Question

10．某校化學興趣小組利用如圖1儀器在實驗室進行制取O₂的相關實驗探究，請回答下列問題．

（1）甲小組用MnO₂、KClO₃兩種藥品制取干燥的O₂，需選用的儀器組合是BE．
（2）乙小組探究Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑．實驗時間為30s（H₂O₂過量），其他可能影響實驗的因素均保持不變，相關數據如表：

實驗序號	10%的H2O2溶液（mL）	溶液中加入 物質（g）	收集到氣體的體積（mL）
1	100	無	a
2	100	Fe2O3 0.5g	b
3	100	MnO2 0.5g	c

通過比較a和b（填“a”“b”“c”）的大小，可證明Fe₂O₃在實驗中起催化作用，寫出該反應的化學方程式2H₂0₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂0+O₂↑．其次需補做實驗，驗證反應前后Fe₂O₃的化學性質不變和驗證反應前后Fe₂O₃的質量不變．
（3）丙小組探究MnO₂的用量對H₂O₂分解速率的影響．每次均用30mL10%的H₂O₂溶液，使用不同質量的MnO₂作催化劑，測定每次收集到500mL O₂所用的時間．結果如圖2（其他實驗條件相同）：由圖2可知，MnO₂的用量對H₂O₂分解速率影響的規律是
①在一定范圍內，MnO₂的用量越大，H₂O₂分解速率越快；
②MnO₂的用量超出一定范圍后，其用量再增大，反應速率不再繼續加快．

Answer 1

分析 （1）甲小組用MnO₂、KClO₃兩種藥品制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置E，收集干燥的O₂，要用排空氣法；
（2）探究Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑．實驗時間為30s（H₂O₂過量），采取控制變量的方法，所用過氧化氫溶液濃度相同，則等時間內比較加入氧化鐵和不加入氧化鐵生成的氧氣的體積多少即可證明氧化鐵是否在實驗中起催化作用，據反應原理書寫方程式，并據催化劑的特點‘一變兩不變’設計實驗；
（3）根據二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時間的長短分析解答．

解答 解：（1）甲小組用MnO₂、KClO₃兩種藥品制取氧氣屬于固體加熱型，故選發生裝置E，收集干燥的O₂，要用排空氣法，氧氣密度比空氣大，故選裝置B收集；
（2）探究Fe₂O₃能否作為H₂O₂分解的催化劑．實驗時間為30s（H₂O₂過量），采取控制變量的方法，所用過氧化氫溶液濃度相同，則等時間內比較加入氧化鐵和不加入氧化鐵生成的氧氣的體積多少即可證明氧化鐵是否在實驗中起催化作用，過氧化氫在氧化鐵的催化作用下生成水和氧氣，反應方程式是2H₂0₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂0+O₂↑，要驗證氧化鐵是否起催化作用，除了驗證氧化鐵是否改變反應速率，還須驗證其質量和化學性質在反應前后是否改變；
（3）據二氧化錳的用量和收集等體積氧氣所用時間的長短的圖象可知：反應中二氧化錳的質量在0.1g～0.7g之間時，用量越大，過氧化氫的分解速率越快，當二氧化錳的用量超過0.7g時，反應速率速率不再隨二氧化錳的用量增加而加快；
故答案為：（1）BE；（2）a；b；2H₂0₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂0+O₂↑；反應前后Fe₂O₃的質量不變；（3）在一定范圍內，MnO₂的用量越大，H₂O₂分解速率越快．

點評 本題考查了學生對裝置選取，物質的分解，和對實驗數據分析、催化劑的相關知識的掌握情況，能很好培養學生分析、解決問題的能力．