内容正文:
实验探究05 影响因素类与数字化实验探究
1、 催化剂探究
1.(2023•白云区模拟)某化学兴趣小组在学习O2制备时,对MnO2做催化剂加快双氧水分解产生了兴趣,他们提出疑问:其他物质能否对双氧水分解速率产生影响?
【查阅资料】
影响化学反应速率的因素有很多,如:使用催化剂、改变温度、改变反应物的浓度等。
【实验探究】
小组的同学们按图组装,在室温下分别进行了四组实验,并用O2传感器测定实验过程中O2含量的变化情况,得到如图所示曲线。
组别
试剂
组别
试剂
第1组
2mL5%H2O2
第2组
2mL5%H2O2+3滴FeCl3溶液
第3组
2mL5%H2O2+3滴CuSO4溶液
第4组
2mL5%H2O2+少量MnO2粉末
【实验结论】
对比四条曲线,进行分析:
(1)FeCl3溶液、CuSO4溶液对H2O2的分解 (填“有”或“无”)加速作用;
(2)几组实验中催化效果最优的H2O2分解的化学方程式是 (写在计算过程中);反应前过氧化氢溶液的质量是30克,催化剂的质量是1克,完全反应后剩余物质的质量是29.4克。计算溶液中参加反应的H2O2的质量是多少?(写出计算过程)
答:(略)。
(3)第1组实验的目的是 。
(4)小组的同学们不加催化剂,在不同温度下,用不同浓度的H2O2进行实验,记录实验现象如表。
据此可得出结论: 。
温度H2O2%
50℃
60℃
70℃
5%
无明显气泡
无明显气泡
极少量气泡
10%
无明显气泡
无明显气泡
少量气泡
15%
无明显气泡
少量气泡
较多气泡
2.(2022•常州一模)实验室用如图所示装置对气体制法展开研究。
(1)图1中编号①的仪器名称是 ,高锰酸钾制氧气反应方程式 。
(2)图中能直接用于制取氢气的发生装置(填编号,下同) ,其收集装置是 。
(3)实验小组同学用图2中的甲装置研究浓度为a%过氧化氢溶液与平菇接触时发生的化学反应,并用传感器测量装置中气压的变化同时用数据采集器记录数据如图2中乙图所示。
①乙图中曲线a在10s后下降,说明从能量的角度看该反应是 反应。
②乙图中能初步说明平菇是过氧化氢溶液反应催化剂的证据是 。
③结合实验和曲线a、b,关于化学反应速率的影响因素有 。
3.(2022•淮北模拟)关于盐的性质的研究是一项重要的课题。某小组以“探究胆矾的性质”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识胆矾
(1)胆矾是一种蓝色固体,又称蓝矾,易溶于水,被广泛应用于生产、生活中。胆矾的化学式为CuSO4•5H2O,其中铜元素的化合价为 。
(2)农药波尔多液可由胆矾和石灰乳等配制而成。不能在铁桶中配制波尔多液,这是因为 (用化学方程式解释)。
【任务二】探究胆矾的部分性质
(3)该小组同学将胆矾溶于水得到硫酸铜溶液,如图1所示,将硫酸铜溶液滴入氢氧化钠溶液中,可观察到的现象为 。
(4)该小组同学通过查阅资料得知,胆矾的水溶液(即CuSO4溶液)能显著加快过氧化氢溶液的分解。CuSO4溶液中主要含有三种粒子(H2O、Cu2+、SO42﹣),为了进一步探究CuSO4溶液中哪种粒子起催化作用,该小组同学作了以下分析和设计。
①该小组同学认为最不可能的粒子是H2O,理由是 。
②为了探究另外两种粒子是否起催化作用,该小组同学设计了如下实验。
实验步骤
实验现象
实验结论
a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2~3滴稀硫酸
溶液中几乎没有气泡放出
起催化作用的是
b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入2~3滴硫酸铜溶液
溶液中有大量气泡放出
注意:若答对第(5)小题奖励3分,化学总得分不超过40分。
(5)将25.0g胆矾放在坩埚内加热,固体的质量随温度变化的曲线如图2所示。
①加热至 ℃时,CuSO4开始分解;
②加热至1000℃时,CuO开始分解,生成Cu2O与O2。CuO完全分解时产生O2的质量为 g。
③胆矾分解的化学方程式是CuSO4⋅5H2OCuSO4+5H2O,则图中x的值为 。
4.(2022•芜湖一模)理科实验操作考试中,小明同学在做铝和稀盐酸反应时无意中加入几滴硫酸铜溶液,发现铝片表面上产生气泡速率明显增快,对此他产生了兴趣。
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗?
【设计并实验】室温下,小明将过量,表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中,并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液,记录获得相同体积氢气的时间