Question

22、研究性學習小組選擇“H₂O₂生成O₂的快慢與什么因素有關”的課題進行探險究，以下是他們探究的主要過程：
一、假設：H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關
二、實驗方案：常溫下，在兩瓶相同體積的H₂O₂溶液中分別加入相同質量的MnO₂和紅磚粉，測量各收集一瓶（相同體積）O₂所需要的時間．
三、實驗記錄：

四、結論：該探究過程得出的結論是

H₂O₂生成氧氣的速率與催化劑的種類有關，不同的催化劑催化效果不同．

．
五、反思：H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或紅磚粉后反應明顯加快，若要證明MnO₂和紅磚粉是該反應的催化劑，還需要增加實驗證明它們在化學反應前后的

質量、化學性質

是否改變．
六、猜想：H₂O₂生成O₂的快慢還與哪些因素有關？（要求提出假設和實驗方案，任意一種即可）

假設：H₂O₂的分解速度與反應物的質量分數有關、催化劑的質量有關、催化劑的狀態有關或者和反應的溫度有關．（設計實驗是驗證探究H₂O₂的分解速率與催化劑的質量有關來設計）
實驗方案：在常溫下，在兩瓶相同體積的相同質量分數的H₂O₂溶液中加入同樣都是粉末的但是質量不同的MnO₂測定收集一瓶（相同體積）氧氣所需要的時間．
實驗記錄：

該探究過程得出的結論是：

Answer 1

分析：本實驗是對催化劑的探究實驗，題目中通過控制變化來豐富了催化劑的定義，就是不同的催化劑有不同的催化效果，最終延伸推導還有什么因素能夠影響到反應的速率，在這里后期的實驗設計可以圍繞催化劑的問題展開，也可以圍繞反應的控制來進行．

解答：解：題目提出的假設是過氧化氫的分解速率與催化劑的種類有關，相當于先承認了紅磚粉和MnO₂是該反應的催化劑．所以在后期的驗證實驗中只需要對比這兩種物質的催化效果就可以．而催化效果是通過生成相同量的氧氣所用時間來驗證的，所以在實驗設計中就要嚴格控制其他的量保持相同（相同質量分數的相同體積的過氧化氫溶液、反應溫度相同、制取的氧氣的量要相同），因為是驗證與種類的關系，所以所取的兩種催化劑也是質量相同，最好都是相同的粉末狀態．這也是后面我們設計實驗時注意的問題．
    （1）該探究實驗得到的結論：分析這樣的問題，一定要從實驗的數據中需求問題的解決．實驗中除了催化劑的種類不同就是所用時間不同，這就建立起了催化劑種類與反應速率之間的關系，當然就可以下結論：催化劑不同，催化的效果不同．（至于是否都在加快反應，這個問題沒有不含催化劑的實驗組的對比，就不要盲目下結論）．
    （2）對于紅磚粉和二氧化錳是否是催化劑，在改變反應速率的情況下，就要緊扣催化劑的定義：一個改變（速率）兩個不變（質量和化學性質）來分析．這需要通過進一步實驗來論證．
    （3）題目讓我們分析影響過氧化氫的因素，從催化劑可以分析（催化劑的種類、催化劑的質量、催化劑的狀態等），也可以從過氧化氫本身（過氧化氫的質量分數），還有就是反應的溫度條件等．這些都可以設計實驗來驗證分析探究．設計時注意我們分析的變量控制，除了要探究的因素外，其余要保持完全一致．這里提供的參考方案是研究催化劑的量對反應的影響的，不是全面的，大家可以再思考，可以考慮增加對比、可以考慮是否催化劑越多越好這樣的問題驗證．
故答案：
四、H₂O₂生成氧氣的速率與催化劑的種類有關，不同的催化劑催化效果不同．．
五、質量、化學性質．
六、假設：H₂O₂的分解速度與反應物的質量分數有關、催化劑的質量有關、催化劑的狀態有關或者和反應的溫度有關．（設計實驗是驗證探究H₂O₂的分解速率與催化劑的質量有關來設計）
實驗方案：在常溫下，在兩瓶相同體積的相同質量分數的H₂O₂溶液中加入同樣都是粉末的但是質量不同的MnO₂測定收集一瓶（相同體積）氧氣所需要的時間．
實驗記錄：

該探究過程得出的結論是：

點評：實驗設計中要注意對所有變量在過程中的有效控制，這樣會實驗結果更有說服力．注意語言和操作的嚴謹．