Question

9．某化学兴趣小组在教师指导下，对“H₂O₂在MnO₂催化作用下发生分解反应”进行相关探究活动．
提示：a．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）；b．实验中H₂O₂溶液的溶质质量分数为3%

回答下列问题：
（1）甲装置中发生反应的化学方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）使甲装置中MnO₂与3%H₂O₂溶液完全混合的操作方法：倾斜锥形瓶，使瓶内试管中液体完全倒出；实验完毕后，从混合液中分离、回收MnO₂的实验操作是过滤、洗涤、干燥．
（3）为探究“等质量的MnO₂对不同体积的3%H₂O₂溶液分解反应的影响”，各取0.1g MnO₂分别与2mL、4mL、6mL的3%H₂O₂溶液混合，得到实验结果如图乙，从图中可得到的信息（写一条）：二氧化锰质量为0.1g时，不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液完全分解需要的时间相同，或
二氧化锰质量为0.1g时，3%的过氧化氢溶液越多，产生的氧气越多，或0.1g二氧化锰对不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液的催化效果相同．
（4）兴趣小组通过另一个实验得到实验结果如图丙（提示：3%H₂O₂溶液每次用量8mL）．
①该实验的目的：探究不同质量的二氧化锰对相同体积的3%过氧化氢溶液分解速率的影响．
②该实验的方案：分别取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化锰与8mL3%的过氧化氢溶液混合．
③由图丙可知，当MnO₂的用量增加到0.08g时，分解速度达到实验要求．在此实验条件下，若MnO₂的质量有4g（一药匙），就能使如图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．

Answer 1

分析 （1）过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气；
（2）过滤能够把不溶于水的物质从液体中分离出来；
（3）根据图中信息可以判断相关方面的问题；
（4）根据图中信息可以判断实验目的，根据实验目的可以选择实验方案；
当MnO₂的用量增加到0.08g时，分解速度达到实验要求，即二氧化锰的质量和3%过氧化氢溶液的体积比为1：100时，分解速度达到实验要求．

解答 解：（1）甲装置中发生反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）使甲装置中MnO₂与3%H₂O₂溶液完全混合的操作方法是：倾斜锥形瓶，使瓶内试管中液体完全倒出；
二氧化锰不溶于水，实验完毕后，从混合液中分离、回收MnO₂的实验操作是过滤、洗涤、干燥．
故填：倾斜锥形瓶，使瓶内试管中液体完全倒出；过滤．
（3）从图中可得到的信息有：二氧化锰质量为0.1g时，不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液完全分解需要的时间相同，二氧化锰质量为0.1g时，3%的过氧化氢溶液越多，产生的氧气越多，0.1g二氧化锰对不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液的催化效果相同．
故填：二氧化锰质量为0.1g时，不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液完全分解需要的时间相同，或
二氧化锰质量为0.1g时，3%的过氧化氢溶液越多，产生的氧气越多，或0.1g二氧化锰对不同体积（≤6mL）的3%的过氧化氢溶液的催化效果相同．
（4）①该实验的目的是：探究不同质量的二氧化锰对相同体积的3%过氧化氢溶液分解速率的影响．
故填：探究不同质量的二氧化锰对相同体积的3%过氧化氢溶液分解速率的影响．
②该实验的方案为：分别取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化锰与8mL3%的过氧化氢溶液混合．
故填：分别取0.03g、0.06g、0.08g的二氧化锰与8mL3%的过氧化氢溶液混合．
③当MnO₂的用量增加到0.08g时，分解速度达到实验要求，即二氧化锰的质量和3%过氧化氢溶液的体积比为1：100时，分解速度达到实验要求，在此实验条件下，若MnO₂的质量有4g（一药匙），就能使400mL3%H₂O₂溶液的分解速度最接近实验要求．
故填：C．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．