16.工業(yè)生產(chǎn)中常用到催化劑。小芳查閱資料發(fā)現(xiàn),除了二氧化錳,氧化銅、氧化鋁也可以作氯酸鉀分解的催化劑,并且氯酸鉀分解溫度越低,催化效果越好,于是進(jìn)行探究。
實(shí)驗(yàn)探究一:測(cè)定二氧化錳、氧化銅、氧化鋁作氯酸鉀分解的溫度。
實(shí)驗(yàn)編號(hào) |
實(shí)驗(yàn)藥品 |
分解溫度(℃) |
① |
氯酸鉀 |
580 |
② |
氯酸鉀、二氧化錳(質(zhì)量比1:1) |
350 |
③ |
氯酸鉀、氧化銅(質(zhì)量比1:1) |
370 |
④ |
氯酸鉀、氧化鋁(質(zhì)量比1:1) |
390 |
【分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論】
(1)氯酸鉀與二氧化錳混合加熱制取氧氣的符號(hào)表達(dá)式為
。
(2)做實(shí)驗(yàn)①的作用是
。
(3)實(shí)驗(yàn)所用的三種催化劑,催化效果最好的是
。
【反思】一個(gè)化學(xué)反應(yīng)不僅有多種催化劑,一種物質(zhì)是否也可作多個(gè)反應(yīng)的催化劑?
實(shí)驗(yàn)探究二:氧化鋁能不能作過(guò)氧化氫(H
2O
2)分解的催化劑呢?
【作出猜想】氧化鋁能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。
(4)【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】
|
實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
實(shí)驗(yàn)一 |
取10mL過(guò)氧化氫溶液的試管中,將帶火星的木條伸入試管中。 |
木條不復(fù)燃 |
常溫下過(guò)氧化氫溶液分解緩慢。 |
實(shí)驗(yàn)二 |
取 過(guò)氧化氫溶液于試管中,加入 ,將帶火星小木條伸入試管中。 |
木條復(fù)燃 |
氧化鋁能加快過(guò)氧化氫的分解速率。 |
【結(jié)論】氧化鋁能加快過(guò)氧化氫的分解速率,故能作過(guò)氧化氫分解的催化劑。
【討論與反思】經(jīng)過(guò)討論,有的同學(xué)認(rèn)為只有上述實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二,不能證明氧化鋁能作過(guò)氧化氫分解的催化劑,還要補(bǔ)充探究實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)三:探究氧化鋁在反應(yīng)前后質(zhì)量是否改變。
(5)實(shí)驗(yàn)三步驟:
①準(zhǔn)確稱量氧化鋁的質(zhì)量;
②完成實(shí)驗(yàn)二;
③待反應(yīng)結(jié)束,將實(shí)驗(yàn)二試管里的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、烘干、
;
④對(duì)比反應(yīng)前后Al
2O
3的質(zhì)量。
(6)寫(xiě)出過(guò)氧化氫溶液在Al
2O
3作催化劑的條件下反應(yīng)的表達(dá)式:
。
實(shí)驗(yàn)探究三:催化劑的用量對(duì)過(guò)氧化氫分解制氧氣的影響?
小組同學(xué)在常溫下,向a、b、c三個(gè)試管中加入等量的5%的過(guò)氧化氫溶液,分別加入2g、4g和6g的二氧化錳固體,繪制了產(chǎn)生氧氣的體積和時(shí)間變化的曲線如圖。請(qǐng)回答:
(7)出兩條規(guī)律性結(jié)論:
①
;
②
。