Question

【題目】常溫下，H2O2分解生成O2的速率較為緩慢。研究性學習小組選擇“H2O2分解生成O2的快慢與什么因素有關”的課題進行探究，以下是他們探究的主要過程：

（提出假設）催化劑的種類會影響H2O2分解生成O2的快慢。

（供選擇的試劑）5%H2O2溶液、15%H2O2溶液、30%H2O2溶液、二氧化錳粉末、二氧化錳顆粒、氧化銅粉末

（設計方案）常溫下，取兩份5%H2O2溶液各100mL，分別加入_________，測量各生成一瓶相同O2所需的時間。

（實驗探究）如圖是他們進行實驗的裝置圖，此實驗中A處宜采用的氣體收集方法是______。檢查裝置氣密性良好，將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶氣體。

（實驗記錄）

實驗編號	①	②
反應物	5%H2O2溶液100mL	5%H2O2溶液100mL
加入固體	CuO	MnO2
收集一瓶氣體所需時間	165s	46s

（實驗分析）（1）若要證明二氧化錳、氧化銅是該反應的催化劑，還需要驗證它們在化學反應前后的___和___沒有改變。

（2）要定量地比較化學反應速度的快慢，除了上述方法外，還可以_________。

（得出結論）該探究過程得出的結論是____________,故實驗室用H2O2溶液制取氧氣的化學方程式為________。

（反思）還有哪些因素可能影響該反應的速率呢？

（1）在老師的幫助下，小組同學們使用壓強傳感器氣體壓強等設備，探究在其他條件相同時，不同溫度下過氧化氫溶液分解時密閉容器內壓強的變化。經過實驗數據處理等，獲得如圖所示的壓強-時間的曲線變化圖。由此得出的結論是___________。

（2）你還有其他的猜想嗎？

猜想：_____________。

請選擇題目中提供的試劑，設計實驗證明你的猜想（包括實驗方案和結論）_____________。

Answer 1

【答案】相同質量的二氧化錳粉末和氧化銅粉末 排水法 質量 化學性質 測量相同時間收集到的氧氣體積 在其他條件相同時，二氧化錳對該反應的催化效果比氧化銅好或者催化劑的種類會影響H2O2分解生成O2的快慢）（其他合理答案也給分） 在其他條件相同時，溫度越高過氧化氫的分解速率越快 猜想：過氧化氫溶液的濃度也能影響反應速率（或者：催化劑的質量，催化劑的顆粒大小也能影響反應速率，合理即可，但重復不得分） 方案：常溫下，取兩份等質量，顆粒大小相同的二氧化錳粉末分別放入錐形瓶中，再分別量取100mL5%和15%的過氧化氫溶液加入錐形瓶中，測量各生成一瓶相同體積的O2所需的時間。

結論：若所需時間不同，說明假設成立：反之則不成立。

【解析】

設計方案：

該實驗目的是：催化劑的種類會影響H2O2分解生成O2的快慢。設計實驗時，其他條件相同，只有催化劑的種類不同。所以常溫下，取兩份5%H2O2溶液各100mL，分別加入相同質量的二氧化錳粉末和氧化銅粉末，測量各生成一瓶相同O2所需的時間；

實驗探究：

如圖是他們進行實驗的裝置圖，此實驗中A處宜采用的氣體收集方法是排水法。檢查裝置氣密性良好，將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶氣體。

實驗

（1）根據催化劑的概念，若要證明二氧化錳、氧化銅是該反應的催化劑，還需要驗證它們在化學反應前后的質量和化學性質沒有改變。

（2）要定量地比較化學反應速度的快慢，除了上述方法外，還可以測量相同時間收集到的氧氣體積；

得出結論：

根據表格中的數據可知，該探究過程得出的結論是在其他條件相同時，二氧化錳對該反應的催化效果比氧化銅好或者催化劑的種類會影響H2O2分解生成O2的快慢。過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣，故實驗室用H2O2溶液制取氧氣的化學方程式為；

反思：

（1）根據壓強-時間的曲線變化圖。由此得出的結論是在其他條件相同時，溫度越高過氧化氫的分解速率越快；

（2）猜想：過氧化氫溶液的濃度也能影響反應速率（或者：催化劑的質量，催化劑的顆粒大小也能影響反應速率）；

實驗設計：

方案：常溫下，取兩份等質量，顆粒大小相同的二氧化錳粉末分別放入錐形瓶中，再分別量取100mL5%和15%的過氧化氫溶液加入錐形瓶中，測量各生成一瓶相同體積的O2所需的時間。

結論：若所需時間不同，說明假設成立：反之則不成立。