Question

8．在化學(xué)實驗課上，小組同學(xué)利用回收的二氧化錳來催化過氧化型制取氧氣，但發(fā)現(xiàn)利用回收的二氧化錳作為催化劑反應(yīng)速率很慢．查閱資料得知：催化劑在催化過程中催化劑的活性減弱或失去，這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒．為了探究影響二氧化錳催化能力降低的因素，在老師的指導(dǎo)下，小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗：
【實驗準(zhǔn)備】
取三份質(zhì)量均為1克的二氧化錳分別催化50毫升溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、15%、25%的過氧化氫溶液分解，試驗后回收二氧化錳，并分別標(biāo)為②、③、④；另取多次催化分解5%過氧化氫實驗后回收的二氧化錳，標(biāo)為⑤．
【實驗步驟】
（1）連接儀器，檢查裝置氣密性．

（2）取未使用過的二氧化錳0.5克，標(biāo)為①，加入錐形瓶中，再加入10毫升溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過氧化氫溶液，記錄收集20s時間氣體的體積．
（3）再分別�、�、③、④、⑤組二氧化錳各0.5克，重復(fù)上述實驗．
（4）采取多次實驗取平均值的方法，實驗數(shù)據(jù)記錄如下：

組別	①	②	③	④	⑤
收集氣體體積/mL	118	92	87	77	62

【回答下列問題】
（1）實驗過程中量筒的作用是測量排出水的體積，從而測出生成氧氣的體積．
（2）實驗中，除了通過比較收集相同時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積，還可以通過比較收集相同體積的氣體需要時間的長短來對比二氧化錳的催化效果．錐形瓶中殘留的空氣對測量結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”），原因是每次實驗錐形瓶內(nèi)殘留的空氣體積相同即可．
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，影響回收的二氧化錳催化效率下降的因素是過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)．
（4）同學(xué)們并利用收集到的氧氣完成了鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，觀察到的現(xiàn)象是劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體．
（5）二氧化錳可以作為過氧化氫制取氧氣的催化劑，取等體積、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液．A組不加二氧化錳，B組加入二氧化錳，請在下面的坐標(biāo)軸上畫出A、B兩組產(chǎn)生氧氣體積與時間的變化圖象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)排出水的體積等于生成氧氣的體積進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)對反應(yīng)的影響體現(xiàn)在反應(yīng)所用的時間和反應(yīng)物的用量上，以及控制變量法的應(yīng)用進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，不影響生成氧氣的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答 解：（1）排出水的體積等于生成氧氣的體積，所以實驗過程中量筒的作用是測量排出水的體積，從而測出生成氧氣的體積；故填：測量排出水的體積，從而測出生成氧氣的體積；
（2）在解這類題時，主要是用控制變量法，題中所給的方法是體積相同，比較時間，還可以時間相同，比較氣體體積，所以還可以通過比較相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積來反映二氧化錳的催化能力；錐形瓶中殘留的空氣對測量結(jié)果沒有影響，原因是每次實驗錐形瓶內(nèi)殘留的空氣體積相同即可；故填：相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積；沒有；每次實驗錐形瓶內(nèi)殘留的空氣體積相同即可；
（3）通過表中的數(shù)據(jù)可以看出，過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時，二氧化錳使用的次數(shù)越少，生成相同氧氣的時間越少，反應(yīng)物濃度越大，生成相同氧氣的時間越少，所以引起回收的二氧化錳催化能力下降的因素是：過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)．故填：過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)；
（4）鐵絲在氧氣中燃燒的實驗現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；故填：劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；
（5）根據(jù)催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，不影響生成氧氣的質(zhì)量，所以二者生成的氧氣的質(zhì)量相同，只是有催化劑的反應(yīng)速率快，所以圖象為．
故答案為：（1）測量排出水的體積，從而測出生成氧氣的體積；（2）收集相同體積的氣體需要時間的長短；沒有；每次實驗錐形瓶內(nèi)殘留的空氣體積相同即可；（3）過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)；（4）劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；（5）

點評 在解此類題時，首先分析題中的反應(yīng)原理，然后結(jié)合學(xué)過的知識和題中所給的條件進(jìn)行分析解答，注意控制變量法在此類題中的正確應(yīng)用．