橡树湾兴趣小组以“探究过氧化氢溶液分解速率的影响因素”为主题开展了项目式学习。
【查阅资料】
①很多植物如上海青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。
③过氧化氢分解过程中会放热。
任务一:探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响
【进行实验】
【实验结论】
(1)实验①和②对比可知,过氧化氢分解速率与过氧化氢溶液浓度有关。则实验①中的温度是_______ 。
(2)如果把实验③的浓度改为25%,则收集4 mL氧气所需时间(用t表示)的取值范围:_______ 。
任务二:探究催化剂用量对过氧化氢溶液分解速率的影响
【进行实验】
①在30.2℃,压强100.5 kPa时,将试管与压强传感器连接(如图1所示),取1.0 g上海青叶碎末放入试管中。
②取2 mL 3%过氧化氢溶液,倒入试管中并立即塞上橡胶塞,同时通过压强传感器采集数据。
③更换2.0 g、3.0 g 上海青叶碎末碎末,重复实验①和②。
④得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。
【实验结论】
(3)由图2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_______ 。
任务三:探究催化剂种类对过氧化氢溶液分解速率的影响
【进行实验】
在27.8℃,10.7 kPa时,选择相同质量,不同种类的植物碎末,均与2 mL 3%过氧化氢溶液反应,不加入植物碎末,重复实验,做空白实验,获得数据如图3所示。
(4)做空白实验的目的是_______ 。
【实验结论】
(5)由图3可知,催化效果最好的是_______ 。
【交流反思】
(6)上海青叶作催化剂时,200s前曲线迅速升高的原因是_______ ;200 s后曲线略有下降的原因是_______ 。除此之外,你还可以从图3中得出的结论是:_______ 。
【查阅资料】
①很多植物如上海青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。
③过氧化氢分解过程中会放热。
任务一:探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响
【进行实验】
实验编号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 温度/℃ | 上海青叶/g | 收集氧气的体积/mL | 反应所需的时间/s |
① | 5 | 1 | 4.0 | 16.75 | |
② | 15 | 20 | 1 | 4.0 | 6.04 |
③ | 20 | 35 | 4.0 | 57.21 | |
④ | 30 | 35 | 4.0 | 16.76 |
(1)实验①和②对比可知,过氧化氢分解速率与过氧化氢溶液浓度有关。则实验①中的温度是
(2)如果把实验③的浓度改为25%,则收集4 mL氧气所需时间(用t表示)的取值范围:
任务二:探究催化剂用量对过氧化氢溶液分解速率的影响
【进行实验】
①在30.2℃,压强100.5 kPa时,将试管与压强传感器连接(如图1所示),取1.0 g上海青叶碎末放入试管中。
②取2 mL 3%过氧化氢溶液,倒入试管中并立即塞上橡胶塞,同时通过压强传感器采集数据。
③更换2.0 g、3.0 g 上海青叶碎末碎末,重复实验①和②。
④得到反应前后压强随时间变化曲线如图2。
【实验结论】
(3)由图2可知,在t1秒内,上海青叶用量为
任务三:探究催化剂种类对过氧化氢溶液分解速率的影响
【进行实验】
在27.8℃,10.7 kPa时,选择相同质量,不同种类的植物碎末,均与2 mL 3%过氧化氢溶液反应,不加入植物碎末,重复实验,做空白实验,获得数据如图3所示。
(4)做空白实验的目的是
【实验结论】
(5)由图3可知,催化效果最好的是
【交流反思】
(6)上海青叶作催化剂时,200s前曲线迅速升高的原因是
更新时间:2023-11-26 09:48:03
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(0.4)
【推荐1】某化学兴趣小组同学在回收废旧电池的同时,开展了如下的实验探究。
【查阅资料】废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。
【实验1】废干电池的拆卸与处理
(1)兴趣小组同学将废旧干电池卸下的锌筒、碳棒冲洗干净,备用。
(2)将铜帽放入盐酸中,除去锈污,冲洗备用。
