Question

小明同学所在的学习小组对实验室用过氧化氢溶液制O₂的知识做了全方位的探究，下面是他们的学习实录：
（1）发生装置的探究：根据反应物的状态和反应条件，小明从下列装置中选择了C作为发生装置，你认为他选择的最隹收集装置是______或______．

实验过程中小明发现，锥形瓶中产生了大量气泡，致使反应难以控制．该小组同学认为产生大量气泡是因为______．小聪建议将发生装置改成了B，其理由是______．
（2）催化剂选择的探究：通过课堂上的学习，小平了解到：MnO₂、土豆块都可以做为H₂O₂分解的催化剂，于是萌生了寻找适合催化剂的想法．通过查阅资料，小平还了解到CuCl₂、CuSO₄等盐溶液也能对过氧化氢的分解起催化作用．对此她做了以下的探究．
①请你帮助她完成实验报告：

实验过程	实验现象	实验结论
在一支试管中加入4mL6%H2O2溶液，然后滴入适量CuCl2溶液，把带火星的木条伸入试管．		CuCl2溶液可以催化分解H2O2
在另一支试管中加入4mL6%H2O2溶液，然后滴入适量CuSO4溶液，把带火星的木条伸入试管．	带火星的 木条复燃

②已知CuCl₂和CuSO₄在水中可解离出Cu²⁺和Cl^-、SO₄^2-，小组里的同学猜想真正催化分解H₂O₂的是CuCl₂或CuSO₄溶液中的H₂O、Cu²⁺、Cl^-、SO₄^2-某种粒子．你认为最不可能的粒子是______，理由是______．他们通过实验证明了是溶液中的Cu²⁺对H₂O₂
分解起了催化作用．
（3）溶质质量分数计算的探究：他们取了3g MnO₂加入到锥形瓶中，向分液漏斗中加入50g过氧化氢溶液，待过氧化氢溶液全部滴加完，并经充分反应后，锥形瓶中剩余物质51.4g，请计算产生氧气的质量是多少？所用过氧化氢溶液溶质的质量分数为多少？

Answer

（1）根据过氧化氢制取氧气的反应原理是2H2O22H2O+O2↑，其中氧气的密度比空气略大，不易溶于水，判断其收集装置；泡沫产生的原因可从双氧水浓度、氧气密度、试管容积等方面考虑．从分液漏斗的优点可知道，它可以控制滴入液体的速度即可控制反应的速率．
（2）真正起到催化作用的是盐溶液中的金属离子，不是酸根离子，也不是水，根据实验现象或结论完成表格．
（3）应用质量守恒定律和根据化学方程式进行计算
【解析】
过氧化氢制取氧气的反应原理是2H2O22H2O+O2↑，其中氧气的密度比空气略大，不易溶于水．
（1）所以收集装置应该用向上排空气法或排水法，他该选择的收集装置是E或G．
泡沫产生可能的原因有：双氧水浓度太大或氧气密度比空气大或试管容积太小或MnO2较多（答出其中两点即可，其他合理答案均可）．
反应装置换成B，用分液漏斗可以控制双氧水滴加的量，即可控制反应的速率．
故答案为：E；G；反应的速率过快；通过控制分液漏斗的活塞，可以控制过氧化氢溶液的滴加速率，控制反应速率
（2）①根据所给的实验结论可推出反应发生有氧气生成，所以实验现象为：带火星的木条复燃．
故答案为：①带火星的木条复燃；CuSO4溶液可以催化分解H2O2
②合①②中得出的结论可知，起到催化作用的是盐溶液中的金属离子，不是酸根离子．
故答案为：H2O，过氧化氢溶液中就有水
（3）【解析】
共收集到氧气质量为：3g+50g-51.4g=1.6g
设过氧化氢溶液溶质的质量为x
2H2O22H2O+O2↑
68                 32
x                  1.6g
，x=3.4g
所用过氧化氢溶液的溶质质量分数=×100%=6.8%
答：产生氧气质量为1.6g，所用过氧化氢溶液溶质的质量分数为6.8%．