Question

18．研究和控制化学反应条件有重要意义．
（1）同学们想探究H₂O₂的浓度对化学反应速率的影响．在其他条件相同的情况下进行了三次实验，记录各收集一瓶相同体积氧气所需要的时间．

实验	30% H2O2的质量（g）	加入的水的体积（mL）	MnO2质量（g）	收集时间（s）
1	10	40	5	200
2	20	30	5	100
3	30	20		67

①取用二氧化锰的实验仪器是药匙；量取40mL水的实验仪器是胶头滴管和量筒（填仪器名称）
②实验3中，加入的二氧化锰质量为5g．
③相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快．
（2）同学们想利用图甲装置探究“MnO₂的用量对 H₂O₂分解反应的影响”，实验中H₂O₂的浓度为3%，装置中产生氧气的量可以用压强传感器测出（在等温条件下，产生氧气体积与装置内压强成正比．反应放热忽略不计．）
①图乙是“0.1克MnO₂与不同体积的3%H₂O₂溶液混合”的实验结果，从图中可以看出H₂O₂的用量越多，产生的O₂越多．

②当用“3%H₂O₂溶液8毫升与不同质量的MnO₂混合”时，得到如图丙所示的曲线．曲线的斜率显示，当MnO₂的用量增加到0.08克时，分解速度达到实验要求．在此实验条件下，若MnO₂的质量有4克（一药匙），就能使如图丁C（选填字母）烧杯中所装的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近实验要求．
（3）同学通过查阅资料得知，常温下双氧水不易分解，但双氧水在70℃以上会较快分解产生氧气．为了验证加热双氧水也可以产生氧气，同学们选择如图丁所示装置（气密性良好）进行实验．实验中观察到试管内产生气泡，但将带火星的木条放在导管口没有复燃，可能的原因是氧气中混有较多的水蒸气，同学分析原因后，采用了排水集气法收集气体，再检验，证明加热双氧水也可产生氧气．

Answer 1

分析 （1）①根据二氧化锰是固体粉末选择取用装置以及量筒的作用进行分析；
②根据题目中提供的数字结合实验是探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响分析数据；
③根据数据分析实验结论；
（2）①根据图示可以看出H₂O₂的用量越多，产生的氧气越多；
②根据图中给出的比例分析；
（3）根据在加热双氧水的过程中一定会有水蒸气散出，使收集的氧气不纯及收集纯净气体的方法分析．

解答 解：（1）①二氧化锰是固体粉末，取用时要用药匙，量取40mL水的实验仪器是量筒和胶头滴管；
②实验探究双氧水的溶质质量分数对反应速率的影响．所以在其他条件相同的情况下进行了三次实验，所以实验3中，加入的二氧化锰质量为5g；
③通过实验中的数据可知，在相同的条件下，双氧水的溶质质量分数越大，反应速率越快，所以相同条件下，实验3产生氧气的速率最快，说明：相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快；
（2）①根据图示可以看出H₂O₂的用量越多，产生的氧气越多；
②由图示可知3%H₂O₂溶液8毫升与0.08克MnO₂混合，分解速度达到实验要求，若MnO₂的质量有4克需要3%H₂O₂溶液为$\frac{4g}{0.08g}$×8mL=400mL．
（3）在加热双氧水的过程中一定会有水蒸气散出，使收集的氧气不纯，所以将带火星的木条放在导管口没有复燃；为收集到较纯净的氧气，可以采用排水法收集．
故答案为：（1）①药匙；胶头滴管和量筒；②5；③相同条件下，反应物浓度越大，反应速率越快；
（2）①H₂O₂的用量越多，产生的O₂越多；②C；
（3）氧气中混有较多的水蒸气；排水集气．

点评 本题考查实验装置的综合应用，为高频考点，把握反应速率测定原理及影响反应速率的因素为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，题目难度不大．