化学实验室常用二氧化锰催化过氧化氢分解的方法制取氧气。那么,影响过氧化氢分解快慢的因素到底有哪些呢?某化学兴趣小组对此进行如下研究。
(提出问题)影响过氧化氢分解快慢的因素有哪些?
(猜想与假设)假设1:过氧化氢溶液的浓度;
假设2:催化剂的质量;
假设3:温度;
假设4:_______。
(设计实验)小明同学设计如下实验方案进行验证。
序号 | H2O2溶液的浓度 | H2O2溶液的质量 | 温度 | MnO2的质量 | 收集O2的体积 | 时间 |
① | 5% | 12 g | 20 ℃ | 0.2 g | 125 mL | 20 s |
② | 30% | 12 g | 20 ℃ | 0.2 g | 125 mL | 2 s |
③ | 30% | 12 g | 40 ℃ | 无 | 125 mL | 148 s |
(1)通过对比实验①和②可知,过氧化氢分解的快慢与_______有关。
(2)在过氧化氢分解前后,二氧化锰的质量和_______不变。
(3)请你写出用二氧化锰催化过氧化氢分解的化学方程式:_______。
(讨论交流)(4)小红同学认为在这个实验中,必须用排水法收集氧气,理由是_______。
(5)小辉同学提出小明的方案无法验证温度对过氧化氢分解快慢的影响,请你帮他说出理由:____。
(拓展延伸)同学们查阅资料得知,FeCl3溶液对过氧化氢分解也有影响。在老师的指导下设计实验继续探究,向两支试管中分别加入等质量、不同浓度的H2O2溶液,再加入等质量、等浓度的FeCl3溶液,分别用气压传感器测定两试管中气体压力的变化曲线,如图1。
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(6)为保证实验的准确性,请你设计向两试管中加入FeCl3溶液的具体方法:__。
(7)请你从图2曲线中找出FeCl3溶液对H2O2分解影响的两条规律性结论:__;____。
有一种石灰石样品的成分是CaCO3和SiO2(已知SiO2既不溶于水也不与盐酸反应)。课外小组为了测定该石灰石样品中碳酸钙的质量分数,将一定量的石灰石样品放入烧杯中,再将100 g稀盐酸分4次加入烧杯中,每次均充分反应。实验数据记录如下:
次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 | 第四次 |
加入稀盐酸的质量/g | 25 | 25 | 25 | 25 |
反应后烧杯中物质的总质量/g | 35.2 | 58.4 | 82.6 | 107.6 |
(1)第1次加入稀盐酸充分反应后,生成二氧化碳的质量。
(2)该石灰石样品中碳酸钙的质量。