某兴趣小组的同学发现将过氧化氢滴在红砖粉上会产生大量气泡,于是猜想红砖粉是否能起到类似于二氧化锰的催化作用呢?他们进行了以下实验探究。
【猜想】Ⅰ.红砖粉不是反应的催化剂,也不参与反应,质量和化学性质反应前后均不变;
Ⅱ.红砖粉参与反应产生氧气,反应前后质量不变,但化学性质发生了改变;
Ⅲ.红砖粉是反应催化剂,反应前后__________________________________。
【实验】用天平称取0.2g红砖粉,并取5mL 5%过氧化氢溶液于试管中,进行如下实验:
(注:红砖粉不溶于水,通过过滤可与水分离)
(1)填写下表:
步骤③的现象 | 步骤⑥的结果 | 步骤⑦的现象 | 结论 |
带火星的木条放在试管口复燃 | ______________ | _________________ | 猜想Ⅰ、Ⅱ不成立;猜想Ⅲ成立 |
(2)步骤①、③做对比能得到 ________________。
(3)写出上述有关过氧化氢分解反应的文字表达式: ______________________。
(4)步骤⑦重复实验②、③的目的是 _____________________。
【继续探究】从上述实验中得出红砖粉是反应的催化剂.但红砖粉与二氧化锰哪一个催化效果更好呢?请你设计一个实验来比较红砖粉与二氧化锰的催化效果: _________________________________________________。
探究氯酸钾和二氧化锰制氧气实验中反应物与催化剂的最佳质量比.实验中采用如图实验装置,取20g氯酸钾,分成10等份,每份2g,分别装入10支试管中。在10支试管中分别加入不同质量的二氧化锰,分别测量二氧化锰与氯酸钾在不同质量比时,生成200mL氧气所用的时间。实验记录的数据如表所示:
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实验编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
二氧化锰的质量/g | 0.1 | 0.2 | 0.33 | 0.4 | 0.5 | 0.66 | 1 | 1.3 | 2 | 3 |
二氧化锰与氯酸钾的质量比 | 1:20 | 1:10 | 1:6 | 1:5 | 1:4 | 1:3 | 1:2 | 2:3 | 1:1 | 3:2 |
生成200mL氧气时间/秒 | 235 | 186 | 162 | 147 | 133 | 117 | 143 | 160 | 211 | 244 |
请回答下列问题:
(1)实验室常用加热氯酸钾与二氧化锰混合物的方法制取氧气,写出反应的文字表达式: __________________。
(2)此实验中收集一定体积的氧气可采取的收集方法是排水法,原因是 ________,收集气体前集气瓶内未装满水,对实验结果 ______(填“有”或“没有”)影响。
(3)分析上述数据,你认为利用此法制氧气,二氧化锰与氯酸钾的最佳质量比为 ______。
(4)利用双氧水和二氧化锰的混合物制氧气比加热氯酸钾和二氧化锰混合物制氧气更好.请写出前者的两个优点 __________、 ________。
(5)催化剂能影响化学反应速率,温度、反应物的浓度、接触面积等也会对化学反应速率带来影响.分析上表数据,结合影响化学反应速率的因素分析:
①当二氧化锰与氯酸钾的质量比高于最佳质量比时,反应速度变低的原因是: _______ 。
②当二氧化锰与氯酸钾的质量比低于最佳质量比时,反应速度变低的原因是:____________ 。