内容正文:
专题3 有关催化剂的实验探究题
1.【2019重庆】小李将实验剩余的FeCl3溶液倒入含有H2O2的废液缸,立即产生大量的无色气泡。
(1)小李根据组成的元素猜测,无色气体可能是H2、O2、HCl、Cl2中的一种或多种。
(查阅资料)①Cl2是黄绿色、有刺激性气味的气体 ②FeCl3在水中解离出Fe3+、Cl-
根据资料,小李可排除的气体为________
(实验一)为进一步验证该气体成分,他用燃着的木条伸入收集满该气体的小试管中,只观察到木条燃得更旺,则该气体一定含________。
(2)小李认为上诉过程中FeCl3溶液作了H2O2分解的催化剂。
(实验二)为了进一步探究哪种离子起催化作用,他做了下图所示的对比实验。若要证明FeCl3溶液中的Fe3+对H2O2分解起催化作用,除观察到试管c中无明显现象外,还需观察到的现象为____ ____。
(3)小王同学认为由此得出“FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂”的结论不严谨,还需要补充实验来进一步探究,他们又设计了如下实验。
(实验三)
X溶液中溶质的化学式为________
(得出结论)要证明FeCl3溶液作H2O2分解的催化剂,须满足一下两个方面的条件:
①从定性角度需观察到________(填序号)的现象。
A.实验一 B.实验二 C.实验三
②从定量角度需得到的关系式为m1=________(用m2和m3表示)。
2.二氧化锰可作过氧化氢分解的催化剂,兴趣小组想探究过氧化氢分解有没有其他催化剂。影响过氧化氢分解的因素,除催化剂外,还有什么?
(1)Ⅰ.【提出问题】氧化铁能否作过氧化氢分解的催化剂?如果能,其催化效果如何?
【实验探究】
实验步骤
实验现象
①分别取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B两支试管中,向A中加入1g氧化铁粉末,并分别在A、B试管中插入带火星木条,观察现象。
A试管中产生气泡,带火星木条复燃,B试管中无明显现象
②待A中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,把带火星的木条伸入试管,如此反复3次。
试管中均产生气泡,带火星木条均复燃
③将步骤②中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量为ag 。
④分别取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D两支试管中,向C中加入1g氧化铁粉末,向D中加入1g二氧化锰粉末,观察现象。
【实验结论】
步骤②证明氧化铁的________在反应前后没有发生变化。③中如果a=________,
证明氧化铁的________在反应前后没有发生变化。氧化铁可以作过氧化氢分解的催化剂。
(2)写出氧化铁催化过氧化氢分解的化学方程式__ ______。
(3)【实验评价】设计实验步骤④的目的是____ ____。
(4)Ⅱ.探究过氧化氢溶液浓度对过氧化氢分解速率的影响。
【交流讨论】可以通过测定相同条件下不同浓度过氧化氢溶液 来探究。
A. 产生相同体积氧气的时间 B. 单位时间产生氧气的质量
C. 产生氧气的总体积 D. 单位时间内产生氧气的体积
(5)【实验探究】按图1装置进行实验:水浴温度控制在21℃,二氧化锰均为0.5g,过氧化氢溶液均为5mL,三颈瓶容积为250mL,恒压漏斗(漏斗的支管与三颈瓶相连)的作用是使过氧化氢溶液自行下滴。数字传感器数据绘制图像如图2、3。
【实验结论】图2说明过氧化氢溶液浓度与反应速率关系是________。以10%H2O2溶液为例,三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是________。
(6)图3说明从温度看,过氧化氢溶液浓度越高,反应越________(填“剧烈”或“平稳”)。
3.在学习了催化剂的知识以后,某化学兴趣小组对催化剂产生了深厚兴趣.在用百度搜索“催化剂”时显示:“据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等”.他们决定对过氧化氢制氧气实验“寻找新的催化剂”.
(1)【提出问题】氧化铁能否作为过氧化氢溶液分解的催化剂?
【猜想】氧化铁能作过氧化氢溶液分解的催化剂
【实验探究】甲同学设计了下列实验方案,并进行实验.
实验一:取一定量的H2O2溶液于试管中,几乎观察不到气泡,说明常温下H2O2几乎不分解.
实验二:在实验一的试管中,加入W克的氧化铁,立刻产生大量气泡,用带火星的木条伸入试管中,木条复燃.得出结论:_____