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Ⅱ25℃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.

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.

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