【題目】某小組對(duì) H2O2 溶液制取氧氣進(jìn)行了如下探究:
(探究一)探究不同催化劑對(duì) H2O2分解速率的影響該小組采用了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中催化劑均為0.4g,H2O2溶液均為20mL,濃度均為 10%。在C框中連接導(dǎo)管和量筒,并測量收集到 50mL 水時(shí)的某項(xiàng)數(shù)據(jù), 經(jīng)計(jì)算后繪制出下表:
(1)檢查 A 裝置氣密性的方法是:用彈簧夾夾住 A 裝置右側(cè)膠皮管,打開①上方的塞子, 向其中加水,打開①的活塞,若__________,則氣密性良好。
(2)C 框內(nèi)選用C1或C2裝置,對(duì)該探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論有無影響__________。
(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:相同條件下,表中催化劑的催化效果由強(qiáng)到弱依次為______。
催化劑種類 | 氣體產(chǎn)生速率(mL/s) |
二氧化錳 | 3.5 |
氧化銅 | 4.5 |
活性炭 | 5.8 |
(4)該探究實(shí)驗(yàn)中,需要測定的數(shù)據(jù)是__________。
(5)當(dāng)量筒中收集到 50mL 水時(shí),H2O2分解產(chǎn)生的氧氣體積______50mL(填“大于”、 “等于”、“小于”)。
(探究二)探究 MnO2 的用量對(duì)H2O2分解速率的影響下圖甲所示裝置中產(chǎn)生氧氣的量可以用壓強(qiáng)傳感器測出(在等溫條件下,產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強(qiáng)成正比。反應(yīng)放熱忽略不計(jì))
(1)圖乙是“0.1gMnO2 與不同體積的 3%H2O2 溶液混合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從圖中可以看出______________________。
(2)當(dāng)用“3%H2O2 溶液 8 毫升與不同質(zhì)量的 MnO2 混合”時(shí),得到如圖丙所示的曲線。曲線的斜率顯示,當(dāng) MnO2 的用量增加到 0.08g 時(shí),H2O2 的分解速率達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。在此實(shí)驗(yàn)條件下,若MnO2的質(zhì)量為4g(一藥匙)時(shí),能使下圖____ (選填字母)燒杯中所裝的3%H2O2溶液中 H2O2 的分解速率最接近實(shí)驗(yàn)要求。
(探究三)探究 H2O2 溶液的濃度對(duì) H2O2 分解速率的影響如圖所示,在250mL三頸瓶中均加入0.5gMnO2,在恒壓漏斗中各加入20mL不同濃度的 H2O2 溶液,分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用溫度傳感器測量并繪制出瓶內(nèi)溫度與時(shí)間的關(guān)系圖。如下圖 1 所示。再將該裝置的三頸瓶浸入水浴池中(該池可使瓶內(nèi)的溶液溫度恒定在 20℃),用上述實(shí)驗(yàn)中相同量的各物質(zhì)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),用氣壓傳感器測量并 繪制出瓶內(nèi)氣壓與時(shí)間的關(guān)系圖,如下圖 2 所示。
不同濃度雙氧水催化分解時(shí)溫度與時(shí)間關(guān)系圖,圖 2-不同濃度雙氧水催化分解時(shí)氣壓與時(shí)間關(guān)系圖
(1)實(shí)驗(yàn)中,恒壓漏斗的作用是__________。
(2)由圖 1 知道:H2O2分解時(shí)會(huì)__________熱量(填“放出”或“吸收”)。
(3)由圖2知道:H2O2溶液濃度越高,H2O2 分解速率越______(填“快”或“慢”)。 以 10%H2O2 溶液為例,約 25S 后三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是_______。
(4)影響 H2O2 分解速率的因素,除了催化劑的種類、催化劑的用量、H2O2 溶液的濃度外,還可能有_______ 、_______等。
【答案】一段時(shí)間后,分液漏斗中的水不滴下; 無; 活性炭>氧化銅>二氧化錳; 收集50mL氧氣所需的時(shí)間; 小于; H2O2溶液的用量越多,產(chǎn)生的氧氣越多; C; 使恒壓漏斗與三頸瓶內(nèi)氣壓相等,便于H2O2溶液下滴; 放出; 快; 反應(yīng)結(jié)束,放熱停止,隨著裝置散熱,溫度會(huì)下降,使得三頸瓶內(nèi)氣壓開始緩慢減; 催化劑顆粒大小 過氧化氫溶液的溫度
【解析】
[探究一] (1)根據(jù)檢查裝置氣密性的方法解答;
(2)根據(jù)裝置的作用分析解答;
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以知道反應(yīng)速率越快,催化效果越好進(jìn)行解答;
(4)根據(jù)為完成此探究,需要測定的數(shù)據(jù)有收集50mL氧氣所需的時(shí)間解答;
(5)根據(jù)過氧化氫溶液分解放出熱量,氣體受熱膨脹,體積增大分析解答;
[探究二] (1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析解答;
(2)根據(jù)圖中給出的比例分析解答;
[探究三] (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中,恒壓漏斗的作用是使恒壓漏斗與三頸瓶內(nèi)氣壓相等,便于H2O2溶液下滴解答;
(2)(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)分析解答;
(4)根據(jù)影響過氧化氫溶液分解的因素分析解答。
