Question

某研究小组对用H₂O₂分解生成H₂O和O₂的实验条件进行探究．他们进行了以下实验：
①往盛有5mL 5% H₂O₂溶液的试管中，伸入带火星的木条，木条不复燃．
②往盛有5mL w% H₂O₂溶液的试管中，加入a g MnO₂，伸入带火星的木条，木条复燃．
③往盛有5mL w% H₂O₂溶液的试管中，加入a g Fe₂O₃，伸入带火星的木条，木条复燃．
④经检验，②、③中反应后试管中仍分别含有a g MnO₂和a g Fe₂O₃．
问题：
（1）MnO₂、Fe₂O₃在上述反应中的作用是

 

．
（2）实验 ②、③中H₂O₂的浓度（w%）以

 

为宜，你的理由是

 

．
（3）写出实验③化学反应的方程式．
研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．下表选取了部分实验数据：
用足量等体积H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间

浓度 时间（min） 条件	30% H2O2	15% H2O2	5% H2O2
加入a g MnO2	0.2	0.8	2.0
加入a g Fe2O3	7.0	9.0	16.0

问题：（4）从上表中能得出哪些结论？①

 

；②

 

；
（5）再写出一个用MnO₂作催化剂的化学反应方程式

 

．
（6）实验小组又用如图装置来测定空气中氧气的含量．
①此实验相比课本原型实验主要改进了：

 

．
②你认为此实验最后打开止水夹K后可以看到什么现象？

 

，产生此现象的原因是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质变化的条件和影响物质变化的因素,空气组成的测定,催化剂的特点与催化作用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）有①②③对比可知加入二氧化锰、氧化铁都使反应速度迅速提高，且由④可知其质量没有改变，可说明它是催化剂；
（2）此题是证明催化剂的催化作用，故应该创设相同的其他条件很有必要；
（4）从图表数据可以看出过氧化氢相同时，比较不同的催化剂，催化剂相同时可证明溶液浓度与反应速度的关系；
（3）根据反应物和产物写出相关的化学方程式；
（5）根据实验室制氧气的反应原理写出相关的化学方程式；
（6）根据测定空气中氧气的含量的原理分析

解答：解：（1）有①②③对比可知加入二氧化锰、氧化铁后的反应速度明显提高，且由④可知其质量没有改变，故可说明它是这一反应的催化剂．故可填：催化作用；
（2）②③是创设相同的条件只改变加入的物质进行对比实验，在过氧化氢溶液的溶质质量分数和体积都相同的条件下实验，才能比较出不加催化剂和加入二氧化锰或氧化铁后的催化作用．故应填：5%；
（3）实验③化学反应的方程式为：2H₂O₂

氧化铁  .

 2H₂O+O₂↑；故填：2H₂O₂

氧化铁  .

 2H₂O+O₂↑；
（4）从图表数据可以看出过氧化氢相同时，催化剂的效果不同；催化剂相同时可证明溶液浓度越大，反应速度越快；
故可填：①相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好；
②在其他条件相同的情况下，H₂O₂浓度越大，产生氧气的速度越快；
（5）写出一个用MnO₂作催化剂的化学反应方程式为：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；故填：2KClO₃

MnO2 .

△

2KCl+3O₂↑；
（6）①此实验相比课本原型实验主要改进了酒精灯加热变为通电加热；由于右边集气瓶密封，不会形成压强差，因此此实验最后打开止水夹K后，水不会进入左边集气瓶中．故填：①酒精灯加热变为通电加热；
②水不会进入左边集气瓶中；右边集气瓶密封，不会形成压强差．

点评：此题考查了过氧化氢制取氧气时不同催化剂的效果，以及反应物的浓度与反应速度的关系，也培养了学生分析图表，对比实验的能力．