Question

【題目】常溫下，H2O2分解生成O2的速率較為緩慢。研究性學(xué)習(xí)小組選擇“H2O2分解生成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：

（提出假設(shè)）催化劑的種類會(huì)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(shè)計(jì)方案）常溫下，取兩份5%H2O2溶液各100mL，分別加入_________，測(cè)量各生成一瓶相同O2所需的時(shí)間。

（實(shí)驗(yàn)探究）如圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖，此實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)記錄）

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②
反應(yīng)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(shí)間	165s	46s

（實(shí)驗(yàn)分析）（1）若要證明二氧化錳、氧化銅是該反應(yīng)的催化劑，還需要驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的___和___沒有改變。

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

（得出結(jié)論）該探究過程得出的結(jié)論是____________,故實(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液制取氧氣的化學(xué)方程式為________。

（反思）還有哪些因素可能影響該反應(yīng)的速率呢？

（1）在老師的幫助下，小組同學(xué)們使用壓強(qiáng)傳感器氣體壓強(qiáng)等設(shè)備，探究在其他條件相同時(shí)，不同溫度下過氧化氫溶液分解時(shí)密閉容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等，獲得如圖所示的壓強(qiáng)-時(shí)間的曲線變化圖。由此得出的結(jié)論是___________。

（2）你還有其他的猜想嗎？

猜想：_____________。

請(qǐng)選擇題目中提供的試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的猜想（包括實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)論）_____________。

Answer 1

【答案】相同質(zhì)量的二氧化錳粉末和氧化銅粉末 排水法 質(zhì)量 化學(xué)性質(zhì) 測(cè)量相同時(shí)間收集到的氧氣體積 在其他條件相同時(shí)，二氧化錳對(duì)該反應(yīng)的催化效果比氧化銅好或者催化劑的種類會(huì)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(shí)，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(yīng)速率（或者：催化劑的質(zhì)量，催化劑的顆粒大小也能影響反應(yīng)速率，合理即可，但重復(fù)不得分） 方案：常溫下，取兩份等質(zhì)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(cè)量各生成一瓶相同體積的O2所需的時(shí)間。

結(jié)論：若所需時(shí)間不同，說明假設(shè)成立：反之則不成立。

【解析】

設(shè)計(jì)方案：

該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵捍呋瘎┑姆N類會(huì)影響H2O2分解生成O2的快慢。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，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(zhì)量的二氧化錳粉末和氧化銅粉末，測(cè)量各生成一瓶相同O2所需的時(shí)間；

實(shí)驗(yàn)探究：

如圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖，此實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)

（1）根據(jù)催化劑的概念，若要證明二氧化錳、氧化銅是該反應(yīng)的催化劑，還需要驗(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)沒有改變。

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

得出結(jié)論：

根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，該探究過程得出的結(jié)論是在其他條件相同時(shí)，二氧化錳對(duì)該反應(yīng)的催化效果比氧化銅好或者催化劑的種類會(huì)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(shí)驗(yàn)室用H2O2溶液制取氧氣的化學(xué)方程式為；

反思：

（1）根據(jù)壓強(qiáng)-時(shí)間的曲線變化圖。由此得出的結(jié)論是在其他條件相同時(shí)，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(yīng)速率（或者：催化劑的質(zhì)量，催化劑的顆粒大小也能影響反應(yīng)速率）；

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

方案：常溫下，取兩份等質(zhì)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(cè)量各生成一瓶相同體積的O2所需的時(shí)間。

結(jié)論：若所需時(shí)間不同，說明假設(shè)成立：反之則不成立。