题目内容
17.某同学做了“用过氧化氢(H2O2)溶液和二氧化锰(MnO2)制氧气”的实验后,展开了下列思考与探究:(1)催化剂MnO2的用量对反应速率有没有影响呢?
他做了这样一组实验:每次均用30mL10%的H2O2溶液,采用不同量MnO2粉末做催化剂,测定各次收集到500mL氧气时所用的时间,结果如下:(其他实验条件均相同)
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| MnO2用量(克) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 所用时间(秒) | 17 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
答:有影响.在一定范围内,二氧化锰的用量越大,反应越快.
(2)H2O2溶液的溶质质量分数对反应速率有没有影响呢?
他又做了一组实验:每次均取5mL30%的H2O2溶液,然后稀释成不同溶质质量分数的溶液进行实验.记录数据如下:(实验均在20℃室温下进行,其他实验条件也均相同)
| 实验次序 | H2O2溶液溶质质量分数 | MnO2粉末用量(克) | 收集540mL气体所用时间 | 反应后液体温度(℃) |
| 1 | 1% | 0.2 | 660秒 | 24 |
| 2 | 3% | 0.2 | 220秒 | 34 |
| 3 | 5% | 0.2 | 205秒 | 39 |
| 4 | 10% | 0.2 | 80秒 | 56 |
| 5 | 15% | 0.2 | 25秒 | 65 |
| 6 | 20% | 0.2 | 9秒 | 67 |
| 7 | 25% | 0.2 | 4秒 | 69 |
| 8 | 30% | 0.2 | 3秒 | 70 |
答:有影响.过氧化氢溶液的溶质质量分数越大,反应越快.
由表中数据还可看出,该反应是个放热反应(填“放热”或“吸热”).
(3)还有哪些因素可能影响该反应的速率呢?
请说出你的一个猜想:二氧化锰颗粒大小(环境温度、气压、是否振荡等).
分析 (1)根据表格中二氧化锰的质量不同产生相同体积氧气所用的时间不同解答.
(2)根据表格中“收集到500mL气体所需时间”可知是否受影响;从“反应后液体温度”可知是放热反应;
(3)对反应速度影响的因素中还有气压、温度、反应物颗粒大小、是否振荡等.
解答 解:(1)由表中数据可知,过氧化氢的量一定时,随着二氧化锰质量的增加,反应速率越来越快,当二氧化锰质量达到一定程度时,反应速率不再变化.
故填:有影响.在一定范围内,二氧化锰的用量越大,反应越快;
(2)从表格中“收集到500mL气体所需时间”可知,H2O2溶液的质量分数越大,收集500mL所需时间越短.就是说有H2O2溶液的质量分数越大反应速率越快;从“反应后液体温度”可知H2O2溶液的质量分数越大,放出的热量越多,是放热反应.
故填:有影响.过氧化氢溶液的溶质质量分数越大,反应越快;放热;
(3)根据对反应速度影响的因素中还有气压、温度、反应物颗粒大小、是否振荡等.
故填:二氧化锰颗粒大小(环境温度、气压、是否振荡等).
点评 本题通过对比实验结果的分析,找到事物的内在联系,考查了学生分析问题的能力,同时也是对影响反应速率因素这一知识点的重点考查.
练习册系列答案
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1.除去下列物质中的少量杂质,所选试剂及操作都正确的是( )
| 物 质 | 杂 质 | 试 剂 | 操 作 | |
| A | Fe | Fe2O3 | 盐酸 | 结晶 |
| B | NH4HCO3 | NaCl | - | 加热 |
| C | Cu(NO3)2溶液 | BaCl2 | AgNO3溶液 | 过滤 |
| D | O2 | 水蒸气 | 浓硫酸 | 洗气 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
12.某化学兴趣小组在做完用石灰石和稀盐酸制取二氧化碳的实验后,对反应后的剩余溶液的溶质成分产生了兴趣,他们进行了以下实验探究.
【提出猜想】猜想一:只有CaCl2; 猜想二:CaCl2和HCl.
【实验探究】为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下实验方案.
