某同学发现将带火星的木条伸入氧气含量约占40%的空气样品中就能复燃,那么能使带火星的木条复燃的氧气含量的最低值是多少呢?小亮同学设计了如下实验进行探究:
第一组实验:取5只集气瓶,编号为①、②、③、④、⑤,分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水.用排水法收集氧气,恰好把5只集气瓶中的水排去.将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中,记录实验现象.小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验,并进行了记录.
| 第一组 | 第二组 | 第三组 | |||||||||
| 集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① |
| 收集的O2占容积的体积分数(%) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 31 | 33 | 35 | 37 | 39 | 34 |
| 带火星木条的状况 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 很亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 复燃 | 很亮 |
(1)用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠:______(填“是”或“否”).
(2)收集的氧气占容积的体积分数最低为______%时,可使带火星的木条复燃,这时集气瓶中氧气分数约为______%(计算结果保留整数).
(3)用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时,往往难以复燃,这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸汽所致,此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示.若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响,欲使带火星的木条复燃,应将加热双氧水的最高温度控制在大约______℃.
某同学改用如图装置后能使带火星的木条复燃其原因是______,反应的文字表达式为______.
(4)采取“半值法”探究能减少实验次数.
例如:第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验,即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间,从而省去编号①、②、⑤的实验.同理,第二组实验可以省去的实验编号为______.
某研究小组用二氧化锰催化分解过氧化氢的反应进行探究.
(1)二氧化锰催化分解过氧化氢的化学方程式为:______.
(2)探究催化剂二氧化锰的用量对反应速率的影响
他们做了这样一组实验:每次用30mL10%的过氧化氢溶液,采用不同量二氧化锰粉末做催化剂,测定各此收集到500mL氧气时所用的时间,结果如下:(其他实验条件均相同)
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 二氧化锰用量(g) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 |
| 所用时间(秒) | 17 | 8 | 7 | 5 | 4 | 3 | 2 | 2 | 2 | 2 |
(3)探究过氧化氢溶液的溶质质量分数对反应速率的影响他们又做了一组实验:每次均取30mL30%的溶液经过稀释得到不同溶质质量分数的溶液进行下列实验.记录数据如下:(实验均在20℃室温下进行,其他实验条件也均相同)
| 实验次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 过氧化氢溶液质量分数 | 5% | 10% | 15% | 20% | 25% | 30% |
| 二氧化锰用量(g) | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | 0.2 |
| 收集到500mL氧气时所用的时间(秒) | 205 | 80 | 25 | 9 | 4 | 3 |
| 反应后液体温度(℃) | 39 | 56 | 65 | 67 | 69 | 70 |