问题 问答题

科学兴趣小组学习了二氧化锰(MnO2)催化分解过氧化氢的实验后,进行如下实验.

(一)选择装置并检查气密性.

(二)称取0.1克的二氧化锰粉末加入容器中.

(三)量取50毫升溶质质量分数约10%的过氧化氢溶液加入容器中,记录一定时间内收集到的气体体积.

(四)改变二氧化锰的质量,重复上述实验,记录数据如下.

时间/秒生成氧气的体积/毫升
0.1克MnO20.2克MnO20.3克MnO20.4克MnO2
4049617586
8077879092
12089929292
16092929292
(1)写出本实验的化学方程式______.随着反应的进行,溶液中______(填写化学式)在不断地减少、溶剂在不断地______(填增多、减少、不变).

(2)本实验探究的问题是______.

(3)实验中除了量筒外,还需要用到的测量仪器有______.

(4)为完成本实验,应选择右上图图气体发生和收集装置中的组合是______(选

填序号).你选择的气体发生装置的理由是______.

(5)在40秒时,通过四组数据分析,你得出的结论是______.

(6)若实验前加入MnO2 0.1g,实验后经过滤、洗涤、干燥、称量,MnO2质量为______g.

请设计实验证明该MnO2的化学性质在反应前后没有改变______.

答案

(1)反应物是过氧化氢写在等号的左边,生成物是水和氧气写在等号的右边,用观察法配平,所以方程式是:2H2O2

 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑,由于在反应中过氧化氢属于反应物,在不断的消耗,所以质量在不断减少;生成物是水和氧气,所以溶液中的溶剂水在不断增加;

(2)从题干中提供的信息可知,所用过氧化氢溶液的量和质量分数都是相同的,只是三次加入的二氧化锰的量不同,并且记录了在不同量二氧化锰的条件下,不同时间生成的氧气的量.可见此实验探究达到问题是:二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响.

(3)实验中要称取二氧化锰,所以要用到天平;并要计时,所以用秒表.

(4)过氧化氢溶液和二氧化锰反应是固体和液体的不加热反应,可用装置②完成;氧气密度大于空气密度,并且不易溶于水,所以可用向上排空气法和排水法收集,要记录一定时间内收集到的气体体积,所以用②⑤合适.

(5)在40秒时,通过观察在该时间内生成氧气的体积数值比较可知,MnO2的质量愈多,H2O2分解速率愈大;

(6)催化剂反应前后质量不变,所以实验后经过滤、洗涤、干燥、称量,MnO2质量仍然为0.1g;从过氧化氢分解后的混合物中回收二氧化锰,再将其放在氯酸钾中加热,利用带火星的木条检验生成氧气的快慢.所以取少量相同质量的氯酸钾于试管中,并向其中的一支试管中加入上述MnO2拌和.同时加热两支试管并在试管的上方各放带火星(燃着)的木棒,若盛放MnO2的试管上方的木棒先复燃(燃烧的更旺),则可证明MnO2的化学性质不变.

故答案为:(1)2H2O2

 MnO2 
.
 
2H2O+O2↑; H2O2;增多;(2)二氧化锰的质量对过氧化氢分解快慢的影响;(3)天平、停表(或秒表);(4)②⑤;反应物的状态(固体和液体)且不加热;(5)在该时间内,MnO2的质量愈多,H2O2分解速率愈大(MnO2催化效果愈好)(6)0.1;取少量相同质量的氯酸钾于试管中,并向其中的一支试管中加入上述MnO2拌和.同时加热两支试管并在试管的上方各放带火星(燃着)的木棒,若盛放MnO2的试管上方的木棒先复燃(燃烧的更旺),则可证明MnO2的化学性质不变.

单项选择题
单项选择题