Question

7．實驗室常用過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣，回答下列問題：
（1）為了探究溫度對H₂O₂分解反應速率的影響，借助如圖所示實驗裝置（夾持裝置略去），進行了兩次實驗，兩次實驗的部分設計如表所示：

	實驗1	實驗2
MnO2的質量	0.5克	0.5克
5%的H2O2溶液體積	40mL	待填
水浴溫度	20℃	80℃

①此反應的符號表達式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
②實驗2中“待填”的數據是40毫升；在兩次實驗中，可以通過一定時間內注射器內的氣體體積的多少來精確比較H₂O₂分解反應速率的大小．
③實驗2中水浴溫度控制在80℃時，測定的反應速率會比真實值偏大，其原因除錐形瓶內氣體受熱膨脹外，還可能的原因有溫度高時，水變成水蒸汽．
④實驗結束后若要將不溶于水的MnO₂從剩余物中分離出來，實驗操作步驟（簡單描述）是過濾→用水沖洗MnO₂→烘干二氧化錳．
（2）探究使帶火星木條復燃的氧氣的最低濃度．用容積為300mL的集氣瓶排水法收集氧氣，當剛好把瓶中預先留有的100mL水排盡時，集氣瓶中氧氣的體積分數為（寫出計算式即可）：（100+200×21%）÷300×100%．
實驗研究結果顯示：O₂的體積分數大于49%時就可使帶火星的木條復燃．因此，用帶火星的木條驗滿O₂的方法不可靠（填“可靠”或“不可靠”）．為此，收集O₂時最好使用排水集氣法（不需要驗滿）．

Answer 1

分析 （1）①根據過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
②根據對比實驗探究溫度對H₂O₂分解反應速率影響的方法分析；根據相同的時間內產生氣體的多少分析；
③根據溫度高時水蒸發成水蒸氣分析；
④根據混合物的組成特點分析分離提純MnO₂的方法；
（2）根據空氣中氧氣的體積含量為21%以及排水法收集氣體的氣體較純進行解答．

解答 解：（1）①過氧化氫分解生成水和氧氣，反應的符號表達式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②利用對比試驗探究溫度對H₂O₂分解反應速率的影響時，變量應是溫度，其余的量應相同，所以，實驗2中應加入5%H₂O₂40毫升；在兩次實驗中，可以通過一定時間內注射器內的氣體體積的多少來精確比較H₂O₂分解反應速率的大小；
③實驗2中水浴溫度控制在80℃時，測定的反應速率會比真實值偏大，其原因除錐形瓶內氣體受熱膨脹外，還有溫度較高時水蒸發成水蒸氣；
④實驗結束后若要將MnO₂從混合物匯總分離出來，由于MnO₂不溶于水，可采取的方法是過濾、洗滌、干燥；
（2）空氣中氧氣的體積含量為21%，所以用容積為300mL的集氣瓶排水法收集氧氣，當剛好把瓶中預先留有的100mL水排盡時，集氣瓶中氧氣的體積分數為：（100+200×21%）÷300×100%；
O₂的體積分數大于49%時就可使帶火星的木條復燃．因此，用帶火星的木條驗滿O₂的方法不可靠，為此，收集O₂時最好使用排水集氣法．
（1）①2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②40；注射器；氣體體積；③溫度高時，水變成水蒸汽；④過濾；
（2）（100+200×21%）÷300×100%；不可靠；排水．

點評 本題主要考查影響化學反應速度的因素，同時也考查了混合物的分離提純，綜合性比較強．本考點是中考的重要考點之一，主要出現在實驗題中．