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题型:科学探究题 难度:0.65 引用次数:43 题号:17111824
化学教材“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】(1)氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?
(2)氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好?
【实验探究】
实验步骤实验现象
①分别量取5mL5%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AB两支试管中插入带火星的木条,观察现象。A试管中产生大量气泡,带火星木条复燃,B试管中的现象
②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内,如此反复多次实验,观察现象。试管中均产生大量气泡,带火星木条均复燃
③将实验②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。
④分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。

(1)A中产生的气体是______;B试管中的现象______
(2)实验②和③证明氧化铁的____________在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;氧化铁的加入______(填“能”“不能”)增加氧气的最终质量。
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式______
(4)实验设计④的目的是______,若实验④观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是______。要比较过氧化氢分解反应中不同催化剂的催化效果,除了测量收集50mLO2所需时间外,还可以测量相同时间内______

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解题方法
【推荐1】某课外小组研究“影响过氧化氢生成O2快慢的因素”的课题。通过查阅资料,他们提出如下猜想。
【提出猜想】催化剂和过氧化氢溶液的浓度都会影响过氧化氢生成O2 的快慢
【实验过程】实验装置图如下:

实验操作:检查装置气密性良好。将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中,立即收集一瓶放出的气体。实验记录如下表
实验编号
反应物5%过氧化氢溶液100 mL5%过氧化氢溶液3%过氧化氢溶液100 mL
加入固体0.5 g氯化钠固体0.5 g二氧化锰
收集气体的时间165 s46s80 s
(1)过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的文字表达式为________________
(2)实验②中加入过氧化氢溶液的体积为____________mL。
(3)实验③中加入的固体药品和用量为__________
【结论】分析表格的数据得出的结论是_____________________
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2 后反应明显加快。小红提出,为了更好的证明二氧化锰 和氯化钠是否对过氧化氢生成O2快慢有影响,还应该增加一组实验与表格中的实验进行对比。该实验选用的药品和用量为_________
2021-09-04更新 | 98次组卷
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【推荐2】同学们用下图所示的操作展开了实验探究。

【探究一】过氧化氢溶液与二氧化锰的加入顺序
实验Ⅰ向试管中缓缓加入过氧化氢溶液,反应的化学符号表达式是___________
实验Ⅱ中加入二氧化锰后,试管中快速产生大量气泡。实验Ⅰ、Ⅱ相比,可以得到平稳气流的是___________(填序号)。
【探究二】寻找新的催化剂
实验Ⅲ中加入红砖粉末后试管中产生大量气泡,检验该气体成分的方法是___________,这是利用了该气体具有___________的性质。待试管中不再产生气泡时,重新加入过氧化氢溶液,并再次检验气体,如此反复多次,观察现象,该实验目的是___________。将实验后的剩余物小心过滤,并将滤渣洗净、干燥、称量,所得固体仍为ag。通过上述过程得出的结论是___________
实验Ⅱ与实验Ⅲ对比,探究的问题是___________
实验拓展:查阅资料得知,CuO、CuSO4溶液、猪肝、马铃薯等都可以作为过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是___________
A 催化剂只能是固体
B 催化剂只能是二氧化锰
C 催化剂也可减慢化学反应速率
D 同一个化学反应可以有多种催化剂
E 使用催化剂能增加生成物的产量
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【推荐3】实验室中常用分解过氧化氢来简便快速地制备氧气,化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,并进行了氧气的性质实验
【查阅资料】有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
(1)【实验探究1】探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果:各量取6mL的相同浓度的过氧化氢溶液,分别倒入1、2、3号三支试管中,取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块,分别放入2、3号试管中,并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内,观察现象并记录如下:

试管编号

1

2

3

材料名称

苹果

土豆

实验现象

反应速率

很慢

稍快

较快

产生气泡

很少

比1中多

较多

复燃情况

不复燃

复燃

很快复燃

实验结论

______

实验反思:上述实验能证明苹果、土豆一定是过氧化氢分解反应的催化剂吗?并说明理由:________
(2)【实验探究2】探究浓度对过氧化氢分解速率的影响:取10mL30%的过氧化氢溶液三份,将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液,同时测定收集到100mL氧气所用的时间(其他实验条件均相同),记录如下:

实验编号

1

2

3

过氧化氢溶液浓度

5%

15%

30%

所用时间/s

205

25

3

实验结论

______________________

(3)【实验探究3】用上述收集的气体与不同物质进行反应,其中有一黑色固体能在氧气中燃烧,发出白光,生成使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的文字表达式为________
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