Question

13．某小组研究“影响H₂O₂ 生成O₂快慢的因素”，查阅资料，猜想如下．
【提出猜想】催化剂和反应物浓度都会影响H₂O₂ 生成O₂的快慢．
【实验过程】实验装置如图1所示．
【实验操作】检查装置气密性良好．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% H2O2 100mL	5% H2O2100 mL	3% H2O2100mL
加入固体	0.5g 氯化钠固体	0.5g二氧化锰	0.5g二氧化锰
收集气体的时间	165s	46s	80s

（1）H₂O₂溶液和二氧化锰制取氧气的符号表达式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）实验②中加入H₂O₂的体积为100mL．
（3）实验③中加入的固体和用量为0.5g二氧化锰．
【结论】该探究过程得出的结论是使用催化剂可以加快H₂O₂生成O₂的速度；增大反应物浓度可以加快H₂O₂生成O₂的速度．
【反思】H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂后反应明显加快．小红提出，为了更好的证明二氧化锰和氯化钠是否对H₂O₂ 生成O₂快慢有影响，还应该增加一组对比实验．该实验选用的药品和用量为5%H₂O₂100mL（不加其他催化剂）．
【拓展】（1）若要测定相同时间内产生O₂的体积，如图2装置应选C（填序号）．
（2）某同学为了探究影响双氧水分解速度的某种因素，用如图3装置进行实验，通过比较单位时间质量减轻的多少相同时间天平读数差值大小也能达到实验目的．

Answer 1

分析 从实验记录①和②中看出若利用相同浓度双氧水，加入不同物质作催化剂时的情况，表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；主要考查实验基本理论和实验基本问题的分析．根据图中信息进行解答；根据只有过氧化氢溶液，而没有催化剂的状态时观察生成氧气的速率进行解答．根据气体短管进长管出才能排出试剂瓶中的水、表中实验数据和生成氧气所以敞口的容器中剩余物质的质量减轻分析．

解答 解：【实验记录】（1）熟记双氧水制备氧气的化学方程式；故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）①②学会设计合理的对比试验，利用不同质量分数的过氧化氢溶液，创设催化剂相同的情况下进行反应速度快慢的探究，从而得出结论；（1）实验②中加入H₂O₂的体积应该与①、③相同，所以为100mL．故填：100；
（3）实验③中加入的固体和用量应该与①、②中质量相同，而催化剂不同，所以为0.5g二氧化锰．故填：0.5g二氧化锰；
【结论】由图标内容可知：使用催化剂、增大反应物浓度可以加快H₂O₂生成O₂的速度（或催化剂和反应物浓度都会影响H₂O₂生成O₂的快慢）；故填：使用催化剂可以加快H₂O₂生成O₂的速度；增大反应物浓度可以加快H₂O₂生成O₂的速度；
【反思】只有过氧化氢溶液，而没有催化剂的状态时观察生成氧气的速率，所以该实验选用的药品和用量为5%H₂O₂100mL（不加其他催化剂）；
故填：5%H₂O₂100mL（不加其他催化剂）；
【拓展】要完成本实验，必须用到C，才能测量出水的体积，进而测得生成氧气的体积，故填：C．
从表中实验数据可知双氧水浓度越大，分解得越快．用图3装置进行实验，通过比较相同时间天平读数差值大小也能达到实验目的．故填：单位时间质量减轻的多少．

点评 本题难度不大，考查了影响化学反应速率的因素，掌握控制变量法的应用、量气装置等是正确解答本题的关键．