为解决二氧化锰催化过氧化氢制氧气后二氧化锰难回收再利用的问题,研究小组制备了水泥负载二氧化锰催化剂,探究水泥负载二氧化锰对过氧化氢分解速率的影响。
【查阅资料】
a.水泥负载二氧化锰催化剂是将二氧化锰与水泥按照一定比例混合,加水搅拌制成的一种块状催化剂。
b.可通过测定反应过程中密闭容器的压强变化值来衡量过氧化氢分解速率,压强变化值越大,说明过氧化氢分解速率越快。
【进行实验】每次实验时均向反应容器中加入5过氧化氢溶液并采集相同时间内的压强变化值,记录如下:
实验序号 | 过氧化氢溶液浓度/% | 水泥与二氧化锰的质量比 | 水泥负载二氧化锰的质量/g | 压强变化值/ |
① | 5 | 1:1 | 0.5 | 7.92 |
② | 5 | 1:2 | 0.5 | 11.98 |
③ | 5 | 1:3 | 0.5 | 15.82 |
④ | 8 | 1:2 | 0.5 | 23.26 |
⑤ | 11 | 1:2 | 0.5 | 31.47 |
⑥ | 5 | 1:2 | 0.3 | 13.22 |
⑦ | 5 | a | 0.1 | 10.78 |
⑧ | 5 | 1:2 | 0 | 0.02 |
【解释与结论】
(1)对比实验⑦和⑧,得出的结论是催化剂能加快过氧化氢的分解速率,则。
(2)水泥负载二氧化锰催化过氧化氢分解的符号表达式为。
(3)对比实验①②③,得出的结论是。
(4)根据表中数据,不能得出“过氧化氢溶液浓度、水泥与二氧化锰的质量比相同时,水泥负载二氧化锰的质量越大,过氧化氢分解速率越快”的实验结论,其证据可依据实验(填实验序号)。
【实验拓展】研究小组同学用图甲所示装置探究不同催化剂对过氧化氢分解的催化效果。取大小相同的新鲜土豆块和新鲜猪肝块作催化剂,分别加入10相同浓度的过氧化氢稀溶液后,用传感器测量装置中气压的变化,如图乙中曲线a、b所示。
(5)从曲线a、b的变化可以看出,过氧化氢分解的反应是(填“放热”或“吸热”)反应,加土豆块催化的过氧化氢完全反应所用的时间大约是s(填“30”“65”或“120”)。
(6)结合实验和曲线a、b分析,两种催化剂中催化效果更好的是。
(7)曲线a、b最终达到相同的压强,说明。