初中化學-催化劑和催化作用(探究)

2021-01-15 初中化學大師

氧氣的用途:供給呼吸、支持燃燒。

測試氧氣是否存在的方法:用帶火星的木條,看是否復燃:

【預備知識】實驗室可以用分解過氧化氫的方法製取氧氣。過氧化氫溶液在常溫下(或者光照條件下)可以分解放出氧氣,但是真正在做實驗的時候,通常還要向過氧化氫溶液中加入少量二氧化錳。

過氧化氫溶液是無色透明的溶液,是過氧化氫和水混合起來形成的。

二氧化錳是一種黑色粉末,表面上看有點像木炭粉。

我們用這種方法,製取一些氧氣,來測試它的相關性質,幫助我們更好地認識物質,以驗證猜想、認識世界、服務人類。

既然過氧化氫在添加了二氧化錳之後能夠生成氧氣,那麼,是過氧化氫與二氧化錳反應了嗎?還是二氧化錳也能釋放氧氣呢?

既然我們有了疑問,就要準備實驗了,但是科學探究中,並不是簡單的有疑問---做實驗,而是:

1提出問題或猜想

過氧化氫溶液,實際上是過氧化氫和水的混合物,所以,這個實驗涉及三種物質:

過氧化氫、水、二氧化錳。

既然我們做出了一些猜想,接下來就要設計實驗、做實驗、得出結論(驗證猜想是否成立)。

2設計實驗、實驗過程與相應結論

猜想a.二氧化錳本身能夠放出氧氣,加入它可以提高製取氧氣的速率;

加熱二氧化錳,並用帶火星的木條放在試管口,看是否復燃。

現象:帶火星的木條沒有復燃;

結論:二氧化錳本身不能放出氧氣,此猜想不成立。

猜想b.二氧化錳與水反應,生成氧氣

我們把二氧化錳和水真的混合:

結論:二氧化錳與水混合不能放出氧氣,猜想b不成立。

c. 二氧化錳作為反應物,可以與過氧化氫反應生成氧氣;

d.二氧化錳有特殊作用,可以加快過氧化氫的分解。

如果猜想C成立,那麼二氧化錳和過氧化氫反應一段時間之後,質量必然減小:所以我們把過氧化氫和二氧化錳在試管中混合,先用帶火星的木條測試:

現象:產生大量氣泡,帶火星的木條復燃;

但是我們無法直觀地觀察到二氧化錳是否減少,收集反應後的二氧化錳:

將溶液過濾,濾紙上會留下黑色物質,收集起來並稱量(這就要求這個實驗開始的時候也要稱量),這種方式比較準確,但是濾紙會有二氧化錳的粉末殘留;

之後重複上述實驗,即:再加過氧化氫溶液、用帶火星的木條測試,再加熱蒸發溶液,如此幾次,發現二氧化錳並未減少。

可見二氧化錳在過氧化氫分解過程中,質量和化學性質並未發生改變。

3催化劑

催化劑定義:在化學反應裡能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化的物質。催化作用:催化劑在化學反應中所起的作用

4小結

在過氧化氫溶液分解過程中,二氧化錳作為催化劑,可以加速過氧化氫溶液的分解,此過程中,二氧化錳的質量和化學性質都沒有發生改變。

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