(2010?永州)某校研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)采用分解過氧化氫溶液制取氧氣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究.
Ⅰ、探究分解過氧化氫溶液的快慢和方法
  實(shí)驗(yàn)①     在試管中加入5mL 5%的過氧化氫溶液
  實(shí)驗(yàn)②     在試管中加入5mL 5%的過氧化氫溶液,并微微加熱
  實(shí)驗(yàn)③     在試管中加入5mL 5%的過氧化氫溶液,并加入少量MnO2
你通過平時(shí)實(shí)驗(yàn)和分析,請(qǐng)回答:
(1)上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)中過氧化氫溶液分解速度最快的是
(填實(shí)驗(yàn)編號(hào)).
(2)在實(shí)驗(yàn)①中,如果加入少量FeCl3溶液,觀察到試管中溶液立即產(chǎn)生氣泡,這表明FeCl3在這一反應(yīng)中起到
催化
催化
作用.
(3)在實(shí)驗(yàn)②中,檢驗(yàn)過氧化氫分解得到氧氣的方法是
用帶火星的木條伸人試管內(nèi),若木條復(fù)燃,表明有氧氣放出
用帶火星的木條伸人試管內(nèi),若木條復(fù)燃,表明有氧氣放出

Ⅱ.探究實(shí)驗(yàn)室分解過氧化氫溶液制取氧氣
請(qǐng)你對(duì)下面實(shí)驗(yàn)室用分解過氧化氫溶液制取氧氣的三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行分析,并回答:
(1)上述甲、乙和丙三種裝置,從實(shí)驗(yàn)藥品的利用率和對(duì)氣體的控制等角度來(lái)考慮,你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)裝置
相對(duì)較好.
(2)收集一瓶氧氣可采取的方法有
AB
AB
(填序號(hào)).
A排水集氣法    B.向上排空氣法 C.向下排空氣法
(3)在實(shí)驗(yàn)丙中,用注射器取過氧化氫溶液30mL(密度約為l g/mL),向錐形瓶中加入少量MnO2,按圖裝配好儀器并稱量,總質(zhì)量為l47.6g,當(dāng)將30mL過氧化氫溶液緩慢注入錐形瓶中直到無(wú)氣體放出為止(假定過氧化氫已完全分解,水蒸氣逸出忽略不計(jì)),稱得該裝置的總質(zhì)量為146.0g.對(duì)上述數(shù)據(jù)處理并計(jì)算,該過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為
11.3%
11.3%
(結(jié)果精確到0.1%).
分析:Ⅰ、(1)根據(jù)反應(yīng)條件和二氧化錳在過氧化氫分解中的作用分析解答;
(2)實(shí)驗(yàn)①中,常溫分解生成氧氣的量很少,如果加入少量FeCl3溶液,觀察到試管中溶液立即產(chǎn)生氣泡,這表明FeCl3能加快過氧化氫的反應(yīng)速率,在反應(yīng)中起到催化作用;
(3)檢驗(yàn)過氧化氫分解是否得到氧氣,可用帶火星的木條伸入試管內(nèi)觀察是否復(fù)燃進(jìn)行判斷;
Ⅱ、(1)甲裝置中雙氧水與二氧化錳一旦接觸則須反應(yīng)完,無(wú)法讓反應(yīng)終止,浪費(fèi)藥品;乙裝置通過分液漏斗可控制液體的滴加速度,節(jié)約藥品;丙裝置通過注射器添加雙氧水來(lái)控制反應(yīng)速率,并節(jié)省藥品,提高了藥品的利用率,同時(shí) 將注射器廢物利用,剩余的雙氧水易于處理;
(2)據(jù)氧氣的密度和溶解性選擇收集方法;
(3)據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,裝置減少的質(zhì)量即是反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量,據(jù)氧氣的質(zhì)量結(jié)合方程式可計(jì)算出過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量,并進(jìn)而計(jì)算出溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答:解:Ⅰ、(1)實(shí)驗(yàn)①中,常溫分解生成氧氣的量很少;實(shí)驗(yàn)②,對(duì)試管稍微加熱,溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,過氧化氫分解速率稍微加快;實(shí)驗(yàn)③中加入少量MnO2,二氧化錳是過氧化氫分解的催化劑,可加快分解速率,加入后過氧化氫會(huì)迅速分解,所以反應(yīng)速度最快的是③;
(2)實(shí)驗(yàn)①中,常溫分解生成氧氣的量很少,如果加入少量FeCl3溶液,觀察到試管中溶液立即產(chǎn)生氣泡,這表明FeCl3能加快過氧化氫的反應(yīng)速率,在反應(yīng)中起到催化劑的作用;
(3)檢驗(yàn)過氧化氫分解是否氧氣,可用帶火星的木條伸入試管內(nèi)觀察是否復(fù)燃進(jìn)行判斷;
Ⅱ、(1)甲裝置中雙氧水與二氧化錳一旦接觸則須反應(yīng)完,無(wú)法讓反應(yīng)終止,浪費(fèi)藥品;乙裝置通過分液漏斗可控制液體的滴加速度,節(jié)約藥品;丙裝置通過注射器添加雙氧水來(lái)控制反應(yīng)速率,剩余雙氧水易于處理,節(jié)省了藥品,提高了藥品的利用率,同時(shí)將注射器廢物利用;
(2)氧氣的密度比空氣大且不易溶于水,故可用向上排空氣法或排水法收集;
(3)據(jù)質(zhì)量守恒定律可知,反應(yīng)生成氧氣的質(zhì)量是:l47.6g-146.0g=1.6g
設(shè)過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量為x
2H2O2
 MnO2 
.
 
