新课标化学教材九年级上册(2012教育部审定)“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,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式 。
【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 。
【实验拓展】
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 。
MnO2只能作过氧化氢溶液分解的催化剂
同一个化学反应可以有多种催化剂
催化剂只能加快化学反应的速率
用作催化剂的物质不可能是其他反应的反应物或生成物
酶是一种重要的生物催化剂,它属于糖类
【拓展计算】如果需制备氧气9.6克,至少需要5%过氧化氢 克。
小明同学利用已有的知识弄清家里化肥的成分,他看到袋中化肥是白色晶体,用少量肥料跟熟石灰一起研磨,有浓烈的刺激性气味,初步判定是一种氮肥。
为进一步证实肥料的成分,小明将少量肥料样品带到学校进行探究。
探究内容 |
现象 |
结论 |
实验1:取一定量的肥料放入水中,震荡 |
样品完全溶解 |
_________________ |
实验2:取实验1中的部分溶液,滴加石蕊试剂 |
溶液呈红色 |
__________________ |
实验3:另取实验1中的部分溶液,滴加氯化钡试剂和稀盐酸 |
有白色沉淀生成 |
该化肥为_________ |
①小明家的化肥是一种铵盐,有同学认为盐的水溶液都呈中性,你同意他的观点吗?请举例说明。____________________________________________________。
②结合探究过程回答,施用该化肥时应注意________________________________。
草酸的化学式为H2C2O4,甲、乙两同学对草酸受热分解及其产物的检验做了探究:
【猜想与假设】
第一种:草酸分解产物是CO2和H2;第二种:草酸分解产物是CO2、CO和H2O ;
第三种:草酸分解产物是 CO2和H2O ;第四种:草酸分解产物是CO2、CO 。
以上猜想,第种一定不可能,原因是。
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变成蓝色,碱石灰是一种常用的干燥剂。
【实验设计】(图中铁架台略去)甲同学设计了甲装置,乙同学设计了乙装置。
【实验过程】甲同学按甲装置实验,在给草酸晶体加热时,先,然后固定在底部加热,过一会儿观察到澄清石灰水变浑浊;乙同学按乙装置实验,观察到无水硫酸铜由白色变成蓝色,澄清的石灰水变浑浊,且生成的气体通过碱石灰后,在干燥管的尖嘴处点火能燃烧,乙同学进一步通过实验验证燃烧的气体为CO,他的操作是
,现象是。
【实验结论】第种猜想是正确的。
【反思与评价】乙同学认为甲同学设计的实验装置有缺陷。由于试管口向下倾斜,而且草酸晶体熔点较低,加热到182℃便开始熔化,因此实验中常会出现熔融的草酸流进导管而影响后续实验。甲同学认为乙同学的设计是科学合理的。请你谈谈乙装置优于甲装置之处。(答出一点即可)
化学小组的同学对碳燃烧产生兴趣。
提出问题:将3克碳与8克氧气放入密闭容器中燃烧,产物只有二氧化碳吗?
猜想与假设:燃烧后气体一定含有CO2,可能含有。
查阅资料:向氯化钯(PdCl2) 溶液中通入CO,发生下列反应。请完成化学方程式的书写PdCl2+CO+H2O==Pd↓黑色+CO2+2。
设计实验:小刚设计了下图所示装置。 结合图示回答问题:实验步骤:
(1)打开弹簧夹a,关闭弹簧夹b、c 。点燃酒精灯,加热碳粉,A装置中观察到的现象是。
(2)过一会儿,打开弹簧夹b,推动注射器的活塞。
(3)打开弹簧夹c,用注射器向装置中缓缓注入氮气,观察到B中澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式为。小组同学通过实验确定有一氧化碳生成,他们依据的现象是。
实验结论:综合上述实验,并进行理论推导,得出结论。3g碳在8g氧气中燃烧后的混合物中含有。
实验反思:在整个实验过程中,注射器的作用有。
近几年我国某些城市酸雨污染较为严重,主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的。
【提出问题】如何通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】
(1)“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色),该反应的化学方程式为:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O = K2SO4 + 2MnSO4 + 2 H2SO4”。
(2)“二氧化硫和二氧化碳一样,能和澄清石灰石发生反应生成难溶于水的亚硫酸钙(CaSO3),也能使澄清石灰水变浑浊。”请写出二氧化硫使澄清石灰水变浑浊的化学方程式:______________________。
根据上述资料,甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案进行探究。
【实验探究】
(3)甲同学:
“实验操作”:甲同学进行了如下图所示A、B两步实验:
“实验现象”: A,B。
“得出结论”:煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有碳元素和硫元素。
(4)乙同学认为甲同学的实验方案不合理,其理由是:。
(5)丙同学:进行了如下图所示实验(部分装置在图中略去):
【探究与结论】(6)上图C装置的作用是。
(7)丙同学的实验中若已证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是:丙同学应看到的实验现象是。
磷(包括红磷和白磷)是初中化学实验中经常使用的物质,化学小组的同学以“磷的燃烧”为主题设计并整理了以下三组实验,请你参与完成:
(1)探究空气中氧气的含量:
实验Ⅰ和Ⅱ装置中,能完成测定空气中氧气体积分数的是(填序号)。红磷燃烧的化学反应方程式为。
(2)探究物质燃烧的条件:
①通过实验Ⅰ得到:可燃物燃烧的必备条件是;
②改进后的装置Ⅱ中可看到的现象是。
③将装有某气体的大试管口朝下垂直插入水中,使试管罩住白磷(如装置Ⅲ所示),结果观察到了“水火相容”的奇观,则大试管所装气体可能是;
(3)利用如右图所示装置探究化学反应过程中物质总质量的变化:实验过程气球的作用是。