Question

3．化学反应速率的客观因素有许多，如温度、浓度、压强、催化剂、表面积等，因此探究客观条件与化学反应速率关系的实验设计及改进也就许许多多．
某同学设计了如下实验：
①实验装置如图所示．取少量（质量为mg）粉末状的MnO₂，滴加适量水制成团粒状，全部放在广口瓶A里，并尽量靠近瓶壁，分液漏斗里装入3mL 20%的过氧化氢溶液．广口瓶B中加入$\frac{2}{3}$容积的水 （滴加几滴红墨水以增强实验效果）．
②将广口瓶A中装有二氧化锰的一侧稍垫高些，然后打开分液漏斗的活塞使过氧化氢溶液流入广口瓶中，待液面降至活塞处时关闭活塞（过氧化氢溶液和二氧化锰未接触）．
③将广口瓶A放平，使过氧化氢溶液与二氧化锰接触．
④待反应完毕后，将广口瓶A中的固体物质全部分离出来，称其质量仍为mg．通过其他实验证实，该固体全部是MnO₂．请结合所学知识回答下列问题：
（1）第②步操作，广口瓶A中的现象为有少许气泡，广口瓶B处的现象为导管里的液面略有上升．
（2）第③步操作，广口瓶A中的现象为有大量气泡产生，广口瓶B处的现象为瓶中液面下降，导管口有红色喷泉产生．
（3）通过该实验，对二氧化锰的作用，你能得出的结论：二氧化锰在反应前后质量和性质不改变，起催化剂的作用，加快化学反应速率，有关反应的方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

Answer 1

分析 双氧水不稳定分解产生氧气和水，但在常温、无催化剂的作用下分解速率很慢，实验第②步操作让双氧水与二氧化锰不接触，产生氧气很慢，当双氧水与二氧化锰接触后，双氧水分解速率加快，迅速产生氧气，由于压强差，B中压强增大，将瓶中液体压出，据此解答．

解答 解：（1）双氧水不稳定分解产生氧气和水，但在常温、无催化剂的作用下分解速率很慢，实验第②步操作让双氧水与二氧化锰不接触，产生氧气很慢，在一段时间内量也很少，所以A中的现象是有少计气泡产生，B中导管里的液面略有上升，
故答案为：有少许气泡；导管里的液面略有上升；
（2）第③步操作，是让双氧水与二氧化锰接触后，双氧水分解速率加快，迅速产生氧气，由于压强差，B中压强增大，将瓶中液体压出，
故答案为：有大量气泡产生；瓶中液面下降，导管口有红色喷泉产生；
（3）第②步操作与第③步操作是为了对比二氧化锰在反应中的作用，根据催化剂的特点是在反应前后质量、性质不改变，第④步操作是为了证明二氧化锰确实是催化剂的作用，加快反应速率，该反应的方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，
故答案为：二氧化锰在反应前后质量和性质不改变，起催化剂的作用，加快化学反应速率；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．

点评 本题考查催化剂对反应速率的影响，探究催化剂在化学反应前后质量和性质不发生改变，注意实验现象的描述，题目难度适中．