下列实验设计能实现其对应的实验目的是( )



| 实验编号 | 1 | 2 |
| 反应物 | 5%H2O2 | 5%H2O2 |
| 催化剂 | 1g水泥块 | 1gMnO2 |
| 时间 | 165秒 | 46秒 |
【结论】该探究过程得出的结论是 。
【反思】H2O2在常温下分解缓慢,加入MnO2 或水泥块后反应明显加快,若要证明MnO2 和水泥块是该反应的催化剂,还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的 ,是否改变。
H2O2生成O2的快慢与哪些因素有关?请你帮助他们继续探究。(只要求提出一种影响H2O2生成O2的快慢的因素以及相关假设和实验方案)
【假 设】: 。
【实验方案】: 。

①为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响,甲设计以下对比实验:
Ⅰ.将3.0g KClO3与1.0g MnO2均匀混合加热
Ⅱ.将x g KClO3与1.0g氧化铜均匀混合加热
Ⅱ中x的值应为 ;在相同温度下,比较两组实验收集相同体积的氧气所需要的
②乙探究了影响双氧水分解速度的某种因素.实验数据记录如下:
双氧水的质量 | 双氧水的浓度 | MnO2的质量 | 相同时间内产生O2体积 | |
Ⅰ | 50.0g | 1% | 0.1g | 9mL |
Ⅱ | 50.0g | 2% | 0.1g | 16mL |
Ⅲ | 50.0g | 4% | 0.1g | 31mL |
本实验中,测量O2体积的装置是 (填编号).
实验结论:在相同条件下, ,双氧水分解得越快.
实验 | 30%双氧水的质量(g) | 加入水的体积(mL) | 二氧化锰质量(g) | 收集时间(s) |
1 | 10 | 40 | 5 | 200 |
2 | 20 | 30 | 5 | 100 |
3 | 30 | 20 | 67 |
①实验时,取用二氧化锰的仪器是(填仪器名称).
②如图所示,发生装置应选用(填编号,下同),此题中气体收集装置应采用的是.

③实验3中,加入的二氧化锰质量为 g.
④相同条件下,实验3产生氧气的速率最快,说明.
⑤第三次实验结束后,测得容器中全部剩余物的总质量为50.8g,则该实验生成氧气的质量是 g.
实验编号 | 稀盐酸中溶质的质量分数 | 反应温度 | 铝丝反应完所需的时间 |
① | 5% | 20℃ | 400秒 |
② | 10% | 20℃ | 300秒 |
③ | 10% | 30℃ | 80秒 |
选项 | 化学反应事实(或现象) | 影响因素 |
A | 过氧化氢在常温下分解速度比较慢,加入二氧化锰后迅速分解 | 催化剂 |
B | 食物在冰箱中保存不易变质 | 温度 |
C | 蜡烛在空气中燃烧发出黄色火焰,在纯氧中燃烧火焰明亮 | 反应物的种类 |
D | 细铁丝在空气中不能燃烧,在纯氧中剧烈燃烧火星四射 | 反应物的浓度 |
测定空气中O2的含量
B .
给病人输氧时a处接钢瓶
C .
比较CaCO3与HCl及H2SO4反应速率
D .
此装置具有“控制反应发生和停止”的功能
【探究实验】书本介绍了除了用二氧化锰外,硫酸铜溶液也可以催化过氧化氢溶液的分解,查阅资料得知,氯化铁溶液也可以催化过氧化氢溶液的分解。那么,硫酸铜溶液和氯化铁溶液催化的效果怎么样呢?请根据下表四组实验对象,回答下面问题。
|
序号 |
催化剂 |
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
|
① |
FeCl3溶液 |
向5mL4%的H2O2溶液,滴5第0.1%FeCl3溶液 |
试管中产生大量气泡 |
FeCl3溶液对H2O2溶液的分解有较好的催化效果 |
|
② |
FeCl3溶液 |
向5mL12%的H2O2溶液,滴5第0.1%FeCl3溶液 |
试管中有适量气泡 |
|
|
③ |
CuSO4溶液 |
向5mL4%的H2O2溶液,滴5第0.1%CuSO4溶液 |
试管中产生少量气泡 |
CuSO4溶液对H2O2溶液的分解催化效果一般 |
|
④ |
CuSO4溶液 |
向5Ml12%的H2O2溶液,滴5第0.1%CuSO4溶液 |
试管中气泡量很少 |
【思考分析】
【拓展延伸】
在老师的鼓励下,同学们继续探究FeCl3溶液中到底哪种粒子催化H2O2的分解,请你设计一组实验进行探究
|
序号 |
加热耗时 |
水浴温度 |
分解现象 |
|
① |
12分 |
65℃ |
少量气泡 |
|
② |
15分 |
74℃ |
明显气泡 |
|
③ |
21分 |
87℃ |
大量气泡 |
根据该同学的探究,试分析回答,为什么实验室通常不用加热过氧化氢溶液的方法制氧气?(两点理由):
