题目内容
【题目】逻辑推理是化学学习常用的思维方法。某校研究性学习小组在做“寻找新的催化剂”课题时,发现将生锈的铁钉放到过氧化氢溶液中,也可以加快过氧化氢的分解速率。于是,他们对此展开探究:
(1)提出问题:什么物质是该反应催化剂?
(2)设猜想与假设:下面是组内两位同学所作的猜想,请你完成小华的猜想。
(假设一)小芳同学:铁钉表面的氧化铁是H2O2溶液分解反应的催化剂。
(假设二)小华同学:铁钉里的铁是H2O2溶液分解反应的催化剂。
(3)实验与结论:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
实验I:把一定质量的氧化铁粉末加入到装有10mL5%的过氧化氢溶液的试管中,并用一根带火星的小木条置于试管口,观察现象。 | 带火星木条复燃 | 假设一成立 |
实验Ⅱ:取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中,加入铁粉,并用一根带火星的小木条置于试管口,观察现象。 | 无现象 | 假设二_____(填“成立”或“不成立”) |
(4)讨论交流:同学们讨论后认为,小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂,理由是_____。
(5)请设计实验证明氧化铁是催化剂的方法(写出实验步骤、实验现象及结论)_____。
【答案】不成立 还要验证氧化铁的质量和化学性质反应前后是否改变 Ⅰ.分别量取等体积的过氧化氢溶液放入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,如此反复多次实验,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。从而证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂。
【解析】
(3)实验Ⅱ:取10mL5%的过氧化氢溶液于另一支试管中,加入铁粉,并用一根带火星的小木条置于试管口,无现象发生,说明铁钉里的铁不是H2O2溶液分解反应的催化剂,即假设二不成立;故填:不成立;
(4)同学们讨论后认为,小芳的“实验I”还不能够确切的说明氧化铁就是过氧化氢分解制取氧气的催化剂,理由是:还要验证氧化铁的质量和化学性质反应前后是否改变。故填:还要验证氧化铁的质量和化学性质反应前后是否改变;
(5)要证明氧化铁是催化剂,需要设计实验证明氧化铁能加快过氧化氢生成氧气的速率,以及反应后氧化铁的质量与化学性质不变。可设计如下实验:Ⅰ.分别量取等体积的过氧化氢溶液放入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,如此反复多次实验,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。从而证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂。
【题目】用下列操作能达到实验目的是_____
序号 | 实验目的 | 操作方法或所用试剂 |
A | 验证石灰石中有生石灰 | 高温煅烧,看现象 |
B | 区分一氧化碳与二氧化碳 | 分别通入紫色石蕊溶液 |
C | 除去二氧化碳中少量的一氧化碳 | 点燃 |
D | 除去氧化铜粉末少量的铜粉 | _____ |