分解過氧化氫製取氧氣中二氧化錳的作用

2020-12-23 初中化學大師

實驗活動目的:

1.通過科學探究加深對催化劑的概念的理解。

2.初步學習控制條件和對比的實驗探究方法。

實驗活動準備:

查詢課本或上網百度有關資料,了解催化劑的概念。

(1)檢驗氧氣的方法是:

(2)向試管傾倒少量液體時,打開細口瓶的塞子, 在桌面,手拿細口瓶,標籤 。另一隻手拿試管的 ,細口瓶口與試管口緊挨,慢慢傾倒。完成後蓋好瓶塞,標籤 ,放回原處。

(3)用膠頭滴管吸取並滴加液體時,吸液時,要在空氣中 ,再伸入液體內鬆手吸液。滴加液體時要 ,不能伸入試管中;用過的滴管要 ,放在潔淨的燒杯中。

實驗活動用品:

儀器:試管、酒精燈、膠頭滴管、藥匙、火柴、小木條

藥品:5%的過氧化氫溶液、二氧化錳

實驗過程和方法:

1.提出問題:用過氧化氫溶液制氧氣時加入二氧化錳起什麼作用?

2.作出猜想:

①改變反應速率,化學性質

②改變反應速率,化學性質

3.實驗驗證:

4.分析與討論:

(1)通過實驗(1)和(2)的比較可以發現,過氧化氫溶液在常溫下是能分解的,只是 ;當加入二氧化錳時,過氧化氫的 。可見,二氧化錳能提高過氧化氫的分解速率。

(2)通過實驗(3)可以發現,二氧化錳能反覆使用,由此可以判斷,其 。

(3)上述實驗能不能判斷反應前後二氧化錳的質量有沒有發生改變?如何如證明呢?

(4)經測定,反應前後二氧化錳質量不變。

5.得出結論:

(1)二氧化錳在本反應中改變化學反應速率,而本身的質量和化學性質沒有改變。所以說,二氧化錳是過氧化氫制氧氣的催化劑。實驗室用過氧化氫制氧氣的化學反應文字表達式為: 。

(2)證明一種物質是某個反應的催化劑,應從三個方面去探究:

①證明該物質在反應中能 ;

②證明該物質在反應前後 不變;

③證明該物質在反應前後 不變。

【反思與交流】

1.用過氧化氫製取氧氣時,還可用什麼代替二氧化錳作催化劑?

2.有同學將少量新鮮豬肝放入盛有過氧化氫溶液的燒杯中,發現產生大量氣泡,將帶火星的木條伸到燒杯口,發現木條復燃了。他得出結論,豬肝也可作過氧化氫分解的催化劑。你認為該同學的說法對不對?為什麼?

【鞏固練習】

1.學習了MnO2對過氧化氫分解有催化作用的知識後,某同學想:CuO能否起到類似MnO2的催化劑作用呢?於是進行了以下探究。

【猜想】

Ⅰ、CuO不是催化劑、也不參與反應,反應前後質量和化學性質不變;

Ⅱ、CuO參與反應產生O2反應前後質量好化學性質發生了改變;

Ⅲ、CuO是反應的催化劑,反應前後 。

【實驗】用天平稱量0.2gCuO,取5mL5%的過氧化氫溶液於試管中,進行如下實驗:

(1)填寫下表:

(2)步驟①的目的是 。

(3)步驟④需用到的實驗儀器:鐵架臺(帶鐵圈)、漏鬥、燒杯、 。

(4)過氧化氫能被CuO催化分解放出O2的文字表達式式為 。

【拓展】要探究步驟⑤做過催化劑的CuO其它化學性質,還應補做的實驗是 。(寫一種)。

2.科學探究是奇妙的過程,請你一起參與實驗探究,並填寫下列空白:

(1)[提出問題]小松同學用「雙氧水」(過氧化氫溶液)清洗傷口時,不小心將過氧化氫溶液滴到水泥板上,發現有大量氣泡產生。小松聯想到自己曾經用二氧化錳做過氧化氫分解的催化劑,他想,水泥塊能否也可作過氧化氫分解的催化劑呢?於是他到附近建築工地取回一些小水泥塊,並用蒸餾水浸泡,衝洗 、乾燥,並進行以下探究。

(2)[猜想]水泥塊能作過氧化氫分解的催化劑。

(3)[實驗驗證]

(4)[結論]水泥塊能加快過氧化氫的分解速率,故水泥塊能作過氧化氫的催化劑。

(5)[討論與反思]小芳認為:僅憑上述兩個實驗還不能證明水泥塊為過氧化氫分解的催化劑,她覺得需要增加一個探究實驗:

探究 。

[實驗步驟1]

①準確稱量水泥塊的質量;

②完成實驗二;

③待反應結束,將實驗二試管裡的物質進行過濾,洗滌, , ,與①對比反應前後水泥塊的質量。

[分析]如果水泥塊反應前後質量不變,則說明水泥塊可以作為過氧化氫分解的催化劑。

但小華認為,要證明小松的猜想,小芳的補充實驗還是不足夠,還需要再補充一個探究實驗:探究 。

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