| 选项 | 化学反应事实 | 影响因素 |
| A | 木炭在纯氧中燃烧的火焰比在空气中燃烧的火焰更明亮 | 反应物浓度 |
| B | 粉末状大理石与盐酸反应比块状大理石更加剧烈 | 反应物种类 |
| C | 红磷在常温下与氧气不发生反应,加热后能与氧气反应 | 反应温度 |
| D | 双氧水在通常情况下难分解,加入二氧化锰后迅速分解 | 催化剂 |
|
实验内容 |
实验现象 |
分析与结论 |
|
⑴用玻璃棒蘸硫酸在白纸上写字 | (填“浓”或“稀”)硫酸使白纸炭化。 | 即使是同种酸,由于不同,它们的性质不完全相同。 |
| ⑵ | B试管中产生气体速率比A试管快 | 相同种类和浓度的酸与不同种类的金属反应快慢不同,这与金属的有关。 |
| ⑶ | 两试管中均产生。 | 不同的酸具有相似的性质,这是因为酸的溶液中都含有(填符号)。 |
| ⑷ | E试管中产生;F试管中无明显现象。 | 不同的酸会导致酸的性质 。因此,可用氯化钡溶液鉴别盐酸和硫酸 |
该小组采用了如下图所示装置进行实验,实验中催化剂均为0.4g,H2O2溶液浓度均为10%20mL,并用C装置测量收集到50mL水时的某项数据,经计算后的数据如下表:
|
催化剂种类 |
气体产生速率(mL/s) |
|
二氧化锰 |
3.5 |
|
氧化铜 |
4.5 |
|
活性炭 |
5.8 |
检查A装置气密性的方法是:用弹簧夹夹住A装置右侧导气管,打开①的两个活塞,向其中加水,一段时间后,若,则气密性良好。
如图:在250mL三颈瓶中,加入MnO2均为0.5g,在恒压漏斗中加入不同浓度的H2O2溶液各20mL分别进行实验。并用温度传感器测量并绘制出瓶内温度与时间关系图。如图1所示。再将该装置的三颈瓶浸入水浴池中(该池可使瓶内的溶液温度恒定在20℃),用上述实验中相同量的各物质重复上述实验,用气压传感器测量并绘制出瓶内气压与时间关系图。如图2所示。
由图1知道:H2O2溶液分解时会热量(填“放出”或“吸收”)。
下图是过氧化氢消毒液的标签,结合标签中的信息,请回答:
为什么该消毒液要放在避光、阴凉处保存?请用文字或符号表达式说明。
[实验验证1]小林同学针对两次实验的不同,设计对比实验方案,探究出现异常现象的原因。
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试管(盛有同体积同浓度的盐酸) |
① |
② |
③ |
④ |
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镁条长度 |
1cm |
2cm |
3cm |
4cm |
|
相同的实验现象(省略题干现象) |
快速反应,试管发热,镁条全部消失 |
|||
|
沉淀量差异(恢复至20℃) |
无 |
少量 |
较多 |
很多 |
[得出结论]镁条与盐酸反应产生白色沉淀与有关。
[查阅资料]①20 ℃时,100 g水中最多能溶解氯化镁54.8 g;
②镁能与热水反应产生一种碱和氢气;
③氯化银既不溶于水也不溶于稀硝酸。
[做出猜想]猜想一:镁;猜想二:氯化镁;猜想三:氢氧化镁,猜想的依据是(用化学方程式表示)。
|
试管 |
操作 |
现象 |
结论 |
|
A |
加入足量盐酸 |
,白色沉淀 |
猜想一不正确,但这种白色沉淀能溶于盐酸 |
|
B |
加入足量水 |
白色沉淀 |
猜想二不正确 |
|
C |
加入适量稀硝酸 |
白色沉淀消失 |
原白色沉淀中含有的离子是:Mg2+、 |
|
继续滴加几滴硝酸银溶液 |
出现大量白色沉淀 |
| 实验编号 | 药 品 |
| Ⅰ | 块状大理石、10%的稀硫酸溶液 |
| Ⅱ | 块状大理石、7%的稀盐酸溶液 |
| Ⅲ | 粉末状大理石、7%的稀盐酸溶液 |
| 编号 | KClO3质量/ g | 催化剂 | 催化剂质量/ g | 收集50 mLO2所需时间/s |
| 实验1 | 5 | — | — | 171 |
| 实验2 | 5 | MnO2 | 0.5 | 49 |
| 实验3 | 5 | Fe2O3 | 0.5 | 58 |
| 实验4 | 5 | KCl | 0.5 | 154 |
实验5:用天平称量0.2 g CuO,取5 mL 5%的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:
填写下表:
| 步骤③现象 | 步骤⑥结果 | 步骤⑦现象 | 结论 |
| , 带火星的木条复燃 |
| 溶液中有气泡放出,
| CuO加快过氧化氢分解速率;反应后CuO的质量不变。 |
(提出问题)氧化铜是否比二氧化锰催化效果更好?影响氯酸钾分解速率的因素有哪些呢?
