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在查閱資料時,西川實驗學(xué)校某班的學(xué)習(xí)小組得知氧化鐵也可以作為過氧化氫分解制取氧氣的催化劑,他們聯(lián)想到二氧化錳可作為過氧化氫分解的催化劑,請你一起參與探究,回答下列問題。
提出問題1:氧化鐵和二氧化錳這兩種物質(zhì)哪一種的催化效果更好?
(1)分析與討論:探究二氧化錳、氧化鐵對過氧化氫分解速率的影響時,他們在控制變量的問題上提出了不同的觀點,你認(rèn)為不正確的是
D
D
(填字母)。
A.過氧化氫溶液的濃度一定相同
B.催化劑的質(zhì)量一定相同
C.反應(yīng)前過氧化氫溶液的溫度一定相同
D.反應(yīng)容器的容積一定相同
實驗驗證:學(xué)習(xí)小組對溶液濃度、催化劑的種類等實驗條件進(jìn)行了探究。如表選取了部分實驗數(shù)據(jù),記錄了用足量不同濃度的過氧化氫溶液制取相同體積氧氣所需的時間。
濃度種類 30%雙氧水 15%雙氧水 5%雙氧水
加入agMnO2 0.2min 0.8min 2.0min
加入agFe4O3 7.0 min 9.0min 16.0min
(2)實驗結(jié)論:從上表中能得出的結(jié)論是
相同條件下,二氧化錳比氧化鐵的催化效果好或其他條件相同,H2O2溶液濃度越大,產(chǎn)生氧氣越快等
相同條件下,二氧化錳比氧化鐵的催化效果好或其他條件相同,H2O2溶液濃度越大,產(chǎn)生氧氣越快等
。
(3)設(shè)計如下四組實驗比較二氧化錳和氧化鐵對過氧化氫溶液分解的催化作用,其中觀察效果最差的是
C
C
(填序號)。 
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第一組 第二組 第三組 第四組
A.第一組同時實驗,觀察比較反應(yīng)過程中兩個氣球體積的變化
B.第二組同時實驗,觀察比較反應(yīng)過程中兩個試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡的快慢
C.第三組分兩次實驗,看木條是否能復(fù)燃
D.第四組分兩次實驗,比較收集一定體積的氣體所需要的時間
提出問題2:哪些因素還影響過氧化氫分解的速率?課外活動小組進(jìn)行了更深入的探究:
(4)請你設(shè)計:實驗用品:試管、燒杯、20℃的水、50℃的水、5%過氧化氫溶液、15%過氧化氫溶液
實驗步驟 現(xiàn)象 結(jié)論
取一支試管加入3~5mL5%的過氧化氫溶液,然后放入
20℃的水
20℃的水
中。
溫度越高,過氧化氫分解的速率越大
取一支試管加入
3~5mL5%的過氧化氫溶液
3~5mL5%的過氧化氫溶液
,然后放入
50℃的水
50℃的水
中。
提出問題3:植物的器官是否可以促進(jìn)過氧化氫分解?實驗裝置圖及數(shù)據(jù)記錄如圖1、表所示。
序號 過氧化氫溶液的質(zhì)量/g 過氧化氫溶液的濃度 植物的器官及質(zhì)量(顆粒大小相同) 收集氣體的體積/mL 收集氣體的時間/min
1 17 20% 胡蘿卜6g 80 6
2 17 20% 馬鈴薯6g 80 3.5
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(5)小明認(rèn)為馬鈴薯促進(jìn)過氧化氫分解的效果比胡蘿卜更好,他的判斷依據(jù)是
在其余條件均相同的情況下,等量的馬鈴薯和胡蘿卜加入過氧化氫溶液中產(chǎn)生等量的氣體體積,馬鈴薯消耗的時間最短
在其余條件均相同的情況下,等量的馬鈴薯和胡蘿卜加入過氧化氫溶液中產(chǎn)生等量的氣體體積,馬鈴薯消耗的時間最短
。
(6)當(dāng)量筒內(nèi)的水達(dá)到80mL時,打開廣口瓶的橡皮塞,立即將帶火星的木條伸入瓶內(nèi),卻發(fā)現(xiàn)木條不能復(fù)燃。請你解釋木條不能復(fù)燃的原因是
因為開始反應(yīng)時錐形瓶中的空氣被壓入廣口瓶,廣口瓶內(nèi)含有大量的空氣,所以將帶火里的木條伸入瓶內(nèi),卻發(fā)現(xiàn)木條不能復(fù)燃
因為開始反應(yīng)時錐形瓶中的空氣被壓入廣口瓶,廣口瓶內(nèi)含有大量的空氣,所以將帶火里的木條伸入瓶內(nèi),卻發(fā)現(xiàn)木條不能復(fù)燃
。
(7)若用如圖2裝置進(jìn)行實驗,觀察到燒杯內(nèi)導(dǎo)管口有氣泡冒出,產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是
過氧化氫在催化劑作用下反應(yīng)放熱,使吸濾瓶中的空氣受熱膨脹
過氧化氫在催化劑作用下反應(yīng)放熱,使吸濾瓶中的空氣受熱膨脹
。
【答案】D;相同條件下,二氧化錳比氧化鐵的催化效果好或其他條件相同,H2O2溶液濃度越大,產(chǎn)生氧氣越快等;C;20℃的水;3~5mL5%的過氧化氫溶液;50℃的水;在其余條件均相同的情況下,等量的馬鈴薯和胡蘿卜加入過氧化氫溶液中產(chǎn)生等量的氣體體積,馬鈴薯消耗的時間最短;因為開始反應(yīng)時錐形瓶中的空氣被壓入廣口瓶,廣口瓶內(nèi)含有大量的空氣,所以將帶火里的木條伸入瓶內(nèi),卻發(fā)現(xiàn)木條不能復(fù)燃;過氧化氫在催化劑作用下反應(yīng)放熱,使吸濾瓶中的空氣受熱膨脹
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/9/5 17:0:8組卷:38引用:1難度:0.5
相似題
  • 1.實驗小組研究不同催化劑對過氧化氫分解速率的影響。
    【查閱資料】i.MnO2、FeCl3均可作為加快過氧化氫分解速率的催化劑。
    ii.錐形瓶內(nèi)氧氣濃度達(dá)到最大值時,表明過氧化氫已完全分解。
    【實驗準(zhǔn)備】組裝圖1所示裝置(夾持儀器已略),經(jīng)檢驗,裝置的氣密性良好。
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    實驗1:比較催化劑種類對過氧化氫分解速率的影響。
    【進(jìn)行實驗】如表所示,在錐形瓶中放入催化劑,用注射器推入過氧化氫溶液,記錄實驗數(shù)據(jù),氧氣濃度傳感器的數(shù)據(jù)如圖2所示。
    序號 藥品
    實驗1-1 3mL、5%過氧化氫溶液 0.03gMnO2固體
    實驗1-2 3mL、5%過氧化氫溶液 0.03gFeCl3固體
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    【解釋與結(jié)論】
    (1)用MnO2催化過氧化氫反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    (2)為達(dá)成實驗1的目的,需要被控制成相同的變量有:過氧化氫溶液的濃度、過氧化氫溶液的質(zhì)量和
     
