人教版新课标化学教材九年级上册 “分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
Ⅰ.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁(Fe2O3)粉末,并分别在A、B两支试管中插入带火星木条,观察现象。 |
A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象 |
Ⅱ待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。 |
试管中均产生气泡,带火星木条均复燃 |
Ⅲ.将实验Ⅱ中的剩余物进行分离,并将所得氧化铁粉末进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。 |
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Ⅳ分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。 |
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(1)在第Ⅲ步中,要使剩余物分离必须进行的操作是 ,必须用到的仪器有铁架台、玻璃棒、烧杯和 ,玻璃棒的作用是 。(2)在第Ⅳ步实验中,可以用点滴板(如右图所示)代替试管C、D完成,
改进后的优点是 。
【实验结论】
(1)实验Ⅱ和Ⅲ分别可以证明:氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(2)写出实验Ⅰ的A试管中发生反应的的符号表达式 。
【实验评价】
实验设计Ⅳ的目的是 ;
若实验Ⅳ观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是 。
【知识拓展】
(1)查阅资料得知,CuO、CuSO4、猪肝、马铃薯等也可以做过氧化氢溶液分解的催化剂。下列有关催化剂的说法中正确的是 。
A. 催化剂只加快化学反应速率
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C. MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
D.用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
(2) 马铃薯长期放置后会发芽,发芽马铃薯中含有一种致毒成分茄碱(C45H73O15N),又称马铃薯毒素,是一种弱碱性的甙生物碱,又名龙葵甙,大量食用未成熟或发芽马铃薯可引起急性中毒。
①茄碱的相对分子质量为 ;
②茄碱中氢、氧两种元素的元素质量比为 ;
③茄碱中氧元素的质量分数为 (计算结果保留一位小数);
④433.5g茄碱中含有 g碳元素。
竹子是“有节、中空、四季常绿”的植物。同学们对竹子中的气体成分展开了探究,测定其成分。
(1)收集竹子中的气体。
小华提出:将一节竹子浸没在水中,在竹子上钻孔,用排水法收集气体。
小刚提出:可用注射器从竹子中抽取气体。
大家认为两人的想法都可行,于是分为A、B两组,在相同的条件下,A组采用小华的取气方法,B组采用小刚的取气方法,分别完成下面的实验。
(2)检验气体中是否含有二氧化碳气体。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论及解释 |
向所取气体中加入 |
(用化学方程式表示) |
(3)测定氧气含量。
【查阅资料】红磷的着火点为240 ℃,白磷的着火点为40 ℃。
【设计实验】同学们设计了如下图所示的方案一和方案二来测定氧气含量。
【进行实验】按上述两个方案进行多次实验。
【反思与评价】
a.实验中磷的量应为足量,原因是。
b.两个方案的实验测定结果不同,测定结果比较准确的是方案,原因是。
c.经过A、B两组同学的实验,A组测得的竹子中含氧量总是大于B组的,你认为原因是。
(1)目前世界上一半以上的铜用于电力和电信工业,是因为铜具有(填字母)
A.导热性 | B.延展性 | C.导电性 | D.金属光泽 |
(2)我国第四套人民币的硬币从1999年开始发行,一元为钢芯镀镍(Ni),五角币为钢芯镀铜合金,一角币为铝合金或不锈钢。在选择铸造硬币的材料时需要考虑的因素是有(填一条即可)。
①镍能与盐酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价镍的化合物,并放出氢气。其反应没有铁与酸反应剧烈。镍与盐酸反应的化学方程式为.
②用镍片、硫酸亚铁溶液和溶液做实验也能判断Ni 、Fe、Cu的金属活动性顺序。三种金属的活动性顺序为。
(3)若将一定质量的Zn放入CuCl2和MgCl2的混合溶液中,充分反应后过滤,所得滤液中一定含有的溶质是。
(4)活动课上小明将一枚五角币放在酒精灯火焰上加热片刻,发现表面变黑。
【假设与预测】假设I.五角币加热变黑,是因为酒精灯内焰的黑烟附着在五角币的镀铜上;
假设II.五角币加热变黑,是因为五角币上的镀铜与______发生了化学反应。
【实验与事实】
实验一:用洁净的干布擦一擦五角币上的黑色物质,黑色物质不易被擦去;再另取一枚五角币放在石棉网上,用酒精灯加热片刻,五角币也变黑。
实验二:取一块铜片放入小试管中并塞上橡皮塞,然后用酒精灯加热直至试管中铜片变黑;再将铜片反转到另一面,加热片刻,铜片不再变黑。
【解释与结论】上述实验一和实验二证实,假设 __ ___不成立。
【表达与交流】铜片在空气中加热,发生的化学反应方程式为___ ___。
实验室中有甲、乙两瓶过氧化氢溶液,均标有“10%”字样。相同条件下,用这两瓶过氧化氢溶液制取150mL氧气,所用时间明显不同。对此,同学们进行如下探究。
【猜想】两瓶过氧化氢溶液中溶质的质量分数不同
【进行实验】
序号 |
实验装置 |
主要实验步骤 |
实验现象 |
实 验 1 |
![]() |
向两支试管中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液,对比观察 |
两支试管中均有细微的气泡产生 |
实 验 2 |
![]() |
将两个相同的蜡烛分别点燃后放入两个烧杯中,然后分别向两个烧杯中加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液,再向过氧化氢溶液中加入等量的二氧化锰固体 |
两烧杯内液体中均产生气泡、有白雾,两烧杯内蜡烛均继续燃烧,但加入甲瓶溶液的烧杯中,蜡烛燃烧得更明亮 |
实 验 3 |
![]() |
向装有等量二氧化锰的两个锥形瓶中分别加入等量的甲、乙两瓶中的过氧化氢溶液 |
两锥形瓶内液体中均产生气泡、有白雾,同时有现象①出现 |
【实验结论】
甲瓶溶液中溶质的质量分数大于乙瓶溶液中溶质的质量分数。
【分析与解释】
(1)实验2和实验3中,均发生反应的化学方程式为。
(2)实验2中,影响蜡烛燃烧明亮程度的因素是。
(3)实验3中,现象①为。
【反思与评价】
(1)实验1未观察到现象明显不同的主要原因是________。
(2)实验2和实验3分别应用了化学科学研究中两种重要的方法,它们是_____和_____。
(3)通过以上实验得到如下启示:影响反应速率的因素有;欲使燃着的物质燃烧更旺,可采用的方法是。
研究性学习小组选择“H2O2生成O2的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】 H2O2生成O2的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下,在两瓶相同体积的H2O2溶液中分别加入相同质量MnO2和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间。
【进行实验】右下图是他们进行实验的装置图,此实验中B处宜采用的气体收集方法是: __________________。
【实验记录】
实验编号 |
1 |
2 |
反应物 |
6% H2O2 |
6% H2O2 |
催化剂 |
1g 红砖粉 |
1g MnO2 |
时间 |
152 s |
35 s |
【结论】该探究过程得出的结论是_______________________________________________。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2或红砖粉后反应明显加快,若要证明MnO2和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的_____________和_____________是否改变。
我们通过对“吸入的空气和呼出的气体有什么不同”的实验探究,可得出的结论是
(1)人体吸入的空气比呼出的气体所含的氧气______________________;
(2)人体吸入的空气比呼出的气体所含的二氧化碳_______________;
(3)人体吸入的空气比呼出的气体所含水蒸气___________________。