实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,常加入二氧化锰粉末。请你设计实验探究二氧化锰在此制取过程中的作用。(4分)
(1)提出猜想:猜想一:在制取过程中作反应物。
猜想二:在制取过程中作________。
(2)设计实验证明猜想二(可以只写实验方案):
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实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,常加入二氧化锰粉末。请你设计实验探究二氧化锰在此制取过程中的作用。
(1)提出猜想:猜想一:在制取过程中作反应物。
猜想二:在制取过程中作________。
(2)设计实验证明猜想二(可以只写实验方案):_____________。
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实验室用过氧化氢溶液制取氧气时,常加入二氧化锰粉末。请你设计实验探究二氧化锰在此制取过程中的作用。(4分)
(1)提出猜想:猜想一:在制取过程中作反应物。
猜想二:在制取过程中作________。
(2)设计实验证明猜想二(可以只写实验方案):
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课本第二单元课题3制取氧气,课后作业中有“寻找新的催化剂”的探究内容,实验中学探究小组据此设计了如下探究方案。
(提出问题)红砖粉末能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,效果如何?
(实验探究)
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及解释 |
Ⅰ. | A中无明显现象, B中产生大量能使带火星木条复燃的气体 | ①产生的气体是____ ② 红砖粉末能改变过氧化氢分解速率 |
Ⅱ. 向B试管中重新加入5%的过氧化氢溶液,反应停止后过滤、洗涤、干燥、称量滤渣 | ① 又产生大量能使带火星木条复燃的气体 ② 滤渣质量等于ag | 红砖粉末的____和____在反应前后均没有发生变化,能作过氧化氢分解的催化剂 |
Ⅲ. | 两试管中均产生气泡 不同之处是________ | 红砖粉末的催化效果没有二氧化锰粉末好 |
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某课外小组的同学利用老师提供的下列仪器、药品进行实验探究
(1)甲同学设计了两种制取氧气的方案
A 把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中;
B 把过氧化氢溶液缓缓加入盛有少量二氧化锰的试管中。
能得到平稳氧气流的是_____,(填A或B)
(2)老师提供的红砖粉末有什么作用?乙同学联想二氧化锰作过氧化氢的催化剂,于是想到红砖粉末是否也可以作过氧化氢的催化剂?请你一起参与探究,并回答有关问题
(猜想与假设)红砖粉末能作过氧化氢分解的催化剂。
(实验验证)乙同学设计了如下三个实验:
实验:取一定量过氧化氢溶液于试管中,观察到有极少量气泡产生,将带火星的木条伸入试管中,木条没有复燃。说明过氧化氢在常温下分解缓慢。
实验二:在实验一的试管中加入1克红砖粉末,有大量气泡产生,伸入带火星的木条,木条复燃。说明_____。
实验三:待反应结束后,将试管中的不溶物滤出,并洗涤、于燥、称量,固体的质量仍为1克,说明_____
(实验结论)乙同学认为红砖粉末可以作过氧化氢分解的催化剂。
(反思评价)丙同学认为要证明乙同学的结论正确,还需要再补充一个探究实验这一探究实验的目的是_____。
(拓展)下表是丁同学探究影响过氧化氢分解速率的因素时所记录的数据,通过对数据的分析,你得到的结论是_____。
催化剂及其质量 反应结束所需要的时间/min 过氧化氢溶液的浓度 | 30% | 15% | 5% |
W克二氧化锰 | 0.3 | 0.9 | 2.1 |
W克红砖粉末 | 8.0 | 10.0 | 17.0 |
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人教版新课标化学教材九年级上册(2012教育部审定)”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“研究型实验,引起了化学探究小组的兴趣.
(提出问题)红砖粉末能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
(实验探究)
实验步骤 | 实验现象 |
Ⅰ.分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A试管中加入a g红砖粉末,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,如此反应多次试验,观察现象. | 试管中均产生气泡,带火星木条均复燃 |
Ⅲ.将实验Ⅱ中剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为a g. | |
Ⅳ分别量取5mL 5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入a g红砖粉末,向D试管中加入a g二氧化锰粉末,观察现象 |
(实验结论)
实验Ⅱ、Ⅲ证明:红砖粉末的_____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;
(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_____
(实验拓展)
查阅资料得知:氧化铜、硫酸铜溶液、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.
