Question

【題目】某校化學(xué)興趣小組將用剩的過氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗此氣體為氧氣．根據(jù)學(xué)過的知識初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過氧化氫的分解速率？請你參與他們的研究，分享和體驗探究實驗的快樂．

（猜想與假設(shè)）

甲同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解。

乙同學(xué)：鐵釘里的________加快了H2O2的溶液分解。

（設(shè)計方案和實驗） 完成下列表：________、________、________

（反思與評價） 丁同學(xué)仔細(xì)觀察“方案二”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，丁同學(xué)對此現(xiàn)象進(jìn)行深入思考和分析，得出可能的原因，你能想出其中的原因嗎？____________

某小組同學(xué)設(shè)計并進(jìn)行實驗，探究影響過氧化氫分解速率的因素。（實驗裝置如圖所示，夾持儀器已略去）

（猜想與假設(shè)）影響過氧化氫分解速率的因素可能有溫度、溶液的濃度、催化劑種類。

（實驗記錄）同學(xué)們進(jìn)行6組實驗，實驗記錄如下：

（解釋與結(jié)論）

（1）實驗②中應(yīng)加入過氧化氫溶液的體積x是______mL。

（2）實驗①~⑥通過測定相同時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積來比較過氧化氫的分解速率，還可以通過測定______來比較過氧化氫的分解速率。

（3）得出“過氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大”結(jié)論所依據(jù)的實驗是_____（填序號）。

（4）通過實驗①、②、④可得出的結(jié)論是______。

（反思與評價）

（5）同學(xué)們認(rèn)為實驗室制氧氣，應(yīng)選擇實驗⑥而不選實驗②的理由是______ ，______請寫出⑥的符號表達(dá)式____________

（6）某同學(xué)改用如圖所示裝置代替氣囊完成實驗②，正確的實驗操作順序是______。

a．將導(dǎo)管伸入量筒，開啟控溫加熱器，滴入過氧化氫溶液b．開啟控溫加熱器，將導(dǎo)管伸入量筒，滴入過氧化氫溶液c．開啟控溫加熱器，滴入過氧化氫溶液，待導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時將導(dǎo)管伸入量筒。

Answer 1

【答案】鐵（Fe） 有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃 2g鐵（Fe ） 不成立 可能是鐵被過氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來氧化鐵催化過氧化氫溶液 6 通過測定產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時間或相同時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積。 ③④ 溫度越高，過氧化氫分解速率越大,； 相同時間內(nèi)實驗產(chǎn)生氧氣少 需要加熱；水蒸氣含量高（答兩點）。 2H2O2 2H2O+O2↑ a

【解析】

猜想與假設(shè)：根據(jù)題中所給的信息進(jìn)行分析；

設(shè)計方案和實驗：根據(jù)題中的實驗現(xiàn)象結(jié)合猜想與假設(shè)進(jìn)行分析；

反思與評價：根據(jù)氧化鐵能做過氧化氫溶液的催化劑，而鐵單質(zhì)不能做其反應(yīng)的催化劑進(jìn)行分析；

解釋與結(jié)論：（1）根據(jù)對照實驗的唯一性分析；

（2）根據(jù)反應(yīng)速率的測定方式分析；

（3）過氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大，所以實驗的變量為過氧化氫溶液的濃度；

（4）①、②、④的變量為水槽中水的溫度；

（5）根據(jù)反應(yīng)的速率分析；

（6）根據(jù)氣體的制取和收集分析。

猜想與假設(shè)：生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵，甲同學(xué)猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，實驗乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H2O2的溶液分解；

設(shè)計方案和實驗：方案一：若甲同學(xué)結(jié)論成立，鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，所以實驗現(xiàn)象為有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；

方案二：根據(jù)乙同學(xué)的猜想可知，應(yīng)向盛有10mL5%H2O2溶液的試管中加入2g鐵粉，沒有現(xiàn)象說明乙同學(xué)結(jié)論不成立；

反思與評價：可能是鐵被過氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來氧化鐵催化過氧化氫溶液，所以丁同學(xué)仔細(xì)觀察“方案二”中一直沒有現(xiàn)象的試管，過了一段時間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體；

解釋與結(jié)論：（1）實驗研究影響過氧化氫分解速率的因素溫度、溶液的濃度、催化劑種類。通過60min產(chǎn)生氧氣體積，比較反應(yīng)速率，所以要保證過氧化氫溶液的體積相同，所以x=6；

（2）比較過氧化氫的分解速率可通過相同時間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積或產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時間，進(jìn)行比較；

（3）過氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大，所以實驗的變量為：過氧化氫溶液的濃度，所以可通過③④進(jìn)行對比；

（4）①、②、④的變量為水槽中水的溫度，并且發(fā)現(xiàn)溫度越高，過氧化氫分解速率越大；

（5）相同時間內(nèi)實驗②產(chǎn)生氧氣少，速率太慢并且由于需要加熱，水蒸氣含量高，⑥的符號表達(dá)式為2H2O2 2H2O+O2↑；

（6）由于要測定產(chǎn)生氣體的體積，需要實驗一開始就收集，所以要將導(dǎo)管伸入量筒，開啟控溫加熱器，滴入過氧化氫溶液，保證氣體都收集起來。故選a。