Question

【題目】某小組對(duì)H2O2溶液制取氧氣進(jìn)行了如下探究：

（探究一）：探究不同催化劑對(duì)H2O2分解快慢的影響

該小組采用了如下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中催化劑均為0.4g，H2O2溶液濃度均為10％20mL，并用C裝置測(cè)量收集到50mL水時(shí)的某項(xiàng)數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算后的數(shù)據(jù)如下表：

催化劑種類(lèi)	氣體產(chǎn)生速率(mL/s)
二氧化錳	3.5
氧化銅	4.5
活性炭	5.8

(1)檢查A裝置氣密性的方法是：用彈簧夾夾住A裝置右側(cè)導(dǎo)氣管，打開(kāi)①的兩個(gè)活塞，向其中加水，一段時(shí)間后，若____，則氣密性良好。

(2)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：相同條件下表中催化劑的催化效果由強(qiáng)到弱依次為____。

(3)該探究實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)定的數(shù)據(jù)是___。

(4)當(dāng)量筒中收集到50mL水時(shí)，雙氧水分解出的氧氣體積實(shí)際小于50mL，原因是___。

（探究二）：探究H2O2溶液濃度對(duì)分解速率的影響

如圖：在250mL三頸瓶中，加入MnO2均為0.5g，在恒壓漏斗中加入不同濃度的H2O2溶液各20mL分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并用溫度傳感器測(cè)量并繪制出瓶?jī)?nèi)溫度與時(shí)間關(guān)系圖。如圖1所示。再將該裝置的三頸瓶浸入水浴池中(該池可使瓶?jī)?nèi)的溶液溫度恒定在20℃)，用上述實(shí)驗(yàn)中相同量的各物質(zhì)重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，用氣壓傳感器測(cè)量并繪制出瓶?jī)?nèi)氣壓與時(shí)間關(guān)系圖。如圖2所示。

(5)由圖1知道：H2O2溶液分解時(shí)會(huì)___熱量(填“放出”或“吸收”)。

(6)由圖2知道： H2O2溶液濃度越高，其分解反應(yīng)速率越____(填“快”或“慢”)，以10％H2O2溶液為例，25S后三頸瓶?jī)?nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是___。

（探究三）：探究過(guò)氧化氫消毒液的標(biāo)簽

下圖是過(guò)氧化氫消毒液的標(biāo)簽，結(jié)合標(biāo)簽中的信息，請(qǐng)回答：

(7)為什么該消毒液要放在避光、陰涼處保存？請(qǐng)用文字或符號(hào)表達(dá)式說(shuō)明___。

(8)該瓶消毒液中至少含有____g過(guò)氧化氫，這些過(guò)氧化氫中含有的氧元素與____g氧化亞鐵中含有的氧元素質(zhì)量相等。

Answer 1

【答案】一段時(shí)間后，漏斗中的水不滴下（或漏斗下管口有水柱） 活性炭＞CuO＞MnO2 收集50mL氧氣所需的時(shí)間 裝置中存在少量的空氣 放出 快 20s反應(yīng)結(jié)束，放熱停止，但隨著裝置散熱，溫度會(huì)下降，使得三頸瓶?jī)?nèi)氣壓開(kāi)始緩慢減小 過(guò)氧化氫水+氧氣或H2O2H2+O2 3.4g 14.4g

【解析】

（1）檢查A裝置氣密性的方法是夾住右側(cè)導(dǎo)氣管，打開(kāi)①的兩個(gè)活塞，向其中加水，若一段時(shí)間后，水不滴下（或漏斗下管口有水柱），則氣密性良好；

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知?dú)怏w產(chǎn)生速率越快催化效果越好，所以分析表格中數(shù)據(jù)，可以得出相同條件下表中催化劑的催化效果依次為活性炭＞CuO＞MnO2；

（3）為完成此探究，需要測(cè)定的數(shù)據(jù)為收集50mL氧氣所需的時(shí)間；

（4）裝置中存在少量的空氣，所以當(dāng)量筒中收集到50mL水時(shí)，雙氧水分解出的氧氣體積小于50mL；

（5）由圖4可知，隨著過(guò)氧化氫的分解，溫度升高，這說(shuō)明了H2O2溶液分解時(shí)會(huì)放出熱量；

（6）根據(jù)數(shù)據(jù)可知H2O2溶液濃度越高，反應(yīng)速率越快，以10%H2O2溶液為例，三頸瓶?jī)?nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是反應(yīng)結(jié)束，溫度下降，氣體也因冷卻而收縮，使得三頸瓶?jī)?nèi)氣壓開(kāi)始緩慢減��；

（7）過(guò)氧化氫分解生成水和氧氣，在催化劑或加熱條件下反應(yīng)較快，文字表達(dá)式為過(guò)氧化氫水+氧氣，符號(hào)表達(dá)式為H2O2H2+O2。

（8）100mL=0.1L,該瓶消毒液中至少含有過(guò)氧化氫的質(zhì)量為:34.0g/L×0.1L=3.4g；這些過(guò)氧化氫中含有的氧元素為3.4g×=3.2g；對(duì)應(yīng)的氧化亞鐵的質(zhì)量為=14.4g。