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科学兴趣小组学习了二氧化锰(MnO2)催化分解过氧化氢的实验后,进行如下实验.(一)选择装置并检查气密性.(二)称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中.(三)量取50毫升溶质质量分
1人问答
问题描述:

科学兴趣小组学习了二氧化锰(MnO2)催化分解过氧化氢的实验后,进行如下实验.

(一)选择装置并检查气密性.

(二)称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中.

(三)量取50毫升溶质质量分数约1%的过氧化氢溶液加入容器中,记录一定时间内收集到的气体体积.

(四)改变二氧化锰的质量,重复上述实验,记录数据如表.

时间/秒生成氧气的体积/毫升
0.1克MnO20.2克MnO20.3克MnO20.4克MnO2
4049617586
8077879092
12089929292
16092929292
(1)本实验探究的问题是___.

(2)实验中除了量筒外,还需要用到的测量仪器有___.

(3)为完成本实验,应选择如图气体发生和收集装置中的组合是___.做完“铁在氧气里燃烧”实验后,小冬同学有两个疑惑不解的问题,于是她进行了以下探究活动,请你一同参与.

[问题1]铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还有没有铁呢?

[查阅资料1]自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4(黑色)和Fe2O3(红棕色)两种(FeO极易被氧化为Fe2O3);铁的氧化物均能溶于酸的溶液不产生气体,而铁能溶于酸的溶液但会放出气体.

[实验探究]:将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入盐酸中,观察到的现象是___,说明铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁.

[问题2]铁燃烧的产物为什么不是Fe2O3呢?

[查阅资料2]:(1)Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点见表:

Fe3O4Fe2O3铁
分解温度/℃15381400-
熔点/℃--1535
(1)Fe2O3高温时分解成Fe3O4.

[理论探讨]:根据实验现象,并结合表中数据,可推知铁在氧气里燃烧时产生的高温应在___之间,在此温度范围内Fe2O3已分解,所以铁在氧气里燃烧的产生是Fe3O4.

[拓展延伸]:有些超市的食品密封包装盒的透明盖内放有黑色的FeO粉末,若粉末的颜色___,就说明包装盒破损进气,这样售货员就能及时发现并处理.写出该反应的化学方程式___.

陈山回答:
  (1)从题干中提供的信息可知,所用过氧化氢溶液的量和质量分数都是相同的,只是三次加入的二氧化锰的量不同,并且记录了在不同量二氧化锰的条件下,不同时间生成的氧气的量.可见此实验探究达到问题是:二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响.   (2)实验中要称取二氧化锰,所以要用到天平;并要计时,所以用秒表.   (3)过氧化氢溶液和二氧化锰反应是固体和液体的不加热反应,可用装置B完成;氧气密度大于空气密度,并且不易溶于水,所以可用向上排空气法和排水法收集,要记录一定时间内收集到的气体体积,所以用C合适.   【实验探究】:要想证明,铁燃烧时溅落下来的黑色物质中还含有铁,可以将冷却后的黑色物质碾碎,装入试管,加入稀盐酸或硫酸铜等溶液,如果出现冒气泡、生成红色固体等现象,就证明黑色物质中还含有铁.   【理论探讨】:根据Fe3O4和Fe2O3的分解温度、铁的熔点,首先铁需要在融化状态下反应,所以应该是高于1535℃,其次是要防止四氧化三铁分解,所以温度应该是低于1538℃,所以应该控制温度在l535℃~l538℃,这时Fe2O3的分解温度低,已经分解了,铁在氧气里燃烧的产生是只有Fe3O4.   【拓展延伸】:(1)在集气瓶底部放少量的水或沙子,就能防止热的固体溅落炸裂集气瓶;   (2)已知反应物和生成物,写出反应方程式即可:氧化铁四氧化三铁+氧气;   (3)如果包装盒破损进气,空气中的氧气就把氧化亚铁氧化,黑色就变成红棕色氧化铁;该反应的化学方程式为:FeO+O2=Fe2O3   故答案为:(1)二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响.   (2)天平、或秒表.   (3)BC.   [实验探究]:冒气泡(或生成红色固体);   【理论探讨】l535℃~l538℃;FeO+O2=Fe2O3.
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