某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對過氧化氫分解進(jìn)行探究。
【探究一】影響過氧化氫分解快慢的因素
分別取5mLH2O2溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定產(chǎn)生40mLO2所需時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如表一所示:
表一:
實(shí)驗(yàn)序號 |
H2O2溶液的濃度 |
溫度℃ |
MnO2粉末用量/g |
反應(yīng)時(shí)間/s |
① |
30 |
35 |
0 |
T1 |
② |
30 |
55 |
0 |
T2 |
③ |
5 |
20 |
0.1 |
60 |
④ |
15 |
20 |
0.1 |
30 |
(1)本實(shí)驗(yàn)中,用如圖裝置測量O
2體積,請將虛線部分圖補(bǔ)畫完整。
(2)對比①②可知,其他條件相同時(shí),溫度越高,過氧化氫分解越快,則T
1>
>
T
2(填“>”“=”或“<”)。
(3)能說明過氧化氫分解快慢與濃度有關(guān)的對比實(shí)驗(yàn)是
③④
③④
(填實(shí)驗(yàn)序號),由此得出的結(jié)論是
其他條件一定時(shí),過氧化氫濃度越大,分解速率越快
其他條件一定時(shí),過氧化氫濃度越大,分解速率越快
。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:從上述所得數(shù)據(jù)所得,影響雙氧水分解速率的因素有:溫度、濃度和MnO
2粉末用量。從實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋雙氧水放置時(shí)間長會失效的原因
過氧化氫在常溫下分解,長時(shí)間后濃度降低而失效
過氧化氫在常溫下分解,長時(shí)間后濃度降低而失效
。
【探究二】探究氧化鐵Fe
2O
3能否作過氧化氫溶液分解的催化劑?如果能,其催化效果如何?實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象如表二所示:
表二:
實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
Ⅰ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中,向A試管中加入0.5g氧化鐵粉末,并將帶火星的木條分別伸入A、B兩支試管中,觀察現(xiàn)象。 |
A試管中產(chǎn)生大量氣泡,帶火星的木條復(fù)燃; B試管中沒有明顯現(xiàn)象,木條不復(fù)燃 B試管中沒有明顯現(xiàn)象,木條不復(fù)燃 |
Ⅱ.待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時(shí),重新加入過氧化氫溶液,并把帶火星的木條伸入試管中,觀察現(xiàn)象。 |
試管中產(chǎn)生大量氣泡,帶火星的木條復(fù)燃 |
Ⅲ.待實(shí)驗(yàn)Ⅱ中沒有現(xiàn)象時(shí),將試管中的反應(yīng)剩余物過濾,并將濾渣洗滌、干燥、稱量。 |
所得固體質(zhì)量為 0.5 0.5 g |
Ⅳ.分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中,向C試管中加入0.5g氧化鐵粉末,向D試管中加入0.5g二氧化錳粉末,觀察現(xiàn)象。 |
C試管中產(chǎn)生大量氣泡,帶火星的木條復(fù)燃;D試管中產(chǎn)生大量氣泡,帶火星的木條復(fù)燃 |
(1)補(bǔ)充完成上述實(shí)驗(yàn)探究中表格空格。
(2)繼續(xù)完成以下問題:
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
①實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ證明
反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量沒有改變
反應(yīng)前后,氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量沒有改變
。綜上所述:氧化鐵可以作過氧化氫分解的催化劑。
②寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的符號表達(dá)式
。
【實(shí)驗(yàn)拓展】
③查閱資料得知,氧化銅、硫酸銅、豬肝、馬鈴薯等也可以做過氧化氫溶液分解的催化劑。下列有關(guān)催化劑的說法中正確的是
BD
BD
。
A.二氧化錳只能作過氧化氫溶液分解的催化劑
B.同一個化學(xué)反應(yīng)可以有多種催化劑
C.催化劑只能加快化學(xué)反應(yīng)的速率
D.用作催化劑的物質(zhì)也可能是其他反應(yīng)的反應(yīng)物或生成物