Question

7．实验室常用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，回答下列问题：
（1）为了探究温度对H₂O₂分解反应速率的影响，借助如图所示实验装置（夹持装置略去），进行了两次实验，两次实验的部分设计如表所示：

	实验1	实验2
MnO2的质量	0.5克	0.5克
5%的H2O2溶液体积	40mL	待填
水浴温度	20℃	80℃

①此反应的符号表达式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
②实验2中“待填”的数据是40毫升；在两次实验中，可以通过一定时间内注射器内的气体体积的多少来精确比较H₂O₂分解反应速率的大小．
③实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还可能的原因有温度高时，水变成水蒸汽．
④实验结束后若要将不溶于水的MnO₂从剩余物中分离出来，实验操作步骤（简单描述）是过滤→用水冲洗MnO₂→烘干二氧化锰．
（2）探究使带火星木条复燃的氧气的最低浓度．用容积为300mL的集气瓶排水法收集氧气，当刚好把瓶中预先留有的100mL水排尽时，集气瓶中氧气的体积分数为（写出计算式即可）：（100+200×21%）÷300×100%．
实验研究结果显示：O₂的体积分数大于49%时就可使带火星的木条复燃．因此，用带火星的木条验满O₂的方法不可靠（填“可靠”或“不可靠”）．为此，收集O₂时最好使用排水集气法（不需要验满）．

Answer 1

分析 （1）①根据过氧化氢分解生成水和氧气进行解答；
②根据对比实验探究温度对H₂O₂分解反应速率影响的方法分析；根据相同的时间内产生气体的多少分析；
③根据温度高时水蒸发成水蒸气分析；
④根据混合物的组成特点分析分离提纯MnO₂的方法；
（2）根据空气中氧气的体积含量为21%以及排水法收集气体的气体较纯进行解答．

解答 解：（1）①过氧化氢分解生成水和氧气，反应的符号表达式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②利用对比试验探究温度对H₂O₂分解反应速率的影响时，变量应是温度，其余的量应相同，所以，实验2中应加入5%H₂O₂40毫升；在两次实验中，可以通过一定时间内注射器内的气体体积的多少来精确比较H₂O₂分解反应速率的大小；
③实验2中水浴温度控制在80℃时，测定的反应速率会比真实值偏大，其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外，还有温度较高时水蒸发成水蒸气；
④实验结束后若要将MnO₂从混合物汇总分离出来，由于MnO₂不溶于水，可采取的方法是过滤、洗涤、干燥；
（2）空气中氧气的体积含量为21%，所以用容积为300mL的集气瓶排水法收集氧气，当刚好把瓶中预先留有的100mL水排尽时，集气瓶中氧气的体积分数为：（100+200×21%）÷300×100%；
O₂的体积分数大于49%时就可使带火星的木条复燃．因此，用带火星的木条验满O₂的方法不可靠，为此，收集O₂时最好使用排水集气法．
（1）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②40；注射器；气体体积；③温度高时，水变成水蒸汽；④过滤；
（2）（100+200×21%）÷300×100%；不可靠；排水．

点评 本题主要考查影响化学反应速度的因素，同时也考查了混合物的分离提纯，综合性比较强．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．