【实验2】检验废干电池筒内黑色固体中MnO2的存在
兴趣小组同学设计了如图所示的实验:
(1)操作②中过玻璃棒的作用是______ 。
(2)操作③灼烧黑色滤渣时,会产生一种气体能使澄清石灰水变浑浊,该反应的化学符号表达式为______ 。
(3)操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃,该气体为______
(4)由此得出结论:滤渣中黑色固体化学式为______ 和______
【实验3】利用回收锌皮制取氢气及相关探究
(1)用锌皮和稀硫酸制取氢气。用适当的发生装置,采用排水法收集并测定氢气的体积(如图2),气体从装置A导管口______ (填“a”或“b”) 进,选用仪器B测量排出水的体积,仪器B名称是______ 。
(2)探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。反应过程中用前10min 内收集的氢气体积比较反应的快慢。控制其他条件相同,进行下表4组实验,获得数据如下、
[数据分析]
①比较实验a和实验b得到的结论是:______ 。
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响,需比较实验______ (填实验编号)。
③探究影响该反应快慢的因素,还需控制的条件是:______ (举一例即可)。
【实验4】探究经处理干净的二氧化锰在氯酸钾分解反应中的催化作用
(1)把干燥纯净的24.5g氯酸钾和5.5g二氧化锰混匀、装入大试管中,加热。
(2)待反应完全后,将试管冷却、称量,得到20.4g残留固体。
(3)再将残留固体经溶解、过滤、洗涤、干燥、称量,得到5.5g黑色固体。
[数据分析]
①该实验说明:二氧化锰在氯酸钾分解反应前后,______ 不变。
②完全反应后制得氧气的质量是______ g。(提示:已知所有化学反应遵循如下规律:参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成各生成物的质量总和)
[实验反思]
要证明二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂,还要做一个对比实验:将等质量的2份氯酸钾粉末,其中一份加入少量的上述实验所得二氧化锰混匀、装入试管,另一份装入另一试管,加热,比较______ 的大小。
【查阅资料】废旧干电池填料的主要成分为二氧化锰、炭粉、氯化铵和氯化锌等,其中氯化铵、氯化锌可溶于水。
【实验1】废干电池的拆卸与处理
(1)兴趣小组同学将废旧干电池卸下的锌筒、碳棒冲洗干净,备用。
(2)将铜帽放入盐酸中,除去锈污,冲洗备用。
【实验2】检验废干电池筒内黑色固体中MnO2的存在
兴趣小组同学设计了如图所示的实验:
(1)操作②中过玻璃棒的作用是
(2)操作③灼烧黑色滤渣时,会产生一种气体能使澄清石灰水变浑浊,该反应的化学符号表达式为
(3)操作④试管中产生的气体能使带火星木条复燃,该气体为
(4)由此得出结论:滤渣中黑色固体化学式为
【实验3】利用回收锌皮制取氢气及相关探究
(1)用锌皮和稀硫酸制取氢气。用适当的发生装置,采用排水法收集并测定氢气的体积(如图2),气体从装置A导管口
(2)探究影响锌与稀硫酸反应快慢的因素。反应过程中用前10min 内收集的氢气体积比较反应的快慢。控制其他条件相同,进行下表4组实验,获得数据如下、
实验编号 | 试剂 | 前10 min内产生的 氢气体积(mL) | |
锌的纯度 | 稀硫酸的体积和浓度 | ||
a | 纯锌 | 30 mL 30% | 564.3 |
b | 含杂质的锌 | 30 mL 30% | 634.7 |
c | 纯锌 | 30 mL 20% | 449.3 |
d | 纯锌 | 40 mL 30% | 602.8 |
①比较实验a和实验b得到的结论是:
②为了研究硫酸浓度对反应快慢的影响,需比较实验
③探究影响该反应快慢的因素,还需控制的条件是:
【实验4】探究经处理干净的二氧化锰在氯酸钾分解反应中的催化作用
(1)把干燥纯净的24.5g氯酸钾和5.5g二氧化锰混匀、装入大试管中,加热。
(2)待反应完全后,将试管冷却、称量,得到20.4g残留固体。
(3)再将残留固体经溶解、过滤、洗涤、干燥、称量,得到5.5g黑色固体。
[数据分析]
①该实验说明:二氧化锰在氯酸钾分解反应前后,
②完全反应后制得氧气的质量是
[实验反思]
要证明二氧化锰是氯酸钾分解反应的催化剂,还要做一个对比实验:将等质量的2份氯酸钾粉末,其中一份加入少量的上述实验所得二氧化锰混匀、装入试管,另一份装入另一试管,加热,比较
