题目内容

【题目】实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气,回答下列问题:
(1)为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持装置略去),

进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:

实验1

实验2

MnO2的质量

0.5克

0.5克

5%的H2O2溶液体积

40mL

待填

水浴温度

20℃

80℃

①此反应的符号表达式是
②实验2中“待填”的数据是毫升;在两次实验中,可以通过一定时间内内的的多少来精确比较H2O2分解反应速率的大小.
③实验2中水浴温度控制在80℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还可能的原因有
④实验结束后若要将不溶于水的MnO2从剩余物中分离出来,实验操作步骤(简单描述)是→用水冲洗MnO2→烘干二氧化锰.
(2)探究使带火星木条复燃的氧气的最低浓度.用容积为300mL的集气瓶排水法收集氧气,当刚好把瓶中预先留有的100mL水排尽时,集气瓶中氧气的体积分数为(写出计算式即可):
实验研究结果显示:O2的体积分数大于49%时就可使带火星的木条复燃.因此,用带火星的木条验满O2的方法(填“可靠”或“不可靠”).为此,收集O2时最好使用集气法(不需要验满).

【答案】
(1)2H2O2 2H2O+O2↑;0;注射器;气体体积;温度高时,水变成水蒸汽;过滤
(2)(100+200×21%)÷300×100%;不可靠;排水
【解析】解:(1)①过氧化氢分解生成水和氧气,反应的符号表达式是2H2O2 2H2O+O2↑;②利用对比试验探究温度对H2O2分解反应速率的影响时,变量应是温度,其余的量应相同,所以,实验2中应加入5%H2O240毫升;在两次实验中,可以通过一定时间内注射器内的气体体积的多少来精确比较H2O2分解反应速率的大小;③实验2中水浴温度控制在80℃时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有温度较高时水蒸发成水蒸气;④实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来,由于MnO2不溶于水,可采取的方法是过滤、洗涤、干燥;(2)空气中氧气的体积含量为21%,所以用容积为300mL的集气瓶排水法收集氧气,当刚好把瓶中预先留有的100mL水排尽时,集气瓶中氧气的体积分数为:(100+200×21%)÷300×100%;
O2的体积分数大于49%时就可使带火星的木条复燃.因此,用带火星的木条验满O2的方法不可靠,为此,收集O2时最好使用排水集气法.(1)①2H2O2 2H2O+O2↑;②40;注射器;气体体积;③温度高时,水变成水蒸汽;④过滤;(2)(100+200×21%)÷300×100%;不可靠;排水.
(1)①根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答;②根据对比实验探究温度对H2O2分解反应速率影响的方法分析;根据相同的时间内产生气体的多少分析;③根据温度高时水蒸发成水蒸气分析;④根据混合物的组成特点分析分离提纯MnO2的方法;(2)根据空气中氧气的体积含量为21%以及排水法收集气体的气体较纯进行解答.

练习册系列答案
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(1)【发现问题1】点燃蜡烛,发现蜡烛火焰的明亮程度不一样,是什么原因所致呢?
【猜想与假设1】猜想①:蜡烛中可燃物成分不一样;
猜想②:
(2)【发现问题2】同学们用蜡烛代替红磷测定空气中氧气的含量,发现蜡烛熄灭后,回流到集气瓶中的水远小于瓶容积的 .是什么原因所致呢?
【猜想与假设2】猜想①:蜡烛燃烧产生CO2气体;
猜想②:
猜想③:
(3)【实验验证】将蜡烛点燃后用氧气传感器定量测定瓶中的氧气含量.数据如图1.
【得出结论】此实验中空气中氧气体积分数降低了%.
(4)【拓展探究】
a.某同学用氧气传感器定量测定密闭条件下足量红磷燃烧时氧气的含量变化,如图2,在110秒时氧气的含量有所上升,接着再慢慢下降,最终维持在8.85%左右.请你试着解释图象变化的可能原因是:


你对氧气含量最终维持在8.85%左右是怎么理解的?
b.图3所示装置可用于测定空气中氧气的含量,其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保持下来.图4、图5是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强﹣时间关系图(该装置气密性好,p0是集气瓶内初始气压,p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压)
①反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的原因是:
②p=0.79p0 , p′=p0 , 请解释这一现象的原因:

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