三專題訓(xùn)練探究影響實(shí)驗(yàn)室制取氧氣速率的因素第三單元維持生命的物質(zhì)——氧氣、水21.(2024蘇州中考)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)如圖實(shí)驗(yàn)對(duì)過(guò)氧化氫分解進(jìn)行探究。B下列相關(guān)說(shuō)法不正確的是 (

)A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和乙,探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解速率的影響B(tài).對(duì)比實(shí)驗(yàn)乙和丁,探究MnO2對(duì)H2O2分解速率的影響C.對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和丙,探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響D.對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲、丙和丁,探究MnO2和溫度對(duì)H2O2分解速率影響的程度3解析:根據(jù)控制變量法,甲和乙的變量是過(guò)氧化氫的濃度,則對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和乙,探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解速率的影響;實(shí)驗(yàn)乙和丁的變量有濃度和二氧化錳,變量不唯一,則甲、乙不能探究MnO2對(duì)H2O2分解速率的影響;甲和丙的變量是溫度不同,丙的溫度高,反應(yīng)速率快,則對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲和丙,探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響;根據(jù)C項(xiàng)的分析,對(duì)比甲和丙可以探究溫度對(duì)H2O2分解速率的影響,對(duì)比實(shí)驗(yàn)甲、丁,變量是二氧化錳,則可以探究MnO2對(duì)H2O2分解速率的影響。42.某興趣小組用6%的過(guò)氧化氫溶液完成以下實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法不正確的是(

)CA.乙中冰水混合物的作用是將O2中含有的水蒸氣冷凝B.丙和丁對(duì)比可知,溫度會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率C.甲和丁對(duì)比可知,是否加入催化劑會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率D.甲和乙對(duì)比可知,甲中未復(fù)燃是因?yàn)榧訜岷螽a(chǎn)生大量的水蒸氣,沖淡了氧氣濃度5解析:甲、乙實(shí)驗(yàn)中唯一的不同點(diǎn)是乙實(shí)驗(yàn)將生成的氧氣用冰水混合物對(duì)氣體進(jìn)行了冷卻,由甲實(shí)驗(yàn)?zāi)緱l不復(fù)燃,而乙木條復(fù)燃對(duì)比可知,乙中冰水混合物的作用是將水蒸氣冷凝;丙、丁中唯一的不同點(diǎn)是丁將反應(yīng)容器放在了涼水中,溫度低,反應(yīng)平緩,丙是在常溫下,反應(yīng)劇烈,二者對(duì)比可知,溫度會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速率;甲、丁中反應(yīng)物的溫度不同,無(wú)法證明加入催化劑會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)速度;甲、乙實(shí)驗(yàn)中唯一的不同點(diǎn)是乙將生成的氧氣用冰水混合物對(duì)氣體進(jìn)行了冷卻,由甲實(shí)驗(yàn)?zāi)緱l不復(fù)燃,而乙木條復(fù)燃對(duì)比可知,甲中未復(fù)燃是因?yàn)榧訜岷螽a(chǎn)生大量的水蒸氣,沖淡了氧氣濃度。63.(跨學(xué)科)(2024煙臺(tái)中考節(jié)選)實(shí)驗(yàn)探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法。興趣小組用圖甲所示裝置探究不同催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果。取大小相同的新鮮土豆塊和新鮮豬肝塊作催化劑,分別加入10mL相同濃度的過(guò)氧化氫稀溶液后,用傳感器測(cè)量裝置中氣壓的變化,如圖乙中曲線a、b所示。7(1)結(jié)合實(shí)驗(yàn)和曲線a、b分析,兩種催化劑中催化效率更高的是

。

豬肝塊解析:(1)由圖乙可知,相同時(shí)間內(nèi)豬肝塊作催化劑使裝置內(nèi)壓強(qiáng)變化更大,說(shuō)明相同時(shí)間內(nèi)豬肝塊作催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣更多,則兩種催化劑中催化效率更高的是豬肝塊。8(2)從曲線a、b的變化可以看出,過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)是

(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),加豬肝塊催化的過(guò)氧化氫完全反應(yīng)所用的時(shí)間大約是

(填“30”“65”或“120”)s。

放熱309解析:(2)由圖乙可知,裝置內(nèi)壓強(qiáng)先增大后減小,是因?yàn)榉磻?yīng)產(chǎn)生氣體使裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大,反應(yīng)結(jié)束后溫度降低使裝置內(nèi)壓強(qiáng)減小,說(shuō)明過(guò)氧化氫分解的反應(yīng)是放熱反應(yīng);由圖乙可知,30s時(shí)加豬肝塊催化的過(guò)氧化氫使裝置內(nèi)壓強(qiáng)達(dá)到最大,說(shuō)明加豬肝塊催化的過(guò)氧化氫完全反應(yīng)所用的時(shí)間大約是30s。10(3)曲線a、b最終達(dá)到相同的壓強(qiáng),說(shuō)明

。

催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不改變生成物的質(zhì)量解析:(3)該實(shí)驗(yàn)為取大小相同的新鮮土豆塊和新鮮豬肝塊作催化劑,分別加入10mL相同濃度的過(guò)氧化氫稀溶液,由圖乙可知,曲線a、b最終達(dá)到相同的壓強(qiáng),說(shuō)明最終生成氧氣的體積相同,說(shuō)明催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)速率,不改變生成物的質(zhì)量。114.(2024重慶A中考改編)氧氣在醫(yī)療急數(shù)、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。(1)從元素守恒角度看,下列物質(zhì)不能用于制取氧氣的是

