Question

1．利用下列儀器進(jìn)行實驗（所有裝置的氣密性都已檢查完畢）
（1）把過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，完成該實驗?zāi)闼�選用的儀器有abdh（填字母）．寫出發(fā)生反應(yīng)的文字表達(dá)式式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$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．
（2）某同學(xué)繼續(xù)探究“紅磚粉末是否也可以作過氧化氫分解的催化劑？”實驗步驟和現(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)固體過濾出來，洗滌、烘干、稱量．
③用稱量后的固體重復(fù)步驟①的實驗，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的實驗?zāi)康氖亲C明紅磚粉末在反應(yīng)前后的化學(xué)性質(zhì)沒有改變．該學(xué)生認(rèn)為通過上述實驗已證明紅磚粉末可以作過氧化氫分解反應(yīng)的催化劑，但老師認(rèn)為該同學(xué)的實驗還缺少一個關(guān)鍵步驟，請指出來實驗開始沒有稱量紅磚粉末的質(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)）

實驗序號	過氧化氫溶液濃度/%	過氧化氫溶液質(zhì)量/g	溫度/0C	二氧化錳用量/g	氧氣體積/ml	反應(yīng)所需時間/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通過實驗①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)快慢與過氧化氫的濃度有關(guān)；
（2）通過對比實驗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）由上述實驗可知，實驗室用過氧化氫制取氧氣的最合適的條件是20℃時5%過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，請你再探究（探究一種因素即可）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)過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)知識可以選擇實驗儀器，根據(jù)實驗現(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，可以看出過氧化氫的濃度對反應(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，可以看出溫度對反應(yīng)速率的影響；
3）根據(jù)實驗室操作簡便且制取氣體易收集的原則分析選擇即可；
4）根據(jù)實驗室影響反應(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，所以完成該實驗所選用的儀器有：abdh；
過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的實驗?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)的實驗還缺少一個關(guān)鍵步驟：實驗開始沒有稱量紅磚粉末的質(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是過氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時各種量均相同，可知這一過程是考查反應(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，明顯是對溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究；從結(jié)果看溫度高時反應(yīng)所用的時間較短，既反應(yīng)的速度較快，溫度低時反應(yīng)的速度慢；
3）實驗室用過氧化氫制取氧氣要求反應(yīng)簡便易操作，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5%過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)計方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與過氧化氫溶液以不同質(zhì)量比充分混合；
②計算收集125mL氧氣，所需的反應(yīng)時間；
【得出結(jié)論】如果所用時間不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立．
故答案為：（1）abdh，過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$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)沒有改變，實驗開始沒有稱量紅磚粉末的質(zhì)量，膠頭滴管、量筒；
（3）1）過氧化氫的濃度；
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5%過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)計方案】①取同顆粒大小的同一催化劑與過氧化氫溶液以不同質(zhì)量比充分混合；
②計算收集125mL氧氣，所需的反應(yīng)時間；
【得出結(jié)論】如果所用時間不同，說明假設(shè)成立；反之則不成立．

點評 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驗方法，理解催化劑的概念和作用．