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19.探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
实验小组用如图所示装置,选取相关试剂,设计并进行以下实验.忽略其他因素的影响,实验中相关数据记录如下表:
实验序号5% H2O2溶液的体积(mL)选用试剂选用试剂体积(mL)收集V mL O2所需时间(min)
10 蒸馏水
10 0.1mol/L CuSO4v1 n
10 试剂M5p
10 0.1mol/L Na2SO4m
(1)除上述装置中的仪器及量筒外,还要用到的计量工具是秒表.为确保实验的准确性,实验前需检查该装置的气密性,操作是关闭分液漏斗,打开止水夹,上下移动有刻度的玻璃管,有刻度的玻璃管中液面高度变化,若干燥管中的液面与玻璃管中液面高度不一致,并保持一定的高度差,则气密性良好.
(2)实验①④的主要目的是证明硫酸根离子对H2O2分解无催化效果.
(3)实验②中选用试剂的体积v1=5mL.
(4)实验③中选用的试剂M是Fe2(SO43;若正确选用试剂进行实验,测得收集V mL O2所需时间m>n>p,由此得出的实验结论是Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好.

分析 (1)本实验是探究不同试剂对双氧水分解反应的催化效果,是一组对比实验,根据不同试剂产生相同体积的氧气所需要的时间判断的,根据压强差产生的现象判断装置的气密性;
(2)对比①④中的数据可知,两个实验分别用硫酸钠和蒸馏水做对比实验,以证明硫酸根对实验的影响,因为在实验②③中都会用到硫酸盐;
(3)为做准确对比,实验②所取的液体的体积与①③④中要一致;
(4)本实验的目的是探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所以要用含Fe3+的盐溶液做实验,结合实验④中的对比试剂可知M试剂应选用Fe2(SO43,根据产生V mL O2所需时间判断反应的快慢,时间越短,则催化效果越好.

解答 解:(1)本实验是探究不同试剂对双氧水分解反应的催化效果,根据不同试剂产生相同体积的氧气所需要的时间判断的,在实验过程中要测时间,所以还要用到的计量工具是秒表,检查装置气密性的方法是关闭分液漏斗,打开止水夹,上下移动有刻度的玻璃管,有刻度的玻璃管中液面高度变化,
故答案为:秒表;关闭分液漏斗,打开止水夹,上下移动有刻度的玻璃管,有刻度的玻璃管中液面高度变化,若干燥管中的液面与玻璃管中液面高度不一致,并保持一定的高度差,则气密性良好;
(2)对比①④中的数据可知,两个实验分别用硫酸钠和蒸馏水做对比实验,根据收集相同体积的氧气所用的时间可以证明硫酸根对实验无影响,因为在实验②③中都会用到硫酸盐,
故答案为:证明硫酸根离子对H2O2分解无催化效果;
(3)为做准确对比,实验②所取的液体的体积与①③④中要一致,根据表中数据可知,选用试剂体积均为5mL,
故答案为:5;
(4)本实验的目的是探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,所以要用含Fe3+的盐溶液做实验,结合实验④中的对比试剂可知M试剂应选用Fe2(SO43,根据产生V mL O2所需时间判断反应的快慢,时间越短,则催化效果越好,由于测得收集V mL O2所需时间m>n>p,则Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好,
故答案为:Fe2(SO43;Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好.

点评 本题主要考查不同试剂对双氧水的催化效果,题目难度中等,明确实验目的及化学实验基本操作方法为解答关键,试题培养了学生的分析、理解能力及化学实验能力.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

9.丹参素的结构简式为,下列有关丹参素的说法错误的是(  )
A.能燃烧且完全燃烧生成CO2和H2OB.不能发生加成反应
C.可以发生酯化反应D.能与NaHCO3、Na反应

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.某实验小组用0.50mol•L-1 NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液进行中和热的测定.
Ⅰ.配制0.50mol•L-1 NaOH溶液.若实验中大约要使用245mL NaOH溶液,至少需要称量NaOH固体0.50mol•L-1×0.25L×40g•mol-1=5.0 g.(请列式计算出结果,无列式,结果不给分)
Ⅱ.测定稀硫酸和稀氢氧化钠中和热的实验装置如图所示.
(1)写出该反应的热化学方程式(中和热为57.3kJ•mol-1):_$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1_.
(2)取50mL NaOH溶液和30mL硫酸溶液进行实验,实验数据如下表.
①请填写下表中的空白:
温度
实验次数
起始温度t1/℃终止温度t2/℃温度差平均值(t2-t1)℃
H2SONaOH平均值
126.226.026.130.1 
227.027.427.231.2
325.925.925.929.8
426.426.226.330.4
②近似认为0.50mol•L-1 NaOH溶液和0.50mol•L-1硫酸溶液的密度都是1g•cm-3,中和后生成溶液的比热容c=4.18J•(g•℃)-1.则中和热△H=-53.5kJ/mol(取小数点后一位).
③上述实验数据结果与57.3kJ•mol-1有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)a、b、c、d.
a.实验装置保温、隔热效果差
b.配制NaOH溶液定容时仰视刻度
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度.

