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化學(xué)教材“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn),引起了化學(xué)探究小組的興趣。
【實(shí)驗(yàn)探究一】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑?
甲同學(xué)依次設(shè)計(jì)了三個(gè)實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)一:取一定量的H2O2溶液于試管中,觀察到有極少量氣泡產(chǎn)生,伸入帶火星的木條,沒有復(fù)燃。說明H2O2溶液常溫下緩慢分解。
實(shí)驗(yàn)二:在實(shí)驗(yàn)一的試管中加入WgFe2O3粉末,有大量氣泡產(chǎn)生,然后伸入帶火星的木條,木條復(fù)燃。說明
Fe2O3粉末能加快過氧化氫分解的速率
Fe2O3粉末能加快過氧化氫分解的速率
。
實(shí)驗(yàn)三:待反應(yīng)結(jié)束后,將試管里的不溶物濾出,并洗滌、干燥、稱量,固體質(zhì)量仍為Wg。說明
反應(yīng)前后Fe2O3的質(zhì)量沒有改變
反應(yīng)前后Fe2O3的質(zhì)量沒有改變
。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】甲同學(xué)認(rèn)為,F(xiàn)e2O3粉末可以作為H2O2分解的催化劑。
【反思評(píng)價(jià)】乙同學(xué)認(rèn)為要證明甲同學(xué)的結(jié)論正確,僅做這三個(gè)實(shí)驗(yàn)還不充分,需要再補(bǔ)充一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)是
在裝有一定量過氧化氫溶液的試管中加入實(shí)驗(yàn)三得到的固體,然后伸入帶火星的木條
在裝有一定量過氧化氫溶液的試管中加入實(shí)驗(yàn)三得到的固體,然后伸入帶火星的木條
。
【實(shí)驗(yàn)探究二】催化劑的質(zhì)量大小是否對(duì)過氧化氫溶液分解的速率產(chǎn)生影響?
興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置,利用壓強(qiáng)傳感器測不同質(zhì)量二氧化錳對(duì)雙氧水分解快慢的影響。在8mL3%的雙氧水中分別加入了0.08g,0.12g,0.24gMnO2.測得容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化曲線如圖2所示(曲線的斜率表征催化反應(yīng)的速率)。據(jù)此回答問題:
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(1)根據(jù)圖2可發(fā)現(xiàn):該實(shí)驗(yàn)條件下,30s內(nèi)催化分解8mL濃度為3%的雙氧水,MnO2的最小用量為
0.08
0.08
克。
(2)根據(jù)圖2,下列說法正確的是
abc
abc
。(填字母)
a.一定范圍內(nèi),二氧化錳用量越多,雙氧水分解越快;
b.反應(yīng)容器的氣密性,對(duì)實(shí)驗(yàn)所測數(shù)據(jù)的精確度有影響;
c.稱量的二氧化錳質(zhì)量的精確度對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置中最終的壓強(qiáng)大小沒有影響。
【實(shí)驗(yàn)探究三】過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)是否對(duì)過氧化氫溶液分解的速率產(chǎn)生影響?
用注射器加入不同濃度的H2O2溶液(見下表),實(shí)驗(yàn)中使用傳感器裝置測算生成O2的質(zhì)量(如圖3所示)(圓底燒瓶內(nèi)氣壓變化在安全范圍),繪制氧氣質(zhì)量隨時(shí)間變化的曲線,如圖4所示。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) H2O2溶液的體積(mL) 對(duì)應(yīng)曲線
3.4 10.0 a
2.4 10.0 b
1.7 10.0 c(待繪制)
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(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究目的,從圖4曲線a、b中,可得出的結(jié)論是
過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,分解的速率越快
過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,分解的速率越快