    。
    (3)依據(jù)實驗1的數(shù)據(jù)可推知MnO2催化過氧化氫分解的速率大于FeCl3,其證據(jù)是
     

    實驗2:繼續(xù)探究FeCl3質(zhì)量對過氧化氫分解速率的影響。
    【進(jìn)行實驗】如下表所示,在錐形瓶中放入FeCl3,用注射器推入5%過氧化氫溶液,記錄實驗數(shù)據(jù)。
    序號 FeCl3質(zhì)量 過氧化氫溶液體積 過氧化氫完全分解所用時間
    2-1 0.03g 3mL 61s
    2-2 0.04g 3mL 56s
    2-3 0.05g 3mL 49s
    【解釋與結(jié)論】(4)由實驗2可得結(jié)論:過氧化氫溶液體積等條件相同時,F(xiàn)eCl3質(zhì)量在0.03-0.05g范圍內(nèi),
     
    。
    【反思與評價】(5)實驗小組用實驗1-2的方案制備氧氣,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率偏慢。根據(jù)上述實驗結(jié)論,請你寫出一條可采取的改進(jìn)措施
     
    。
    發(fā)布:2024/10/20 12:0:2組卷:3引用:1難度:0.5
  • 2.某化學(xué)興趣小組對如下兩個實驗進(jìn)行了探究。
    【實驗一】利用圖1所示裝置對氯酸鉀制氧氣進(jìn)行了深入的探究學(xué)習(xí)
    查閱資料:①氯酸鉀的熔點約為356℃,二氧化錳的分解溫度約為535℃。用酒精燈給物質(zhì)加熱,受熱物質(zhì)的溫度一般約為400℃左右;②氯酸鉀分解時,傳感器得到氧氣濃度隨溫度的變化示意圖(圖2)及不同配比時氧氣濃度隨溫度的變化示意圖如圖3。
    菁優(yōu)網(wǎng)?
    (1)分析圖2,氯酸鉀熔點
     
    (填“高于”、“等于”或“低于”)其分解溫度。
    (2)以氧氣的體積分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo),溫度為橫坐標(biāo),得到圖3所示曲線(圖中的“1:2”、“1:1”、“2:1”、“3:1”、“4:1”、“5:1”指氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比)。根據(jù)圖3,在上述氯酸鉀和二氧化錳的質(zhì)量比中,兩者質(zhì)量比為
     
