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(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现象,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溶液中滴5滴0.1%FeCl3溶液
试管中产生大量气泡
FeCl3溶液对H2O2的分解有较好的催化效果
2
向5mL12%的H2O2溶液中滴5滴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滴0.1%CuSO4溶液
试管中产生少量气泡
CuSO4溶液对H2O2的分解催化效果一般
4
向5mL12%的H2O2溶液,滴5滴0.1%CuSO4溶液
试管中气泡量很少
(思考分析)
另一名同学了解到,加热也可促进过氧化氢溶液分解,于是进行如下实验,分别取5mL12%的H2O2溶液于试管中进行水浴加热,步骤和现象如下:
加热耗时
水浴温度
分解现象
12分
65℃
少量气泡
15分
74℃
明显气泡
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):
氧气体积分数/%
30
40
60
70
带火星的木条
不变
稍亮
复燃
在集气瓶中注入占其容器50%的水(如图F所示),用排水法收集完氧气后,集气瓶内氧气的体积分数是,将带火星的木条伸入该集气瓶中,推测实验现象为。
装置类型
直立型
斜卧型
收集1瓶氧气所需时间/秒
59
68
收集2瓶氧气所需时间/秒
95
108
收集氧气的总体积/毫升
525
476
(提出假设)小峰假设:反应生成的锰酸钾在较高温度下受热分解出氧气;
你的假设:。
步骤
现象
结论
小峰猜想不正确
小峰猜想正确
(提出假设)催化剂的种类会影响H2O2分解生成O2的快慢。
(供选择的试剂)5%H2O2溶液、15%H2O2溶液、30%H2O2溶液、二氧化锰粉末、二氧化锰颗粒、氧化铜粉末
实验编号
①
②
反应物
5%H2O2溶液100mL
加入固体
CuO
MnO2
收集一瓶气体所需时间
165s
46s
(实验分析)
①若要证明二氧化锰、氧化铜是该反应的催化剂,还需要验证它们在化学反应前后的和没有改变。
②要定量地比较化学反应速度的快慢,除了上述方法外,还可以。
(得出结论)该探究过程得出的结论是,故实验室用H2O2溶液制取氧气的化学方程式为。
①在老师的帮助下,小组同学们使用压强传感器气体压强等设备,探究在其他条件相同时,不同温度下过氧化氢溶液分解时密闭容器内压强的变化。经过实验数据处理等,获得如图所示的压强-时间的曲线变化图。由此得出的结论是。
②你还有其他的猜想吗?
猜想:。
请选择题目中提供的试剂,设计实验证明你的猜想(包括实验方案和结论)。
(猜想与假设)小华说:该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2。
实验操作
将气体通入澄清的石灰水中
澄清石灰水变浑浊
将带火星的木条伸入该气体中
带火星的木条没有复燃
(得出结论)由实验①可知,该气体中肯定含有,写出该反应的化学方程式。
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