Question

【题目】化学兴趣小组的同学对“二氧化锰在过氧化氢分解前后的质量和化学性质没有改变”这一结论产生了兴趣，决定进行亲身验证．

（查阅资料）①过滤是将不溶于水的固体和液体分离开的操作，二氧化锰不溶于水．②在一定范围内，温度升高，化学反应的速率会加快。

（初步验证）小华提出先用电子天平称量1.0g的二氧化锰，然后将其与过氧化氢溶液中，请写出该反应的化学方程式______，待反应结束后，过滤，洗涤，再进行二次称量，结果发现所得数据大于1.0g，原因可是_______。

（实验改进）小强针对上述原因，提出烘干后再称量的方案，结果得到了准确的实验结论，与此同时，老师引导同学们可以尝试蒸发的方法，结果也得到了相同的结果．由此我们得出的实验结论是_____。

（深入探究）对于二氧化锰在反应前后化学性质没有改变的验证，小兵提出可以直接向刚蒸干的二氧化锰中滴入过氧化氢溶液，若能观察到仍有______的现象，就可以得出结论．但小芳对此产生了异议，她的理由是____。（已确认产生的气体为氧气）

（实验反思）在过氧化氢制取氧气的过程中，二氧化锰的确起到了加快过氧化氢分解的作用，那么有没有别的方法也能起到这一效果呢？对此，兴趣小组的同学们展开了激烈的讨论，并最终设计出了如图甲所示的装置。

（1）此装置能较快收集到氧气的原因是________。

（2）课堂上同学们利用如图甲所示装置做功氧化氢制取氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，却发现带火星的木条很难复燃，这又是为什么呢？　 　

（3）针对这一异常现象，兴趣小组的同学们去请教了老师，老师在思考以后，决定对甲装置进行改进，如乙图所示，发现带火星的木条较易复燃（图中的加热装置已略去）。

（交流与讨论）

（4）兴趣小组的同学们受到启发，在查阅了相关资料后，又共同设计处了图丙所示的装置，发现带火星的木条也易复燃（图中的加热装置已略去），根据图乙装置的启示，请你分析浓硫酸的作用可能是_________。

（5）再加热过氧化氢溶液制取氧气的过程中，加热的温度与集气瓶中氧气的体积分数之间存在联系（如曲线图所示），若能使带火星的木条复燃所需的氧气的体积分数最低为49%（只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响），现欲使带火星的木条复燃，应将加热过氧化氢溶液的最高温度控制在_________℃。

Answer 1

【答案】2H2O2 2H2O+ O2↑ 没有干燥二氧化锰 二氧化锰在反应前后质量不变 产生大量气泡 刚蒸干的二氧化锰温度较高，能够加快过氧化氢的分解速率 在一定范围内，温度升高，化学反应的速率会加快　． 吸收水蒸气(或吸水或干燥氧气) 82或83

【解析】

初步验证：

过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H2O2 2H2O+ O2↑；待反应结束后，过滤，洗涤，再进行二次称量，结果发现所得数据大于1.0g，原因可能是没有干燥二氧化锰，导致二氧化锰表面附着了一定量的水；

实验改进：

小强针对上述原因，提出烘干后再称量的方案，结果得到了准确的实验结论，与此同时，老师引导同学们可以尝试蒸发的方法，结果也得到了相同的结果，说明了二氧化锰在反应前后质量不变；

深入探究：

对于二氧化锰在反应前后化学性质没有改变的验证，小兵提出可以直接向刚蒸干的二氧化锰中滴入过氧化氢溶液，若能观察到仍然产生大量气泡，就可以得出结论，但小芳对此产生了异议，她的理由是：刚蒸干的二氧化锰温度较高，能够加快过氧化氢的分解速率；

实验反思：

（1）此装置能较快收集到氧气的理论依据是：在一定范围内，温度升高，化学反应的速率会加快；

（2）利用如图甲所示装置做过氧化氢制取氧气的实验时，用带火星的木条检验氧气，却发现带火星的木条很难复燃，这是因为此时氧气中混有大量水蒸气，很难使带火星的木条复燃；

交流与讨论：

（4）由图乙装置可知，冷水是为了降低温度使水蒸气液化，从而使氧气更纯净一些，因此浓硫酸的作用可能是吸收水蒸气(或吸水或干燥氧气)；

（5）由图中可知，氧气的体积分数为49%时，温度约为81℃，因此欲使带火星的木条复燃，应将加热过氧化氢溶液的最高温度控制在82或83℃。