物质发生反应，所以，步骤一中，过氧化氢也会分解只是速度慢；步骤二中，只要向盛有5%过氧化氢溶液的试管中加入四氧化三铁，将带火星的木条伸入试管，如果有大量气泡产生，带火星的木条迅速复燃，说明了四氧化三铁加快了过氧化氢的分解速度．过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）为了说明四氧化三铁在此实验中反应前后的质量保持不变，做了两次称量，目的是比较四氧化三铁反应前后质量是否变化，并且在验证四氧化三铁的化学性质是否改变时，将剩余的固体中再倒入过氧化氢溶液，发现过氧化氢溶液又能很快的放出氧气．
（3）在进行实验时，发现试管内有许多水蒸气，由此推断过氧化氢分解是放热反应．过氧化氢分解的速率先增大后减小，其原因反应放热能加快反应，随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢；
故答案为：（1）

实验操作实验现象实验结论总结
步骤一产生氧气慢．
步骤二取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中，加入四氧化三铁有大量气泡产生，带火星的木条复燃
2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（2）第一方面：比较四氧化三铁在过氧化氢分解前后的质量；
 第二方面：倾倒掉反应后的液体，向剩余的固体中重新加人过氧化氢溶液；
（3）放热；反应放热能加快反应；随着反应的进行过氧化氢浓度降低，反应逐渐减慢．

点评 此题考查了催化剂的特点与催化作用，以及实验室中制取氧气的反应原理来解答此题，锻炼了学生分析问题解决问题能力．

练习册系列答案
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1．根据如图所示装置图回答问题：

（1）写出有标号的仪器名称：
a．长颈漏斗   b．试管   c．集气瓶 d．水槽
（2）制取气体前应先检查装置气密性，实验室用高锰酸钾制取氧气反应的文字表达式：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气，实验时该装置试管口应放一团棉花，其目的是防止高锰酸钾粉末进入导管．
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（4）用E装置收集氧气的依据是氧气不易溶于水．停止加热时，应先将导管移出水面，然后再熄灭酒精灯．氧气验满的方法是将带火星的木条放在集气瓶口复燃则满
（5）A装置也可用于实验室制取二氧化碳，从a中加入的试剂是稀盐酸，实验室制取二氧化碳的文字表达式为：碳酸钙+稀盐酸→氯化钙+水+二氧化碳，收集满二氧化碳的集气瓶要（填“正放”或“倒放”）正放在桌上．
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1．2003年12月23日，重庆川东北某天然气井发生井喷事故，喷出的天然气中H2S（硫化氢）气体含量很高，H2S气体密度比空气大，有剧毒．井喷发生不久，附近村民就闻到了臭蛋气味．24日下午，技术人员通过原有的H2S放喷管线，成功点燃了地下喷出的H2S气体，使气体不再扩散．请回答下列问题：
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18．乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源． 在汽油中加入适量乙醇作为汽油燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染．2001年4月2日国家技术监督局发布《车用乙醇汽油》国家标准，并于同年4月15日开始实施．乙醇（C2H5OH）完全燃烧时生成CO2和H2O．如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还生成CO．现用以上装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O．请回答下列问题：

（1）能确证产物中有H2O的现象是A中的无水硫酸铜由白色变为蓝色；能确证产物中有CO的现象是E的玻璃管中黑色的氧化铜变为红色，F中的澄清石灰水变浑浊．
（2）实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化．B装置的作用是验证产物中CO2的存在；C装置的作用是除去CO2；D装置的作用是检验CO2是否已除尽．
（3）写出B中发生反应的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
（4）科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”--甲烷的水合物．质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生CO2的质量较多的是甲烷．
5．硝酸铵是一种铵态氮肥，能促进植物的生长发育．已知硝酸铵的化学式为：NH4NO3，请回答：
（1）NH4NO3的相对分子质量为80．
（2）硝酸铵中氮元素、氢元素、氧元素的质量比为7：1：12．
（3）硝酸铵中氮元素的质量分数为35%．
15．烹饪鱼时通常将鱼煎过后，再加少许食醋和酒，这是因为它们可以反应生成具有特殊香味的乙酸乙酯（化学式为C4H8O2）在乙酸乙酯中碳元素和氧元素的最简质量比是3：2；乙酸乙酯中所含氧元素的质量分数为36.4%．
2．如图是关于氧气化学性质的部分知识网络，关于该图说法正确的是（　　）
A．S，P 在氧气中燃烧均会产生大量白烟
B．Ⅰ，Ⅱ两类反应均体现了氧气的可燃性
C．Fe 在Ⅰ、Ⅱ两类反应中的产物不相同
D．Ⅰ类反应放出热量，Ⅱ类反应吸收热量
19．下列关于氧气物理性质的叙述，正确的是（　　）
A．液态氧是无色液体
B．在标准状态下，氧气的密度略小于空气
C．氧气易溶于水
D．通常情况下，氧气是一种无色无味的气体
20．下列有关安全问题的说法中，有科学性错误的是（　　）
A．用煤炉取暖时，在屋里洒些石灰水可防煤气中毒
B．在化粪池等有沼气的井盖口燃放鞭炮，易引起爆炸
C．发现室内有煤气泄露，立即打开排气扇通风易引起爆炸
D．久未开启的地窖、枯井等地方CO2含量高，冒然进入易窒息

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