问题 实验题

小明将家中清洗伤口用的消毒液——“双氧水”拿到学校的实验室,在老师的指导下和同学们一起做了如下实验。

【第一组实验】检验该双氧水是否失效。

⑴ 实验过程

①在试管中加入5 mL 的“双氧水”,把带火星的木条伸入试管中,发现木条未复燃;

②用酒精灯给上述试管加热,液体中有气泡产生,把带火星的木条伸入试管中,发现木条仍未复燃;

③如右图装置进行操作,带火星的木条复燃,水槽中冰水所起的作用是                

⑵ 实验结论:                   

【第二组实验】探究:氧化铜(CuO)能否催化“双氧水”分解

[猜想] Ⅰ. CuO不是催化剂、也不参与反应,反应前后质量和化学性质不变;

Ⅱ. CuO参与反应产生O2,反应前后质量和化学性质发生了改变;

Ⅲ. CuO是反应的催化剂,反应前后                  。

[实验]用天平称量0.2gCuO,取5mL的过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:

⑶ 完成下表:

步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦现象结论
溶液中           

带火星的木条复燃。

 

             

 溶液中有气泡放出,

               

猜想Ⅰ、Ⅱ不成立,猜想Ⅲ成立。
⑷ 步骤③结束后,用手接触试管底部,感觉烫手。说明“双氧水”分解的化学反应   (选填“放热”或“吸热”)。

⑸ 步骤④需用到的实验仪器有:铁架台(带铁圈)、漏斗(带滤纸)、烧杯、   

⑹ 操作④中需要将圆形滤纸折叠处理,下列图示中不该出现的情形是   _(填序号).

  

⑺ 步骤⑦的目的                  

⑻ 过氧化氢能被CuO催化分解放出O2的反应表达式为             

【第三组实验】探究:不同种类催化剂能否改变“双氧水”分解出氧气的量

[实验]分别选用二氧化锰与氧化铜,采用下图试剂与装置实验,测量所得氧气的体积

⑼ 检查该装置气密性的方法是连接好装置,从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差    (填“变大”、“变小”或“不变”),说明气密性良好。

⑽ 使用冷水冷凝的目的是   _。反应前应将液面调节到量气管的“0”刻度,并使两边液面相平,反应后读数前,还需要进行的操作是   

⑾ 两次实验表明,使用不同催化剂在常温下测得量气管读数均为112.0mL(O2的密度为1.43 g/L),则实验中选用的量气管规格合适的是   (填字母序号)。

A. 100 mL    B.200 mL    C. 500 mL

⑿ [实验结论]:不同种类的催化剂       改变双氧水分解出氧气的量。

【拓展研究】查阅资料得知实验所取5mL 6%双氧水中含过氧化氢(H2O2)0.34 g。请计算说明过氧化氢中的氧元素是否全部转化为氧气。(请写出计算过程,4分)

答案

[第一组实验](1)使氧气中的水蒸气冷凝(除去氧气中的水蒸气)

(2)双氧水没有失效

[第二组实验][猜想] Ⅲ. 质量和化学性质不变

⑶ 完成下表:

步骤③现象步骤⑥结果步骤⑦现象结论
有气泡冒出仍为0.2 g

(氧化铜质量不变)

使带火星木条复燃 
⑷ 放热 ⑸ 玻璃棒 ⑹ D  ⑺ 检验氧化铜化学性质是否改变(或能否再催化过氧化氢分解)

⑻ H2OH2O+O2

[第三组实验]

⑼ 不变 ⑽ 使产生的氧气冷却到常温(除去氧气中的水蒸气) 移动水准瓶,使两边水面相平

⑾ B

⑿ [实验结论]:不能

[拓展研究](请写出计算过程,4分)  计算出氧气质量0.16 g,1分;计算出过氧化氢中氧元素质量0.32 g,2分;判断,1分。其它,请酌情给分。

[第一组实验]

(1)③在加热时水会气化,可能干扰实验现象,所以冰水的作用是让水蒸气冷凝;

(2)根据第③步中带火星的木条复燃,可以得出该过氧化氢没有失效;

[第二组实验](1)催化剂的质量和化学性质反应前后不变;

(3)根据实验结论猜想Ⅲ成立,说明氧化铜是过氧化氢分解的催化剂,所以③中加入氧化铜后会迅速生成大量氧气,有气泡产生,催化剂能改变物质的化学反应速率,而本身的质量和化学性质不变,所以过滤后称量质量不变,且化学性质不变,仍能对过氧化氢溶液起到催化作用;

(4)用手接触试管底部,感觉烫手.说明“双氧水”分解放热;

(5)过滤用到的仪器有烧杯、铁架台、漏斗、玻璃棒;

(6)过滤时将圆形滤纸对折两次,所以D错误;

(7)已经验证了二氧化锰能加快改反应速率和质量不变,但还没有验证二氧化锰的化学性质在反应前后是否改变,所以步骤⑦的目的是检验氧化铜化学性质是否改变(或能否再催化过氧化氢分解);

(8)过氧化氢在氧化铜的催化作用下生成氧气和水;

[第三组实验]

(9)从水准瓶注水,量气管中液面与右边液面形成高度差,做好标记,一段时间后,两边高度差不变,说明装置不漏气;

(10)双氧水分解放热,生成的水会汽化,若不除去,会使测量值偏大,所以冰水的作用是除去氧气中的水蒸气;实验时气体收集在量气管中.若要保证读取的气体体积没有误差,在反应后读数前要上下移动水准瓶使两边液面相平;

(11)为减小误差,所选择的量气管应与生成气体的体积相近;

[拓展研究](12)根据(11)中所测数据均为112.0mL,可得出结论:不同种类的催化剂不能改变生成氧气的量;

5mL 6%双氧水中含过氧化氢(H2O2)0.34g,则含有氧元素的质量为:0.34g××100%=0.32g

设生成氧气的质量为x

2H2O2  2H2O+O2

68                      32

0.34g                   x

68:32=0.34g:x 解得 x= 0.16g

∴过氧化氢中的氧元素并未全部转化为氧气.

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