Question

【題目】化學興趣小組的同學對“二氧化錳在過氧化氫分解前后的質量和化學性質沒有改變”這一結論產生了興趣，決定進行親身驗證．

（查閱資料）①過濾是將不溶于水的固體和液體分離開的操作，二氧化錳不溶于水．②在一定范圍內，溫度升高，化學反應的速率會加快。

（初步驗證）小華提出先用電子天平稱量1.0g的二氧化錳，然后將其與過氧化氫溶液中，請寫出該反應的化學方程式______，待反應結束后，過濾，洗滌，再進行二次稱量，結果發現所得數據大于1.0g，原因可是_______。

（實驗改進）小強針對上述原因，提出烘干后再稱量的方案，結果得到了準確的實驗結論，與此同時，老師引導同學們可以嘗試蒸發的方法，結果也得到了相同的結果．由此我們得出的實驗結論是_____。

（深入探究）對于二氧化錳在反應前后化學性質沒有改變的驗證，小兵提出可以直接向剛蒸干的二氧化錳中滴入過氧化氫溶液，若能觀察到仍有______的現象，就可以得出結論．但小芳對此產生了異議，她的理由是____。（已確認產生的氣體為氧氣）

（實驗反思）在過氧化氫制取氧氣的過程中，二氧化錳的確起到了加快過氧化氫分解的作用，那么有沒有別的方法也能起到這一效果呢？對此，興趣小組的同學們展開了激烈的討論，并最終設計出了如圖甲所示的裝置。

（1）此裝置能較快收集到氧氣的原因是________。

（2）課堂上同學們利用如圖甲所示裝置做功氧化氫制取氧氣的實驗時，用帶火星的木條檢驗氧氣，卻發現帶火星的木條很難復燃，這又是為什么呢？　 　

（3）針對這一異常現象，興趣小組的同學們去請教了老師，老師在思考以后，決定對甲裝置進行改進，如乙圖所示，發現帶火星的木條較易復燃（圖中的加熱裝置已略去）。

（交流與討論）

（4）興趣小組的同學們受到啟發，在查閱了相關資料后，又共同設計處了圖丙所示的裝置，發現帶火星的木條也易復燃（圖中的加熱裝置已略去），根據圖乙裝置的啟示，請你分析濃硫酸的作用可能是_________。

（5）再加熱過氧化氫溶液制取氧氣的過程中，加熱的溫度與集氣瓶中氧氣的體積分數之間存在聯系（如曲線圖所示），若能使帶火星的木條復燃所需的氧氣的體積分數最低為49%（只考慮氧氣的體積分數對實驗結果的影響），現欲使帶火星的木條復燃，應將加熱過氧化氫溶液的最高溫度控制在_________℃。

Answer 1

【答案】2H2O2 2H2O+ O2↑ 沒有干燥二氧化錳 二氧化錳在反應前后質量不變 產生大量氣泡 剛蒸干的二氧化錳溫度較高，能夠加快過氧化氫的分解速率 在一定范圍內，溫度升高，化學反應的速率會加快　． 吸收水蒸氣(或吸水或干燥氧氣) 82或83

【解析】

初步驗證：

過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣，化學方程式為：2H2O2 2H2O+ O2↑；待反應結束后，過濾，洗滌，再進行二次稱量，結果發現所得數據大于1.0g，原因可能是沒有干燥二氧化錳，導致二氧化錳表面附著了一定量的水；

實驗改進：

小強針對上述原因，提出烘干后再稱量的方案，結果得到了準確的實驗結論，與此同時，老師引導同學們可以嘗試蒸發的方法，結果也得到了相同的結果，說明了二氧化錳在反應前后質量不變；

深入探究：

對于二氧化錳在反應前后化學性質沒有改變的驗證，小兵提出可以直接向剛蒸干的二氧化錳中滴入過氧化氫溶液，若能觀察到仍然產生大量氣泡，就可以得出結論，但小芳對此產生了異議，她的理由是：剛蒸干的二氧化錳溫度較高，能夠加快過氧化氫的分解速率；

實驗反思：

（1）此裝置能較快收集到氧氣的理論依據是：在一定范圍內，溫度升高，化學反應的速率會加快；

（2）利用如圖甲所示裝置做過氧化氫制取氧氣的實驗時，用帶火星的木條檢驗氧氣，卻發現帶火星的木條很難復燃，這是因為此時氧氣中混有大量水蒸氣，很難使帶火星的木條復燃；

交流與討論：

（4）由圖乙裝置可知，冷水是為了降低溫度使水蒸氣液化，從而使氧氣更純凈一些，因此濃硫酸的作用可能是吸收水蒸氣(或吸水或干燥氧氣)；

（5）由圖中可知，氧氣的體積分數為49%時，溫度約為81℃，因此欲使帶火星的木條復燃，應將加熱過氧化氫溶液的最高溫度控制在82或83℃。