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题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:38 题号:20352118
某兴趣小组同学对过氧化氢分解的实验进行如下探究。
实验1:探究过氧化氢溶液浓度、温度对反应速率的影响
【实验方案】在一定温度下,向相同质量的过氧化氢溶液中加入相同质量的二氧化锰(MnO2)粉末,测量收集150mL氧气(O2)所需的时间。
实验序号过氧化氢溶液的浓度/%温度/℃时间/s
3020待测
1530特测
ab待测
实验2:依据下图1装置进行实验(部分仪器略去),探究催化剂种类对反应速率的影响。
【实验方案】取用相同粒数的二氧化锰(MnO2)、氧化铜(CuO)、氧化铁(Fe2O3)、氧化铬(Gr2O3)四种催化剂微球(质量相等、表面积相同),分别进行实验,锥形瓶内压强随时间的变化如图2所示。
       
【解释与结论】
(1)实验1中反应的文字表达式是_______。二氧化锰在反应前后质量和_______没有发生改变。
(2)为了达到实验1的目的,补全实验方案。
①若ab不相等,若a=15;则b=____。②若ab相等,则设计实验I、III的目的是___
(3)实验2中使用相同粒数催化剂微球的原因是_______
(4)通过对实验2数据的分析,可得出的结论是_______
【反思与评价】
(5)为了完成实验1,该兴趣小组收集氧气的装置可以选用下图中的_______。(可多选)
A.   B.   C.       D.   
(6)实验1是通过测量收集等体积氧气(O2)所需时间来比较过氧化氢(H2O2)溶液分解的反应速率,还可以通过测量_______来比较过氧化氢(H2O2)溶液分解的反应速率。
(7)该兴趣小组成员通过网上查阅资料获悉:除二氧化锰、氧化铜、氧化铁、氧化铬外,硫酸铜、猪肝、马铃薯等也可以作为过氧化氢分解的催化剂。下列有关催化剂的说法正确的是_______
A.二氧化锰可作任何反应的催化剂B.同一个反应可能有多种催化剂
C.催化剂一定能加快化学反应速率D.没有催化剂,化学反应不能发生
E.在很多工业反应中,加入催化剂能起到增加生成物质量的效果

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【推荐1】学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后,我们对催化剂已有了初步的认识。下列有关于催化剂的说法中错误的是_________。(填字母)
A.催化剂只能加快化学反应速率                    
B.催化剂可以增加产物的质量
C.二氧化锰是可做所有反应的催化剂             
D.一个化学反应只有一种催化剂
实验一:某同学想:氧化铜(CuO)能否起到类似的催化剂作用呢?于是进行了以下探究。
【猜想与假设】
I.氧化铜不是催化剂,也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变:
II.氧化铜参与了反应产生氧气,反应前后质量和化学性质发生改变:
III.氧化铜是反应的催化剂,反应前后_________
【进行实验】
用天平称量0.2gCuO,取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下图实验:

(1)请补充能证明猜想Ⅲ成立的实验现象:步骤③现象为_______,步骤⑥中二氧化锰固体质量为_____g。结论:猜想成立。
(2)步骤①的目的是_________
(3)定性判断步骤①和步骤②的反应快慢,可根据________
(4)过氧化氢能被CuO催化分解放出氧气的符号表达式为_______
实验二:探究制取氧气的适宜催化剂。实验方案如下:
I.用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四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MnO2的海藻酸钠微球,采用如图2所示装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到如图3所示的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

(5)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的目的是_______
(6)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是_______(填化学符号)
(7)用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是________
(8)除上述影响过氧化氢溶液分解的因素外,你认为过氧化氢溶液的分解速率还可能与______有关。
2022-11-12更新 | 101次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】通过近期的化学学习,相信你对制取气体的思路和方法有了一定的了解。
Ⅰ、氧气制取方法的梳理。

(1)用图中A、B、C所示的方法能够取氧气,是因为它们的反应物中都含有______。(填“氧元素”或“氧原子”)
(2)工业上用D制取氧气的方法为______,属于______(填“物理”或“化学”)变化。
(3)写出方法A制取氧气的文字表达式______。该反应的基本反应类型为__________
(4)小亮同学欲用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气,可供选择的实验装置如下:

