Question

科学兴趣小组学习了二氧化锰（MnO₂）催化分解过氧化氢的实验后，进行如下实验．



（一）选择装置并检查气密性．
（二）称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中．
（三）量取50毫升溶质质量分数约10%的过氧化氢溶液加入容器中，记录一定时间内收集到的气体体积．
（四）改变二氧化锰的质量，重复上述实验，记录数据如下．

时间/秒	生成氧气的体积/毫升
	0.1克MnO2	0.2克MnO2	0.3克MnO2	0.4克MnO2
40	49	61	75	86
80	77	87	90	92
120	89	92	92	92
160	92	92	92	92

（1）写出本实验的化学方程式______．随着反应的进行，溶液中______（填写化学式）在不断地减少、溶剂在不断地______（填增多、减少、不变）．
（2）本实验探究的问题是______．
（3）实验中除了量筒外，还需要用到的测量仪器有______．
（4）为完成本实验，应选择右上图图气体发生和收集装置中的组合是______（选
填序号）．你选择的气体发生装置的理由是______．
（5）在40秒时，通过四组数据分析，你得出的结论是______．
（6）若实验前加入MnO₂ 0.1g，实验后经过滤、洗涤、干燥、称量，MnO₂质量为______g．
请设计实验证明该MnO₂的化学性质在反应前后没有改变______．

Answer 1

（1）反应物是过氧化氢写在等号的左边，生成物是水和氧气写在等号的右边，用观察法配平，所以方程式是：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，由于在反应中过氧化氢属于反应物，在不断的消耗，所以质量在不断减少；生成物是水和氧气，所以溶液中的溶剂水在不断增加；
（2）从题干中提供的信息可知，所用过氧化氢溶液的量和质量分数都是相同的，只是三次加入的二氧化锰的量不同，并且记录了在不同量二氧化锰的条件下，不同时间生成的氧气的量．可见此实验探究达到问题是：二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响．
（3）实验中要称取二氧化锰，所以要用到天平；并要计时，所以用秒表．
（4）过氧化氢溶液和二氧化锰反应是固体和液体的不加热反应，可用装置②完成；氧气密度大于空气密度，并且不易溶于水，所以可用向上排空气法和排水法收集，要记录一定时间内收集到的气体体积，所以用②⑤合适．
（5）在40秒时，通过观察在该时间内生成氧气的体积数值比较可知，MnO₂的质量愈多，H₂O₂分解速率愈大；
（6）催化剂反应前后质量不变，所以实验后经过滤、洗涤、干燥、称量，MnO₂质量仍然为0.1g；从过氧化氢分解后的混合物中回收二氧化锰，再将其放在氯酸钾中加热，利用带火星的木条检验生成氧气的快慢．所以取少量相同质量的氯酸钾于试管中，并向其中的一支试管中加入上述MnO₂拌和．同时加热两支试管并在试管的上方各放带火星（燃着）的木棒，若盛放MnO₂的试管上方的木棒先复燃（燃烧的更旺），则可证明MnO₂的化学性质不变．
故答案为：（1）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑； H₂O₂；增多；（2）二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响；（3）天平、停表（或秒表）；（4）②⑤；反应物的状态（固体和液体）且不加热；（5）在该时间内，MnO₂的质量愈多，H₂O₂分解速率愈大（MnO₂催化效果愈好）（6）0.1；取少量相同质量的氯酸钾于试管中，并向其中的一支试管中加入上述MnO₂拌和．同时加热两支试管并在试管的上方各放带火星（燃着）的木棒，若盛放MnO₂的试管上方的木棒先复燃（燃烧的更旺），则可证明MnO₂的化学性质不变．