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(0.4)
【推荐2】水产养殖业经常用到“鱼浮灵”。某品牌“鱼浮灵”的主要成分是过碳酸钠,它能与水反应生成氧气,增加鱼池中的含氧量。某兴趣小组对“鱼浮灵”进行以下探究。
探究一“鱼浮灵”用量对水中溶氧量的影响
如下图,取等体积三瓶鱼池水,分别加入不同质量的“鱼浮灵”,并用传感器测定溶氧量,结果如下表:
(1)上述实验的结论是________ 。
探究二在1L下列水样中放入2.4g“鱼浮灵”,并测定溶氧量(mg/L),结果如下表:
(2)本实验的目的是________ 。
(3)养殖水体中的溶氧含量一般应保持在5-8mg/L,当溶氧量低于3mg/L时,不利于鱼类生长。依据以上探究,在运输金鱼的过程中,若水体溶氧量小于3mg/L,应向每升水中加2.4g“鱼浮灵”,具体原因是________ 。
(4)分析上述实验,你还想进一步探究的问题是________ 。
探究三实验室能否用“鱼浮灵”与水反应制取氧气
(5)“鱼浮灵”固体与水反应,可以选用的制取装置为______ (填序号)。实验室也可利用该装置来制备氧气,反应的化学式表达式为______ 。
(6)取少量市售“鱼浮灵”于试管中,加入适量水,观察到有少量细小气泡缓慢放出,收集气体。20分钟后,经检测只收集到很少量气体。
①你认为“鱼浮灵”______ (填“能”或“不能”)用于实验室制取氧气,理由是________ 。
②若想加快“鱼浮灵”与水反应的速率,你的建议是________ 。
探究一“鱼浮灵”用量对水中溶氧量的影响
如下图,取等体积三瓶鱼池水,分别加入不同质量的“鱼浮灵”,并用传感器测定溶氧量,结果如下表:
序号 | ① | ② | ③ |
“鱼浮灵”质量(g) | 0.3 | 0.6 | 1.2 |
最大溶氧量(mg/L) | 9.25 | 9.38 | 9.80 |
(1)上述实验的结论是
探究二在1L下列水样中放入2.4g“鱼浮灵”,并测定溶氧量(mg/L),结果如下表:
序号 | ① | ② | ③ | ④ |
水样 | 鱼池水 | 自来水 | 矿泉水 | 蒸馏水 |
加“鱼浮灵”前 | 8.4 | 8.4 | 8.5 | 10.63 |
“鱼浮灵”溶解后 | 10.99 | 10.12 | 10.82 | 11.55 |
(2)本实验的目的是
(3)养殖水体中的溶氧含量一般应保持在5-8mg/L,当溶氧量低于3mg/L时,不利于鱼类生长。依据以上探究,在运输金鱼的过程中,若水体溶氧量小于3mg/L,应向每升水中加2.4g“鱼浮灵”,具体原因是
(4)分析上述实验,你还想进一步探究的问题是
探究三实验室能否用“鱼浮灵”与水反应制取氧气
(5)“鱼浮灵”固体与水反应,可以选用的制取装置为
(6)取少量市售“鱼浮灵”于试管中,加入适量水,观察到有少量细小气泡缓慢放出,收集气体。20分钟后,经检测只收集到很少量气体。
①你认为“鱼浮灵”
②若想加快“鱼浮灵”与水反应的速率,你的建议是
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解速度的因素到底有哪些呢?某化学兴趣小组对此进行如下探究:
【提出问题】影响过氧化氢分解速度的因素到底有哪些呢?
【作出假设】假设1:过氧化氢溶液的浓度;
假设2:温度;
假设3:催化剂的质量;
假设4:_______ (请你提出一种假设)
【设计实验】小明设计了如下实验方案进行验证。
(1)通过对比实验①和②可知,过氧化氢溶液制取氧气的快慢与_______ 有关。
(2)二氧化锰在过氧化氢前后的质量和_______ 不变。
(3)写出过氧化氢制取氧气的化学方程式:_______ 。
【讨论交流】
(4)小红认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是_______ 。
(5)小辉认为小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解速率的影响。请你帮他说出无法验证的理由_______ 。
【拓展延伸】同学们查阅资料可知,氯化铁溶液对过氧化氢也有影响,在老师的指导下设计实验继续探究。向两支试管中分别加入等质量不同浓度的过氧化氢溶液,再加入等质量、等浓度的氯化铁溶液,分别用气压传感器测定两试管中气压的变化曲线,如图所示,请你思考:
(6)为保证实验的准确性,请你设计向两支试管中加入氯化铁的具体方法:_______ 。
(7)请你从曲线中总结出氯化铁溶液对过氧化氢分解影响的一条规律性结论:_______ 。
【提出问题】影响过氧化氢分解速度的因素到底有哪些呢?
