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13.实验室常用过氧化氢溶液与二氧化锰混合制取氧气,写出有关反应的化学方程式.
【查阅资料】过氧化氢制氧气的催化剂有很多种,如金属氧化物,过氧化氢酶和某些盐类物质等等.
【提出问题】硫酸铜溶液能作过氧化氢制氧气的催化剂吗?如果可以,影响其催化效果的因素有哪些?
【猜想与验证】硫酸铜溶液能作过氧化氢制氧气的催化剂,且其酸碱性对催化效果有影响.
【完成实验】本实验在常温下进行
实验编号反应物催化剂
10mL5%H2O2溶液
10mL5%H2O2溶液10滴0.1%CuSO4溶液
10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液10滴0.1%CuSO4溶液
10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液10滴0.1%CuSO4溶液
【分析数据、得出结论】
(1)由实验①和实验②对比,可以探究CuSO4能够加速过氧化氢溶液的分解.
(2)若要证明CuSO4是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后质量和化学性质不变.
(3)实验编号②③④中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示.分析该图能够得出的实验结论是硫酸铜溶液能作过氧化氢制氧气的催化剂,且其酸碱性对催化效果有影响.
(4)请你再写出一种影响硫酸铜催化效果的因素硫酸铜溶液的浓度.
【继续探究】请你写出一种影响硫酸铜溶液催化效果的因素(与之前因素不相同),并设计实验进行探究
猜想与验证:温度对硫酸铜溶液催化效果有影响.
实验探究:在不同温度下,取两支试管分别加入相同体积10mL5%的H2O2溶液,加入相同体积和浓度的硫酸铜溶液,比较收集一瓶气体所需要的时间.

分析 根据过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气进行分析.
(1)根据对照实验的唯一性分析;
(2)根据催化剂的定义进行分析回答;
(3)由图可知,④的反应速率最大,③的反应速率最小,以此来解答;
(4)催化剂与反应物的质量比不同,催化效果是否不同.
(5)对照实验的唯一性进行实验设计;

解答 解:过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,化学方程式为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(1)探究CuSO4能够加速过氧化氢溶液的分解,所以实验的唯一变量为CuSO4溶液的有无,所以可以通过对比实验①和实验②.
(2)催化剂是指在化学反应里能改变其他物质的化学反应速率(既能提高也能降低),而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质.故要证明CuSO4是该反应的催化剂,还要验证它在化学反应前后的质量和化学性质不变.
(3)由图可知,④的反应速率最大,③的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率,
(4)硫酸铜溶液的浓度、用量、温度等会影响硫酸铜催化效果;
(5)例如探究温度对硫酸铜溶液催化效果有影响,可以在不同温度下,取两支试管分别加入相同体积10mL 5%的H2O2溶液,加入相同体积和浓度的硫酸铜溶液,比较收集一瓶气体所需要的时间
故答案为:2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑;
(1)①;
(2)质量;化学性质;
(3)硫酸铜溶液能作过氧化氢制氧气的催化剂,且其酸碱性对催化效果有影响.
(4)硫酸铜溶液的浓度;
(继续探究) 猜想与验证:温度对硫酸铜溶液催化效果有影响.
实验探究:在不同温度下,取两支试管分别加入相同体积10mL 5%的H2O2溶液,加入相同体积和浓度的硫酸铜溶液,比较收集一瓶气体所需要的时间.(合理即可)

点评 本题型要充分利用题目给出的信息,按照操作步骤进行实验.在进行实验对比时,要注意对照实验的可比性.本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.影响催化效果的除了温度,还与催化剂与反应物的质量比、接触面积等有关.

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通过以上实验研究了燃烧的一个条件.它是可燃物充分与氧气接触.
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步骤1:A中盛有稀盐酸、B中Na2CO3固体,C中NaOH固体
打开K1,关闭K2,将A中的溶液滴入B中,气球变大,打开K2,关闭K1,一段时间后气体没有明显弯瘪.
步骤2:依据以上实验现象,改进后重新添加药品,进行实验2.
步骤3:打开K2,关闭K1,将A中液体滴入B中,用燃着的木条放在K2上,发现木条熄灭,问上述操作的目的检验B中是否产生二氧化碳.
然后进行后续实验,说明CO2与NaOH固体发生了反应.
(1)写出CO2与NaOH发生反应的化学方程式CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O.
(2)后续实验的操作与现象为打开K2,关闭K1,一段时间后气体明显变瘪.

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