實(shí)驗(yàn)小組研究不同催化劑對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響。
【查閱資料】i.MnO2、FeCl3均可作為加快過(guò)氧化氫分解速率的催化劑。
ii.錐形瓶?jī)?nèi)氧氣濃度達(dá)到最大值時(shí),表明過(guò)氧化氫已完全分解。
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】組裝圖1所示裝置(夾持儀器已略),經(jīng)檢驗(yàn),裝置的氣密性良好。
實(shí)驗(yàn)1:比較催化劑種類對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如表所示,在錐形瓶中放入催化劑,用注射器推入過(guò)氧化氫溶液,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),氧氣濃度傳感器的數(shù)據(jù)如圖2所示。
序號(hào) | 藥品 | |
實(shí)驗(yàn)1-1 | 3mL、5%過(guò)氧化氫溶液 | 0.03gMnO2固體 |
實(shí)驗(yàn)1-2 | 3mL、5%過(guò)氧化氫溶液 | 0.03gFeCl3固體 |
【解釋與結(jié)論】
(1)用MnO2催化過(guò)氧化氫反應(yīng)的化學(xué)方程式為
2H2O2 2H2O+O2↑
M
n
O
2
2H2O2 2H2O+O2↑
。M
n
O
2
(2)為達(dá)成實(shí)驗(yàn)1的目的,需要被控制成相同的變量有:過(guò)氧化氫溶液的濃度、過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量和
催化劑的質(zhì)量、反應(yīng)溫度
催化劑的質(zhì)量、反應(yīng)溫度
。(3)依據(jù)實(shí)驗(yàn)1的數(shù)據(jù)可推知MnO2催化過(guò)氧化氫分解的速率大于FeCl3,其證據(jù)是
加入二氧化錳的過(guò)氧化氫溶液,產(chǎn)生氣體的時(shí)間快
加入二氧化錳的過(guò)氧化氫溶液,產(chǎn)生氣體的時(shí)間快
。實(shí)驗(yàn)2:繼續(xù)探究FeCl3質(zhì)量對(duì)過(guò)氧化氫分解速率的影響。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如下表所示,在錐形瓶中放入FeCl3,用注射器推入5%過(guò)氧化氫溶液,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
序號(hào) | FeCl3質(zhì)量 | 過(guò)氧化氫溶液體積 | 過(guò)氧化氫完全分解所用時(shí)間 |
2-1 | 0.03g | 3mL | 61s |
2-2 | 0.04g | 3mL | 56s |
2-3 | 0.05g | 3mL | 49s |
隨著催化劑用量的增加,反應(yīng)速率加快
隨著催化劑用量的增加,反應(yīng)速率加快
。【反思與評(píng)價(jià)】(5)實(shí)驗(yàn)小組用實(shí)驗(yàn)1-2的方案制備氧氣,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率偏慢。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論,請(qǐng)你寫出一條可采取的改進(jìn)措施
增加過(guò)氧化氫溶液濃度或?qū)㈠F形瓶放入熱水中
增加過(guò)氧化氫溶液濃度或?qū)㈠F形瓶放入熱水中
。【答案】2H2O2 2H2O+O2↑;催化劑的質(zhì)量、反應(yīng)溫度;加入二氧化錳的過(guò)氧化氫溶液,產(chǎn)生氣體的時(shí)間快;隨著催化劑用量的增加,反應(yīng)速率加快;增加過(guò)氧化氫溶液濃度或?qū)㈠F形瓶放入熱水中
M
n
O
2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/10/20 12:0:2組卷:4引用:1難度:0.5
相似題
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1.Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水。其原理是利用Fe2+和H2O2的反應(yīng)產(chǎn)生能降解污染物的活性成分?,F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p-CP,探究有關(guān)因素對(duì)降解反應(yīng)速率的影響。實(shí)驗(yàn)探究:控制p-CP的初始濃度相同,實(shí)驗(yàn)溫度恒定在25℃或40℃(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表)。
(1)請(qǐng)結(jié)合上述介紹將表中空格補(bǔ)充完整。實(shí)驗(yàn)編號(hào) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/td> 溫度/℃
