某化学兴趣小组对实验制取氧气及催化剂展开了探究,请回答下列问题:
【探究一】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?兴趣小组同学做了五组实验,实验数据如下表:
(1)能说明过氧化氢的分解速率与其浓度有关的实验是______ (填实验序号)。
(2)对比①②两组实验,可得出过氧化氢分解速率与温度的关系:当过氧化氢溶液的体积和浓度等其它条件相同时______ 。
(3)根据实验数据反映出来的规律,表中数据t的合理范围是:______ <t<______ 。
(4)为完成上述实验中收集氧气及数据的测定需要用到的部分装置如图1所示,与c连接的是______ (填“a”或“b”)端。进行操作时,集气瓶中未装满水,对实验测量结果______ (填“会”或“不会”)产生影响。
(5)该兴趣小组探究了不同的金属氧化物对过氧化氢分解速率的影响。他们在等体积的两个锥形瓶中加入40mL5%的H2O2溶液,分别加入MnO2、CuO后,根据实验数据绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图2。观察该图回答问题:
①通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好,还能得出的结论是______ 。
②由氧化铜催化的反应,t1~t2时间段反应速率逐渐变______ (填“快”或“慢”),原因可能是______ 。
【探究一】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?兴趣小组同学做了五组实验,实验数据如下表:
实验序号 | H2O2溶液的 浓度 | H2O2溶液的 体积/mL | MnO2的 用量/g | 温度/℃ | 收集O2的 体积/mL | 所需 时间/S |
① | 20 | 2 | 0.1 | 85 | 20 | 3.8 |
② | 20 | 2 | 0.1 | 55 | 20 | 10.5 |
③ | 15 | 2 | 0.1 | 20 | 20 | 21.6 |
④ | 15 | 2 | 0.1 | 55 | 20 | t |
⑤ | 15 | 2 | 0.2 | 20 | 20 | 2.8 |
⑥ | 5 | 2 | 0.2 | 20 | 20 | 7.4 |
(2)对比①②两组实验,可得出过氧化氢分解速率与温度的关系:当过氧化氢溶液的体积和浓度等其它条件相同时
(3)根据实验数据反映出来的规律,表中数据t的合理范围是:
(4)为完成上述实验中收集氧气及数据的测定需要用到的部分装置如图1所示,与c连接的是
(5)该兴趣小组探究了不同的金属氧化物对过氧化氢分解速率的影响。他们在等体积的两个锥形瓶中加入40mL5%的H2O2溶液,分别加入MnO2、CuO后,根据实验数据绘制了产生的氧气体积和时间变化的曲线如图2。观察该图回答问题:
①通过图像除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好,还能得出的结论是
②由氧化铜催化的反应,t1~t2时间段反应速率逐渐变
更新时间:2023-10-27 09:58:18
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【推荐1】白色的氯酸钾(KClO3)粉末受热,会缓慢放出氧气,同时得到白色的氯化钾。某探究小组想研究氧化铜能否对氯酸钾的受热分解起催化剂作用,设计如下装置及操作:
a.两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热,每隔10秒钟记录量筒中气体的体积;
b.观察滤出物的状态和颜色;
c.停止加热,冷却,将原先混有氧化铜的反应产物加水溶解,小心过滤,得滤出物,洗涤并干燥;
d.重新取氯酸钾,加入滤出物,在相同条件下正确加热,和相同质量的氯酸钾单独加热产生氧气速率进行比较。
e.任取两份氯酸钾,分别放入两支相同的试管,在其中的一份中加入经准确称量的n g氧化铜粉末。
回答下列问题:
(1)写出氯酸钾受热分解的化学方程式:______ 。
(2)按实验的先后顺序对上述实验操作进行排序______ 。
(3)以上实验步骤中,有一步不够严密,请指出是哪一步,并加以说明______ 。
(4)要达到实验目的,除改进不严密的实验步骤外,还必须增加一个实验步骤,这个步骤是______ 。
(5)c操作中停止加热的正确操作步骤是______ ,理由是______ 。
a.两份氯酸钾同时在相同的条件下正确加热,每隔10秒钟记录量筒中气体的体积;
b.观察滤出物的状态和颜色;
c.停止加热,冷却,将原先混有氧化铜的反应产物加水溶解,小心过滤,得滤出物,洗涤并干燥;
d.重新取氯酸钾,加入滤出物,在相同条件下正确加热,和相同质量的氯酸钾单独加热产生氧气速率进行比较。
e.任取两份氯酸钾,分别放入两支相同的试管,在其中的一份中加入经准确称量的n g氧化铜粉末。
回答下列问题:
(1)写出氯酸钾受热分解的化学方程式:
(2)按实验的先后顺序对上述实验操作进行排序
(3)以上实验步骤中,有一步不够严密,请指出是哪一步,并加以说明
(4)要达到实验目的,除改进不严密的实验步骤外,还必须增加一个实验步骤,这个步骤是
(5)c操作中停止加热的正确操作步骤是
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【推荐2】催化剂对化学工业及对社会的发展起到举足轻重的作用。某化学小组的同学以“探究催化剂的奥秘”为题开展了项目式学习。
任务一:认识催化剂
(1)下列有关催化剂的说法正确的是______(填字母)。
任务二:探究催化剂
【查阅资料】氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂.
