Question

【題目】某研究小組對過氧化氫溶液制取氧氣進行如下探究。

實驗一：氧氣的性質實驗

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

①用雙氧水和二氧化錳代替原集氣瓶里的水，其優點除了使實驗更簡便外，還有________

②實驗中可觀察到到鐵絲燃燒的現象是 ________，反應的文字表達式為 ________。

實驗二：探究 H2O2 質量分數、溶液 pH、溫度對反應速率的影響

（2）設計如下表實驗方案：

實驗序號	H2O2 質量分 數/%	pH	溫度/ ℃	每分鐘氣泡數
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	15	11	30
5	a	11	b

①實驗 1-3 的實驗目的是________。

②a= ________；b= ________。

實驗三：探究制取氧氣的適宜催化劑

（3）實驗方案如下：

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，采用下圖裝置進行實驗。改用其他三種微球，分別重復上述實驗，得到下圖的錐形瓶內壓強隨時間變化的曲線圖。

①每次實驗時，海藻酸鈉微球數應相同的原因________。

②用含 MnO2 的海藻酸鈉微球進行實驗，60s 時壓強瞬間回落，其原因是________

③從實驗曲線看，催化效果較好、反應溫和的催化劑是________。

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H2O2分解反應速率的影響 30 30 使加入的每種催化劑的質量相同 過氧化氫已經分解完了，無法再產生氣體 CuO

【解析】

實驗一：氧氣的性質實驗

（1）①用雙氧水和二氧化錳代替原集氣瓶里的水，其優點除了使實驗更簡便外，還有可以提供更充足的氧氣。故填：提供更充足的氧氣。

②實驗中可觀察到到鐵絲燃燒的現象是劇烈燃燒，火星四射，產生黑色固體，反應的文字表達式為鐵+氧氣四氧化三鐵。故填：劇烈燃燒，火星四射，產生黑色固體；鐵+氧氣四氧化三鐵。

實驗二：探究 H2O2 質量分數、溶液 pH、溫度對反應速率的影響

（2）①由實驗1-3對比可知，其實驗目的是在其他條件不變的情況下，探究pH值對H2O2分解反應速率的影響。故填：在其他條件不變的情況下，探究pH值對H2O2分解反應速率的影響。

②根據表格可知3-5控制的時pH值相同，探究 H2O2 質量分數、溫度對反應速率的影響。通過3和5探究溫度對反應速率的影響；通過4和5探究H2O2 質量分數對反應速率的影響。因此a= 30；b=30。故填：30；30。

實驗三：探究制取氧氣的適宜催化劑

（3）①實驗是探究催化劑種類對實驗的影響，每次實驗時，應使加入的每種催化劑的質量相同，故加入海藻酸鈉微球數應相同。故填：使加入的每種催化劑的質量相同。

②由圖可以看出，用含 MnO2 的海藻酸鈉微球進行實驗，一開始壓強快速增大，說明反應速率變快，60s 時壓強瞬間回落，其原因是過氧化氫已經分解完了，無法再產生氣體，因此壓強瞬間減小。故填：過氧化氫已經分解完了，無法再產生氣體。

③從實驗曲線看，催化效果較好、反應溫和的催化劑是氧化銅。二氧化錳反應速率過快，較劇烈；Fe2O3、Cr2O3反應速率過慢。而氧化銅介于這兩種之間，從圖可以看出，氣體的產生是持續較穩定的產生。故填：CuO。