Question

18．實(shí)驗(yàn)探究一：課本第二單元課后作業(yè)中有“尋找新的催化劑”的探究內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)中學(xué)探究小組據(jù)此設(shè)計(jì)了如下探究方案．
【提出問題】紅磚粉末能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，效果如何？
【實(shí)驗(yàn)探究】

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
Ⅰ．	A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體	①產(chǎn)生的氣體是氧氣 ②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率
Ⅱ．向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應(yīng)停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣	①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體 ②濾渣質(zhì)量等于ag	紅磚粉末的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑
Ⅲ．	兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快	紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好

【拓展應(yīng)用】
己知CuSO₄也可作為過氧化氫分解的催化劑．向101.2g一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液中加入2g CuSO₄粉末，充分反應(yīng)后得到溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的溶液，則生成氧氣3.2g．
實(shí)驗(yàn)探究二：實(shí)驗(yàn)室中的試劑一般要密封保存，否則可能會與空氣接觸而變質(zhì)．淅河中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)一瓶未密封的氫氧化鉀固體，對其是否變質(zhì)進(jìn)行探究．
【提出猜想】1．未變質(zhì)   2．部分變質(zhì)   3．完全變質(zhì)
【查閱資料】KOH與NaOH性質(zhì)類似，也能與CO₂反應(yīng)而變質(zhì)．寫出KOH變質(zhì)的化學(xué)方程式為2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（l）取少量樣品于試管中配成溶液，滴加足量稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則猜想1不成立．
（2）準(zhǔn)確稱取一定質(zhì)量的固體樣品，放在如圖所示裝置中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)CO₂的體積和密度計(jì)算變質(zhì)產(chǎn)物的質(zhì)量，從而確定變質(zhì)情況，你認(rèn)為這個(gè)方案是否可行，并說明理由不可行，因?yàn)槎�氧化碳能夠溶于水，并且能和水反�?yīng)生成碳酸．
（3）請你另外設(shè)計(jì)一個(gè)方案，進(jìn)一步探究變質(zhì)情況

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入足量水溶解，加入足量的氯化鈣溶液，靜置后滴加酚酞試液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液變紅色	猜想2成立

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)探究一：
過氧化氫分解生成水和氧氣，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃；
催化劑在反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論可以判斷實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量；
實(shí)驗(yàn)探究二：
氫氧化鉀和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鉀和水；
碳酸鉀能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鉀、水和二氧化碳；
二氧化碳能夠溶于水，能和水反應(yīng)生成碳酸；
碳酸鉀能和氯化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氯化鉀；
氫氧化鉀溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色．

解答 解：實(shí)驗(yàn)探究一：
A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體，①產(chǎn)生的氣體是氧氣，②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率；
向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應(yīng)停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣，①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體，②濾渣質(zhì)量等于ag，紅磚粉末的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑；
兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快，紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好，實(shí)驗(yàn)過程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
Ⅰ．	A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體	①產(chǎn)生的氣體是氧氣 ②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率
Ⅱ．向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應(yīng)停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣	①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復(fù)燃的氣體 ②濾渣質(zhì)量等于ag	紅磚粉末的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑
Ⅲ．	兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快	紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好

【拓展應(yīng)用】
設(shè)生成氧氣質(zhì)量為x，根據(jù)題意有：$\frac{2g}{101.2g+2g-x}$×100%=2%，
x=3.2g，
故填：3.2．
實(shí)驗(yàn)探究二：
【查閱資料】KOH與NaOH性質(zhì)類似，也能與CO₂反應(yīng)生成碳酸鉀和水，KOH變質(zhì)的化學(xué)方程式為：2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
故填：2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
（l）取少量樣品于試管中配成溶液，滴加足量稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明溶液中含有碳酸鉀，氫氧化鉀已經(jīng)變質(zhì)，則猜想1不成立
故填：1．
（2）這個(gè)方案不可行，這是因?yàn)槎�氧化碳能夠溶于水，能和水反�?yīng)生成碳酸，會導(dǎo)致測定的二氧化碳質(zhì)量偏小，從而導(dǎo)致測定的碳酸鉀質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏�。�
故填：不可行，因?yàn)槎�氧化碳能夠溶于水，并且能和水反�?yīng)生成碳酸．
（3）實(shí)驗(yàn)方案如下表所示：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入足量水溶解，加入足量的氯化鈣溶液，靜置后滴加酚酞試液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液變紅色	猜想2成立

點(diǎn)評 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．