Question

（14分）某课外兴趣小组对双氧水（H₂O₂水溶液）做了如下实验探究。

（1）将质量相同但聚集状态不同的MnO₂分别加入5mL 5%的双氧水中，并用带火星的木条试之。测定结果如下：

催化剂（MnO2）	操作情况	观察结果	反应完成所需的时间
粉末状	混合不振荡	剧烈反应，使木条复燃	3.5分钟
块状		反应较慢,火星红亮但木条未复燃	30分钟

①写出H₂O₂反应的化学方程式                                        。

②实验结果说明催化剂作用的大小与                       有关。

（2）取三份含有等量H₂O₂，但质量分数不同的双氧水，分别向其中加入1克MnO₂粉末。测定结果如下：

双氧水体积	操作情况	反应完成所需的时间	收集到气体体积	反应后液体温度
a1%的150mL		11分钟	539mL	24℃
a2%的15mL	混合不振荡	1分20秒	553mL	56℃
a3%的7.5mL		9秒	562mL	67℃

请简要说明：

①反应完成所需的时间不同的原因                                     。

②反应后液体温度不同的原因                                         。

③收集到气体体积不同的原因                                         。

（3）向含有酚酞的NaOH稀溶液中，逐滴滴入10%的双氧水，红色褪去。

①已知双氧水显弱酸性，试写出H₂O₂的电离方程式：                      。

②小组讨论红色褪去的原因时，甲同学认为是双氧水显酸性所致；乙同学认为是双氧水有较强氧化性所致。请你设计一个简单实验来说明是甲对还是乙对。（简要文字说明)

Answer

（每空2分，共14分）

（1）①

②催化剂的表面积（聚集状态）

（2）①溶液质量分数不同，液体温度不同

②反应放热相同，但液体的量不同

③液体的量不同，液体温度不同（影响气体在溶液中的溶解量）

（3）①H2O2HO2－＋H＋（H2O2HOO－＋H＋）

②在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若红色恢复说明甲对，若红色不恢得则说明乙对

【解析】（1）①双氧水在催化剂的作用下，分解生成氧气，反应的方程式是2H2O22H2O＋O2↑。

②根据反应完成所需的时间课判断，催化剂作用的大小与催化剂的表面积（聚集状态）有关系。

（2）①由于溶液的质量分数不同，同时溶液的温度不同，从而导致反应速率不同，所以反应完成所需的时间不同。

②由于双氧水的质量相同，所以反应放出热量相同，但液体的量不同，所以溶液的温度是不同的。

③由于液体的量不同，且液体温度不同，从而影响气体在溶液中的溶解量，所以收集到的氧气是不同的。

（3）①双氧水可以看作是二元弱酸，电离是分步的，即H2O2HO2－＋H＋（H2O2HOO－＋H＋）。

②如果是双氧水有较强氧化性所致，则再加入氢氧化钠溶液，是不能显红色的，加粗可以鉴别，即在褪色溶液中再逐滴加入NaOH溶液，若红色恢复说明甲对，若红色不恢得则说明乙对。