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7.氮化铝(AlN0是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案.(已知:AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑)
[方案1]取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去).

(1)图1C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸.
(2)完成以下实验步骤:组装好实验装置,首先检查装置气密性,再加入实验药品,接下来的实验操作是关闭K1,打开K2,打开分液漏斗活塞,加入NaOH浓溶液,至不再产生气体.打开K1,通入氮气一段时间,测定C装置反应前后的质量变化.通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置.
(3)由于装置存在缺陷,导致测定结果偏高,请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置.
[方案2]用图2装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去).
(4)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是ab(填选项序号).
a.CCl4             b.C6H6              c.NH4Cl溶液         d.H2O
(5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则A1N的质量分数是
$\frac{41V}{22400m}$×100%(用含m、V的数学表达式表示).
[方案3]按以下步骤测定样品中A1N的纯度:

(6)步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
(7)若在步骤③中未洗涤,测定结果将偏高(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

14.某化学研究性小组采用如下装置(夹持和加热仪器已略去)电解饱和食盐水一段时间,并通过实验测定产物的量来判断饱和食盐水的电解率.
饱和食盐水的电解率=(电解的氯化钠质量/总的氯化钠质量)×100%
甲方案:利用甲、乙装置测定饱和食盐水的电解率,
(1)若饱和食盐水中滴有酚酞,则电解过程中甲装置中的实验现象:左右碳棒上都有气泡产生,左边碳棒附近溶液变红.
(2)若洗气瓶a中盛放的为足量的氢氧化钠溶液,通过测定洗气瓶a在电解前后的质量变化来计算饱和食盐水的电解率,则正确的连接顺序为B连C(填A、B、C、等导管口),则洗气瓶a中发生反应的离子方程式为Cl2+2OH-=H2O+Cl-+ClO-;.
乙方案:利用甲、丙装置测定饱和食盐水的电解率,
(3)对于乙方案,有同学提出有两种方法都可测得饱和食盐水的电解率,
Ⅰ.通过测定硬质玻璃管中氧化铜固体前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
Ⅱ.通过测定丙装置中除硬质玻璃管外的某装置前后质量差来计算饱和食盐水的电解率
①.一同学认为可以在乙方案方法Ⅱ中的装置中添加一干燥装置防止外界空气中的水蒸气的干扰,则该干燥装置应与D口连接
a.A           b.B          c.D         d.E
②.另一同学认为乙方案的方法Ⅰ、Ⅱ测得的实验结论都不正确,你是否同意?请说明理由同意,在乙方案中氢气还原氧化铜,氢气不能全部反应,误差太大
丙方案:只利用甲装置测定饱和食盐水的电解率.
(4)若电解150mL饱和食盐水一段时间,测得溶液的为pH为14,求饱和食盐水的电解率16.6%(假设电解前后溶液体积不变,饱和食盐水密度约为1.33g/mL,溶解度为36.0g).

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.适量CO2通入含0.8gNaOH的碱溶液中,将所得的溶液在减压、低温下蒸干 后得到1.0g固体物质,则该固体物质的成分是(  )
A.Na2CO3B.NaHCO3C.Na2CO3、NaHCO3D.Na2CO3、NaOH

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列分子中,分子间不能形成氢键的是(  )
A.NH3B.HFC.C2H5OHD.CH4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.在下述条件下,一定能大量共存的离子组是(  )
A.澄清透明的水溶液中:K+、Ba2+、OH-、MnO4-
B.pH=13的溶液中:Cl-,HCO3-,NO3-,NH4+
C.c(Fe3+)=0.1mol•L-1的溶液中:Na+、SCN-、Cl-、Br-
D.强碱性溶液中:ClO-、SO42-、SO32-、Na+

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

9.物质的量浓度相同的下列各溶液,由水电离出的c(H+)由大到小的顺序是③②④①
①NaHSO4、②NaHCO3 、③Na2CO3 、④Na2SO4

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