Question

18．已知2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，可以通過觀察反應過程中O₂的生成速度（即氣泡從溶液中釋放的速度）來判斷H₂O₂分解反應的速度．請用所給的實驗材料和用具設(shè)計實驗，使其能同時驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性．要求寫出實驗步驟、預測實驗結(jié)果、得出結(jié)論，并回答問題．實驗材料與用具：適宜濃度的H₂O₂溶液，蒸餾水，3.5%FeCl₃溶液，0.01%過氧化氫酶溶液，恒溫水浴鍋，試管．
（1）實驗步驟：
①取3支試管，各加入等量且適量的H₂O₂溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當時間
②分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl₃溶液和過氧化氫酶溶液
③觀察各管中釋放氣泡的快慢
（2）實驗結(jié)果預測及結(jié)論整個實驗中，不同處理的試管中O₂的釋放速度從快到慢依次是：加酶溶液的試管、加FeCl₃溶液的試管、加蒸餾水的試管由此可得出的結(jié)論是酶具有催化作用和高效性．
（3）如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實驗，O₂釋放的速度最快的是加FeCl₃溶液的試管，原因是在此溫度下，F(xiàn)eCl₃催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性．

Answer 1

分析 分析題干信息可知，該實驗的目的是驗證過氧化氫酶具有催化作用和高效性，驗證酶的催化作用實驗的自變量為是否加入過氧化氫酶，驗證酶的高效性是催化劑的種類，即過氧化氫酶和FeCl₃溶液，因變量是O₂的生成速度，其他屬于無關(guān)變量，無關(guān)變量應保持一致且適宜，然后按照實驗設(shè)計的對照原則和單一變量原則設(shè)計和完善實驗，并預期實驗結(jié)果獲取結(jié)論．

解答 解：（1）由實驗目的分析可知，實驗分組為三組，按照實驗設(shè)計的照原則和單一變量原則，實驗步驟如下：
①取3支試管，各加入等量且適量的H₂O₂溶液，放入37℃恒溫水浴鍋中保溫適當時間．
②分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl₃溶液和過氧化氫酶溶液．
③觀察各管中釋放氣泡的快慢．
（2）實驗結(jié)果預測及結(jié)論整個實驗中，不同處理的試管中O₂的釋放速度從快到慢依次是：加酶溶液的試管、加FeCl₃溶液的試管、加蒸餾水的試管，由此可得出的結(jié)論是酶具有催化作用和高效性．
（3）由于過氧化氫酶的活性受溫度影響，高溫會使過氧化氫酶失去活性，無機催化劑比過氧化氫酶耐高溫，因此如果僅將實驗中的恒溫水浴改為80℃，重做上述實驗，O₂釋放的速度最快的是加FeCl₃溶液的試管．
故答案為：
（1）②分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl₃溶液和過氧化氫酶溶液
③觀察各管中釋放氣泡的快慢
（2）加酶溶液的試管、加FeCl₃溶液的試管、加蒸餾水的試管        酶具有催化作用和高效性
（3）加FeCl₃溶液的試管       在此溫度下，F(xiàn)eCl₃催化作用加快，而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性

點評 本題的知識點是酶的催化性作用和酶催化作用的高效性及溫度對酶活性的影響，通過題干實驗目的分析出自變量、因變量、無關(guān)變量是解題的突破口，對實驗設(shè)計應遵循的原則的掌握和應用是解題的關(guān)鍵．