Question

8．為探究影響雙氧水分解的因素，某課外活動小組的同學完成了下列實驗：
【探究一】H₂O₂溶液的溶質質量分數對反應速率的影響．實驗數據如表：

實驗次序	1	2	3	4	5	6	7	8
H2O2溶液溶質質量分數	1%	3%	5%	10%	15%	20%	25%	30%
MnO2粉末用量（g）	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2	0.2
收集一瓶氣體時所用時間（秒）	660	220	205	80	25	9	4	3
反應后液體溫度（℃）	24	34	39	56	65	67	69	70

（1）該反應的文字（符號）表達式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（2）為準確測定收集一瓶氣體所需的時間，實驗時宜采用排水方法來收集氧氣；
（3）請概括雙氧水溶液的溶質質量分數對雙氧水分解反應速率的影響：雙氧水濃度越大，其分解的速率越快．
（4）由表中數據還可看出，該反應是放熱反應（填“放熱”或“吸熱”）．
【探究二】催化劑MnO₂對雙氧水分解速率的影響．實驗數據如下：

實驗次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
MnO2粉末用量（g）	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1.0
所用時間（秒）	17	8	7	5	4	3	2	2	2	2

（5）請根據上表總結出MnO₂的質量對H₂O₂分解速率的影響：MnO₂對H₂O₂的分解起催化作用，且MnO₂達到一定量時，它的多少不改變反應速率．
（6）想一想：還可能有什么因素可以影響H₂O₂的分解速率，并設計實驗證實你的猜想．催化劑種類；取濃度相同、質量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質量的催化劑進行實驗，測定收集一瓶氧氣所需的時間即可．

Answer 1

分析 （1）根據對根據質量守恒定律正確書寫化學方程式或文字表達式，
（2）根據收集時的觀察要求分析．
（3）根據觀察過氧化氫溶液濃度越大，收集氣體用的時間多少和溶液溫度的高低考慮．
（4）根據表格中收集一瓶氣體所需時間可知是否受影響；從“反應后液體溫度”可知是放熱反應；
（5）圖表中數據的分析考慮；
（6）在常溫下很難分解得到氧氣，其分解速度受濃度、溫度、催化劑等因素的影響設計實驗方案來證明時，要注意實驗的控制變量，以確保實驗結果的準確性．

解答 解：（1）用雙氧水和二氧化錳制氧氣的反應物是過氧化氫，生成物是水和氧氣，反應條件是二氧化錳作催化劑，用觀察法配平，氧氣后面標上上升符號；
故填：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑（或過氧化氫$\stackrel{二氧化錳}{→}$水+氧氣）；
（2）為準確測定收集一瓶氣體所需的時間，實驗時宜采用排水方法來收集氧氣；因為易于觀察是否恰好收集滿．故填：排水；
（3）由圖表中數據可知H₂O₂溶液的溶質質量分數越大，收集到一瓶氣體時所用時間越短，即反應速度越快；故填：雙氧水濃度越大，其分解的速率越快；
（4）隨著反應的進行，溶液溫度越來越高，所以該反應是放熱反應；故填：放熱；
（5）根據圖表中數據可知，當催化劑MnO₂的用量增加時，收集氧氣時所用的時間越來越短，即反應速度越來越快；增加到0.7g后反應速度不再改變了；故填：MnO₂對H₂O₂的分解起催化作用，且MnO₂達到一定量時，它的多少不改變反應速率；
（6）影響過氧化氫分解速率的因素還有催化劑的種類．可以取濃度相同、質量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質量的催化劑進行實驗，測定收集一瓶氧氣所需的時間即可．故答案為：催化劑種類；取濃度相同、質量相同的過氧化氫溶液分別加入不同種類的同質量的催化劑進行實驗，測定收集一瓶氧氣所需的時間即可．

點評 解答本題關鍵是要知道方程式的書寫方法，知道反應速度的影響因素有：溫度，反應物濃度，反應物的接觸面積，知道根據圖示數據分析問題的方法．