【实验过程】探究小组的同学称取了0.2g氧化铜,取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行了下图所示的实验:
(2)完成下列表格:
【实验分析】
(3)步骤⑦的作用是______ 。
(4)写出氧化铜催化过氧化氢分解的符号表达式______ 。
任务一:认识催化剂
(1)下列有关催化剂的说法正确的是______(填字母)。
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任务二:探究催化剂
【查阅资料】氧化铜也可以作为过氧化氢分解的催化剂.
【实验过程】探究小组的同学称取了0.2g氧化铜,取5mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行了下图所示的实验:
(2)完成下列表格:
步骤①现象 | 步骤⑥结果 | 步骤⑦现象 | 实验结论 |
试管中有极少量的气泡产生,带火星的木条没有复燃 | 称量氧化铜的质量 | 氧化铜是过氧化氢分解的催化剂 |
【实验分析】
(3)步骤⑦的作用是
(4)写出氧化铜催化过氧化氢分解的符号表达式
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【推荐3】FeCl3(氯化镁)溶液能对过氧化氢的分解也起催化作用,某小组拟在相同浓度FeCl3溶液的催化下,探究过氧化氢浓度对过氧化氢分解速率的影响。
Ⅰ.分别取相同体积、相同浓度的FeCl3溶液,如图观察到________ ,就可以粗略判断,得出实验结果,为进一步判断上述实验结论的准确性,作用图示装置,小刚同学进行了如下实验方案设计进行定量研究。
Ⅱ.[方案一]在不同过氧化氢浓度下,测定收集相同气体体积所需时间。
[方案二]在不同过氧化氢浓度下,测定_________ ;
方案二的实验测量结果:
其中x_______ ,y________ .
通过测量,若V1_______ V2(填“>”、“=”或“<”),得出的实验结论为:_____ .
Ⅰ.分别取相同体积、相同浓度的FeCl3溶液,如图观察到
Ⅱ.[方案一]在不同过氧化氢浓度下,测定收集相同气体体积所需时间。
[方案二]在不同过氧化氢浓度下,测定
方案二的实验测量结果:
序号 物理量 | 过氧化氢溶液的浓度和体积 | H2O2溶液的浓度和体积 | 反应的时间(min) | 生成O2的体积(mL) |
1 | 30%,10 mL | x | 5 | V1 |
2 | 10%,10 mL | 3 | y | V2 |
通过测量,若V1
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解题方法
【推荐1】过氧化氢俗称双氧水,常温下是一种无色液体,性质比较稳定。在加热的条件下,它能分解生成氧气和水。查阅资料:
①将新制的浓度5%的双氧水加热到65℃时就有氧气产生,加热到80℃时就有较多氧气产生。
②若在相同质量5%的双氧水加入少量二氧化锰固体,常温下就会立即产生氧气,反应速度快,所需时间短。
请根据上图回答问题:
(1)请你写出双氧水和二氧化锰反应的化学方程式:_______ 。其中二氧化锰的作用是 _____ 。
(2)小晨按图甲装置进行实验,当试管中有大量气泡出现时,伸入带火星的木条,木条并未复燃,为此,他利用图乙装置收集气体,再用带火星的木条检验,木条复燃,那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是___________ 。
(3)小柯利用催化剂使双氧水分解制取氧气,若要控制双氧水制取氧气的速率,可以将装置丙作如下改进_______________________ 。
(4)采用相同质量5%的双氧水,图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线,请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。___________ (假定两种方法过氧化氢均完全分解)
(5)二氧化锰(不溶于水的固体粉末),在该反应中可以重复使用,理由是___________ ;实验结束后可采取 ___________ 的方法,予以回收利用。
(6)如果用下图的装置收集一瓶氧气,则气体应从________ 口导入(填“m”或“n”)。
①将新制的浓度5%的双氧水加热到65℃时就有氧气产生,加热到80℃时就有较多氧气产生。
②若在相同质量5%的双氧水加入少量二氧化锰固体,常温下就会立即产生氧气,反应速度快,所需时间短。
请根据上图回答问题:
(1)请你写出双氧水和二氧化锰反应的化学方程式:
(2)小晨按图甲装置进行实验,当试管中有大量气泡出现时,伸入带火星的木条,木条并未复燃,为此,他利用图乙装置收集气体,再用带火星的木条检验,木条复燃,那么图甲实验中带火星木条未复燃的原因是
(3)小柯利用催化剂使双氧水分解制取氧气,若要控制双氧水制取氧气的速率,可以将装置丙作如下改进
(4)采用相同质量5%的双氧水,图丁虚线表示加热分解制取氧气的曲线,请你在该图中用实线画出利用催化剂制取氧气的大致曲线。
(5)二氧化锰(不溶于水的固体粉末),在该反应中可以重复使用,理由是
(6)如果用下图的装置收集一瓶氧气,则气体应从
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解题方法
【推荐2】某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究:
【实验一】氧气制取和性质实验。现有如图1装置:
(1)实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为__________ ,应选择的发生装置是_________ 。(填标号,下同),收集装置是_________ 。
(2)用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是_________ 。
【实验二】探究H2O2质量分数、温度对反应速率的影响:
设计如下表实验方案:
(3)实验①和③的实验目的是_____________ 。
【实验三】探究制取氧气的适宜催化剂。
实验方案如下:
I.用等质量的MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂粉末分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成颗粒表面积相同的海藻酸钠微球,备用。
Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用图2装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到图3的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
(4)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因__________ 。
(5)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_________ 。
(6)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是_________ 。
【实验一】氧气制取和性质实验。现有如图1装置:
(1)实验室用过氧化氢溶液制氧气的化学方程式为
(2)用收集的氧气进行“铁丝在氧气中燃烧”的实验,观察到的现象是
【实验二】探究H2O2质量分数、温度对反应速率的影响:
设计如下表实验方案:
实验序号 | H2O2质量分数/% | 温度/℃ | 每分钟气泡数 |
① | 30 | 30 | |
② | 30 | 20 | |
③ | 15 | 30 |
【实验三】探究制取氧气的适宜催化剂。
实验方案如下:
I.用等质量的MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂粉末分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成颗粒表面积相同的海藻酸钠微球,备用。
Ⅱ.取30粒含MnO2的海藻酸钠微球,采用图2装置进行实验。改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到图3的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。
(4)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因
(5)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
(6)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是
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科学探究题
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【推荐3】以下是某研究小组用5mL的H2O2溶液,探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
(1)根据以上实验,写出过氧化氢溶液分解的符号表达式_________ 。
(2)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与________ 有关;从实验________ 和_____ 对比可知,化学反应速率与温度的关系是________ 。
(3)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的碰撞概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是_______ 。
(4)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总质量_______ (选填“减小”或“不变”或“增大”)。
实验序号 | H2O2溶液浓度 | 温度℃ | MnO2的用量(g) | 收集氧气的体积(mL) | 反应所需的时间/s |
① | 5% | 20 | 0.1 | 4 | 16.75 |
② | 15% | 20 | 0.1 | 4 | 6.04 |
③ | 30% | 25 | 0 | 2 | 49.21 |
④ | 30% | 35 | 0 | 2 | 10.76 |
(1)根据以上实验,写出过氧化氢溶液分解的符号表达式
(2)通过实验①和②对比可知,化学反应速率与
(3)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的碰撞概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是
(4)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气,为了减小反应速率,可加适量的水稀释,产生氧气的总质量
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】二氧化锰粉末能催化过氧化氢的分解,小明在实验室发现了另一种黑色粉末氧化铜,也想进行探究。
(提出问题)氧化铜能否作为过氧化氢分解的催化剂?
(进行实验)
①如图连接装置,加入 20 毫升 10%过氧化氢溶液,收集氧气。
②向试管中加入二氧化锰粉末,加入 10%的过氧化氢,观察现象并记录相关数据如表。
③清洗并干燥装置,换用氧化铜粉末重复步骤②,相关数据记录表中,据此分析:
(1)步骤③中所加氧化铜的质量是___________ g;(得出结论)
(2)根据上述实验步骤______________ 和______________ (填序号,下同)比较得出氧化铜 可作为过氧化氢分解的催化剂;根据上述实验步骤______________ 和______________ 比较得 出二氧化锰的催化效果更好。
(3)写出步骤③反应的文字表达式________________ ;反应的类型_________ 。
(4)小徐同学分析了小明的实验过程后,认为还需要补做几个实验步骤,才能证明氧化铜在该反应中起催化作用。步骤继续设计如下:
④将反应结束后剩余氧化铜固体进行过滤、洗涤、干燥并_____________ (填写操作名称), 证明氧化铜在反应前后质量未发生变化;
⑤将上一步所得固体加入少量等浓度的过氧化氢溶液,伸入带火星的木条,观察木条复燃, 证明氧化铜的__________________________ 在反应前后未发生变化。
(提出问题)氧化铜能否作为过氧化氢分解的催化剂?
