【題目】化學研究小組在開展了過氧化氫制取氧氣的反應中二氧化錳的作用之后,又進行了尋找新的催化劑的探究實驗。

(提出問題1)尋找氧化鐵能否用于過氧化氫溶液分解的催化劑的證據(jù)?如果能,它的催化效果如何?(實驗設計1

現(xiàn)

Ⅰ、分別量取5毫升5%的過氧化氫溶液于A、B兩支試管中,向A中加入a克氧化鐵粉末,并分別在AB兩支試管中伸入帶火星的木條,觀察現(xiàn)象,

A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星的木條復燃,B試管中無明顯現(xiàn)象

、將實驗Ⅰ”A試管的剩余物質(zhì)分離,將所得固體進行洗滌、干燥、稱量

所得固體質(zhì)量為 ______

、將實驗Ⅱ” ______

______

、分別量取5毫升5%的過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入a克氧化鐵粉末,向D試管中加入a克二氧化錳粉末

(實驗結論)

1A中產(chǎn)生的氣體是______;

2)氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑,尋找該結論的證據(jù)主要是設計了實驗______(選填、)展開的。

(實驗評價)

1)設計實驗的目的是______;

2)可以用下列方法作出判斷,從而達到實驗的設計目的。a、定性判斷:觀察C、D兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢;b、定量判斷:______。

(資料信息)過氧化氫分解除了用二氧化錳還可用氧化銅等物質(zhì)作為催化劑

(提出問題2)氧化銅(黑色粉末)是否也能作氯酸鉀分解的催化劑?它是否比二氧化錳效果更好?

(設計實驗2)某同學以生成等體積的氧氣為標準,設計了下列三組實驗

(其它可能影響實驗的因素均忽略)。

實驗序號

氯酸鉀質(zhì)量

其他物質(zhì)質(zhì)量

待測數(shù)據(jù)

1.2

X

1.2

氧化銅0.5

Y

m

二氧化錳0.5

Z

1)寫出氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下發(fā)生的反應的化學方程式:______

2)上述實驗應測量的待測數(shù)據(jù)是指______,從數(shù)學描述角度,XY、Z在數(shù)值上的大小關系是______。

3)若實驗②比實驗①的待測數(shù)據(jù)______(填、、不確定),說明氧化銅能加快氧酸鉀的分解速率,表中“m”的數(shù)值應該為______

4)將實驗②反應后的固體經(jīng)過過濾、洗滌、干燥處理后,稱量得到0.5克黑色粉末,再將黑色粉末放入______(簡述操作)。

(評價設計)

5)你認為該小組同學設計實驗③和實驗②對比的目的是______。

【答案】a 得到的固體放入盛有5毫升5%的過氧化氫溶液的試管中,向試管中伸入帶火星的木條 有氣泡冒出,帶火星的木條復燃 氧氣 、 證明氧化鐵的化學性質(zhì)在化學反應前后保持不變 觀察收集一試管氣體所需時間的長短 2KClO32KCl+3O2 收集等量氧氣所需時間 XYZ 1.2 盛有適量的氯酸鉀的試管中并加熱,再用帶火星的木條放在試管口,觀察到木條迅速復燃 探究氧化銅和二氧化錳哪一個催化效果好

【解析】

[實驗設計1]、A試管內(nèi)的氣體能使帶火星的木條復燃,說明該氣體是氧氣;

、氧化鐵是該反應的催化劑,其質(zhì)量在化學反應前后保持不變,所以將實驗Ⅰ”A試管的剩余物質(zhì)分離,將所得固體進行洗滌、干燥、稱量,其質(zhì)量仍為ag;故填:a

、將實驗Ⅱ”得到的固體放入盛有5毫升5%的過氧化氫溶液的試管中,向試管中伸入帶火星的木條,觀察到有氣泡冒出,帶火星的木條復燃,故填:得到的固體放入盛有5毫升5%的過氧化氫溶液的試管中,向試管中伸入帶火星的木條;有氣泡冒出,帶火星的木條復燃;

[實驗結論](1A試管內(nèi)的氣體能使帶火星的木條復燃,說明該氣體是氧氣;故填:氧氣;

2)能夠改變化學反應的速率,其質(zhì)量與化學性質(zhì)在反應前后保持不變的物質(zhì)是該反應的催化劑,因此證明氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑,尋找該結論的證據(jù)主要是設計了實驗、展開的;故填:、、

[實驗評價](1)設計實驗的目的是證明氧化鐵的化學性質(zhì)在化學反應前后保持不變;故填:證明氧化鐵的化學性質(zhì)在化學反應前后保持不變;

2))可以用下列方法作出判斷,從而達到實驗的設計目的。a、定性判斷:觀察C、D兩支試管中產(chǎn)生氣泡的快慢;b、定量判斷:觀察收集一試管氣體所需時間的長短;故填:觀察收集一試管氣體所需時間的長短;

[設計實驗2](1)氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下、加熱分解為氯化鉀和氧氣;故填:2KClO32KCl+3O2;

2)本題的實驗目的證明氧化銅能加快氯酸鉀的分解,所以待測數(shù)據(jù)是收集等量氧氣所需時間。實驗沒有使用催化劑,所需時間最長,氧化銅的催化效果不如二氧化錳,所以實驗所需時間最短,即XYZ;故填:收集等量氧氣所需時間;XYZ;

3)如果氧化銅能加快氯酸鉀的分解速率,實驗比實驗I所用時間小。所取氯酸鉀的質(zhì)量應相同,即m=1.2g;故填:;1.2;

4)實驗反應后溶解、過濾、洗滌、干燥后的黑色固體只有氧化銅,將黑色固體加入盛有適量的氯酸鉀的試管中并加熱,再用帶火星的木條放在試管口,觀察到木條迅速復燃;故填:盛有適量的氯酸鉀的試管中并加熱,再用帶火星的木條放在試管口,觀察到木條迅速復燃;

[評價設計](5)實驗和實驗對比的目的是探究氧化銅和二氧化錳哪一個催化效果好。故填:探究氧化銅和二氧化錳哪一個催化效果好。

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反應前總質(zhì)量(克)

275.58

反應后總質(zhì)量(克)

274.92

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