Question

課外小組研究“影響H₂O₂ 生成O₂反應速率的因素”的課題．通過查閱資料，他們提出如下猜想．
【提出猜想】催化劑和反應物濃度都會影響H₂O₂ 生成O₂的反應速率
【實驗過程】實驗裝置如圖：
實驗操作：檢查裝置的氣密性良好．將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體．
實驗記錄：

實驗編號	①	②	③
反應物	5%H2O250mL	5%H2O2 50mL	3%H2O250mL
加入固體	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等體積O2所需時間	105s	45s	78s

（1）實驗②中加入H₂O₂溶液的體積為

50

mL；
（2）充分反應后，將實驗②中剩余物質里的MnO₂提取的方法是

過濾

；
【結論】該探究過程得出的結論是

催化劑的種類和過氧化氫溶液的質量分數能影響反應速率

；
【反思】H₂O₂在常溫加入MnO₂后反應速率加快．小敏提出，為了更好的證明二氧化錳是否對H₂O₂ 生成O₂的反應速率有影響，還應該增加一組對比實驗．該實驗選用的藥品和用量為

50mL5%過氧化氫溶液（不加催化劑）

；
【實驗拓展】小敏用收集的氣體進行氧氣的性質實驗．
（1）鐵絲在氧氣中燃燒，其反應的化學方程式為

3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄

；
（2）小敏發現用收集的氣體進行鐵絲燃燒實驗時，沒有產生明顯的火星四射現象．造成這種結果的可能原因是

沒等氣泡連續、均勻的產生時就開始收集，導致所收集到的氧氣不純

．

Answer 1

分析：【實驗過程】（1）從實驗記錄①、②中看出若利用相同質量分數的過氧化氫溶液，加入不同物質作催化劑時的情況，證明影響化學反應速率的催化劑因素，要設計合理的對比試驗，必須固定一個量而另一個量不同來得結論；
（2）剩余物質里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是過濾；
【結論】分析表中的數據即可得出結論；
【反思】利用對比實驗進行分析，用相同質量、相同質量分數的過氧化氫溶液不加二氧化錳和實驗②進行對比即可；
【實驗拓展】①根據鐵與氧氣在點燃的條件下生成四氧化三鐵來書寫化學反應方程式；
②根據氣體收集需要注意事項分析；

解答：解：【實驗過程】（1）從實驗記錄①、②中看出是想利用在相同質量分數過氧化氫溶液的質量不變的情況下，通過改變催化劑的種類，證明影響化學反應速率的催化劑因素，因此實驗②中加入H₂O₂溶液的體積為50mL；
故答案為：50；
（2）剩余物質里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是過濾；
故答案為：過濾；
【結論】通過對比實驗得出結論，實驗記錄①②可以得出催化劑的種類能影響反應的速率，實驗記錄②③可以得出過氧化氫溶液的濃度能影響反應的速率，所以該探究過程得出的結論是催化劑的種類和過氧化氫溶液的質量分數能影響反應速率；
故答案為：催化劑的種類和過氧化氫溶液的質量分數能影響反應速率；
【反思】利用對比實驗進行分析，用相同質量、相同質量分數的過氧化氫溶液不加二氧化錳和實驗②進行對比即可；
故答案為：50mL5%過氧化氫溶液（不加催化劑）；
[實驗拓展]①鐵絲在氧氣中燃燒，其反應的化學方程式為3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
故答案為：3Fe+2O₂

點燃  .

Fe₃O₄；
②用收集的氣體進行鐵絲燃燒實驗時，沒有產生明顯的火星四射現象，造成這種結果的可能原因是沒等氣泡連續、均勻的產生時就開始收集，導致所收集到的氧氣不純；
故答案為：沒等氣泡連續、均勻的產生時就開始收集，導致所收集到的氧氣不純．

點評：本題考查知識點比較多：包括過氧化氫制取氧氣的原理、氧氣的檢驗、以及探究影響化學反應速率的因素、根據實驗需要設計合理的對比試驗等內容，并且考查學生分析問題和解決問題的能力．