Question

【題目】過氧化氫在生產(chǎn)生活中有廣泛應(yīng)用，實驗小組對過氧化氫進行探究。

（1）探究過氧化氫分解的催化劑種類。下面是他們設(shè)計的三組實驗裝置，在兩兩對比實驗中(其他條件都相同)，下列觀察(或測定)方法在比較出催化劑對過氧化氫分解加速效果的依據(jù)分別是。

第一組同時實驗，觀察比較反應(yīng)過程中___________________。

第二組同時實驗，觀察比較反應(yīng)過程中兩者產(chǎn)生氣泡的快慢；

第三組分兩次實驗，比較反應(yīng)過程中______________________________。待第三組實驗中過氧化氫完全分解后，最終產(chǎn)兩次產(chǎn)生氣體的體積____________________(填“相同”或“不同”)，并在催化劑的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖中畫出二者的關(guān)系____________________。

（2）某興趣小組通過實驗發(fā)現(xiàn)使帶火星木條復(fù)燃的氧氣含量最低值是48%，但用帶火星的木條直接檢驗過氧化氫溶液受熱分解產(chǎn)生的氧氣時，往往難以復(fù)燃，這是因為在加熱生成氧氣的同時產(chǎn)生大量水蒸氣所致，此時混合氣體中氧氣的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線如圖1所示。若只考慮氧氣的體積分數(shù)對實驗結(jié)果的影響，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱過氧化氫溶液的最高溫度控制在大約____________________°C。某同學(xué)改用如圖2的裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃，其原因是___________________。

（3）模擬氫氧焰實驗按如圖所示裝置進行實驗。

①關(guān)閉K，通入氫氣，點燃。為保證安全，點燃氫氣之前應(yīng)先____________________。將鐵絲網(wǎng)放在火焰上灼燒，鐵絲網(wǎng)只發(fā)紅，不熔斷。

②打開K，通入氧氣，火焰更明亮，鐵絲熔斷，說明燃燒的劇烈程度與氧氣的___________________有關(guān)。

Answer 1

【答案】兩個氣球體積變化的快慢 收集一 定體積氧氣所需時間 相同 87℃ U型管冷凝了水蒸氣，提高了氧氣的純度 驗純 濃度

【解析】

過氧化氫在催化劑催化作用下生成水和氧氣，催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變。

（1）過氧化氫在催化劑催化作用下生成水和氧氣。

第一組同時實驗，觀察比較反應(yīng)過程中兩個氣球體積變化的快慢。

第二組同時實驗，觀察比較反應(yīng)過程中兩者產(chǎn)生氣泡的快慢；

第三組分兩次實驗，比較反應(yīng)過程中收集一定體積氧氣所需時間。催化劑只能影響反應(yīng)速率，不改變產(chǎn)物的質(zhì)量或者體積，待第三組實驗中過氧化氫完全分解后，最終產(chǎn)兩次產(chǎn)生氣體的體積相同，催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變，催化劑的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖中畫出二者的關(guān)系為。

（2）使帶火星木條復(fù)燃的氧氣含量最低值是48%，由混合氣體中氧氣的體積分數(shù)隨溫度變化的曲線圖1可知，欲使帶火星的木條復(fù)燃，應(yīng)將加熱過氧化氫溶液的最高溫度控制在大約87℃，改用圖2的裝置后能使帶火星的木條復(fù)燃，氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃，氧氣的濃度要達到一定濃度，故原因是U型管冷凝了水蒸氣，提高了氧氣的純度。

（3）①關(guān)閉K，通入氫氣，點燃。氫氣是可燃性氣體，為防止發(fā)生爆炸，在點燃前必須檢驗純度，為保證安全，點燃氫氣之前應(yīng)先驗純。將鐵絲網(wǎng)放在火焰上灼燒，鐵絲網(wǎng)只發(fā)紅，不熔斷。

②打開K，通入氧氣，火焰更明亮，鐵絲熔斷，氧氣具有助燃性，濃度越高，燃燒越明顯，說明燃燒的劇烈程度與氧氣的濃度有關(guān)。