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化学研究小组在开展了“过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”之后,又进行了“寻找新的催化剂”的探究实验。
(提出问题1)寻找“氧化铁能否用于过氧化氢溶液分解的催化剂”的证据?如果能,它的催化效果如何?(实验设计1)
实 验 | 现 象 |
Ⅰ、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液于A、B两支试管中,向A中加入a克氧化铁粉末,并分别在A、B两支试管中伸入带火星的木条,观察现象, | A试管中产生气泡,带火星的木条复燃,B试管中无明显现象 |
Ⅱ、将“实验Ⅰ”中A试管的剩余物质分离,将所得固体进行洗涤、干燥、称量 | 所得固体质量为 ______ 克 |
Ⅲ、将“实验Ⅱ” ______ | ______ |
Ⅳ、分别量取5毫升5%的过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C试管中加入a克氧化铁粉末,向D试管中加入a克二氧化锰粉末 |
(实验结论)
(1)A中产生的气体是______;
(2)氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂,寻找该结论的证据主要是设计了实验______(选填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ)展开的。
(实验评价)
(1)设计实验Ⅲ的目的是______;
(2)可以用下列方法作出判断,从而达到实验Ⅳ的设计目的。a、定性判断:观察C、D两支试管中产生气泡的快慢;b、定量判断:______。
(资料信息)过氧化氢分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作为催化剂
(提出问题2)氧化铜(黑色粉末)是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰效果更好?
(设计实验2)某同学以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验
(其它可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号 | 氯酸钾质量 | 其他物质质量 | 待测数据 |
① | 1.2克 | X | |
② | 1.2克 | 氧化铜0.5克 | Y |
③ | m | 二氧化锰0.5克 | Z |
(1)写出氯酸钾在二氧化锰的催化作用下发生的反应的化学方程式:______。
(2)上述实验应测量的“待测数据”是指______,从数学描述角度,X、Y、Z在数值上的大小关系是______。
(3)若实验②比实验①的“待测数据”更______(填“大”、“小”、“不确定”),说明氧化铜能加快氧酸钾的分解速率,表中“m”的数值应该为______。
(4)将实验②反应后的固体经过过滤、洗涤、干燥处理后,称量得到0.5克黑色粉末,再将黑色粉末放入______(简述操作)。
(评价设计)
(5)你认为该小组同学设计实验③和实验②对比的目的是______。
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化学研究小组在开展了“过氧化氢制取氧气的反应中二氧化锰的作用”之后,又进行了“寻找新的催化剂”的探究实验。
(提出问题 1)寻找“氧化铁能否用于过氧化氢溶液分解的催化剂”的证据?如果能, 它的催化效果如何?
(实验设计 1)
实 验 | 现 象 |
Ⅰ.分别量取 5 毫升 5%的过氧化氢溶液于 A、B 两支试管中,向 A 中加入 a 克氧化铁粉末,并分别在 A、B 两支试管中伸入带火星的木条,观察现象。 | A 试管中产生气泡,带火星的木条复燃,B 试管中无明显现象 |
Ⅱ.将“实验Ⅰ”中 A 试管的剩余物质分离,将所得固体进行洗涤、干燥、称量 | 所得固体质量为 a 克 |
Ⅲ.将“实验Ⅱ”得到的固体放入盛有 5 毫升 5%的过氧化氢溶液的试管中,向试管中伸入带火星的木条 | 有气泡冒出,带火星的木条复燃 |
Ⅳ.分别量取 5 毫升 5%的过氧化氢溶液放入 C、D 两 支试管中,向 C 试管中加入 a 克氧化铁粉末,向 D 试管中加入 a 克二氧化锰粉末 |
(实验结论)
(1)A 中产生的气体是_____;
(2)氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂,寻找该结论的证据主要是设计了实验_____(选填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ或Ⅳ)展开的。
(实验评价)
(1)设计实验Ⅲ的目的是_____;
(2)可以用下列方法作出判断,从而达到实验Ⅳ的设计目的。a.定性判断:观察 C、D两支试管中产生气泡的快慢;b.定量判断:_____。
(资料信息)过氧化氢分解除了用二氧化锰还可用氧化铜等物质作为催化剂
(提出问题 2)氧化铜(黑色粉末)是否也能作氯酸钾分解的催化剂?它是否比二氧化锰效果更好?
(实验设计 2)某同学以生成等体积的氧气为标准,设计了下列三组实验(其它可能影响实验的因素均忽略)。
实验序号 | 氯酸钾质量 | 其他物质质量 | 待测数据 |
① | 1.2 克 | X | |
② | 1.2 克 | 氧化铜 0.5 克 | Y |
③ | m | 二氧化锰 0.5 克 | Z |
(1)写出氯酸钾在二氧化锰的催化作用下发生的反应的化学方程式:_____。
(2)上述实验应测量的“待测数据”是指_____,从数学描述角度,X、Y、Z 在数值上的大小关系是_____。
(3)若实验②比实验①的“待测数据”更_____(填“大”“小”或“不确定”),说明氧化铜能加快氯酸钾的分解速率。表中“m”的数值应该为_____。
(4)将实验②反应后的固体经过过滤、洗涤、干燥处理后,称量得到 0.5 克黑色粉末, 再将黑色粉末放入_____(简述操作)。
(总结提高)二氧化碳可用于灭火,但不是所有可燃物失火都可以用二氧化碳来扑灭。
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