在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
催化剂及用量 O2 平均产量 制氧所需时间 成本 反应情况 MnO21.0g 919mL 10′03″ 0.11元 分解先快后慢 10%FeCl3溶液5滴 985mL 4′50″ 0.02元 均匀产生O2 15%CuSO4溶液5滴 955mL 4′57″ 0.03元 均匀产生O2[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.②.
[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2?
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+;
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-;
你认为最不可能的是 同学的猜想,理由是.
同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论:.
[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2].
对应结论:.
[拓展研究]
同学们还比较了FeCl3和CuSO4两种盐对H2O2分解的催化效果,他们分成甲、乙两组,分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验.(设两种盐溶液的浓度等条件相同)
(1)指出仪器名称:A B
(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式2H2O2 FeCl3 .
网友回答
【答案】 I、(1)设需要10%双氧水的质量是X,则X×10%=1500g×6% 解得:X=900g;
(2)设生成9.6g氧气需要过氧化氢的质量为Y,
2H2O2 MnO2 .
【问题解析】
I、(1)根据溶质质量分数的计算公式进行计算;(2)根据过氧化氢分解的方程式,由氧气的质量求出过氧化氢的质量,再有溶质质量分数的计算公式进行计算;II、[实验记录]根据MnO2、FeCl3、CuSO4三种催化剂的用量及成本分析MnO2的缺点;[实验猜想]根据过氧化氢溶液中含有水,分析最不可能的猜想;[实验现象1]根据实验的现象分析结论;[实验过程2]为了Fe3+验证对的H2O2的催化分解,可向H2O2溶液中加入少量的Fe(NO3)3溶液;[实验现象2]根据实验的现象分析结论;[拓展研究](1)熟悉常用仪器的名称和用途;(2)根据反应物、生成物及反应条件写出反应的方程式;(3)根据图一的实验,通过观察产生气泡的快来比较催化效果;根据CuSO4和FeCl3的酸根不同分析;(4)根据大气压内外相等来检验装置的气密性,利用注射器可以测定出生成的氧气的体积.[交流讨论]根据表中数据比较过氧化氢的质量分数与产生氧气的快慢. 名师点评 本题考点 催化剂的特点与催化作用;影响化学反应速率的因素探究;有关溶质质量分数的简单计算;根据化学反应方程式的计算. 考点点评 本题是一道实验探究、计算等的综合题,全面地考查了学生的实验、计算的能力,只有全面地掌握了有 关的化学知识才能完成本题.
【本题考点】
催化剂的特点与催化作用;影响化学反应速率的因素探究;有关溶质质量分数的简单计算;根据化学反应方程式的计算. 考点点评 本题是一道实验探究、计算等的综合题,全面地考查了学生的实验、计算的能力,只有全面地掌握了有 关的化学知识才能完成本题.