Question

科學(xué)興趣小組在學(xué)習(xí)用雙氧水制取氧氣的過程，進(jìn)行了如下的一系列實驗，請參與探究：
探究活動一：用過氧化氫制氧氣時，事先在錐形瓶中加水的作用
【猜想與假設(shè)】猜想1：加水可以起到稀釋的作用，使反應(yīng)速度變緩．
猜想2：…
【設(shè)計實驗】并根據(jù)猜想進(jìn)行了實驗：每次取15毫升15%的過氧化氫溶液，稀釋成不同溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，在其他條件相同的情況下進(jìn)行實驗．記錄數(shù)據(jù)如下：

實  驗	1	2	3	4	5
過氧化氫溶液濃度	1%	3%	5%	10%	15%
MnO2粉末用量/克	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
收集到500mL氣體時所用時間/秒	560	186	103	35	12
反應(yīng)后液體溫度/℃	26	38	43	59	71

（1）實驗室用過氧化氫制氧氣的化學(xué)方程式是

 

．
（2）過氧化氫溶液的濃度對反應(yīng)速度有怎樣的影響？

 

．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，該同學(xué)的猜想2是：加水可以

 

．
探究活動二：二氧化錳催化過氧化氫分解的探究
【提出問題】…
【設(shè)計實驗方案】
（1）選擇裝置并檢查氣密性．
（2）稱取0.1克的二氧化錳粉末加入容器中．
（3）量取50毫升濃度約1%的過氧化氫溶液加入容器中，記錄一定時間內(nèi)收集到的氣體體積．
（4）改變二氧化錳的質(zhì)量，重復(fù)上述實驗，記錄數(shù)據(jù)如下．

時間/秒	生成氧氣的體積/毫升
	0.1克MnO2	0.2克MnO2	0.3克MnO2	0.4克MnO2
40	49	61	75	86
80	77	87	90	92
120	89	92	92	92
160	92	92	92	92

①本實驗探究的問題是：

 

．
②實驗中除了量筒外，還需要用到的測量儀器有：

 

．
③為完成本實驗，應(yīng)選擇下圖氣體發(fā)生和收集裝置中的組合是

 

（選填序號）

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)變化的條件和影響物質(zhì)變化的因素,實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理,氧氣的制取裝置,氧氣的收集方法,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【設(shè)計實驗】
（1）依據(jù)雙氧水分解制氧氣的產(chǎn)物及條件書寫方程式即可；
（2）分析表中的數(shù)據(jù)要研究一種條件對化學(xué)反應(yīng)的影響，就要保持其它條件不變，只改變要研究的條件，觀察對其對實驗結(jié)果的影響，由表中收集到500ml氣體所用時間的長短可得到解答．
（3）依據(jù)過氧化氫溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低反應(yīng)后溶液的溫度也越低，可猜想加入水時可能對反應(yīng)后溶液有降溫作用；
【設(shè)計實驗方案】
（1）根據(jù)（二）、（三）所用物質(zhì)和（四）中提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行推測；
（2）根據(jù)實驗中要稱取二氧化錳，并要計時分析所需測量儀器；
（3）根據(jù)過氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)是固體和液體的不加熱反應(yīng)選擇發(fā)生裝置；根據(jù)氧氣的密度和溶水性選擇收集裝置．

解答：解：（1）雙氧水在二氧化錳做催化劑的情況下可分解生成水和氧氣，其方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（2）由表中數(shù)據(jù)可知，其它條件不變的情況下，雙氧水溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高生成500mL氧氣所用的時間越短，即反應(yīng)速度越快，但反應(yīng)所用的時間與溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)不成比例，所以此規(guī)律因該是在一定范圍內(nèi)成立；
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越小的過氧化氫溶液反應(yīng)后溶液的溫度越低，即加水越多反應(yīng)后溶液的溫度越低，所以可猜測加水可以對溶液降溫；
【設(shè)計實驗方案】
（1）從題干中提供的信息可知，所用過氧化氫溶液的量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)都是相同的，只是三次加入的二氧化錳的量不同，并且記錄了在不同量二氧化錳的條件下，不同時間生成的氧氣的量．可見此實驗探究達(dá)到問題是：二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫分解快慢的影響．
（2）實驗中要稱取二氧化錳，所以要用到天平；并要計時，所以用秒表．
（3）過氧化氫溶液和二氧化錳反應(yīng)是固體和液體的不加熱反應(yīng)，可用裝置②完成；氧氣密度大于空氣密度，并且不易溶于水，所以可用向上排空氣法和排水法收集，要記錄一定時間內(nèi)收集到的氣體體積，所以用②⑤合適．
故答案為：
【設(shè)計實驗】
（1）2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（2）一定范圍內(nèi)，過氧化氫溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大反應(yīng)速度越快；
（3）給溶液降溫；
【設(shè)計實驗方案】
（1）二氧化錳的質(zhì)量對過氧化氫分解快慢的影響．
（2）天平、或秒表．
（3）②⑤．

點評：本題通過對比實驗結(jié)果的分析，找到事物的內(nèi)在聯(lián)系，考查了學(xué)生分析問題的能力，同時也是對影響反應(yīng)速率因素這一知識點的重點考查．此題是對雙氧水制氧氣的探究，分析時采用控制變量的方法對問題進(jìn)行分析是解決此類題常用的方式；