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-优题课

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

科目化学题型探究题难度较难

知识点：实验探究物质的组成成分以及含量

陶瓷是火与土的结晶，是中华民族文化的象征之一

（1）下列中学实验室常见用品中，材质为陶瓷的是 (填标号)。

烧杯

集气瓶

蒸发皿

坩埚钳

（2）烧制陶瓷的原料为黏土，某黏土的成分如下表，所列出的四种氧化物中属于非金属氧化物的是_______。(写化学式)

成分	二氧化硅	氧化铝	氧化铁	氧化镁	其它
质量分数/%	$69.51$	$14.15$	$2.55$	$1.31$	$12.48$

（3）“九秋风露越窑开，夺得千峰翠色来”描述的是著名的青瓷。

①手工制作陶瓷的过程如下图，陶瓷丰富的色彩与烧制过程中的还原反应有关。燃料(以木炭为例)在窑体内燃烧，通过两步反应生成 $C O$ ，化学方程式为_______、_______。

②青瓷的“翠色”来源十分复杂。涉及窑体内的 $C O$ 和瓷器表面粙料中的氧化铁在高温下反应生成氧化亚铁，化学方程式为_______。

（4）古代窑炉(如下图)构造不断变迁。为了提高窑体内 $C O$ 的体积分数，下列措施中可行的有哪些？。(填标号)

A．	相对增加燃料用量	B．	相对增加空气鼓入
C．	增加排气口数量	D．	减少排气口数量

天然气的主要成分为甲烷，燃烧可能会产生 $C O$ ，为了检验天然气燃烧后的气体产物成分，进行如下实验：

（1）实验开始时，点燃 $D$ 处酒精灯之前，先通一会儿 $N_{2}$ ，其目的是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2） $A$ 中无水 $C u S O_{4}$ 变蓝，说明气体产物中含有水； $B$ 中澄清石灰水变浑浊，证明气体产物中含有＿＿＿＿＿（填化学式）。

（3） $C$ 装置中发生反应的化学方程式为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）实验中观察到 $D$ 装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿， $E$ 装置中＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，说明气体产物中还有 $C O$ 。

（5） $F$ 处为尾气处理装置，下列装置中合理的是＿＿＿＿＿。

（1）如图1为实验室制取并收集气体的装置图，请回答下列问题。

①仪器a的名称是　　。

②若用A装置制取氧气，写出对应的化学方程式　　。

③若需收集一瓶较纯净的氧气，应选用的装置是　　（填装置序号）。

④若用C装置收集一瓶二氧化碳气体，其验满的方法是　　。

⑤二氧化硫是一种有刺激性气味的有毒气体，比空气的密度大，易溶于水且与水反应。若用F装置收集二氧化硫气体，则气体应从　　（填“b”或“c”）端导入。

（2）电解饱和食盐水可以制得氢氧化钠、氯气（Cl₂）和氢气，并进而生产具有消毒、漂白作用的漂白液。

①粗盐中的难溶性杂质可通过溶解、　　操作除去，以免破坏电解装置。

②写出电解饱和食盐水的化学方程式　　。

③某同学想知道某一瓶放置一段时间的漂白液是否变质，设计了下列探究实验。

【查阅资料】

Ⅰ.制取漂白液（有效成分为NaClO）的原理：Cl₂+2NaOH═NaCl+NaClO+H₂O；

Ⅱ.在空气中NaClO易发生反应：2NaClO+H₂O+CO₂═Na₂CO₃+2HClO，HClO能使有色布条褪色，且HClO含量越高，漂白效果越好；HClO易分解，分解后丧失漂白作用；

Ⅲ.Ca（ClO）₂易溶于水。

【提出问题】放置一段时间的漂白液是否变质？

【提出猜想】

猜想1：未变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO

猜想2：部分变质，溶液中主要成分为NaCl、NaClO、Na₂CO₃

猜想3：全部变质，溶液中主要成分为NaCl、Na₂CO₃

【实验探究】

实验操作	实验现象	实验结论
ⅰ取适量该溶液于烧杯中，放入有色布条		猜想3不成立
ⅱ另取适量该溶液于试管中，滴入适量氯化钙溶液	产生白色沉淀	猜想　　成立

写出实验操作ii中产生白色沉淀的化学方程式　　。

【拓展应用】由【查阅资料】和图2可知，需控制pH约为　　时（填整数），漂白液具有最佳漂白能力。

某化学兴趣小组以A装置为核心装置设计了如图系列实验：（固定装置的仪器已省略）

按如图所示连接仪器，检查整套装置的气密性良好，添加药品，固定装置，进行实验。

（1）关闭K₂，打开K₁，将H₂O₂溶液缓缓滴入锥形瓶中，待D装置中出现连续均匀气泡时点燃C装置中的酒精灯，观察到V型管内a处的硫燃烧，现象是　　，试写出在D装置中反应的化学方程式　　，待V型管内的硫燃尽后仍要继续通一段时间的氧气，目的是　　。

（2）打开K₂，关闭K₁，继续将H₂O₂溶液缓慢滴入锥形瓶，观察到装置E中

　　（填现象），说明氢氧化钠和稀盐酸一定发生了反应。

（3）兴趣小组有同学提出疑问：E装置内反应后的废液中除酚酞以外还有哪些溶质呢？请你一起参与探究。

【作出猜想】

猜想一：NaCl

猜想二：NaCl和NaOH

猜想三：　　。

【分析】以上有一种猜想一定错误，请写出错误猜想的序号及错误理由　　。

【资料】NaCl的水溶液呈中性。

【设计并进行实验】排除了错误猜想后，为了验证其余猜想，同学们进行了如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量E装置中的废液于试管中，并向其中加入①　　。	②	猜想三正确

【交流反思】该废液未经处理不能随意倒入水池。

实验桌上有一瓶敞口放置的氢氧化钠溶液，同学们对其是否变质进行实验探究。

【提出问题】敞口放置的氢氧化钠溶液是否变质呢？

【猜想与假设】

猜想Ⅰ：没有变质。

猜想Ⅱ：　　。

猜想Ⅲ：部分变质。

【实验探究】

同学们分别设计了不同方案进行探究，请你协助完成相关内容。

（1）小军设计的实验方案

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加无色酚酞溶液	溶液变成红色	猜想Ⅲ成立
②向①的试管中滴加过量的稀盐酸	有　　产生	猜想Ⅲ成立

（2）小慧设计的实验方案

实验步骤	实验现象	结论
①取一定量的NaOH溶液于试管中，滴加过量的BaCl₂溶液	有白色沉淀产生	猜想Ⅲ成立
②实验①结束后进行过滤，向得到的滤液中滴加　　。	溶液变成蓝色	猜想Ⅲ成立

【反思与评价】

（3）同学们讨论认为，小军的实验结论不严密，理由是　　。

【拓展实验】

（4）小慧实验②中所加的试剂替换为下列　　操作，也可以实现相同的目的。

a.测溶液的pH

b.滴加MgSO₄溶液

c.通入CO₂

d.滴加稀盐酸

（5）若要除去NaOH溶液中混有的Na₂CO₃，涉及反应的化学方程式为　　。