Question

【題目】某小組對H2O2溶液制取氧氣進(jìn)行了如下探究：

【探究一】：探究不同催化劑對H2O2分解快慢的影響

該小組采用了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中催化劑均為0.4g，H2O2溶液濃度均為10％20mL，在C框中連接導(dǎo)管和量筒，并測量收集到50mL水時(shí)的某項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后的數(shù)據(jù)如下表：

催化劑種類	氣體產(chǎn)生速率(mL/s)
二氧化錳	3.5
氧化銅	4.5
活性炭	5.8

(1)檢查A裝置氣密性的方法是：用彈簧夾夾住A裝置右側(cè)導(dǎo)氣管，打開①的兩個(gè)活塞，向其中加水，若___________，則氣密性良好。

(2)C框內(nèi)選用C1或C2裝置，對該探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論有無影響______。

(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：相同條件下表中催化劑的催化效果由強(qiáng)到弱依次為________。

(4)該探究實(shí)驗(yàn)中，需要測定的數(shù)據(jù)是____________。

(5)當(dāng)量筒中收集到50mL水時(shí)，雙氧水分解出的氧氣體積______50mL(填“大于”、“等于”、“小于”)。

【探究二】：探究H2O2溶液濃度對分解速率的影響

如圖：在250mL三頸瓶中，加入MnO2均為0.5g，在恒壓漏斗中加入不同濃度的H2O2溶液各20mL分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并用溫度傳感器測量并繪制出瓶內(nèi)溫度與時(shí)間關(guān)系圖。如下圖所示。

再將該裝置的三頸瓶浸入水浴池中(該池可使瓶內(nèi)的溶液溫度恒定在20℃)，用上述實(shí)驗(yàn)中相同量的各物質(zhì)重復(fù)上述實(shí)

驗(yàn)，用氣壓傳感器測量并繪制出瓶內(nèi)氣壓與時(shí)間關(guān)系圖。如下圖所示。

(6)實(shí)驗(yàn)中，恒壓漏斗的作用是__________。

(7)由圖1知道：H2O2溶液分解時(shí)會(huì)_________熱量(填“放出”或“吸收”)。

(8)由圖2知道： H2O2溶液濃度越高，其分解反應(yīng)速率越______(填“快”或“慢”)，以10％H2O2溶液為例，20S后三頸瓶內(nèi)氣壓約由高緩慢降低的原因是_________。

(9)影響H2O2溶液分解速率的因素，除了催化劑的種類、H2O2溶液濃度外，還可能有的因素如：__________(請寫出一種)。

Answer 1

【答案】 一段時(shí)間后，漏斗中的水不滴下(或漏斗下管口有水柱) 無 活性炭＞CuO＞MnO2 收集50mL氧氣所需的時(shí)間 小于 使恒壓漏斗與三頸瓶內(nèi)氣壓相等，便于H2O2溶液自行下滴 放出 快 20S反應(yīng)結(jié)束，放熱停止，但隨著裝置散熱，溫度會(huì)下降，使得三頸瓶內(nèi)氣壓開始緩慢減小 催化劑的用量、催化劑顆粒大小或過氧化氫溶液的溫度(寫溶液的壓強(qiáng)不得分)

【解析】 (1)探究有氣體參與的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要檢查裝置的氣密性，檢查A裝置氣密性的方法是夾住右側(cè)導(dǎo)氣管，打開①的兩個(gè)活塞，向其中加水，若水不滴下(或漏斗下管口有水柱)，則氣密性良好；(2)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體把B中的水壓入量筒中，選用C1或C2裝置，對該探究實(shí)驗(yàn)結(jié)論都沒有影響；(3)催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，反應(yīng)速率越快催化效果越好從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，相同條件下表中催化劑的催化效果由強(qiáng)到弱依次為：活性炭＞＞；（4）根據(jù)題意可知，該探究實(shí)驗(yàn)中，需要收集50mL氧氣，所以需要測定集50mL氧氣的時(shí)間；（5）由于過氧化氫在二氧化錳的催化作用下放出熱量，氣體受熱膨脹，體積增大，所以當(dāng)量筒中收集到50mL水時(shí)，雙氧水分解出的氧氣體積小于50mL； (6)實(shí)驗(yàn)中，恒壓漏斗的作用是使溶液自行下滴(使漏斗及三頸瓶成為一個(gè)整體)；（7）由圖1知道： 溶液分解時(shí)會(huì)放出熱量；(8)根據(jù)數(shù)據(jù)可以知道溶液濃度越高，反應(yīng)速率越快，以10%溶液為例，20S后三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是：反應(yīng)結(jié)束，溫度下降，氣體也因冷卻而收縮，使得三頸瓶內(nèi)氣壓開始緩慢減小；(9)影響溶液分解速率的因素，除了催化劑的種類、溶液濃度外，還可能與催化劑的用量、催化劑顆粒大小或過氧化氫溶液的溫度有關(guān)。