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题型:实验探究题 题类: 难易度:普通

广西贵港市覃塘区2023-2024学年九年级上学期期中化学试题

某兴趣小组的同学对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究。

任务一 初识催化剂

(1)过氧化氢分解使用的催化剂在反应前后的质量和都没有发生变化。

任务二 探究影响过氧化氢分解快慢的因素

分别取5mL溶液进行实验,测定产生4mL所需时间,实验结果记录如下:

实验序号

溶液的溶质质量分数/%

温度/℃

粉末用量/g

反应时间/s

30

35

0

t

30

55

0

t

5

20

0.1

3

15

20

0.1

1

(2)对比①②可知,其他条件相同时,温度越高,过氧化氢分解越快,则(填“>”“=”“<”);

(3)能说明过氧化氢分解快慢与溶质质量分数有关的实验是(填实验序号),合理的结论是

任务三 探究过氧化氢制取氧气的适宜催化剂

实验方案:

Ⅰ.用、CuO、四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合,滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球,备用;

Ⅱ.取30粒含的海藻酸钠微球,采用下图甲装置进行实验.改用其他三种微球,分别重复上述实验,得到如图乙所示的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

(4)每次实验时,海藻酸钠微球数应相同的原因是

(5)用含的海藻酸钠微球进行实验,60s时压强瞬间回落,其原因是

(6)从实验曲线看,催化效果较好、反应温和的催化剂是(填化学式)。

(7)通过以上实验可得:过氧化氢分解的快慢受温度、浓度、等因素影响。

举一反三

铁是重要的金属材料,在生产、生活中有广泛的用途。

探究一 比较生铁、纯铁与稀盐酸反应的速率
各取1g生铁和纯铁与足量的相同质量分数的稀盐酸反应,生成H2的量如图1所示(A、B分别表示纯铁、生铁和盐酸反应产生的氢气质量)。
(1)铁与盐酸反应的化学方程式是{#blank#}1{#/blank#}(填序号).。
A.Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ B.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑ C.Fe+HCl=FeHCl
(2)从图1可知:生铁与稀盐酸反应的速率{#blank#}2{#/blank#}(填“大于”“小于”或“等于”)纯铁与稀盐酸反应的速率。
(3)图1中呈现出生铁生成的H2量少,其原因是:{#blank#}3{#/blank#}
探究二 温度对铁与盐酸反应速率的影响
请你设计一个简单的实验探究案{#blank#}4{#/blank#}
探究三 测定生铁中的含碳量
生铁中除铁外,还含有碳元素和硫元素。某兴趣小组设计图2所示的实验装置,测定生铁中的含碳量。

【查阅资料】资料1:SO2和CO2气体都能与澄清的石灰水反应生成沉淀。

资料2:SO2能和30%双氧水反应被吸收,CO2气体不与双氧水发生作用。
(4)实验过程中,该兴趣小组应注意的安全问题是{#blank#}5{#/blank#}(任写一种)。
(5)待C管的样品充分反应后,测得E中生成的沉淀为2g,请计算出生铁中的含碳量为{#blank#}6{#/blank#}%。
(6)若无D装置,所测定的含碳量将{#blank#}7{#/blank#}(填“偏高”、“偏低”或“不影响”)。

化学兴趣小组同学对双氧水的分解速率受外界条件的影响进行探究,其中CuO也可以作为双氧水分解的催化剂。

【提出问题】双氧水的分解速率受哪些外界条件的影响?