【作出假设】假设1:过氧化氢溶液的浓度;
假设2:温度;
假设3:催化剂的质量;
假设4:
【设计实验】小明设计了如下实验方案进行验证。
实验 序号 | 过氧化氢溶液的质量分数(%) | 过氧化氢溶液的质量(g) | 温度(℃) | 二氧化锰的用量(g) | 氧气的体积(ml) | 收满氧气所需 时间(秒) |
① | 5 | 12 | 20 | 0.2 | 125 | 20 |
② | 30 | 12 | 20 | 0.2 | 125 | 2 |
③ | 30 | 12 | 40 | / | 125 | 148 |
(2)二氧化锰在过氧化氢前后的质量和
(3)写出过氧化氢制取氧气的化学方程式:
【讨论交流】
(4)小红认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是
(5)小辉认为小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解速率的影响。请你帮他说出无法验证的理由
【拓展延伸】同学们查阅资料可知,氯化铁溶液对过氧化氢也有影响,在老师的指导下设计实验继续探究。向两支试管中分别加入等质量不同浓度的过氧化氢溶液,再加入等质量、等浓度的氯化铁溶液,分别用气压传感器测定两试管中气压的变化曲线,如图所示,请你思考:
(6)为保证实验的准确性,请你设计向两支试管中加入氯化铁的具体方法:
(7)请你从曲线中总结出氯化铁溶液对过氧化氢分解影响的一条规律性结论:
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【推荐1】一个兴趣小组同学们在一起探究金属及金属矿物的性质,做了如下实验。
(1)探究铝、铁、铜三种金属的活动性,小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸,只用一只试管,取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
结论:金属活动性由强到弱的顺序_______ 。
(2)小明同学将铝片、锌片打磨后,分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中,观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。
【提出问题】金属与盐酸反应快慢,除与金属的种类有关外,还受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与盐酸的浓度有关;b.可能与反应时的温度有关;c.你的猜想是__________________________________ 。
【设计并实验】小明利用如图甲所示装置,用不同质量分数的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。
【交流讨论】请写出铝与盐酸反应的化学方程式:_________________________ 。
【分析数据】
实验中记录的数据可能是:_______________________ ;对比实验②③可知____ 对金属与酸反应的速率有影响。
【拓展延伸1】
小明进行铝与稀盐酸反应时,试管外壁发烫,并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示,根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律:_____________ 。
【拓展延伸2 】图丙为测得的室温下足量的铝片与20ml 10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,请分析可能的原因(至少答两点)。①__________________ ,②________________________ 。
【拓展延伸3 】利用铝与盐酸产生的氢气来做下列实验,称取5.2g氧化铁样品,放入重48.48g的玻璃管中,按图丁装置连接,完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24g,计算氧化铁样品中氧化铁的质量分数____________ 。
【拓展延伸4】已知氢氧化钠溶液与氢氧化铝反应,生成偏铝酸钠溶液。在铝与过量盐酸反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液过程中现象为____ (下列图像中,纵坐标为沉淀质量,横坐标为氢氧化钠溶液质量 )
(1)探究铝、铁、铜三种金属的活动性,小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸,只用一只试管,取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
实验步骤 | 观察到的现象 |
①在试管中取少量盐酸,插入铜丝,充分作用。 | 无明显现象 |
②在①所得的溶液中,插入铁丝,充分作用。 | |
③在②所得的溶液中插入铝丝,充分作用。 |
(2)小明同学将铝片、锌片打磨后,分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中,观察到铝与稀盐酸反应较锌与稀盐酸反应快。
【提出问题】金属与盐酸反应快慢,除与金属的种类有关外,还受哪些因素的影响呢?
【猜想与假设】a.可能与盐酸的浓度有关;b.可能与反应时的温度有关;c.你的猜想是
【设计并实验】小明利用如图甲所示装置,用不同质量分数的盐酸和相同形状的铝片进行如下实验。
【交流讨论】请写出铝与盐酸反应的化学方程式:
【分析数据】
实验编号 | 盐酸的浓度(均取20mL) | 温度/℃ | 记录的数据 |
① | 5% | 30 | |
② | 10% | 20 | |
③ | 5% | 20 | |
④ | 10% | 30 |
【拓展延伸1】
小明进行铝与稀盐酸反应时,试管外壁发烫,并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示,根据曲线归纳铝与稀盐酸反应速率的变化规律:
【拓展延伸2 】图丙为测得的室温下足量的铝片与20ml 10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间关系曲线,发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大,请分析可能的原因(至少答两点)。①
【拓展延伸3 】利用铝与盐酸产生的氢气来做下列实验,称取5.2g氧化铁样品,放入重48.48g的玻璃管中,按图丁装置连接,完全反应后,冷却至室温,称得玻璃管和固体的总质量为52.24g,计算氧化铁样品中氧化铁的质量分数
【拓展延伸4】已知氢氧化钠溶液与氢氧化铝反应,生成偏铝酸钠溶液。在铝与过量盐酸反应后的溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液过程中现象为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】化学兴趣小组的同学对“影响金属与盐酸反应的剧烈程度的因素”进行了探究:
[提出问题]金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响?
