题目内容

12.实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰(催化剂)制取氧气.
【提出问题】催化剂二氧化锰的用量对反应速率是否有影响?
【设计实验】
(1)实验装置如图所示:
(2)实验记录:实验数据如下表:
过氧化氢体积(mL)过氧化氢浓度二氧化锰质量(g)测量数据(mL)
      30   5%     0.1
      30   5%     0.2
      30   5%     0.3
【实验分析】
(1)过氧化氢分解的文字表达式为过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气;二氧化锰可作为该反应的催化剂的依据是能够加快过氧化氢的分解速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变.
(2)表格中的“测量数据”是:相同时间内收集的氧气体积
(3)本实验中,测定待测数据的装置(图中虚线框里)是c(填编号).

(4)若第Ⅱ次比第Ⅲ次实验的“测量数据”更小(填“大”或“小”)说明催化剂的用量越多,反应更快.
【实验反思】除了上述因素会影响过氧化氢的反应速率外,过氧化氢浓度(写一种)也会影响过氧化氢的分解反应速率,请写出你的实验方案:取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液,分别加入相同质量的二氧化锰,比较相同时间内收集的氧气体积大小.

分析 催化剂能够改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变;
过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气;
影响化学反应速率的因素很多,包括温度、浓度、压强、是否使用催化剂等.

解答 解:(1)过氧化氢分解的文字表达式为:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气;
二氧化锰可作为该反应的催化剂的依据是:能够加快过氧化氢的分解速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变.
故填:过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气;能够加快过氧化氢的分解速率,而本身的质量和化学性质在反应前后都不变.
(2)表格中的“测量数据”是:相同时间内收集的氧气体积.
故填:收集的氧气体积.
(3)本实验中,测定待测数据的装置是c装置,当氧气通过短导管进入集气瓶中时,把水通过长导管排入量筒中,量筒中收集的水的体积即为收集的氧气体积.
故填:c.
(4)若第Ⅱ次比第Ⅲ次实验的“测量数据”更小,说明催化剂的用量越多,反应更快.
故填:小.
【实验反思】
除了上述因素会影响过氧化氢的反应速率外,过氧化氢浓度也会影响过氧化氢的分解反应速率,实验方案为:取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液,分别加入相同质量的二氧化锰,比较相同时间内收集的氧气体积.
故填:过氧化氢浓度;取相同体积、不同浓度的过氧化氢溶液,分别加入相同质量的二氧化锰,比较相同时间内收集的氧气体积.

点评 合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.

练习册系列答案
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4.研究性学习小组选择“过氧化氢(H2O2)溶液生成氧气(O2)的快慢与什么因素有关”的课题进行探究,以下是他们探究的主要过程:
【假设】H2O2溶液生成O2的快慢与催化剂种类有关.
【实验方案】常温下,在两瓶同质量、同浓度的过氧化氢溶液中,分别加入相同质量的二氧化锰和红砖粉,测量各生成一瓶(相同体积)O2所需要的时间.
【实验一】如图是他们进行实验的装置图,此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法.
【实验记录】
实验编号12
反应物6%过氧化氢溶液6%过氧化氢溶液
催化剂1g二氧化锰1g红砖粉
时间35s152s
实验2中应加入的物质是1g红砖粉
【结论】该探究过程得出的结论是相同条件下,二氧化锰对过氧化氢分解的催化效果比红砖粉好.
【反思】经讨论,有的同学认为H2O2在常温下分解缓慢,加入二氧化锰或红砖粉后反应明显加快,若要证明二氧化锰和红砖粉是该反应的催化剂,还需要增加一个实验:
【实验二】【实验目的】探究二氧化锰、红砖粉在反应前后的质量是否改变.
【实验步骤】①准确称量少量二氧化锰或红砖粉的质量;②完成实验一;③待反应结束,将实验一试管里的物质进行过滤,洗涤,干燥、称量;④对比反应前后二氧化锰或红砖粉的质量.
【讨论】如果二氧化锰或红砖粉在反应前后质量不变,则说明二氧化锰或红砖粉可以作过氧化氢分解的催化剂.
【反思】但小华认为,要证明猜想,上述实验还不足够,还需要再增加一个探究实验:探究反应前后二氧化锰、红砖粉的化学性质是否改变.

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