Question

20．现甲、乙两化学小组安装两套如图1相同装置，通过测定产生相同体积气体所用时间长短来探究影响H₂O₂分解速率的因素．

（1）下列方法能检查该装置气密性的是AB．
A、将注射器活塞固定，向分液漏斗中注入适量蒸馏水，打开分液漏斗活塞，如果分液漏斗颈部能形成稳定的水柱，则气密性良好，反之气密性差．
B、关闭分液漏斗活塞，加热锥形瓶，如果注射器活塞外移（右移），停止加热后注射器活塞回到原来位置，则气密性良好，反之气密性差．
C、关闭分液漏斗活塞，用力将注射器活塞外移（右移），停止用力后，注射器活塞不移动，则气密性良好，反之气密性差．
（2）MnO₂催化下H₂O₂分解的化学符号表达式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）甲小组有如下实验设计方案，完成下表．

实验编号	实验目的	温度	催化剂	浓度
甲组实验Ⅰ	探究浓度对H2O2分解速率的影响	25℃	二氧化锰	10mL2%H2O2
甲组实验Ⅱ		25℃	二氧化锰	10mL5%H2O2

（4）甲、乙两小组得出如图2数据．
①甲组实验得出的数据可知：浓度越大，H₂O₂分解速率越快；
②由乙组研究的酸、碱对H₂O₂分解影响因素的数据分析：相同条件下，H₂O₂在碱（填“酸”或“碱”）性环境下放出气体速率较快；乙组提出可以用BaO₂固体与硫酸溶液反应制H₂O₂（已知还生成另一种物质硫酸钡）支持这一方案的理由是过氧化氢在酸性环境下分解较慢．

Answer 1

分析 （1）气密性检验的原则是先让装置和水构成封闭的整体，改变某一条件使压强发生改变来判断气密性的好坏；
（2）MnO₂催化下H₂O₂分解为氧气和水；
（3）对照实验要控制只能有一个变量，此变量为H₂O₂的浓度，则催化剂应保持一致；
（4）①在体积-时间图，斜率即可代表化学反应速率；
②由乙组研究的酸、碱对H₂O₂分解影响因素的数据分析可知碱性越强，由图可知碱性强分解速率越快．

解答 解：（1）气密性的检验是根据压强原理，可以关闭分液漏斗活塞，将注射器外移看停止用力后看注射器活塞能够复原，也可固定注射器活塞，采用液面差法，也可用升高温度法，故选AB；
（2）H₂O₂在MnO₂催化下分解生成水和氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$O₂↑+2H₂O；
（3）由甲组两个实验对比可以看出实验Ⅱ中催化剂与实验Ⅰ中的相同，而过氧化氢浓度不同，因此甲组的实验目的为探究浓度对速率的影响；
（4）①由图象可知在体积-时间图，斜率即可代表化学反应速率，由甲组实验两条曲线可知，甲组实验Ⅱ斜率大，因此H₂O₂的浓度越大分解速率越快，
②由乙组研究的酸、碱对H₂O₂分解影响因素的数据分析可知碱性越强，放出气体的速率越快，由题意知Ba0₂固体与H₂SO₄溶液反应制H₂0₂的反应物为Ba0₂和H₂SO₄，产物为H₂0₂，根据原子守恒可知另一种产物为硫酸钡，即：Ba0₂+H₂SO₄=H₂0₂+BaSO₄↓，由图可知酸性条件下，H₂0₂分解的速率慢，
故答案为：
（1）AB；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（3）浓度；
（4）①越快；②碱；BaO₂+H₂SO₄=BaSO₄↓+H₂O₂；过氧化氢在酸性环境下分解较慢．

点评 此题考查外界因素对化学反应速率的影响，涉及气密性的检验方法主要有三个，则答案不唯一，但原则都是先让装置和水构成封闭的整体，改变某一条件使压强发生改变来判断气密性的好坏，此题综合性较强，难度适中．