Question

19．某課外小組研究“影響H₂O₂生成O₂快慢的因素”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(yīng)物濃度都會影響H₂O₂生成O₂的快慢
【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)裝置圖如下：實(shí)驗(yàn)操作：檢查裝置氣密性良好．將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，立即收集一瓶放出的氣體．
實(shí)驗(yàn)記錄

實(shí)驗(yàn)編號	①	②	③
反應(yīng)物	5%H2O2溶液100mL	5%H2O2溶液	3%H2O2溶液100mL
加入固體	0.5g氯化鈉固體	0.5g二氧化錳
收集氣體的時間	165s	46s	80s

（1）H₂O₂溶液和氯化鈉制取氧氣的反應(yīng)表達(dá)式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）實(shí)驗(yàn)②中加入H₂O₂的體積為100mL．
（3）實(shí)驗(yàn)③中加入的固體和用量為0.5g二氧化錳．
【結(jié)論】該探究過程得出的結(jié)論是使用催化劑、增大反應(yīng)物濃度可以加快H₂O₂生成O₂的速度（或催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂生成O₂的快慢．
【反思】H₂O₂在常溫下分解緩慢，加入MnO₂后反應(yīng)明顯加快．小紅提出，為了更好的證明二氧化錳和氯化鈉是否對H₂O₂生成O₂快慢有影響，還應(yīng)該增加一組對比實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)選用的藥品和用量為5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）．
【實(shí)驗(yàn)拓展】小紅用收集的氣體進(jìn)行氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
小紅發(fā)現(xiàn)用該氣體進(jìn)行氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)象都不明顯．造成這種結(jié)果的原因是反應(yīng)后首先排出的是錐形瓶中的空氣，因此立即收集放出的氣體中氧氣純度不高，導(dǎo)致鐵絲無法在收集的氣體中燃燒現(xiàn)象不明顯（請依據(jù)題意，回答出具體原因）．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)記錄】從實(shí)驗(yàn)記錄①和②中看出若利用相同濃度雙氧水，加入不同物質(zhì)作催化劑時的情況，表明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素，要設(shè)計合理的對比試驗(yàn)，必須固定一個量而另一個量不同來得結(jié)論
【實(shí)驗(yàn)拓展】主要考查實(shí)驗(yàn)基本理論和實(shí)驗(yàn)基本問題的分析．
②除了催化劑，反應(yīng)物的濃度對反應(yīng)快慢可能有影響．設(shè)計合理的對比試驗(yàn)，利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)其他條件相同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度的探究．

解答 解：實(shí)驗(yàn)記錄：（1）雙氧水制備氧氣的化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）和（3）學(xué)會設(shè)計合理的對比試驗(yàn)，利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)催化劑相同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度快慢的探究，從而得出結(jié)論；（2）實(shí)驗(yàn)②中加入H₂O₂的體積應(yīng)該與①、③相同，所以為100mL．
（3）實(shí)驗(yàn)③中加入的固體和用量應(yīng)該與①、②中質(zhì)量相同，而催化劑不同，所以為0.5g二氧化錳．
【反思】只有過氧化氫溶液，而沒有催化劑的狀態(tài)時觀察生成氧氣的速率，所以該實(shí)驗(yàn)選用的藥品和用量為5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）；
【實(shí)驗(yàn)拓展】（1）氧氣具有助燃性，能使帶火星的木條復(fù)燃，所以檢驗(yàn)氧氣的方法是將帶火星的木條插入集氣瓶中，木條復(fù)燃，證明集氣瓶中為氧氣．
（2）除了催化劑，反應(yīng)物的濃度對反應(yīng)快慢可能有影響．設(shè)計合理的對比試驗(yàn)，利用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，創(chuàng)設(shè)其他條件相同的情況下進(jìn)行反應(yīng)速度的探究．
故答案為：（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）100；
（3）0.5g二氧化錳；
【結(jié)論】使用催化劑、增大反應(yīng)物濃度可以加快H₂O₂生成O₂的速度（或催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂生成O₂的快慢）；
【反思】5%H₂O₂100mL（不加其他催化劑）．
[實(shí)驗(yàn)拓展]反應(yīng)后首先排出的是錐形瓶中的空氣，因此立即收集放出的氣體中氧氣純度不高，導(dǎo)致鐵絲無法在收集的氣體中燃燒現(xiàn)象不明顯．

點(diǎn)評 本題考查知識點(diǎn)比較多：包括過氧化氫制取氧氣的原理、氧氣的檢驗(yàn)、以及探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計合理的對比試驗(yàn)等內(nèi)容，并且考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力．