[作出猜想]a、可能与金属本身的性质有关 b、可能与盐酸的浓度有关
[设计探究]实验所用金属均已用砂纸打磨
(1)实验①为探究猜想a,小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片,然后分别加入相同浓度,相同质量的稀盐酸,观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡,铁和稀盐酸反应的化学方程式为__________ 。从实验现象可判断:金属活动性Zn _______ Fe (填“<”“=”“>”)。
得出结论:金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关,金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是________ 。
(2)实验②为探究猜想b,小组同学设计如图的装置进行实验,其中注射器的作用是_________ 。
所用药品,实验数据如下表:
(3)得出结论:金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关,其关系是__________ 。
(4)[反思评价]根据表中实验II数据分析,锌与盐酸发生反应快慢的变化情况为________ ,其原因为 _______ 。
(5)通过以上探究,你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响_______ (写一条即可)。
[提出问题]金属与盐酸反应剧烈程度受哪些因素的影响?
[作出猜想]a、可能与金属本身的性质有关 b、可能与盐酸的浓度有关
[设计探究]实验所用金属均已用砂纸打磨
(1)实验①为探究猜想a,小组同学分别在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片,然后分别加入相同浓度,相同质量的稀盐酸,观察到放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的试管中只产生少量气泡,铁和稀盐酸反应的化学方程式为
得出结论:金属与盐酸发生反应的剧烈程度与金属本身性质有关,金属的活动性与反应的剧烈程度的关系是
(2)实验②为探究猜想b,小组同学设计如图的装置进行实验,其中注射器的作用是
所用药品,实验数据如下表:
实验编号 | 选用金属(均取2g) | 盐酸质量分数(均取50mL) | 每分钟产生氢气的体积/mL | |||||
1分|钟 | 1~2分钟 | 2~3分钟 | 3~4分钟 | 4~5分钟 | 前5分钟共收集气体 | |||
Ⅰ | 锌片 | 15% | 2.9 | 16.9 | 11.0 | 9.2 | 7.6 | 48.5 |
Ⅱ | 锌片 | 5% | 1.6 | 8.4 | 5.9 | 4.8 | 3.7 | 24.4 |
(3)得出结论:金属与盐酸发生反应的剧烈程度与盐酸的浓度有关,其关系是
(4)[反思评价]根据表中实验II数据分析,锌与盐酸发生反应快慢的变化情况为
(5)通过以上探究,你认为金属与盐酸反应的剧烈程度可能还受哪些因素的影响
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科学探究题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】化学实验小组的同学们对催化剂产生了兴趣,通过查阅资料了解到氧化铁能加速氯酸钾的分解。
探究一:为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解,他们设计了实验装置,并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准,相关实验数据记录如表:
(1)如图1所示为完成上述实验及数据的测定需要用到的部分装置,与c连接的是________ (填“a”或“b”),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。
(2)通过实验②和③对比可知,化学反应速率与反应物的_______ 有关:通过对比实验_________ 和②可知,氧化铁可以加快过氧化氢分解放出氧气的速率。
(3)将反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤和干燥,然后进行称量,其质量不变,若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,还需要验证其在该反应前后的________ 未发生改变,写出过氧化氢分解氧化铁作催化剂制取氧气的文字表达式_________ 。
探究二:小组同学在常温下,向甲、乙、丙三支试管中分别加入等量5%的过氧化氢溶液,其他条件相同时,各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液,绘制了产生氧气体积和时间变化的曲线图2,请你回答:
(4)若实验中所得的曲线如图2中虚线所示,请推测其中可能的原因:________ 。
探究一:为了探究氧化铁能否加快过氧化氢的分解,他们设计了实验装置,并进行气体的制备和测量实验。实验时均以生成40mL气体为标准,相关实验数据记录如表:
实验序号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 过氧化氢溶液体积/mL | 过氧化氢溶液温度/℃ | 氧化铁的用量/g | 收集40mL氧气所需时间/s |