[探究一] (1)檢查 A 裝置氣密性的方法是:用彈簧夾夾住 A 裝置右側(cè)膠皮管,打開①上方的塞子,向其中加水,打開①的活塞,若一段時(shí)間后,分液漏斗中的水不滴下,則氣密性良好;
(2)C1 或 C2 裝置僅用于測定B裝置中排出水的體積,采用C1 或 C2 裝置對(duì)B裝置中排出水的體積無影響。故C 框內(nèi)選用 C1 或 C2 裝置,對(duì)該探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論無影響;
(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知:相同條件下,表中催化劑的催化效果由強(qiáng)到弱依次為:活性炭>氧化銅>二氧化錳;
(4)該探究實(shí)驗(yàn)中,需要測定的數(shù)據(jù)是收集50mL氧氣所需的時(shí)間;
(5)當(dāng)量筒中收集到 50mL 水時(shí),H2O2分解產(chǎn)生的氧氣體積小于50mL;
[探究二](1)由圖乙可知,隨著3%H2O2溶液的體積的增大,裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大,而在等溫條件下,產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強(qiáng)成正比。故從圖中可以看出:H2O2溶液的用量越多,產(chǎn)生的氧氣越多;
(2)由圖示可知3%H2O2溶液8毫升與0.08克MnO2混合,分解速度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求,若MnO2的質(zhì)量有4克需要3%H2O2溶液為×8mL=400mL。故選C;
[探究三] (1)實(shí)驗(yàn)中,恒壓漏斗的作用是使恒壓漏斗與三頸瓶內(nèi)氣壓相等,便于H2O2溶液下滴;
(2)由圖 1 知道:隨著H2O2溶液的分解,溫度升高,故H2O2分解時(shí)會(huì)放出熱量;
(3)由圖2知道:H2O2溶液濃度越高,H2O2 分解速率越快。 以10%H2O2 溶液為例,約 25S后三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是:反應(yīng)結(jié)束,放熱停止,隨著裝置散熱,溫度會(huì)下降,使得三頸瓶內(nèi)氣壓開始緩慢減;
(4)影響H2O2分解速率的因素,除了催化劑的種類、催化劑的用量、H2O2溶液的濃度外,還可能有催化劑顆粒大小、過氧化氫溶液的溫度等。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在宏觀、微觀和符號(hào)之間建立聯(lián)系是化學(xué)特有的思維方式。根據(jù)電解水的實(shí)驗(yàn),回答下列問題:
(1)從宏觀上觀察:如圖所示,試管a和b中產(chǎn)生氣體的體積比約為________,b中產(chǎn)生的氣體是________(填化學(xué)式)。
(2)從微觀上下列說法正確的是______(填字母)。
A.水是由氫氣和氧氣組成的
B.水是由氫原子和氧原子構(gòu)成的
C.每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的
(3)電解水的文字表達(dá)式為___________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】人教版新化學(xué)教材關(guān)于“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”,以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn),引起了化學(xué)探究小組的興趣。
(實(shí)驗(yàn)探究)
實(shí)驗(yàn)步驟 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
Ⅰ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管中加入ag氧化鐵( Fe2O3)粉末,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條,觀察現(xiàn)象。 | A試管中產(chǎn)生氣泡,帶火星木條復(fù)燃,B試管中無明顯現(xiàn)象。 |
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí),重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管,如此反復(fù)多次實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象。 | 試管中均產(chǎn)生氣泡,帶火星木條均復(fù)燃。 |
Ⅲ.將實(shí)驗(yàn)Ⅱ中的剩余物小心過濾,并將所得慮渣進(jìn)行洗滌、干燥、稱量,所得固體質(zhì)量仍為ag。 | |
Ⅳ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入ag氧化鐵粉末.向D試管中加入ag二氧化錳粉末,觀察現(xiàn)象。 |
(實(shí)驗(yàn)結(jié)論)
(1)A中產(chǎn)生的氣體是______。
(2)實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明:氧化鐵(Fe2O3)的_____和________在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化,可以作過氧化氫分解的催化劑。
(3)寫出氧化鐵(Fe2O3)催化過氧化氫分解的化學(xué)符號(hào)表達(dá)式___________。
(實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià))
(1)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是__________________________。