2H2O+O2
68               32
x                1.6g
68
x
=
32
1.6g

  x=3.4g
則過氧化氫溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是:
3.4g
30mL×l g/mL
×100%≈11.3%;
故答案為:
I.(1)③;  (2)催化;(3)用帶火星的木條伸人試管內(nèi),若木條復(fù)燃,表明有氧氣放出;
Ⅱ.(1)丙;  (2)AB;(3)11.3%.
點(diǎn)評(píng):了解過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)原理,氧氣的性質(zhì)等知識(shí),并能結(jié)合題意靈活分析解答問題,本題重在考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力.
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HCl
HCl
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CO2
CO2
(填化學(xué)式).
(2)寫出一個(gè)上述物質(zhì)間能發(fā)生化合反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CaO+H2O═Ca(OH)2或H2O+CO2═H2CO3
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    實(shí)驗(yàn)步驟   實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象     結(jié)論
①取少量樣品于試管中加適量水,用手觸摸試管外壁 有熱感 樣品中一定有
(填化學(xué)式)
②取少量樣品的水溶液于試管中,滴入幾滴酚酞試液 溶液呈紅色 樣品中含有Ca(OH)2
(1)小英同學(xué)認(rèn)為,該樣品中還可能含有CaCO3,為證明其是否存在,可取樣品加入稀鹽酸來(lái)鑒別.若存在CaCO3,其發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2

(2)你分析實(shí)驗(yàn),認(rèn)為實(shí)驗(yàn)②得出樣品中含有Ca(OH)2的結(jié)論
不一定
不一定
(填“一定“或“不一定“)正確.

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(1)寫出上述樣品中物質(zhì)與稀H2SO4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式①
2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
2NaOH+H2SO4═Na2SO4+2H2O
、②
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2
Na2CO3+H2SO4═Na2SO4+H2O+CO2

(2)若上述所取樣品的質(zhì)量為20g,計(jì)算樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫出詳細(xì)的計(jì)算過程)
(3)若取質(zhì)量相等的固體燒堿兩份,甲份密封處理,乙份露置空氣一段時(shí)間使其部分變質(zhì),然后將它們分別溶于水,并與相同濃度的稀硫酸充分反應(yīng),則消耗稀硫酸溶液的體積比較:V(甲)
=
=
V(乙)(填“=““>“或“<”).

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