课本“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中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。 |
|
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。 |
|
【实验结论】
(1)A中产生的气体是 。
(2)实验Ⅱ、Ⅲ证明:氧化铁的 和 在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢溶液分解的催化剂。
(3)写出氧化铁催化过氧化氢溶液分解的符号表达式 。
【实验评价】
(1)实验设计Ⅳ的目的是 。
(2)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 。
【实验拓展】
(1)查阅资料得知:CuO、CuSO4、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 (填序号)。
A.MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
B.同一个化学反应可以有多种催化剂
C.催化剂只能加快化学反应的速率
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)实验创新是中学生最为重要的科学素养。下图是某学校的师生对“MnO2催化H2O2溶液分解实验装置的创新设计”,实验过程如下:
①将一支球形干燥管水平放置,用滴管吸取3ml(密度为1g/ml)质量分数为5%的H2O2加入干燥管的球泡内,再用药匙取0.2gMnO2粉末,加在干燥管的进气管的管壁上。
②点燃橡胶塞上棒香后,塞紧干燥管并将其竖立,观察到带火星的棒香立即复燃。
对该创新实验的评价,你认为不合理的是 (填序号)。
A.实验中所用的仪器、材料及药品均易得到
B.实验使用的药品用量太大
C.反应速度太慢,耽误时间
D.实验现象明显,整个装置好似点燃的灯塔,趣味性强
学习了氢氧化钠的性质之后,知道氢氧化钠溶液中含有H2O、Na+、OH-,能使无色酚酞试液变红色,某科技小组想进一步探究是哪一种粒子使无色酚酞试液变红色。
【提出猜想】猜想①:可能是H2O ;猜想②:可能是Na+;猜想③:可能是OH-。
【实验验证】
实验操作 |
实验现象 |
结 论 |
①用试管取少量蒸馏水,滴入1滴~2滴无色酚酞试液,振荡 |
试管内溶液仍为无色 |
水分子不能使无色酚酞试液变红色 |
②用试管取少量氯化钠溶液,滴入1滴~2滴无色酚酞试液,振荡 |
||
③用试管取少量氢氧化钠溶液,滴入1滴~2滴无色酚酞试液,振荡 |
【讨论反思】有同学认为猜想①不需要实验验证就可以排除,你认为该同学的理由是。
某兴趣小组的同学在老师的指导下,对一瓶没有塞橡皮塞的氢氧化钙溶液进行探究,请你一起参与。
【提出问题】该氢氧化钙溶液是否全部变质?
【猜想与假设】猜想①:氢氧化钙溶液可能全部变质,变成碳酸钙。
猜想②:氢氧化钙溶液可能部分变质,其成分是。
【实验探究】
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
(1)取样于试管中,滴加稀盐酸,充分振荡 |
有生成 |
原溶液中一定含有碳酸钙 |
(2)另取样于试管中,滴加酚酞试液 |
溶液呈红色 |
原溶液中含有 |
【实验结论】综合上述实验(1)、(2),你得出的结论是猜想成立。
【反思与拓展】(1)氢氧化钙露置于空气中容易变质,原因是(用化学方程式表示)。
(2)在分析化学反应后的物质成分时,除了考虑生成物外,还需考虑的是。
在学习碱的性质时,为了验证溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应,老师做了下面两个实验。
实验一:如图甲,将一支充满二氧化碳的试管倒扣在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中,观察试管中的液面变化情况。
实验二:如图乙,向两个装满二氧化碳的同样规格的瓶中分别注入等量的氢氧化钠溶液和蒸馏水,振荡后放在水平的桌面上,观察U形管(装有红墨水)两端液面的变化情况。请问:
(1)实验二中若观察到U形管左端的液面(填“升高”或“降低”),则证明溶液中的氢氧化钠能与二氧化碳反应。
(2)与实验一相比,同学们认为实验二更合理,因为它能排除对实验的干扰。
某化学兴趣小组在做完制取二氧化碳的实验后(用石灰石与稀盐酸制取),对反应后反应器中剩余溶液的溶质成分产生了兴趣。他们继续进行了如下实验探究。
【分析推断】根据制取二氧化碳的反应原理,可以确定剩余溶液中一定含有氯化钙,但其中是否含有氯化氢需要通过实验来证明。若剩余溶液显酸性(含有
H+),说明含有氯化氢。
【查阅资料】碳酸钙不溶于水,氯化钙溶液不显酸性。
【实验过程】
将剩余溶液倒入烧杯中,微热后冷却至室温。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
甲同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中滴加 |
现象:溶液变为红色 |
溶液显酸性(含有H+),溶质中有氯化氢 |
乙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量锌粒 |
现象: 反应的化学方程式是: |
|
丙同学 |
取烧杯中溶液少许于试管中,向其中加入少量石灰石 |
现象: |
【拓展提高】若要从剩余溶液中得到尽可能多的纯净的氯化钙固体,同学们认为可以向剩余溶液中加入稍过量的(填化学式),经,蒸发等操作后即可完成。
某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动。以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格(包括表中空格)。
【演示实验】将一定量的稀硫酸加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中。
【学生板演】该反应的化学方程式______________。
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问,大家纷纷提出猜想。甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4
猜想二:有Na2SO4和H2SO4
猜想三:有Na2SO4和NaOH
猜想四:有Na2SO4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑,认为有一种猜想是不合理的。不合理的猜想是
____________________。
【实验探究】(1)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有____________。
(2)为了验证其余猜想,各学习小组利用烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,进行如下三个方案的探究。
实验方案 |
测溶液pH |
滴加Na2CO3溶液 |
滴加BaCl2溶液 |
实验操作 |
![]() |
![]() |
![]() |
实验现象 |
试纸变色,对比比色卡,pH<7 |
产生白色沉淀 |
|
实验结论 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
溶液中有H2SO4 |
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的。
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定。同时指出【实验探究】(2)中存在两处明显错误,请大家反思。同学们经过反思发现了这两处错误:
(1)实验操作中的错误是____________________。
(2)实验方案中也有一个是错误的,错误的原因是_____________________。