Question

18．研究和控制化學反應條件有重要意義．
（1）同學們想探究H₂O₂的濃度對化學反應速率的影響．在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，記錄各收集一瓶相同體積氧氣所需要的時間．

實驗	30% H2O2的質量（g）	加入的水的體積（mL）	MnO2質量（g）	收集時間（s）
1	10	40	5	200
2	20	30	5	100
3	30	20		67

①取用二氧化錳的實驗儀器是藥匙；量取40mL水的實驗儀器是膠頭滴管和量筒（填儀器名稱）
②實驗3中，加入的二氧化錳質量為5g．
③相同條件下，實驗3產生氧氣的速率最快，說明相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快．
（2）同學們想利用圖甲裝置探究“MnO₂的用量對 H₂O₂分解反應的影響”，實驗中H₂O₂的濃度為3%，裝置中產生氧氣的量可以用壓強傳感器測出（在等溫條件下，產生氧氣體積與裝置內壓強成正比．反應放熱忽略不計．）
①圖乙是“0.1克MnO₂與不同體積的3%H₂O₂溶液混合”的實驗結果，從圖中可以看出H₂O₂的用量越多，產生的O₂越多．

②當用“3%H₂O₂溶液8毫升與不同質量的MnO₂混合”時，得到如圖丙所示的曲線．曲線的斜率顯示，當MnO₂的用量增加到0.08克時，分解速度達到實驗要求．在此實驗條件下，若MnO₂的質量有4克（一藥匙），就能使如圖丁C（選填字母）燒杯中所裝的3%H₂O₂溶液，其分解速度最接近實驗要求．
（3）同學通過查閱資料得知，常溫下雙氧水不易分解，但雙氧水在70℃以上會較快分解產生氧氣．為了驗證加熱雙氧水也可以產生氧氣，同學們選擇如圖丁所示裝置（氣密性良好）進行實驗．實驗中觀察到試管內產生氣泡，但將帶火星的木條放在導管口沒有復燃，可能的原因是氧氣中混有較多的水蒸氣，同學分析原因后，采用了排水集氣法收集氣體，再檢驗，證明加熱雙氧水也可產生氧氣．

Answer 1

分析 （1）①根據二氧化錳是固體粉末選擇取用裝置以及量筒的作用進行分析；
②根據題目中提供的數字結合實驗是探究雙氧水的溶質質量分數對反應速率的影響分析數據；
③根據數據分析實驗結論；
（2）①根據圖示可以看出H₂O₂的用量越多，產生的氧氣越多；
②根據圖中給出的比例分析；
（3）根據在加熱雙氧水的過程中一定會有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純及收集純凈氣體的方法分析．

解答 解：（1）①二氧化錳是固體粉末，取用時要用藥匙，量取40mL水的實驗儀器是量筒和膠頭滴管；
②實驗探究雙氧水的溶質質量分數對反應速率的影響．所以在其他條件相同的情況下進行了三次實驗，所以實驗3中，加入的二氧化錳質量為5g；
③通過實驗中的數據可知，在相同的條件下，雙氧水的溶質質量分數越大，反應速率越快，所以相同條件下，實驗3產生氧氣的速率最快，說明：相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快；
（2）①根據圖示可以看出H₂O₂的用量越多，產生的氧氣越多；
②由圖示可知3%H₂O₂溶液8毫升與0.08克MnO₂混合，分解速度達到實驗要求，若MnO₂的質量有4克需要3%H₂O₂溶液為$\frac{4g}{0.08g}$×8mL=400mL．
（3）在加熱雙氧水的過程中一定會有水蒸氣散出，使收集的氧氣不純，所以將帶火星的木條放在導管口沒有復燃；為收集到較純凈的氧氣，可以采用排水法收集．
故答案為：（1）①藥匙；膠頭滴管和量筒；②5；③相同條件下，反應物濃度越大，反應速率越快；
（2）①H₂O₂的用量越多，產生的O₂越多；②C；
（3）氧氣中混有較多的水蒸氣；排水集氣．

點評 本題考查實驗裝置的綜合應用，為高頻考點，把握反應速率測定原理及影響反應速率的因素為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，題目難度不大．