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科學(xué)家本杰明榮膺2021年諾貝爾化學(xué)獎,以表彰他們對不對稱有機催化的發(fā)展所作出的貢獻?;瘜W(xué)興趣小組同學(xué)以過氧化氫分解反應(yīng)為研究對象,展開“尋找新的催化劑”的實驗探究。
【提出問題】氧化鐵(Fe2O3)能否作為過氧化氫分解的催化劑?
【做出假設(shè)】氧化鐵可以作為過氧化氫分解的催化劑
【進行實驗并收集證據(jù)】
實驗步驟 實驗現(xiàn)象
Ⅰ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管中加入2g氧化鐵粉末,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條,觀察現(xiàn)象。 A試管中產(chǎn)生氣泡,①
B試管中無明顯現(xiàn)象。
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時,重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次試驗,觀察現(xiàn)象。 試管中均產(chǎn)生氣泡,帶火星木條均復(fù)燃。
Ⅲ.將試管A中的剩余固體,進行②、洗滌、干燥、稱量。 所得固體質(zhì)量為③g。
Ⅳ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入2g氧化鐵,向D試管中加入2g二氧化錳,觀察現(xiàn)象。
(1)①處的實驗現(xiàn)象為
帶火星的木條復(fù)燃
帶火星的木條復(fù)燃
,②處的實驗操作是
過濾
過濾
,③處應(yīng)填寫
2
2
。
【解釋與結(jié)論】
(2)實驗Ⅱ的目的是
證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變
證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變
,結(jié)合實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的結(jié)論可以證明氧化鐵能夠作為過氧化氫分解的催化劑,請寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的符號表達式
H2O2
F
e
2
O
3
H2O+O2
H2O2
F
e
2
O
3
H2O+O2
。
(3)設(shè)計實驗Ⅳ的目的是
比較氧化鐵和二氧化錳哪種物質(zhì)對過氧化氫的催化效果更好
比較氧化鐵和二氧化錳哪種物質(zhì)對過氧化氫的催化效果更好
;若實驗Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此你可以得到的結(jié)論是
二氧化錳比氧化鐵的催化效果好
二氧化錳比氧化鐵的催化效果好
。
【反思與評價】
(4)回顧以上探究過程,結(jié)合實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ總結(jié)催化劑的探究思路,若要證明某一物質(zhì)能夠作為該反應(yīng)的催化劑,需要證明該物質(zhì)
能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變
能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變
【答案】帶火星的木條復(fù)燃;過濾;2;證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變;H2O2
F
e
2
O
3
H2O+O2;比較氧化鐵和二氧化錳哪種物質(zhì)對過氧化氫的催化效果更好;二氧化錳比氧化鐵的催化效果好;能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/7/28 8:0:9組卷:22引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.某興趣小組對氯酸鉀分解反應(yīng)的催化劑進行研究,經(jīng)查閱資料得知氯酸鉀除了跟二氧化錳混合加熱能加快反應(yīng)速率,與氧化鐵混合加熱也能較快產(chǎn)生氧氣。在相同的加熱條件下,完成表中實驗:
    【實驗探究】
    實驗編號 氯酸鉀質(zhì)量/g 催化劑 催化劑質(zhì)量/g 收集50mLO2所需時間/s
    1 5 - - 171
    2 ? MnO2粉末 0.5 49
    3 5 Fe2O3粉末 0.5 58
    4 5 KCl粉末 0.5 154
    【交流討論】
    (1)設(shè)置實驗1的目的是
     
    ;實驗2中“?”處應(yīng)填
     
    。
    (2)表中所列三種催化劑中催化效果最佳的是
     

    (3)寫出氯酸鉀在Fe2O3催化作用下受熱分解的符號表達式
     
    。
    【提出問題】
    (4)維持加熱條件不變,用實驗1再繼續(xù)收集50mLO2,發(fā)現(xiàn)所需時間明顯少于171s,原因可能是
     

    【實驗反思】
    (5)要確定氧化鐵在此反應(yīng)中作催化劑,還要證明它在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和
     
    不變。
    (6)要比較氯酸鉀分解反應(yīng)中不同催化劑的催化效果,除了測量收集50mLO2所需時間外,還可以測量相同時間內(nèi)
     
    。
    發(fā)布:2024/9/27 9:0:1組卷:9引用:1難度:0.5
  • 2.實驗室能用多種方法制取氧氣。
    Ⅰ.【提出問題】CuO能不能作過氧化氫分解的催化劑呢?
    催化劑能改變其他反應(yīng)的速率,但自身的
     
