Question

【题目】某小组对过氧化氢溶液制取氧气进行了如下探究：

（探究一）探究不同催化剂对H2O2分解速率的影响该小组采用了如图1所示装置进行实验，实验中催化剂均为0.4g，H2O2溶液均为20mL，浓度均为10%。在C框中连接导管和量筒，并测量收集到50mL水时的某项数据，经计算后绘制出下表：

催化剂种类	气体产生速率（mL／s）
二氧化锰	3.5
氧化铜	4.5
活性炭	5.8

（1）检查A装置气密性的方法是：用弹簧夹夹住A装置右侧胶皮管，打开①上方的塞子，向其中加水，打开①的活塞，若_____，则气密性良好。

（2）装置A中发生的反应化学方程式为_____，C框内应选用_____（填“C1”或“C2”）装置。

（3）该探究实验中，需要测定的数据是_____。

（4）从实验数据可知：相同条件下，表中催化剂的催化效果由强到弱依次为_____。

（5）当量筒中收集到50mL水时，H2O2分解产生的氧气体积_____50mL（填“＜”、“＞”或“＝”）。

（探究二）探究MnO2的用量对H2O2分解速率的影响，图2甲所示装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比。反应放热忽略不计）

（1）图2乙是“0.1gMnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出_____。

（2）当用“3%H2O2溶液8毫升与不同质量的MnO2混合”时，得到如图丙所示的曲线。曲线的斜率显示，当MnO2的用量增加到0.08g时，H2O2的分解速率达到实验要求。在此实验条件下，若MnO2的质量为4g（一药匙）时，能使图3中_____（选填字母）烧杯中所装的3%H2O2溶液中H2O2的分解速率最接近实验要求。

（探究三）探究H2O2溶液的浓度对H2O2分解速率的影响，

如图4所示，在250mL三颈瓶中均加入0.5gMnO2，在恒压漏斗中各加入20mL不同浓度的H2O2溶液，分别进行实验。用温度传感器测量并绘制出瓶内温度与时间的关系图。如图5①所示。再将该装置的三颈瓶浸入水浴池中（该池可使瓶内的溶液温度恒定在20℃），用上述实验中相同量的各物质重复上述实验，用气压传感器测量并绘制出瓶内气压与时间的关系图，如图5所示。

（1）实验中，恒压漏斗的作用是_____。

（2）由图①知道：H2O2分解时会_____热量（填“放出”或“吸收”）。

（3）由图②知道：H2O2溶液浓度越高，H2O2分解速率越_____（填“快”或“慢”）。以10%H2O2溶液为例，约25s后三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是_____。

（反思与总结）影响H2O2分解速率的因素，除了催化剂的种类、催化剂的用量、H2O2溶液的浓度外，还可能有__________等。

Answer 1

【答案】分液漏斗中水不留下 2H2O22H2O+O2↑ C2 收集50mL氧气所需要的时间 活性炭、氧化铜、二氧化锰 ＜ 过氧化氢溶液越多，产生氧气越多 C 使恒压漏斗与三颈瓶内气压相等，便于过氧化氢溶液顺利下滴 放出 快 反应结束，放热停止，随着装置散热，温度会下降，使得三颈瓶内气压开始缓慢减小 催化剂颗粒大小 过氧化氢溶液的温度

【解析】

探究一（1）检查A装置气密性的方法是：用弹簧夹夹住A装置右侧胶皮管，打开①上方的塞子，向其中加水，打开①的活塞，锥形瓶中的压强不变，若分液漏斗中水不留下，则气密性良好。

（2）装置A中过氧化氢分解反应化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，C2装置中玻璃导管伸入量筒底部，防止液体飞溅，C框内应选用C2装置；

（3）该探究实验中，需要测定的数据是：收集50mL氧气所需要的时间；

（4）从实验数据可知：相同条件下，表中催化剂的催化效果由强到弱依次为：活性炭＞氧化铜＞二氧化锰；

（5）当量筒中收集到50mL水时，则B装置内的气体中含有一部分空气体积，所以H2O2分解产生的氧气体积＜50mL；

探究二（1）图2乙是“0.1gMnO2与不同体积的3%H2O2溶液混合”的实验结果，从图中可以看出：过氧化氢溶液越多，产生氧气越多；

（2）当MnO2的用为0.08g时，用“3%H2O2溶液8毫升混合”时，H2O2的分解速率达到实验要求。在此实验条件下，若MnO2的质量为4g时，烧杯中所装的3%H2O2溶液中体积为：V=时，H2O2的分解速率最接近实验要求。

探究三（1）实验中，恒压漏斗的作用是：使恒压漏斗与三颈瓶内气压相等，便于过氧化氢溶液顺利下滴；

（2）由图①知道：H2O2分解时会放出热量；

（3）由图②知道：H2O2溶液浓度越高，H2O2分解速率越快，以10%H2O2溶液为例，约25s后三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是：反应结束，放热停止，随着装置散热，温度会下降，使得三颈瓶内气压开始缓慢减小；