题目内容

实验室用H2O2制氧气时,没有加MnO2,其结果是


  1. A.
    不影响放出氧气的快慢
  2. B.
    不能产生氧气
  3. C.
    反应速度很慢,H2O2分解产生的氧气变少
  4. D.
    产生氧气,总量不减少,但放出氧气速度很慢
D
分析:二氧化锰在过氧化氢分解反应中的作用为催化作用,用来加快反应速率,缩短反应进行的时间,但并不改变反应的实质:反应的生成物氧气和水、生成物的质量如氧气的质量等不会因之改变.
解答:A、过氧化氢分解速度较慢,为加快分解常加入二氧化锰进行催化;因此,没有加二氧化锰不影响放出氧气的快慢的判断是不正确的;
B、过氧化氢在不加催化剂二氧化锰同样可以分解放出氧气,只是反应速率较慢.因此,没有加二氧化锰不能产生氧气的判断不正确;
C、二氧化锰只会加快过氧化氢的分解不改变反应结果,因此,没有加二氧化锰只是反应速度很慢,但不会造成分解产生的氧气变少的结果.所以,反应速度很慢H2O2分解产生的氧气变少的判断不正确;
D、没有加二氧化锰过氧化氢的分解速度缓慢,反应完成后产生氧气总量不变.判断正确;
故选D.
点评:催化剂在变化前后化学性质和质量都不改变,可反复使用.
练习册系列答案
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在我校实验室实施的扬州市2011年中考化学实验操作考查刚刚落下帷幕.实验考查中H2O2分解制氧气为何不采用MnO2作催化剂?同学们为之展开了探究.
I、他们首先配制实验所需的50mL、6%的H2O2溶液.
[配制溶液]
现有一瓶新购置的双氧水,标签如图所示.
(1)若用这瓶双氧水来配置6%的医用双氧水1500g,需要这种双氧水的质量是多少克?
(2)另有一瓶5个月前购进的相同规格的双氧水,经检测,已缓慢分解放出了9.6g氧气,求现在剩余的该瓶溶液中溶质的质量分数.
II、然后同学们又比较了各催化剂在室温下对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况.
[实验记录]各催化剂对50mL、6%的H2O2溶液分解反应的催化作用情况(室温22℃)
催化剂及用量 O2 平均产量 制氧所需时间 成本 反应情况
MnO21.0g 919mL 10′03″ 0.11元 分解先快后慢
10%FeCl3溶液5滴 985mL 4′50″ 0.02元 均匀产生O2
15%CuSO4溶液5滴 955mL 4′57″ 0.03元 均匀产生O2
[实验分析]由表中数据及实验体验可以得出,MnO2 催化分解H2O2制氧气有两点不足,①开始反应速率过快,氧气产生后,发生装置内压强骤然增大,使用分液漏斗滴液往往受阻,收集氧气排水或排空气时稍微耽搁,就会有不少O2 逸失,到收集最后一瓶O2反应变慢,耗时太长.②
MnO2用量多,成本高
MnO2用量多,成本高

[提出问题]同学们认为用FeCl3溶液作催化剂效果最好.但FeCl3溶液为何能催化分解H2O2
[实验猜想]已知FeCl3在水中可解离出Fe3+ 和Cl-,同学们提出以下猜想:
甲同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的H2O;
乙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+
丙同学的猜想是:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Cl-
你认为最不可能的是
 同学的猜想,理由是
过氧化氢溶液中有水
过氧化氢溶液中有水

同学们对余下的两个猜想,用实验进行了探究,请你仔细分析后填空:
[实验过程1]向盛有5mL、6% H2O2溶液的试管中加入少量的HCl溶液,并把带火星的木条伸入试管.
[实验现象1]无明显现象.对应结论:
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2
FeCl3溶液中的Cl-不能催化分解H2O2

[实验过程2]另向盛有5mL、6%的H2O2溶液的试管中加入少量的
Fe(NO33溶液
Fe(NO33溶液
,并再次把带火星的木条伸入试管.
[实验现象2]
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃
试管中有大量气泡产生,带火星的木条复燃

对应结论:
起催化作用的是Fe3+
起催化作用的是Fe3+

[拓展研究]
同学们还比较了FeCl3和CuSO4两种盐对H2O2分解的催化效果,他们分成甲、乙两组,分别设计了如图一、图二所示的实验并进行了实验.(设两种盐溶液的浓度等条件相同)

(1)指出仪器名称:A
分液漏斗
分液漏斗
   B
锥形瓶
锥形瓶

(2)写出以FeCl3为催化剂的反应的化学方程式
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 FeCl3 
.
 
2H2O+O2

(3)图一可通过观察
反应产生气泡快慢
反应产生气泡快慢
来定性比较得出结论.有同学提出将药品CuSO4改为CuCl2更为合理,其理由是
使酸根相同,排除酸根的影响因素
使酸根相同,排除酸根的影响因素
,你认为药品还可以作何改进?
将FeCl3改为Fe2(SO43
将FeCl3改为Fe2(SO43

(4)检查图二装置气密性的方法是:
关闭
关闭
(填“打开”或“关闭”)仪器A的活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察到活塞又回到了原位,则说明装置气密性
良好
良好
(填“良好”或“不好”).该组同学利用图二所示实验需测量的数据是
A
A
(填序号:A.一定时间内收集到的气体体积    B.收集一定体积的气体所需双氧水的质量).
研究小组还对溶液浓度、温度等实验条件进行了探究.下表选取了部分实验数据:
用足量等体积H2O2溶液制取相同体积O2所需的时间
浓度
时间(min)
条件
30% H2O2 15% H2O2 5% H2O2
加入a g MnO2 0.2 0.8 2.0
[交流讨论]从上表中还能得出的结论是:
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快
H2O2溶液的质量分数越大产生氧气的速率越快

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