     
    不變。
    【實驗驗證】
    實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論
    實驗一 觀察裝有過氧化氫溶液的試管,然后將帶火星的木條伸入試管中 有少量氣泡,木條不復(fù)燃 常溫下過氧化氫溶液分解速率很慢。
    實驗二 在裝有過氧化氫溶液的試管中加入少量CuO,然后將帶火星的木條伸入試管中 產(chǎn)生大量氣泡,木條
     
    。
    CuO能加快過氧化氫的分解。
    【得出結(jié)論】CuO能加快過氧化氫的分解速率,故CuO是過氧化氫分解的催化劑。
    【反思交流】經(jīng)過討論,有同學(xué)認為只有上述這個證據(jù),不能證明CuO是過氧化氫分解的催化劑,還要補充探究實驗:
    實驗三:
    【實驗?zāi)康摹刻骄?
     
    。
    【實驗步驟】①準(zhǔn)確稱量CuO(少量)的質(zhì)量;②完成實驗二;③待反應(yīng)結(jié)束,將實驗二試管里的物質(zhì)進行過濾,洗滌,烘干,
     
    (填操作名稱);④對比反應(yīng)前后CuO的質(zhì)量。
    【交流討論】如果CuO在反應(yīng)前后質(zhì)量不變,則說明CuO是過氧化氫分解的催化劑。
    【提出新的問題】但小華認為,要證明猜想,上述三個實驗還不足夠,還需要再增加一個探究實驗:探究氧化銅在反應(yīng)后的化學(xué)性質(zhì)沒有改變。
    Ⅱ.高錳酸鉀和氯酸鉀分別在大約240℃、400℃分解出氧氣。某同學(xué)誤將少量高錳酸鉀當(dāng)成二氧化錳加入氯酸鉀中進行加熱,部分物質(zhì)質(zhì)量隨加熱時間變化如圖。
    菁優(yōu)網(wǎng)?
    (1)三條曲線中,表示氯酸鉀分解的曲線是
     
    (填字母);曲線c能否表示氧氣?
     
    (填“能”或“否”)。
    (2)0-t1時,b曲線與橫坐標(biāo)平行的原因是
     
    。
    Ⅲ.氧氣是由氧分子構(gòu)成,氧分子由氧原子構(gòu)成。已知一個碳原子(質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均為6)的質(zhì)量為m千克,假設(shè)一個氧原子的實際質(zhì)量為n千克,則氧原子的相對原子質(zhì)量可以表示為
     
    。
    發(fā)布:2024/9/27 7:0:1組卷:19引用:1難度:0.5
  • 3.實驗室常用過氧化氫溶液制氧氣。實驗小組同學(xué)對該反應(yīng)進行探究:
    實驗1:驗證二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)過氧化氫分解的文字表達式為
     
    。
    (2)Ⅳ中過濾稱得的固體質(zhì)量為
     
    g。
    (3)證明二氧化錳能加快過氧化氫分解速率的實驗現(xiàn)象是
     

    實驗2:探究催化劑種類和質(zhì)量對H2O2分解的催化效果的影響。
    【進行實驗】
    稱取催化劑置于三頸瓶中,塞緊橡膠塞,用注射器將3mL5%過氧化氫溶液快速注入,如圖。測定氧氣濃度達到最高值時所用的時間,實驗記錄如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    序號 初始溫度/℃ 催化劑種類 催化劑質(zhì)量/g 氧氣濃度達到最高
    值時所用時間/s
    30 二氧化錳 0.03 8
    30 氯化鐵 0.03 32
    30 氯化鐵 0.04 29
    30 氯化鐵 0.05 28
    30 氯化銅 0.03 3364
    30 氯化銅 0.04 837
    30 氯化銅 0.05 464
    注:①氧氣濃度達到最高值時過氧化氫已完全分解。
    ②在可控范圍內(nèi),過氧化氫分解速率越快,催化效果越好。
    【解釋與結(jié)論】
    (4)實驗2中,效果最好的催化劑是
     

    (5)實驗⑤⑥⑦的目的是
     
    。
    (6)與實驗③⑥目的相同的實驗組還有
     
    (寫全對比組)。
    【反思與評價】
    (7)繼續(xù)實驗,發(fā)現(xiàn)活性炭比二氧化錳的催化效果差。其實驗方案:稱取0.03g活性炭置于三頸瓶中,塞緊橡膠塞,用注射器將3mL5%過氧化氫溶液快速注入。在初始溫度30℃時進行實驗,測定結(jié)果是
     
    。
    發(fā)布:2024/9/27 6:0:3組卷:21引用:6難度:0.5
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