Question

【題目】化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)“二氧化錳在過(guò)氧化氫分解前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變”這一結(jié)論產(chǎn)生了興趣，決定進(jìn)行親身驗(yàn)證．

（查閱資料）①過(guò)濾是將不溶于水的固體和液體分離開(kāi)的操作，二氧化錳不溶于水．②在一定范圍內(nèi)，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)的速率會(huì)加快。

（初步驗(yàn)證）小華提出先用電子天平稱(chēng)量1.0g的二氧化錳，然后將其與過(guò)氧化氫溶液中，請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______，待反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，洗滌，再進(jìn)行二次稱(chēng)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得數(shù)據(jù)大于1.0g，原因可是_______。

（實(shí)驗(yàn)改進(jìn)）小強(qiáng)針對(duì)上述原因，提出烘干后再稱(chēng)量的方案，結(jié)果得到了準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，與此同時(shí)，老師引導(dǎo)同學(xué)們可以嘗試蒸發(fā)的方法，結(jié)果也得到了相同的結(jié)果．由此我們得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_____。

（深入探究）對(duì)于二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變的驗(yàn)證，小兵提出可以直接向剛蒸干的二氧化錳中滴入過(guò)氧化氫溶液，若能觀(guān)察到仍有______的現(xiàn)象，就可以得出結(jié)論．但小芳對(duì)此產(chǎn)生了異議，她的理由是____。（已確認(rèn)產(chǎn)生的氣體為氧氣）

（實(shí)驗(yàn)反思）在過(guò)氧化氫制取氧氣的過(guò)程中，二氧化錳的確起到了加快過(guò)氧化氫分解的作用，那么有沒(méi)有別的方法也能起到這一效果呢？對(duì)此，興趣小組的同學(xué)們展開(kāi)了激烈的討論，并最終設(shè)計(jì)出了如圖甲所示的裝置。

（1）此裝置能較快收集到氧氣的原因是________。

（2）課堂上同學(xué)們利用如圖甲所示裝置做功氧化氫制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用帶火星的木條檢驗(yàn)氧氣，卻發(fā)現(xiàn)帶火星的木條很難復(fù)燃，這又是為什么呢？　 　

（3）針對(duì)這一異常現(xiàn)象，興趣小組的同學(xué)們?nèi)フ?qǐng)教了老師，老師在思考以后，決定對(duì)甲裝置進(jìn)行改進(jìn)，如乙圖所示，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條較易復(fù)燃（圖中的加熱裝置已略去）。

（交流與討論）

（4）興趣小組的同學(xué)們受到啟發(fā)，在查閱了相關(guān)資料后，又共同設(shè)計(jì)處了圖丙所示的裝置，發(fā)現(xiàn)帶火星的木條也易復(fù)燃（圖中的加熱裝置已略去），根據(jù)圖乙裝置的啟示，請(qǐng)你分析濃硫酸的作用可能是_________。

（5）再加熱過(guò)氧化氫溶液制取氧氣的過(guò)程中，加熱的溫度與集氣瓶中氧氣的體積分?jǐn)?shù)之間存在聯(lián)系（如曲線(xiàn)圖所示），若能使帶火星的木條復(fù)燃所需的氧氣的體積分?jǐn)?shù)最低為49%（只考慮氧氣的體積分?jǐn)?shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響），現(xiàn)欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱過(guò)氧化氫溶液的最高溫度控制在_________℃。

Answer 1

【答案】2H2O2 2H2O+ O2↑ 沒(méi)有干燥二氧化錳 二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變 產(chǎn)生大量氣泡 剛蒸干的二氧化錳溫度較高，能夠加快過(guò)氧化氫的分解速率 在一定范圍內(nèi)，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)的速率會(huì)加快�。� 吸收水蒸氣(或吸水或干燥氧氣) 82或83

【解析】

初步驗(yàn)證：

過(guò)氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H2O2 2H2O+ O2↑；待反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，洗滌，再進(jìn)行二次稱(chēng)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)所得數(shù)據(jù)大于1.0g，原因可能是沒(méi)有干燥二氧化錳，導(dǎo)致二氧化錳表面附著了一定量的水；

實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：

小強(qiáng)針對(duì)上述原因，提出烘干后再稱(chēng)量的方案，結(jié)果得到了準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，與此同時(shí)，老師引導(dǎo)同學(xué)們可以嘗試蒸發(fā)的方法，結(jié)果也得到了相同的結(jié)果，說(shuō)明了二氧化錳在反應(yīng)前后質(zhì)量不變；

深入探究：

對(duì)于二氧化錳在反應(yīng)前后化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變的驗(yàn)證，小兵提出可以直接向剛蒸干的二氧化錳中滴入過(guò)氧化氫溶液，若能觀(guān)察到仍然產(chǎn)生大量氣泡，就可以得出結(jié)論，但小芳對(duì)此產(chǎn)生了異議，她的理由是：剛蒸干的二氧化錳溫度較高，能夠加快過(guò)氧化氫的分解速率；

實(shí)驗(yàn)反思：

（1）此裝置能較快收集到氧氣的理論依據(jù)是：在一定范圍內(nèi)，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)的速率會(huì)加快；

（2）利用如圖甲所示裝置做過(guò)氧化氫制取氧氣的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用帶火星的木條檢驗(yàn)氧氣，卻發(fā)現(xiàn)帶火星的木條很難復(fù)燃，這是因?yàn)榇藭r(shí)氧氣中混有大量水蒸氣，很難使帶火星的木條復(fù)燃；

交流與討論：

（4）由圖乙裝置可知，冷水是為了降低溫度使水蒸氣液化，從而使氧氣更純凈一些，因此濃硫酸的作用可能是吸收水蒸氣(或吸水或干燥氧氣)；

（5）由圖中可知，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為49%時(shí)，溫度約為81℃，因此欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱過(guò)氧化氫溶液的最高溫度控制在82或83℃。