Question

研究性学习小组选择“H₂O₂生成O₂的快慢与什么因素有关”的课题进行探险究，以下是他们探究的主要过程：
一、假设：H₂O₂生成O₂的快慢与催化剂的种类有关
二、实验方案：常温下，在两瓶相同体积的H₂O₂溶液中分别加入相同质量的MnO₂和红砖粉，测量各收集一瓶（相同体积）O₂所需要的时间．
三、实验记录：

实验编号	1	2
反应物	6%H2O2	6%H2O2
催化剂	1g红砖粉	1gMnO2
时间	152s	35s

四、结论：该探究过程得出的结论是    ．
五、反思：H₂O₂在常温下分解缓慢，加入MnO₂或红砖粉后反应明显加快，若要证明MnO₂和红砖粉是该反应的催化剂，还需要增加实验证明它们在化学反应前后的    是否改变．
六、猜想：H₂O₂生成O₂的快慢还与哪些因素有关？（要求提出假设和实验方案，任意一种即可）

Answer 1

【答案】分析：本实验是对催化剂的探究实验，题目中通过控制变化来丰富了催化剂的定义，就是不同的催化剂有不同的催化效果，最终延伸推导还有什么因素能够影响到反应的速率，在这里后期的实验设计可以围绕催化剂的问题展开，也可以围绕反应的控制来进行．
解答：解：题目提出的假设是过氧化氢的分解速率与催化剂的种类有关，相当于先承认了红砖粉和MnO₂是该反应的催化剂．所以在后期的验证实验中只需要对比这两种物质的催化效果就可以．而催化效果是通过生成相同量的氧气所用时间来验证的，所以在实验设计中就要严格控制其他的量保持相同（相同质量分数的相同体积的过氧化氢溶液、反应温度相同、制取的氧气的量要相同），因为是验证与种类的关系，所以所取的两种催化剂也是质量相同，最好都是相同的粉末状态．这也是后面我们设计实验时注意的问题．
    （1）该探究实验得到的结论：分析这样的问题，一定要从实验的数据中需求问题的解决．实验中除了催化剂的种类不同就是所用时间不同，这就建立起了催化剂种类与反应速率之间的关系，当然就可以下结论：催化剂不同，催化的效果不同．（至于是否都在加快反应，这个问题没有不含催化剂的实验组的对比，就不要盲目下结论）．
    （2）对于红砖粉和二氧化锰是否是催化剂，在改变反应速率的情况下，就要紧扣催化剂的定义：一个改变（速率）两个不变（质量和化学性质）来分析．这需要通过进一步实验来论证．
    （3）题目让我们分析影响过氧化氢的因素，从催化剂可以分析（催化剂的种类、催化剂的质量、催化剂的状态等），也可以从过氧化氢本身（过氧化氢的质量分数），还有就是反应的温度条件等．这些都可以设计实验来验证分析探究．设计时注意我们分析的变量控制，除了要探究的因素外，其余要保持完全一致．这里提供的参考方案是研究催化剂的量对反应的影响的，不是全面的，大家可以再思考，可以考虑增加对比、可以考虑是否催化剂越多越好这样的问题验证．
故答案：
四、H₂O₂生成氧气的速率与催化剂的种类有关，不同的催化剂催化效果不同．．
五、质量、化学性质．
六、假设：H₂O₂的分解速度与反应物的质量分数有关、催化剂的质量有关、催化剂的状态有关或者和反应的温度有关．（设计实验是验证探究H₂O₂的分解速率与催化剂的质量有关来设计）
实验方案：在常温下，在两瓶相同体积的相同质量分数的H₂O₂溶液中加入同样都是粉末的但是质量不同的MnO₂测定收集一瓶（相同体积）氧气所需要的时间．
实验记录：

实验编号	1	2
反应物	6% H2O2	6% H2O2
催化剂	1g MnO2	0.1g MnO2
时间（s）

该探究过程得出的结论是：
点评：实验设计中要注意对所有变量在过程中的有效控制，这样会实验结果更有说服力．注意语言和操作的严谨．