1.利用下列儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(所有裝置的氣密性都已檢查完畢)
(1)把過(guò)氧化氫溶液緩緩加入盛有二氧化錳的容器中制取并收集氧氣,完成該實(shí)驗(yàn)?zāi)闼x用的儀器有abdh(填字母).寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式式過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$氧氣+水.這種方法與“把二氧化錳加入盛有過(guò)氧化氫溶液的試管中制氧氣”相比有產(chǎn)生氧氣的速率均勻或可以得到平穩(wěn)的氧氣流等的優(yōu)點(diǎn).
(2)某同學(xué)繼續(xù)探究“紅磚粉末是否也可以作過(guò)氧化氫分解的催化劑?”實(shí)驗(yàn)步驟和現(xiàn)象如下:

①他分別向兩支試管中加入等質(zhì)量等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過(guò)氧化氫溶液,向其中一支試管加入一藥匙紅磚粉末,然后將兩支試管中的氣體導(dǎo)出通入水中比較產(chǎn)生氣泡的快慢,發(fā)現(xiàn)加入紅磚粉末的試管中反應(yīng)較快.
②將反應(yīng)較快的試管內(nèi)固體過(guò)濾出來(lái),洗滌、烘干、稱(chēng)量.
③用稱(chēng)量后的固體重復(fù)步驟①的實(shí)驗(yàn),現(xiàn)象與步驟①完全相同.
試回答:步驟①中他除了選用試管外還用到上面列出的儀器有fgh(填字母).步驟③的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖亲C明紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變.該學(xué)生認(rèn)為通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)已證明紅磚粉末可以作過(guò)氧化氫分解反應(yīng)的催化劑,但老師認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)還缺少一個(gè)關(guān)鍵步驟,請(qǐng)指出來(lái)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始沒(méi)有稱(chēng)量紅磚粉末的質(zhì)量.可以用注射器代替的儀器是:膠頭滴管和量筒
(3)以下是某研究小組探究影響化學(xué)反應(yīng)快慢的一些因素的相關(guān)數(shù)據(jù)(常溫通常指20℃;“濃度”指溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù))
實(shí)驗(yàn)序號(hào)過(guò)氧化氫溶液濃度/%過(guò)氧化氫溶液質(zhì)量/g溫度/0C二氧化錳用量/g氧氣體積/ml反應(yīng)所需時(shí)間/s
512200.212511
3012200.21252
301240/125148
301290/12582
(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)①和②對(duì)比可知,化學(xué)反應(yīng)快慢與過(guò)氧化氫的濃度有關(guān);
(2)通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)③和④可知,化學(xué)反應(yīng)快慢與溫度的關(guān)系是溫度越高反應(yīng)速度越快,溫度越低反應(yīng)速度越慢.
(3)由上述實(shí)驗(yàn)可知,實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫制取氧氣的最合適的條件是20℃時(shí)5%過(guò)氧化氫溶液中加入少量二氧化錳.
(4)同種催化劑,還有哪些因素可能影響催化效果,請(qǐng)你再探究(探究一種因素即可)

分析 (1)根據(jù)過(guò)氧化氫制取氧氣的反應(yīng)物是固體和液體,反應(yīng)條件是常溫,過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)所學(xué)知識(shí)可以選擇實(shí)驗(yàn)儀器,根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷一種物質(zhì)是否是催化劑;
(3)1)比較表格中的①②數(shù)據(jù)在其他條件都相同時(shí),可以看出過(guò)氧化氫的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響;
2)比較表格中的③④數(shù)據(jù)在其他條件都相同時(shí),可以看出溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響;
3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室操作簡(jiǎn)便且制取氣體易收集的原則分析選擇即可;
4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室影響反應(yīng)速率的因素進(jìn)行分析.

解答 解:(1)制取氧氣需要具支試管和注射器,收集氧氣還需要集氣瓶和導(dǎo)管,所以完成該實(shí)驗(yàn)所選用的儀器有:abdh;
過(guò)氧化氫在二氧化錳的催化作用下能分解生成水和氧氣,文字表達(dá)式為:過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣;
使用注射器添加雙氧水,能控制反應(yīng)的速率,得到平穩(wěn)的氣流,可以隨時(shí)停止,有利于節(jié)約藥品;
(2)除了選用試管外還用到上面列出的儀器有:水槽、帶橡皮塞的導(dǎo)管、玻璃管,故選:fgh;
步驟③的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵鹤C明紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變;
催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量也不變,所以老師認(rèn)為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)還缺少一個(gè)關(guān)鍵步驟:實(shí)驗(yàn)開(kāi)始沒(méi)有稱(chēng)量紅磚粉末的質(zhì)量.
注射器可用于滴加,可代替膠頭滴管;注射器上有刻度,可代替量筒;
(3)1)從表中分析可知:①②是過(guò)氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時(shí)各種量均相同,可知這一過(guò)程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系;
2)③④則是溫度不同其他條件相同,明顯是對(duì)溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究;從結(jié)果看溫度高時(shí)反應(yīng)所用的時(shí)間較短,既反應(yīng)的速度較快,溫度低時(shí)反應(yīng)的速度慢;
3)實(shí)驗(yàn)室用過(guò)氧化氫制取氧氣要求反應(yīng)簡(jiǎn)便易操作,所以采用不加熱而加催化劑的方法進(jìn)行較合適,從易于收集的角度反應(yīng)的速度不能太快也不能太慢,所以最合適的條件是20℃時(shí)5%過(guò)氧化氫溶液中加入少量二氧化錳;
4)【提出假設(shè)】催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同,催化效果不同.
【設(shè)計(jì)方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與過(guò)氧化氫溶液以不同質(zhì)量比充分混合;
②計(jì)算收集125mL氧氣,所需的反應(yīng)時(shí)間;
【得出結(jié)論】如果所用時(shí)間不同,說(shuō)明假設(shè)成立;反之則不成立.
故答案為:(1)abdh,過(guò)氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$氧氣+水,產(chǎn)生氧氣的速率均勻或可以得到平穩(wěn)的氧氣流等.
(2)fgh,證明紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變,實(shí)驗(yàn)開(kāi)始沒(méi)有稱(chēng)量紅磚粉末的質(zhì)量,膠頭滴管、量筒;
(3)1)過(guò)氧化氫的濃度;
2)③,④;溫度越高反應(yīng)速度越快,溫度越低反應(yīng)速度越慢;
3)20℃時(shí)5%過(guò)氧化氫溶液中加入少量二氧化錳;
4)【提出假設(shè)】催化劑與反應(yīng)物的質(zhì)量比不同,催化效果不同.
【設(shè)計(jì)方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與過(guò)氧化氫溶液以不同質(zhì)量比充分混合;
②計(jì)算收集125mL氧氣,所需的反應(yīng)時(shí)間;
【得出結(jié)論】如果所用時(shí)間不同,說(shuō)明假設(shè)成立;反之則不成立.

點(diǎn)評(píng) 解答本題要充分了解制取氣體的反應(yīng)裝置,掌握制取氣體的最好實(shí)驗(yàn)方法,理解催化劑的概念和作用.

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