Question

18．已知2H₂O₂═2H₂O+O₂↑，可以通过观察反应过程中O₂的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H₂O₂分解反应的速度．请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性．要求写出实验步骤、预测实验结果、得出结论，并回答问题．实验材料与用具：适宜浓度的H₂O₂溶液，蒸馏水，3.5%FeCl₃溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，恒温水浴锅，试管．
（1）实验步骤：
①取3支试管，各加入等量且适量的H₂O₂溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间
②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl₃溶液和过氧化氢酶溶液
③观察各管中释放气泡的快慢
（2）实验结果预测及结论整个实验中，不同处理的试管中O₂的释放速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管、加FeCl₃溶液的试管、加蒸馏水的试管由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性．
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O₂释放的速度最快的是加FeCl₃溶液的试管，原因是在此温度下，FeCl₃催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性．

Answer 1

分析 分析题干信息可知，该实验的目的是验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性，验证酶的催化作用实验的自变量为是否加入过氧化氢酶，验证酶的高效性是催化剂的种类，即过氧化氢酶和FeCl₃溶液，因变量是O₂的生成速度，其他属于无关变量，无关变量应保持一致且适宜，然后按照实验设计的对照原则和单一变量原则设计和完善实验，并预期实验结果获取结论．

解答 解：（1）由实验目的分析可知，实验分组为三组，按照实验设计的照原则和单一变量原则，实验步骤如下：
①取3支试管，各加入等量且适量的H₂O₂溶液，放入37℃恒温水浴锅中保温适当时间．
②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl₃溶液和过氧化氢酶溶液．
③观察各管中释放气泡的快慢．
（2）实验结果预测及结论整个实验中，不同处理的试管中O₂的释放速度从快到慢依次是：加酶溶液的试管、加FeCl₃溶液的试管、加蒸馏水的试管，由此可得出的结论是酶具有催化作用和高效性．
（3）由于过氧化氢酶的活性受温度影响，高温会使过氧化氢酶失去活性，无机催化剂比过氧化氢酶耐高温，因此如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O₂释放的速度最快的是加FeCl₃溶液的试管．
故答案为：
（1）②分别向上述3支试管加入等量且适量的蒸馏水、FeCl₃溶液和过氧化氢酶溶液
③观察各管中释放气泡的快慢
（2）加酶溶液的试管、加FeCl₃溶液的试管、加蒸馏水的试管        酶具有催化作用和高效性
（3）加FeCl₃溶液的试管       在此温度下，FeCl₃催化作用加快，而过氧化氢酶因高温变性而失去了活性

点评 本题的知识点是酶的催化性作用和酶催化作用的高效性及温度对酶活性的影响，通过题干实验目的分析出自变量、因变量、无关变量是解题的突破口，对实验设计应遵循的原则的掌握和应用是解题的关键．