Question

化學興趣小組在實驗室用過氧化氫溶液和催化劑二氧化錳粉末采用下圖來制取氧氣，但對老師提供的一瓶標簽模糊的“■■水”產生了爭議，小明認為是蒸餾水，小華認為是俗稱“雙氧水”的過氧化氫溶液．
（1）請你幫助他們檢驗該瓶試劑．

操作步驟	現象	結論

（2）裝置中儀器a是分液漏斗，通過活塞的“開”、“關”可以隨時滴加過氧化氫溶液，他們能不能得到平穩的氧氣流？

 

．
（3）為了得到干燥的氧氣他們在老師的指導下用濃硫酸除去氧氣中混有的水蒸氣，設計了如下圖所示的裝置圖，請你在方框中添上帶橡皮塞的玻璃管．

（4）小華同學想繼續“探究紅磚粉作為過氧化氫溶液分解反應中的催化劑”這一命題，她設計并完成了下表所示的探究實驗：

	實驗操作	實驗現象	實驗結論或總結
			各步驟結論	總結
實驗一	在一支試管中倒入一定量的過氧化氫溶液，伸入帶火星的木條．	有極少量的氣泡，木條不復燃	過氧化氫在常溫下能產生少量氧氣	紅磚粉是過氧化氫分解的催化劑
實驗二	加入少量紅磚粉，伸入帶火星木條．	木條復燃	過氧化氫溶液和紅磚粉混合能____產生氧氣．

①在小華的探究實驗中，實驗一和實驗二起的作用是

 

；
②小明同學認為僅由上述實驗還不能完全得出表內“總結”，他補充設計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明．
第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是：

 

；第二方面的實驗是需要證明

 

．
③寫出雙氧水在紅磚粉的作用下分解的符號表達式

 

．

Answer 1

分析：（1）根據過氧化氫的性質設計實驗進行判斷，常溫下雙氧水在二氧化錳催化下可分解放出氧氣，而蒸餾水常溫下不能分解；
（2）分液漏斗能夠控制滴加液體的速度和質量，因此發生裝置使用分液漏斗能夠控制反應速率，而得到平穩氣流；
（3）用濃硫酸除去氧氣中混有的水蒸氣，需要使混有水蒸氣的混合氣體通過濃硫酸，因此所設計的裝置應滿足這一要求；
（4）在驗證紅磚粉的催化作用時，可設計對比實驗，利用對比實驗說明紅磚粉能加快反應的速度，且反應前后二氧化錳的質量的化學性質保持不變．

解答：解：（1）可取適量無色液體加入少量二氧化錳，若有氣體產生，則可說明無色液體為雙氧水即過氧化氫溶液；
（2）利用分液漏斗能起到控制滴加過氧化氫溶液的速度和質量，因此達到控制反應放出氧氣速度的目的，而實現得到平穩氣流的作用；
（3）為滿足使混有水蒸氣的混合氣體通過濃硫酸的干燥要求，進氣導管需伸入濃硫酸中，而出氣導管只需要露出橡膠塞少許；
（4）①紅磚粉只是改變化學反應的速率，所以在設計實驗時設計了二個對比實驗：一個實驗在試管中只放雙氧水，雙氧水也能分解產生氧氣，但產生氧氣的速度太慢．第二個實驗，在試管中既放雙氧水也放紅磚粉，能很快的放出氧氣；
②為了說明紅磚粉在此實驗中反應前后的質量保持不變．做了兩次稱量，目的是比較紅磚粉反應前后質量是否變化．還需要驗證紅磚粉在反應后的化學性質是否改變．
③雙氧水在紅磚粉的催化作用下分解的化學方程式為2H₂O₂

紅磚粉  .

2H₂O+O₂↑；
故答案為：
（1）

作步驟	現象	結論
取少量的液體于試管中，向其中加入少量二氧化錳	若反應產生氣泡 若無現象	該液體為雙氧水 該液體為蒸餾水

（2）能；
（3）

（4）①對比（或對照等）；②比較紅磚粉在過氧化氫分解前后的質量；紅磚粉的化學性質不變；③2H₂O₂

紅磚粉  .

2H₂O+O₂↑．

點評：在確定一種物質是催化劑時，不但要確定它能否改變化學反應的速率，還要確定它反應前后的質量和化學性質是否改變．只有這兩條都不變，才是催化劑．