Question

【题目】某研究小组对过氧化氢溶液制取氧气进行如下探究：

实验一：如图装置可用于多次连续进行氧气的制取和性质的实验。

(1)仪器Y的名称是_______。

(2)该反应的化学式表达式：________，二氧化锰在反应中的作用是___。多孔水泥负载二氧化锰小球用于实验时的主要优点是_____，检验氧气已收集满的方法_________。

(3)做氧气的性质实验时，实验不同，Z的作用不同。

①铁丝燃烧。Z为水，其作用是_____。

②蜡烛燃烧。Z为______，其作用是验证蜡烛燃烧生成了二氧化碳。

实验二：探究H2O2质量分数、溶液pH、温度对反应速率的影响

(2)设计如下表实验方案：

实验序号	H2O2质量分数/%	pH	温度/℃	每分钟气泡数
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	15	11	30
5	a	11	b

①进行实验1~3的目的是探究________。

②a=_________；b=_________。

实验三：探究制取氧气的适宜催化剂

(3)实验方案如下：

I．用MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3四种催化剂分别与海藻酸钠溶液混合，滴入氯化钙溶液制成含等质量催化剂、大小相同的海藻酸钠微球，备用。

II．取30粒含MnO2的海藻酸钠微球，采用左下图装置进行实验。改用其他三种微球，分别重复上述实验，得到右下图的锥形瓶内压强随时间变化的曲线图。

①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同的原因_________。

②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，其原因是____。

③从实验曲线看，催化效果较好、反应温和的催化剂是______。

Answer 1

【答案】分液漏斗 H2O2H2O + O2 催化 增大接触面积 将带火星的木条放在瓶口 防止生成物溅落瓶底，使集气瓶炸裂 澄清石灰水 溶液pH对反应速率的影响 15 20 控制变量 反应速度太快，导致瓶内气压过大，橡皮塞被弹出 CuO

【解析】

实验一：(1)通过分析入题中所指仪器的名称和作用可知，Y是分液漏斗；

(2)水泥负载二氧化锰小球用于实验时的主要优点是：增大接触面积、便于二氧化锰的回收利用；该实验中收集氧气的方法是：向上排空气法；检验氧气已收集满的方法：将带火星的木条放在瓶口；

(3)）①铁丝燃烧，生成高温的四氧化三铁，Z为水，其作用是：防止溅落的熔化物炸裂瓶底；

②蜡烛燃烧，Z为澄清石灰水，其作用是验证蜡烛中含有碳元素；

实验二：①实验1～3的溶液浓度相同，温度相同，pH不同，故该实验是探究溶液的pH对反应速率的影响；

②进行实验时要注意控制变量，4、5的pH相同，需要控制过氧化氢溶液的溶质质量分数相同或是温度相同，故a可以是15；可以是20，或是a是30，b是30；

实验三：）①每次实验时，海藻酸钠微球数应相同是为了确保催化剂用量一致；

②用含MnO2的海藻酸钠微球进行实验，60s时压强瞬间回落，可能是因为产生气体的速率过快，导致气压过大，橡皮塞被弹出；

③从实验曲线看，二氧化锰太剧烈，氧化铁和三氧化二铬太慢，故催化效果较好、反应温和的催化剂是CuO。