Question

16．研究性学习小组选择“H₂O₂ 生成O₂ 的快慢与什么因素有关”的课题进行探究，以下是他们探究的主要过程：
【假设】H₂O₂ 生成O₂的快慢与催化剂种类有关
【实验方案】常温下，在两瓶同质量、同浓度的H₂O₂ 溶液中，分别加入相同质量的MnO₂ 和水泥块，测量各生成一瓶（相同体积）O₂所需的时间．
【进行实验】如图是他们进行实验的装置图，气体发生装置中A仪器名称是锥形瓶，此实验中B处宜采用的气体收集方法是排水法．
【实验记录】

实验编号	1	2
反应物	5% H2O2	5% H2O2
催化剂	1g 水泥块	1g MnO2
时间	165秒	46秒

【结论】该探究过程得出的结论是相同条件下H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关．
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或水泥块后反应明显加快，若要证明MnO₂和水泥块是该反应的催化剂，还需要增加实验来验证它们在化学反应前后的质量和化学性质是否改变．写出过氧化氢分解的化学反应方程式：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．H₂O₂ 生成O₂的快慢与哪些因素有关？请你帮助他们继续探究．（只要求提出一种影响H₂O₂ 生成O₂的快慢的因素以及相关假设和实验方案）
【假设】H₂O₂生成O₂的快慢与H₂O₂的质量分数有关．
【实验方案】同温下取2份质量相等，质量分数不同的H₂O₂溶液，分别加入质量相等的同种催化剂，测量收集一试管气体所需的时间．结果质量分数大的过氧化氢溶液生成的氧气快，先收集满．

Answer 1

分析 【进行实验】根据常见的化学实验仪器填写仪器名称即可；根据该实验需要观察收集一瓶气体所用的时间，进行分析所选用的收集方法．
【实验结论】根据收集相同的氧气所用的时间，反映了有无催化剂时的反应速率，说明了催化剂对H₂O₂生成O₂的快慢的影响得出结论；
【反思】根据催化剂的概念，要证明是催化剂还应证明反应前后物质的质量和化学性质不变；过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，写出反应的化学方程式即可；
【假设与实验】根据影响反应的因素进行假设与实验即可（注意控制变量的运用）．

解答 解：【进行实验】气体发生装置中A仪器名称是锥形瓶；该实验需要观察收集一瓶气体所用的时间，用排水法容易准确地判断收集满氧气的时间；故答案为：锥形瓶；排水法；
【实验结论】由表中数据可知，相同条件下H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关．故填：相同条件下H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关；
【反思】催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不变，改变的是反应的速率，所以还需要增加实验来验证MnO₂在化学反应前后的质量和化学性质均不会发生变化．过氧化氢溶液在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．故填：质量和化学性质；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【假设】质量分数可能影响化学反应的速率．故填：H₂O₂生成O₂的快慢与H₂O₂的质量分数有关；
【实验方案】设计实验时可以取不同质量分数的过氧化氢溶液，选择相同的催化剂，比较产生氧气的快慢；故填：同温下取2份质量相等，质量分数不同的H₂O₂溶液，分别加入质量相等的同种催化剂，测量收集一试管气体所需的时间．结果质量分数大的过氧化氢溶液生成的氧气快，先收集满．

点评 本题通过实验探究了催化剂对H₂O₂生成O₂的快慢的影响，掌握气体的收集方法、催化剂的概念和对化学反应的影响并能灵活运用是正确解答本题的关键．