Question

【題目】某研究小組對(duì)過氧化氫溶液制取氧氣進(jìn)行如下探究：

實(shí)驗(yàn)一：氧氣制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

(1)現(xiàn)有如下裝置

①實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫溶液制氧氣的化學(xué)方程式為______________________，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置和收集裝置分別是____________(填標(biāo)號(hào)，下同)和____________。

②檢查B裝置氣密性的操作是_____________________________。

③用收集的氧氣進(jìn)行“鐵絲在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象是_______________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。

實(shí)驗(yàn)二：探究H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液pH、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

(2)設(shè)計(jì)如下表實(shí)驗(yàn)方案：

①實(shí)驗(yàn)1~3的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>_____________________。

②a=____________；b=___________。

實(shí)驗(yàn)三：探究制取氧氣的適宜催化劑

(3)實(shí)驗(yàn)方案如下：

I．用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球，備用。

II．取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球，采用左下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。改用其他三種微球，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到右下圖的錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線圖。

①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因________________________________。

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s時(shí)壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是____________。

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是___________________。

Answer 1

【答案】 2H2O2MnO22H2O+O2↑ B D或E 用止水夾夾住橡膠管，往長頸漏斗中加水形成一段水柱，觀察水柱是否變化（或其他合理答案） 火星四射，生成一種黑色固體 3Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4 探究溶液的pH對(duì)反應(yīng)速率的影響 a=15，b=20 或a=30，b=30 確保催化劑用量一致 產(chǎn)氣速率過快，導(dǎo)致氣壓過大，橡膠塞被彈出（或其他合理答案） CuO

【解析】(1) ①根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣解答；根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)、反應(yīng)條件和生成氧氣的密度和溶解性解答；②根據(jù)用止水夾夾住橡膠管，往長頸漏斗中加水形成一段水柱，觀察水中柱是否變化解答；③根據(jù)鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成一種黑色固體解答；(2)根據(jù)控制變量法分析解答；(3) ①根據(jù)確保催化劑用量一致解答；②根據(jù)壓強(qiáng)瞬間回落可能是裝置內(nèi)壓強(qiáng)與外界壓強(qiáng)趨于一致分析解答；③根據(jù)實(shí)驗(yàn)曲線分析解答。(1) ①過氧化氫在二氧化錳的催化下分解生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H2O2MnO22H2O+O2↑；反應(yīng)物是固體和液體混合，反應(yīng)在常溫下進(jìn)行，故應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是B；由于氧氣的密度比空氣大不易溶于水，可以選擇向上排空氣法或排水法收集，可選擇的收集裝置是D或E；②檢查B裝置氣密性的操作是用止水夾夾住橡膠管，往長頸漏斗中加水形成一段水柱，觀察水柱是否變化；③用收集的氧氣進(jìn)行“鐵絲在氧氣中燃燒”的實(shí)驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象是火星四射，生成一種黑色固體，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+2O2點(diǎn)燃Fe3O4；(2) ①由表中數(shù)據(jù)可知，過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，反應(yīng)溫度相同，溶液的pH不同，故實(shí)驗(yàn)1~3的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄咳芤旱?/span>pH對(duì)反應(yīng)速率的影響；②對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)4、5，若控制的變量為溫度，則a=15，b=20；（或若控制的變量為H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)則a=30，b=30）；(3) ①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因是確保催化劑用量一致；②用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s時(shí)壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是產(chǎn)氣速率過快，導(dǎo)致氣壓過大，橡膠塞被彈出；③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是CuO。