学习了“双氧水制氧气使用二氧化锰作催化剂”后,化学课外活动小组对“寻找新的催化剂”很感兴趣,提出“硫酸铁能否做过氧化氢分解的催化剂”,并进行了如下探究。
【实验探究】小张同学设计了如下实验,得出了实验结论。
步骤一,取一支小试管,向其中加入2mL5%的过氧化氢溶液,试管中液体没有明显现象,将带有火星的木条置于试管口,木条不复燃。
步骤二,再向试管内加入少量硫酸铁固体,振荡,液体中有气泡冒出,同时溶液变成黄色,将带火星的木条再次置于试管口,木条复燃。
据此得出结论:硫酸铁能作为过氧化氢分解反应的催化剂。请写出该反应的化学方程式(1)2H2O2 Fe2(SO4)3 2H2O+O2↑2H2O2 Fe2(SO4)3 2H2O+O2↑。
【评价改进】大家交流后认为小张同学的结论不严谨,若要确定该实验结论正确,还需要证明硫酸铁的(2)质量和化学性质质量和化学性质在反应前后都没有发生改变。
【继续探究】小叶同学补做以下实验,进而确认了小张同学的实验结论。
步骤一:称取m1g硫酸铁固体加入到盛有25mL5%的过氧化氢溶液的烧杯中,搅拌至硫酸铁全部溶解,溶液中无气泡冒出。
步骤二:向上述烧杯中加入足量氢氧化钠溶液,搅拌至不再产生红褐色沉淀,静置。
步骤三:将烧杯内物质过滤、洗涤、干燥滤渣,称量滤渣的质量为m2g。
根据上述实验中m1:m2=(3)200:107200:107,证明反应前后铁离子没有发生变化;将实验方案中的氢氧化钠溶液换成(4)硝酸钡硝酸钡溶液,再次实验,证明反应前后硫酸根离子也没有发生变化。
【讨论交流】大家讨论后认为,还可以采取另一种方法获取上述实验结论:在小张同学实验的基础上,将小叶同学实验时步骤一烧杯中的溶液蒸发结晶、干燥得到的固体,再称其质量为(5)m1m1g,然后将固体加入5%的过氧化氢溶液中,仍然可以加速过氧化氢分解。
【拓展延伸】比较硫酸铁和二氧化锰对双氧水制氧气的催化效果,实验过程中下列不需要控制的条件是(6)DD(填序号)。
A.溶液的起始温度
B.催化剂的质量
C.溶液的质量分数
D.反应起始时间
F
e
2
(
S
O
4
)
3
F
e
2
(
S
O
4
)
3
【考点】催化剂的特点与催化作用.
【答案】2H2O2 2H2O+O2↑;质量和化学性质;200:107;硝酸钡;m1;D
F
e
2
(
S
O
4
)
3
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:67引用:1难度:0.5
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3.“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”.今年2月18日入夜,经过千余名人工增雨作业人员的奋力鏖战,天人戮力,一场久违的大雪降临河北大地,给这方焦渴的土地带来了生机和希望.其原理就是使用催化剂使云中的小水滴相互凝结,形成降雨(雪).目前,人工增雨使用的催化剂通常分为三类:第一类是可以大量产生凝结核或凝华核的碘化银等成核剂;碘化银(AgI)在高温下瞬间分解生成银单质和碘单质(I2)形成人工冰核使水汽凝聚形成冰晶.第二类是可以使云中的水分形成大量冰晶的干冰、液氮等制冷剂.第三类是可以吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂.
(1)下面关于这些催化剂描述不正确的是
A.干冰是氧化物
B.液氮是绿色增雨剂对环境无污染
C.在增雨过程中液氮和干冰只发生了物理变化
D.液氮是一种溶液,降落的雨滴中将含有大量的液氮
(2)写出碘化银分解的化学方程式
(3)干冰和液氮可以使云中的水分形成大量冰晶的原理是发布:2025/1/4 8:0:1组卷:8引用:1难度:0.7