① | 5 | 10 | 20 | 0 | 128.5 |
② | 5 | 10 | 20 | 1.2 | 16.8 |
③ | 15 | 10 | 20 | 1.2 | 10.5 |
④ | 5 | 10 | 70 | 0 | 32.7 |
(1)如图1所示为完成上述实验及数据的测定需要用到的部分装置,与c连接的是
(2)通过实验②和③对比可知,化学反应速率与反应物的
(3)将反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤和干燥,然后进行称量,其质量不变,若要证明氧化铁是过氧化氢分解的催化剂,还需要验证其在该反应前后的
探究二:小组同学在常温下,向甲、乙、丙三支试管中分别加入等量5%的过氧化氢溶液,其他条件相同时,各滴入2滴5%、10%、20%的硫酸铜溶液,绘制了产生氧气体积和时间变化的曲线图2,请你回答:
(4)若实验中所得的曲线如图2中虚线所示,请推测其中可能的原因:
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【推荐1】某项目小组探究分子的特性时做了以下实验。
(温馨提示:浓氨水有挥发性,挥发出的氨气溶于水能使无色酚酞试液变红)
【实验探究一】研究温度对微粒运动速率的影响。同学们进行图1所示实验时闻到氨气强烈的刺激性气味,于是对实验装置进行改进(如图2)。
【实验操作】步骤一:向B、D、F三支试管中分别加入的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞试液,振荡,观察溶液颜色;步骤二:向A、E试管中分别加入浓氨水,立即用带有橡皮塞的导管按图2连接好,并将E试管放置在盛有热水的烧杯中。
【分析讨论】
(1)图1实验中能观察到湿润的酚酞试纸________ 。与图1实验相比,改进后实验2的主要优点是________ 。
(2)改进后的实验中使用了F试管,作用是________ 。
(3)步骤二将E试管放置在盛有热水的烧杯中,B、D试管中先出现颜色变化的是________ (填“B或D”)试管,由此可得出温度对微粒运动速率的影响是________ 。
【实验探究二】查阅资料:①浓盐酸易挥发出氯化氢气体,浓氨水易挥发出氨气,氨气与氯化氢气体相遇会产生大量白烟,这是因为两者发生反应生成了氯化铵固体;②氨气分子的质量小于氯化氢分子。
【实验操作】如图3所示,烧瓶A中盛有浓盐酸烧瓶B中盛有浓氨水,在长玻璃管外壁上用记号笔做了d、e、f三个标记。实验开始时打开弹簧夹a、b,一会儿后玻璃管中产生大量白烟,而且d处白烟最浓厚。
【分析讨论】
(4)d处白烟最浓厚,说明分子质量对微粒运动速率的影响是_______ 。
【实验探究三】先在一支试管中装一部分红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入)加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图4所示。
(5)该实验现象可以说明的分子性质是________ 、________ 。
(温馨提示:浓氨水有挥发性,挥发出的氨气溶于水能使无色酚酞试液变红)
【实验探究一】研究温度对微粒运动速率的影响。同学们进行图1所示实验时闻到氨气强烈的刺激性气味,于是对实验装置进行改进(如图2)。
【实验操作】步骤一:向B、D、F三支试管中分别加入的蒸馏水,各滴入1~2滴无色酚酞试液,振荡,观察溶液颜色;步骤二:向A、E试管中分别加入浓氨水,立即用带有橡皮塞的导管按图2连接好,并将E试管放置在盛有热水的烧杯中。
【分析讨论】
(1)图1实验中能观察到湿润的酚酞试纸
(2)改进后的实验中使用了F试管,作用是
(3)步骤二将E试管放置在盛有热水的烧杯中,B、D试管中先出现颜色变化的是
【实验探究二】查阅资料:①浓盐酸易挥发出氯化氢气体,浓氨水易挥发出氨气,氨气与氯化氢气体相遇会产生大量白烟,这是因为两者发生反应生成了氯化铵固体;②氨气分子的质量小于氯化氢分子。
【实验操作】如图3所示,烧瓶A中盛有浓盐酸烧瓶B中盛有浓氨水,在长玻璃管外壁上用记号笔做了d、e、f三个标记。实验开始时打开弹簧夹a、b,一会儿后玻璃管中产生大量白烟,而且d处白烟最浓厚。
【分析讨论】
(4)d处白烟最浓厚,说明分子质量对微粒运动速率的影响是
【实验探究三】先在一支试管中装一部分红墨水,再在液面上注满酒精(缓缓注入)加盖密封后静置,30日后再观察,现象如图4所示。
(5)该实验现象可以说明的分子性质是
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(0.4)
解题方法
【推荐2】某项目学习小组进行了如下探究。
【查阅资料】导电率越大,溶液导电性越强,离子浓度越大。
鸡蛋壳主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。
鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】鸡蛋沉浮
将一个新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋一边冒气泡一边沉到杯底,一会儿又慢慢上浮,到接近液面时又下沉。
(1)冒气泡的原因
(2)接近液面时又下沉的原因
【实验二】
鸡蛋壳溶解在烧杯中加入蒸馏水,插入电导率传感器,加入蛋壳粉,搅拌,测得电导率随时间的变化如图一。
