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：如圖裝置可用于多次連續(xù)進(jìn)行氧氣的制取和性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)。

(1)儀器Y的名稱是_______。

(2)該反應(yīng)的化學(xué)式表達(dá)式：________，二氧化錳在反應(yīng)中的作用是___。多孔水泥負(fù)載二氧化錳小球用于實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要優(yōu)點(diǎn)是_____，檢驗(yàn)氧氣已收集滿的方法_________。

(3)做氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)不同，Z的作用不同。

①鐵絲燃燒。Z為水，其作用是_____。

②蠟燭燃燒。Z為______，其作用是驗(yàn)證蠟燭燃燒生成了二氧化碳。

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：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%	pH	溫度/℃	每分鐘氣泡數(shù)
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	15	11	30
5	a	11	b

①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)1~3的目的是探究________。

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】分液漏斗 H2O2H2O + O2 催化 增大接觸面積 將帶火星的木條放在瓶口 防止生成物濺落瓶底，使集氣瓶炸裂 澄清石灰水 溶液pH對(duì)反應(yīng)速率的影響 15 20 控制變量 反應(yīng)速度太快，導(dǎo)致瓶內(nèi)氣壓過大，橡皮塞被彈出 CuO

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：(1)通過分析入題中所指儀器的名稱和作用可知，Y是分液漏斗；

(2)水泥負(fù)載二氧化錳小球用于實(shí)驗(yàn)時(shí)的主要優(yōu)點(diǎn)是：增大接觸面積、便于二氧化錳的回收利用；該實(shí)驗(yàn)中收集氧氣的方法是：向上排空氣法；檢驗(yàn)氧氣已收集滿的方法：將帶火星的木條放在瓶口；

(3)）①鐵絲燃燒，生成高溫的四氧化三鐵，Z為水，其作用是：防止濺落的熔化物炸裂瓶底；

②蠟燭燃燒，Z為澄清石灰水，其作用是驗(yàn)證蠟燭中含有碳元素；

實(shí)驗(yàn)二：①實(shí)驗(yàn)1～3的溶液濃度相同，溫度相同，pH不同，故該實(shí)驗(yàn)是探究溶液的pH對(duì)反應(yīng)速率的影響；

②進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意控制變量，4、5的pH相同，需要控制過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同或是溫度相同，故a可以是15；可以是20，或是a是30，b是30；

實(shí)驗(yàn)三：）①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同是為了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，可能是因?yàn)楫a(chǎn)生氣體的速率過快，導(dǎo)致氣壓過大，橡皮塞被彈出；

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，二氧化錳太劇烈，氧化鐵和三氧化二鉻太慢，故催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是CuO。