Question

【題目】常溫下，過氧化氫分解生成氧氣的速率較為緩慢。研究性學(xué)習(xí)小組選擇“過氧化氫分解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程：

[假設(shè)] 催化劑的種類會(huì)影響過氧化氫分解生成氧氣的快慢。

[查閱資料] 二氧化錳和氯化鈉等可以加快過氧化氫分解生成氧氣的速率。

[實(shí)驗(yàn)方案] 常溫下，取兩份同體積、同濃度的過氧化氫溶液，分別加入二氧化錳和氯化鈉固體，測(cè)量各生成一瓶相同體積的氧氣所需的時(shí)間。

[實(shí)驗(yàn)裝置] 如下圖是他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的裝置圖：

[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)記錄如下表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	①	②
反應(yīng)物	5%過氧化氫溶液100 mL	5%過氧化氫溶液100 mL
加入固體	氯化鈉固體	0.5 g二氧化錳
收集氣體 所需時(shí)間	165 s	46 s

寫出實(shí)驗(yàn)①中反應(yīng)的文字表達(dá)式____________。實(shí)驗(yàn)①中加入氯化鈉固體的質(zhì)量是________g。

[結(jié)論] 該探究過程得出的結(jié)論是________________。

[反思] 若要證明二氧化錳、氯化鈉固體是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的______和_______是否改變。催化劑的作用是_________。

[交流討論] 某同學(xué)提出，過氧化氫分解生成氧氣的快慢還與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)你幫助他們繼續(xù)探究(提出一種影響過氧化氫分解生成氧氣快慢的因素以及相關(guān)假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案)。

[你的假設(shè)] ___________。

[設(shè)計(jì)方案]

實(shí)驗(yàn)方法及步驟	可能觀察到 的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
________	__________	假設(shè)正確

Answer 1

【答案】過氧化氫水＋氧氣 0.5 不同種類的催化劑對(duì)過氧化氫的分解速率影響不同(其他合理答案均可) 化學(xué)性質(zhì) 質(zhì)量 催化作用 過氧化氫溶液的濃度大小對(duì)分解速率有影響 取相同體積、濃度不同的過氧化氫溶液，加入相同質(zhì)量的同種催化劑，比較產(chǎn)生氧氣的快慢 濃度大的產(chǎn)生氧氣的速率快

【解析】

實(shí)驗(yàn)操作：實(shí)驗(yàn)①為過氧化氫分解制取氧氣，故反應(yīng)的文字表達(dá)式為過氧化氫水＋氧氣，實(shí)驗(yàn)②中加入二氧化錳的質(zhì)量為0.5g，故加入氯化鈉的質(zhì)量也為0.5g；

結(jié)論：根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可知，加入氯化鈉和二氧化錳后，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)過氧化氫分解速率不同，故該探究過程得出的結(jié)論是不同種類的催化劑對(duì)過氧化氫的分解速率影響不同；

反思：催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)均不變，故若要證明二氧化錳、氯化鈉固體是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來驗(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；催化劑作用是改變化學(xué)反應(yīng)速率，起催化作用；

你的假設(shè)：影響過氧化氫分解生成氧氣快慢的因素除了催化劑種類，還可能與過氧化氫溶液的濃度大小有關(guān)，故假設(shè)為過氧化氫溶液的濃度大小對(duì)分解速率有影響；

設(shè)計(jì)方案：

實(shí)驗(yàn)方法及步驟：取相同體積、濃度不同的過氧化氫溶液，加入相同質(zhì)量的同種催化劑，比較產(chǎn)生氧氣的快慢；

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：濃度大的產(chǎn)生氧氣的速率快。