铭铭同学想通过实验来证明四氧化三铁可以作过氧化氢分解的催化剂这一个命题。
(1)请你帮助铭铭同学完成下列表格所示的探究实验:
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | 实验总结 | |
步骤一 | 取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中, 伸入带火星的木条 伸入带火星的木条 |
有少量气泡产生,木条不复燃 | 过氧化氢分解产生氧气,但是反应速率很慢 | 四氧化三铁是过氧化氢分解的催化剂 |
步骤二 | 取5mL5%的过氧化氢溶液于试管中,向其中加入 四氧化三铁或Fe3O4 四氧化三铁或Fe3O4 ,插入带火星的木条 |
有大量气泡产生 有大量气泡产生 ,木条复燃 |
四氧化三铁能加快过氧化氢的分解 |
H2O2H2O+O2
F
e
3
O
4
H2O2H2O+O2
。F
e
3
O
4
(3)小强同学认为仅由上述实验还不能完全得出表内的总结,他还补充设计了两个方面的探究实验,最终才完成了对该命题的实验证明。
第一方面补充的实验操作是
反应前后两次称量固体的质量
反应前后两次称量固体的质量
,其目的是 验证反应前后四氧化三铁的质量是否改变
验证反应前后四氧化三铁的质量是否改变
。第二方面的实验是利用“步骤二”反应后的固体剩余物继续实验,接下来的实验操作是
倾倒掉步骤二反应后的液体,向固体剩余物中重新加入过氧化氢溶液
倾倒掉步骤二反应后的液体,向固体剩余物中重新加入过氧化氢溶液
。(4)小强在进行实验时候发现试管内有许多水雾,由此推断过氧化氢分解是
放热
放热
反应(填“吸热”或“放热”)。在步骤二的装置中,利用图甲装置做实验时,带火星的木条难复燃,小强加装了一个U形管后(如图乙装置),带火星的木条较易复燃,乙装置中冰水的作用是 冷却水蒸气
冷却水蒸气
。
(5)铭铭由此还想到了一个问题:能使带火星的木条复燃的气体一定是纯氧气吗?
设计的实验如下:如丙图所示,按下表所示比例,用排水法收集部分氧气,分别得到五瓶空气和氧气的混合气体,进行木条复燃的实验。请你帮他将下表实验现象填写完全。
实验编号 | 空气体积分数 | 排水体积分数 | 带火星的木条复燃情况 |
1 | 85% | 15% | 火星稍变亮,不复燃 |
2 | 80% | 20% | 火星明亮,时燃时不燃 |
3 | 75% | 25% | 复燃 |
4 | 70% | 30% |
复燃 复燃
|
5 | 50% | 50% | 复燃 |
能使带火星的木条复燃的气体不一定是纯氧气
能使带火星的木条复燃的气体不一定是纯氧气
,根据表格信息,铭铭还能够粗略得出,氧气体积分数达到 40.75
40.75
%时一定能使带火星的木条复燃。【考点】判断某物质在化学反应中是否做催化剂;探究氧气的性质.
【答案】伸入带火星的木条;四氧化三铁或Fe3O4;有大量气泡产生;H2O2H2O+O2;反应前后两次称量固体的质量;验证反应前后四氧化三铁的质量是否改变;倾倒掉步骤二反应后的液体,向固体剩余物中重新加入过氧化氢溶液;放热;冷却水蒸气;复燃;能使带火星的木条复燃的气体不一定是纯氧气;40.75
F
e
3
O
4
【解答】
【点评】
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