像科学家一样做科学
--探究胡萝卜汁对过氧化氢分解的催化作用
体育课上,小华不慎擦伤了皮肤,她用过氧化氢溶液对皮肤进行消毒时,惊奇地发现有嘶嘶的响声,并产生大量气泡。
小华通过查阅文献获得以下信息:
信息Ⅰ:人体皮肤细胞中存在一种叫做过氧化氢酶的物质,能加快过氧化氢分解反应的速率。
信息Ⅱ:胡萝卜汁等植物细胞中也含有过氧化氢酶。
信息Ⅲ:酶是动植物体内活细胞产生的具有催化作用的生物大分子,其催化作用受温度影响。
信息Ⅳ:在没有催化剂时,60℃以下,温度对过氧化氢的分解基本没有影响。
请你在小华探究的基础上,完成以下探究活动。
(1)胡萝卜汁对过氧化氢的分解是否有催化作用?
请完成下表中的实验报告(实验步骤中应包括使用的仪器、药品和实验过程)。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
|
|
胡萝卜汁对过氧化氢的分解有催化作用。 反应的化学方程式 |
(2)温度如何影响胡萝卜汁的催化作用?
药品:
过氧化氢溶液、新鲜胡萝卜汁、不同温度的水(
、
、
、
)。
仪器:
试管
支,
烧杯
只、
量筒、秒表、温度计、刻度尺。
实验:如图所示,用提供的仪器和药品,按如下步骤进行实验:
①两支试管中分别盛有胡萝卜汁和3%过氧化氢溶液;
②将①中的试管放入盛有
水的烧杯中,恒定试管及反应物的温度;
③
以后,把过氧化氢溶液倒入装有胡萝卜汁的试管中,稍微振荡,使胡萝卜汁跟过氧化氢溶液均匀混合;
④将③中的试管放回原烧杯,恒温
;
⑤用刻度尺测量试管中泡沫状混合物的高度;
⑥按上述步骤进行实验,分别测定
、
、
时泡沫状混合物的高度。
每个温度下的实验重复
次,取平均值,得到如下数据:
实验编号 |
反应物的温度 |
混合恒温6min时,泡沫的高度(cm) |
A |
||
B |
||
C |
||
D |
请回答下列问题:
①为了测定实验准确性,该实验过程中还需要控制的条件有
②请你在下面的直角坐标系中,绘制出泡沫的高度随温度变化而变化的曲线。
(要求:需表示出横坐标和纵坐标表示的数量级单位)
③关于温度对胡萝卜汁的催化作用的影响,你的结论是
老师从实验室带来了7瓶不同的无色溶液(如下图所示),其中3、7号试剂瓶标签完全破损,4、5号试剂瓶标签部分破损。根据查阅药品记录表可知,3、4、5、7号溶液分别是NaOH溶液、Na2CO3溶液、石灰水、CaCl2溶液中的一种。在老师的指导下,化学小组同学进行了下述实验。
(已知: Na2CO3溶液与CaCl2溶液能发生复分解反应)
(1)分别取3、4、5、7号溶液于4支试管中,向其中分别滴加1号溶液,发现3、4、5号溶液变红,说明这3种溶液呈(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。由该实验可确定的溶液为(写出试剂瓶编号及相应的溶液名称)。
(2)分别取4号、5号溶液于两支试管中,加入足量的2号溶液,发现均有气泡产生,
小组同学利用上述试剂,经过下述实验最终确定了两份溶液的成分。
实验操作及现象 |
实验结论 |
4号溶液是Na2CO3溶液,5号溶液是变质的NaOH溶液。 |
写出5号溶液中加入足量的2号溶液发生反应的化学方程式、。
(3)取3号溶液于试管中,逐滴加入一定量的6号溶液,观察到溶液变浑浊,过滤,则滤液中溶质的组成可能为NaOH;Na2CO3;(将其他情况补充完整)。
查阅资料可知:Ca(OH)2 + NaHCO3 CaCO3↓+ NaOH + H2O
NaOH + NaHCO3 Na2CO3 + H2O
明矾[化学式为KAl(SO4)2·12H2O]是一种常用的净水剂。小华同学为了探究明矾的净水原理,进行了如下实验探究:
【提出问题】明矾为什么能够净水?
