题目内容

同学们通过查阅资料知道，过氧化氢分解反应的催化剂除二氧化锰外，还有氯化铁溶液和土豆中含有的过氧化氢酶．同学们通过如下实验进行相关研究．
实验一：研究催化剂的某些因素对过氧化氢分解速率的影响
方案Ⅰ：分别取20mL 5%的过氧化氢溶液于3个大小相同的锥形瓶中．向其中两个锥形瓶中分别加入相同质量的二氧化猛粉末和氧化铁粉末，分别连接传感器测体系压强（如图所示）．测定数据如下表所示：
时间/s
压强/KPa
试剂     		060120180240300
20mL5%的过氧化氢溶液101.86102.99103.42103.67103.99104.00
加入二氧化锰粉末102.21105.35115.40129.69145.62163.99
加入氯化铁粉末101.90102.73107.53114.78122.49130.39
（1）加入相同质量的二氧化猛粉末和氯化铁粉末，该步操作的实验目的是
 
．
（2）根据上表数据得出的结论是
 
．
方案Ⅱ：从同一部位取2个质量均为1.7g的正方体土豆块，将其中一块切成若干片，片与片相连不断开，同时分别放入盛30mL 5%过氧化氢溶液的50mL量筒中．均看到有气泡生成，一段时间，只有土豆片附着较多气泡并不断上升．由此通过实验得出的结论是
 
．
（3）写出实验室用过氧化氢制氧气的反应方程式
 
．
【实验反思】①关于催化剂还有什么因素能影响过氧化氢分解的速率
 

②通过方案Ⅰ和方案Ⅱ说明，测量不同的物理量可判断过氧化氢的分解速率．下列做法中能比较过氧化氢的分解速率的是
 
（填符合的选项序号）．
A．测量完全反应后产生气体的总体积          B．测量相同时间内产生气体的体积
C．测量相同时间内体系压强的变化        D．测量相同时间内溶液质量的变化
实验二：寻找过氧化氢分解的新催化剂
肖华同学用坩埚钳夹取一点光亮的铜丝，放到酒精灯火焰上灼烧至表面变黑，然后迅速地插入一只装有20mL 5%的过氧化氢溶液的试管中，观察到试管内迅速产生大量气泡，于是得出结论氧化铜可以加快过氧化氢的分解
【讨论评价】
经过讨论，小组同学认为根据肖华的实验不能得出氧化铜可以加快过氧化氢分解的结论，你认为：根据肖华的试验方案，使得过氧化氢分解速率加快的因素还可能有
 
，请选择一种因素，设计实验来验证
 
．
考点：影响化学反应速率的因素探究,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式
专题：科学探究
分析：（1）根据加入相同质量的二氧化猛粉末和氧化铁粉末目的是控制催化剂的质量相同，对比它们种类对过氧化氢分解的速率影响进行解答；
（2）根据实验现象可知二氧化锰催化产生氧气的速率比氯化铁溶液快进行解答；
方案Ⅱ：根据土豆片不断上升可知反应物和催化剂的接触面接越大，反应速率越快进行解答；
（3）根据过氧化氢溶液和二氧化锰反应放出氧气进行解答；
【实验反思】①根据催化剂的质量多少会影响过氧化氢分解的速率进行解答；
②根据影响过氧化氢的分解速率的因素进行解答；
【讨论评价】根据用坩埚钳夹取一点光亮的铜丝，放到酒精灯火焰上灼烧至表面变黑，然后迅速地插入一只装有20mL 5%的过氧化氢溶液的试管中，温度会升高进行解答．
解答：解：（1）根据加入相同质量的二氧化猛粉末和氧化铁粉末目的是控制催化剂的质量相同，对比它们种类对过氧化氢分解的速率影响；故填：控制催化剂的质量相同，对比它们种类对过氧化氢分解的速率影响；
（2）根据实验现象可知二氧化锰催化产生氧气的速率比氯化铁溶液快；故填：二氧化锰催化产生氧气的速率比氯化铁溶液快；
方案Ⅱ：根据土豆片不断上升可知反应物和催化剂的接触面接越大，反应速率越快；故填：反应物和催化剂的接触面积越大，反应速率越快；
（3）过氧化氢溶液和二氧化锰反应放出氧气，反应的化学方程式是2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑；故填：2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑；
实验反思：①催化剂的质量多少会影响过氧化氢分解的速率；故填：催化剂的质量多少；
②能比较过氧化氢的分解速率的是测量相同时间内产生气体的体积、测量相同时间内体系压强的变化、测量相同时间内溶液质量的变化，而测量完全反应后气体的总体积不能比较过氧化氢的分解速率；故填：BCD；
【讨论评价】用坩埚钳夹取一点光亮的铜丝，放到酒精灯火焰上灼烧至表面变黑，然后迅速地插入一只装有20mL 5%的过氧化氢溶液的试管中，温度会升高，所以过氧化氢分解速率加快的因素还可能有温度，实验方案是：用坩埚钳夹取一点光亮的铜丝，放到酒精灯火焰上灼烧至表面变黑，冷却后将铜丝插入一只装有20mL 5%的过氧化氢溶液的试管中，观察试管内是否迅速产生大量气泡．故填：温度；用坩埚钳夹取一点光亮的铜丝，放到酒精灯火焰上灼烧至表面变黑，冷却后将铜丝插入一只装有20mL 5%的过氧化氢溶液的试管中，观察试管内是否迅速产生大量气泡．
点评：此题考查了不同方式比较反应速度的快慢，为日后实验中鉴定反应速度的快慢提供了思路，同时学习了各种对比装置的设计．可谓一设计精妙的好题．
练习册系列答案
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有下列说法或操作：①氢氧化钠固体应放在玻璃容器中称量；②所有的滴管实验完毕后都要洗净；③玻璃棒可蘸取少量液体；④盐酸属于盐类；⑤白磷通常保存在水中．其中正确的是（　　）
A、①④⑤B、②③④⑤
C、②③④D、①③⑤
使用同质量、同浓度的稀硫酸，分别与足量的下列物质反应，所得溶液溶质的质量分数最小的是（　　）
A、镁B、氧化镁
C、氢氧化镁D、碳酸镁
天然气的主要成分是甲烷，标准状况下25L某种天然气完全燃烧时需要消耗190L空气．已知标准状况下甲烷的密度为0.717g/L，氧气的密度为1.43g/L，试求：
（1）该天然气中甲烷的体积分数（计算结果取整数即可，下同）．
（2）已知每16g甲烷完全燃烧可放出890kJ热量，计算25L天然气中所含的甲烷完全燃烧所放出的热量是多少千焦？
如图，用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量，该同学的实验步骤如下：①将图中的集气瓶分为5等份，并作好标记． ②在带橡皮塞和导管的燃烧匙内装入足量的红磷，将导管上的止水夹夹紧在酒精灯上点燃红磷，并立即伸入集气瓶内塞紧橡皮塞． ③充分反应后待集气瓶冷却至室温打开止水夹．请回答下列问题：?
（1）若观察到广口瓶中的水面上升小于
1
5
，则原因可能有：
 
