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“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂如果能

时间:2017-10-14
“分解过氧化氢制氧气的反应中二氧化锰的催化作用”,以及“寻找新的催化剂”研究性实验,引起了化学探究小组的兴趣。
【实验探究一】氧化铁能否作过氧化氢溶液分解的催化剂?如果能,催化效果如何?
实验步骤
实验现象
I.分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入A、B 两支试管中,向A试管中加入ag氧化铁粉末,并分别在A、B两支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
II.待A试管中没有现象发生时,重新加入过氧化氢溶液,并把带火星的木条伸入试管,如此反复多次试验,观察现象。
试管中均产生气泡,带火星木条均复燃
III.将实验II中的剩余物小心过滤,并将所得滤渣进行洗涤、干燥、称量,所得固体质量仍为ag。

IV分别量取5mL5%过氧化氢溶液放入C、D 两支试管中,向C试管中加入ag氧化铁粉末,向D试管中加入ag二氧化锰粉末,观察现象。

【实验结论】
(1)由实验Ⅰ你可以得出的结论是
(2)实验II、III证明:氧化铁的在反应前后均没有发生变化,可以作过氧化氢分解的催化剂;
(3)写出氧化铁催化过氧化氢分解的符号表达式
【实验评价】
(4)若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,由此你可以得到的结论是
【实验探究二】影响化学反应的速率除了催化剂以外,还有其它因素吗?以下是另一实验小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验序号
H2O2溶
液浓度%
H2O2溶液体积/mL
温度℃
MnO2的用量/g
收集氧气的体积/mL
反应所需
的时间/s

5
1
20
0.1
4
16.75

15
1
20
0.1
4
6.04

30
5
35
0
2
49.21

30
5
55
0
2
10.76

(5)通过实验①和②对比可知,化学反应速率还与有关;从实验对比可知,化学反应速率与温度的关系是:
(6)化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果,化学反应速率与微观粒子的概率有关。试从微观角度解释“反应物浓度越大,化学反应速率越快”的原因是:
正确答案:
(1)氧化铁能加快过氧化氢分解的反应速率
(2)化学性质 质量
(3)H2O2H2O + O2
(4)二氧化锰催化效果比氧化铁好
(5)反应物浓度(或浓度)③和④温度越高,化学反应速率越快
(6)反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多,粒子间碰撞的概率越大,化学反应速率越快
试题分析:(1)通过对比实验,说明氧化铁确实改变了过氧化氢分解的速率。
(2)实验Ⅱ说明氧化铁仍能对过氧化氢的分解起加快作用,说明其化学性质没有发生改变。实验Ⅲ通过两次称量,说明其质量在反应前后并没有发生改变。
(3)这个反应和二氧化锰作催化剂时的反应一样,只需将催化剂由二氧化锰转换成氧化铁即可。反应的化符号表达式为:H2O2H2O + O2
(4)由于D试管中用的是二氧化锰,若实验IV观察到D试管中产生气泡的速率更快,可以得到的结论是二氧化锰催化效果比氧化铁好。
(5)实验①和②中唯一的不同是过氧化氢溶液的浓度,所以我们可以得出反应速率还与反应物的浓度有关。要得出化学反应速率与温度的关系,只需找到温度不同而其他条件完全相同的两个实验作对比,观察表格,容易发现实验③和④符合我们的要求,且它们之间的关系是:温度越高,化学反应速率越快。
(6)根据题目信息“化学反应的实质是微观粒子相互接触、碰撞的结果”,不难理解得出:反应物浓度越大,单位体积的反应物中含有的粒子数越多,粒子间碰撞的概率越大,化学反应速率越快。
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