(3) 搅拌的目的是
(4) 图1中,a-b段电导率变化的原因
【实验三】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿
(5)直资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)与蛋壳反应在表而生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为:
(6) 先检查图2装置气密性,方法是
(7) 图3中x-y段压强增大的主要原因
(8) 根据实验三的数据分析,含氟牙膏
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(0.4)
解题方法
【推荐3】小慧同学使用市售双氧护理液及配套附件(带铂黑环的镜片杯,图1为镜片杯,图2为带铂黑环的镜片杯盖)浸泡隐形眼镜片,发现在镜片杯中有气泡产生。对此进行以下探究。
【查阅资料】
①双氧护理液主要成分为:3.5%的H2O2(有效期内不低于3%),除含有H2O2外,还含有磷酸(H3PO4)。
②金属铂是一种极细粉末状的黑色物质,俗称为铂黑,经常作为化学反应中的催化剂,铂黑环可重复使用。
【实验探究】
实验I:探究产生气体的成分
(1)小慧同学猜想生成的气体是O2,检验的方法是_____ 。
实验证明小慧同学猜想正确。
实验Ⅱ:探究产生气体的条件
小慧同学提出产生气体可能与隐形眼镜片、铂黑环、双氧护理液中的H2O2有关,并进行了以下4个实验。
(2)实验3中a=_____ 。
(3)实验1中蒸馏水的作用是_____ 。
(4)得出“产生气体一定与铂黑环有关”的结论,依据的两个实验是_____ (填编号)。
(5)由上述探究过程可推知,产生气体的化学方程式为_____ 。
【反思与评价】
(6)为证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4,需补充的实验操作是_____ 。
【查阅资料】
①双氧护理液主要成分为:3.5%的H2O2(有效期内不低于3%),除含有H2O2外,还含有磷酸(H3PO4)。
②金属铂是一种极细粉末状的黑色物质,俗称为铂黑,经常作为化学反应中的催化剂,铂黑环可重复使用。
【实验探究】
实验I:探究产生气体的成分
(1)小慧同学猜想生成的气体是O2,检验的方法是
实验证明小慧同学猜想正确。
实验Ⅱ:探究产生气体的条件
小慧同学提出产生气体可能与隐形眼镜片、铂黑环、双氧护理液中的H2O2有关,并进行了以下4个实验。
编号 | 主要实验操作 | 实验现象 |
1 | 在一只50mL的小烧杯中加入20mL蒸馏水,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片 | 无明显变化 |
2 | 在一只50mL的小烧杯中加入20mL双氧护理液,并放入隐形眼镜片 | 无明显变化 |
3 | 在一只5mL的小烧杯中加入amL双氧护理液,插入铂黑环 | 有气泡产生 |
4 | 在一只50mL的小烧杯中加入20mL双氧护理液,插入铂黑环,并放入隐形眼镜片 | 有气泡产生 |
(2)实验3中a=
(3)实验1中蒸馏水的作用是
(4)得出“产生气体一定与铂黑环有关”的结论,依据的两个实验是
(5)由上述探究过程可推知,产生气体的化学方程式为
【反思与评价】
(6)为证明产生气体的反应物是H2O2而不是H3PO4,需补充的实验操作是
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(0.4)
解题方法
【推荐1】某学习小组的同学对过氧化氢分解进行探究。
I、(探究一)影响过氧化氢分解快慢的因素
分别取5mLH2O2溶液进行实验,测定产生4mLO2所需时间,实验结果记录如下:
(1)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1___________ t2(填“>”、“=”或“<”)
(2)能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是___________ (填实验序号),合理的结论是___________ 。
(交流探讨)MnO2属于金属氧化物,其它金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
Ⅱ、(探究二)
(3)探究下Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用
(得出结论)过氧化氢分解快慢受温度、浓度、催化剂等因素影响。
I、(探究一)影响过氧化氢分解快慢的因素
分别取5mLH2O2溶液进行实验,测定产生4mLO2所需时间,实验结果记录如下:
实验序号 | H2O2溶液的溶质质量分数% | 温度℃ | MnO2粉末用量/g | 反应时间 |
① | 30 | 35 | 0 | t1 |
② | 30 | 55 | 0 | t2 |
③ | 5 | 20 | 0.1 | 3s |
④ | 15 | 20 | 0.1 | 1s |
(1)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则t1
(2)能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是
(交流探讨)MnO2属于金属氧化物,其它金属氧化物能否起到类似MnO2的催化作用?
