Question

某課外興趣小組對雙氧水（H₂O₂水溶液）做了如下實驗探究．
（1）將質(zhì)量相同但聚集狀態(tài)不同的MnO₂分別加入5mL 5%的雙氧水中，并用帶火星的木條試之．測定結(jié)果如下：

催化劑（MnO2）	操作情況	觀察結(jié)果	反應(yīng)完成所需的時間
粉末狀	混合不振蕩	劇烈反應(yīng)，使木條復(fù)燃	3.5分鐘
塊狀		反應(yīng)較慢，火星紅亮但木條未復(fù)燃	30分鐘

①寫出H₂O₂反應(yīng)的化學(xué)方程式

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑

．
②實驗結(jié)果說明催化劑作用的大小與

催化劑的表面積

有關(guān)．
（2）取三份含有等量H₂O₂，但質(zhì)量分數(shù)不同的雙氧水，分別向其中加入1克MnO₂粉末．測定結(jié)果如下：

雙氧水體積	操作情況	反應(yīng)完成所需的時間	收集到氣體體積	反應(yīng)后液體溫度
a1%的150mL		11分鐘	539mL	24℃
a2%的15mL	混合不振蕩	1分20秒	553mL	56℃
a3%的7.5mL		9秒	562mL	67℃

請簡要說明：
①反應(yīng)完成所需的時間不同的原因

溶液質(zhì)量分數(shù)不同，液體溫度不同

．
②反應(yīng)后液體溫度不同的原因

反應(yīng)放熱相同，但液體的量不同

．
③收集到氣體體積不同的原因

液體的量不同，液體溫度不同（影響氣體在溶液中的溶解量）

．
（3）向含有酚酞的NaOH稀溶液中，逐滴滴入10%的雙氧水，紅色褪去．
①已知雙氧水顯弱酸性，試寫出H₂O₂的電離方程式：

H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺

．
②小組討論紅色褪去的原因時，甲同學(xué)認為是雙氧水顯酸性所致；乙同學(xué)認為是雙氧水有較強氧化性所致．請你設(shè)計一個簡單實驗來說明是甲對還是乙對．（簡要文字說明）

在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若紅色恢復(fù)說明甲對，若紅色不恢得則說明乙對

．

Answer 1

分析：（1）①雙氧水即為過氧化氫溶液，其中過氧化氫分解產(chǎn)生了水和氧氣，可以據(jù)此寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；
②根據(jù)表中催化劑的狀態(tài)進行分析；
（2）①根據(jù)表中影響反應(yīng)完成所需的時間的數(shù)據(jù)進行分析；
②根據(jù)表中反應(yīng)液體的量的大小分析；
③根據(jù)影響收集到的氣體體積因素進行分析；
（3）①根據(jù)雙氧水顯弱酸性，電離是可逆過程，寫出其電離方程式；
②可以向褪色溶液中加入氫氧化鈉溶液，根據(jù)現(xiàn)象進行判斷．

解答：解：（1）①過氧化氫在催化劑二氧化錳作用下，分解產(chǎn)生了水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑，
故答案為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂ ↑；
②有表中二氧化錳的狀態(tài)，粉末狀的二氧化錳作催化劑，反應(yīng)速率加快，說明催化劑的表面積影響反應(yīng)速率，
故答案為：催化劑的表面積（聚集狀態(tài)）；
（2）①有表中數(shù)據(jù)可知，三份過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)不同，反應(yīng)后的液體溫度不同，所以反應(yīng)完成所需的時間不同，
故答案為：溶液質(zhì)量分數(shù)不同，液體溫度不同；
②三份含有等量H₂O₂，所以完全反應(yīng)放出的熱量相同，但是反應(yīng)的溶液體積不同，所以反應(yīng)后液體溫度不同，
故答案為：反應(yīng)放熱相同，但液體的量不同；
③液體的體積越大，溶解的過氧化氫越大；溫度越高，溶解的過氧化氫越少，
故答案為：液體的量不同，液體溫度不同（影響氣體在溶液中的溶解量）；
（3）①雙氧水顯弱酸性，電離的方程式為：H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺，
故答案為：H₂O₂ ?HO₂^-+H⁺；
②向褪色的溶液中滴加氫氧化鈉溶液，若紅色恢復(fù)，說明雙氧水顯酸性導(dǎo)致的溶液褪色；若紅色不恢復(fù)，說明雙氧水有較強氧化性，將酚酞氧化了，
答：在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若紅色恢復(fù)說明甲對，若紅色不恢得則說明乙對．

點評：本考點主要考查影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫，綜合性比較強．本考點是考高考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．