Question

18．實驗探究一：課本第二單元課后作業(yè)中有“尋找新的催化劑”的探究內(nèi)容，實驗中學探究小組據(jù)此設(shè)計了如下探究方案．
【提出問題】紅磚粉末能否作為過氧化氫溶液分解的催化劑？如果能，效果如何？
【實驗探究】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
Ⅰ．	A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體	①產(chǎn)生的氣體是氧氣 ②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率
Ⅱ．向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣	①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體 ②濾渣質(zhì)量等于ag	紅磚粉末的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑
Ⅲ．	兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快	紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好

【拓展應用】
己知CuSO₄也可作為過氧化氫分解的催化劑．向101.2g一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液中加入2g CuSO₄粉末，充分反應后得到溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為2%的溶液，則生成氧氣3.2g．
實驗探究二：實驗室中的試劑一般要密封保存，否則可能會與空氣接觸而變質(zhì)．淅河中學化學學習小組發(fā)現(xiàn)一瓶未密封的氫氧化鉀固體，對其是否變質(zhì)進行探究．
【提出猜想】1．未變質(zhì)   2．部分變質(zhì)   3．完全變質(zhì)
【查閱資料】KOH與NaOH性質(zhì)類似，也能與CO₂反應而變質(zhì)．寫出KOH變質(zhì)的化學方程式為2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
【設(shè)計實驗】
（l）取少量樣品于試管中配成溶液，滴加足量稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則猜想1不成立．
（2）準確稱取一定質(zhì)量的固體樣品，放在如圖所示裝置中進行實驗，根據(jù)CO₂的體積和密度計算變質(zhì)產(chǎn)物的質(zhì)量，從而確定變質(zhì)情況，你認為這個方案是否可行，并說明理由不可行，因為二氧化碳能夠溶于水，并且能和水反應生成碳酸．
（3）請你另外設(shè)計一個方案，進一步探究變質(zhì)情況

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入足量水溶解，加入足量的氯化鈣溶液，靜置后滴加酚酞試液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液變紅色	猜想2成立

Answer 1

分析 實驗探究一：
過氧化氫分解生成水和氧氣，氧氣能使帶火星的木條復燃；
催化劑在反應前后的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不變；
根據(jù)實驗結(jié)論可以判斷實驗現(xiàn)象；
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計算反應生成氧氣的質(zhì)量；
實驗探究二：
氫氧化鉀和二氧化碳反應生成碳酸鉀和水；
碳酸鉀能和稀鹽酸反應生成氯化鉀、水和二氧化碳；
二氧化碳能夠溶于水，能和水反應生成碳酸；
碳酸鉀能和氯化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鉀；
氫氧化鉀溶液顯堿性，能使酚酞試液變紅色．

解答 解：實驗探究一：
A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體，①產(chǎn)生的氣體是氧氣，②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率；
向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣，①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體，②濾渣質(zhì)量等于ag，紅磚粉末的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑；
兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快，紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好，實驗過程如下表所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論及解釋
Ⅰ．	A中無明顯現(xiàn)象，B中產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體	①產(chǎn)生的氣體是氧氣 ②紅磚粉末能改變過氧化氫分解速率
Ⅱ．向B試管中重新加入5%的過氧化氫溶液，反應停止后過濾、洗滌、干燥、稱量濾渣	①又產(chǎn)生大量能使帶火星木條復燃的氣體 ②濾渣質(zhì)量等于ag	紅磚粉末的質(zhì)量和化學性質(zhì)在反應前后均沒有發(fā)生變化，能作過氧化氫分解的催化劑
Ⅲ．	兩試管中均產(chǎn)生氣泡且加入二氧化錳的試管中產(chǎn)生氣泡的速率比加入紅磚粉末的快	紅磚粉末的催化效果沒有二氧化錳粉末好

【拓展應用】
設(shè)生成氧氣質(zhì)量為x，根據(jù)題意有：$\frac{2g}{101.2g+2g-x}$×100%=2%，
x=3.2g，
故填：3.2．
實驗探究二：
【查閱資料】KOH與NaOH性質(zhì)類似，也能與CO₂反應生成碳酸鉀和水，KOH變質(zhì)的化學方程式為：2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
故填：2KOH+CO₂═K₂CO₃+H₂O．
【設(shè)計實驗】
（l）取少量樣品于試管中配成溶液，滴加足量稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說明溶液中含有碳酸鉀，氫氧化鉀已經(jīng)變質(zhì)，則猜想1不成立
故填：1．
（2）這個方案不可行，這是因為二氧化碳能夠溶于水，能和水反應生成碳酸，會導致測定的二氧化碳質(zhì)量偏小，從而導致測定的碳酸鉀質(zhì)量分數(shù)偏�。�
故填：不可行，因為二氧化碳能夠溶于水，并且能和水反應生成碳酸．
（3）實驗方案如下表所示：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量樣品于試管中，加入足量水溶解，加入足量的氯化鈣溶液，靜置后滴加酚酞試液	產(chǎn)生白色沉淀，溶液變紅色	猜想2成立

點評 合理設(shè)計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎(chǔ)．