某兴趣小组同学对实验室制备氧气的条件进行如下探究。
【提出问题】①氧化铜是否也能做氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰催化效果好?
【查阅资料】研究表明,许多金属氧化物对氯酸钾的分解有催化作用。分别用下列金属氧化物作催化剂,氯酸钾开始发生分解反应和反应剧烈时的温度如下表所示:
实验室用氯酸钾制取氧气,如果不用二氧化锰作催化剂,最好选用的金属氧化物是 。
【设计并完成实验】Ⅰ.将3.0g氯酸钾放在试管中加热
Ⅱ.将3.0g氯酸钾与1.0g二氧化锰均匀混合加热
Ⅲ.将X g氯酸钾与1.0g氧化铜均匀混合加热
【实验现象分析】Ⅲ中X的值应为 ,实验Ⅰ和Ⅲ比较可证明 。将实验Ⅲ反应后的固体加水溶解、过滤、洗涤、干燥,若称量得到1.0g黑色粉末,再将黑色粉末和Xg氯酸钾混合加热,现象与实验Ⅲ相同,这些步骤是为了证明氧化铜在该化学反应前后 和 都不变。
【结论】氧化铜也能作氯酸钾分解的催化剂,实验Ⅲ中的化学反应的符号表达式为 。
【实验反思】实验Ⅱ和Ⅲ对比的目的是 。
【提出问题】②MnO2的用量对 H2O2分解反应有何影响?
【设计并完成实验】利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”,实验中为3%H2O2溶液,装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出(在等温条件下,产生氧气体积与装置内压强成正比,反应放热忽略不计。)
【讨论交流】(1)图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果,从图中可以看出 。
(2)当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时,得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示,当MnO2的用量增加到0.08克时,分解速度达到实验要求。在此实验条件下,若MnO2的质量有4克(一药匙),就能使下图 (填字母)烧杯中所装的3%H2O2溶液,其分解速度最接近实验要求。
某兴趣小组做以下实验探究分子有运动。请回答实验中的有关问题。
(1)实验Ⅰ:在盛有少量蒸馏水的小烧杯中滴入2 ~ 3滴酚酞试液,再向其中滴加浓氨水。由实验得出的结论有
(2)实验Ⅱ(如图甲所示):烧杯B中的现象是;产生这一现象的原因是
(3)为使实验结论准确可靠,兴趣小组设计实验Ⅲ(如图乙所示)作为对比实验。你认为有无必要,理由是。
下表是研究性学习小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据:用10mL 过氧化氢溶液制取150mL氧气所需的时间(秒)
![]() 反应条件 |
30% H2O2 |
15% H2O2 |
10% H2O2 |
5% H2O2 |
无催化剂、不加热 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
几乎不反应 |
无催化剂、加热 |
360s |
480s |
540s |
720s |
MnO2催化剂、不加热 |
40s |
60s |
120s |
180s |
MnO2催化剂、加热 |
10s |
25s |
60s |
120s |
(1)该研究小组在设计方案时,考虑了、、等因素对过氧化氢分解速率的影响。
(2)从上表的数据中,你能得出什么结论?
①
②
小丽同学欲通过实验证明“二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂”这一命题。她设计并完成了下表所示的探究实验:
实验操作 |
实验现象 |
实验结论或总结 |
||
结论 |
总结 |
|||
实验一 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条 |
有少量气泡产生,木条不复燃 |
过氧化氢能自行分解产生氧气,但是。 反应的文字表达式 为:。 |
二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂 |
实验二 |
向盛水的试管中加入二氧化锰,伸入带火星的木条 |
没有明显现象 |
||
实验三 |
二氧化锰能加快过氧化氢的分解 |
(1)请你帮小丽同学填写上表中未填完的空格。
(2)在小丽的探究实验中,“实验一”和“实验二”起的作用是 。
(3)小英同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的“总结”,她补充设计了两个方面的探究实验,最终完成了对“命题”的实验证明。
第一方面的实验操作中包含了两次称量,
其目的是: ;
第二方面的实验是利用“实验三”反应后试管内的剩余物继续实验。接下来的实验操作、现象和结论是:
如图所示,
将一盆绿色植物放在一个密闭的装有澄清石灰水的容器内,溶液上方充满了氧气,玻璃导管一端插入密闭的容器,另一端经橡胶管与U型管相连,U型管中装有一定量的水,两侧水面相平。将此装置放在黑暗中24h后,U型管中两侧水面将出现高度差。
(1) U型管中(填“左”或“右”)侧水面将上升;
(2) U型管中两侧水面出现高度差的根本原因是:
(3)此实验主要验证了绿色植物的作用。
小欣同学在做完“探究铜绿的性质”实验后,要填写如下实验报告,请你协助她。
实验目的:探究铜绿的性质
实验用品:(略)
实验过程及现象记录:
(1)观察铜绿的颜色和状态等物理性质:铜绿是绿色粉末;
(2)将铜绿粉末用药匙分别加到两支试管中;
(3)用胶头滴管向一支试管中逐滴滴加稀盐酸,观察到铜绿逐渐溶解,溶液呈蓝色,同时有大量
产生;
(4)将另一支试管在酒精灯的外焰上加热一段时间后,观察到绿色粉末逐渐变成黑色,试管口有 出现。
结论:请你根据以上现象的描述总结出铜绿的物理性质和化学性质各一要条,物理性质:
化学性质 。
实验探究:
小欣同学查阅资料后得知:铜绿在加热时还会产生一种无色无味的气体,她猜想该气体可能是①氧气②二氧化碳③一氧化碳中的一种。请你根据化学的规律确定该气体是(填序号),并设计一个实验证明你的猜想是正确的 。写出设计这个实验反应的化学方程式。