Question

16．甲、乙兩小組同學都利用圖1裝置，通過測定產(chǎn)生相同體積氣體所用的時間長短來探究影響H₂O₂分解速率的因素．

（1）下列方法檢查該裝置氣密性的方法正確的是AB（填字母序號）．
A．將注射器活塞固定，向分液漏斗中注入適量蒸餾水，打開分液漏斗活塞，如果分液漏斗頸部能形成穩(wěn)定的水柱，則氣密性良好，反之氣密性差．
B．關閉分液漏斗活塞，加熱錐形瓶，如果注射器活塞外移（右移），停止加熱后注射器活塞回到原來位置，則氣密性良好，反之氣密性差．
C．關閉分液漏斗活塞，用力將注射器活塞外移（右移），停止用力后，注射器活塞不移動，則氣密性良好，反之氣密性差．
（2）MnO₂催化H₂O₂分解的化學方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）甲小組有如下實驗設計方案，完成下表．

實驗編號	實驗目的	溫度	催化劑	濃度
甲組實驗Ⅰ	探究過氧化氫溶液的濃度對H2O2分解速率的影響	25℃	二氧化錳	10mL 2%H2O2溶液
甲組實驗Ⅱ		25℃	二氧化錳	10mL 5%H2O2溶液

（4）甲、乙兩小組得出如圖2所示的數(shù)據(jù)．
①甲組實驗得出的數(shù)據(jù)可知：濃度越大，H₂O₂分解速率越快；
②由乙組研究的酸、堿對H₂O₂分解影響因素的數(shù)據(jù)分析：相同條件下，H₂O₂在堿（填“酸”或“堿”）性環(huán)境下放出氣體速率較快；
③【實驗拓展】有同學認為可以用BaO₂固體與硫酸溶液反應制H₂O₂和硫酸鋇，該反應的化學反應方程式是BaO₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+H₂O₂；
綜合上述信息，你認為支持這一方案的理由是：過氧化氫在酸性環(huán)境下分解較慢．

Answer 1

分析 （1）氣密性檢驗的原則是先讓裝置和水構(gòu)成封閉的整體，改變某一條件使壓強發(fā)生改變來判斷氣密性的好壞；
（2）MnO₂催化下H₂O₂分解為氧氣和水；
（3）對照實驗要控制只能有一個變量，此變量為H₂O₂的濃度，則催化劑應保持一致；
（4）①在體積-時間圖，斜率即可代表化學反應速率；
②由乙組研究的酸、堿對H₂O₂分解影響因素的數(shù)據(jù)分析可知堿性越強，放出氣體的速率越快；
③根據(jù)BaO₂固體與硫酸溶液反應制H₂O₂和硫酸鋇進行解答．

解答 解：（1）氣密性的檢驗是根據(jù)壓強原理，可以關閉分液漏斗活塞，將注射器外移看停止用力后看注射器活塞能夠復原，也可固定注射器活塞，采用液面差法，也可用升高溫度法，故選AB；
（2）H₂O₂在MnO₂催化下分解生成水和氧氣，化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O₂↑+2H₂O；
（3）由甲組兩個實驗對比可以看出實驗Ⅱ中催化劑與實驗Ⅰ中的相同，而過氧化氫濃度不同，因此甲組的實驗目的為探究濃度對速率的影響，所以Ⅱ中取10mL 5%H₂O₂溶液；
（4）①由圖象可知在體積-時間圖，斜率即可代表化學反應速率，由甲組實驗兩條曲線可知，甲組實驗Ⅱ斜率大，因此H₂O₂的濃度越大分解速率越快，
②由乙組研究的酸、堿對H₂O₂分解影響因素的數(shù)據(jù)分析可知堿性越強，放出氣體的速率越快，由題意知BaO₂固體與H₂SO₄溶液反應制H₂O₂的反應物為BaO₂和H₂SO₄，產(chǎn)物為H₂O₂，根據(jù)原子守恒可知另一種產(chǎn)物為硫酸鋇，即：BaO₂+H₂SO₄=H₂O₂+BaSO₄↓，由圖可知酸性條件下，H₂O₂分解的速率慢，
故答案為：
（1）AB；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（3）過氧化氫溶液的濃度；10；
（4）①越快；②堿；③BaO₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+H₂O₂；過氧化氫在酸性環(huán)境下分解較慢．

點評 此題考查外界因素對化學反應速率的影響，涉及氣密性的檢驗方法主要有三個，則答案不唯一，但原則都是先讓裝置和水構(gòu)成封閉的整體，改變某一條件使壓強發(fā)生改變來判斷氣密性的好壞，此題綜合性較強，難度適中．