【评价反思】(1)方案1发生反应的化学方程式Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O.
(2)有同学提出方案2是错误的,原因是氯化钙和稀盐酸都能够和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银.
(3)该兴趣小组的小华同学观察到石灰石和稀盐酸反应后容器内有少量固体剩余,得出溶液中肯定没有盐酸的结论,其他同学认为小华的说法不合理,其理由是剩余的少量固体可能是不能和稀盐酸反应的杂质.
【拓展延伸】石灰石的主要成分碳酸钙可用作补钙剂.某补钙药剂说明书的部分信息如图1所示.现将100g盐酸分成5等份,逐次加到用40片该药剂制成的粉末中(其他成分不与盐酸反应),得到部分数据与图象如图2.请根据有关信息回答问题.

(1)该品牌补钙药剂中CaCO3的质量分数是50%,a的数值为25.
(2)求该盐酸中溶质的质量分数为多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数).
【提出猜想】猜想一:只有CaCl2; 猜想二:CaCl2和HCl.
【实验探究】为了验证猜想,该兴趣小组的同学设计了如下实验方案.
| 方案编号 | 方案1 | 方案2 |
| 实验操作 (分别取少量实验后的溶液于试管中) | 加入少许氧化铁 | 滴加硝酸银溶液 |
| 实验现象 | 固体逐渐消失,溶液由无色变成黄色 | 产生白色沉淀. |
| 实验结论 | 猜想二成立. | |
(2)有同学提出方案2是错误的,原因是氯化钙和稀盐酸都能够和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银.
(3)该兴趣小组的小华同学观察到石灰石和稀盐酸反应后容器内有少量固体剩余,得出溶液中肯定没有盐酸的结论,其他同学认为小华的说法不合理,其理由是剩余的少量固体可能是不能和稀盐酸反应的杂质.
【拓展延伸】石灰石的主要成分碳酸钙可用作补钙剂.某补钙药剂说明书的部分信息如图1所示.现将100g盐酸分成5等份,逐次加到用40片该药剂制成的粉末中(其他成分不与盐酸反应),得到部分数据与图象如图2.请根据有关信息回答问题.
| 第1次 | 第3次 | 第4次 | |
| 加入盐酸的质量(g) | 20 | 20 | 20 |
| 剩余固体的质量(g) | 35 | a | 20 |
(2)求该盐酸中溶质的质量分数为多少?(写出计算过程,计算结果保留一位小数).
2.在高温下,铁与水蒸气能发生反应生成一种常见铁的氧化物和一种气体,某化学 学习小组的同学对此反应甩感兴趣,在小组集体协作下设计了如下实验,以探究铁粉与水蒸气反应后的产物,也邀请你一起来完成下列探究:
(1)A装置的作用四产生水蒸气;
(2)探究生成的气体是什么?
【猜想与假设】猜想一:生成的气体可能是氢气;
猜想二:生成的气体可能是氧气;
【实验探究】将生成的气体通入C装置,球形管里装有碱石灰干燥剂,导管口蘸些肥皂水(或洗涤剂溶液),控制气体流速,吹出肥皂泡,当肥皂泡吹到一定大时,轻轻摆动导管,肥皂泡脱离管口后,气泡上升.用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声.
【推断】生成的气体是氢气.
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】
【初步验证】试管中剩余固体为黑色,能全部被磁铁吸引.
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe和Fe3O4;
猜想二:剩余固体是:Fe3O4.
【实验探究】
[实检结论]铁与水蒸气反应的化学方程式为:3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe3O4+4H2.
【反思与交流】该黑色固体不可能是FeO、Fe2O3,理由是FeO、Fe2O3都不能被磁铁吸引,氧化铁是红棕色粉末.
(1)A装置的作用四产生水蒸气;
(2)探究生成的气体是什么?
【猜想与假设】猜想一:生成的气体可能是氢气;
猜想二:生成的气体可能是氧气;
【实验探究】将生成的气体通入C装置,球形管里装有碱石灰干燥剂,导管口蘸些肥皂水(或洗涤剂溶液),控制气体流速,吹出肥皂泡,当肥皂泡吹到一定大时,轻轻摆动导管,肥皂泡脱离管口后,气泡上升.用燃着的木条靠近肥皂泡,有爆鸣声.
