Question

【題目】某研究小組對過氧化氫溶液制取氧氣進行如下探究：

實驗一：如圖裝置可用于多次連續進行氧氣的制取和性質的實驗。

(1)儀器Y的名稱是_______。

(2)該反應的化學式表達式：________，二氧化錳在反應中的作用是___。多孔水泥負載二氧化錳小球用于實驗時的主要優點是_____，檢驗氧氣已收集滿的方法_________。

(3)做氧氣的性質實驗時，實驗不同，Z的作用不同。

①鐵絲燃燒。Z為水，其作用是_____。

②蠟燭燃燒。Z為______，其作用是驗證蠟燭燃燒生成了二氧化碳。

實驗二：探究H2O2質量分數、溶液pH、溫度對反應速率的影響

(2)設計如下表實驗方案：

實驗序號	H2O2質量分數/%	pH	溫度/℃	每分鐘氣泡數
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	15	11	30
5	a	11	b

①進行實驗1~3的目的是探究________。

②a=_________；b=_________。

實驗三：探究制取氧氣的適宜催化劑

(3)實驗方案如下：

I．用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球，備用。

II．取30粒含MnO2的海藻酸鈉微球，采用左下圖裝置進行實驗。改用其他三種微球，分別重復上述實驗，得到右下圖的錐形瓶內壓強隨時間變化的曲線圖。

①每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因_________。

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60s時壓強瞬間回落，其原因是____。

③從實驗曲線看，催化效果較好、反應溫和的催化劑是______。

Answer 1

【答案】分液漏斗 H2O2H2O + O2 催化 增大接觸面積 將帶火星的木條放在瓶口 防止生成物濺落瓶底，使集氣瓶炸裂 澄清石灰水 溶液pH對反應速率的影響 15 20 控制變量 反應速度太快，導致瓶內氣壓過大，橡皮塞被彈出 CuO

【解析】

實驗一：(1)通過分析入題中所指儀器的名稱和作用可知，Y是分液漏斗；

(2)水泥負載二氧化錳小球用于實驗時的主要優點是：增大接觸面積、便于二氧化錳的回收利用；該實驗中收集氧氣的方法是：向上排空氣法；檢驗氧氣已收集滿的方法：將帶火星的木條放在瓶口；

(3)）①鐵絲燃燒，生成高溫的四氧化三鐵，Z為水，其作用是：防止濺落的熔化物炸裂瓶底；

②蠟燭燃燒，Z為澄清石灰水，其作用是驗證蠟燭中含有碳元素；

實驗二：①實驗1～3的溶液濃度相同，溫度相同，pH不同，故該實驗是探究溶液的pH對反應速率的影響；

②進行實驗時要注意控制變量，4、5的pH相同，需要控制過氧化氫溶液的溶質質量分數相同或是溫度相同，故a可以是15；可以是20，或是a是30，b是30；

實驗三：）①每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同是為了確保催化劑用量一致；

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進行實驗，60s時壓強瞬間回落，可能是因為產生氣體的速率過快，導致氣壓過大，橡皮塞被彈出；

③從實驗曲線看，二氧化錳太劇烈，氧化鐵和三氧化二鉻太慢，故催化效果較好、反應溫和的催化劑是CuO。