(2)在圖4中畫出曲線c的大致位置及趨勢。
【答案】Fe2O3粉末能加快過氧化氫分解的速率;反應(yīng)前后Fe2O3的質(zhì)量沒有改變;在裝有一定量過氧化氫溶液的試管中加入實(shí)驗(yàn)三得到的固體,然后伸入帶火星的木條;0.08;abc;過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,分解的速率越快
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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:2024/9/26 2:0:2組卷:18引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.人類的生存離不開氧氣,某?;瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下做了有關(guān)氧氣的系列探究實(shí)驗(yàn)。
    (1)探究一:某同學(xué)稱取15.8g高錳酸鉀(KMnO4)放在大試管中,將溫度控制在250℃加熱制取氧氣(O2),理論上,該同學(xué)最多能收集到氧氣(O2)的質(zhì)量為
     
    g。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),發(fā)現(xiàn)收集到的氧氣(O2)量大于理論產(chǎn)量,針對(duì)這一現(xiàn)象,同學(xué)們進(jìn)行了如下探究:
    【提出猜想】
    猜想Ⅰ:反應(yīng)生成的二氧化錳(MnO2)分解放出氧氣(O2
    猜想Ⅱ:反應(yīng)生成的錳酸鉀(K2MnO4)分解放出氧氣(O2
    【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分為兩組,分別進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):
    ①第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2,在250℃條件下加熱一段時(shí)間,冷卻后測得MnO2的質(zhì)量不變。則猜想
     
    錯(cuò)誤。
    ②第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱,沒有用測定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論。該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是
     
    。
    ③下列加熱高錳酸鉀制取氧氣的部分操作示意圖中,正確的是
     
    。
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    (2)探究二:以下是某小組探究影響過氧化氫(H2O2)溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
    實(shí)驗(yàn)序號(hào) H2O2溶液濃度% H2O2溶液體積mL 溫度/℃ MnO2的用量g 收集氧氣的體積/mL 反應(yīng)所需的時(shí)間/s
    5 1 20 0.1 4 16.75
    15 1 20 0.1 4 6.04
    30 5 35 0 2 49.21
    30 5 55 0 2 10.76
    ①通過實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與
     
    有關(guān);從實(shí)驗(yàn)③和④對(duì)比可知,化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是
     
    。
    ②如果要證明MnO2是該反應(yīng)的催化劑,還要補(bǔ)做2個(gè)實(shí)驗(yàn)(不需寫出具體步驟)
     
    ;
     

    (3)探究三:某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)空氣中氧氣含量的測定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。
    已知:在空氣中,溫度超過40℃,白磷(化學(xué)符號(hào)為P)就可以自燃,即和氧氣反應(yīng)生成五氧化二磷。
    如圖是“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測定”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)裝置。主要操作:在實(shí)際容積為150mL的集氣瓶里,先裝進(jìn)50mL的水,再按圖連好儀器,按下熱的玻璃棒,白磷立即被點(diǎn)燃。
    ①請寫出白磷與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式
     
    。
    ②白磷從燃燒到熄滅冷卻的過程中,瓶內(nèi)水面的變化是
     
    ;若實(shí)驗(yàn)非常成功,最終集氣瓶中水的體積約為
     
    mL。
    ③集氣瓶里預(yù)先裝進(jìn)的50mL水,在實(shí)驗(yàn)過程中起到哪些作用?
     
    (填寫序號(hào),可以多選)。
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    A.加快集氣瓶冷卻
    B.液封導(dǎo)氣管末端,防止氣體受熱逸出
    C.緩沖集氣瓶內(nèi)氣壓的驟然升高
    發(fā)布:2024/9/26 5:0:1組卷:16引用:2難度:0.5
  • 2.某化學(xué)興趣小組對(duì)實(shí)驗(yàn)制取氧氣的催化劑展開了探究。請回答下列問題:
    【探究一】影響過氧化氫分解速率的因素有哪些?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
    實(shí)驗(yàn)序號(hào) 雙氧水的濃度 雙氧水的體積/mL 溫度/℃ 二氧化錳的用量/g 收集氧氣的體積/mL 反應(yīng)時(shí)間
    5% 1 20 0.1 4 16s
    15% 1 20 0.1 4 6s
    30% 5 35 0 4 98min
    30% 5 55 0 4 20min
    (1)能說明過氧化氫的分解速率與其濃度有關(guān)的實(shí)驗(yàn)是
     
    (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
    (2)實(shí)驗(yàn)③④的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?
     
