Question

19．在查阅资料时，某小组的同学们得知氧化铁也可以作为过氧化氢分解制取氧气的催化剂，他们联想到MnO₂可作为H₂O₂分解的催化剂，那么，氧化铁和二氧化锰这两种物质哪一种更适合呢？请你一起参与探究，完成下列问题．
【分析与讨论】探究二氧化锰、氧化铁对过氧化氢分解速率的影响时，他们在控制变量的问题上提出了不同的观点，你认为不正确的是D．
A．过氧化氢溶液中溶质的质量分数一定相同
B．催化剂的质量一定相同
C．反应前过氧化氢溶液的温度一定相同
D．反应容器的容积一定相同
【实验验证】研究小组还对溶液浓度、催化剂的种类等实验条件进行了探究．下表选取了部分实验数据：用足量不同浓度的H₂O₂溶液制取相同体积O₂所需的时间．

浓度 时间（min） 条件	30%H2O2	15%H2O2	5%H2O2
加入agMnO2	0.2	0.8	2.0
加入agFe2O3	7.0	9.0	16.0

【实验结论】从上表中能得出哪些结论？相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．

Answer 1

分析 【分析与讨论】根据二氧化碳的反应原理和反应物的状态，其反应发生装置需要组成“固液不加热型”，按照此思路去选择仪器，注意，题目中要求配成一个能随开随闭的二氧化碳气体发生装置；
【实验结论】对应实验影响因素的探究，要注意变量的控制，注意要让除探究要素（本题就是研究不同的催化剂的影响）所以除催化剂种类不同之外，其他都应该是相同的；根据图中数据进行分析．

解答 解：【分析与讨论】
A、（过氧化氢溶液中溶质的质量分数一定相同）和C（反应前过氧化氢溶液的温度一定相同）都是反应物的要素，应该相同；
B、（催化剂的质量一定相同）是催化剂的控制，其实更严谨的说法是催化剂的质量相同的同时也要注意催化剂的状态也要相同，比如都是粉末，粉末颗粒要相同；
C、反应前过氧化氢溶液的温度一定相同；
D、反应容器的容积是可以是不同的．
故选：D；
【实验结论】对比时间记录表中不同浓度的过氧化氢放出相同体积氧气所消耗时间，可发现H₂O₂浓度越大，产生氧气的速度越快；对比相同浓度的过氧化氢使不同催化剂时产生相同体积氧气所消耗时间，可发现MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．
故答案为：相同条件下，MnO₂的催化效果比Fe₂O₃好．

点评 本题考查内容较多，综合性强，了常用气体的发生装置和收集装置的选取方法．实验室制取气体的发生装置应根据反应物的状态和反应发生的条件来确定．一般分为两种：①固体与固体反应生成气体，反应需要加热，简称“固固加热型”．选择实验室制取O₂的发生装置；②固体与液体反应生成气体，反应不需要加热，简称“固液不加热型”．选择实验室制取CO₂的发生装置．