Question

8．在化學(xué)實(shí)驗(yàn)課上，小組同學(xué)利用回收的二氧化錳來(lái)催化過氧化型制取氧氣，但發(fā)現(xiàn)利用回收的二氧化錳作為催化劑反應(yīng)速率很慢．查閱資料得知：催化劑在催化過程中催化劑的活性減弱或失去，這種現(xiàn)象叫做催化劑的中毒．為了探究影響二氧化錳催化能力降低的因素，在老師的指導(dǎo)下，小組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】
取三份質(zhì)量均為1克的二氧化錳分別催化50毫升溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%、15%、25%的過氧化氫溶液分解，試驗(yàn)后回收二氧化錳，并分別標(biāo)為②、③、④；另取多次催化分解5%過氧化氫實(shí)驗(yàn)后回收的二氧化錳，標(biāo)為⑤．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）連接儀器，檢查裝置氣密性．

（2）取未使用過的二氧化錳0.5克，標(biāo)為①，加入錐形瓶中，再加入10毫升溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的過氧化氫溶液，記錄收集20s時(shí)間氣體的體積．
（3）再分別�、�、③、④、⑤組二氧化錳各0.5克，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．
（4）采取多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

組別	①	②	③	④	⑤
收集氣體體積/mL	118	92	87	77	62

【回答下列問題】
（1）實(shí)驗(yàn)過程中量筒的作用是測(cè)量排出水的體積，從而測(cè)出生成氧氣的體積．
（2）實(shí)驗(yàn)中，除了通過比較收集相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積，還可以通過比較收集相同體積的氣體需要時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)對(duì)比二氧化錳的催化效果．錐形瓶中殘留的空氣對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有（填“有”或“沒有”），原因是每次實(shí)驗(yàn)錐形瓶?jī)?nèi)殘留的空氣體積相同即可．
（3）由表中數(shù)據(jù)可知，影響回收的二氧化錳催化效率下降的因素是過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)．
（4）同學(xué)們并利用收集到的氧氣完成了鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)，觀察到的現(xiàn)象是劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體．
（5）二氧化錳可以作為過氧化氫制取氧氣的催化劑，取等體積、等溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液．A組不加二氧化錳，B組加入二氧化錳，請(qǐng)?jiān)谙旅娴淖鴺?biāo)軸上畫出A、B兩組產(chǎn)生氧氣體積與時(shí)間的變化圖象．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)排出水的體積等于生成氧氣的體積進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)對(duì)反應(yīng)的影響體現(xiàn)在反應(yīng)所用的時(shí)間和反應(yīng)物的用量上，以及控制變量法的應(yīng)用進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)結(jié)合控制變量法進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解答；
（5）根據(jù)催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，不影響生成氧氣的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答 解：（1）排出水的體積等于生成氧氣的體積，所以實(shí)驗(yàn)過程中量筒的作用是測(cè)量排出水的體積，從而測(cè)出生成氧氣的體積；故填：測(cè)量排出水的體積，從而測(cè)出生成氧氣的體積；
（2）在解這類題時(shí)，主要是用控制變量法，題中所給的方法是體積相同，比較時(shí)間，還可以時(shí)間相同，比較氣體體積，所以還可以通過比較相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積來(lái)反映二氧化錳的催化能力；錐形瓶中殘留的空氣對(duì)測(cè)量結(jié)果沒有影響，原因是每次實(shí)驗(yàn)錐形瓶?jī)?nèi)殘留的空氣體積相同即可；故填：相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積；沒有；每次實(shí)驗(yàn)錐形瓶?jī)?nèi)殘留的空氣體積相同即可；
（3）通過表中的數(shù)據(jù)可以看出，過氧化氫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí)，二氧化錳使用的次數(shù)越少，生成相同氧氣的時(shí)間越少，反應(yīng)物濃度越大，生成相同氧氣的時(shí)間越少，所以引起回收的二氧化錳催化能力下降的因素是：過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)．故填：過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)；
（4）鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；故填：劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；
（5）根據(jù)催化劑只改變化學(xué)反應(yīng)的速率，不影響生成氧氣的質(zhì)量，所以二者生成的氧氣的質(zhì)量相同，只是有催化劑的反應(yīng)速率快，所以圖象為．
故答案為：（1）測(cè)量排出水的體積，從而測(cè)出生成氧氣的體積；（2）收集相同體積的氣體需要時(shí)間的長(zhǎng)短；沒有；每次實(shí)驗(yàn)錐形瓶?jī)?nèi)殘留的空氣體積相同即可；（3）過氧化氫溶液的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)、二氧化錳使用的次數(shù)；（4）劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成一種黑色固體；（5）

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中的反應(yīng)原理，然后結(jié)合學(xué)過的知識(shí)和題中所給的條件進(jìn)行分析解答，注意控制變量法在此類題中的正確應(yīng)用．