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某实验小组探究红砖粉末是否是过氧化氢分解反应的催化剂,设计了如下实验并进行探究。请回答下列问题。 实验步骤 现象 结论 ①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管 木条不复燃 常温下过氧化氢分解得很慢或不分解 ②向上述试管中加入0.2g红砖粉末,然后将带有火星的木条插入试管 木条复燃 红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂 ③待上述试管中的反应停止时,重新加入过氧化氢溶液,并把带有火星的木条插入试管 木条复燃 在化学反应前后,红砖粉末的质量没有改变,进一步说明红砖粉末是催化剂 (1)请判断上述各步实验设计和结论是否合理,并说明理由。(2)如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果 ____ ,则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂。

某实验小组探究红砖粉末是否是过氧化氢分解反应的催化剂,设计了如下实验并进行探究。请回答下列问题。
实验步骤 现象 结论
①将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管 木条不复燃 常温下过氧化氢分解得很慢或不分解
②向上述试管中加入0.2g红砖粉末,然后将带有火星的木条插入试管 木条复燃 红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂
③待上述试管中的反应停止时,重新加入过氧化氢溶液,并把带有火星的木条插入试管 木条复燃 在化学反应前后,红砖粉末的质量没有改变,进一步说明红砖粉末是催化剂
(1)请判断上述各步实验设计和结论是否合理,并说明理由。
(2)如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果 ____ ,则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂。

题目解答

答案

解:(1)②中存在的问题是:根据木条复燃不能得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率;
③中存在的问题是:该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变;
故答案为:②中存在的问题是:根据木条复燃不能得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率;
③中存在的问题是:该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变;
(2)能改变其他物质的化学反应速率,而其质量与化学性质在反应前后保持不变的物质是该反应的催化剂。如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果固体质量为0.2g,则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂;故答案为:固体质量为0.2g。

解析

步骤 1:实验步骤①的分析
实验步骤①中,将带有火星的木条插入盛有过氧化氢溶液的试管,木条不复燃,说明常温下过氧化氢分解得很慢或不分解。这个结论是合理的,因为过氧化氢在常温下分解速率很慢,不足以使木条复燃。
步骤 2:实验步骤②的分析
实验步骤②中,向上述试管中加入0.2g红砖粉末,然后将带有火星的木条插入试管,木条复燃。这个结论是不合理的,因为根据木条复燃不能直接得出红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,只能得出红砖粉末可以加快过氧化氢的分解速率。
步骤 3:实验步骤③的分析
实验步骤③中,待上述试管中的反应停止时,重新加入过氧化氢溶液,并把带有火星的木条插入试管,木条复燃。这个结论是不合理的,因为该实验过程是证明红砖粉末的化学性质没有改变,不能证明其质量没有改变。
步骤 4:实验步骤④的分析
如果要证明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂,还需要增加一个实验:将上述实验后的剩余固体分离、洗净、干燥后称量。如果固体质量为0.2g,则说明红砖粉末是过氧化氢分解反应的催化剂。这是因为催化剂在化学反应前后质量不变,且能改变其他物质的化学反应速率。

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