    ,氯酸鉀分解溫度最低。寫出氯酸鉀和二氧化錳混合加熱的化學(xué)方程式是
     
    。
    (3)為證實二氧化錳的催化作用,小組同學(xué)利用圖4裝置進(jìn)行實驗,如下:步驟Ⅰ:
     
    ;步驟Ⅱ:按照圖4裝入藥品;步驟Ⅲ:加熱右側(cè)支管,用帶火星的木條在導(dǎo)管口檢驗生成的氣體為
     
    ;步驟Ⅳ:冷卻后,將裝置傾斜,使左側(cè)支管中的藥品進(jìn)入右側(cè)支管,再加熱右側(cè)支管,用帶火星的木條在導(dǎo)管口檢驗生成的氣體。最終實驗現(xiàn)象為:步驟Ⅲ和步驟Ⅳ中,一段時間后都能觀察到帶火星的木條復(fù)燃,但木條復(fù)燃更快的是步驟
     
    (選填“Ⅲ”或“Ⅳ”)。
    【實驗二】探究過氧化氫制取氧氣的適宜催化劑
    除MnO2外,CuO等對H2O2分解也有催化作用。用圖5裝置進(jìn)行實驗:分別在等質(zhì)量的CuO、Fe2O3、重鉻酸鉀(K2Cr2O7)中注入H2O2溶液,燒瓶內(nèi)壓強(qiáng)隨時間變化的曲線如圖6。
    (4)實驗中,除了通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢來判斷H2O2分解的快慢,還可通過
     
    來判定H2O2分解的快慢。
    (5)根據(jù)實驗結(jié)果,有同學(xué)認(rèn)為在實驗室用過氧化氫溶液制取氧氣實驗中,可選擇重鉻酸鉀作為催化劑。你是否同意他的觀點,并說明理由
     
    。
    發(fā)布:2024/10/21 11:0:1組卷:8引用:1難度:0.5
  • 3.Ⅰ.空氣是一種用途很多的自然資源,可用于工業(yè)上制取氧氣,其流程如圖:
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    【查閱資料】常壓下,氧氣的沸點是-183℃,氮?dú)獾姆悬c是-196℃。
    (1)操作1的變化屬于
     
    (填“化學(xué)變化”或“物理變化”)。
    (2)如果將燃著的木條置于盛滿液態(tài)空氣的容器口,觀察到的現(xiàn)象是木條
     
    (填“熄滅”或“燃燒更旺”)。
    (3)除分離液態(tài)空氣外,現(xiàn)在還有一種膜分離技術(shù)制氧氣,原理是在一定壓力下,讓空氣通過薄膜,氧氣能透過薄膜,從而達(dá)到分離空氣的目的。據(jù)此推測氮分子比氧分子體積
     
    (填“大”或“小”)。
    Ⅱ.運(yùn)用所學(xué)知識回答問題。
    (4)氫氣和氧氣在Pd基催化劑表面可反應(yīng)生成H2O2,其微觀示意圖如圖:
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    “解離”時,結(jié)構(gòu)被破壞的分子是
     
    (用化學(xué)符號表示)。
    (5)過氧化氫的分解受多種因素的影響。如:濃度、溫度、pH、重金屬離子、酰胺類化合物、過氧化氫酶、其它物質(zhì)。
    ①為探究含氯化物對雙氧水分解的影響,某小組做了以下實驗:
    反應(yīng)條件:6.0mL30%雙氧水,0.1g氯化物,室溫;實驗時間:1.5h。實驗數(shù)據(jù)如表所示:
    氯化物 NaCl MgCl2 CuCl2
    放出氧氣的體積/mL 2.0 4.0 420.0
    雙氧水的分解率% 0.30 0.60 63.18
    由表可知,雙氧水保存時應(yīng)絕對避免引入的離子是
     
    (寫離子符號)。
    ②為了探究雙氧水濃度對雙氧水分解的影響,某小組利用手持技術(shù)進(jìn)行實驗:
    反應(yīng)條件:水浴溫度為21℃,二氧化錳均為0.5g,過氧化氫溶液均為5mL。實驗結(jié)果如下:
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    從溫度測量數(shù)據(jù)看,可知雙氧水分解時的能量變化是
     
    (填“放出熱量”或“吸收熱量”),綜合分析圖2、圖3的數(shù)據(jù),說明過氧化氫溶液濃度與反應(yīng)速率的關(guān)系是:其他條件相同時,
     
    。
    發(fā)布:2024/10/23 1:0:2組卷:19引用:3難度:0.3
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