Question

2．过氧化氢，熔点-0.41℃．沸点150.2℃．无色透明液体，溶于水、醇、乙醚．具有较强的氧化能力，为强氧化剂．当遇热、光、粗糙表面、重金属、二氧化锰及其他杂质时，则发生剧烈分解，并放出大量的热，与可燃物接触可产生氧化自燃．化学工业上常用作制造过碳酸钠、过氧乙酸等过氧化物的原料；在生活中主要用作食品加工、食品的漂白、防腐和保鲜剂．某班同学在学习完过课本有关过氧化氢性质后，分成甲、乙、丙三组分别开展了相关的探究活动．现请就他们活动中的一些内容回答下列问题．

1．甲组同学以“寻找常温下能加速过氧化氢分解的催化剂，并通过实验比较它们的效果”为课题开展研究，
（1）经过初步研究，他们选定了五种物质进行两两对比实验．下列实验组不可能为相应的猜想提供证据的是A

组  别	猜  想	实验组
A	较活泼金属的氧化物催化效果好	氧化铁和铁丝
B	较活泼的金属单质催化效果好	铜丝和铁丝
C	高价的金属氧化物催化效果好	氧化亚铁和氧化铁
D	氧化物比单质催化效果好	氧化铜和铜丝

（2）他们在对比实验过程中的如下操作，你认为不正确的是D
A．在同组实验时，都使用量筒量取相同量的过氧化氢溶液
B．在同组实验时，都使用托盘天平称取相同量的固体样品
C．在同组实验时，控制同组实验的浓度、用量等条件一致
D．在同组实验时，其中一个实验使用酒精灯加热
（3）图1是他们设计的四组实验装置．在两两对比实验中，下列观察（或测定）方法最难以比较样品对过氧化氢分解加速效果的是C  
A．第一组是同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化情况
B．第二组是同时实验，观察比较反应过程中两者产生气泡的快慢
C．第三组是分两次实验，看木条是否能复燃
D．第四组是分两次实验，比较反应过程中收集一定体积氧气所需的时间
2．乙组用市售过氧化氢溶液配成15%左右过氧化氢溶液，采用下列装置如图2（装置气密性良好）以过氧化氢代替氯酸钾制取氧气．进行实验．在有不少气泡产生数分钟后，用排空气法收集一试管气体，用带火星的木条检验．带火星的木条并不复燃．
a．加热的时间还不够长，试管内氧气的蓄积量不够多（观察与猜想）．
b．产生气泡的速度太慢，应提高温度加快产生气泡的速度（观察与假设）．
c．过氧化氢溶液浓度过小．
增大过氧化氢溶液的浓度，延长加热时间，在反应速率明显加快的情况下，用带火星木条检验，仍不复燃．
在经过重新讨论后，该小组同学将收集气体的方法改为排水法收集后，并用带火星木条检验，木条复燃．则原先带火星木条并不复燃的原因可能是：a．加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中．b．过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气而外，还产生大量水蒸汽，致使试管内氧气的含量过少．
3．丙组同学将H₂O₂溶液滴入含有酚酞的NaOH中，发现红色消失．A同学认为这是由于H₂O₂是二元弱酸（H₂O₂?H⁺+HO₂^-），消耗了OH^-，而使红色褪去．B同学认为H₂O₂具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消去．试设计实验论证两位同学的解释中谁正确：a．加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中；b．过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气而外，还产生大量水蒸汽，致使试管内氧气的含量过少．

Answer 1

分析 1．（1）猜想的方法应和实验组提供的药品相吻合，这样才能探究的结果；
（2）同组实验的对比实验选择药品的量、反应条件、液体药品的浓度应一致；
（3）A、第一组是同时实验，观察比较反应过程中两个气球体积的变化情况，这样可在反应时观看哪一个气球先变大，从而确定哪一个反应更快．
B、发生反应时，由于是同时进行可通过气泡产生的快慢解决速度判定问题．
C、第三组无法判定，因为不是同时进行，且只能检验是否生成了氧气，速度无法判断．
D、由于收集的装置相同，都收集一试管气体，时间长的速度慢；
2．带火星的木条并不复燃，说明试管中收集到的氧气的浓度过小，据此分析；
3．如是酸碱中和，可在褪色后再加入碱，观察溶液是否变红．

解答 解：1．（1）由表格内容知，实验组提供的验证药品应与猜想的观点要求一致，A组中不一致，应该用两种活泼性不同的金属氧化物做对比实验，这样才便于探究问题，其它实验组提供的验证药品应与猜想的观点要求都一致，
故选A；
（2）同组实验的对比实验选择药品的量、反应条件、液体药品的浓度应一致，否则同组实验的效果、目的就缺乏可比性，如D选项反应条件就不同，
故选D；
（3）A、其他条件相同，反应后看哪一个气球先满，则哪一个反应速度快，故可以比较样品对过氧化氢分解加速效果；
B、滴加的过氧化氢相同时，观看反应时哪一个试管中的气泡产生快，反应速度就快一些，故可以比较样品对过氧化氢分解加速效果；
C、第三组是分两次实验，看木条是否能复燃，只能看出是否生成了氧气，不能准确判定速度，所以难以比较样品对过氧化氢分解加速效果；
D、其他条件及由于收集的装置相同，都收集一试管气体，收集满时用时短的反应速度快，故可以比较样品对过氧化氢分解加速效果，
故选C；
2．带火星的木条并不复燃，说明试管中收集到的氧气的浓度过小，在实验进导致氧气的浓度过小的原因可能有：a．加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中；b．过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气而外，还产生大量水蒸汽，致使试管内氧气的含量过少，
故答案为：a．加热时产生的氧气在温度较高时形成热气流逸散到试管口外的空气中；b．过氧化氢溶液中水的含量超过过氧化氢的含量，加热时除产生氧气而外，还产生大量水蒸汽，致使试管内氧气的含量过少；
3．如是酸碱中和，可在褪色后再加入碱，观察溶液是否变红，若变红，则A同学的观点正确；若未出现红色，则B同学的观点正确．
故答案为：在褪色后的溶液中，加入适量的NaOH溶液，若又出现红色，则A同学的观点正确；若未出现红色，则B同学的观点正确．

点评 本题考查了不同方式比较反应速度的快慢以及过氧化氢的性质等，侧重于学生的分析能力和实验能力的考查，注意根据物质的性质设计实验方案，难度较大．