Question

課外小組研究“影響H₂O₂生成O₂反應速率的因素”的課題。通過查閱資料，他們提出如下猜想。

【提出猜想】催化劑和反應物濃度都會影響H₂O₂生成O₂ 的反應速率

【實驗過程】實驗裝置如圖：

實驗操作：檢查裝置的氣密性良好。將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體。

實驗記錄：

實驗編號	①	②	③
反應物	5%H2O2 50 mL	5%H2O2	3%H2O250 mL
加入固體	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等體積O2所需時間	105 s	45s	78 s

（1）實驗②中加入H₂O₂溶液的體積為                                mL；

（2）充分反應后，將實驗②中剩余物質里的MnO₂提取的方法是            ；

【結論】該探究過程得出的結論是                                       ；

【反思】 H₂O₂在常溫加入MnO₂ 后反應速率加快。小敏提出，為了更好的證明二氧化錳是否對H₂O₂生成O₂的反應速率有影響，還應該增加一組對比實驗。該實驗選用的藥品和用量為                                                              ；

【實驗拓展】小敏用收集的氣體進行氧氣的性質實驗。

（1）鐵絲在氧氣中燃燒，其反應的化學方程式為                         ；

（2）小敏發現用收集的氣體進行鐵絲燃燒實驗時，沒有產生明顯的火星四射現象。造成這種結果的可能原因是                                              。

 

Answer 1

【答案】

（1）50  （2）過濾

【結論】使用催化劑和增大雙氧水的濃度都會加快反應速率（答案合理即給分）

【反思】50mL5%雙氧水（不加催化劑）或50mL3%雙氧水（不加催化劑）

【實驗拓展】 (1)

(2) 收集的氧氣不純。因為在加入雙氧水后立即就收集，首先排出的是錐形瓶內的空氣，使收集的氣體中氧氣的純度不高，導致實驗現象不明顯。（答案合理即給分）

【解析】

試題分析：【實驗過程】（1）從實驗記錄①和②中可以看出，它們中分別加入的是不同的物質作催化劑，是探究影響化學反應速率的催化劑因素，再結合對比試驗中的控制變量法（實驗中只能有一個量不同），可知過氧化氫溶液的量應相同，故為50ml。

（2）由于MnO₂是該反應的催化劑，故充分反應后不變，又因為MnO₂不溶于水，故要將實驗②中剩余物質里的MnO₂提取，可用過濾的方法。

【結論】根據實驗①②的對比可知，使用催化劑會加快反應速率；根據實驗②③的對比可知，增大雙氧水的濃度會加快反應速率。

【反思】要證明二氧化錳是否對H₂O₂生成O₂的反應速率有影響，還應該增加一個不使用MnO₂作催化劑的對照組，進行對比實驗，故該實驗選用的藥品和用量為50mL5%雙氧水（不加催化劑）或50mL3%雙氧水（不加催化劑）。

【實驗拓展】（1）鐵絲在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵，故其反應的化學方程式為3Fe+2O₂Fe₃O₄；

（2）沒有產生明顯的火星四射現象，可能是所收集到的氧氣不純造成的，因為在加入雙氧水后立即就收集，首先排出的是錐形瓶內的空氣，使收集的氣體中氧氣的純度不高，導致實驗現象不明顯。

考點：影響化學反應速率的因素探究，氧氣的化學性質

點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質的性質或變化規律，根據給出的實驗設計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現象，來驗證該物質的性質或變化規律等。