(填字母)。

A.水(H2O) B.高錳酸鉀(KMnO4)C.氯化鈉(NaCl)C解析:(1)反應(yīng)前后元素種類不變,制取氧氣的試劑中應(yīng)含有氧元素,氯化鈉不含氧元素,所以不能用于氧氣制取。12(2)某探究小組進(jìn)行了“催化劑等因素對(duì)過(guò)氧化氫分解的影響”的系列探究,該小組分別取1g不同的催化劑,再加入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的過(guò)氧化氫溶液20mL,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡①寫出實(shí)驗(yàn)甲中發(fā)生反應(yīng)文字表達(dá)式:

。

過(guò)氧化氫水+氧氣13解析:(2)①實(shí)驗(yàn)甲發(fā)生的反應(yīng)為過(guò)氧化氫在二氧化錳作催化劑的條件下分解生成水和氧氣。序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡14②二氧化錳粉末與紅磚粉末對(duì)過(guò)氧化氫溶液分解具有相同的催化效果,你認(rèn)為此結(jié)論是否科學(xué)?

(填“是”或“否”)。理由是

。

序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡否實(shí)驗(yàn)溫度不同,沒(méi)有控制變量解析:②由表中甲乙實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,實(shí)驗(yàn)時(shí)除催化劑的種類不同,實(shí)驗(yàn)的溫度也不同,沒(méi)有控制變量,所以不能用于比較兩種催化劑的催化效果,故實(shí)驗(yàn)結(jié)論不科學(xué)。15③能說(shuō)明催化劑的催化效果與其形態(tài)有關(guān)的實(shí)驗(yàn)組合是

(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))。

序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡丙、丁解析:③丙和丁只有催化劑的形態(tài)不同,可以用于探究催化劑的催化效果與催化劑的形態(tài)有關(guān)。16④在一定溫度下,另取2g紅磚小顆粒,向其中加入8%的過(guò)氧化氫溶液20mL,繼續(xù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生氣泡的速率明顯比實(shí)驗(yàn)丙快。請(qǐng)分析可能的原因:

(至少寫兩條)。

序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡

在其他條件相同時(shí),紅磚小顆粒更多,催化效果更好;過(guò)氧化氫溶液濃度更高,反應(yīng)更快(或溫度更高,反應(yīng)更快)17解析:④新增實(shí)驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)丙對(duì)比變量為催化劑的質(zhì)量和過(guò)氧化氫溶液的濃度不同,(溫度也可能不同)所以造成產(chǎn)生氣泡速率明顯比實(shí)驗(yàn)丙快,可能是過(guò)氧化氫溶液濃度更高,使反應(yīng)更快;也可能是溫度更高,造成催化效果更好;或是紅磚小顆粒的質(zhì)量大,與過(guò)氧化氫溶液接觸更充分,使催化效果更好。序號(hào)催化劑溫度實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象甲二氧化錳粉末常溫持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)乙紅磚粉末60℃持續(xù)產(chǎn)生氣泡,速率適中,氣流平穩(wěn)丙紅磚小顆粒常溫緩慢,有少量氣泡逸出丁塊狀紅磚常溫十分緩慢,幾乎看不到氣泡185.“分解過(guò)氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”以及“尋找新的催化劑”研究性實(shí)驗(yàn),引起了化學(xué)探究小組的興趣。【提出問(wèn)題】氧化鐵(化學(xué)式Fe2O3)能否作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑?如果能,其催化效果如何?【實(shí)驗(yàn)探究】實(shí)驗(yàn)步驟

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①

,并分別在A、B兩支試管中插入帶火星的木條,觀察現(xiàn)象

A試管中

,帶火星木條復(fù)燃。

B試管中無(wú)明顯現(xiàn)象

分別量取5mL5%過(guò)氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管加入a克氧化鐵粉末產(chǎn)生大量氣泡續(xù)表實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象②待A試管中沒(méi)有現(xiàn)象發(fā)生時(shí),重新加入

,并把帶火星的木條伸入試管內(nèi),如此反復(fù)多次試驗(yàn),觀察現(xiàn)象

試管內(nèi)均產(chǎn)生大量氣泡。帶火星木條均復(fù)燃③將實(shí)驗(yàn)②中的剩余物小心過(guò)濾,并將所得濾渣進(jìn)行洗滌、干燥、

所得固體質(zhì)量仍為a克④取5mL5%過(guò)氧化氫溶液放入C試管中,向C試管中放入a克氧化鐵粉末;向D試管中加入

和

克二氧化錳粉末,觀察現(xiàn)象

現(xiàn)象略過(guò)氧化氫溶液稱量5mL5%過(guò)氧化氫溶液a1920【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】(1)實(shí)驗(yàn)②③證明:氧化鐵的

和

在反應(yīng)前后均沒(méi)有發(fā)生變化,可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑。

(2)寫出氧化鐵催化過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式:

。

【實(shí)驗(yàn)評(píng)論】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)④的目的是

。

質(zhì)量化學(xué)性質(zhì)過(guò)氧化氫水+氧氣比較二氧化錳與氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果21解析:探究氧化鐵能否作過(guò)氧化氫溶液分解的催化劑,需要設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證氧化鐵是否改變過(guò)氧化氫分解的速率,所以分別量取5mL5%過(guò)氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管加入a克氧化鐵粉末,在氧化鐵的催化作用下,過(guò)氧化氫迅速分解產(chǎn)生了大量的氧氣,所以觀察到A試管中產(chǎn)生大量氣泡,使帶火星木條復(fù)燃;向A試管再次加入過(guò)氧化氫溶液,驗(yàn)證氧化鐵是否還能改變反應(yīng)速率,化學(xué)性質(zhì)是否改變;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)④比較二氧化錳與氧化鐵對(duì)過(guò)氧化氫分解的催化效果,所以C、D兩個(gè)試管中過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量、濃度一樣,二氧化錳和氧