pH濃度/(mg?L﹣1) H2O2 Fe2+ ① 為②③提供參照 25 3 204 16.8 ② 探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響
3 204 16.8 ③ 探究溶液pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響 25 10 204 16.8
(3)為測(cè)定不同時(shí)間內(nèi)有機(jī)物降解的濃度,需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣,并使所取樣品中的降解反應(yīng)立即停止下來(lái)。根據(jù)本題信息,將樣品從反應(yīng)器中取出后應(yīng)立即將其放入某藥品中,反應(yīng)會(huì)迅速停止,該藥品可能是
A鹽酸溶液 B氫氧化鈉溶液 C稀硫酸溶液 D碳酸鈉溶液發(fā)布:2024/11/25 8:0:2組卷:3引用:0難度:0.3 -
2.據(jù)圖1裝置圖回答問(wèn)題
(1)甲同學(xué)用氯酸鉀和二氧化錳共熱制備和收集氧氣,他應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是
(2)該同學(xué)用如圖2所示的方法進(jìn)行氣密性檢查,如果裝置不漏氣,可以看到
(3)因?yàn)檠鯕獾拿芏缺瓤諝獾纳源?,所以還可以選用
(4)老師提醒可以用F(萬(wàn)能瓶)來(lái)收集氣體,則甲同學(xué)應(yīng)將發(fā)生裝置的導(dǎo)管與F的導(dǎo)管
(5)乙同學(xué)稱取一定質(zhì)量的KMnO4固體放入大試管中,將溫度控制在250℃加熱制取O2.實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí),這位同學(xué)發(fā)現(xiàn)用排水法收集到的O2大于理論產(chǎn)量.針對(duì)這一現(xiàn)象,同學(xué)們進(jìn)行了如下探究:
【提出猜想】猜想Ⅰ:反應(yīng)生成的二氧化錳(MnO2)分解放出O2;
猜想Ⅱ:反應(yīng)生成的錳酸鉀(K2MnO4)分解放出O2;
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】同學(xué)們分成兩組,分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
第一組同學(xué)取一定質(zhì)量的MnO2,在250℃條件下加熱一段時(shí)間,冷卻后測(cè)得MnO2的質(zhì)量不變,則猜想
第二組同學(xué)取K2MnO4在250℃條件下加熱,沒(méi)有用測(cè)定質(zhì)量的方法得出了猜想Ⅱ正確的結(jié)論.該組同學(xué)選擇的實(shí)驗(yàn)方法是
【拓展延伸】實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),KClO3固體加熱制取O2的反應(yīng)速率很慢,但如果將KMnO4固體與KClO3固體混合加熱,則KClO3的分解速率大大加快,請(qǐng)說(shuō)明KMnO4在KClO3的分解反應(yīng)中是否作催化劑,為什么?
(6)丙同學(xué)選擇用雙氧水和二氧化錳混合來(lái)制氧氣,則他應(yīng)選用的氣體發(fā)生裝置是
通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,可知,過(guò)氧化氫分解制氧氣的化學(xué)反應(yīng)速率與實(shí)驗(yàn)
序號(hào)H2O2溶液濃度% H2O2溶液體積/mL 溫度℃ MnO2用量/g 收集到的
氧氣體積/mL反應(yīng)所需的
時(shí)間/s① 5 1 20 1 30.29 ② 5 1 20 0.1 4 16.75 ③ 15 1 20 0.1 4 6.04 ④ 30 1 55 2 10.76 發(fā)布:2024/12/18 8:0:1組卷:11引用:2難度:0.5 -
3.下列探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)方案正確的是( ?。?br />
選項(xiàng) 影響因素 實(shí)驗(yàn)方案 A 接觸面積 將1g塊狀石灰石和20mL10%的稀鹽酸、1g粉末狀石灰石與20mL10%的稀硫酸混合,比較產(chǎn)生氣泡的快慢 B 催化劑的種類 將0.5g二氧化錳、1g氧化鐵分別與10mL6%的過(guò)氧化氫溶液混合,比較產(chǎn)生氣泡的快慢 C 反應(yīng)物的種類 分別將木炭在空氣中、氧氣中燃燒,比較反應(yīng)的劇烈程度 D 反應(yīng)物的性質(zhì) 分別用酒精燈加熱表面積相同的鎂片和鐵片,比較在空氣中能否被點(diǎn)燃 發(fā)布:2024/12/25 13:0:1組卷:104引用:4難度:0.7
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