3.某化學(xué)探究小組以“尋找過氧化氫分解新的催化劑”為課題,開展了下列實(shí)驗(yàn).
【提出問題】氧化鐵能否作過氧化氫溶液分解的催化劑?如果能,其催化效果如何?
【實(shí)驗(yàn)探究】
實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
分別量取5mL 5%過氧化氫溶液放入A、B 兩支試管中,向A試管中加入a g氧化鐵粉末,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條,觀察現(xiàn)象.A試管中產(chǎn)生較多氣泡,帶火星木條復(fù)燃,B試管中無明顯現(xiàn)象
待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí),重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次試驗(yàn),觀察現(xiàn)象.試管中均產(chǎn)生氣泡,帶火星木條均復(fù)燃
將實(shí)驗(yàn)II中的剩余物過濾(填操作名稱),并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量所得固體質(zhì)量仍為a g
分別量取5mL 5%過氧化氫溶液放入C、D 兩支試管中,向C試管中加入a g氧化鐵粉末,向D試管中加入a g二氧化錳粉末D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
(1)實(shí)驗(yàn)II、III證明:氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑.
(2)請(qǐng)寫出二氧化錳催化過氧化氫溶液分解的化學(xué)方程式2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】
(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;
(4)若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑.
【實(shí)驗(yàn)拓展】
(5)查閱資料得知,CuO、CuSO4、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑.
下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是B.
A.MnO2只能作過氧化氫溶液分解的催化劑
B.同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D.用作催化劑的物質(zhì)不可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物.
(6)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新是中學(xué)生最為重要的科學(xué)素養(yǎng),如圖是某學(xué)校的師生對(duì)“MnO2催化H2O2溶液分解實(shí)驗(yàn)裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)”(點(diǎn)燃橡膠塞上捧香后,塞緊干燥管并將其豎立,觀察到帶火星的棒香立即復(fù)燃)

該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)有操作簡(jiǎn)便,材料易得,趣聞性強(qiáng)(寫一條即可)

分析 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明:氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑進(jìn)行解答;
(2)根據(jù)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進(jìn)行解答;
(3)二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑,所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑
(4)根據(jù)若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進(jìn)行解答;
【實(shí)驗(yàn)拓展】根據(jù)催化劑的含義進(jìn)行解答.

解答 解:實(shí)驗(yàn)探究:

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
Ⅰ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管中加入a g氧化鐵粉末,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條,觀察現(xiàn)象.A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星木條復(fù)燃,B試管中無明顯現(xiàn)象
Ⅱ.待A試管中不再有氣泡產(chǎn)生時(shí),重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象.試管中均產(chǎn)生氣泡,帶火星木條均復(fù)燃
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾,并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量,所得固體質(zhì)量仍為a g.
Ⅳ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入a g氧化鐵粉末,向D試管中加入a g二氧化錳粉末,觀察現(xiàn)象.都產(chǎn)生氣泡,D試管中產(chǎn)生氣泡比C試管中產(chǎn)生氣泡速率大
故填:過濾;
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明:氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑;故填:質(zhì)量;化學(xué)性質(zhì);
(2)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣,化學(xué)方程式為:2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2↑;故填:2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
【實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)】(1)二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑,所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;故填:氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;
(2)若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;故填:二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;
【實(shí)驗(yàn)拓展】
A.MnO2不只能作為氧化氫溶液分解的催化劑,還可以作其他反應(yīng)的催化劑,故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)題目的信息可知同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑,故B正確;
C.催化劑不只是加快化學(xué)反應(yīng)的速率,還能減慢化學(xué)反應(yīng)的速率,故C錯(cuò)誤;
D.用作催化劑的物質(zhì)可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物,例如二氧化錳是高錳酸鉀受熱分解制氧氣的生成物,故D錯(cuò)誤.
故選:B.
(6)該創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)便,材料易得,趣聞性強(qiáng);
故答案為:(1)質(zhì)量;化學(xué)性質(zhì);
(2)2H2O2$\frac{\underline{\;氧化鐵\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(3)氧化鐵與二氧化錳哪一個(gè)更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑;
(4)二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑.
(5)B;
(6)操作簡(jiǎn)便,材料易得,趣聞性強(qiáng);

點(diǎn)評(píng) 此題考查了催化劑的特點(diǎn)與催化作用,以及實(shí)驗(yàn)室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題,鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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13.下列有關(guān)原子的說法中正確的是( 。
A.原子都是由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成的
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C.原子的類別是由原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)所決定的
D.原子的質(zhì)量主要集中在質(zhì)子和電子上

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14.在100L空氣中CO2所占有的體積大約是(  )
A.30LB.3LC.0.03LD.0.3L

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11.如圖所示是探究二氧化錳在過氧化氫分解中做催化劑的過程:
(1)實(shí)驗(yàn)①中看到的現(xiàn)象是帶火星的木條不復(fù)燃,說明常溫下過氧化氫溶液分解慢;
(2)實(shí)驗(yàn)②中看到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃,說明加熱可以加快過氧化氫分解速率;
(3)實(shí)驗(yàn)③中看到的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生,帶火星的木條復(fù)燃,說明二氧化錳能加快過氧化氫的分解速率;
(4)在實(shí)驗(yàn)③中,等試管內(nèi)無氣泡冒出時(shí),再加入過氧化氫溶液,發(fā)現(xiàn)有氣泡產(chǎn)生,說明在該過程中二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)不變(填“改變”或“不變”).

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18.單質(zhì)M與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式為4M+3O2═2M2O3,參加反應(yīng)的M與生成的M2O3質(zhì)量關(guān)系如圖所示,則M2O3的相對(duì)分子質(zhì)量為( 。
A.27B.102C.48D.204

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8.溶液區(qū)別于濁液的本質(zhì)特征是均一、穩(wěn)定;把少量的下列物質(zhì)分別放入水里振蕩后,形成溶液的有①④,形成懸濁液的有③.(選填序號(hào))
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15.工業(yè)上制備大量氧氣時(shí),需耍考慮的問題有材料既廉價(jià)又易得、氧氣的含量較高、氧氣和氮?dú)獾姆悬c(diǎn)不同易分離,從這些角度考慮,工業(yè)上制備大量氧氣利用液態(tài)空氣作原料.

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13.下列各圖象能正確反映所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是( 。
A.
等質(zhì)量的Fe和Zn與足量等濃度稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2
B.
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C.
向一定量的鹽酸中加入氫氧化鈉溶液
D.
加熱等量的氯酸鉀制取氧氣

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14.現(xiàn)有下列物質(zhì):A蒸餾水、B潔凈的空氣、C硫粉、D二氧化碳,E液態(tài)氧,F(xiàn)鐵,G氯酸鉀(KClO3)、H澄清的石灰水、I冰水混合物(填序號(hào))
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