Ⅱ、(探究二)
(3)探究下Fe2O3是否对过氧化氢分解起催化作用
操作步骤 | 实验情况记录 | 结论 | |
① | A试管上方带火星的木条未复燃 B中出现气泡快,带火星的木条复燃 | Fe2O3 | |
② | 将B试管中的混合物过滤,把滤渣烘干、称量 | 固体质量 | Fe2O3质量未变 |
③ | C试管上方带火星的木条 | Fe2O3的 |
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(0.4)
解题方法
【推荐2】为了探究物质的化学性质,某兴趣小组做了如图所示实验。实验结束后,小组同学将A、B两支试管中的上层清液倒进一洁净的烧杯中,观察到有气泡产生,一段时间后有白色沉淀生成。小组同学将烧杯内的物质进行过滤。为了确定滤液中溶质的成分,小组同学进行了如下探究。
【作出猜想】猜想1:NaCl
猜想2: NaCl、BaCl2
猜想3:NaCl、Na2CO3、HCl
【评价交流】你认为以上猜想________ 不合理,理由是____________ 。
则你的猜想为____________ 。
【实验验证】小组同学取少量滤液于试管中,只加入一种溶液,就确定了滤液的溶质成分,加入的溶液是_______________ 。
【作出猜想】猜想1:NaCl
猜想2: NaCl、BaCl2
猜想3:NaCl、Na2CO3、HCl
【评价交流】你认为以上猜想
则你的猜想为
【实验验证】小组同学取少量滤液于试管中,只加入一种溶液,就确定了滤液的溶质成分,加入的溶液是
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【推荐3】某兴趣小组的同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】①氯化钾可溶于水;②研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果没有二氧化锰,最好选用上述物质的______ 作催化剂。
【设计并完成实验】
I、将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ、将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ、将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
(1)Ⅲ中X的值应为______ g,实验Ⅰ和Ⅲ对比的目的是______ 。
(2)实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是______ 。
(3)将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,然后进行称量,目的______ 。
(4)判断氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂,还要做一个实验:______ 。实验Ⅲ中发生化学反应的符号表达式为:______ 。
【拓展延伸】二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化能力,某同学按图甲所示装置进行了如下实验。
【查阅资料】过氧化氢分解为放热反应;温度过高,过氧化氢酶的活性反而会降低。
【实验步骤】
①连接好装置,检查装置的气密性。
②取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
③用注射器A从容器中抽出2毫升气体,用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中,采集数据。直至反应结束。
④用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(5)检查甲装置气密性的方法是______ 。
(6)分析乙图中的相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"的结论,其依据是______ 。
(7)依题目中信息推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中突然变慢。理由是______ 。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】①氯化钾可溶于水;②研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
种类 反应程度、温度 | 氧化铁 | 氧化铝 | 氧化铜 | 氧化镁 |
开始反应温度(℃) | 420 | 515 | 305 | 490 |
剧烈反应温度(℃) | 490 | 540 | 350 | 545 |
【设计并完成实验】
I、将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ、将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ、将3.0g氯酸钾与Xg氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】
(1)Ⅲ中X的值应为
(2)实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是
(3)将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,然后进行称量,目的
(4)判断氧化铜能否作氯酸钾分解的催化剂,还要做一个实验:
【拓展延伸】二氧化锰和过氧化氢酶均能催化过氧化氢分解制取氧气。为比较两者的催化能力,某同学按图甲所示装置进行了如下实验。
【查阅资料】过氧化氢分解为放热反应;温度过高,过氧化氢酶的活性反而会降低。
【实验步骤】
①连接好装置,检查装置的气密性。
②取1.5毫克过氧化氢酶和8毫升蒸馏水加入容器中,搅拌后塞紧橡皮塞。
③用注射器A从容器中抽出2毫升气体,用注射器B将2毫升H2O2溶液注入容器中,采集数据。直至反应结束。
④用3.1毫克、5.6毫克过氧化氢酶及1.5毫克、5.6毫克、10.7毫克二氧化锰重复上述实验,获取数据如图乙。
(5)检查甲装置气密性的方法是
(6)分析乙图中的相关数据,得出“过氧化氢酶对过氧化氢的催化能力比二氧化锰强"的结论,其依据是
(7)依题目中信息推测:过氧化氢酶质量过大,可能导致实验过程中突然变慢。理由是
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