精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
5.试写出中学阶段常见的两种制取氧气的化学方程式:H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$H2O+O2↑;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.
Ⅱ.实验室中通常用MnO2作催化剂分解过氧化氢,已知CuSO4溶液对过氧化氢的分解也具有催化作用,某实验兴趣小组同学猜想其他盐溶液也可能在这个反应中起同样的作用,于是他们做了以下探究.请你帮助他们完成实验报告:
(1)实验过程:在一支试管中加入5mL 5%的H2O2溶液,然后滴入适量的FeCl3溶液,把带火星的木条伸入试管.
实验现象:试管中有大量的气泡产生,带火星的木条复燃.
实验结论:FeCl3溶液可以催化分解H2O2.
(2)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:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+;
丙同学的猜想:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-.
你认为最不可能的是甲同学的猜想,理由是因过氧化氢溶液中自身有水,可见水不是催化剂.
(3)同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,并记录如下,请你仔细分析后填表:
实验过程实验现象结论
实验过程实验现象结论
向盛有5mL 5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的 HCl,把带火星的木条伸入试管.无明显现象起催化作用的
不是Cl-
向盛有5mL 5%的H2O2溶液的试管中滴入少量的Fe2(SO4)3,把带火星的木条伸入试管.试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃.起催化作用的
是Fe3+

分析 根据中学化学基础知识可知,中学常用双氧水分解或过氧化钠与水反应制取氧气;
(1)FeCl3溶液可以催化分解H2O2,产生氧气,氧气能使带火星的木条复燃;
(2)催化剂在反应前后质量和化学质量都不变,根据催化剂的这一特点,判断过氧化氢溶液中水、FeCl3溶液中的Fe3+、Cl-是否可以催化过氧化氢的分解;
(3)为检验两种离子中哪一种离子对过氧化氢分解起到了催化作用,可采取控制变量的方法进行实验探究,即加入其它含Fe3+或Cl-的溶液进行对比.

解答 解:根据中学化学基础知识可知,中学常用双氧水分解或过氧化钠与水反应制取氧气,有关反应的方程式为H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ H2O+O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑,
故答案为:H2O2 $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ H2O+O2↑、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(1)根据实验结论可得知FeCl3溶液能催化H2O2分解,因此,向5%的过氧化氢溶液加入FeCl3溶液时,可以观察到:试管中有大量的气泡产生,伸入的带火星的木条复燃;
故答案为:试管中有大量的气泡产生,带火星的木条复燃;
(2)5%的过氧化氢溶液中含有大量的水,但分解速率依然很小,说明溶液中的水并不能催化过氧化氢的分解,而且过氧化氢分解生成水和氧气,使之在变化前后溶液中水的质量发生了改变;从以上两个方面都可以说明水不能作用过氧化氢分解的催化剂,故猜想甲明显不对;
故答案为:甲;因过氧化氢溶液中自身有水,可见水不是催化剂;
(3)为检验Cl-向过氧化氢溶液中加入了含有Cl-的稀盐酸,观察到无明显改变,说明溶液中的Cl-不能对过氧化氢分解起到催化作用;因此,可推测溶液中的Fe3+催化了过氧化氢的分解,因此另一个探究实验应加入含有Fe3+的溶液进行,并应观察到产生大量气体和带火星木条的复燃;故可加入含Fe3+的硫酸铁溶液或硝酸铁溶液;
故答案为:

实验步骤实验现象结论
  起催化作用的不是Cl-
Fe(NO3)3溶液[或Fe2(SO4)3溶液]起催化作用的是Fe3+
.

点评 本题主要考查双氧水分解使用催化剂的探究,题目中等难度,答题时要求学生要有严密的化学思维,学会运用化学现象推测反应原理,可以培养学生分析问题、解决问题的能力.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.在t℃时,将a gNH3完全溶解于水,得到VmL溶液.假设该溶液的密度为ρ g•cm-3,质量分数为ω,其中含NH4+的物质的量为b mol.下列叙述正确的是(  )
A.溶质的质量分数ω=$\frac{a}{Vρ-a}$×100%
B.溶质的物质的量浓度c=$\frac{1000a}{17V}$mol/L
C.溶液中c(OH-)=$\frac{1000b}{V}$mol/L
D.上述溶液中再加入VmL水后,所得溶液的质量分数大于0.5ω

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.自来水可以用氯气消毒.某学生用这种自来水去配制下列物质的溶液,不会产生明显的变质问题的是(  )
A.硝酸银B.氯化亚铁C.亚硫酸钠D.氯化铝

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.日常生活中,我们经常饮用矿泉水.如图是某饮用天然水部分商标图,图中列出了理化指标.我据此回答:这里的钙、镁、钾、钠指的是(  )
A.单质B.原子C.分子D.元素

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.某同学应用如图1所示装置研究物质的性质.其中气体C的主要成分是氯气,还含有少量空气和水蒸气.请回答下列问题:

(1)该项研究的主要目的是探究氯气与水反应后生成的物质具有漂白性.
(2)浓硫酸的作用是吸收气体A中的水.
(3)观察到的实验现象是B中干燥布条不褪色,C中湿润的布条褪色.
(4)从物质性质方面来看,这样的实验设计还存在事故隐患,事故表现在没有尾气处理装置,造成环境污染.要克服该事故隐患,选择的操作是下图中的D,并写出与解决隐患相关的离子方程式表示:Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.用50mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液在如图所示的装置中进行中和反应.通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热.回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是环形玻璃搅拌棒.
(2)烧杯间填满碎纸条的作用是减少实验过程中的热量损失.
(3)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
(4)如果用60mL0.50mol/L盐酸与50mL0.55mol/L氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量不相等(填“相等”或“不相等”),简述理由反应放出的热量与酸碱的用量有关.
(5)用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.已知下列元素的原子半径如表所示,根据以下数据,磷原子半径可能是(  )
A.0.70×10-10mB.0.80×10-10mC.1.10×10-10mD.1.20×10-10m

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列变化或应用中,与分子间作用力有关的是(  )
A.臭氧转变为氧气
B.工业生产中氯化钠晶体的熔化、冷却
C.夏天马路洒水降温
D.日本大地震中用次氯酸溶液进行环境消毒

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:选择题

15.设NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(  )
A.标准状况下,22.4 L任意比的O2和N2的混合气体中含有的分子总数均为NA
B.标准状况下,14 g氮气含有的氮原子数为0.5NA
C.标准状况下,5.6 L四氯化碳含有的分子数为0.25NA
D.标准状况下,22.4LH2O所含有的电子数是10NA

查看答案和解析>>

同步练习册答案