Question

11．某�；瘜W(xué)興趣小組將用剩的過(guò)氧化氫溶液倒入放有表面生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)此氣體為氧氣．根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解速率？
請(qǐng)你參與他們的研究，分享和體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的快樂(lè)．
【猜想與假設(shè)】甲同學(xué)：鐵釘表面的鐵銹（主要含：氧化鐵）加快了H₂O₂的溶液分解．
乙同學(xué)：鐵釘里面的鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
【設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)】完成下列表格

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 氧化鐵粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象．	帶火星的木條復(fù)燃	甲同學(xué)結(jié)論成立．
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 鐵粉，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象	無(wú)明顯現(xiàn)象	乙同學(xué)結(jié)論不成立．

【討論交流】丙同學(xué)認(rèn)為“方案一”只能說(shuō)明鐵銹加快了H₂O₂溶液的分解，并不能說(shuō)鐵銹就一定是催化劑．你是否支持丙同學(xué)的觀點(diǎn)？支持，如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．

（2）某�；瘜W(xué)活動(dòng)小組對(duì)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)做了如下回顧和探究．
【知識(shí)回顧】初中化學(xué)常采用燃燒某物質(zhì)的方法來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)（如圖一）．寫(xiě)出該物質(zhì)在空氣中燃燒的文字或符號(hào)表達(dá)式：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅．若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一．該方法測(cè)定的結(jié)果偏小的可能原因是①②④（填序號(hào)）．
①紅磷量不足      ②裝置氣密性不好     ③彈簧夾沒(méi)有加緊       ④沒(méi)有冷卻到室溫
【探究實(shí)驗(yàn)】活動(dòng)小組同學(xué)用如圖二的裝置進(jìn)行鎂條在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)．待點(diǎn)燃的鎂條在密閉的集氣瓶中停止燃燒，冷卻到室溫，打開(kāi)止水夾，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入集氣瓶中的水的體積約為其容積的70%．
【提出問(wèn)題】集氣瓶中氣體為什么減少了70%這么多？
【討論分析】根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中一定有氮?dú)�，因�(yàn)槿绻�鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中的水的體積最多不超過(guò)容積的21%．
【查閱資料】鎂條的化學(xué)性質(zhì)很活潑，能和氧氣劇烈反應(yīng)；也能在氮?dú)庵腥紵�，產(chǎn)物為黃綠色的氮化鎂固體．
【反思拓展】如果用燃燒法來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，不能選用鎂條，因?yàn)殒V條除了和氧氣反應(yīng)，還要和氮?dú)獾确磻?yīng)；也不能選用鐵絲，其原因鐵絲不能在空氣中燃燒；一般也不會(huì)選用木炭或硫粉，其原因是木炭或硫粉在空氣中燃燒生成二氧化碳?xì)怏w或二氧化硫氣體．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】
甲同學(xué)：鐵釘表面的鐵銹（主要含：氧化鐵）加快了H₂O₂的溶液分解；
乙同學(xué)：鐵釘里面的鐵加快了H₂O₂的溶液分解；
【設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)】
氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
【討論交流】
催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變；
紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，氧氣約占空氣總體積的五分之一；
如果紅磷量不足，裝置氣密性不好，沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)止水夾，都能夠?qū)е录尤爰瘹馄恐械乃�不到集氣瓶容積的五分之一，而彈簧夾沒(méi)有加緊時(shí)，紅磷燃燒放熱，會(huì)導(dǎo)致集氣瓶中的部分氣體逸出，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高；
【討論分析】
空氣中，氧氣的體積分?jǐn)?shù)是21%，氮?dú)獾捏w積分?jǐn)?shù)是78%；
【反思拓展】
木炭在空氣中燃燒生成二氧化碳，硫在空氣中燃燒生成二氧化硫．

解答 解：【猜想與假設(shè)】
甲同學(xué)：鐵釘表面的鐵銹（主要含：氧化鐵）加快了H₂O₂的溶液分解．
乙同學(xué)：鐵釘里面的鐵加快了H₂O₂的溶液分解．
故填：鐵．
【設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)】
實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)方案	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	結(jié)論
方案一：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 氧化鐵粉末，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象．	帶火星的木條復(fù)燃	甲同學(xué)結(jié)論成立．
方案二：向盛有10mL 5% H2O2溶液的試管中加入2g 鐵粉，將一根帶火星的木條放在試管口，觀察現(xiàn)象．	無(wú)明顯現(xiàn)象	乙同學(xué)結(jié)論不成立．

【討論交流】
支持丙同學(xué)的觀點(diǎn)；
如果要證明氧化鐵是催化劑，就要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理是驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．
故填：支持；驗(yàn)證氧化鐵在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變．
【知識(shí)回顧】
紅磷在空氣中燃燒生成五氧化二磷，反應(yīng)的文字表達(dá)式、化學(xué)方程式為：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；
若實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范，該實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論是氧氣約占空氣總體積的五分之一；
該方法測(cè)定的結(jié)果偏小的可能原因是紅磷量不足，裝置氣密性不好，沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)止水夾．
故填：磷+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$五氧化二磷，或4P+5O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2P₂O₅；氧氣約占空氣總體積的五分之一；①②④．
【討論分析】
根據(jù)空氣的組成，可推出減少的氣體中一定有氮?dú)�，因�(yàn)槿绻�鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進(jìn)入集氣瓶中的水的體積最多不超過(guò)容積的21%．
故填21．
【反思拓展】
如果用燃燒法來(lái)測(cè)定空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，不能選用鎂條，因?yàn)殒V條除了和氧氣反應(yīng)，還要和氮?dú)獾确磻?yīng)；也不能選用鐵絲，其原因鐵絲不能在空氣中燃燒；一般也不會(huì)選用木炭或硫粉，其原因是木炭或硫粉在空氣中燃燒生成二氧化碳?xì)怏w或二氧化硫氣體，會(huì)導(dǎo)致水不能進(jìn)入集氣瓶，或進(jìn)入集氣瓶中的水偏少．
故填：木炭或硫粉在空氣中燃燒生成二氧化碳?xì)怏w或二氧化硫氣體．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．