Question

13．研究性學(xué)習(xí)小組選擇“H₂O₂ 生成O₂的快慢與什么因素有關(guān)”的課題進(jìn)行探究，以下是他們探究的主要過程：
【假     設(shè)】H₂O₂生成O₂ 的快慢與催化劑種類有關(guān)
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂和水泥塊，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖，檢查該氣體發(fā)生裝置的氣密性的方法有多種，其中一種方法是加熱法：先將錐形瓶?jī)?nèi)裝少量水至浸沒A儀器的下端管口，導(dǎo)管一端浸入水中，然后雙手捂住錐形瓶，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡產(chǎn)生．
此實(shí)驗(yàn)中B處宜采用的氣體收集方法是排水法．
【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②
反應(yīng)物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1gMnO2
時(shí)間	165秒	46秒

【結(jié)   論】該探究過程得出的結(jié)論是在相同的條件下等質(zhì)量的二氧化錳的催化效果更好．
【反   思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應(yīng)明顯加快，若要證明MnO₂  和水泥塊是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變．
H₂O₂ 生成O₂的快慢與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)你幫助他們繼續(xù)探究．（只要求提出一種影響H₂O₂生成O₂的快慢的因素以及相關(guān)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案）
【假    設(shè)】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與過氧化氫的濃度有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、不同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．

Answer 1

分析 熟悉常見的裝置的氣密性檢測(cè)的方法，一般是加熱法，另外可以密封加水法．
推測(cè)采用的收集氣體的辦法要根據(jù)題目給出的“測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間”，所以應(yīng)該選擇很容易判斷收集滿的時(shí)間，因此應(yīng)該是排水法收集．
分析表格中數(shù)據(jù)進(jìn)而形成結(jié)論；
催化劑是改變化學(xué)反應(yīng)速率，而自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變的，所以要確定是催化劑需要確定質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變；

解答 解：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】檢查該氣體發(fā)生裝置的氣密性的方法有多種，無論哪一種方式，都要先將整個(gè)裝置進(jìn)行密封，然后選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)一步檢驗(yàn)，其中一種方法是加熱法：先將錐形瓶?jī)?nèi)裝少量水至浸沒A儀器的下端管口，導(dǎo)管一端浸入 水中，然后 雙手捂住錐形瓶，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡產(chǎn)生．
由于實(shí)驗(yàn)要在“測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間”，所以此實(shí)驗(yàn)中B處宜采用的氣體收集方法是排水法．
【實(shí)驗(yàn)記錄】

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②
反應(yīng)物	5%H2O2	5%H2O2
催化劑	1g水泥塊	1gMnO2
時(shí)間	165秒	46秒

由表中數(shù)據(jù)可以看出，同樣的條件下，給出的催化劑中二氧化錳的催化效果更好．
【反 思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂或水泥塊后反應(yīng)明顯加快，由于催化劑，在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不發(fā)生改變，所以若要證明MnO₂ 和水泥塊是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變．
H₂O₂ 生成O₂的快慢與哪些因素有關(guān)？也可能是溫度也可以是濃度．
第一種情況：過氧化氫的濃度：
【假 設(shè)】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 過氧化氫的濃度有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、不同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．
第二種情況：溫度：
【假 設(shè)】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 溫度有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂，然后將錐形瓶分別放于10℃和40℃的水中，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．
故填：水；雙手捂住錐形瓶，觀察導(dǎo)管口是否有氣泡產(chǎn)生；排水法．
【結(jié) 論】在相同的條件下等質(zhì)量的二氧化錳的催化效果更好．
【反 思】質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變．
 第一種情況：
【假 設(shè)】過氧化氫的濃度．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、不同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．
第二種情況：【假 設(shè)】H₂O₂生成O₂ 的快慢還與 溫度有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、同濃度的H₂O₂溶液中，分別加入相同質(zhì)量的MnO₂，然后將錐形瓶分別放于10℃和40℃的水中，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）O₂ 所需的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng) 設(shè)計(jì)方案時(shí)一定要注意方案設(shè)計(jì)中對(duì)不同因素的控制，除了要探究要素外其余基本保持一致，另外變量要有明顯的差距，本題溫度要素時(shí)，選擇10℃和40℃的水，既有溫差，還不能太大，否則不安全，其次可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．