为比较 Fe 3+ 和 Cu 2+ 对过氧化氢分解反应的催化效果,某同学设计了如图所示的实验( FeCl 3 溶液、 CuSO 4 溶液中都含有阴阳离子和水分子),有关实验有如下说法:
①过氧化氢中氧元素的化合价为 -1 价;
②若图 1 所示实验中反应速率为 ①>②,则一定说明 Fe 3+ 比 Cu 2+ 对 H 2 O 2 分解催化效果好;
③实验中可通过观察产生气泡快慢来比较反应速率;
④滴加 FeCl 3 或 CuSO 4 溶液后过氧化氢分解速率加快,则 FeCl 3 或 CuSO 4 是过氧化氢催化剂
以上说法不正确的是( )
A . ①② B . ①④ C . ②④ D . ③④
C
【详解】
①过氧化氢中氢显 +1 价,根据化合物中元素化合价之和为零,可知氧元素的化合价为 -1 价,故 ①正确;
②因二者所含的阴离子不同,要证明 Fe 3+ 比 Cu 2+ 对 H 2 O 2 分解催化效果好,还要使选择的试剂中阴离子种类相同,故 ②错误;
③反应的剧烈程度与实验现象有关,反应越剧烈,产生气体的速率越快,产生气泡越快,故③正确;
④证明氯化铁或硫酸铜是过氧化氢分解的催化剂,还需要验证质量和化学性质不变,故④错误。所以说法不正确的是②④。故选 C 。
【点睛】
催化剂和催化作用是初中化学中较难理解的两个基本概念,理解掌握催化剂 “一变,两不变”的特点是解题的关键。
过氧化氢制氧气 | 高锰酸钾制氧气 | |
药品和反应原理 | 2H2O22H2O+O2↑ | 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑ |
发生装置 | 固液常温型 |
固体加热型 |
收集装置 | 氧气可用排水法收集,也可用向上排空气法收集 | |
整体装置图 | ||
操作步骤 | ①检查装置气密性 ②再锥形瓶中装入二氧化锰 ③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞(长颈漏斗的下端一定在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中跑出来) ④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液 ⑤收集氧气 |
①检查装置气密性 ②将药品平铺在试管底部,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气,还要在管口放一小团棉花) ③将试管固定在铁架台上 ④点燃酒精灯,预热后加热试管 ⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体 ⑥收集完毕,先将导管移出水面 ⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气,用排水法收集,其操作步骤可概括为:“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。 |
注意事项 | ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可,否则不利于气体的导出。 ②用排水法收集氧气时,导管应刚伸人集气瓶口即可,过长不利于水的排出,气体不易收集满。 ③用向上排空气法收集氧气时,导管要伸入集气瓶的底部,否则不利于空气的排出,收集的气体不纯。 ④用长颈漏斗时,长颈漏斗末端应在液面以下,否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 |
①药品要平铺在试管底部,均匀受热。 ②试管口要略向下倾斜,防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气,遇冷凝结成水倒流回试管底部,使试管炸裂。 ③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。 ④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可,这样便于气体导出。 ⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。 ⑥加热时要先使试管均匀受热,然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。 ⑦用排水法收集气体时,应注意当气泡连续均匀冒出时再收集,否则收集的气体中混有空气,当集气瓶口有大盆气泡冒出时,证明已集满。 ⑧停止加热时,应先把导管从水里撤出,再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯,试管内气体温度降低,压强减小,水槽中的水就会被倒吸入热的试管内,使试管炸裂。 ⑨用高锰酸钾制氧气时,试管口要放一小团棉花,防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。 ⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放,因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度,正放可减少气体的逸散。 |
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