Question

18．研究和控制化學反應條件有重要意義．
（1）同學們想探究H₂O₂的濃度對化學反應速率的影響．在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時間．

實驗	30% H2O2的質(zhì)量（g）	加入的水的體積（mL）	MnO2質(zhì)量（g）	收集時間（s）
1	10	40	5	200
2	20	30	5	100
3	30	20		67

①取用二氧化錳的實驗儀器是藥匙；量取40mL水的實驗儀器是膠頭滴管和量筒（填儀器名稱）
②實驗3中，加入的二氧化錳質(zhì)量為5g．
③相同條件下，實驗3產(chǎn)生氧氣的速率最快，說明相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快．
（2）同學們想利用圖甲裝置探究“MnO₂的用量對 H₂O₂分解反應的影響”，實驗中H₂O₂的濃度為3%，裝置中產(chǎn)生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產(chǎn)生氧氣體積與裝置內(nèi)壓強成正比．反應放熱忽略不計．）
①圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出H₂O₂的用量越多，產(chǎn)生的O₂越多．

②當用“3%H₂O₂溶液8毫升與不同質(zhì)量的MnO₂混合”時，得到如圖丙所示的曲線．曲線的斜率顯示，當MnO₂的用量增加到0.08克時，分解速度達到實驗要求．在此實驗條件下，若MnO₂的質(zhì)量有4克（一藥匙），就能使如圖丁C（選填字母）燒杯中所裝的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近實驗要求．
（3）同學通過查閱資料得知，常溫下雙氧水不易分解，但雙氧水在70℃以上會較快分解產(chǎn)生氧氣．為了驗證加熱雙氧水也可以產(chǎn)生氧氣，同學們選擇如圖丁所示裝置（氣密性良好）進行實驗．實驗中觀察到試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡，但將帶火星的木條放在導管口沒有復燃，可能的原因是氧氣中混有較多的水蒸氣，同學分析原因后，采用了排水集氣法收集氣體，再檢驗，證明加熱雙氧水也可產(chǎn)生氧氣．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)二氧化錳是固體粉末選擇取用裝置以及量筒的作用進行分析；
②根據(jù)題目中提供的數(shù)字結合實驗是探究雙氧水的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對反應速率的影響分析數(shù)據(jù)；
③根據(jù)數(shù)據(jù)分析實驗結論；
（2）①根據(jù)圖示可以看出H₂O₂的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多；
②根據(jù)圖中給出的比例分析；
（3）根據(jù)在加熱雙氧水的過程中一定會有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純及收集純凈氣體的方法分析．

解答 解：（1）①二氧化錳是固體粉末，取用時要用藥匙，量取40mL水的實驗儀器是量筒和膠頭滴管；
②實驗探究雙氧水的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)對反應速率的影響．所以在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，所以實驗3中，加入的二氧化錳質(zhì)量為5g；
③通過實驗中的數(shù)據(jù)可知，在相同的條件下，雙氧水的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)越大，反應速率越快，所以相同條件下，實驗3產(chǎn)生氧氣的速率最快，說明：相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快；
（2）①根據(jù)圖示可以看出H₂O₂的用量越多，產(chǎn)生的氧氣越多；
②由圖示可知3%H₂O₂溶液8毫升與0.08克MnO₂混合，分解速度達到實驗要求，若MnO₂的質(zhì)量有4克需要3%H₂O₂溶液為$\frac{4g}{0.08g}$×8mL=400mL．
（3）在加熱雙氧水的過程中一定會有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純，所以將帶火星的木條放在導管口沒有復燃；為收集到較純凈的氧氣，可以采用排水法收集．
故答案為：（1）①藥匙；膠頭滴管和量筒；②5；③相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快；
（2）①H₂O₂的用量越多，產(chǎn)生的O₂越多；②C；
（3）氧氣中混有較多的水蒸氣；排水集氣．

點評 本題考查實驗裝置的綜合應用，為高頻考點，把握反應速率測定原理及影響反應速率的因素為解答的關鍵，側(cè)重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．