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题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:244 题号:3711754
某兴趣小组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】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
温度/℃
反应程度

氧化铁

氧化铝

氧化铜

氧化镁

开始反应

420℃

515℃

305℃

490℃

剧烈反应

490℃

540℃

350℃

545℃


实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是__________
【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】
Ⅲ中X的值应为____________,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明___________________。实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是_____________________。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、_________、洗涤、干燥,然后进行称量的目的是________,最后还要再将黑色粉末和_________混合加热,
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的化学方程式为________________
【实验反思】MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)

【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出_________________
⑵图丙是“不同质量的MnO2与相同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出___________________

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(1)小李根据组成的元素猜测,无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。
【查阅资料】
1.Cl2是黄绿色的气体,HCl是一种有刺激性气味的气体。
2.FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl
根据资料,小李可排除的气体为_____
【实验探究一】为进一步验证该气体成分,他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中,观察到木条燃得更旺,则该气体一定含_____
(2)小李认为上述过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。
【实验探究二】为进一步探究哪种离子起催化作用,他做了如图所示的对比实验。
(3)若要证明FeCl3溶液中的Fe3+对H2O2分解起催化作用,下列实验可以省略的是_____(填序号),实验中观察到_____(填实验现象),即可得知只有Fe3+起催化作用。

(4)小马认为小李的实验设计不足以证明氯化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂,你认为原因是_____
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【设计实验】
(1)使用二氧化锰作催化剂时,装置A中反应的化学方程式是_____
(2)用排水法收集氧气,图中B处应选择右边虚线框内的装置______(选填“a”或“b”)。
【进行实验】小芳对过氧化氢溶液的浓度和催化剂等条件进行了探究,取足量的等体积过氧化氢溶液制取相同体积的氧气,记录所需时间(单位:min)如下表:
30%过氧化氢溶液10%过氧化氢溶液
加入ag二氧化锰①0.2min②1.3min
加入ag氧化铜③6.0min④11.0min

(3)上述实验①~④中,实验_____(填一种答案即可)进行对比能说明过氧化氢溶液的浓度越高,反应速率越_____(选填“快”或“慢”)。
(4)该实验中____(选填“二氧化锰”或“氧化铜”)催化效果更好。
(5)实验①结束后,向装置A残留的物质中再加入30% 过氧化氢溶液,伸入带火星的木条,现象是____,这说明反应前后二氧化锰的____保持不变。
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(1)过氧化氢酶和MnO2对过氧化氢分解催化效果谁更好呢?

同学们设计了如图装置进行实验。检查该装置气密性方法是______,按照下表进行了两次实验请你完成表格上的空格。表中的待测数据可能是______
实验序号药品H2O2溶液温度待测数据
115mL3%H2O2溶液,1g过氧化氢酶37℃A
2______37℃B
(2)在(1)试验中一同学误将KMnO4当做MnO2进行了实验,同样剧烈反应产生氧气,在清洗仪器时有部分黑色固体不溶于水。该同学说KMnO4也是过氧化氢分解的催化剂,但同学们在思考后否定了他的猜想,理由是______
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