Question

19．研究性學(xué)習(xí)小組選擇“過(guò)氧化氫生成氧氣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(guò)程：
【假設(shè)】過(guò)氧化氫生成氧氣的快慢與催化劑的種類有關(guān)．
【實(shí)驗(yàn)方案】常溫下，在兩瓶同質(zhì)量、同濃度的過(guò)氧化氫溶液中，分別加入相同質(zhì)量的二氧化錳和水泥塊，測(cè)量各生成一瓶（相同體積）氧氣所需的時(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，氣體發(fā)生裝置中A儀器的名稱是錐形瓶，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%過(guò)氧化氫溶液	5%過(guò)氧化氫溶液
催化劑	1g水泥塊	1g二氧化錳
時(shí)間	165s	46s

【結(jié)論】該探究過(guò)程得出的結(jié)論是相同條件下，H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關(guān)．
【反思】過(guò)氧化氫在常溫下分解緩慢，若要證明二氧化錳和水泥塊是該反應(yīng)的催化劑，還需增加實(shí)驗(yàn)來(lái)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．
小邵同學(xué)打算自己探究一下二氧化錳在分解過(guò)氧化氫時(shí)所起的作用，但手邊沒(méi)有現(xiàn)成的二氧化錳藥品，只有高錳酸鉀、30%的過(guò)氧化氫溶液、木條、水、火柴，其他儀器可任選．
（1）若要得到二氧化錳粉末，反應(yīng)原理是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用化學(xué)方程式表示）．
（2）他設(shè)計(jì)了以下三組實(shí)驗(yàn)探究二氧化錳在較低的溫度下對(duì)分解過(guò)氧化氫的反應(yīng)是否有催化作用：①在第1支試管中加入5mL30%的過(guò)氧化氫溶液，把帶火星的木條伸入試管，看木條是否復(fù)燃；②…；③在第3支試管中加入5mL30%的過(guò)氧化氫溶液，并加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃．你認(rèn)為小明設(shè)計(jì)的第2組實(shí)驗(yàn)過(guò)程是在第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃．
（3）③中有氧氣放出，小明認(rèn)為③中有氧氣放出是因?yàn)槎�氧化錳與過(guò)氧化氫發(fā)生了反應(yīng)，請(qǐng)你幫他設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明二氧化錳沒(méi)有和過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)，只是反應(yīng)的催化劑．將反應(yīng)后所得固體過(guò)濾，洗滌，然后再將所得的固體加入盛雙氧水的試管中，然后在試管口處，放一帶火星的木條，觀察木條復(fù)燃，說(shuō)明二氧化錳沒(méi)有跟雙氧水發(fā)生反應(yīng)，只是改變反應(yīng)速率．

Answer 1

分析 [進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]根據(jù)圖形填寫(xiě)儀器名稱；根據(jù)氧氣的溶解性選擇收集方法；
[結(jié)論]從探究過(guò)程中收集相同體積氧氣的時(shí)間測(cè)定，反映了不同物質(zhì)作催化劑時(shí)的情況，表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素；
[反思]要證明是催化劑還應(yīng)證明反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變；
（1）根據(jù)高錳酸鉀受熱分解生成二氧化錳進(jìn)行解答；
（2）通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)可以得出結(jié)論，也易于得出結(jié)論，可以比較實(shí)驗(yàn)①③得出實(shí)驗(yàn)②的操作；
（3）可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒(méi)有改變．

解答 解：[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]儀器的名稱為錐形瓶，因?yàn)樾枰�觀察收集一瓶氣體所用的時(shí)間，用排水法更好一些，故答案為：錐形瓶；排水法；
[結(jié)論]由表中數(shù)據(jù)可知，相同條件下H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關(guān)，故答案為：相同條件下，H₂O₂生成O₂的快慢與催化劑的種類有關(guān)；
[反思]催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變，故答案為：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
（1）高錳酸鉀在加熱條件下反應(yīng)生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)可以得出結(jié)論，也易于得出結(jié)論，可以比較實(shí)驗(yàn)①③得出實(shí)驗(yàn)②的操作：在第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃；故填：在第二支試管加入少量二氧化錳，把帶火星的木條伸入試管，觀察木條是否復(fù)燃；
（3）可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)二氧化錳的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量都沒(méi)有改變，所以實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明二氧化錳沒(méi)有和過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)，只是反應(yīng)的催化劑的方法：將反應(yīng)后所得固體過(guò)濾，洗滌，然后再將所得的固體加入盛雙氧水的試管中，然后在試管口處，放一帶火星的木條，觀察木條復(fù)燃，說(shuō)明二氧化錳沒(méi)有跟雙氧水發(fā)生反應(yīng)，只是改變反應(yīng)速率．故填：將反應(yīng)后所得固體過(guò)濾，洗滌，然后再將所得的固體加入盛雙氧水的試管中，然后在試管口處，放一帶火星的木條，觀察木條復(fù)燃，說(shuō)明二氧化錳沒(méi)有跟雙氧水發(fā)生反應(yīng)，只是改變反應(yīng)速率．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多：包括過(guò)氧化氫制取氧氣裝置的使用，氧氣的收集，以及探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素等內(nèi)容，并且考查學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．