Question

9．咱們學(xué)�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)，對實驗室制備氧氣的若干問題進行如下探究：
（一）為探究影響雙氧水分解速度的某種因素，A小組記錄了如下實驗數(shù)據(jù)：

	雙氧水的質(zhì)量	雙氧水的濃度	MnO2的質(zhì)量	相同時間內(nèi)產(chǎn)生O2的體積
I	50.0g	1%	0.1g	9mL
II	50.0g	2%	0.1g	16mL
III	50.0g	4%	0.1g	31mL

（1）本實驗中，測量O₂體積的裝置是c（選填下圖1中的裝置編號）．
（2）實驗結(jié)論：在相同條件下，過氧化氫濃度越高，雙氧水分解速率越快．
（3）B小組用如圖2裝置進行實驗，該變化的文字或符號表達式為過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，通過單位時間內(nèi)電子天平的質(zhì)量示數(shù)減少的多少比較也能達到實驗?zāi)康模?br />（二）C小組查閱資料：在過氧化氫溶液的分解反應(yīng)中，氧化銅也能作催化劑．于是他們用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：

（1）填寫下表：

步驟③現(xiàn)象	步驟⑥結(jié)果	步驟⑦操作	結(jié)論
有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；	固體質(zhì)量仍為0.2g；	將固體加入盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中，并把帶火星的木條伸入試管，觀察現(xiàn)象．	在過氧化氫溶液的分解反應(yīng)中，氧化銅也能作催化劑．

（2）步驟①的目的是與步驟③對比，檢驗加入氧化銅前后過氧化氫溶液的分解速率有無變化．
（3）步驟⑦是證明氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒有改變．
（三）D小組為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速度的影響，設(shè)計了以下對比實驗：
a．將12.25g KClO₃與5.0g MnO₂均勻混合加熱
b．將12.25g KClO₃與5.0g CuO均勻混合加熱
（1）在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積；②測收集相同體積O₂所需的時間．
（2）計算：12.25g KClO₃中所含氧元素質(zhì)量與克過氧化氫中所含氧元素的質(zhì)量相等？

Answer 1

分析 （一）（1）根據(jù)氣體短管進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．
（2）實驗結(jié)論：根據(jù)題干中表格中所給的數(shù)據(jù)進行分析并完成解答；
（3）根據(jù)比較相同時間天平讀數(shù)差值大�。ɑ螂娮臃Q上示數(shù)減小的速度）也能達到實驗?zāi)康囊约斑^氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
（二）（1）根據(jù)氧化銅對過氧化氫的分解有催化作用回答③現(xiàn)象；根據(jù)催化劑的定義和特點回答⑥結(jié)果．
（2）根據(jù)對比實驗的探究方法回答．
（3）根據(jù)催化劑的作用和特點進行分析回答；
（三）（1）根據(jù)在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間進行解答；
（2）根據(jù)化合物中某元素的質(zhì)量=該化合物的質(zhì)量×該元素的質(zhì)量分數(shù)，進行分析解答

解答 解：（1）圖1裝置中的c裝置中，氧氣通過左邊導(dǎo)管進入瓶中，由于氧氣不易溶于水，把水壓入量筒中，量筒中收集的水的體積即為反應(yīng)生成氧氣的體積，因此本實驗中，應(yīng)選用圖1裝置中的c來測量氧氣的體積．
故填：c．
（2）分析該實驗數(shù)據(jù)可得：在雙氧水和二氧化錳的質(zhì)量相同的情況下，雙氧水濃度越高，相同時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積越多，即在相同條件下，雙氧水濃度越高，分解得越快．
故填：過氧化氫濃度越高．
（3）雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應(yīng)的文字表達式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；乙同學(xué)用圖2裝置也可進行甲同學(xué)的實驗，他通過比較單位時間內(nèi)電子天平的質(zhì)量示數(shù)減少的多少來確定雙氧水分解的快慢，即單位時間內(nèi)電子天平的質(zhì)量示數(shù)減少的越快，氧氣產(chǎn)生的越多，雙氧水分解的越快；故填：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；單位時間內(nèi)電子天平的質(zhì)量示數(shù)減少的多少；
（二）（1）氧化銅對過氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故步驟③中的現(xiàn)象是有氣泡產(chǎn)生，帶火星的木條復(fù)燃；催化劑的特點是“一變，二不變”，反應(yīng)前后其質(zhì)量不變，所以步驟⑥中稱量的氧化銅的質(zhì)量仍為0.2g；故填：有大量氣泡產(chǎn)生； 固體質(zhì)量仍為0.2g；
（2）為了看氧化銅是否能改變反應(yīng)的速率，要通過加入氧化銅與不加氧化銅的現(xiàn)象進行對比，才能得出科學(xué)合理的結(jié)論；故填：與步驟③對比，檢驗加入氧化銅前后過氧化氫溶液的分解速率有無變化；
（3）步驟⑦證明氧化銅的性質(zhì)在反應(yīng)前后沒有發(fā)生改變，在實驗中起到的是催化劑的作用；故填：氧化銅的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后沒有改變；
（三）：（1）在相同溫度下，比較兩組實驗產(chǎn)生O₂的快慢可采用測相同時間內(nèi)產(chǎn)生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間；故答案為：收集相同體積O₂所需的時間；
（2）設(shè)所需過氧化氫的質(zhì)量為x，則x×$\frac{32}{34}$×100%=12.25g×$\frac{48}{122.5}$×100%，x=5.1g．故填：5.1．

點評 此題是一道實驗探究題，其實驗的設(shè)計思路是進行對比實驗，解題時只要通過實驗現(xiàn)象的分析結(jié)合對比實驗的結(jié)論就能對問題進行正確的解答．