Question

【題目】二氧化錳可作過氧化氫分解的催化劑，興趣小組想探究過氧化氫分解有沒有其他催化劑。影響過氧化氫分解的因素，除催化劑外，還有什么？

I．（提出問題）氧化鐵能否作過氧化氫分解的催化劑？如果能，其催化效果如何？

（實驗探究）

（實驗結(jié)論）

（1）步驟②證明氧化鐵的________在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化。③中如果 a=_____，證明氧化鐵的__________在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化，可以作為過氧化氫分解的催化劑。

（2）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式____________。

（實驗評價）設(shè)計實驗步驟④的目的是_____________。

II．探究過氧化氫溶液濃度對過氧化氫分解速率的影響。

（交流討論）可以通過測定相同條件下不同濃度過氧化氫溶液______來探究。

A.產(chǎn)生相同體積氧氣的時間 B.產(chǎn)生氧氣的總質(zhì)量

C.產(chǎn)生氧氣的總體積 D.單位時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積

（實驗探究）按圖 甲 裝置進(jìn)行實驗：水浴溫度控制在 21℃，二氧化錳均為 0.5g，過氧化氫溶液均為 5mL，三頸瓶容積為 250mL，恒壓漏斗（漏斗的支管與三頸瓶相連）的作用是使過氧化氫溶液自行下滴。數(shù)字傳感器數(shù)據(jù)繪制圖像如圖乙的 1、2。

（實驗結(jié)論）

（1）圖乙中 2 說明過氧化氫溶液濃度與反應(yīng)速率關(guān)系是________。以 10%H2O2溶液為例，三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是___________。

（2）圖圖乙中3 說明從溫度看，過氧化氫溶液濃度越高，反應(yīng)越_____（填“劇烈”或“平穩(wěn)”）。

Answer 1

【答案】化學(xué)性質(zhì) 1 質(zhì)量 2H2O22H2O+O2↑ 比較相同條件下，氧化鐵和二氧化錳對過氧化氫分解的催化效果 AD 相同條件下，過氧化氫溶液濃度越高，過氧化氫分解速率越快 過氧化氫開始分解時，產(chǎn)生氧氣，且反應(yīng)放熱，三頸瓶內(nèi)氣壓變大，反應(yīng)結(jié)束后，瓶內(nèi)溫度逐漸降低，氣壓變小 劇烈

【解析】

I．（1）步驟②證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化；由①③可得：如果a=1g，證明氧化鐵的質(zhì)量在反應(yīng)前后沒有發(fā)生變化，可以作為過氧化氫分解的催化劑；

（2）氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式為：2H2O22H2O+O2↑；

【實驗評價】

二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設(shè)計實驗步驟④的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；

II． 【交流討論】還可以通過測定相同條件下不同濃度過氧化氫產(chǎn)生相同體積氧氣的時間、單位時間產(chǎn)生氧氣的質(zhì)量、單位時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積來比較反應(yīng)的速率；

【實驗結(jié)論】

（1）圖 2 說明根據(jù)數(shù)據(jù)可知：相同條件下，H2O2溶液濃度越高，反應(yīng)速率越快；以10%H2O2溶液為例，三頸瓶內(nèi)氣壓由高緩慢降低的原因是反應(yīng)結(jié)束，溫度下降，氣體也因冷卻而收縮，使得三頸瓶內(nèi)氣壓開始緩慢減��；

（2）圖 3 說明從溫度看，過氧化氫溶液濃度越高，反應(yīng)越劇烈。