写出图中有标号仪器的名称:①______;②______
请你帮助他选择一种发生装置______(填字母序号,下同),小亮用E装置收集氧气,理由是______。若改用D装置收集,检验氧气集满的方法是______
Ⅱ、大多数化工生产都有催化剂的参与。
(1)化工生产使用催化剂的目的是______化学反应速率(填“改变”或“加快”)。
(2)小亮及其研究小组发现,将适量红砖粉末放入过氧化氢溶液中,过氢化氢溶液的分解速率加快。对于此现象,该小组同学进行了如下探究:
【提出问题】红砖粉末能否作过氧化氢分解的催化剂?
【作出猜想】红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
实验步骤实验现象结论及解释
实验1:
A中无明显现象,B中产生能使带火星的木条复燃的气体。①B中产生的气体是______
实验2:待实验1结束后,向B试管中重新加入的过氧化氢溶液,反应停止后过滤出红砖粉末、洗涤、干燥、称量B中又产生大量使带火星木条复燃的气体,红砖粉末质量为ag②红砖粉未的____________在反应前后均没有发生变化,能作过氧化氢分解的催化剂。
③写出红砖粉末催化过氧化氢分解的文字表达式:______
【实验拓展】
④该小组设计了如图1所示装置对比红砖粉末与二氧化锰的催化效果,实验均以生成25mL气体为准,其他可能的影响因素忽略不计,相关数据如表:

实验编号

3%过氧化氢溶液的体积

其他物质质量

收集25mL气体所需时间

1

20mL

红砖粉末0.5g

a

2

20mL

二氧化锰0.5g

b

上述实验中若a>b,则可得出的结论是______
⑤温度升高过氧化氢的分解速率会加快,某同学取足量5%的过氧化氢溶液进行加热,如图2所示,可实验中带火星的木条往往难以复燃,请解释原因______
2022-11-12更新 | 76次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐3】学习了过氧化氢制取氧气后,实验兴趣小组的同学进行了以下两个拓展探究;
【探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其效果如何?
实验步骤实验现象
Ⅰ.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A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象
Ⅱ.待A试管中没有现象发生时,重新加入5mL5%过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次实验,观察现象。试管中产生气泡,带火星木条复燃
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并进行洗涤、干燥、____(填操作)所得固体质量仍为ag
Ⅳ.分别量取___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)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的质量和_______在反应前后均没有发生变化,可以作为过氧化氢分解的催化剂。
(2)实验Ⅲ的步骤中应填写_______;实验Ⅳ的步骤中应填写_______
(3)设计实验Ⅳ的目的是_______
【探究二】测定过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成O2的质量和体积,并处理数据。
【实验设计】通过下列两个实验分别测定O2的质量和体积:

【记录与处理】
(4)已知实验Ⅰ反应前的总质量【m(大烧杯+二氧化锰粉末)+m(小烧杯+过氧化氢溶液)】要计算生成O2的质量,至少还需要的数据是_______
A.m(小烧杯)               B.m(大烧杯)            C.m(大烧杯+反应后剩余物)
(5)实验Ⅰ中,已知反应前总质量为20g。过氧化氢溶液刚好分5次等质量加入大烧杯中,每一次待反应完全时,再加下一次。(注:过氧化氢在常温下自身分解产生的氧气忽略不计)。实验Ⅰ数据记录如下:
加入次数/次12345
电子天平示数/g19.218.417.616.8X

根据以上实验过程和数据综合分析,X的值等于_______;最终生成 O2的质量等于_______g。
(6)实验Ⅱ中,如何检查装置的气密性_______
(7)经检查,装置不漏气,然后装好药品,用注射器将20mL过氧化氢溶液快速推入烧瓶中(装置中注射器活塞与内壁摩擦非常小,可忽略不计)。如果最终注射器活塞停在60mL处,则氧气的体积为_____mL;理由是_______
(8)若过氧化氢溶液是缓慢推入的,则可能造成的后果是_______(不考虑仪器连接处脱落)。
2021-10-19更新 | 222次组卷
共计 平均难度:一般