Question

13．某小組研究“影響H₂O₂ 生成O₂快慢的因素”，查閱資料，猜想如下．
【提出猜想】催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂ 生成O₂的快慢．
【實驗過程】實驗裝置如圖1所示．
【實驗操作】檢查裝置氣密性良好．將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體．
【實驗記錄】

實驗編號	①	②	③
反應(yīng)物	5% H2O2 100mL	5% H2O2100 mL	3% H2O2100mL
加入固體	0.5g 氯化鈉固體	0.5g二氧化錳	0.5g二氧化錳
收集氣體的時間	165s	46s	80s

（1）H₂O₂溶液和二氧化錳制取氧氣的符號表達(dá)式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實驗②中加入H₂O₂的體積為100mL．
（3）實驗③中加入的固體和用量為0.5g二氧化錳．
【結(jié)論】該探究過程得出的結(jié)論是使用催化劑可以加快H₂O₂生成O₂的速度；增大反應(yīng)物濃度可以加快H₂O₂生成O₂的速度．
【反思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂后反應(yīng)明顯加快．小紅提出，為了更好的證明二氧化錳和氯化鈉是否對H₂O₂ 生成O₂快慢有影響，還應(yīng)該增加一組對比實驗．該實驗選用的藥品和用量為5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）．
【拓展】（1）若要測定相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積，如圖2裝置應(yīng)選C（填序號）．
（2）某同學(xué)為了探究影響雙氧水分解速度的某種因素，用如圖3裝置進(jìn)行實驗，通過比較單位時間質(zhì)量減輕的多少相同時間天平讀數(shù)差值大小也能達(dá)到實驗?zāi)康模?

Answer 1

分析 從實驗記錄①和②中看出若利用相同濃度雙氧水，加入不同物質(zhì)作催化劑時的情況，表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素，要設(shè)計合理的對比試驗，必須固定一個量而另一個量不同來得結(jié)論；主要考查實驗基本理論和實驗基本問題的分析．根據(jù)圖中信息進(jìn)行解答；根據(jù)只有過氧化氫溶液，而沒有催化劑的狀態(tài)時觀察生成氧氣的速率進(jìn)行解答．根據(jù)氣體短管進(jìn)長管出才能排出試劑瓶中的水、表中實驗數(shù)據(jù)和生成氧氣所以敞口的容器中剩余物質(zhì)的質(zhì)量減輕分析．

解答 解：【實驗記錄】（1）熟記雙氧水制備氧氣的化學(xué)方程式；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①②學(xué)會設(shè)計合理的對比試驗，利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)催化劑相同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度快慢的探究，從而得出結(jié)論；（1）實驗②中加入H₂O₂的體積應(yīng)該與①、③相同，所以為100mL．故填：100；
（3）實驗③中加入的固體和用量應(yīng)該與①、②中質(zhì)量相同，而催化劑不同，所以為0.5g二氧化錳．故填：0.5g二氧化錳；
【結(jié)論】由圖標(biāo)內(nèi)容可知：使用催化劑、增大反應(yīng)物濃度可以加快H₂O₂生成O₂的速度（或催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂生成O₂的快慢）；故填：使用催化劑可以加快H₂O₂生成O₂的速度；增大反應(yīng)物濃度可以加快H₂O₂生成O₂的速度；
【反思】只有過氧化氫溶液，而沒有催化劑的狀態(tài)時觀察生成氧氣的速率，所以該實驗選用的藥品和用量為5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）；
故填：5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）；
【拓展】要完成本實驗，必須用到C，才能測量出水的體積，進(jìn)而測得生成氧氣的體積，故填：C．
從表中實驗數(shù)據(jù)可知雙氧水濃度越大，分解得越快．用圖3裝置進(jìn)行實驗，通過比較相同時間天平讀數(shù)差值大小也能達(dá)到實驗?zāi)康模�故填：單位時間質(zhì)量減輕的多少．

點評 本題難度不大，考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，掌握控制變量法的應(yīng)用、量氣裝置等是正確解答本題的關(guān)鍵．