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。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,催化效果如何?
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 |
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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。 |
|
【实验结论】
①由实验Ⅰ你可以得出的结论是 ;
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】
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: 。
【知识拓展】
①查阅资料可知: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.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。试计算433.5g茄碱中含有的碳元素的质量(写出计算过程)。
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外,还有其它因素吗?以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号 |
H2O2溶 液浓度% |
H2O2溶液体积/mL |
温度℃ |
MnO2的用量/g |
收集氧气的体积/mL |
反应所需 的时间/s |
① |
5 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
16.75 |
② |
15 |
1 |
20 |
0.1 |
4 |
6.04 |
③ |
30 |
5 |
35 |
0 |
2 |
49.21 |
④ |
30 |
5 |
55 |
0 |
2 |
10.76 |
通过实验①和②对比可知,化学反应速率还与 有关;
从实验 和 对比可知,温度越高,化学反应速率越快。
实验小组研究碳酸钠和碳酸氢钠的性质。
实验一:甲、乙、丙三位同学分别用溶质质量分数为5%的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液进行了如下实验。
实验内容 |
NaHCO3溶液 |
Na2CO3溶液 |
(1)加入无色酚酞溶液 |
溶液变红 |
溶液变红 |
(2)加入澄清石灰水 |
产生白色沉淀 |
现象Ⅰ |
(3)加入5%的CaCl2溶液 |
产生白色沉淀、有气泡产生 |
产生白色沉淀 |
(4)加入稀盐酸 |
现象Ⅱ |
有气泡产生 |
(5)加热溶液,并用导管与澄清石灰水连接 |
石灰水变浑浊 |
石灰水无明显变化 |
(1)表中的现象Ⅰ为;用化学方程式表示现象Ⅱ的原因。
(2)若要鉴别实验中用到的NaHCO3和Na2CO3两种溶液,实验一中提供了种方法。
实验二:甲、乙、丙三位同学分别将各自实验一中NaHCO3溶液与澄清石灰水反应后的物质进行过滤,对滤液中的溶质成分进行了如下探究。
【查阅资料】
(1)氯化钙溶液显中性,与氢氧化钠溶液不反应。
(2)两种溶液的取用量不同,滤液中溶质的组成情况可能有:①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Ca(OH)2;④Na2CO3和NaHCO3;⑤Na2CO3和NaOH。
【进行实验】
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
|
甲同学 |
取少量滤液于试管中,滴加足量的稀盐酸 |
有气泡产生 |
滤液中的溶质一定含有Na2CO3 |
乙同学 |
取少量滤液于试管中,向其中通入少量CO2 |
产生白色沉淀 |
则滤液中的溶质是 |
丙同学 |
取少量滤液于试管中,塞紧胶塞,并用导管与澄清石灰水连接,加热 |
澄清石灰水变浑浊 |
则滤液中的溶质是Na2CO3和NaHCO3 |
【反思与评价】
(1)根据丙同学的结论,NaHCO3溶液与澄清石灰水反应的化学方程式是。
(2)甲同学进一步实验,确定了滤液中的溶质是Na2CO3和NaOH。其实验方案是。
化学小组同学取一定量碳酸钙固体高温煅烧一段时间,冷却后,对剩余固体成分进行如下探究。
【提出问题】剩余固体成分是什么?
【查阅资料】工业上通常采用高温煅烧石灰石的方法制生石灰,化学方程式为:CaCO3高温CaO+CO2↑。
【猜想与假设】剩余固体成分:
I.全部是氧化钙 Ⅱ.Ⅲ.全部是碳酸钙
在老师指导下,小组同学设计如下实验,探究上述猜想是否成立。
【进行实验】
①甲同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是。
②乙同学取一定量的剩余固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁感觉发热,继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是。
③丙同学利用水、无色酚酞溶液和稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成实验报告。
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
猜想Ⅱ成立 |
【反思拓展】
工业制生石灰的过程中同时得到副产品二氧化碳。下列用途是利用二氧化碳化学性质的是。
A.气体肥料B.制干冰 C.制纯碱 D.制碳酸饮料
化学课上老师向盛有NaOH溶液的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液,振荡溶液呈红色。
提出问题:是什么微粒使无色酚酞变红?
查阅资料:NaOH溶液中主要存在H2O、OH-、Na+三种粒子。
猜想:①水分子使无色酚酞变红;
②Na+使无色酚酞变红;
③______使无色酚酞变红。
实验验证:
实验操作 |
现象 |
结论 |
实验一:分别向盛有NaOH溶液和蒸馏水的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液 |
NaOH溶液中滴入酚酞后变红,蒸馏水中滴入酚酞后无现象。 |
猜想_______不成立。 |
实验二:_______________ |
________________________。 |
猜想②不成立。 |
实验三:分别向盛有NaOH溶液和石灰水的试管中滴入2—3滴无色酚酞试液 |
两支试管中滴入酚酞后均____。 |
猜想③成立。 |
在学习碱的化学性质时,某小组同学进行了如图所示的实验。
Ⅰ.探究碱的化学性质
①实验甲,随着稀盐酸的不断滴入,观察到溶液由红色变为无色;
②实验乙滴加氢氧化钠溶液后,观察到的气球变鼓;
③实验丙观察到试管内有白色沉淀产生,发生反应的化学方程式为(1)。
Ⅱ.探究废液成分
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,由此产生疑问。
【提出问题】废液中含有哪些物质?
【查阅资料】BaCl2溶液呈中性且Na2CO3 +BaCl2 ==BaCO3↓ +2NaCl
【讨论交流】
①废液中一定含有的物质:碳酸钙、指示剂、水和(2);
②还含有能使废液呈碱性的物质,同学们有如下猜想:
猜想1:碳酸钠;
猜想2:氢氧化钠;
猜想3:氢氧化钠和碳酸钠;
猜想4:氢氧化钠和氢氧化钙。
【查阅资料】BaCl2溶液呈中性,Na2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2NaCl
【实验设计】
同学们认为需要先验证猜想4是否成立,所需要的试剂是(3)。
若猜想4不成立,则需要进行后续实验,请你完成表格。
实验操作预计现象预计结论
_______(4)__________ _________(5)__________猜想1正确
若没有白色沉淀,溶液呈红色猜想2正确
_________(6)____________猜想3正确
【进行实验】同学们进行实验,通过观察实验现象,得出了猜想2成立。
【反思拓展】分析化学反应后所得物质成分时,除考虑生成物外还需考虑反应物是否有剩余。
(5分)某兴趣小组发现一袋永川松花蛋的泥料,配料表上的成分是氧化钙、纯碱和食盐。他们要探究在腌制松花蛋过程中都有哪些物质对鸭蛋起作用。于是取少量泥料在水中溶解,充分搅拌后过滤,取滤液探究其成分。
【猜想与假设】他们都认为滤液中一定确NaCl和NaOH。对滤液中的其他成分他们分别做出了如下猜想:
甲同学:还可能有
乙同学:还可能有和
丙同学:还可能有
泥料在水中溶解,充分搅拌后生成氢氧化钠的化学方程式为。
【理论验证】大家讨论后认为同学的猜想是错误的。
【活动与探究】甲同学取一定量的滤液于试管中,向其中通入足量C02振荡,没有沉淀
产生,于是他得出结论:没有。
丙同学取少量滤液于试管中,向其中滴加足量氯化钙溶液,振荡,产生现象,证明丙同学的猜想是正确的,发生反应的化学方程式为 。