Question

7．實驗室用H₂O₂溶液與MnO₂固體混合制取O₂，回答下面問題：

（1）寫出裝置圖中標號儀器的名稱：①試管；②集氣瓶．
（2）寫出該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，選擇的發(fā)生裝置是B（填編號），不能用D收集的原因是氧氣密度大于空氣．
（3）小剛同學(xué)查資料得知氧化鐵也可以加快雙氧水分解速度，他們進行了以下實驗探究：
①往盛有5mL 5%H₂O₂溶液的試管中，伸入帶火星的木條，木條不復(fù)燃．
②往盛有5mL w%H₂O₂溶液的試管中，加入a g Fe₂O₃，伸入帶火星的木條，木條復(fù)燃．
③經(jīng)檢驗，②中反應(yīng)后試管中仍含有a g Fe₂O₃
問題：①Fe₂O₃在上述反應(yīng)中（是、否）是催化劑．②中H₂O₂的濃度（W%）以5%為宜．
（4）研究小組還對溶液濃度、催化劑的種類等實驗條件進行了探究．下表選取了部分實驗數(shù)據(jù)：
用足量等體積H₂O₂溶液制取相同體積O₂所需的時間．

時間（min）   濃度 條件	30% H2O2	15%H2O2	5%H2O2
加入a g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入a g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

問題：從上表中能得出哪些結(jié)論？催化劑的種類不同反應(yīng)速率也不同（寫出一條）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（2）根據(jù)過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，該反應(yīng)的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，氧氣密度比空氣大進行分析；
（3）①由①②③對比可知加入二氧化錳、氧化鐵都使反應(yīng)速度迅速提高，且由④可知其質(zhì)量沒有改變，可說明它是催化劑；
②此題是證明催化劑的催化作用，所以應(yīng)該創(chuàng)設(shè)相同的其他條件很有必要；
（4）從圖表數(shù)據(jù)可以看出過氧化氫相同時，比較不同的催化劑，催化劑相同時可證明溶液濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是試管，②是集氣瓶；
（2）過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，該反應(yīng)的反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以選擇的發(fā)生裝置是B，氧氣密度比空氣大，所以不能用向下排空氣法收集；
（3）①、由①②③對比可知加入二氧化錳、氧化鐵后的反應(yīng)速度明顯提高，且由④可知其質(zhì)量沒有改變，故可說明它是這一反應(yīng)的催化劑；
②、②③是創(chuàng)設(shè)相同的條件只改變加入的物質(zhì)進行對比實驗，在過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)和體積都相同的條件下實驗，才能比較出不加催化劑和加入二氧化錳或氧化鐵后的催化作用；
（4）從圖表數(shù)據(jù)可以看出過氧化氫相同時，催化劑的效果不同；催化劑相同時可證明溶液濃度越大，反應(yīng)速度越快．
故答案為：（1）試管，集氣瓶；
（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，B，氧氣密度比空氣大；
（3）①是；
②5%；
（4）催化劑的種類不同反應(yīng)速率也不同．

點評 本題考查了過氧化氫制．取氧氣時不同催化劑的效果，以及反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系，也培養(yǎng)了學(xué)生分析圖表，對比實驗的能力．