Question

8．在化学实验课上，小组同学利用回收的二氧化锰来催化过氧化型制取氧气，但发现利用回收的二氧化锰作为催化剂反应速率很慢．查阅资料得知：催化剂在催化过程中催化剂的活性减弱或失去，这种现象叫做催化剂的中毒．为了探究影响二氧化锰催化能力降低的因素，在老师的指导下，小组同学进行如下实验：
【实验准备】
取三份质量均为1克的二氧化锰分别催化50毫升溶质质量分数为5%、15%、25%的过氧化氢溶液分解，试验后回收二氧化锰，并分别标为②、③、④；另取多次催化分解5%过氧化氢实验后回收的二氧化锰，标为⑤．
【实验步骤】
（1）连接仪器，检查装置气密性．

（2）取未使用过的二氧化锰0.5克，标为①，加入锥形瓶中，再加入10毫升溶质质量分数为5%的过氧化氢溶液，记录收集20s时间气体的体积．
（3）再分别取②、③、④、⑤组二氧化锰各0.5克，重复上述实验．
（4）采取多次实验取平均值的方法，实验数据记录如下：

组别	①	②	③	④	⑤
收集气体体积/mL	118	92	87	77	62

【回答下列问题】
（1）实验过程中量筒的作用是测量排出水的体积，从而测出生成氧气的体积．
（2）实验中，除了通过比较收集相同时间内产生的气体体积，还可以通过比较收集相同体积的气体需要时间的长短来对比二氧化锰的催化效果．锥形瓶中残留的空气对测量结果没有（填“有”或“没有”），原因是每次实验锥形瓶内残留的空气体积相同即可．
（3）由表中数据可知，影响回收的二氧化锰催化效率下降的因素是过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数．
（4）同学们并利用收集到的氧气完成了铁丝在氧气中燃烧的实验，观察到的现象是剧烈燃烧，火星四射，放热，生成一种黑色固体．
（5）二氧化锰可以作为过氧化氢制取氧气的催化剂，取等体积、等溶质质量分数的过氧化氢溶液．A组不加二氧化锰，B组加入二氧化锰，请在下面的坐标轴上画出A、B两组产生氧气体积与时间的变化图象．

Answer 1

分析 （1）根据排出水的体积等于生成氧气的体积进行解答；
（2）根据对反应的影响体现在反应所用的时间和反应物的用量上，以及控制变量法的应用进行分析；
（3）根据表中的数据结合控制变量法进行分析；
（4）根据铁丝在氧气中燃烧的实验现象进行解答；
（5）根据催化剂只改变化学反应的速率，不影响生成氧气的质量进行解答．

解答 解：（1）排出水的体积等于生成氧气的体积，所以实验过程中量筒的作用是测量排出水的体积，从而测出生成氧气的体积；故填：测量排出水的体积，从而测出生成氧气的体积；
（2）在解这类题时，主要是用控制变量法，题中所给的方法是体积相同，比较时间，还可以时间相同，比较气体体积，所以还可以通过比较相同时间内产生气体的体积来反映二氧化锰的催化能力；锥形瓶中残留的空气对测量结果没有影响，原因是每次实验锥形瓶内残留的空气体积相同即可；故填：相同时间内产生气体的体积；没有；每次实验锥形瓶内残留的空气体积相同即可；
（3）通过表中的数据可以看出，过氧化氢溶液质量分数相同时，二氧化锰使用的次数越少，生成相同氧气的时间越少，反应物浓度越大，生成相同氧气的时间越少，所以引起回收的二氧化锰催化能力下降的因素是：过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数．故填：过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数；
（4）铁丝在氧气中燃烧的实验现象：剧烈燃烧，火星四射，放热，生成一种黑色固体；故填：剧烈燃烧，火星四射，放热，生成一种黑色固体；
（5）根据催化剂只改变化学反应的速率，不影响生成氧气的质量，所以二者生成的氧气的质量相同，只是有催化剂的反应速率快，所以图象为．
故答案为：（1）测量排出水的体积，从而测出生成氧气的体积；（2）收集相同体积的气体需要时间的长短；没有；每次实验锥形瓶内残留的空气体积相同即可；（3）过氧化氢溶液的溶质质量分数、二氧化锰使用的次数；（4）剧烈燃烧，火星四射，放热，生成一种黑色固体；（5）

点评 在解此类题时，首先分析题中的反应原理，然后结合学过的知识和题中所给的条件进行分析解答，注意控制变量法在此类题中的正确应用．