(进行实验)
①如图连接装置,加入 20 毫升 10%过氧化氢溶液,收集氧气。
②向试管中加入二氧化锰粉末,加入 10%的过氧化氢,观察现象并记录相关数据如表。
③清洗并干燥装置,换用氧化铜粉末重复步骤②,相关数据记录表中,据此分析:
步骤 | 物质 | 质量/g | 10%过氧化氢体积/mL | 集满一瓶氧气所用时间/S |
1 | / | / | 20 | 630 |
2 | 二氧化锰 | 0.5 | 20 | 25 |
3 | 氧化铜 | ……… | 20 | 38 |
(1)步骤③中所加氧化铜的质量是
(2)根据上述实验步骤
(3)写出步骤③反应的文字表达式
(4)小徐同学分析了小明的实验过程后,认为还需要补做几个实验步骤,才能证明氧化铜在该反应中起催化作用。步骤继续设计如下:
④将反应结束后剩余氧化铜固体进行过滤、洗涤、干燥并
⑤将上一步所得固体加入少量等浓度的过氧化氢溶液,伸入带火星的木条,观察木条复燃, 证明氧化铜的
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科学探究题
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(0.65)
解题方法
【推荐2】学习了二氧化锰对过氧化氢分解有催化作用的知识后,某兴趣小组同学在课外进行了有关过氧化氢分解反应的再探究。
【探究一】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?
兴趣小组同学做了四个实验,实验数据如表:
(1)过氧化氢分解速率与温度的关系是______ 。
(2)能说明过氧化氢的分解速率与其质量分数有关的实验是______ (填实验序号)。
(3)过氧化氢分解的化学反应方程式为______ 。
【探究二】其他金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
兴趣小组同学设计了以下实验
A.将3.0g KClO3与0.1g MnO2均匀混合加热
B.将3.0g KClO3与0.1g CuO均匀混合加热
(4)欲证明CuO可以做为H2O2分解反应的催化剂,还需要测量CuO的______ 和______ 在化学反应前后没有发生变化。
【探究三】
(5)除了上述探究的影响反应速率的因素外,影响H2O2分解速率的因素还有______ ,欲比较不同催化剂CuO和MnO2对H2O2分解速率的影响,实验时需要控制的变量有______ 。
【探究一】影响过氧化氢分解速率的因素有哪些?
兴趣小组同学做了四个实验,实验数据如表:
实验序号 | H2O2溶液的溶质质量分数% | H2O2溶液的体积/mL | 温度/℃ | MnO2的用量/g | 收集O2的体积/mL | 反应时间 |
① | 5 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 2min |
② | 15 | 1 | 20 | 0.1 | 4 | 30s |
③ | 15 | 1 | 35 | 0.1 | 4 | 6s |
(2)能说明过氧化氢的分解速率与其质量分数有关的实验是
(3)过氧化氢分解的化学反应方程式为
【探究二】其他金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
兴趣小组同学设计了以下实验
A.将3.0g KClO3与0.1g MnO2均匀混合加热
B.将3.0g KClO3与0.1g CuO均匀混合加热
(4)欲证明CuO可以做为H2O2分解反应的催化剂,还需要测量CuO的
【探究三】
(5)除了上述探究的影响反应速率的因素外,影响H2O2分解速率的因素还有
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【推荐3】人教版新课标化学教材九年级上册“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【实验探究】
【实验结论】
(1)A中产生的气体是_______ 。
(2)实验II、III证明:氧化铁的_______ 和______ 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;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式_______ 。
【实验评价】
(1)设计实验Ⅳ的目的是________ 。
(2)若实验Ⅳ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____________ 。
【实验拓展】
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是____________ 。
a.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
b.同一个化学反应可以有多种催化剂
c.催化剂只能加快化学反应的速率
d.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
【实验探究】
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 | 试管中均产生气泡,带火星木条均复燃 |
III.将实验Ⅱ中的剩余物小心过滤,并将所得虑渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag | / |
IV.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 | / |
【实验结论】
(1)A中产生的气体是
(2)实验II、III证明:氧化铁的
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式
【实验评价】
(1)设计实验Ⅳ的目的是
(2)若实验Ⅳ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
【实验拓展】
查阅资料得知:CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是
a.MnO2只能作为过氧化氢溶液分解的催化剂
b.同一个化学反应可以有多种催化剂
c.催化剂只能加快化学反应的速率
d.用作催化剂的物质不可能是其它反应的反应物或生成物
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