实验室中常用分解过氧化氢来简便快速地制备氧气,化学小组进一步探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响,并进行了氧气性质实验。
(查阅资料)有些水果、蔬菜对过氧化氢的分解有催化作用。
(实验探究1)探究苹果和土豆对过氧化氢分解是否有催化作用及催化效果
各量取6mL5%的过氧化氢溶液,分别倒入1、2、3号三支试管中,取大小、形状基本相同的苹果块和土豆块,分别放入2、3号试管中,并把带火星的木条分别同时伸入三支试管内,观察现象并记录如下:
试管编号 | 1 | 2 | 3 | |
材料名称 | — | 苹果 | 土豆 | |
实验现象 | 反应速率 | 很慢 | 稍快 | 较快 |
产生气泡 | 很少 | 比1中多 | 较多 | |
复燃情况 | 不复燃 | 复燃 | 很快复燃 | |
实验结论 | ___ |
(实验探究2)探究浓度对过氧化氢分解速率的影响
取10mL30%的过氧化氢溶液三份,将其中两份分别稀释为不同浓度的溶液,同时测定收集到100mL氧气所用的时间,(其他实验条件均相同)记录如下:
实验编号 | 1 | 2 | 3 |
过氧化氢溶液浓度 | 5% | 15% | 30% |
所用时间(秒) | 205 | 25 | 3 |
实验结论 | ___ |
(实验探究3)用上述收集的氧气与不同物质进行反应,其中有一固体物质能在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体,该固体物质的名称为_____。
苹果、土豆对过氧化氢的分解均有催化作用,但催化效果不同或土豆催化效果较好 浓度越大,反应速率越快 硫
【分析】
过氧化氢在催化剂作用下生成水和氧气,硫在氧气中点燃生成二氧化硫。
【详解】
【实验探究1】苹果产生气泡比土豆少,加土豆很快复燃,则通过分析题表中的信息可以看出,苹果和土豆都能催化过氧化氢分解,但是土豆的催化效果较好。
【实验探究2】过氧化氢浓度越大,分解所用的时间越短,则通过分析题表中的数据可以看出,过氧化氢溶液浓度越大,所用时间越短,所以浓度越大,反应速率越快。
【实验探究3】 在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成具有刺激性气味的气体,故固体物质为硫。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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