(2)若實(shí)驗(yàn)Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快,由此你可以得到的結(jié)論是_______。
(實(shí)驗(yàn)拓展)
查閱資料得知:CuO、CuSO4、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是____。
A.MnO2只能作為過氧化氫溶液分解的催化劑
B.同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D.用作催化劑的物質(zhì)不可能是其它反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某學(xué)習(xí)小組為探究空氣中氧氣的含量,設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,根據(jù)裝置回答下列問題:
(1)用放大鏡聚焦使燃燒匙中過量的白磷燃燒,當(dāng)裝置冷卻到室溫時(shí),可觀察到U形管右側(cè)水面的變化情況是 __________。
(2)通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得出的結(jié)論是 ____________。
(3)反應(yīng)完畢后,U形管右側(cè)剩余的氣體主要是_________。
(4)為什么不能用木炭取代白磷做這個(gè)實(shí)驗(yàn)?___________________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫氣和氯氣的混合物在光照或點(diǎn)燃的條件下發(fā)生爆炸,生成氯化氫,其反應(yīng)的微觀示意圖如下。下列說法正確的是
A. 此反應(yīng)過程中分子的種類沒有發(fā)生改變
B. 此反應(yīng)過程中只有物質(zhì)變化,沒有能量變化
C. 在任何條件下,H2 和 Cl2 一定不能大量共存
D. 氫氣、氯氣、氯化氫都是由分子構(gòu)成的物質(zhì)
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)小組選用如圖裝置制取并收集氧氣。
(1)儀器的名稱:a:_______,b:______。
(2)若用高錳酸鉀制取氧氣,可選用的發(fā)生裝置是__,需要改進(jìn)的地方是 _________,該反應(yīng)的文字表達(dá)式為 ___________。
(3)寫出過氧化氫與二氧化錳制取氧氣的收集裝置是 D(或E) (填標(biāo)號(hào)),利用了氧氣的______________性質(zhì)。
(4)用排空氣法收集氧氣證明已收集滿的方法是_______
(5)若用E裝置干燥氧氣,氣體應(yīng)從_____(填“c”或“d”)端進(jìn)入。
(拓展設(shè)問)
(6)用氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣,反應(yīng)發(fā)生的文字表達(dá)式為___________。反應(yīng)前后二氧化錳的質(zhì)量_______(填“增大”“減小”或“不變”)。
(7)用排水法收集氧氣時(shí),當(dāng)________,開始收集氧氣;實(shí)驗(yàn)完畢后,應(yīng)先撤出導(dǎo)管,然后熄滅酒精燈,其原因是 __________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室中,利用下列裝置可以制取某些氣體,請(qǐng)回答下列問題。
(1)寫出帶標(biāo)號(hào)的儀器的名稱:①__________ ;②__________。
(2)向氣體發(fā)生裝置內(nèi)加入藥品前,應(yīng)該進(jìn)行的操作是_________。
(3)實(shí)驗(yàn)室若用高錳酸鉀制取氧氣,選擇的發(fā)生裝置是_________;用雙氧水制氧氣的化學(xué)方程式為 _________
(4)乙炔又稱電石氣,是一種無色、無味、密度比空氣略小,不溶于水的氣體;工業(yè)上常用它燃燒產(chǎn)生的高溫來切割和焊接金屬;實(shí)驗(yàn)室用電石(固體)與水反應(yīng)制取乙炔。你認(rèn)為制取乙炔應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是_____________;收集裝置是__________________。
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國從1994年開始強(qiáng)制食鹽加碘,即在食鹽中加入碘酸鉀(KIO3),以防治碘缺乏病的發(fā)生,今年將適當(dāng)下調(diào)現(xiàn)行食鹽加碘量。各地將根據(jù)本地區(qū)實(shí)際情況作相應(yīng)調(diào)整。深圳已率先作出調(diào)整,由原來每千克食鹽含碘40mg下調(diào)至25mg。(提示:碘相對(duì)原子質(zhì)量為127)
(1)碘酸鉀相對(duì)分子質(zhì)量為_____________;
(2)碘酸鉀中碘元素、鉀元素、氧元素的質(zhì)量比為____________;
(3)碘酸鉀中碘元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為?(保留至0.1%或用分?jǐn)?shù)表示)_________;
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)下圖所示實(shí)驗(yàn),并閱讀小資料,回答下列問題。
(1)圖1中反應(yīng)的文字表達(dá)為____________,集氣瓶中加入液體的作用是_________。
(2)圖2中的反應(yīng)現(xiàn)為___________________,集氣瓶中加入的液體可能是___________,其目的為__________。
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