21. 如下图所示,某校化学兴趣小组用过氧化氢(H
2O
2)溶液(MnO
2作催化剂) 制取干燥氧气,并用来测定 10g 某铜粉样品(含少量杂质碳)中铜的质量分数。
回答下列问题:(温馨提示:2Cu+O
22CuO;氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳)
【实验一】
(1)装置A 中发生的化学方程式是
__________。装置B的作用是
__________。
(2)通过称量完全反应前后装置
__________的质量,进行计算便可求出样品中铜的质量分数。
(3)实验完毕,小华同学误将用剩的H
2O
2溶液和装置C玻璃管中的剩余固体一起倒入烧杯中,发同有大量的气泡产生,经检验确认产生的气体是氧气,小江和小田两位同学对此颇感兴趣,进而展开了他们的探究之旅。
【提出问题】
是哪种物质加快了H
2O
2的分解速率?
【大胆猜想】
猜想①:剩余固体中的氧化铜加快了H
2O
2溶液的分解。
猜想②:氧化铜能做H
2O
2分解的催化剂。
【实验二】
实验方案 | 实验现象 | 分析及结论 |
步骤一:将带火星的木条伸入盛有5mL5%过氧化氢溶液的试管。 | 带火星木条不复燃
| H2O2溶液常温下产生氧气的量很少,不足以使带火星复燃。 |
步骤二:向盛有 5mL5%H2O2溶液的试管中加入 1g 氧化铜固体,将一根带火星的木条伸入试管中。观察现象。待反应结束后将试管里的剩余物进行___________、洗涤、干燥、称量。对比反应前后固体的质量。 | ___________, 称得固体质量为 1g
| 猜想①成立,并且反应前后固体的质量相等。
|
【讨论交流】
小川同学认为,根据步骤一、二的实验现象,得出的两个结论就能判断猜想②成立。你是否支持他的观点?
___________。若要证明猜想②成立,你认为还应补做的实验是
___________。
(4)该化学兴趣小组利用压强传感器,对MnO
2、CuO、Fe
2O
3三种金属氧化物中,哪一个更适宜作过氧化氢制取氧气的催化剂,又做了如下数字化实验探究。
【实验三】实验方法如下:
Ⅰ.用MnO
2、CuO、Fe
2O
3三种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用。
Ⅱ.取30粒含MnO
2的海藻酸钠微球,采用如下图所示装置进行实验。改用其他两种微球,分别重复上述实验,得到的锥形瓶内压强随时间变化的曲线如下图所示。
①每次重复实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是
_________________________________。
②用含MnO
2的海藻酸钠微球进行实验,60s 时压强瞬间回落,其原因可能是
____________________。
③从实验曲线看,催化效果较好,反应温和的催化剂是
______________________。