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题型:科学探究题 难度:0.65 引用次数:204 题号:14473852
学习了二氧化锰对过氧化氢溶液分解有催化作用的知识后,同学们对催化剂产生了兴趣,他们开展了以下探究。
实验探究一:比较催化剂种类对过氧化氢溶液分解的影响
【查阅资料】
(1)很多植物对过氧化氢溶液的分解有催化作用。
(2)压强传感器可以测量密闭体系内气体压强的变化。
【实验操作】
(1)在27.8℃,100.7kPa时,将具支试管的支管通过胶皮管与压强传感器连接(如图1所示),取2.0g植物碎末放入具支试管中。
   
(2)用量筒量取2mL3%过氧化氢溶液,倒入具支试管中并立即塞上橡胶塞,同时启动数据采集程序采集数据。更换相同质量,不同种类的植物碎末,重复实验(1)和(2)。
(3)不加入植物碎末,重复实验(1)和(2),做空白实验。
(4)将采集到的数据用电脑进行处理,得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。
实验操作(3)的目的是_____
【实验结论1】由图2可知,催化效果最好的是_____
【交流反思】上海青叶作催化剂时,200s前曲线迅速升高的原因是_____;200s后曲线略有下降的原因是_____。除此之外,你还可以从图2中得出的结论是:_____
          
实验探究二:比较催化剂用量对过氧化氢溶液分解的影响
【进行实验】
在30.2℃,压强100.5kPa时,选择上海青叶碎末用量分别为1g、2g、3g,均与2mL3%过氧化氢溶液反应,获得数据如图3所示。
【实验结论2】
由图3可知,在t1秒内,上海青叶用量为_____时,过氧化氢溶液分解速率最快;图中三条曲线最终将重合在一起,其理由是_____
【拓展延伸】
某些植物、氧化铜、猪肝、二氧化锰等都可以做过氧化氢溶液分解的催化剂,除此以外,你还知道_____可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。

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【推荐1】化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢分解的催化剂后,想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他们的探究过程,并填写下列空白。
【提出问题】氧化铝能不能作过氧化氢分解的催化剂呢?
【作出猜想】氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤实验现象实验结论
实验一_____有少量气泡,木条不复燃常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氧化铝,然后将带火星的木条伸入试管中_____氧化铝能加快过氧化氢的分解速率

【得出结论】氧化铝能加快过氧化氢的分解速率,故氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂,氧化铝的化学式为_______
【反思提高】经过讨论,有的同学认为只有上述两个实验,不能证明氧化铝能作过氧化氢分解的催化剂,还要补充一个探究实验,原因是:____
于是大家设计进行实验三:
【实验目的】探究___________
【实验步骤】①准确称量氧化铝(少量)的质量;②完成实验二;③待反应结束,将实验二试管里的物质进行___________,洗涤,干燥,称量;④对比反应前后氧化铝的质量。
【交流讨论】如果___________,通过以上实验探究说明氧化铝可以作过氧化氢分解的催化剂。在讨论过程中,有的同学认真阅读课本中催化剂的描述后提出,以上三个实验还不足以证明氧化铝是过氧化氢分解的催化剂,还应该补充证明的实验,才更加科学严谨。
2020-12-23更新 | 81次组卷
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【推荐2】高锰酸钾是初中常用的一种试剂,它可以和很多物质反应,发生颜色变化。小明和小丽把  经硫酸酸化的高锰酸钾溶液和草酸[H2C2O4]溶液混合,发现刚开始反应时溶液褪色不明显,但不久后褪色速度突然加快。为了探究反应过程中褪色速度加快的原因,小明查到了如下资料:
资料1:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4= K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2
资料2:通常情况下,反应物浓度变大。反应加快;温度开高,反应加快。
(1)根据这些资料,小明提出了两个假设。
假设一:褪色速度突然加快是由反应物浓度变大引起的;
假设二:褪色速度突然加快是由反应过程中温度升高引起的。小明经过分析,否定了假设一,理由是____________________
(2)小丽针对假设二进行实验探究后,经过思考,又做了如下实验:
 把经硫酸酸化的高锰酸钾溶液等分为两份,分装A、B两试管,同时向两支试管中加入等量等浓度的草酸溶液,并置于同一水浴中。迅速向A试管中加入一定量的MnSO4,发现A试管中溶液褪色明显快于B试管。上述实验中,把2支试管置于同一水浴中的目的是_________________。这一实验基于的假设是_________________________
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解题方法
【推荐3】某兴趣小组对氯酸钾分解反应的催化剂进行研究,经查阅资料得知氯酸钾除了跟二氧化锰混合加热能加快反应速率,与氧化铁混合加热也能较快产生氧气.在相同的加热条件下,完成表中实验:
【实验探究】
实验编号氯酸钾质量/g催化剂催化剂质量g收集所需时间/s
15O0171
2粉末0.549
35粉末0.558
45粉末0.5154
【交流讨论】
(1)设置实验1的目的是_______;实验2中“?”处应填_______
(2)表中所列三种催化剂中催化效果最佳的是_______
(3)写出氯酸钾在催化作用下受热分解的符号表达式_______
【提出问题】
(4)维持加热条件不变,用实验1再继续收集,发现所需时间明显少于,原因可能是_______
【实验反思】
(5)要确定氧化铁在此反应中作催化剂,还要证明它在化学反应前后质量和_______不变。
(6)要比较氯酸钾分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集所需时间外,还可以测量相同时间内_______
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