Question

某课外兴趣小组对双氧水（H₂O₂水溶液）做了如下实验探究．
（1）将质量相同但聚集状态不同的MnO₂分别加入5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条试之．测定结果如下：

催化剂（MnO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合不振荡	剧烈反应，使木条复燃	3.5分钟
块状		反应较慢，火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂反应的化学方程式

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑

．
②实验结果说明催化剂作用的大小与

催化剂的表面积

有关．
（2）取三份含有等量H₂O₂，但质量分数不同的双氧水，分别向其中加入1克MnO₂粉末．测定结果如下：

双氧水体积	操作情况	反应完成所需的时间	收集到气体体积	反应后液体温度
a1%的150mL		11分钟	539mL	24℃
a2%的15mL	混合不振荡	1分20秒	553mL	56℃
a3%的7.5mL		9秒	562mL	67℃

请简要说明：
①反应完成所需的时间不同的原因

溶液质量分数不同，液体温度不同

．
②反应后液体温度不同的原因

反应放热相同，但液体的量不同

．
③收集到气体体积不同的原因

液体的量不同，液体温度不同（影响气体在溶液中的溶解量）

．
（3）向含有酚酞的NaOH稀溶液中，逐滴滴入10%的双氧水，红色褪去．
①已知双氧水显弱酸性，试写出H₂O₂的电离方程式：

H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺

．
②小组讨论红色褪去的原因时，甲同学认为是双氧水显酸性所致；乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致．请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对．（简要文字说明）

在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若红色恢复说明甲对，若红色不恢得则说明乙对

．

Answer 1

分析：（1）①双氧水即为过氧化氢溶液，其中过氧化氢分解产生了水和氧气，可以据此写出该反应的化学方程式；
②根据表中催化剂的状态进行分析；
（2）①根据表中影响反应完成所需的时间的数据进行分析；
②根据表中反应液体的量的大小分析；
③根据影响收集到的气体体积因素进行分析；
（3）①根据双氧水显弱酸性，电离是可逆过程，写出其电离方程式；
②可以向褪色溶液中加入氢氧化钠溶液，根据现象进行判断．

解答：解：（1）①过氧化氢在催化剂二氧化锰作用下，分解产生了水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑，
故答案为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑；
②有表中二氧化锰的状态，粉末状的二氧化锰作催化剂，反应速率加快，说明催化剂的表面积影响反应速率，
故答案为：催化剂的表面积（聚集状态）；
（2）①有表中数据可知，三份过氧化氢溶液中溶质的质量分数不同，反应后的液体温度不同，所以反应完成所需的时间不同，
故答案为：溶液质量分数不同，液体温度不同；
②三份含有等量H₂O₂，所以完全反应放出的热量相同，但是反应的溶液体积不同，所以反应后液体温度不同，
故答案为：反应放热相同，但液体的量不同；
③液体的体积越大，溶解的过氧化氢越大；温度越高，溶解的过氧化氢越少，
故答案为：液体的量不同，液体温度不同（影响气体在溶液中的溶解量）；
（3）①双氧水显弱酸性，电离的方程式为：H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺，
故答案为：H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺；
②向褪色的溶液中滴加氢氧化钠溶液，若红色恢复，说明双氧水显酸性导致的溶液褪色；若红色不恢复，说明双氧水有较强氧化性，将酚酞氧化了，
答：在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若红色恢复说明甲对，若红色不恢得则说明乙对．

点评：本考点主要考查影响化学反应速度的因素，同时也考查了化学方程式的书写，综合性比较强．本考点是考高考的重要考点之一，主要出现在实验题中．