Question

课外小组研究“影响H₂O₂ 生成O₂反应速率的因素”的课题．通过查阅资料，他们提出如下猜想．
【提出猜想】催化剂和反应物浓度都会影响H₂O₂ 生成O₂的反应速率
【实验过程】实验装置如图：
实验操作：检查装置的气密性良好．将分液漏斗中的液体加入锥形瓶中，立即收集一瓶放出的气体．
实验记录：

实验编号	①	②	③
反应物	5%H2O250mL	5%H2O2________	3%H2O250mL
加入固体	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等体积O2所需时间	105s	45s	78s

（1）实验②中加入H₂O₂溶液的体积为________mL；
（2）充分反应后，将实验②中剩余物质里的MnO₂提取的方法是________；
【结论】该探究过程得出的结论是________；
【反思】H₂O₂在常温加入MnO₂后反应速率加快．小敏提出，为了更好的证明二氧化锰是否对H₂O₂ 生成O₂的反应速率有影响，还应该增加一组对比实验．该实验选用的药品和用量为________；
【实验拓展】小敏用收集的气体进行氧气的性质实验．
（1）铁丝在氧气中燃烧，其反应的化学方程式为________；
（2）小敏发现用收集的气体进行铁丝燃烧实验时，没有产生明显的火星四射现象．造成这种结果的可能原因是________．

Answer 1

解：【实验过程】（1）从实验记录①、②中看出是想利用在相同质量分数过氧化氢溶液的质量不变的情况下，通过改变催化剂的种类，证明影响化学反应速率的催化剂因素，因此实验②中加入H₂O₂溶液的体积为50mL；
故答案为：50；
（2）剩余物质里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是过滤；
故答案为：过滤；
【结论】通过对比实验得出结论，实验记录①②可以得出催化剂的种类能影响反应的速率，实验记录②③可以得出过氧化氢溶液的浓度能影响反应的速率，所以该探究过程得出的结论是催化剂的种类和过氧化氢溶液的质量分数能影响反应速率；
故答案为：催化剂的种类和过氧化氢溶液的质量分数能影响反应速率；
【反思】利用对比实验进行分析，用相同质量、相同质量分数的过氧化氢溶液不加二氧化锰和实验②进行对比即可；
故答案为：50mL5%过氧化氢溶液（不加催化剂）；
[实验拓展]①铁丝在氧气中燃烧，其反应的化学方程式为3Fe+2O₂Fe₃O₄；
故答案为：3Fe+2O₂Fe₃O₄；
②用收集的气体进行铁丝燃烧实验时，没有产生明显的火星四射现象，造成这种结果的可能原因是没等气泡连续、均匀的产生时就开始收集，导致所收集到的氧气不纯；
故答案为：没等气泡连续、均匀的产生时就开始收集，导致所收集到的氧气不纯．
分析：【实验过程】（1）从实验记录①、②中看出若利用相同质量分数的过氧化氢溶液，加入不同物质作催化剂时的情况，证明影响化学反应速率的催化剂因素，要设计合理的对比试验，必须固定一个量而另一个量不同来得结论；
（2）剩余物质里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是过滤；
【结论】分析表中的数据即可得出结论；
【反思】利用对比实验进行分析，用相同质量、相同质量分数的过氧化氢溶液不加二氧化锰和实验②进行对比即可；
【实验拓展】①根据铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁来书写化学反应方程式；
②根据气体收集需要注意事项分析；
点评：本题考查知识点比较多：包括过氧化氢制取氧气的原理、氧气的检验、以及探究影响化学反应速率的因素、根据实验需要设计合理的对比试验等内容，并且考查学生分析问题和解决问题的能力．