Question

1．利用下列仪器进行实验（所有装置的气密性都已检查完毕）
（1）把过氧化氢溶液缓缓加入盛有二氧化锰的容器中制取并收集氧气，完成该实验你所选用的仪器有abdh（填字母）．写出发生反应的文字表达式式过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$氧气+水．这种方法与“把二氧化锰加入盛有过氧化氢溶液的试管中制氧气”相比有产生氧气的速率均匀或可以得到平稳的氧气流等的优点．
（2）某同学继续探究“红砖粉末是否也可以作过氧化氢分解的催化剂？”实验步骤和现象如下：

①他分别向两支试管中加入等质量等溶质质量分数的过氧化氢溶液，向其中一支试管加入一药匙红砖粉末，然后将两支试管中的气体导出通入水中比较产生气泡的快慢，发现加入红砖粉末的试管中反应较快．
②将反应较快的试管内固体过滤出来，洗涤、烘干、称量．
③用称量后的固体重复步骤①的实验，现象与步骤①完全相同．
试回答：步骤①中他除了选用试管外还用到上面列出的仪器有fgh（填字母）．步骤③的实验目的是证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变．该学生认为通过上述实验已证明红砖粉末可以作过氧化氢分解反应的催化剂，但老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤，请指出来实验开始没有称量红砖粉末的质量．可以用注射器代替的仪器是：胶头滴管和量筒
（3）以下是某研究小组探究影响化学反应快慢的一些因素的相关数据（常温通常指20℃；“浓度”指溶质的质量分数）

实验序号	过氧化氢溶液浓度/%	过氧化氢溶液质量/g	温度/0C	二氧化锰用量/g	氧气体积/ml	反应所需时间/s
①	5	12	20	0.2	125	11
②	30	12	20	0.2	125	2
③	30	12	40	/	125	148
④	30	12	90	/	125	82

（1）通过实验①和②对比可知，化学反应快慢与过氧化氢的浓度有关；
（2）通过对比实验③和④可知，化学反应快慢与温度的关系是温度越高反应速度越快，温度越低反应速度越慢．
（3）由上述实验可知，实验室用过氧化氢制取氧气的最合适的条件是20℃时5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰．
（4）同种催化剂，还有哪些因素可能影响催化效果，请你再探究（探究一种因素即可）

Answer 1

分析 （1）根据过氧化氢制取氧气的反应物是固体和液体，反应条件是常温，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气进行分析；
（2）根据所学知识可以选择实验仪器，根据实验现象可以判断一种物质是否是催化剂；
（3）1）比较表格中的①②数据在其他条件都相同时，可以看出过氧化氢的浓度对反应速率的影响；
2）比较表格中的③④数据在其他条件都相同时，可以看出温度对反应速率的影响；
3）根据实验室操作简便且制取气体易收集的原则分析选择即可；
4）根据实验室影响反应速率的因素进行分析．

解答 解：（1）制取氧气需要具支试管和注射器，收集氧气还需要集气瓶和导管，所以完成该实验所选用的仪器有：abdh；
过氧化氢在二氧化锰的催化作用下能分解生成水和氧气，文字表达式为：过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气；
使用注射器添加双氧水，能控制反应的速率，得到平稳的气流，可以随时停止，有利于节约药品；
（2）除了选用试管外还用到上面列出的仪器有：水槽、带橡皮塞的导管、玻璃管，故选：fgh；
步骤③的实验目的是：证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变；
催化剂在反应前后质量也不变，所以老师认为该同学的实验还缺少一个关键步骤：实验开始没有称量红砖粉末的质量．
注射器可用于滴加，可代替胶头滴管；注射器上有刻度，可代替量筒；
（3）1）从表中分析可知：①②是过氧化氢浓度不同而其他的反应时各种量均相同，可知这一过程是考查反应物的浓度与反应速度的关系；
2）③④则是温度不同其他条件相同，明显是对温度影响化学反应速度的探究；从结果看温度高时反应所用的时间较短，既反应的速度较快，温度低时反应的速度慢；
3）实验室用过氧化氢制取氧气要求反应简便易操作，所以采用不加热而加催化剂的方法进行较合适，从易于收集的角度反应的速度不能太快也不能太慢，所以最合适的条件是20℃时5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰；
4）【提出假设】催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同．
【设计方案】①取同颗粒大小的同一催化剂与过氧化氢溶液以不同质量比充分混合；
②计算收集125mL氧气，所需的反应时间；
【得出结论】如果所用时间不同，说明假设成立；反之则不成立．
故答案为：（1）abdh，过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$氧气+水，产生氧气的速率均匀或可以得到平稳的氧气流等．
（2）fgh，证明红砖粉末在反应前后的化学性质没有改变，实验开始没有称量红砖粉末的质量，胶头滴管、量筒；
（3）1）过氧化氢的浓度；
2）③，④；温度越高反应速度越快，温度越低反应速度越慢；
3）20℃时5%过氧化氢溶液中加入少量二氧化锰；
4）【提出假设】催化剂与反应物的质量比不同，催化效果不同．
【设计方案】①取同颗粒大小的同一催化剂与过氧化氢溶液以不同质量比充分混合；
②计算收集125mL氧气，所需的反应时间；
【得出结论】如果所用时间不同，说明假设成立；反之则不成立．

点评 解答本题要充分了解制取气体的反应装置，掌握制取气体的最好实验方法，理解催化剂的概念和作用．