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%H2O2 50 mL	5%H2O2	3%H2O250 mL
加入固体	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等体积O2所需时间	105 s	45s	78 s

（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

【答案】

（1）50  （2）过滤

【结论】使用催化剂和增大双氧水的浓度都会加快反应速率（答案合理即给分）

【反思】50mL5%双氧水（不加催化剂）或50mL3%双氧水（不加催化剂）

【实验拓展】 (1)

(2) 收集的氧气不纯。因为在加入双氧水后立即就收集，首先排出的是锥形瓶内的空气，使收集的气体中氧气的纯度不高，导致实验现象不明显。（答案合理即给分）

【解析】

试题分析：【实验过程】（1）从实验记录①和②中可以看出，它们中分别加入的是不同的物质作催化剂，是探究影响化学反应速率的催化剂因素，再结合对比试验中的控制变量法（实验中只能有一个量不同），可知过氧化氢溶液的量应相同，故为50ml。

（2）由于MnO₂是该反应的催化剂，故充分反应后不变，又因为MnO₂不溶于水，故要将实验②中剩余物质里的MnO₂提取，可用过滤的方法。

【结论】根据实验①②的对比可知，使用催化剂会加快反应速率；根据实验②③的对比可知，增大双氧水的浓度会加快反应速率。

【反思】要证明二氧化锰是否对H₂O₂生成O₂的反应速率有影响，还应该增加一个不使用MnO₂作催化剂的对照组，进行对比实验，故该实验选用的药品和用量为50mL5%双氧水（不加催化剂）或50mL3%双氧水（不加催化剂）。

【实验拓展】（1）铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，故其反应的化学方程式为3Fe+2O₂Fe₃O₄；

（2）没有产生明显的火星四射现象，可能是所收集到的氧气不纯造成的，因为在加入双氧水后立即就收集，首先排出的是锥形瓶内的空气，使收集的气体中氧气的纯度不高，导致实验现象不明显。

考点：影响化学反应速率的因素探究，氧气的化学性质

点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等。