【猜想与假设】双氧水的分解速率受催化剂种类、H2O2溶液的浓度、反应温度等因素的影响。

【设计并实验】按如图1组装装置。

【实验一】在一定温度下,按下表添加物质,然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液,采集数据,得到如图2所示的装置内压强时间图像。

编号

抽滤瓶盛放物质

分液漏斗盛放溶液

无任何试剂

20mL4%的H2O2

0.2gMnO2粉末

20mL4%的H2O2

0.2gCuO粉末

20mL4%的H2O2

(1)为确保实验成功,加药品之前应进行的操作是{#blank#}1{#/blank#}。

(2)从实验一得出的实验结论:其他条件相同时,催化效果更好的是{#blank#}2{#/blank#}。

(3)在实验一中,三组实验最终产生的氧气质量应相等,理由是{#blank#}3{#/blank#}。

【实验二】在一定温度下,按下表添加物质,然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液,采集数据,得到如图3所示的装置内压强-时间图像。

编号

抽滤瓶盛放物质

分液漏斗盛放溶液

0.2gCuO粉末

20mL2%的H2O2

0.2gCuO粉末

20mL4%的H2O2

xgCuO粉末

20mL6%的H2O2

(4)实验二的目的是{#blank#}4{#/blank#}。

(5)编号③中x={#blank#}5{#/blank#}。

(6)根据图像分析,反应最快的一组实验编号是{#blank#}6{#/blank#}。

【实验三】将抽滤瓶分别放入不同水温的水槽中,按下表添加物质,然后打开分液漏斗活塞加入全部溶液,采集数据,得到如图4所示的装置内压强-时间图像。

编号

抽滤瓶盛放物质

分液漏斗盛溶液

水温

0.2gCuO粉末

20mL4%的H2O2

10℃

0.2gCuO粉末

20mL4%的H2O2

20℃

0.2gCuO粉末

20mL4%的H2O2

40℃

(7)小明分析压强变化,得出结论:其他条件相同,温度越高,H2O2分解越快,小红认为仅凭压强不足以得出此结论,你认为小红的依据是{#blank#}7{#/blank#}。

小焦同学用“双氧水”(过氧化氢溶液)冲洗伤口时,不小心将过氧化氢溶液滴到水泥地板上,发现有气泡产生。小焦与实验小组的同学们针对该现象进行了如下探究:

【查阅资料】氯化铁是水泥中常用的一种防水剂。

【提出问题】过氧化氢溶液接触到地板为什么会产生气泡?

【做出猜想】水泥中的氯化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂。

【实验验证】

实验操作

实验现象

实验结论

①向装有过氧化氢溶液的试管中,伸入带火星的木条

木条不复燃

氯化铁是过氧化氢溶液分解的催化剂

②向装有过氧化氢溶液的试管中加入少量氯化铁,再伸入带火星的木条

产生大量气泡,木条复燃

【交流讨论】

(1)小芳同学认为:仅凭上述实验不能证明氯化铁是过氧化氢分解的催化剂,还需要证明氯化铁在化学反应前后质量和{#blank#}1{#/blank#}不变。

(2)经过进一步实验证明:氯化铁能够做为过氧化氢溶液分解的催化剂,写出该反应的化学方程式{#blank#}2{#/blank#}。

【实验拓展】

过氧化氢溶液分解速率还与哪些因素有关﹖实验小组同学利用如图1、2连接所示实验装置探究过氧化氢溶液的浓度和催化剂的种类对过氧化氢溶液分解速率的影响。

实验序号

过氧化氢溶液的浓度/%

过氧化氢溶液的体积/mL

水槽中水的温度/℃

催化剂的种类

收集40mL氧气所用时间/s

1

5

x

20

时间较长

2

15

6

20

0.5g二氧化锰

12

3

5

6

20

0.5g二氧化锰

20

4

5

6

20

0.5g氯化铁

28

(3)实验1中应加入过氧化氢溶液的体积x是{#blank#}3{#/blank#}mL。

(4)通过实验2、3对比可知,可以得出{#blank#}4{#/blank#},过氧化氢溶液的分解速率越快。

(5)若要比较不同种类的催化剂对过氧化氢溶液分解速率的影响,可以选择对比的实验序号是{#blank#}5{#/blank#}。

(6)你认为过氧化氢溶液的分解速率还可能与哪些因素有关{#blank#}6{#/blank#}(填一种即可)。

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