Question

【題目】某�；瘜W(xué)興趣小組將用剩的過(guò)氧化氫溶液倒入放有生銹鐵釘?shù)膹U液缸中，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了大量的氣泡，經(jīng)檢驗(yàn)此氣體為氧氣．根據(jù)學(xué)過(guò)的知識(shí)初步判斷，是生銹鐵釘中的某種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解，那么究竟是哪種物質(zhì)加快了過(guò)氧化氫的分解速率？請(qǐng)你參與他們的研究，分享和體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的快樂(lè)．

（猜想與假設(shè)）

甲同學(xué)：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解。

乙同學(xué)：鐵釘里的________加快了H2O2的溶液分解。

（設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)） 完成下列表：________、________、________

（反思與評(píng)價(jià)） 丁同學(xué)仔細(xì)觀(guān)察“方案二”中一直沒(méi)有現(xiàn)象的試管，過(guò)了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體，丁同學(xué)對(duì)此現(xiàn)象進(jìn)行深入思考和分析，得出可能的原因，你能想出其中的原因嗎？____________

某小組同學(xué)設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究影響過(guò)氧化氫分解速率的因素。（實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，夾持儀器已略去）

（猜想與假設(shè)）影響過(guò)氧化氫分解速率的因素可能有溫度、溶液的濃度、催化劑種類(lèi)。

（實(shí)驗(yàn)記錄）同學(xué)們進(jìn)行6組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)記錄如下：

（解釋與結(jié)論）

（1）實(shí)驗(yàn)②中應(yīng)加入過(guò)氧化氫溶液的體積x是______mL。

（2）實(shí)驗(yàn)①~⑥通過(guò)測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積來(lái)比較過(guò)氧化氫的分解速率，還可以通過(guò)測(cè)定______來(lái)比較過(guò)氧化氫的分解速率。

（3）得出“過(guò)氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大”結(jié)論所依據(jù)的實(shí)驗(yàn)是_____（填序號(hào)）。

（4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)①、②、④可得出的結(jié)論是______。

（反思與評(píng)價(jià)）

（5）同學(xué)們認(rèn)為實(shí)驗(yàn)室制氧氣，應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)⑥而不選實(shí)驗(yàn)②的理由是______ ，______請(qǐng)寫(xiě)出⑥的符號(hào)表達(dá)式____________

（6）某同學(xué)改用如圖所示裝置代替氣囊完成實(shí)驗(yàn)②，正確的實(shí)驗(yàn)操作順序是______。

a．將導(dǎo)管伸入量筒，開(kāi)啟控溫加熱器，滴入過(guò)氧化氫溶液b．開(kāi)啟控溫加熱器，將導(dǎo)管伸入量筒，滴入過(guò)氧化氫溶液c．開(kāi)啟控溫加熱器，滴入過(guò)氧化氫溶液，待導(dǎo)管口有連續(xù)均勻氣泡冒出時(shí)將導(dǎo)管伸入量筒。

Answer 1

【答案】鐵（Fe） 有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃 2g鐵（Fe ） 不成立 可能是鐵被過(guò)氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來(lái)氧化鐵催化過(guò)氧化氫溶液 6 通過(guò)測(cè)定產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積。 ③④ 溫度越高，過(guò)氧化氫分解速率越大,； 相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氧氣少 需要加熱；水蒸氣含量高（答兩點(diǎn)）。 2H2O2 2H2O+O2↑ a

【解析】

猜想與假設(shè)：根據(jù)題中所給的信息進(jìn)行分析；

設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)：根據(jù)題中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)合猜想與假設(shè)進(jìn)行分析；

反思與評(píng)價(jià)：根據(jù)氧化鐵能做過(guò)氧化氫溶液的催化劑，而鐵單質(zhì)不能做其反應(yīng)的催化劑進(jìn)行分析；

解釋與結(jié)論：（1）根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的唯一性分析；

（2）根據(jù)反應(yīng)速率的測(cè)定方式分析；

（3）過(guò)氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大，所以實(shí)驗(yàn)的變量為過(guò)氧化氫溶液的濃度；

（4）①、②、④的變量為水槽中水的溫度；

（5）根據(jù)反應(yīng)的速率分析；

（6）根據(jù)氣體的制取和收集分析。

猜想與假設(shè)：生銹鐵釘?shù)慕M成主要是：氧化鐵和鐵，甲同學(xué)猜想：鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，實(shí)驗(yàn)乙同學(xué)：鐵釘里的鐵加快了H2O2的溶液分解；

設(shè)計(jì)方案和實(shí)驗(yàn)：方案一：若甲同學(xué)結(jié)論成立，鐵釘表面的氧化鐵加快了H2O2的溶液分解，所以實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有大量氣泡產(chǎn)生，帶火星木條復(fù)燃；

方案二：根據(jù)乙同學(xué)的猜想可知，應(yīng)向盛有10mL5%H2O2溶液的試管中加入2g鐵粉，沒(méi)有現(xiàn)象說(shuō)明乙同學(xué)結(jié)論不成立；

反思與評(píng)價(jià)：可能是鐵被過(guò)氧化氫溶液氧化成氧化鐵，后來(lái)氧化鐵催化過(guò)氧化氫溶液，所以丁同學(xué)仔細(xì)觀(guān)察“方案二”中一直沒(méi)有現(xiàn)象的試管，過(guò)了一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)試管中也產(chǎn)生了氣體；

解釋與結(jié)論：（1）實(shí)驗(yàn)研究影響過(guò)氧化氫分解速率的因素溫度、溶液的濃度、催化劑種類(lèi)。通過(guò)60min產(chǎn)生氧氣體積，比較反應(yīng)速率，所以要保證過(guò)氧化氫溶液的體積相同，所以x=6；

（2）比較過(guò)氧化氫的分解速率可通過(guò)相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氧氣的體積或產(chǎn)生相同體積的氧氣所需的時(shí)間，進(jìn)行比較；

（3）過(guò)氧化氫溶液的濃度越大分解速率越大，所以實(shí)驗(yàn)的變量為：過(guò)氧化氫溶液的濃度，所以可通過(guò)③④進(jìn)行對(duì)比；

（4）①、②、④的變量為水槽中水的溫度，并且發(fā)現(xiàn)溫度越高，過(guò)氧化氫分解速率越大；

（5）相同時(shí)間內(nèi)實(shí)驗(yàn)②產(chǎn)生氧氣少，速率太慢并且由于需要加熱，水蒸氣含量高，⑥的符號(hào)表達(dá)式為2H2O2 2H2O+O2↑；

（6）由于要測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積，需要實(shí)驗(yàn)一開(kāi)始就收集，所以要將導(dǎo)管伸入量筒，開(kāi)啟控溫加熱器，滴入過(guò)氧化氫溶液，保證氣體都收集起來(lái)。故選a。