Question

9．探究一：某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验，燃烧、冷却后打开止水夹，进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%．
（1）燃烧、冷却后打开止水夹，水能进入集气瓶的原因是瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内．
（2）如果镁条只和空气中的氧气反应，则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的21%．现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%，根据空气的组成可推出减少的气体中还一定有氮气．
【发现问题】该气体是怎样减少的呢？
【假设】该气体与镁条反应而减少．
【查阅资料】镁条是一种化学性质比较活泼的金属，在氮气中能燃烧，产物为氮化镁（Mg₃N₂），镁条还可以在二氧化碳气体中燃烧生成碳和氧化镁．
【交流与反思】集气瓶中放少量细沙的目的是防止集气瓶炸裂，产物氮化镁的状态应为固态．
探究二：以下是该小组探究影响H₂O₂溶液反应速率部分因素的相关实验数据．

实验序号	H2O2溶液浓度%	H2O2溶液体积/mL	温度/℃	MnO2的用量/g	收集氧气的体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（1）写出实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气的符号表达式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）通过实验①和②对比可知，化学反应速率与反应物浓度（或浓度）有关；
从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：温度越高，化学反应速率越快．
（3）通过上述实验能（填“能”或“不能”）说明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反应速率．

Answer 1

分析 探究一：
镁燃烧消耗瓶内气体生成固体物质，瓶内气体减少，压强减小．据此分析回答．氧气约占空气体积分数的21%，而氮气占78%，如果镁燃烧只消耗氧气时，气体减少原体积的21%；而气体减少达70%时，大部分气体被消耗，说明减少的气体已不完全为氧气了，还应消耗了占空气78%的部分氮气；从安全方面分析判断；
探究二：
双氧水分解得到水和氧气；
比较表格中的①②数据在其他条件都相同时，可以看出过氧化氢的浓度对反应速率的影响；比较表格中的③④数据在其他条件都相同时，可以看出温度对反应速率的影响；还探究了影响H₂O₂溶液反应速率的因素，可以结合题目给出的信息得出正确的结论．

解答 解：探究一：
（1）镁条燃烧时会与空气中的氧气反应生成固体氧化镁，致使瓶内气体减少压强减小，水在大气压作用下进入瓶中；故填：瓶内气体减少，导致压强减小，水沿导管进入瓶内；
（2）由于氧气约占空气体积的21%，如果镁条只和空气中的氧气反应，瓶内气体只能减少原体积的21%，所以进入水的体积最多不超过其容积的21%；实验中进入瓶中水的体积达70%，说明反应消耗空气的体积为70%，因此已不是仅消耗氧气了，还应消耗部分氮气；故填：21；氮气；
【交流与反思】集气瓶中放少量细沙的目的是防止镁燃烧产生灼热的熔融物溅落是集气瓶炸裂，氮化镁是一种白色固体．故答案为：防止集气瓶炸裂；固态；
探究二：
（1）双氧水分解得到水和氧气，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系，反应物浓度越大，反应速率越快；③④则是温度不同其他条件相同，明显是对温度影响化学反应速度的探究；从结果看温度高时反应所用的时间较短，既反应的速度较快，温度低时反应的速度慢；故答案为：反应物浓度（或浓度）；温度越高，化学反应速率越快；
（3）通过上述实验，二氧化锰能加快H₂O₂溶液反应速率，故答案为：能．

点评 本考点考查了空气中氧气的含量的探究和影响H₂O₂溶液反应速率的因素的探究，并且注重了实验方案的评价，对实验方案进行评价是近几年中考的一个重点．评价包括对实验方案的评价、实验过程的评价、实验结论的评价等，要认真把握．本考点综合性比较强，主要出现在实验题中．