Question

【題目】某研究小組對(duì)過氧化氫溶液制取氧氣進(jìn)行如下探究。

實(shí)驗(yàn)一、探究H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)、溶液pH、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)如下表實(shí)驗(yàn)方案：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	H2O2質(zhì)量分?jǐn)?shù)%	PH	溫度/℃	每分鐘氣泡數(shù)
1	30	5	20
2	30	6	20
3	30	11	20
4	30	11	a
5	b	11	20

試分析表中a、b的數(shù)值分別是a=__________________，b=______________________。

實(shí)驗(yàn)二、探究制取氧氣的適宜催化劑。設(shè)計(jì)如下方案：

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(zhì)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，采用圖1裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。改用其他三種微球，分別重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到如圖2的錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間變化的曲線圖。

①每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，海藻酸鈉微球數(shù)應(yīng)相同的原因是___________________________。

②用含MnO2的海藻酸鈉微球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，60s時(shí)壓強(qiáng)瞬間回落，其原因可能是______________________。

③從實(shí)驗(yàn)曲線看，催化效果較好、反應(yīng)溫和的催化劑是____________________。

Answer 1

【答案】15 20 確保催化劑用量一致，便于對(duì)比 產(chǎn)生氣體速率過快，導(dǎo)致氣壓過大，橡皮塞被彈出( 或取下橡皮塞) CuO

【解析】

實(shí)驗(yàn)一：按照對(duì)照實(shí)驗(yàn)唯一變量的原則，依此進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。從1、3可以看出改變pH對(duì)反應(yīng)速率的影響，3、4、5測(cè)定溫度和過氧化氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)反應(yīng)速率的影響，3和4進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)，即可將溫度作為變量，此時(shí)a不能等于20，所以可以為15或者25，只要不等于20，合理即可；3、5對(duì)照即可，此時(shí)b不等于30即可，可以為20或者25，合理即可；所以a=15，b=20。

實(shí)驗(yàn)二：①為了只改變催化劑不同這個(gè)變量，所以需要保證其他實(shí)驗(yàn)條件一致，因此要確保加入催化劑的質(zhì)量相同，以便進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，故原因是確保催化劑用量一致，便于對(duì)比；

②裝置是密閉的，氧氣增加越快內(nèi)部壓強(qiáng)越大，造成壓強(qiáng)瞬間增大，橡膠塞會(huì)被彈出，此時(shí)外界空氣與瓶內(nèi)相連，變?yōu)橥饨绱髿鈮�，�?shù)據(jù)顯示也符合外界大氣壓數(shù)值。此外若是人為將橡膠塞取下，也會(huì)出現(xiàn)類似情況，所以出現(xiàn)此種現(xiàn)象原因?yàn)椋合鹌と�被彈出，或取下橡皮塞�?/span>

③二氧化錳壓強(qiáng)增大最快，反應(yīng)速率過快，氧化鐵和氧化鉻壓強(qiáng)變化不大，催化效果不明顯，只有氧化銅壓強(qiáng)增大速度較為緩和，壓強(qiáng)增大比較平穩(wěn)，所以最佳催化劑為氧化銅。