Question

14．探究性學(xué)習(xí)小組選擇“過(guò)氧化氫（H₂O₂）生成氧氣（O₂）的快慢與什么因素（如催化劑的種類、反應(yīng)物的濃度和溫度等）有關(guān)”的課題進(jìn)行探究，以下是他們探究的主要過(guò)程：
[假設(shè)]過(guò)氧化氫生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)．
[實(shí)驗(yàn)方案]常溫下，在兩瓶相同體積的過(guò)氧化氫溶液中分別加入相同質(zhì)量二氧化錳（MnO₂）和CuO，測(cè)定各生成一瓶相同體積O₂所需要的時(shí)間或測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積．
[實(shí)驗(yàn)記錄](méi)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2
反應(yīng)物	6%H2O2	6%H2O2
催化劑	1gCuO	1gMnO2
收集等體積氧氣的時(shí)間	152s	38s

[結(jié)論]該探究過(guò)程得出的結(jié)論是H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)．
[反思]過(guò)氧化氫在常溫下分解緩慢，加入二氧化錳或氧化銅后反應(yīng)明顯加快，若要證明二氧化錳和氧化銅是該反應(yīng)的催化劑，還需要增加實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證它們?cè)诨瘜W(xué)反應(yīng)前后的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)是否改變、
過(guò)氧化氫生成的快慢還與哪些因素有關(guān)？請(qǐng)你幫助他們繼續(xù)探究．（只要求提出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)方案）
[假設(shè)]H₂O₂生成O₂的快慢與H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)
[實(shí)驗(yàn)方案]在溫度、相同質(zhì)量的相同催化劑的條件下，采用等質(zhì)量但不同的濃度的過(guò)氧化氫溶液來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后測(cè)量收集相同體積的氣體所需的時(shí)間．

Answer 1

分析 [實(shí)驗(yàn)方案]要比較反應(yīng)的速率，可以比較產(chǎn)生相同量的產(chǎn)物所需要的時(shí)間或相同時(shí)間產(chǎn)生產(chǎn)物的量等；
[結(jié)論]根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷；
[反思]根據(jù)催化劑的定義進(jìn)行反思；
[假設(shè)]可以聯(lián)系反應(yīng)物的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，利用控制變量法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．
[實(shí)驗(yàn)方案]根據(jù)作出的假設(shè)采用控制變量法來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證．

解答 解：[實(shí)驗(yàn)方案]常溫下，在兩瓶相同體積的過(guò)氧化氫溶液中分別加入相同質(zhì)量二氧化錳（MnO₂）和CuO，測(cè)定各生成一瓶相同體積O₂所需要的時(shí)間或測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積等；故填：相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積；
[結(jié)論]根據(jù)控制變量法，分析表中的有關(guān)數(shù)據(jù)，可知分別用1gCuO和1gMnO₂做催化劑，來(lái)催化反應(yīng)時(shí)所用的時(shí)間分別是152s和38s；由此可知，用1gMnO₂做催化劑要比用1gCuO做催化劑時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率要快．因此，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)．故填：H₂O₂生成氧氣的快慢與催化劑種類有關(guān)；
[反思]根據(jù)催化劑的概念可知，催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)的速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不改變．故填：質(zhì)量；化學(xué)性質(zhì)；
[假設(shè)]
可以假設(shè)：H₂O₂生成氧氣的快慢與過(guò)氧化氫的濃度有關(guān)．故填：H₂O₂生成O₂的快慢與H₂O₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)有關(guān)．
[實(shí)驗(yàn)方案]在溫度、相同質(zhì)量的相同催化劑的條件下，采用等質(zhì)量但不同的濃度的過(guò)氧化氫溶液來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后測(cè)量收集相同體積的氣體所需的時(shí)間，從而得出結(jié)論．故填：在溫度、相同質(zhì)量的相同催化劑的條件下，采用等質(zhì)量但不同的濃度的過(guò)氧化氫溶液來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然后測(cè)量收集相同體積的氣體所需的時(shí)間．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了收集氣體的方法、催化劑的催化作用及其正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案等方面的內(nèi)容．可以依據(jù)題干提供的信息結(jié)合已有的知識(shí)進(jìn)行．