题目内容
【题目】某小组对H2O2溶液制取氧气进行了如下探究:
【探究一】:探究不同催化剂对H2O2分解快慢的影响
该小组采用了如下图所示装置进行实验,实验中催化剂均为0.4g,H2O2溶液浓度均为10%20mL,在C框中连接导管和量筒,并测量收集到50mL水时的某项数据,经计算后的数据如下表:
催化剂种类 | 气体产生速率(mL/s) |
二氧化锰 | 3.5 |
氧化铜 | 4.5 |
活性炭 | 5.8 |
(1)检查A装置气密性的方法是:用弹簧夹夹住A装置右侧导气管,打开①的两个活塞,向其中加水,若___________,则气密性良好。
(2)C框内选用C1或C2装置,对该探究实验结论有无影响______。
(3)从实验数据可知:相同条件下表中催化剂的催化效果由强到弱依次为________。
(4)该探究实验中,需要测定的数据是____________。
(5)当量筒中收集到50mL水时,双氧水分解出的氧气体积______50mL(填“大于”、“等于”、“小于”)。
【探究二】:探究H2O2溶液浓度对分解速率的影响
如图:在250mL三颈瓶中,加入MnO2均为0.5g,在恒压漏斗中加入不同浓度的H2O2溶液各20mL分别进行实验。并用温度传感器测量并绘制出瓶内温度与时间关系图。如下图所示。
再将该装置的三颈瓶浸入水浴池中(该池可使瓶内的溶液温度恒定在20℃),用上述实验中相同量的各物质重复上述实
验,用气压传感器测量并绘制出瓶内气压与时间关系图。如下图所示。
(6)实验中,恒压漏斗的作用是__________。
(7)由图1知道:H2O2溶液分解时会_________热量(填“放出”或“吸收”)。
(8)由图2知道: H2O2溶液浓度越高,其分解反应速率越______(填“快”或“慢”),以10%H2O2溶液为例,20S后三颈瓶内气压约由高缓慢降低的原因是_________。
(9)影响H2O2溶液分解速率的因素,除了催化剂的种类、H2O2溶液浓度外,还可能有的因素如:__________(请写出一种)。
【答案】 一段时间后,漏斗中的水不滴下(或漏斗下管口有水柱) 无 活性炭>CuO>MnO2 收集50mL氧气所需的时间 小于 使恒压漏斗与三颈瓶内气压相等,便于H2O2溶液自行下滴 放出 快 20S反应结束,放热停止,但随着装置散热,温度会下降,使得三颈瓶内气压开始缓慢减小 催化剂的用量、催化剂颗粒大小或过氧化氢溶液的温度(写溶液的压强不得分)
【解析】 (1)探究有气体参与的反应实验时,要检查装置的气密性,检查A装置气密性的方法是夹住右侧导气管,打开①的两个活塞,向其中加水,若水不滴下(或漏斗下管口有水柱),则气密性良好;(2)反应产生的气体把B中的水压入量筒中,选用C1或C2装置,对该探究实验结论都没有影响;(3)催化剂能改变化学反应速率,反应速率越快催化效果越好从实验数据可知,相同条件下表中催化剂的催化效果由强到弱依次为:活性炭>>;(4)根据题意可知,该探究实验中,需要收集50mL氧气,所以需要测定集50mL氧气的时间;(5)由于过氧化氢在二氧化锰的催化作用下放出热量,气体受热膨胀,体积增大,所以当量筒中收集到50mL水时,双氧水分解出的氧气体积小于50mL; (6)实验中,恒压漏斗的作用是使溶液自行下滴(使漏斗及三颈瓶成为一个整体);(7)由图1知道: 溶液分解时会放出热量;(8)根据数据可以知道溶液浓度越高,反应速率越快,以10%溶液为例,20S后三颈瓶内气压由高缓慢降低的原因是:反应结束,温度下降,气体也因冷却而收缩,使得三颈瓶内气压开始缓慢减小;(9)影响溶液分解速率的因素,除了催化剂的种类、溶液浓度外,还可能与催化剂的用量、催化剂颗粒大小或过氧化氢溶液的温度有关。
【题目】定量研究对于化学科学发展有重大作用,因此我们应该掌握好有关质量守恒定律的相关知识。
(1)在验证质量守恒定律时,下列A、B、C三个实验设计中,不能达到实验目的的是______(选填序号),理由是_______________。
(2)从微观角度分析,解释反应中,质量守恒定律成立的原因是:_____。
(3)在一个密闭容器内有A、B、C、D四种物质,在一定条件下充分反应,测得反应前后各物质的质量如下表:
物质 | A | B | C | D |
反应前质量/g | 2 | 24.5 | 4 | 8 |
反应后质量/g | 16.9 | 0 | 13.6 | X |
表中X=______,该反应中D物质可能起了_________作用。容器内发生的反应的基本类型是_________。