Question

【題目】某研究小組對(duì)過氧化氫溶液制取氧氣進(jìn)行如下探究。

實(shí)驗(yàn)一：氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

（1）如圖所示是鐵絲在氧氣中燃燒的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，用適量雙氧水和二氧化錳代替原實(shí)驗(yàn)中集氣瓶里的水。

①用雙氧水和二氧化錳代替原集氣瓶里的水，其優(yōu)點(diǎn)除了使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便外，還有________

②實(shí)驗(yàn)中可觀察到到鐵絲燃燒的現(xiàn)象是 ________，反應(yīng)的文字表達(dá)式為 ________。

實(shí)驗(yàn)二：探究 H2O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液 pH、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

（2）設(shè)計(jì)如下表實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2O2 質(zhì)量分 數(shù)/%	pH	溫度/ ℃	每分鐘氣泡數(shù)
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	15	11	30
5	a	11	b

①實(shí)驗(yàn) 1-3 的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>________。

②a= ________；b= ________。

實(shí)驗(yàn)三：探究制取氧氣的適宜催化劑

（3）實(shí)驗(yàn)方案如下：

I．用 MnO2、CuO、Fe2O3、Cr2O3 四種催化劑分別與海藻酸鈉溶液混合，滴入氯化鈣溶液制成含等質(zhì)量催化劑、大小相同的海藻酸鈉微球，備用。

II．取 30 粒含 MnO2 的海藻酸鈉微球，采用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。改用其他三種微球，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到下圖的錐形瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線圖。

①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因________。

②用含 MnO2 的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s 時(shí)壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是________

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是________。

Answer 1

【答案】提供更充足的氧氣 劇烈燃燒，火星四射，產(chǎn)生黑色固體 鐵+氧氣四氧化三鐵 在其他條件不變的情況下，探究pH值對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響 30 30 使加入的每種催化劑的質(zhì)量相同 過氧化氫已經(jīng)分解完了，無法再產(chǎn)生氣體 CuO

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)

（1）①用雙氧水和二氧化錳代替原集氣瓶里的水，其優(yōu)點(diǎn)除了使實(shí)驗(yàn)更簡(jiǎn)便外，還有可以提供更充足的氧氣。故填：提供更充足的氧氣。

②實(shí)驗(yàn)中可觀察到到鐵絲燃燒的現(xiàn)象是劇烈燃燒，火星四射，產(chǎn)生黑色固體，反應(yīng)的文字表達(dá)式為鐵+氧氣四氧化三鐵。故填：劇烈燃燒，火星四射，產(chǎn)生黑色固體；鐵+氧氣四氧化三鐵。

實(shí)驗(yàn)二：探究 H2O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液 pH、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響

（2）①由實(shí)驗(yàn)1-3對(duì)比可知，其實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖窃谄渌麠l件不變的情況下，探究pH值對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。故填：在其他條件不變的情況下，探究pH值對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。

②根據(jù)表格可知3-5控制的時(shí)pH值相同，探究 H2O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。通過3和5探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；通過4和5探究H2O2 質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率的影響。因此a= 30；b=30。故填：30；30。

實(shí)驗(yàn)三：探究制取氧氣的適宜催化劑

（3）①實(shí)驗(yàn)是探究催化劑種類對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使加入的每種催化劑的質(zhì)量相同，故加入海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同。故填：使加入的每種催化劑的質(zhì)量相同。

②由圖可以看出，用含 MnO2 的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，一開始?jí)簭?qiáng)快速增大，說明反應(yīng)速率變快，60s 時(shí)壓強(qiáng)瞬間回落，其原因是過氧化氫已經(jīng)分解完了，無法再產(chǎn)生氣體，因此壓強(qiáng)瞬間減小。故填：過氧化氫已經(jīng)分解完了，無法再產(chǎn)生氣體。

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是氧化銅。二氧化錳反應(yīng)速率過快，較劇烈；Fe2O3、Cr2O3反應(yīng)速率過慢。而氧化銅介于這兩種之間，從圖可以看出，氣體的產(chǎn)生是持續(xù)較穩(wěn)定的產(chǎn)生。故填：CuO。