    。
    (3)為完成上述實(shí)驗(yàn)中收集氧氣及數(shù)據(jù)的測定需要用到的部分裝置如圖所示,與c連接的是
     
    (填“a”或“b”)端,進(jìn)行操作時(shí),集氣瓶中未裝滿水,對(duì)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果
     
    (填“會(huì)”或“不會(huì)”)產(chǎn)生影響。
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    (4)興趣小組探究了不同的金屬氧化物對(duì)過氧化氫分解速率的影響。他們在等體積的三個(gè)錐形瓶中加入40mL5%的過氧化氫溶液,分別加入等量的二氧化錳(MnO2)、氧化鐵(Fe2O3)、氧化銅(CuO)后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制了產(chǎn)生的氧氣體積和時(shí)間變化的曲線如圖。觀察該圖回答問題:
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    ①通過該圖可得出結(jié)論:
     
    (寫出1條即可)。
    ②興趣小組做了另一組實(shí)驗(yàn),向第四個(gè)錐形瓶中加入40mL約6~7%的過氧化氫溶液,并加入0.1g二氧化錳,請用實(shí)線在圖中補(bǔ)上實(shí)驗(yàn)所得曲線。
    【探究二】二氧化錳粒徑大小對(duì)氯酸鉀分解催化效果的影響。取兩份等質(zhì)量的氯酸鉀,分別加入等質(zhì)量、粒徑大小不同的二氧化錳進(jìn)行加熱,用傳感器測得固體殘留率(反應(yīng)剩余固體質(zhì)量與反應(yīng)前固體質(zhì)量之比)如圖:
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    (5)該探究中,氯酸鉀制取氧氣的符號(hào)表達(dá)式為
     
    。
    (6)分析圖像,對(duì)氯酸鉀分解的催化效果更好的為粒徑
     
    (填“1~2mm”或“0.0002mm”)二氧化錳。
    發(fā)布:2024/9/26 10:0:2組卷:11引用:2難度:0.5
  • 3.為探究過氧化氫分解反應(yīng)速率受哪些因素影響,小明進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
    小明進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)并記錄了收集到相同體積氧氣所需要的時(shí)間,數(shù)據(jù)如下表:
    實(shí)驗(yàn) 過氧化氫的濃度 過氧化氫溶液體積/mL 二氧化錳質(zhì)量/g 收集時(shí)間/s
    10% 20 0 40
    10% 20 1 30
    15% x 1 20
    (1)實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②的組合,其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?
     
    。
    (2)實(shí)驗(yàn)③中,x的值應(yīng)為
     
    。
    (3)得到的結(jié)論是“在相同條件下,過氧化氫溶液濃度越大,過氧化氫分解得越快”的實(shí)驗(yàn)組合為
     
    (填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。
    (4)寫出反應(yīng)的文字表達(dá)式為
     
    。
    查閱資料:收集的氧氣占集氣瓶容積的60%(空氣占40%)時(shí),能使帶火星的木條復(fù)燃。那么,使帶火星木條復(fù)燃的氧氣濃度的最低值是多少呢?小組對(duì)此展開探究:取3只集氣瓶,編號(hào)為①、②、③,分別裝入15%、30%、45%的水。用排水法把集氣瓶中的水全部排去,將帶火星的木條依次伸入①~③號(hào)瓶中,記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。小芳在第一組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上又做了第二組實(shí)驗(yàn),兩組實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和現(xiàn)象見下表。
    第一組 第二組
    實(shí)驗(yàn)序號(hào)
    集氣瓶裝水的體積分?jǐn)?shù)(%) 15 30 45 34 38 42
    帶火星木條的狀況 很亮 復(fù)燃 很亮 復(fù)燃
    (5)若將帶火星的木條伸入編號(hào)為⑥的集氣瓶,其現(xiàn)象為:
     
    。
    (6)根據(jù)上述兩組實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后,小英認(rèn)為還不能確定能使帶火星木條復(fù)燃的氧氣含量最小值,需繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則實(shí)驗(yàn)序號(hào)⑦的集氣瓶裝水的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該是
     
    %,排完水后集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為
     
    %(按氧氣占空氣體積的
    1
    5
    計(jì)算)。
    發(fā)布:2024/9/26 4:0:1組卷:5引用:2難度:0.5
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