【查阅资料】材料一:净水原理是,净水剂具有较大表面积或者净水剂粒子与水反应生成表面积较大的物质,把水中的细小漂浮颗粒吸附到表面,使其密度加大并下沉。
材料二:明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在水溶液中可以解离出K+、Al3+、SO42-。
【提出猜想】猜想1:K+能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想2:Al3+能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想3:SO42-能与水反应产生表面积较大的物质。
猜想4:K+、Al3+、SO42-均能与水反应产生表面积较大的物质。
【完成实验】
实验序号 |
水样(稍浑浊)体积(mL) |
实验操作 |
观测时间 |
实验现象 |
① |
20 |
向水样中加入KCl溶液 |
5分钟 |
仍浑浊 |
② |
20 |
向水样中加入Na2SO4溶液 |
5分钟 |
仍浑浊 |
③ |
20 |
向水样中加入Al2(SO4)3溶液 |
5分钟 |
变澄清 |
④ |
20 |
向水样中加入AlCl3溶液 |
5分钟 |
变澄清 |
【得出结论】实验证明SO42-无净水作用,实验证明K+无净水作用;猜想成立。
【交流反思】(1)小芳同学认为实验①和④是多余的,你(填“支持”或“不支持”)她的观点,理由是。
(2)(填“能”或“不能”)把实验③省去。
(3)小莉同学联想到自来水的生产过程中会用到活性炭去除水中异味,他认为活性炭的作用原理与明矾相同,你同意她的观点吗?[注意:若答对本小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分。]
(填“同意”或“不同意”),理由是
随着人们对酒驾危害认识的加深,司法机关对于酒驾、醉驾的处罚将日趋加重。醉酒的原因是酒中含有的乙醇对人的神经系统有刺激作用。交警对呼气酒精检验的原理是:橙色的K2Cr2O7酸性溶液遇乙醇会迅速变成蓝绿色。
白酒是乙醇的水溶液,酒中的乙醇在微生物作用下能被氧化成乙酸。小刚家有一瓶密封存放的白酒,他想知道该白酒的组成情况,于是进行如下实验探究:
【提出问题】该白酒中的溶质主要有哪些?
【查阅资料】材料一:乙醇(C2H5OH),俗称酒精,易溶于水,水溶液呈中性。在加热条件下,可以把氧化铜还原为单质铜。
材料二:乙酸(CH3COOH),又名醋酸,易溶于水,具有酸的通性。
【提出猜想】猜想1:只有乙醇
猜想2:只有乙酸
猜想3:
【实验探究】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
①取少量白酒于试管中,滴入几滴橙色的K2Cr2O7酸性溶液 |
猜想3成立 |
|
② |
【实验反思】操作①能否改为“将加热后的表面有黑色氧化铜的铜丝插入盛有白酒的试管中”?,理由是。
实验室可以用草酸(H2C2O4)在浓硫酸的作用下来制取一氧化碳,反应原理为:
H2C2O4CO↑+ CO2↑+ H2O
小明同学设计下图所示装置来制取一氧化碳,并验证一氧化碳的性质。
请回答下列问题:
(1)长颈漏斗a的漏斗颈没入液面下的目
的是。
(2)B中氢氧化钠溶液的作用是。
(3)C中澄清石灰水的作用是。
(4)通过什么现象可以判断CO能与CuO反应?。
(5)D中反应的化学方程式是。
同学们在学习碱的化学性质时,进行了如下图所示的实验。
(1)写出甲实验中盐酸和氢氧化钠反应的化学方程式。
(2)乙实验中滴加氢氧化钠溶液后,可观察到的现象是。
(3)丙实验中观察到试管内有白色沉淀产生。
(4)实验结束后,同学们将甲、乙、丙三个实验的废液倒入同一个干净的废液缸中,最终看到废液浑浊并呈红色,产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【交流讨论】①一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和(写物质名称)。
②还含有能使废液呈碱性的物质.能使废液呈碱性的物质是什么?同学们有如下猜想。
小云认为:只有碳酸钠;小红认为:只有氢氧化钙;小林认为:是氢氧化钠和碳酸钠
【实验设计】小方想用氯化钙溶液来验证小云、小红、小林的猜想。查阅资料获悉氯化钙溶液呈中性,并设计如下实验。请你将小方的实验设计补充完整。
实验内容 |
预计现象 |
预计结论 |
取少量废液缸中上层清液于试管中,加入过量氯化钙溶液,静置。 |
①有白色沉淀,溶液呈红色。 |
小林的猜想正确。 |
②。 |
小云的猜想正确。 |
|
③没有白色沉淀,溶液呈红色。 |
小红的猜想正确。 |
【反思拓展】在分析化学反应后所得物质的成分时,除了考虑生成物外还需考虑。