Question

9．咱們學�；瘜W興趣小組的同學，對實驗室制備氧氣的若干問題進行如下探究：
（一）為探究影響雙氧水分解速度的某種因素，A小組記錄了如下實驗數據：

	雙氧水的質量	雙氧水的濃度	MnO2的質量	相同時間內產生O2的體積
I	50.0g	1%	0.1g	9mL
II	50.0g	2%	0.1g	16mL
III	50.0g	4%	0.1g	31mL

（1）本實驗中，測量O₂體積的裝置是c（選填下圖1中的裝置編號）．
（2）實驗結論：在相同條件下，過氧化氫濃度越高，雙氧水分解速率越快．
（3）B小組用如圖2裝置進行實驗，該變化的文字或符號表達式為過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，通過單位時間內電子天平的質量示數減少的多少比較也能達到實驗目的．
（二）C小組查閱資料：在過氧化氫溶液的分解反應中，氧化銅也能作催化劑．于是他們用天平稱量0.2g氧化銅，取5mL5%過氧化氫溶液于試管中，進行如下實驗：

（1）填寫下表：

步驟③現象	步驟⑥結果	步驟⑦操作	結論
有大量氣泡產生，帶火星的木條復燃；	固體質量仍為0.2g；	將固體加入盛有5mL5%過氧化氫溶液的試管中，并把帶火星的木條伸入試管，觀察現象．	在過氧化氫溶液的分解反應中，氧化銅也能作催化劑．

（2）步驟①的目的是與步驟③對比，檢驗加入氧化銅前后過氧化氫溶液的分解速率有無變化．
（3）步驟⑦是證明氧化銅的化學性質在反應前后沒有改變．
（三）D小組為探究催化劑的種類對氯酸鉀分解速度的影響，設計了以下對比實驗：
a．將12.25g KClO₃與5.0g MnO₂均勻混合加熱
b．將12.25g KClO₃與5.0g CuO均勻混合加熱
（1）在相同溫度下，比較兩組實驗產生O₂的快慢．通常采用的方法有：
①測相同時間內產生O₂的體積；②測收集相同體積O₂所需的時間．
（2）計算：12.25g KClO₃中所含氧元素質量與克過氧化氫中所含氧元素的質量相等？

Answer 1

分析 （一）（1）根據氣體短管進長管出才能排出試劑瓶中的水、表中實驗數據和生成氧氣所以敞口的容器中剩余物質的質量減輕分析．
（2）實驗結論：根據題干中表格中所給的數據進行分析并完成解答；
（3）根據比較相同時間天平讀數差值大�。ɑ螂娮臃Q上示數減小的速度）也能達到實驗目的以及過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
（二）（1）根據氧化銅對過氧化氫的分解有催化作用回答③現象；根據催化劑的定義和特點回答⑥結果．
（2）根據對比實驗的探究方法回答．
（3）根據催化劑的作用和特點進行分析回答；
（三）（1）根據在相同溫度下，比較兩組實驗產生O₂的快慢可采用測相同時間內產生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間進行解答；
（2）根據化合物中某元素的質量=該化合物的質量×該元素的質量分數，進行分析解答

解答 解：（1）圖1裝置中的c裝置中，氧氣通過左邊導管進入瓶中，由于氧氣不易溶于水，把水壓入量筒中，量筒中收集的水的體積即為反應生成氧氣的體積，因此本實驗中，應選用圖1裝置中的c來測量氧氣的體積．
故填：c．
（2）分析該實驗數據可得：在雙氧水和二氧化錳的質量相同的情況下，雙氧水濃度越高，相同時間內產生氧氣的體積越多，即在相同條件下，雙氧水濃度越高，分解得越快．
故填：過氧化氫濃度越高．
（3）雙氧水在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，反應的文字表達式過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣，反應的化學方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；乙同學用圖2裝置也可進行甲同學的實驗，他通過比較單位時間內電子天平的質量示數減少的多少來確定雙氧水分解的快慢，即單位時間內電子天平的質量示數減少的越快，氧氣產生的越多，雙氧水分解的越快；故填：過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣或2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；單位時間內電子天平的質量示數減少的多少；
（二）（1）氧化銅對過氧化氫的分解有催化作用，能加快其分解速率生成氧氣的速率，故步驟③中的現象是有氣泡產生，帶火星的木條復燃；催化劑的特點是“一變，二不變”，反應前后其質量不變，所以步驟⑥中稱量的氧化銅的質量仍為0.2g；故填：有大量氣泡產生； 固體質量仍為0.2g；
（2）為了看氧化銅是否能改變反應的速率，要通過加入氧化銅與不加氧化銅的現象進行對比，才能得出科學合理的結論；故填：與步驟③對比，檢驗加入氧化銅前后過氧化氫溶液的分解速率有無變化；
（3）步驟⑦證明氧化銅的性質在反應前后沒有發生改變，在實驗中起到的是催化劑的作用；故填：氧化銅的化學性質在反應前后沒有改變；
（三）：（1）在相同溫度下，比較兩組實驗產生O₂的快慢可采用測相同時間內產生O₂的體積或收集相同體積O₂所需的時間；故答案為：收集相同體積O₂所需的時間；
（2）設所需過氧化氫的質量為x，則x×$\frac{32}{34}$×100%=12.25g×$\frac{48}{122.5}$×100%，x=5.1g．故填：5.1．

點評 此題是一道實驗探究題，其實驗的設計思路是進行對比實驗，解題時只要通過實驗現象的分析結合對比實驗的結論就能對問題進行正確的解答．