Hola, pues ya he resuelto el tema, pongo como lo he resuelto aquí por si a alguien le pasa alguna vez:
Código PHP:
$palabras[$i]=str_replace("$palabras[$i]","<strong>$palabras[$i]</strong>","$palabras[$i]");
Mi problema estaba en que no usaba bien la funcion str_replace
un saludo