(设计实验)小雨以生成等体积的氧气为标准,设计了下列几组实验。
|
序号 |
KClO3的质量 |
其他物质的质量 |
温度 |
氧气的体积 |
反应所需时间 |
|
① |
10.0 g |
330 ℃ |
100 mL |
t1 |
|
|
② |
10.0 g |
CuO 1.5 g |
330 ℃ |
100 mL |
t2 |
|
③ |
10.0 g |
MnO2 1.5 g |
330 ℃ |
100 mL |
t3 |
|
④ |
10.0 g |
MnO2___g |
380 ℃ |
100 mL |
t4 |
|
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
实验总结 |
|
|
步骤一 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,插入带火星的木条 |
有少量气泡产生,木条不复燃 |
过氧化氢分解产生氧气,但是 |
四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂 |
|
步骤二 |
取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,向其中加入 ,插入带火星的木条 |
,木条复燃 |
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解 |
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“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验,接下来的实验操作是 。
从影响化学反应速率的因素来分析过氧化氢分解速率发生变化的原因是:
①反应速率先变快的原因:;
②反应速率后变慢的原因:。
〖查阅资料〗①Fenton 试剂是 Fe2+和 H2O2 共同组成的氧化体系
②“mol”是物质的量的单位“摩尔”的符号。1mol 任何气体含有相同数目(6.02×1023 个)的分子。“mol/L”为浓度单位。
〖进行实验〗用浓度为 1×10-3mol/L 的 H2O2 溶液和浓度为 1×10-3mol/L 的 FeSO4 溶液进行如下实验:
|
实验编号 |
H2O2 溶液 (mL) |
FeSO4 溶液 (mL) |
蒸馏水(mL) |
pH |
温度 (℃) |
|
① |
1.5 |
3.5 |
10 |
3 |
25 |
|
② |
1.5 |
3.5 |
10 |
3 |
40 |
|
③ |
3.5 |
3.5 |
8 |
3 |
25 |
|
④ |
1.5 |
4.5 |
x |
3 |
25 |
|
⑤ |
1.5 |
3.5 |
10 |
10 |
25 |
〖实验结果〗用数据采集器测定 p-CP 浓度的变化情况如下图所示:
〖解释与结论〗
,请推测X(甲醇)的化学式,从“绿色化学”的角度看,该反应实现了目的;
A进矿井前先做灯火实验
B矿井内要加强通风
C安装瓦斯探头传感器监测瓦斯浓度
(提出问题)金属与酸反应的快慢受哪些因素影响?
(猜想与假设)猜想1:可能与酸的浓度有关;
猜想2:可能与金属的种类有关;
猜想3:可能与金属的形状有关。
(设计并实验)为了验证猜想,小红和小芳设计如图1所示的装置进行如下实验:
| 实验编号 | 硫酸的浓度(均取20mL) | 金属(均取2g) | 金属的形状 | 收集50mLH2所需时间/s |
| ① | 10% | 镁 | 粉末 | 60 |
| ② | 10% | 铁 | 片状 | 120 |
| ③ | 10% | 镁 | 片状 | 102 |
| ④ | 20% | 铁 | 片状 | 110 |
[查阅资料]有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
[实验探究 1]探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果:各量取 6ml 的过氧化氢溶液,分别倒入 1、2、3 号三支试管中,取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块,分别放入 2、3 号试管中,并把带火星的木条分别同时伸入三支试管口内,观察现象并记录如下:
试管编号 | 1 | 2 | 3 | |
材料名称 | 无 | 苹果 | 土豆 | |
实验现象 | 反应速率 | 很慢 | 稍快 | 较快 |
产生气泡 | 很少 | 比 1 中多 | 较多 | |
复燃情况 | 不复燃 | 复燃 | 很快复燃 | |
实验结论 |
| |||
[实验探究 2]探究浓度对过氧化氢分解速率的影响:取 10ml 30%的过氧化氢三份,将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液,同时测定收集到 100ml 氧气所用的时间,(其它实验条件均相同)记录如下:
实验编号 | 1 | 2 | 3 |
过氧化氢溶液浓度 | 5% | 15% | 30% |
所用时间(秒) | 205 | 25 | 3 |
实验结论 |
| ||
[实验探究 3]用上述收集的氧气与不同物种进行反应,其中有一固体能在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,产生刺激性气味的气体,该反应的化学符号表达式为:。