1. 总结和反思是提升化学学习必备的能力。
(1) 某兴趣小组为了研究用向上排空气法和排水法收集的氧气浓度是否有差异,做了如下实验:加热高锰酸钾固体,分别用两种方法各收集瓶氧气,并使用传感器测定收集到的氧气浓度,数据见表。

收集方法

向上排空气法

排水集气法

氧气浓度%

79.6

79.7

79.9

90.0

89.8

89.3

氧气平均浓度%

79.7

89.7

①高锰酸钾制取氧气的原理是(写出符号表达式)。

②用向上排空气法收集氧气时,以能使放在瓶口的带火星木条复燃为氧气集满的标准:用排水法收集氧气时,以观察到为氧气集满的标准。从数据上分析,以上两种方法中用法收集到的氧气更纯净。

③不考虑操作因素,排水法获得的氧气体积分数不能达到100%的主要原因是

④向上排空气法收集到的氧气浓度只有80%左右的原因有。(填字母)

A.氧气的密度略大于空气的密度

B.加热高锰酸钾固体产生氧气的浓度只有80%左右

C.当观察到带火星木条复燃时,集气瓶内还有空气

D.当氧气进入集气瓶时,瓶内空气与进入的氧气相互扩散

(2) 探究不同催化剂催化效果的实验方案:将等体积5%过氧化氢溶液加到不同催化剂中,比较用排水法收集50mL氧气的快慢。请从图中选择合适的仪器(每种仪器限用一次),组成该探究的完整实验装置,不需要用到的是(填标号)。

【考点】
氧气的实验室制法; 催化剂的特点与催化作用; 定性实验(控制变量、空白实验、对比实验);
【答案】

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实验探究题 困难
能力提升
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2.

实验室常用过氧化氢溶液制氧气。实验小组同学对该反应进行探究:

实验1:验证二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂。

   

(1)过氧化氢分解的文字表达式为

(2)Ⅳ中过滤称得的固体质量为g。

(3)证明二氧化锰能加快过氧化氢分解速率的实验现象是

实验2:探究催化剂种类和质量对H2O2分解的催化效果的影响。

【进行实验】

称取催化剂置于三颈瓶中,塞紧橡胶塞,用注射器将3mL5%过氧化氢溶液快速注入,如图。测定氧气浓度达到最高值时所用的时间,实验记录如下:

   

序号

初始温度/℃

催化剂种类

催化剂质量/g

氧气浓度达到最高

值时所用时间/s

30

二氧化锰

0.03

8

30

氯化铁

0.03

32

30

氯化铁

0.04

29

30

氯化铁

0.05

28

30

氯化铜

0.03

3364

30

氯化铜

0.04

837

30

氯化铜

0.05

464

注:①氧气浓度达到最高值时过氧化氢已完全分解。

②在可控范围内,过氧化氢分解速率越快,催化效果越好。

【解释与结论】

(4)实验2中,效果最好的催化剂是

(5)实验⑤⑥⑦的目的是

(6)与实验③⑥目的相同的实验组还有(写全对比组)。

【反思与评价】

(7)继续实验,发现活性炭比二氧化锰的催化效果差。其实验方案:称取0.03g活性炭置于三颈瓶中,塞紧橡胶塞,用注射器将3mL5%过氧化氢溶液快速注入。在初始温度30℃时进行实验,测定结果是

实验探究题 普通
3.  某班化学小组同学在完成实践作业时,不小心将过氧化氢溶液滴到刚刚切好的土豆片上,发现土豆片上立即冒气泡,他们对产生的气体、土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂以及土豆片为什么能加快过氧化氢的分解展开了项目化学习的探究。

任务一:探究土豆片是否可作为过氧化氢分解的催化剂

【猜想假设】土豆片可作过氧化氢分解的催化剂。

【进行实验】

(1) 同学们设计并完成下列探究实验。

项目

实验步骤

实验现象

实验结论或总结

结论

总结

方案

①取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,伸入带火星的木条

有极少量气泡产生、木条不复燃

常温下过氧化氢分解缓慢

土豆片可作过氧化氢分解催化剂



②另取5mL水于试管中,加入一定量新鲜的土豆片,伸入带火星的木条

土豆片不能使水分解产生氧气

③另取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,加入一定量新鲜的土豆片,伸入带火星的木条

产生大量气泡,带火星的木条复燃

(2) 【反思评价】

在上述探究实验中,“实验步骤①”和“实验步骤②”起的作用是

(3) 小玲认为这个实验还不能得出“土豆片可以作为过氧化氢分解的催化剂”这个结论,还需要补充两个实验,用证明化学反应前后土豆片的不变,才能得出结论。
(4) 小菲同学想要探究土豆片和二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果,可在保证其他条件不变时,记录收集等量氧气所需要的时间来比较化学反应速度,也可以通过比较来比较化学反应速度。
(5) 任务二:了解土豆片加快过氧化氢分解的原因

【查阅资料】过氧化氢酶广泛存在于动、植物组织中,土豆中含有过氧化氢酶,它能催化过氧化氢的分解。

【表达交流】

写出过氧化氢酶催化过氧化氢分解的文字表达式:

(6) 本次活动加深了同学对催化剂的认识。关于催化剂的说法,正确的是。(填序号)

①所有化学反应都需要催化剂

②催化剂只能加快化学反应的速率

③一种反应可以有多种催化剂

④催化剂还能增加化学反应中生成物的质量

(7) 【实验拓展】

如图是“不同质量的二氧化锰与相同体积的3%过氧化氢溶液混合”的实验结果,从图中可以得出结论是:

实验探究题 困难