Question

某兴趣小组同学对实验室制备氧气的若干问题进行如下实验探究．

（1）为探究催化剂的种类对氯酸钾分解速度的影响，甲同学设计以下对比实验：
Ⅰ．将2.45g KClO₃与1.0g MnO₂均匀混合加热
Ⅱ．将 x g KClO₃与1.0g CuO均匀混合加热
在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①测相同时间内产生O₂的体积；②测

 

；
Ⅰ中反应的反应表达式是

 

；Ⅱ中x的值应为

 

．
（2）乙同学探究了浓度对双氧水分解速度的影响，用如图1装置进行实验，通过比较

 

就能达到实验目的．
（3）丙同学通过实验测定过氧化氢溶液中过氧化氢的含量，准确取用100g某过氧化氢溶液和2.5g二氧化锰，待不再产生气泡后，经数据处理得知：生成氧气1.6g．试计算过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数．

 

（写出计算过程）
【资料】
①化学反应前后，元素的种类和质量都不改变；
②分解过氧化氢制氧气的微观过程可用如图2表示．

Answer 1

考点：催化剂的特点与催化作用,影响化学反应速率的因素探究,有关溶质质量分数的简单计算,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）根据在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢可采用测相同时间内产生O₂的体积或收集相同体积O₂所需的时间进行解答；
Ⅰ、根据氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下分解成氯化钾和氧气分析；
Ⅱ、根据控制氯酸钾的质量相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果分析；
（2）根据实验生成氧气，所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻，比较相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）也能达到实验目的进行解答；
（3）根据催化剂在化学反应前后，质量不变，化学性质不变；生成氧气的质量可以计算过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分析作答．

解答：解：（1）在相同温度下，比较两组实验产生O₂的快慢可采用测相同时间内产生O₂的体积或收集相同体积O₂所需的时间；
Ⅰ、氯酸钾在二氧化锰做催化剂和加热的条件下分解成氯化钾和氧气，反应的文字表达式是：
氯酸钾

二氧化锰

加热

氯化钾+氧气；
Ⅱ、控制氯酸钾的质量相等才能比较出二氧化锰和氧化铜的催化效果，所以x的值应为2.45；
（2）实验生成氧气，所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻，所以本实验中，根据比较相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）也能达到实验目的；
（3）设原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量为x
2H₂O₂

MnO2  .

  2H₂O+O₂↑，
 68                32
  x                1.6g
   
  

68

x

=

32

1.6g

  x=3.4g
该溶液中溶质的质量分数=

3.4g

100g

×100%=3.4%
故答案为：（1）收集相同体积O₂所需的时间；2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；2.45；
（2）相同时间天平读数差值大小（或电子称上示数减小的速度）；
（3）原过氧化氢溶液中溶质的质量分数3.4%．

点评：本题通过实验探究了二氧化锰和氧化铜在过氧化氢制氧气中的催化作用，侧重实验能力和分析能力的考查．