Question

人类的生存离不开氧气．某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下做了有关氧气的系列探究实验：

探究一：以下是该小组探究影响H₂O₂溶液反应速率部分因素的相关实验数据．

实验序号	H2O2溶液 浓度%	H2O2溶液 体积/mL	温度/℃	MnO2的 用量/g	收集氧气的 体积/mL	反应所需 的时间/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

⑴ 写出实验室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧气的文字或符号表达式：                              。

⑵ 通过实验①和②对比可知，化学反应速率与                有关；

从实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是：                   。

⑶ 通过上述实验         （填“能”或“不能”）说明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反应速率．

探究二：某化学兴趣小组的同学对空气中氧气含量的测定实验进行探究．

已知：在空气中，温度超过40℃，白磷（化学符号为P）就可以自燃，即和氧气反应生成五氧化二磷。

如图是“空气中氧气体积分数测定”实验的改进装置．主要操作是：在实际容积为150mL的集气瓶里，先装进50mL的水，再按图连好仪器，按下热的玻璃棒，白磷立即被点燃．

⑴请写出白磷与氧气反应的文字或符号表达式                       

⑵ 白磷从燃烧到熄灭冷却的过程中，瓶内水面的变化是                    ；若实验非常成功，最终集气瓶中水的体积约为       mL．

⑶ 集气瓶里预先装进的50mL水，在实验过程中起到哪些作用？          （填写序号）

a．加快集气瓶冷却  

b．液封导气管末端以防气体逸出  

c．缓冲集气瓶内气压的骤然升高．

Answer

【解析】探究一：（1）过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，故答案为：H2O2 H2O+O2

（2）由表格数据可知：反应物浓度越大，反应越快；温度越高反应速率越大；故答案为：反应物浓度    温度越高反应速率越大  

（3）通过上述实验，二氧化锰能加快H2O2溶液反应速率，故答案为：能

探究二：（1）磷和氧气在点燃的条件下生成五氧化二磷，故答案为：磷+氧气 五氧化二磷；

（2）白磷燃烧时会放出大量的热，集气瓶内空气受热体积膨胀，气压增大，使集气瓶内的水沿玻璃管流入烧杯内；燃烧停止后，温度下降，瓶内气压减小，烧杯中的水就会沿着玻璃管再流入集气瓶内；白磷燃烧消耗空气中的氧气，集气瓶内空气体积为150mL-50mL=100mL，由于氧气约占空气总体积的 1/5，所以消耗掉氧气的体积为20mL，则烧杯中的水会进入集气瓶内约20mL，所以集气瓶内水的总体积为50mL+20mL=70mL

（3）集气瓶内预先装入适量的水，使白磷燃烧时集气瓶内气压不会过度增大，不至于使集气瓶中气体受热膨胀而逸出；同时还可以加快集气瓶冷却，缓冲集气瓶内气压的骤然升高