Question

9．探究一：某校研究性學習小組用右下圖裝置進行鎂條在空氣中燃燒的實驗，燃燒、冷卻后打開止水夾，進入集氣瓶中水的體積約占集氣瓶體積的70%．
（1）燃燒、冷卻后打開止水夾，水能進入集氣瓶的原因是瓶內(nèi)氣體減少，導致壓強減小，水沿導管進入瓶內(nèi)．
（2）如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，則進入集氣瓶中水的體積最多不超過其容積的21%．現(xiàn)進入集氣瓶中水的體積約為其容積的70%，根據(jù)空氣的組成可推出減少的氣體中還一定有氮氣．
【發(fā)現(xiàn)問題】該氣體是怎樣減少的呢？
【假設(shè)】該氣體與鎂條反應(yīng)而減少．
【查閱資料】鎂條是一種化學性質(zhì)比較活潑的金屬，在氮氣中能燃燒，產(chǎn)物為氮化鎂（Mg₃N₂），鎂條還可以在二氧化碳氣體中燃燒生成碳和氧化鎂．
【交流與反思】集氣瓶中放少量細沙的目的是防止集氣瓶炸裂，產(chǎn)物氮化鎂的狀態(tài)應(yīng)為固態(tài)．
探究二：以下是該小組探究影響H₂O₂溶液反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)．

實驗序號	H2O2溶液濃度%	H2O2溶液體積/mL	溫度/℃	MnO2的用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需 的時間/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

（1）寫出實驗室用H₂O₂溶液和MnO₂混合制氧氣的符號表達式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）通過實驗①和②對比可知，化學反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度（或濃度）有關(guān)；
從實驗③和④對比可知，化學反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：溫度越高，化學反應(yīng)速率越快．
（3）通過上述實驗?zāi)埽ㄌ睢澳堋被颉安荒堋保┱f明使用MnO₂可以加快H₂O₂溶液反應(yīng)速率．

Answer 1

分析 探究一：
鎂燃燒消耗瓶內(nèi)氣體生成固體物質(zhì)，瓶內(nèi)氣體減少，壓強減�。畵�(jù)此分析回答．氧氣約占空氣體積分數(shù)的21%，而氮氣占78%，如果鎂燃燒只消耗氧氣時，氣體減少原體積的21%；而氣體減少達70%時，大部分氣體被消耗，說明減少的氣體已不完全為氧氣了，還應(yīng)消耗了占空氣78%的部分氮氣；從安全方面分析判斷；
探究二：
雙氧水分解得到水和氧氣；
比較表格中的①②數(shù)據(jù)在其他條件都相同時，可以看出過氧化氫的濃度對反應(yīng)速率的影響；比較表格中的③④數(shù)據(jù)在其他條件都相同時，可以看出溫度對反應(yīng)速率的影響；還探究了影響H₂O₂溶液反應(yīng)速率的因素，可以結(jié)合題目給出的信息得出正確的結(jié)論．

解答 解：探究一：
（1）鎂條燃燒時會與空氣中的氧氣反應(yīng)生成固體氧化鎂，致使瓶內(nèi)氣體減少壓強減小，水在大氣壓作用下進入瓶中；故填：瓶內(nèi)氣體減少，導致壓強減小，水沿導管進入瓶內(nèi)；
（2）由于氧氣約占空氣體積的21%，如果鎂條只和空氣中的氧氣反應(yīng)，瓶內(nèi)氣體只能減少原體積的21%，所以進入水的體積最多不超過其容積的21%；實驗中進入瓶中水的體積達70%，說明反應(yīng)消耗空氣的體積為70%，因此已不是僅消耗氧氣了，還應(yīng)消耗部分氮氣；故填：21；氮氣；
【交流與反思】集氣瓶中放少量細沙的目的是防止鎂燃燒產(chǎn)生灼熱的熔融物濺落是集氣瓶炸裂，氮化鎂是一種白色固體．故答案為：防止集氣瓶炸裂；固態(tài)；
探究二：
（1）雙氧水分解得到水和氧氣，故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）從表中分析可知：①②是過氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時各種量均相同，可知這一過程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系，反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)速率越快；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對溫度影響化學反應(yīng)速度的探究；從結(jié)果看溫度高時反應(yīng)所用的時間較短，既反應(yīng)的速度較快，溫度低時反應(yīng)的速度慢；故答案為：反應(yīng)物濃度（或濃度）；溫度越高，化學反應(yīng)速率越快；
（3）通過上述實驗，二氧化錳能加快H₂O₂溶液反應(yīng)速率，故答案為：能．

點評 本考點考查了空氣中氧氣的含量的探究和影響H₂O₂溶液反應(yīng)速率的因素的探究，并且注重了實驗方案的評價，對實驗方案進行評價是近幾年中考的一個重點．評價包括對實驗方案的評價、實驗過程的評價、實驗結(jié)論的評價等，要認真把握．本考點綜合性比較強，主要出現(xiàn)在實驗題中．