在学习完“二氧化锰催化过氧化氢制氧气”的知识后,有一天某校化学兴趣小组同学无意中发现过氧化氢溶液和“84”消毒液以及氧化铜混合后均产生了大量气泡,有同学对此产生了疑惑——“84”消毒液能否作过氧化氢分解的催化剂呢?催化过氧化氢分解除了二氧化锰外是否有更好的催化剂呢?于是同学们在老师的指导下对这两个问题展开了探究活动。
【资料】①“84”消毒液的有效成分是次氯酸钠。
②“84”消毒液和过氧化氢溶液混合能产生氧气。
③氧化铜是过氧化氢分解的催化剂。
探究一:探究次氯酸钠能否作过氧化氢分解的催化剂。
【设计实验】同学们设计了如右上图所示实验装置进行探究,(图中省略了相应固定装置,实验过程中忽略大气压、温度、摩擦等其他因素对测量结果造成的影响)
【进行实验】
(1)步骤Ⅰ:连接仪器,并________;
步骤Ⅱ:向锥形瓶中加入30mL“84”消毒液,然后用注射器吸取25mL过氧化氢溶液,塞紧橡胶塞;
步骤Ⅲ:将注射器中的过氧化氢溶液平均分5次(每次5mL)推入锥形瓶中;每次推入过氧化氢溶液,待不再产生气泡后,读出量筒中水的总体积如表所示。(忽略其他因素对测量结果的影响)
第1次 | 第2次 | 第3次 | 第4次 | 第5次 | |
量筒中水的总体积/mL | 140 | 280 | 365 | 370 | x |
【讨论与分析】
(2)下列有关该实验的数据分析中,正确的是____________.
A. 第1次实验产生的气体为140mL | B. 前两次实验产生气体的总体积为270mL |
C. 表格中x的值是370 | D. 最后两次实验没有气体产生 |
(3)小组同学根据表中数据分析得出结论:在次氯酸钠和过氧化氢的反应中,次氯酸钠的作用是________(填“作反应物”或“作催化剂”)。
探究二:氧化铜与二氧化锰的催化效果比较
图1所示的装置进行了两次实验,在试管中分别加入等质量的氧化铜和二氧化锰,分别将注射器内盛有的等体积相同、等浓度的过氧化氢溶液注入试管中,利用注射器收集氧气,收集到氧气的体积和时间的关系如图2所示。
(4)实验中造成U形管内红墨水液面左低右高的可能原因是________.
(5)通过图像2除了能得出二氧化锰催化效果比氧化铜好,还能得出的结论是________。
(6)由氧化铜催化的反应,时间段反应速率逐渐变慢的原因是,随着反应的进行,________,导致反应速率减慢。