【推断】生成的气体是氢气.
(3)探究试管中剩余固体成分是什么?
【查阅资料】
| 常见铁的氧化物 | FeO | Fe2O3 | Fe3O4 |
| 颜色、状态 | 黑色粉末 | 红棕色粉末 | 黑色晶体 |
| 能否被进磁铁吸引 | 否 | 否 | 能 |
| 能否与盐酸反应 | 能 | 能 | 能 |
【猜想与假设】猜想一:剩余固体是Fe和Fe3O4;
猜想二:剩余固体是:Fe3O4.
【实验探究】
| 实验操作 | 实验现象及结论 |
【反思与交流】该黑色固体不可能是FeO、Fe2O3,理由是FeO、Fe2O3都不能被磁铁吸引,氧化铁是红棕色粉末.
9.某学校的化学学习小组在实验时,用到了三个分别盛有Na2CO3溶液、NaOH溶液和NaCl溶液的试剂瓶,李铭发现王潇在取用溶液时,用一支滴管分别取用了三种溶液,且在取用时没有将滴管进行清洗,他认为王潇的操作不规范,这样会使试剂瓶中的溶液受污染而无法再次使用,于是学习小组就盛有NaCl溶液的试剂瓶是否被另外两种溶液污染了而进行如下探究:
【提出问题】该滴瓶中溶质的成分是什么?
【提出猜想】
猜想Ⅰ:溶质成分只有:NaCl.
猜想Ⅱ:溶质成分为:NaCl和NaOH.
猜想Ⅲ:溶质成分为:NaCl和Na2CO3
猜想Ⅳ:溶质成分为:NaCl、NaOH和Na2CO3
【实验探究】为验证猜想,李铭设计了如下的实验方案,请你极爱你过实验步骤补充完整.
步骤(2)中发生的化学反应方程式为BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl.
【得出结论】猜想Ⅳ成立.
【实验反思】王潇认为凭借上述的实验步骤并不能排除猜想Ⅲ成立的可能性,因为碳酸钠的溶液碱性.
【实验改进】
找出问题后,该实验小组同学将实验步骤进行了调整,他们先进行了步骤(2),再进行步骤(1),为保证结论准确且实验现象便于观察,先加入的试剂应该足量(选填“足量”或“少量”),且两个步骤之间需要进行的实验操作是过滤,请写出该步骤需要用到的一种玻璃仪器玻璃棒.
【提出问题】该滴瓶中溶质的成分是什么?
【提出猜想】
猜想Ⅰ:溶质成分只有:NaCl.
猜想Ⅱ:溶质成分为:NaCl和NaOH.
猜想Ⅲ:溶质成分为:NaCl和Na2CO3
猜想Ⅳ:溶质成分为:NaCl、NaOH和Na2CO3
【实验探究】为验证猜想,李铭设计了如下的实验方案,请你极爱你过实验步骤补充完整.
| 实验操作 | 实验结果 |
| (1)取少量试剂瓶内溶液于试管中,并加入过量酚酞试液. | 溶液呈红色 |
| (2)再向上述溶液中加入适量BaCl2溶液. | 有白色沉淀生成 |
【得出结论】猜想Ⅳ成立.
【实验反思】王潇认为凭借上述的实验步骤并不能排除猜想Ⅲ成立的可能性,因为碳酸钠的溶液碱性.
【实验改进】
找出问题后,该实验小组同学将实验步骤进行了调整,他们先进行了步骤(2),再进行步骤(1),为保证结论准确且实验现象便于观察,先加入的试剂应该足量(选填“足量”或“少量”),且两个步骤之间需要进行的实验操作是过滤,请写出该步骤需要用到的一种玻璃仪器玻璃棒.
6.下列常见的物质中,属于溶液的是( )
| A. | 蒸饱水 | B. | 蔗糖水 | C. | 豆浆 | D. | 牛奶 |