某农村中学的化学兴趣小组在开展实验活动时，利用山泉水配制氢氧化钠溶液，结果几次配制所得的溶液都出现浑浊的现象，放置一段时间后，容器底部还出现白色沉淀物。该兴趣小组的同学针对此奇异的现象展开如下探究：
提出问题：用山泉水配制氢氧化钠溶液为什么会出现浑浊？白色沉淀物是什么物质？
作出猜想：Ⅰ．氢氧化钠样品不纯，含不溶性杂质；
Ⅱ．氢氧化钠与溶解在山泉水中的某物质发生反应生成难溶于水的物质。
（1）小明通过实验很快就排除了猜想Ⅰ，他的实验是。
查阅资料：本地山泉水是硬水，含较多的碳酸氢钙，碳酸氢钙［
］受热会分解，也能与氢氧化钠反应，且都有碳酸钙生成。
（2）小红取来少量的山泉水于烧杯中，往其中加入适量的肥皂水，搅拌，观察到的现象，确认所取的山泉水是硬水。
（3）小明和小红取含有碳酸钙的沉淀物进行实验：取少量的沉淀物，加入适量的稀盐酸，实验现象是，反应的化学方程式是。
（4）该山泉水经过（填操作名称），就可用于配制氢氧化钠溶液。
有人提出运用高科技可以使水变成汽油，小明认为可以用物质组成的观点揭开这个骗局。以下是小明的实验探究过程。
【提出问题】根据水的组成和汽油的组成判断，水是否可以变成汽油？
【猜想与验证】（1）探究水的组成。实验装置示意图如图：
（1）通电一段时间后，经过检验可知，试管A中的气体是 。该反应的符号表达式为 。该实验说明：水是由 组成的（写名称）。
（2）探究汽油的组成。
实验操作如下：
| 实验步骤 |
实验现象 |
实验目的 |
| ①点燃使用汽油作燃料的油灯 |
  |
|
| ②将光洁干冷的小烧杯罩在油灯火焰的上方 |
现象：小烧杯内壁出现小水珠 |
证明汽油在空气中燃烧后的产物中有水 |
| ③将内壁蘸有 的小烧杯罩在油灯火焰的上方 |
现象： |
证明汽油在空气中燃烧后的产物中有二氧化碳 |
该实验说明：汽油的组成中肯定含有的元素有 （写元素符号）。
【得出结论】因为汽油和水的组成元素不同，所以水不能变成汽油。
课本“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”
研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
思考：判断某物质是否为催化剂，不仅要看该物质是否改变了其它物质的化学反应速率，还要看其自身的___________和___________在反应前后有无发生变化。
经探究：除了MnO2固体外，FeCl3溶液和CuSO4溶液均可对H2O2分解具有催化作用。下面是化学探究小组对这几种催化剂进行的进一步的实验探究。
一、探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”
利用图甲装置探究“MnO2的用量对 H2O2分解反应的影响”，实验中H2O2的溶质质量分数为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比。反应放热忽略不计．）
（1）写出装置中发生反应的符号表达式_________________________，
（2）图乙是“0.1克MnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出________________。
（3）当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时，得到如图丙所示的曲线．曲线的斜率显示，当MnO2的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求．在此实验条件下，若MnO2的质量有4克（一药匙），就能使如图__________（选填字母）烧杯中所装的3%H2O2溶液，其分解速度最接近实验要求。
二、探究相同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液对H2O2分解的催化效果
【定性研究】
（4）如图甲，可通过观察_____________________来定性比较两者的催化效果。
【定量研究】
（5）如图乙，实验前检查该装置气密性的方法是_________________________。要定量比较两者的催化效果，可测量生成等体积气体所需的______________。
【实验拓展】
探究小组同学通过查阅资料得知：除了上述几种物质可以做过氧化氢溶液分解的催化剂外，CuO、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 _________（填序号）。
| A．不用催化剂过氧化氢溶液就不能分解 |
| B．同一个化学反应可以有多种催化剂，同一物质也可以做不同反应的催化剂 |
| C．催化剂只能加快化学反应的速率 |
| D．某同学用氯酸钾制氧气时，误将高锰酸钾当作MnO2一起加热，结果发现反应速率和氧气的产量均增加了，故催化剂还可以增加生成物的质量。 |
化学教材 “寻找新的催化剂”研究性实验，引起了化学探究小组的兴趣。
【提出问题】（1）氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂？
（2）氧化铁与二氧化锰催化效果哪个好？
【实验探究】
| 实验步骤 |
实验现象 |
| ①分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中，向A试管中加入a g氧化铁粉末，并分别在A、B两支试管中插入带火星的木条，观察现象。 |
A试管中产生大量气泡，带火星木条复燃，B试管中的现象 |
| ②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内，如此反复多次实验，观察现象。 |
试管中均产生大量气泡，带火星木条均复燃 |
| ③将实验②中的剩余物小心过滤，并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量，所得固体质量仍为a g。 |
|
| ④分别量取5 mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中，向C试管中加入a g氧化铁粉末，向D试管中加入a g二氧化锰粉末，观察现象。 |
 |
（1）A中产生的气体是 ；B试管中的现象 。
（2）实验②、③证明：氧化铁的 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；
（3）写出氧化铁催化过氧化氢分解的文字表达式 。
（4）实验设计④的目的是 ，若实验④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 。
学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢（H2O2）分解的催化剂后，
想再探究其他一些物质如氧化铝是否也可作过氧化氢分解的催化剂。请你一起参与他
们的探究过程，并填写下列空白。
【提出问题】Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【作出猜想】Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
【实验验证】
| |
实验步骤 |
实验现象 |
实验结论 |
| 实验一 |
A____________ |
有少量气泡 木条不复燃 |
常温下过氧化氢溶液分解速率很慢。 |
| 实验二 |
在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量Al2O3，然后将带火星的木条伸入试管中 |
产生大量的气泡 木条复燃 |
B__________ |
【得出结论】Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂。
【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验：
实验三：
【实验目的】探究 。
【实验步骤】①准确称量Al2O3（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤， ，称量；④对比反应前后Al2O3的质量。
【交流讨论】如果Al2O3在反应前后质量不变，则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂。
【提出新的问题】但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究 。
利用下列仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）
（1）把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有 （填字母）。写出发生反应的文字表达式式 。这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有 的优点。
（2）某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解的催化剂？”实验步骤和现象如下：
①他分别向两支试管中加入等质量等溶质质量分数的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快。
②将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干、称量。
③用称量后的固体重复步骤①的实验，现象与步骤①完全相同。
试回答：步骤①中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有 （填字母）。步骤③的实验目的是 。该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来 。可以用注射器代替的仪器是： 和
（3）以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）
| 实验序号 |
过氧化氢溶液浓度/% |
过氧化氢溶液质量/g |
温度/0C |
二氧化锰用量/g |
氧气体积/ml |
反应所需时间/s |
| ① |
5 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
11 |
| ② |
30 |
12 |
20 |
0.2 |
125 |
2 |
| ③ |
30 |
12 |
40 |
/ |
125 |
148 |
| ④ |
30 |
12 |
90 |
/ |
125 |
82 |
1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与 有关；
2）通过对比实验 和 可知，化学反应快慢与温度的关系是 ．
3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是 ．
4）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）
粤公网安备 44130202000953号