（任写一点）    
（2）由此可得出空气中氧气的体积分数约为
 
．
（3）由该实验还可推知氮气的哪些性质？各写出一条：
物理性质：
 
；
化学性质：
 
．
（4）若将红磷换成木炭，该实验能否获得成功
 
（填“能”或“否”）？
某研究性学习小组欲证明氧化铜也能作为氯酸钾分解反应的催化剂，他们进行了如下实验：
①称取1.0gCuSO4粉末加入10mL蒸馏水完全溶解；
②将足量的NaOH溶液与上述溶液充分反应，生成蓝色沉淀，过滤后洗涤沉淀；
③将所得沉淀转移到坩埚（一种可用于加热固体物质的容器）中，均匀缓慢加热至完全变为黑色的氧化铜，研细备用；
④按下表中的质量将固体混合好后，在相同条件下加热，并与MnO2的催化效果做比较，实验时间均以生成50mL气体为准（见图甲），其他可能影响实验的因素均忽略．
编号KClO3质量（g）其他物质质量（g）待测数据
12.0不加任何物质…
22.0CuO  0.5…
32.0MnO2 0.5…
回答下列问题：
（1）上述实验步骤中需要使用玻璃棒的是
 
（填序号）．
（2）写出步骤③的化学方程式
 
．
（3）表格中的“待测数据”是指
 
．
（4）若实验过程中50mL量气管中液面的位置如图乙所示，A与B刻度间相差1mL，刻度A的读数为20，则此时量气管中收集到的气体体积为
 
．
（5）如果要进一步探究CuO在反应中是否起到催化作用，请完成后续实验．
实验步骤实验过程及现象设计目的
1加入CuO后产生O2的速率比未加入时快得多CuO能加快KClO3的分解
2CuO的质量在反应前后是否保持不变
3将过滤后的CuO重新与KClO3混合加热，观察是否依旧能加快KClO3的分解
某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应，从不同角度设计了如下实验方案，并进行实验．
方案一：先用pH试纸测定NaOH溶液的pH，再滴加盐酸，并不断振荡溶液，同时测定混合溶液的pH，如果测得的pH逐渐变小且小于7，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应．
（1）用pH试纸测定溶液的pH时，正确的操作是：
 
．
（2）简述强调“测得的pH小于7”的理由：
 
．
方案二：先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液，溶液显红色，然后再滴加盐酸，可观察到红色逐渐消失，则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应．
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时，发现了一个意外现象：氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液，溶液变成了红色，过了一会儿红色就消失了．该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想：①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应，使红色消失； ②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应，使红色消失．
（1）为验证猜想①，该组同学做了如下实验：将配制的氢氧化钠溶液加热，并在液面上方滴一些植物油，然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液．实验中“加热”和“滴入植物油”目的是
 
．实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关．
（2）为验证猜想②，该组同学做了如下实验：取了一定量的Na2CO3溶液，在其中滴入酚酞溶液，发现溶液也呈现红色，由此可得出以下两点结论：
结论1：说明Na2CO3溶液呈
 
性；
结论2：说明酚酞溶液红色消失与空气中的
 
无关．
（3）该小组同学通过查阅资料得知：当氢氧化钠溶液浓度很大时，就会出现上述意外现象．请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大：①实验方法
 
，②观察到的现象
 
．
根据如图实验装置图，回答有关问题．

（1）写出实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式
 
，并据此选择图中
 
（填字母）组装一套制取干燥氧气的装置．
（2）证明分子是在不断运动的，应选取的实验装置是
 
（填字母）．探究燃烧的三个条件，应选取的实验装置是
 
．
写出下列加点的数字2的意义：
2
?
H
 
    H
2
?
O
 
    
2
?
O2
 
．

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