题目内容

4．化学教材“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、氧化铜能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？
实验步骤实验现象
①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a g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象．A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中无明显现象
②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内，如此反复多次实验，观察现象．试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃
③将实验②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a g．/
④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a g氧化铁粉末，向D试管中加入a g二氧化锰粉末，观察现象．/
（1）A中产生的气体是氧气；
（2）实验②、③证明：氧化铁的化学性质 和质量 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文字表达式过氧化氢$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$水+氧气．
（4）实验设计④的目的是探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好，若实验④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二氧化锰的催化效果比氧化铁好，二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．

分析 （1）根据氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃进行解答；
（2）根据实验②、③证明：氧化铁的质量和化学性质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进行解答；
（3）根据氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
（4）根据二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答；
根据若实验④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二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂进行解答．

解答 解：【实验结论】（1）氧气具有助燃性，能使带火星木条复燃，所以有实验现象A试管中产生气泡，带火星木条复燃，可知A中产生的气体是氧气；
（2）实验②、③证明：氧化铁的质量和化学性质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）氧化铁催化过氧化氢分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$水+氧气；
【实验评价】二氧化锰也能做过氧化氢分解生成氧气的催化剂，所以设计实验的目的是氧化铁与二氧化锰哪一个更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂；
若实验④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二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．
故答案为：（1）氧气；
（2）化学性质；质量；
（3）过氧化氢$\frac{\underline{\;氧化铁\;}}{\;}$水+氧气；
（4）探究氧化铁是否比二氧化锰的催化效果更好；
二氧化锰的催化效果比氧化铁好，二氧化锰更适合做过氧化氢分解生成氧气的催化剂．

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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9．电解1.8g水，可以得到氧气的质量是多少？（计算结果保留一位小数）
15．如图甲是一些气体的发生装置和收集装置，请按要求回答：

（1）写出上述编号仪器的名称：①酒精灯，②水槽．
（2）若实验室加热KMnO4制取并收集一瓶较干燥的O2，应选择AC（填写编号）装置进行组装，反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑．
（3）比较用过氧化氢溶液和高锰酸钾制取O2的方法，两者的共同点是C（填序号）．
A．发生装置相同  B．都可用MnO2作催化剂  C．反应的基本类型相同  D．完全反应后剩余固体成分相同
（4）有同学将B装置改进为F装置，改进后装置的优点是可随时控制反应的发生和停止．
（5）丽丽同学设计了实验室制取CO2装置（如图乙所示），装置中出现了一处错误，你的纠正方法是用向上排空气法收集CO2．锥形瓶中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑．其中铜丝可上下抽动，则该装置是否具有F装置的作用是（填“是”或“否”）．
12．下列说法中，不正确的是（　　）
A．水银是化合物，水是单质
B．纯净物不一定由同种分子构成
C．质子数相等的微粒不一定属于同种元素
D．由同种元素组成的纯净物不一定是单质
19．为做好药品取用的课前准备工作，老师发动同学们在家里就地取材，寻找仪器的代用品．
（1）小明同学想用杯子代替烧杯，你认为饮料吸管可代替导管，眼药水瓶可代替胶头滴管，玻璃棒可用筷子替代．
（2）现提供一带孔小瓷片，请你用日常用品组成一盏代替实验室内用的酒精灯（填所用用品的名称）：洗净的玻璃墨水瓶（胶水玻璃瓶等），面纱．
9．如图是电解水的简易装置，根据观察到的现象回答下列问题：
（1）C为电源的负极．负极与正极的气体体积比为2：1
（2）A管中产生的气体是氢气，具有可燃性，写出反应的方程式2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O；B管中产生的气体是氧气，可用带火星的木条检验．
（3）由上面的实验事实可以得出结论：水是由氢元素和氧元素组成的．这个化学变化的化学方程式是2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
（4）该实验还证明了在化学变化中，分子可再分，而原子不能再分．
16．下列化学反应中属于氧化反应但不属于化合反应的是（　　）
A．碳+氧气$\stackrel{点燃}{→}$ 二氧化碳B．氢气+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$ 水
C．乙醇+氧气 $\stackrel{点燃}{→}$ 二氧化碳+水D．水 $\stackrel{通电}{→}$ 氢气+氧气
13．下列各组物质的溶液，不能发生复分解反应的是（　　）
A．HCl  NaOHB．Na2CO3  H2SO4C．KNO3   NaClD．NaOH   CuSO4
14．如图是小红同学用来电解水的简易装置图．请你参与探究并回答下列问题：
（1）电源的A为正 极．
（2）C试管中收集到的气体是氧气，可以用带火星的木条检验，
C、D两种气体的体积比为1：2，发生该反应的文字表达式为水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气
该反应属于分解反应．D试管中收集的气体是氢气，该气体在空气中点燃可以燃烧，并在火焰上方罩一只干燥的凉烧杯，观察到的现象是：烧杯的内壁有水珠生成
（3）你认为水发生的上述变化是化学变化．
（4）小红在做电解水实验之前还对天然水中的杂质进行了探究，他发现天然水中有可溶性和不溶性两种杂质．你认为除去不溶性杂质的方法是过滤，该实验过程中需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒．

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