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【题目】文献显示,卢西平等研究人员利用图1装置进行实验,探究二氧化锰的用量对过氧化氢溶液分解的影响。(压强传感器用于测量瓶内压强变化,各数据均于同温同压下测得,3%过氧化氢溶液的密度约为1 g /mL)

编号

第一组实验

第二组实验

过氧化氢溶液

8mL

8mL

8mL

8mL

8mL

2mL

4mL

6mL

8mL

10mL

二氧化锰

0.03g

0.06g

0.08g

0.12g

0.24g

0.1g

0.1g

0.1 g

0.1g

0.1g

第一组实验记录的瓶内压强变化如图2所示,第二组实验记录的瓶内压强变化如图3所示。

已知3%过氧化氢溶液中,过氧化氢占溶液总质量的3%。请根据以上实验回答下列问题:

(1)实验时,测定装置内反应的化学方程式为________

(2)观察图2可知:该条件下30s内要完全分解8 mL3%过氧化氢溶液,至少要用___gMnO2。观察图3可知:该条件下0.1gMnO2至少能快速催化分解_____mL3%的过氧化氢溶液。

(3)综合第一组实验可以得出的结论是:其它条件不变时,MnO2的用量越大,过氧化氢完全分解耗时___O2的产量______。综合第二组实验可以出的结论是:其它条件不变时,过氧化氢溶液的用量越大,O2的产量_____,过氧化氢完全分解耗时_______

(4)综合两组实验可以推知:在这样的实验条件下要30s内完成反应,二氧化锰与过氧化氢的质量比最合适的取值约为_______

【答案】2H2O22H2OO2 0.03 10 越少 不变 越大 相同 0.088

【解析】

1)实验是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为:2H2O22H2OO2

2)根据图2可发现,实验条件下,30s内催化分解8mL溶质质量分数为3%的双氧水,MnO2的最小用量为0.03g;根据图3可发现,0.1g MnO2至少能快速催化分解10mL的过氧化氢溶液;

3)综合第一组实验可以得出:其它条件不变时,MnO2的用量越大,过氧化氢完全分解耗时越少,O2的产量不变;综合第二组实验可以得出:其它条件不变时,过氧化氢溶液的用量越大,O2的产量越大,过氧化氢完全分解耗时相同;

4)分析两组实验数据可知:在这样的实验条件下要30s内完成反应,“二氧化锰与过氧化氢的质量比”最合适的取值=0.08g:(8mL1 g /mL=0.088

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