Question

【題目】某小組對H2O2溶液制取氧氣進行了如下探究：

（探究一）：探究不同催化劑對H2O2分解快慢的影響

該小組采用了如下圖所示裝置進行實驗，實驗中催化劑均為0.4g，H2O2溶液濃度均為10％20mL，并用C裝置測量收集到50mL水時的某項數據，經計算后的數據如下表：

催化劑種類	氣體產生速率(mL/s)
二氧化錳	3.5
氧化銅	4.5
活性炭	5.8

(1)檢查A裝置氣密性的方法是：用彈簧夾夾住A裝置右側導氣管，打開①的兩個活塞，向其中加水，一段時間后，若____，則氣密性良好。

(2)從實驗數據可知：相同條件下表中催化劑的催化效果由強到弱依次為____。

(3)該探究實驗中，需要測定的數據是___。

(4)當量筒中收集到50mL水時，雙氧水分解出的氧氣體積實際小于50mL，原因是___。

（探究二）：探究H2O2溶液濃度對分解速率的影響

如圖：在250mL三頸瓶中，加入MnO2均為0.5g，在恒壓漏斗中加入不同濃度的H2O2溶液各20mL分別進行實驗。并用溫度傳感器測量并繪制出瓶內溫度與時間關系圖。如圖1所示。再將該裝置的三頸瓶浸入水浴池中(該池可使瓶內的溶液溫度恒定在20℃)，用上述實驗中相同量的各物質重復上述實驗，用氣壓傳感器測量并繪制出瓶內氣壓與時間關系圖。如圖2所示。

(5)由圖1知道：H2O2溶液分解時會___熱量(填“放出”或“吸收”)。

(6)由圖2知道： H2O2溶液濃度越高，其分解反應速率越____(填“快”或“慢”)，以10％H2O2溶液為例，25S后三頸瓶內氣壓由高緩慢降低的原因是___。

（探究三）：探究過氧化氫消毒液的標簽

下圖是過氧化氫消毒液的標簽，結合標簽中的信息，請回答：

(7)為什么該消毒液要放在避光、陰涼處保存？請用文字或符號表達式說明___。

(8)該瓶消毒液中至少含有____g過氧化氫，這些過氧化氫中含有的氧元素與____g氧化亞鐵中含有的氧元素質量相等。

Answer 1

【答案】一段時間后，漏斗中的水不滴下（或漏斗下管口有水柱） 活性炭＞CuO＞MnO2 收集50mL氧氣所需的時間 裝置中存在少量的空氣 放出 快 20s反應結束，放熱停止，但隨著裝置散熱，溫度會下降，使得三頸瓶內氣壓開始緩慢減小 過氧化氫水+氧氣或H2O2H2+O2 3.4g 14.4g

【解析】

（1）檢查A裝置氣密性的方法是夾住右側導氣管，打開①的兩個活塞，向其中加水，若一段時間后，水不滴下（或漏斗下管口有水柱），則氣密性良好；

（2）實驗數據可知氣體產生速率越快催化效果越好，所以分析表格中數據，可以得出相同條件下表中催化劑的催化效果依次為活性炭＞CuO＞MnO2；

（3）為完成此探究，需要測定的數據為收集50mL氧氣所需的時間；

（4）裝置中存在少量的空氣，所以當量筒中收集到50mL水時，雙氧水分解出的氧氣體積小于50mL；

（5）由圖4可知，隨著過氧化氫的分解，溫度升高，這說明了H2O2溶液分解時會放出熱量；

（6）根據數據可知H2O2溶液濃度越高，反應速率越快，以10%H2O2溶液為例，三頸瓶內氣壓由高緩慢降低的原因是反應結束，溫度下降，氣體也因冷卻而收縮，使得三頸瓶內氣壓開始緩慢減��；

（7）過氧化氫分解生成水和氧氣，在催化劑或加熱條件下反應較快，文字表達式為過氧化氫水+氧氣，符號表達式為H2O2H2+O2。

（8）100mL=0.1L,該瓶消毒液中至少含有過氧化氫的質量為:34.0g/L×0.1L=3.4g；這些過氧化氫中含有的氧元素為3.4g×=3.2g；對應的氧化亞鐵的質量為=14.4g。